2022年中国气体传感器行业概览：车载环保双驱动，广阔蓝海市场开启（摘要版）

头豹行业概览|2022/09 www.leadleo.com 2022年 中国气体传感器行业概览：车载环保双驱动，广阔蓝海市场开启 2022ChinaGasSensorIndustry中国ガスセンサー産業 （摘要版） 报告标签：传感器、气体传感器、双碳、新能源汽车撰写人：张诗悦 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件 （在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 随着大数据、云计算等新兴技术的兴起，物联网产业飞速发展，作为物联网的基础——感知层的重要组成之一的气体传感器的发展状况与前景成为了热点问题，本篇报告主要回答气体传感器领域近期关注的问题，主要涉及： 1）气体传感器的驱动因素是什么？ 2）气体传感器的技术路径？ 3）气体传感器的竞争格局？ 报告要点速览 观点提炼 气体传感器的驱动因素是什么？ 物联网高速发展带动气体传感器发展。物联网的组织架构分为四个层级，感知层、网络层、平台层和应用层，其中传感器所处的感知层是物联网的基础，也是核心部分，物联网的高速发展也将带动其基础层中传感器包括气体传感器的发展 政策助力气体传感器的发展。中国政府重视传感器和气体传感器的发展，先后�台多项政策从加强传感器技术创新、设置技术研发奖励、推动传感器迭代应用等方向促进气体传感器的发展 气体传感器的技术路径？ 气体传感器主要有五种技术路线，半导体、红外、催化燃烧、电化学和光电离子，其中电化学、红外和催化燃烧是目前气体传感器最常用的技术。由于各技术的优势以及所应用的领域有所不同，因此不同技术路线有望并行发展，同时光学技术（红外）由于其较高的精度和逐渐下降的成本需求不断增加，其市场份额略有提升，预计未来市场将进一步扩大 气体传感器的竞争格局？ 整个气体传感器市场参与者众多，以海外厂商为主导，2020年CR4>50%，市场较为集中，中国企业汉威科技和其子公司炜盛的市占率合计达到4% 中国气体传感器代表企业为汉威科技和四方光电，其主要的海外竞争对手为森尔（AMS）和盛思锐，总体来说，中国企业具备一定的竞争力，有望占据更多的市场份额 •物联网的组织架构分为四个层级，感知层、网络层、平台层和应用层，其中传感器所处的感知层是物联网的基础，也是核心部分，物联网的高速发展也将带动其基础层中传感器包括气体传感器的发展 气体传感器驱动因素——物联网的高速发展 物联网产业高速发展 物联网架构以及传感器在物联网中的位置 远距离非 蜂窝通信 远距离蜂窝通信 近距离 通讯 网络层 MCU 通信模组 执行器 传感器 感知层 AI平台 ToC、ToB PaaS平台 应用层 平台层 物联网 中国物联网产业规模，2016-2021年中国物联网连接数，2016-2021年 单位：万亿元单位：亿个 规模增长率 连接数增长率 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1.9 1.7 1.5 1.3 1.2 0.9 201620172018201920202021 5047.3 41.4 36.3 26.0 15.5 9.1 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 201620172018201920202021 物联网高速发展带动气体传感器发展 物联网的组织架构分为四个层级，感知层、网络层、平台层和应用层，其中传感器处于感知层当中。感知层是物联网的基础，也是核心部分，传感器获取物理、化学、生物等信息，并将其转化为易识别的数字信息传输至后端平台进行处理、分析和应用 随着大数据、云计算等新兴技术的发展，中国物联网产业发展迅速，2021年物联网产业规模达1.9万亿元，物联网连接数近50亿个。物联网的高速发展也将带动其基础层中传感器包括气体传感器的发展 来源：头豹研究院 •中国政府重视传感器和气体传感器的发展，先后�台多项政策从加强传感器技术创新、设置技术研发奖励、推动传感器迭代应用等方向促进气体传感器的发展 气体传感器驱动因素——政策助力 中国气体传感器相关政策，2021年-2022年 政策名称颁布日期颁布主体政策要点 《产业基础创新发展目录（2021年版）》 2022年07月 国家产业基础专家委员会 将包括医用免维护电化学氧气传感器、催化燃烧式气体传感器、新型MEMS多通道智能气体传感器等在内的20种传感器列入仪器仪表、传感器领域产业基础创新亟需发展的产业基础零部件和元器件中 《“十四五”数字经济发展规划》 2021年12月 国务院 加快推动数字产业化，瞄准传感器等战略性前瞻性领域，增强关键技术创新能力，提高数字技术基础研发能力 《嘉定区关于支持智能传感器及物联网产业发展的若干政策实施细则》 2021年12月 上海产业政策服务中心 颁布31条相关政策，鼓励发展智能传感器相关产业。如向高端技术研发机构给子50-200万元一次性奖励，向投入研发的相关企业给子最高20万一次性资助，对智能传感器相关企业引进的专业人才提供人才公寓等 《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021—2023年）》 2021年9月 工信部等八部委 鼓励和支持骨干企业加大关键核心技术攻关力度，突破智能感知、新型短距离通信、高精度定位等关键共性技术，补齐高端传感器等产业短板，进一步提升高性能、通用化的物联网感知终端供给能力 《“十四五”规划纲要》 2021年3月 - 聚焦高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域，加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用 《基础电子元器件产业发展行动计划（2012-2023)》 2021年1月 工业和信息化部 提�重点发展小型化、低功耗、集成化元件和高端传感器；把握传统汽车电动化、智能化、网联化的市场机遇，重点推动车规级传感器等电子元器件应用；计划到2023年，电子元器件销售总额达21,000亿元 政策助力气体传感器的发展 中国政府重视传感器和气体传感器的发展，先后�台多项政策从加强传感器技术创新、设置技术研发奖励、推动传感器迭代应用等方向促进气体传感器的发展。把握产业数字化、网联化趋势，提升传感器性能，增强关键技术的创新能力，对于传感器研发机构，提供奖励和资助，并提�人才引进相关补贴，促进传感器技术研发。2022年�台的《产业基础创新发展目录》将医用免维护电化学氧气传感器、催化燃烧式气体传感器、新型MEMS多通道智能气体传感器等气体传感器类型列入重点发展基础零部件 来源：各政府官网、头豹研究院 •气体传感器主要有五种技术路线，半导体、红外、催化燃烧、电化学和光电离子；其中电化学、红外和催化燃烧是目前气体传感器最常用的技术 气体传感器的技术路线 气体传感器主要技术路线 工作原理优缺点应用领域 半导体 •半导体气体传感器是主要由金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量而变化 •成本低、易于制造、适用面广 •但易受干扰、对气体的选择性差、稳定性较差、功耗较高 •家用、工厂、商业可燃气体监测、防火安全检测、家电和汽车空气质量监测 红外 •红外气体传感器通过监测不同气体成分对不同波长的吸收率检测气体浓度 •选择性较好、抗交叉干扰的能力较强、无需在氧气环境下工作、使用寿命长 •技术难度大、成本高 •是智能气体传感器的重要载体，主要应用于暖通制冷与室内空气质量监控、工业过程及安全防控监控 催化燃烧 •检测元件接触到可燃性气体时发生氧化燃烧，电热丝生温，电阻值发生变化，从而计算�气体浓度 •可检测绝大多数可燃性气体、结构简单 •但测量需有氧气存在、精度较低且容易高量 •多用于天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体浓度检测，以及汽油、苯、醇、酮等有机溶剂蒸汽检测 电化学 •分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型，通过氧化还原原理进行气体测量 •体积小、功耗低、线性范围宽、重复性好 •但易受干扰，寿命短 •有毒气体、氧气和酒精等气体检测，主要应用于在石油化工、冶金、矿山等行业 光电离子 •由紫外光源和气室构成，气体到达气室后，在紫外灯的照射下离子化，形成电流，测量电流得到气体浓度 •对挥发性有机化合物灵敏度高 •但成本高、使用寿命短且易受高湿度环境影响 •主要应用于VOC检测、分析仪器，广泛应用于化工、石油、环保、制药等行业 来源：汉威科技官网、四方光电招股书、头豹研究院 电化学 红外 3.9% 8.2% 催化燃烧 半导体 11.0% 光电离子探测 2020年 52.9% 24.1% 8.4% 3.9% 11.3% 2018年 52.8% 23.5% •气体传感器主要应用的技术：电化学技术、以红外为代表的光学技术以及催化燃烧技术 •电化学：体积小、功耗低、易受干扰、寿命不长 •光学：抗干扰能力强、寿命长、技术难度大 •催化燃烧：应用范围广、结构简单、测量精度低、寿命短 单位：百万美元 电化学 346.63 红外 157.71 催化燃烧 72.38 半导体 53.57 光电离子探测 25.21 气体传感器各技术类型市场份额及其收入统计，2018及2020年 目前气体传感器主要运用电化学、红外和催化燃烧技术 气体传感器主要有五种技术路线，半导体、红外、催化燃烧、电化学和光电离子，其中电化学、红外和催化燃烧是目前气体传感器最常用的技术，所占市场份额分别为52.9%、24.1%和11%，合计占比超过88%。与2018年相比，电化学气体、红外和光电离子技术的市场份额略有提升，催化燃烧和半导体技术的市场份额略有缩减，但大体占比排名不变 由于各技术的优势以及所应用的领域有所不同，因此不同技术路线有望并行发展，同时光学技术（红外）由于其较高的精度和逐渐下降的成本需求不断增加，其市场份额略有提升，预计未来市场将进一步扩大 来源：头豹研究院 •整个气体传感器市场参与者众多，以海外厂商为主导，但中国企业具备一定的竞争力，有望占据更多的市场份额 气体传感器市场竞争格局 四方光电 盛思锐 森尔 中国气体传感器代表企业与其代表竞争对手企业情况对比 汉威科技 主 要产品类型 应 用领域 主要市场 半导体气体传感器 热催化气体传感器 电化学气体传感器 红外气体传感器 光学气体传感器 气体分析仪器 CO2气体传感器 粉尘传感器 CO气体传感器 PM2.5传感器 燃气表模块 CO2气体传感器 CO气体传感器 温度传感器 湿度传感器 CO2气体传感 PM2.5传感器 气体流量计 燃气表模块 环保、安防、空气品质监测等领域 中国 四方光电 盛思锐 汉威科技 森尔 0.00% 盈利能力 气体传感器代表企业竞争格局 注：气泡大小代表营收水平大小，营业收入越高，营收水平越高 盈利能力主要由企业毛利率大小确定 研发投入程度由研发费用率决定，费用率越高，投入程度越高 来源：各企业官网、头豹研究院 研发投入程度 气体传感器市场以海外企业为主导 家电、汽车、医疗、环保、工业、能源计量等领域 中国 汽车、医疗、工业、消费 亚太地区、欧洲、中东、非洲及美国 生命科学、室内外空气品质、汽车、工业安全、酒精检测等领域 欧洲、亚洲、北美洲地区 整个气体传感器市场参与者众多，以海外厂商为主导，2020年市占率排名前四为博世、德尔福、日本特殊陶业和电装，CR4>50%，市场较为集中，中国企业汉威科技和其子公司炜盛的市占率合计达到4% 中国气体传感器代表企业为汉威科技和四方光电，其主要的海外竞争对手为森尔（AMS）和盛思锐，二者2020年市占率分别为2%和