智能化浪潮下的光电传感器

来源：联想控股微空间

 

无论是人脸识别用到的3D结构光，还是测量血氧饱和度的设备，都少不了光电传感器的身影。作为工业自动化和科技领域中重要的测量装置，光电传感器广泛应用于自动化控制、机器视觉、智能制造等领域。然而，由于国外企业长期占据着光电传感器市场的主导地位，使得国内企业在技术研发和市场拓展等方面面临很大的压力。什么是光电传感器？目前市场竞争格局如何？未来国产光电传感器如何突围？

编辑：感知芯视界

光电传感器又称光传感器，主要依托“光电效应”，能够将可见光波信号转化为电信号，从而在光电检测系统中实现光电转化功能，并完成信息的传输、处理、储存、显示及记录等工作。

除了直接检测“光信号”，光电传感器还可用于检测引起光量变化的“非电量”。例如物体的直径、表面粗糙度、位移、振动、速度、加速度、表面温度、气体成分等。

由于光电传感器具有信号响应速度快、非接触测量、性能可靠、探测精度和分辨率高等特点，且传感器自身体积小、重量轻、能耗低，所以广泛应用于汽车电子、工业自动化、医疗保健、航空航天、农业和林业等多个领域。

●在汽车电子领域，光电传感器可用于测量车内环境、车门开关状况等，助力提高驾驶安全性和舒适性。

●在工业自动化领域，光电传感器可用于工业机器人、智能制造等方面，实现对生产线上的实时监测和控制。

●在医疗保健领域，光电传感器可以用于监测病人的生命体征、皮肤温度和光疗强度等，有助于提高医疗水平和病人护理质量。

●在航空航天领域，光电传感器可以用于导航、位置测量、姿态控制等方面，可提高飞行器的精确控制和安全性。

●在农业和林业领域，光电传感器可以用于测量湿度、温度、光照强度等方面，帮助农民和林业工作者更精确地管理农田和森林。

产业链现状

 

当前，我国光电传感器行业上游及中游企业缺乏对核心、高端技术的掌握，导致行业发展与国际水平存有差距。

具体来看，在产业链上游，光电传感器核心电子元件的原材料包括制备第一代半导体的硅（Si）、第二代半导体的砷化镓（GaAs）及第三代半导体的氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）。由于高质量制备合成技术被美、日垄断，国内企业购买第二、三代半导体原材料的价格比第一代半导体的原材料价格更贵。因此，用于第一代半导体的原料硅在我国光电传感器行业中的使用量占比仍高达90%，而高端光电传感器所用的第二代和第三代高质量半导体材料多依靠进口。综上，在高端市场中，我国半导体材料供应商议价能力不足。

在产业链中游，虽然我国是光电传感器制造大国，但本土企业光电传感器核心技术掌握程度低，本土企业以作坊式和OEM（代工）生产为主要生产模式，生产产品多为中低端产品，且中游企业缺乏市场定价权，价格竞争激烈。此外，由于大型跨国企业技术先进、规模化生产优势明显，价格与国内相差较小，且工艺严谨、产品质量稳定，因此跨国企业竞争力更强。

产业链下游则主要分散在汽车制造、智慧物流及食品检测、烟雾报警器等其他应用领域。近年来，我国物联网行业市场规模不断扩大，为光电传感器行业发展提供了广阔的市场空间。

市场前景

 

近年来，我国政府颁布一系列政策支持和鼓励光电传感器领域的发展。例如在2022年，国务院发布的《计量发展规划(2021-2035年)》提出要开展智能传感器、微机电系统传感器等关键参数计量测试技术研究，提升物联网感知装备质量水平，打造全频域、全时段、全要素的计量支撑能力。

在政策的引导下，国内相关企业也积极在光电传感器领域突破创新。

伴随物联网及移动互联网的快速发展，国内各产业集成化、信息化、智能化进程正持续推进，也为我国光电传感器行业带来广阔的市场发展空间。据头豹研究院预测，2023年我国光电传感器市场规模将达到56.4亿元。

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审核编辑 黄宇