航空航天事業(yè)發(fā)展迅速，未來高端慣性傳感器市場(chǎng)將復(fù)蘇

隨著地緣政治風(fēng)險(xiǎn)，各國(guó)國(guó)防投入，航空航天已經(jīng)各種新興應(yīng)用的快速增長(zhǎng)，高端慣性傳感器市場(chǎng)正在迎來新的繁榮，甚至是達(dá)到歷史的新高度。

但是這一市場(chǎng)也在面臨著新的問題。

雖然現(xiàn)在有很多新的概念、新的技術(shù)，如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、傳感器等等，但是我們要能透過現(xiàn)象看本質(zhì)，知曉推動(dòng)變革背后最基礎(chǔ)的東西是什么。

在人工智能、可靠連接以及數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用的共同推動(dòng)下，執(zhí)行效率邁上了新的臺(tái)階，而如何提高智能系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化程度也成為發(fā)展的重中之重。

確實(shí)，傳感器是很多應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是未來智能時(shí)代的需要，最為直觀的就是iPhone 4只配備4顆傳感器，而到了iPhone 8已增加至12顆。

根據(jù)IC Insights今年的數(shù)據(jù)顯示，全球市場(chǎng)傳感器元件銷售額在2016年成長(zhǎng)14%，創(chuàng)下73億美元的新高紀(jì)錄;同時(shí)間執(zhí)行器元件銷售額則成長(zhǎng)19%，達(dá)到45億美元。

而該機(jī)構(gòu)也看好該市場(chǎng)將持續(xù)成長(zhǎng)，預(yù)測(cè)傳感器銷售額在接下來幾年可取得7.5%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)，于2021年達(dá)到105億美元規(guī)模;同時(shí)間執(zhí)行器銷售額CAGR預(yù)測(cè)為8.4%，2021年銷售額可達(dá)到68億美元規(guī)模。

其中慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模30億美元，占總體MEMS整體行業(yè)規(guī)模23%，下游應(yīng)用主要為消費(fèi)電子和汽車，消費(fèi)電子市場(chǎng)中MEMS傳感器的終端客戶一般是智能手機(jī)和平板。

那么高端慣性傳感器市場(chǎng)的情況又如何呢？

一直以來，國(guó)防和航空航天都是高端慣性傳感器市場(chǎng)的中堅(jiān)力量，今天也是如此。

雖然在2010年的時(shí)候，國(guó)防、航空航天等應(yīng)用出現(xiàn)了大幅度的放緩。

但是在過去的兩年里，得益于地緣政治風(fēng)險(xiǎn)的增加，航空業(yè)務(wù)的復(fù)興以及新興應(yīng)用的出現(xiàn)，高端慣性傳感器市場(chǎng)也出現(xiàn)了復(fù)蘇。

尤其是在2015之后，隨著中國(guó)購(gòu)買力的不斷增加，這一市場(chǎng)更是收益匪淺。

換言之，高端慣性傳感器市場(chǎng)正從艱難時(shí)期回復(fù)過來，甚至于從長(zhǎng)期來看，將會(huì)進(jìn)入一個(gè)擁有更高市場(chǎng)容量的繁榮時(shí)期。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，推動(dòng)慣性傳感器市場(chǎng)發(fā)展的主要有以下兩個(gè)趨勢(shì)：機(jī)器人和工業(yè)應(yīng)用。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)Yole最新公布的數(shù)據(jù)顯示2017年高端慣性系統(tǒng)市場(chǎng)已經(jīng)超過30億美元，國(guó)防占據(jù)36%市場(chǎng)份額，商用航空航天占據(jù)33%市場(chǎng)份額，海事/航海/工業(yè)占據(jù)剩余的31%市場(chǎng)份額。展望未來五年，高端慣性系統(tǒng)市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為5%。

消費(fèi)類的慣性傳感器一般廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)中，但是其準(zhǔn)確度卻是差強(qiáng)人意。

而工業(yè)系統(tǒng)中的慣性傳感器則不同。

近年來，越來越多的企業(yè)開始意識(shí)到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在降低成本和提高設(shè)備效率等方面帶來的巨大好處，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵要素。

據(jù)美國(guó)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Navigant Research最新報(bào)告，到2027年全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIOT）設(shè)備、軟件和服務(wù)將突破1兆美元大關(guān)。

但是，具體來看，工業(yè)系統(tǒng)中的慣性傳感器都是為追求資源效率，臨界精確度以及提升安全性而設(shè)計(jì)的。

尤其是，傳感器是工業(yè)4.0時(shí)代的重要角色，隨著物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，越來越多的設(shè)備需要采用傳感器采集數(shù)據(jù)，進(jìn)一步去挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，通過數(shù)據(jù)分析提升設(shè)備效率，預(yù)測(cè)一些可能發(fā)生的事情，減少停機(jī)損失，讓工廠更貼近市場(chǎng)需求。

工業(yè)傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景非常多，除了生產(chǎn)線的需求外，無人駕駛還是服務(wù)機(jī)器人、AR技術(shù)，都需要這樣的傳感器。

在一個(gè)偌大的工廠里，縱然一個(gè)人也沒有，通過傳感器的數(shù)據(jù)的收集，控制系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)、反饋出上千臺(tái)機(jī)械手的運(yùn)行狀況……

今年蘋果秋季新品發(fā)布會(huì)上，蘋果推出了iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X三款手機(jī)，當(dāng)庫(kù)克拿著蘋果手機(jī)“晃一晃”就可以讓它有所反應(yīng)，這是因?yàn)槭謾C(jī)上面的觸摸屏、陀螺儀、加速度計(jì)等有各式各樣的傳感器。

牽一發(fā)而動(dòng)全身，正是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)的更新?lián)Q代迅猛，對(duì)手機(jī)功能多樣性的要求越來越高，在“機(jī)器換人”的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型達(dá)成共識(shí)的大背景下，帶動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人及包括感知產(chǎn)品在內(nèi)的核心零部件市場(chǎng)迸發(fā)式的發(fā)展。

20多年來，硅基MEMS技術(shù)逐漸填補(bǔ)了其它高端慣性系統(tǒng)技術(shù)之間的空白，但是發(fā)展速度比預(yù)期要慢。硅基MEMS慣性傳感器為低端市場(chǎng)帶來了新機(jī)遇，1°/h以上的零偏穩(wěn)定性，加速了工業(yè)監(jiān)控等應(yīng)用發(fā)展。

盡管硅基MEMS技術(shù)正在將光纖陀螺儀“擠出”低端應(yīng)用領(lǐng)域，但是要“征服”零偏穩(wěn)定性小于1°/h的應(yīng)用，仍然還不太成熟。類似KVH和iXBlue等光纖陀螺儀廠商試圖提升其技術(shù)能力，與環(huán)形激光陀螺儀、硅基MEMS展開競(jìng)爭(zhēng)。光學(xué)陀螺儀（OG）技術(shù)的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)正在發(fā)生，開環(huán)和閉環(huán)方法的環(huán)形激光陀螺儀技術(shù)也受到半球諧振陀螺儀技術(shù)在高性能應(yīng)用領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。近年來，由于兩大巨頭：諾斯洛普?格魯門（Northrop Grumman）和賽峰（Safran）的投資，半球諧振陀螺儀取得了巨大的進(jìn)步。如果這種技術(shù)的成本效益和生產(chǎn)復(fù)雜性問題在未來幾年得到迅速解決，那么將會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)形激光陀螺儀業(yè)務(wù)。

但是，半球諧振陀螺儀的發(fā)展可能還需要時(shí)間，并且其技術(shù)訣竅（Know-how）也給其它公司帶來了很高的進(jìn)入壁壘?；裟犴f爾（Honeywell）仍然主導(dǎo)著環(huán)形激光陀螺儀市場(chǎng)，這主要得益于其可靠且具有成本效益的技術(shù)，完全符合商用航空航天的技術(shù)要求。亞德諾半導(dǎo)體（ADI）和Silicon Sensing Systems在MEMS慣性傳感器領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，主要面向工業(yè)應(yīng)用。

高端慣性系統(tǒng)市場(chǎng)的垂直化仍在繼續(xù)，它是獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵因素。因?yàn)榇怪闭峡梢詢?yōu)化產(chǎn)品和降低成本。不過這需要掌握整個(gè)慣性系統(tǒng)的研發(fā)和制造，包括加速度計(jì)、陀螺儀、專用集成電路（ASIC）和軟件。本報(bào)告介紹了高端慣性系統(tǒng)領(lǐng)域即將發(fā)生的變化，以及主要應(yīng)用、技術(shù)和廠商。

雖然高端慣性系統(tǒng)市場(chǎng)由行業(yè)巨頭主導(dǎo)，但是很多機(jī)遇正在涌現(xiàn)

高端慣性系統(tǒng)市場(chǎng)迎來許多新機(jī)遇，包括機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)/無人駕駛汽車、船舶、飛機(jī)和無人機(jī)、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、可重復(fù)使用航天運(yùn)載器和微型衛(wèi)星等。預(yù)計(jì)這些應(yīng)用將使得高端慣性系統(tǒng)市場(chǎng)保持長(zhǎng)期增長(zhǎng)。很多慣性傳感器廠商都在探尋這些新機(jī)遇，并與終端用戶積極合作，以了解這些應(yīng)用對(duì)慣性系統(tǒng)的精度、體積、屏蔽、成本等方面要求。

目前，上述很多新興應(yīng)用都在研發(fā)和原型設(shè)計(jì)階段，所以需求和標(biāo)準(zhǔn)正處于定義中，并且會(huì)影響市場(chǎng)多年。機(jī)器人時(shí)代正在到來，許多傳感器在該領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)。慣性傳感器體系具有優(yōu)勢(shì)，必將參與到這場(chǎng)機(jī)器人革命之中。

“產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱”、“產(chǎn)品技術(shù)水平偏低”、“產(chǎn)品種類欠缺”、“企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力差”，這是經(jīng)常聽到的幾個(gè)高頻詞匯。

目前國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)的‘空心化’非常明顯，主要體現(xiàn)在兩方面，一是傳感器的內(nèi)部芯片技術(shù)都掌握在外資手里，二是傳感器這一核心部件在我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)鏈條中屬于整體薄弱甚至是缺失的狀態(tài)。

為何中國(guó)作為傳感器的需求大國(guó)，卻不是研發(fā)生產(chǎn)的強(qiáng)國(guó)？

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)傳感技術(shù)又提出了新的要求，產(chǎn)品正逐漸向微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、紅外技術(shù)、新材料技術(shù)、納米技術(shù)、陶瓷技術(shù)、薄膜技術(shù)、光纖技術(shù)、激光技術(shù)、復(fù)合傳感器技術(shù)、多學(xué)科交叉融合的方向發(fā)展。

雖然我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)已由仿制、引進(jìn)逐步走向自主設(shè)計(jì)、創(chuàng)新發(fā)展階段，但傳感器在我國(guó)仍有諸多挑戰(zhàn)：高端領(lǐng)域核心技術(shù)未掌握，高端人才不足，生產(chǎn)、封裝及測(cè)試的自動(dòng)化、規(guī)?；芰Φ停鄙冽堫^企業(yè)，對(duì)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用的敏感度低。

中國(guó)目前在高端傳感器領(lǐng)域的缺口非常大，同時(shí)也意味著將有一塊巨大的蛋糕等著傳感器廠商們?nèi)シ?，?guó)產(chǎn)傳感器產(chǎn)業(yè)任重而道遠(yuǎn)。

目前，我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)品與國(guó)外存在很大的差距，尤其在高端工業(yè)自動(dòng)化傳感器領(lǐng)域，中國(guó)幾乎是一片空白，國(guó)內(nèi)用的高端傳感器90%以上主要來自歐美、日本等技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，而且價(jià)格昂貴、貨期長(zhǎng)，甚至禁止某些產(chǎn)品向中國(guó)銷售、禁止向中國(guó)軍工企業(yè)及高科技領(lǐng)域銷售等。

隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn)，市場(chǎng)對(duì)傳感器的需求將不斷增多，未來幾年全球傳感器市場(chǎng)將保持20%以上的增長(zhǎng)速度。因此，傳感器的前景仍是一片光明，而隨著高端傳感器市場(chǎng)的復(fù)蘇，中國(guó)還有很多機(jī)會(huì)需要爭(zhēng)取！