智能化浪潮下的光電傳感器

來源：聯(lián)想控股微空間

無論是人臉識別用到的3D結(jié)構(gòu)光，還是測量血氧飽和度的設備，都少不了光電傳感器的身影。作為工業(yè)自動化和科技領域中重要的測量裝置，光電傳感器廣泛應用于自動化控制、機器視覺、智能制造等領域。然而，由于國外企業(yè)長期占據(jù)著光電傳感器市場的主導地位，使得國內(nèi)企業(yè)在技術研發(fā)和市場拓展等方面面臨很大的壓力。什么是光電傳感器？目前市場競爭格局如何？未來國產(chǎn)光電傳感器如何突圍？

編輯：感知芯視界

光電傳感器又稱光傳感器，主要依托“光電效應”，能夠?qū)⒖梢姽獠?a target="_blank">信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而在光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化功能，并完成信息的傳輸、處理、儲存、顯示及記錄等工作。

除了直接檢測“光信號”，光電傳感器還可用于檢測引起光量變化的“非電量”。例如物體的直徑、表面粗糙度、位移、振動、速度、加速度、表面溫度、氣體成分等。

由于光電傳感器具有信號響應速度快、非接觸測量、性能可靠、探測精度和分辨率高等特點，且傳感器自身體積小、重量輕、能耗低，所以廣泛應用于汽車電子、工業(yè)自動化、醫(yī)療保健、航空航天、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等多個領域。

●在汽車電子領域，光電傳感器可用于測量車內(nèi)環(huán)境、車門開關狀況等，助力提高駕駛安全性和舒適性。

●在工業(yè)自動化領域，光電傳感器可用于工業(yè)機器人、智能制造等方面，實現(xiàn)對生產(chǎn)線上的實時監(jiān)測和控制。

●在醫(yī)療保健領域，光電傳感器可以用于監(jiān)測病人的生命體征、皮膚溫度和光療強度等，有助于提高醫(yī)療水平和病人護理質(zhì)量。

●在航空航天領域，光電傳感器可以用于導航、位置測量、姿態(tài)控制等方面，可提高飛行器的精確控制和安全性。

●在農(nóng)業(yè)和林業(yè)領域，光電傳感器可以用于測量濕度、溫度、光照強度等方面，幫助農(nóng)民和林業(yè)工作者更精確地管理農(nóng)田和森林。

產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

當前，我國光電傳感器行業(yè)上游及中游企業(yè)缺乏對核心、高端技術的掌握，導致行業(yè)發(fā)展與國際水平存有差距。

具體來看，在產(chǎn)業(yè)鏈上游，光電傳感器核心電子元件的原材料包括制備第一代半導體的硅（Si）、第二代半導體的砷化鎵（GaAs）及第三代半導體的氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）。由于高質(zhì)量制備合成技術被美、日壟斷，國內(nèi)企業(yè)購買第二、三代半導體原材料的價格比第一代半導體的原材料價格更貴。因此，用于第一代半導體的原料硅在我國光電傳感器行業(yè)中的使用量占比仍高達90%，而高端光電傳感器所用的第二代和第三代高質(zhì)量半導體材料多依靠進口。綜上，在高端市場中，我國半導體材料供應商議價能力不足。

在產(chǎn)業(yè)鏈中游，雖然我國是光電傳感器制造大國，但本土企業(yè)光電傳感器核心技術掌握程度低，本土企業(yè)以作坊式和OEM（代工）生產(chǎn)為主要生產(chǎn)模式，生產(chǎn)產(chǎn)品多為中低端產(chǎn)品，且中游企業(yè)缺乏市場定價權，價格競爭激烈。此外，由于大型跨國企業(yè)技術先進、規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢明顯，價格與國內(nèi)相差較小，且工藝嚴謹、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，因此跨國企業(yè)競爭力更強。

產(chǎn)業(yè)鏈下游則主要分散在汽車制造、智慧物流及食品檢測、煙霧報警器等其他應用領域。近年來，我國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，為光電傳感器行業(yè)發(fā)展提供了廣闊的市場空間。

市場前景

近年來，我國政府頒布一系列政策支持和鼓勵光電傳感器領域的發(fā)展。例如在2022年，國務院發(fā)布的《計量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》提出要開展智能傳感器、微機電系統(tǒng)傳感器等關鍵參數(shù)計量測試技術研究，提升物聯(lián)網(wǎng)感知裝備質(zhì)量水平，打造全頻域、全時段、全要素的計量支撐能力。

在政策的引導下，國內(nèi)相關企業(yè)也積極在光電傳感器領域突破創(chuàng)新。

伴隨物聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，國內(nèi)各產(chǎn)業(yè)集成化、信息化、智能化進程正持續(xù)推進，也為我國光電傳感器行業(yè)帶來廣闊的市場發(fā)展空間。據(jù)頭豹研究院預測，2023年我國光電傳感器市場規(guī)模將達到56.4億元。

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審核編輯 黃宇