2中國光電傳感器行業(yè)市場綜述

　　2.定義和分類光電傳感器

　　光電傳感器(PhotoelectricSensor)又稱光傳感器，是一種以光電元件為檢測元件的傳感器。光電傳感器的工作主要依靠光電傳感器“光電效應(yīng)”，將可見光波信號轉(zhuǎn)換為電信號，可以實現(xiàn)光電檢測系統(tǒng)中的光電轉(zhuǎn)換功能，并完成信息的傳輸、處理、存儲、顯示和記錄。光電傳感器不限于光檢測，也可作為其他傳感器檢測元件直接檢測光強(qiáng)度、輻射溫度、氣體成分等，也可檢測到其他非電量，如物體直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動、速度、加速度、工作狀態(tài)等。由于光電傳感器具有信號響應(yīng)速度快、非接觸測量、性能可靠、檢測精度高、分辨率高、體積小、重量輕、能耗低等特點，廣泛應(yīng)用于航空航天、通信、智能產(chǎn)品等領(lǐng)域，LED以及自動化控制等。

　　可分為X射線傳感器、紫外傳感器、可見光傳感器、紅外傳感器等(見圖2-1)。

　　(1)X射線傳感器：接收X射線并轉(zhuǎn)換輸出可用電信號的傳感器。Xx射線成像設(shè)備多采用射線傳感器，如CT斷層掃描中X射線拍照，牙科X射線成像，安檢中X射線掃描成像;

　　(2)紫外線傳感器：接收紫外線信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，紫外線傳感器通?？煞譃榭梢姽饷ぷ贤饩€傳感器和太陽光盲紫外線傳感器;

　　(3)可見光傳感器:其測量對象為可見光，可以將接收到的可見光轉(zhuǎn)換為輸出電信號?？梢姽獾牟ㄩL范圍為380mm至760mm，這個范圍是人眼可以識別電磁波譜中的波段。根據(jù)傳感器的關(guān)鍵元件，可見光傳感器可分為低端傳感器、中端傳感器和高端傳感器(見圖2-2)。

　　(4)紅外傳感器:其測量主要基于紅外線的物理性質(zhì)。根據(jù)檢測原理，紅外傳感器可分為以下幾類(見圖2-3):

　　2.光電傳感器檢測模式分析

　　光電傳感器檢測作為光電傳感器制造的一個重要環(huán)節(jié)，決定了光電傳感器產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。光電傳感器的檢測方式一般分為對射型、反射型、偏振型、鏡面型、漫反射型、會聚型、光幕和激光掃描儀。其中，對射式是最早出現(xiàn)的光電檢測模式，具有操作簡單、操作方便的特點。在這種模式下，發(fā)射器的光與接收器直接對齊。當(dāng)檢測到的物體移動并阻擋光路時，傳感器輸出信號的變化表明檢測到了要測量的物體。目前，反射式是一種常用的檢測模式。在這種模式下，發(fā)射器從多個角度向待測物體表面發(fā)射光，而光從多個角度將入射光反射到待測物體表面的接收器上。由于待測物體的表面材料和光滑度不同，接收器的反射光強(qiáng)度也不同，因此反射式在判斷待測物體的表面性質(zhì)方面具有固有的優(yōu)勢。

　　2.3中國光電傳感器行業(yè)的發(fā)展歷程

　　作為傳感器行業(yè)發(fā)展過程中的重要產(chǎn)物，光電傳感器行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了以下三個階段(見圖2-4)。

　　(1)初始階段(1970-2000)

　　中國的傳感器產(chǎn)業(yè)始于20世紀(jì)50年代，但在第一代結(jié)構(gòu)性傳感器開發(fā)和應(yīng)用20年后，國家開始意識到開發(fā)新型傳感器的重要性。因此，1989年10月，敏感元件和傳感器分公司主辦了首屆全國敏感元件和傳感器學(xué)術(shù)會議，吸引了當(dāng)時中國傳感器領(lǐng)域的專家、學(xué)者、企業(yè)家和其他人士。此外，在原電子工業(yè)部敏感元件和傳感器分公司的積極響應(yīng)下，“八五”在此期間，國家大力支持和建設(shè)中國敏感元和傳感器生產(chǎn)基地?！鞍不栈亍惫饷粢?guī)模經(jīng)濟(jì)作為三大基地之一，主要發(fā)展力學(xué)、光學(xué)敏感元件和傳感器。“九五”期間，國家大力投資研發(fā)建設(shè)傳感器技術(shù)，建立傳感器技術(shù)“國家重點實驗室傳感技術(shù)”及“國家傳感技術(shù)工程中心中心”許多技術(shù)研發(fā)基地推動了光電傳感器技術(shù)的不斷突破。此后，光電傳感器在中國發(fā)展迅速，光電傳感器產(chǎn)業(yè)鏈開始建立。

　　(2)快速發(fā)展階段(2001-2015)

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，光電傳感器在信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用?！笆濉逼陂g，光電傳感器作為一種不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳感器的新型傳感器，被列為研發(fā)重點。由于國外傳感器產(chǎn)業(yè)在中國發(fā)展成熟，并處于領(lǐng)先地位。因此，提高傳感器技術(shù)水平、穩(wěn)定性和應(yīng)用水平已成為中國光電傳感器增強(qiáng)競爭力、縮小差距的目標(biāo)。自2002年以來，國家計劃生育委員會開始組織和實施新興電子元件的產(chǎn)業(yè)化政策，其中新的光敏元件得到了產(chǎn)業(yè)化政策的支持。該政策促進(jìn)了光電傳感器行業(yè)的快速發(fā)展，為中國光電傳感器企業(yè)開發(fā)新一代高、精、尖傳感器產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。2006年，“十一五”通過規(guī)劃綱要，主要強(qiáng)調(diào)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。此外，還提出了加快電子信息制造業(yè)發(fā)展、促進(jìn)航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展、促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的計劃，為中國光電傳感器產(chǎn)業(yè)提供了技術(shù)研發(fā)動力和巨大的市場發(fā)展空間。到2011年，隨著光電傳感器相關(guān)材料、器件、系統(tǒng)等方面的不斷發(fā)展，我國光電傳感器產(chǎn)業(yè)已形成相對完善的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　(3)智能化發(fā)展階段(2016年至今)

　　隨著信息時代的成熟發(fā)展，工業(yè)自動化發(fā)展迅速，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)加速發(fā)展。2017年1月，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)分冊(2016-2020)》，明確提出加快中國物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入“跨境融合，創(chuàng)新與大規(guī)模發(fā)展融合”新階段。由于光電傳感器是信息、航空航天、自動化等領(lǐng)域的核心組成部分，該計劃為現(xiàn)有光電傳感器的小型化、集成、智能和系統(tǒng)開發(fā)提供了強(qiáng)有力的支持。隨著智能交通、智能家居、智能工業(yè)生產(chǎn)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展和發(fā)展，中國光電傳感器產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入智能發(fā)展階段，以適應(yīng)新時代的發(fā)展。

　　2.4中國光電傳感器行業(yè)市場規(guī)模

　　在過去的五年里，由于中國汽車工業(yè)和物流業(yè)的快速發(fā)展，中國光電傳感器行業(yè)的市場規(guī)模以每年8.3%的復(fù)合增長率持續(xù)增長。2014年至2018年，中國光電傳感器市場規(guī)模由25.9億元增長至35.6億元。隨著中國物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等高科技產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，光電傳感器可廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)、智能交通、智能電網(wǎng)、智能可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)⒊蔀橹袊怆妭鞲衅鳟a(chǎn)業(yè)未來市場的主要增長點，推動中國光電傳感器產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大(見圖2-5)。在下游汽車制造業(yè)、物流業(yè)和國家政策的推動下，中國光電傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展預(yù)計未來五年將繼續(xù)以9.6%的年復(fù)合增長率增長，2023年將達(dá)到56.4億元。

　　2.5中國光電傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分析

　　中國光電傳感器產(chǎn)業(yè)鏈分為三個部分：上游產(chǎn)業(yè)鏈的主要參與者是光電傳感器核心電子元件的原材料供應(yīng)商，中游產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)枪怆妭鞲衅髦圃炱髽I(yè)，下游產(chǎn)業(yè)鏈主要分散在汽車制造、智能物流和食品檢測、煙霧報警等應(yīng)用領(lǐng)域(見圖2-6)。

　　2.5.1上游分析

　　光電傳感器核心電子元件的原材料供應(yīng)商是中國光電傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上游的主要參與者。核心電子元件的原材料主要包括第一代半導(dǎo)體硅的制備(Si)，第二代半導(dǎo)體(GaAs)氮化鎵和第三代半導(dǎo)體(GaN)和碳化硅(SiC)材料。