聚焦五大传感器应用领域:透过应用率洞察产业风向

2025-08-07 18:49:55 来源: 广东省电子信息行业协会

  在当今科技飞速发展的时代,传感器作为获取信息的关键部件,广泛应用于各个领域,从日常生活到工业生产,从医疗保健到交通运输,其身影无处不在。不同类型的传感器在各自的应用场景中发挥着独特作用,而它们的应用率也反映了相关行业的发展趋势和技术需求。接下来,让我们通过专业研报数据,深入了解不同传感器的应用情况。

  机器人传感器:智能化升级的核心驱动力

  随着机器人技术向智能化、自主化方向发展,传感器已成为机器人感知外界环境、实现精准操作的“神经末梢”。国际机器人联合会(IFR)数据显示,2023 年全球工业机器人出货量达 55.3 万台,同比增长 6%。虽然IFR未公布每台机器人传感器数量,但据行业研究推测,一台工业机器人平均搭载的传感器数量已由 2018 年的约 15 个,增长至 2023 年的 20 至 25 个之间,部分高端型号已超过 30 个。

  在工业机器人中,力传感器和视觉传感器应用最为广泛。根据 MarketsandMarkets 报告,全球工业机器人用力传感器市场预计将从 2023 年的约 11 亿美元增长至 2028 年的 18 亿美元,年复合增长率达 9.9%。视觉传感器赋予机器人“眼睛”的能力,通过机器视觉进行目标识别、定位与检测,目前在汽车制造、3C 电子等行业中的渗透率显著提升。

  服务机器人同样依赖多种传感器实现交互与导航。激光雷达、超声波传感器和红外传感器是其导航避障的核心组件,应用于扫地机器人、配送机器人等场景。据市场研究数据估算,2023 年全球扫地机器人中搭载激光雷达导航技术的产品占比约为 40%,相比 2020 年有显著跃升。与此同时,触觉和语音传感器的应用也在上升,特别是在高端家用机器人与医疗护理机器人中。

  不过,在高端传感器领域,我国机器人产业仍面临“卡脖子”挑战。当前,工业机器人使用的高精度力传感器和视觉芯片依赖进口的比例超过 80%。但在中低端市场,如激光雷达与超声波传感器,国产品牌的市场占有率已有显著提升,展现出国产替代的突破潜力。

  汽车传感器:智能驾驶时代的关键支撑

  汽车行业正处于向智能化、电动化转型的关键时期,传感器在其中扮演着不可或缺的角色。高工智能汽车研究院发布的数据显示,2023 年新能源汽车新车交付占比已经达到了 34.42%,达 726 万辆,预计到 2026 年占比将突破 50%,达 1487 万辆。随着新能源汽车的发展,汽车传感器的需求也在急剧增长。

  以激光雷达为例,作为当前城市 NOA(Navigate on Autopilot,即城市导航辅助驾驶)的标配 “安全件”,其搭载率正呈现快速上升趋势。2023 年 1 - 12 月中国市场乘用车(不含进出口)前装标配激光雷达交付新车 44.03 万辆,合计 57.09 万颗,同比增长 341.19%。预计在 2024 年,激光雷达在 15 万元以上新能源车型的搭载率将达到 16.04%,这意味着激光雷达在 15 万元以上新能源汽车市场将 “跨越鸿沟”,进入快速增长的全新周期。到 2025 年,激光雷达的上车量预计将突破 175 万辆。越来越多的车企,如理想、零跑、智己、极氪、小米等在其发布的全新或者改款车型中都搭载了激光雷达,部分品牌甚至宣布全系标配。

  除了激光雷达,其他传感器在汽车中也有广泛应用。例如,电动汽车的电池监测需要温度、电流、电压和气体传感器,而雷达、红外成像和摄像头技术在自动驾驶汽车中也已经必不可少。随着车辆自主性的提高,乘客与车辆之间的互动趋势也将推动传感器的增长,红外(IR)、飞行时间(ToF)、雷达传感器适用于高级驾驶辅助系统(ADAS)中的车内监控,以检测驾驶员是否仍然专注于道路。

  手机传感器:集成度高,市场竞争激烈

  手机作为人们日常生活中最常用的电子设备之一,集成了多种传感器以实现丰富的功能。像加速度计、陀螺仪、压力计、振荡器、CMOS 图像传感器、RF 元件、硅麦克风、指纹传感器等,一部中高端智能手机采用的 MEMS 传感器已多达十几颗。

  但在手机传感器领域,我国自给率并不高。以手机加速度传感器为例,据相关数据,我国手机加速度传感器的自给率仅有 10%。尽管我国有相关的中试生产线,但目前没有一家能够帮助相关企业实现大规模量产。陀螺仪传感器的情况也类似,我国出货的大量手机所用陀螺仪传感器几乎完全依赖进口。当下的全球消费类惯性传感器市场主要被国际巨头所瓜分,意法半导体和博世在组合惯性传感器市场占据重要地位,应美盛专注于消费电子用 MEMS 产品,市场份额也在不断上升。

  海洋传感器:国产替代挑战重重

  海洋传感器是海洋调查监测的核心,但我国高端海洋传感器市场长期被国外垄断。根据第十六届全国敏感元件与传感器学术会议发布的《中国传感器发展蓝皮书》显示,作为海洋基础环境信息获取设备的温盐深(CTD)传感器,我国国产占比为 0%,业务应用进口依赖度超 90% 。美国 Seabird 公司的 CTD 产品凭借高精度、高可靠性占据国内外多数市场。尽管国内科研样机技术指标已接近国际水平,但产品化不足、稳定性差,导致国产 CTD 传感器批量生产几乎空白。截至 2019 年,中国 CTD 传感器市场 95% 的份额由国外产品占据,7000m 以上高端产品更是 100% 依赖进口。

  物联网传感器:多场景渗透,技术迭代加速

  物联网是传感器最重要的应用场景之一。预计到 2025 年,物联网设备将达 416 亿个,市场份额年复合增长率 28.7%。传感器深度渗透智能穿戴、家居、城市、交通等领域,如智能手表集成运动与生物传感器监测健康,智能家居靠温感、图像传感器实现自动化 。

  技术层面,MEMS 传感器占据超半壁江山,NEMS 虽增速最快,但 MEMS 主导地位短期内难以撼动。

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