摘要:光纖光柵傳感器屬于光纖傳感器的一種,基于光纖光柵的傳感過(guò)程是通過(guò)外界物理參量對(duì)光纖布拉格波長(zhǎng)的調(diào)制來(lái)獲取傳感信息,是一種波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器。2022年下游交通等領(lǐng)域需求增長(zhǎng)疊加行業(yè)認(rèn)可度提升帶動(dòng)整體光纖光柵需求量走高,2022年我國(guó)點(diǎn)式光纖光柵傳感器需求量為77.8萬(wàn)根,分布式光纖光柵傳感器需求量為1.9萬(wàn)套。
一、定義及分類
光纖光柵傳感器屬于光纖傳感器的一種,基于光纖光柵的傳感過(guò)程是通過(guò)外界物理參量對(duì)光纖布拉格波長(zhǎng)的調(diào)制來(lái)獲取傳感信息,是一種波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器。相比于光纖傳感技術(shù),光纖光柵傳感技術(shù)結(jié)合了靈敏度高、傳感距離長(zhǎng)、能夠測(cè)量多點(diǎn)擾動(dòng)和響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點(diǎn),非常適用于多種場(chǎng)合下的微擾動(dòng)監(jiān)測(cè),包括大型建筑物的健康監(jiān)測(cè)、重要場(chǎng)所的安防、通信和輸電鏈路的保護(hù)等。光纖光柵傳感器根據(jù)傳感單元布局設(shè)計(jì)的差異,光纖傳感技術(shù)可分為點(diǎn)式和分布式,按照工作原理光纖布拉格光柵傳感器、長(zhǎng)周期光纖光柵傳感器、傾斜光纖光柵傳感器、啁啾光纖光柵傳感器。
二、商業(yè)模式
1、采購(gòu)模式
國(guó)內(nèi)光纖光柵傳感器大型企業(yè)主要根據(jù)研發(fā)、月度生產(chǎn)計(jì)劃及工程需求制定月度采購(gòu)計(jì)劃,物料采購(gòu)部按計(jì)劃執(zhí)行物料采購(gòu),經(jīng)過(guò)選型、詢價(jià)后,與供應(yīng)商簽訂相關(guān)合同,面向市場(chǎng)獨(dú)立采購(gòu)。核心配件、關(guān)鍵原材料主要選擇國(guó)內(nèi)外知名品牌產(chǎn)品,確保質(zhì)量符合要求、穩(wěn)定可靠。
2、銷售模式
光纖光柵傳感器下游最終客戶主要面向石油石化、交通隧道、公路橋梁、電力等行業(yè)的國(guó)有大中型企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)客戶,客戶的需求專業(yè)性強(qiáng)且購(gòu)買(mǎi)程序較為復(fù)雜,需提供定制化的系統(tǒng)產(chǎn)品以滿足其個(gè)性化需求。中游企業(yè)主要以通過(guò)招投標(biāo)方式獲取銷售合同、作為總承包商的產(chǎn)品供應(yīng)商,通過(guò)其向最終客戶提供系統(tǒng)產(chǎn)品兩種方式實(shí)現(xiàn)銷售和通過(guò)商務(wù)談判三種方式實(shí)現(xiàn)銷售。
3、產(chǎn)品定價(jià)與結(jié)算模式
銷售定價(jià)原則系以成本加成為基礎(chǔ),綜合考慮產(chǎn)品特征、客戶類型、銷售區(qū)域、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及售后服務(wù)等因素確定具體價(jià)格。根據(jù)客戶性質(zhì)不同,一般有兩種結(jié)算模式。一是直接銷售給業(yè)主的產(chǎn)品,往往通過(guò)招投標(biāo)程序,按行業(yè)慣例,銷售款一般在合同簽訂、到貨驗(yàn)收、安裝調(diào)試驗(yàn)收、質(zhì)保期滿等節(jié)點(diǎn)分期收??;二是銷售給總承包商的產(chǎn)品,即使合同約定按各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)分期收款,但在實(shí)際執(zhí)行中,絕大部分按行業(yè)慣例,在總包商在收到業(yè)主的工程款項(xiàng)后,再同比例支付給光纖光柵傳感器生產(chǎn)企業(yè)。
4、售后服務(wù)模式
售后服務(wù)主要包括產(chǎn)品的維護(hù)、培訓(xùn)以及升級(jí)服務(wù),根據(jù)是否處于合同維保期分為無(wú)償服務(wù)及有償服務(wù)。國(guó)內(nèi)光纖光柵傳感器產(chǎn)品的維保期一般為產(chǎn)品驗(yàn)收合格后一年。維保期內(nèi),生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)向客戶提供產(chǎn)品的軟硬件保障及保修服務(wù);維保期外,部分企業(yè)仍會(huì)與用戶簽定維護(hù)保障合同,按年度的方式進(jìn)行合理的收費(fèi)。同時(shí)部分企業(yè)將售后服務(wù)視作維護(hù)客戶關(guān)系、發(fā)掘客戶新需求的重要環(huán)節(jié),重視程度較高。
三、行業(yè)政策
傳感器作為我國(guó)“強(qiáng)基工程”的核心關(guān)鍵部件之一,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的重要組成部分。近些年,中國(guó)政府相繼出臺(tái)光纖傳感器行業(yè)相關(guān)政策,扶持中國(guó)傳感器總體行業(yè)的發(fā)展,光纖光柵傳感器作為新興光電傳感器產(chǎn)品之一,同樣受益政策前景持續(xù)向好,如2023年4月國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)計(jì)量發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)的通知》指出要加快量子傳感器、太赫茲傳感器、高端圖像傳感器、高速光電傳感器等傳感器的研制和應(yīng)用。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
行業(yè)屬于高科技行業(yè),技術(shù)密集型行業(yè),產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)含量較高,涉及的學(xué)科面較廣,是電子工程、機(jī)械工程、自動(dòng)化工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)等多學(xué)科相互滲透、相互融合形成的高新技術(shù)領(lǐng)域,要求企業(yè)必須具有掌握、融合多領(lǐng)域技術(shù)并形成自身的特色技術(shù)路線的能力,以保證產(chǎn)品和技術(shù)的先進(jìn)性。行業(yè)內(nèi)經(jīng)過(guò)多年技術(shù)積累已形成大量的專利技術(shù)及非專利技術(shù),對(duì)于潛在進(jìn)入者來(lái)說(shuō),核心技術(shù)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)已經(jīng)成為行業(yè)壁壘。
2、準(zhǔn)入壁壘
光纖光柵傳感器下游技術(shù)性能要求較為嚴(yán)格,具有較高的質(zhì)量認(rèn)證壁壘,在技術(shù)集成度、生產(chǎn)自動(dòng)化程度、質(zhì)量管控等方面對(duì)行業(yè)企業(yè)有著較高的要求。行業(yè)新進(jìn)入者必須取得相關(guān)質(zhì)量體系認(rèn)證后,才有可能進(jìn)入主流氣體檢測(cè)儀器儀表廠商供應(yīng)鏈,質(zhì)量管理認(rèn)證構(gòu)成較高的行業(yè)壁壘。
3、資金壁壘
光纖光柵傳感器產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛,企業(yè)為保證成本優(yōu)勢(shì),需要購(gòu)置較多專業(yè)研發(fā)、柔性制造和檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備。同時(shí)專業(yè)人才投入較高和研發(fā)資金需求量較大,隨著下游行業(yè)發(fā)展迅速,客戶對(duì)產(chǎn)品的要求不斷升級(jí),技術(shù)性能要求日趨提高,對(duì)產(chǎn)品本身提出了更高的技術(shù)要求。企業(yè)在研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中需投入大量的資金,發(fā)展多元化的專業(yè)人才充實(shí)研發(fā)隊(duì)伍,進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證、購(gòu)置研發(fā)和生產(chǎn)設(shè)備。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
光纖光柵傳感器產(chǎn)業(yè)鏈情況而言,上游主要為半導(dǎo)體材料、陶瓷和金屬各類別材料,中游主要為光纖光柵傳感器供應(yīng)商,下游應(yīng)用廣泛,產(chǎn)品銷售結(jié)合工程服務(wù)為主,在石油石化、消防安防、智能電網(wǎng)、軌道交通、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域,為我國(guó)工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全監(jiān)測(cè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支。依托技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)政策支持,我國(guó)光纖光柵傳感器在性能、成本和可靠性方面均取得了顯著優(yōu)勢(shì),成為全球傳感器市場(chǎng)的重要參與者。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)的發(fā)展,光纖光柵傳感器在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)分析和智能化應(yīng)用等領(lǐng)域的應(yīng)用前景更加廣闊。
六、發(fā)展現(xiàn)狀
光纖光柵傳感器以其體積小、抗電磁干擾、耐高溫高壓、易于組建大規(guī)模傳感網(wǎng)絡(luò)等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、土木工程、交通運(yùn)輸、電力監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。按照作用位置分類來(lái)看,我國(guó)光纖光柵傳感器主要分為點(diǎn)式光纖光柵傳感器和分布式光纖光柵傳感器。2021年我國(guó)點(diǎn)式光纖光柵傳感器需求量為55.25萬(wàn)根,分布式光纖光柵傳感器需求量為1.68萬(wàn)套。2022年下游交通等領(lǐng)域需求增長(zhǎng)疊加行業(yè)認(rèn)可度提升帶動(dòng)整體光纖光柵需求量走高,2022年我國(guó)點(diǎn)式光纖光柵傳感器需求量為77.8萬(wàn)根,分布式光纖光柵傳感器需求量為1.9萬(wàn)套。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)宏觀經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展
傳感器產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),對(duì)促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、推動(dòng)現(xiàn)代國(guó)防建設(shè)、保障和提高人民生活水平發(fā)揮著重要作用。我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必將帶動(dòng)光纖光柵傳感器等新興產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)。近幾年來(lái)雖然我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度有所減緩,但與全球其他經(jīng)濟(jì)體相比發(fā)展速度仍保持較快增長(zhǎng),預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍將保持相對(duì)較快的增長(zhǎng),帶動(dòng)終端下游產(chǎn)業(yè)投資增加為行業(yè)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。
(2)行業(yè)政策推動(dòng)行業(yè)技術(shù)迭代更新發(fā)展
傳感器產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),歷來(lái)得到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持。2021年12月國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》指出,要加快推動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化,增強(qiáng)傳感器等戰(zhàn)略性前瞻性領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新能力。光纖光柵作為智能傳感器的重要組成,同樣受益于整體光纖傳感器政策推動(dòng),未來(lái)市場(chǎng)將穩(wěn)步向好。
(3)物聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)行業(yè)需求擴(kuò)張
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍十分廣泛,遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、食品溯源等多個(gè)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將推動(dòng)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展,為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供萬(wàn)億元級(jí)的相關(guān)設(shè)備制造、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)。光纖光柵傳感器產(chǎn)品作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,將會(huì)迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
(4)安防意識(shí)提升帶動(dòng)安全需求增長(zhǎng),傳感器行業(yè)受益
伴隨著工廠生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大,工廠在安全生產(chǎn)領(lǐng)域暴露出的問(wèn)題也越來(lái)越多,如何運(yùn)用安全設(shè)施為企業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航,已經(jīng)成為這些廠商的迫切需求。同時(shí)在國(guó)內(nèi)安全發(fā)展理念逐漸深入人心的大背景下,為了更好地預(yù)防和控制事故的發(fā)生、減輕事故災(zāi)難與自然災(zāi)害的危害,政府和企業(yè)的安全投入都將逐步增大,安全產(chǎn)業(yè)專用產(chǎn)品和服務(wù)的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大,安全產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)空間廣闊,成長(zhǎng)潛力巨大,將成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),光纖光柵傳感器能夠在高溫、高壓、易燃易爆等惡劣環(huán)境下進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù),保障人員和財(cái)產(chǎn)安全,隨著安防等需求增長(zhǎng),我國(guó)光纖光柵傳感器需求將受益。
2、不利因素
(1)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力
隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代,以及對(duì)安全生產(chǎn)的愈加重視,越來(lái)越多的國(guó)外公司開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),或不斷加強(qiáng)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的資源投入。如意大利吉斯、美國(guó)西南微波等公司近年來(lái)不斷加大中國(guó)市場(chǎng)投入,這些企業(yè)在資金和技術(shù)上均有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),使行業(yè)內(nèi)企業(yè)面臨不小的競(jìng)爭(zhēng)壓力。
(2)傳感技術(shù)水平與國(guó)外存在差距限制行業(yè)快速發(fā)展
光纖光柵傳感器產(chǎn)業(yè)是近十幾年發(fā)展起來(lái)的新興產(chǎn)業(yè),國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展時(shí)間較短、研發(fā)投入不足、總體規(guī)模較小、生產(chǎn)制備工藝過(guò)程較為落后,導(dǎo)致在核心技術(shù)的先進(jìn)性方面與國(guó)外存在一定差距。此外,國(guó)內(nèi)上游從事光纖傳感技術(shù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小、技術(shù)水平不高,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不充分,難以推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平在短期內(nèi)大幅提升,整體上制約了我國(guó)產(chǎn)品向高端市場(chǎng)的發(fā)展。
(3)技術(shù)和研發(fā)能力要求極高,研發(fā)周期長(zhǎng)
涵蓋光電技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件技術(shù)、故障診斷技術(shù)、信息融合技術(shù)、人工智能技術(shù)等多個(gè)學(xué)科,對(duì)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)能力要求較高,技術(shù)難度較大、研發(fā)周期較長(zhǎng),從研發(fā)初始投入到產(chǎn)品商用化,一般需要3-5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)者如果研發(fā)方向不能適應(yīng)行業(yè)快速發(fā)展所帶來(lái)的市場(chǎng)需求,或者技術(shù)研發(fā)進(jìn)度不能與市場(chǎng)需求發(fā)展保持同步,或?qū)⒈皇袌?chǎng)淘汰。
八、競(jìng)爭(zhēng)格局
我國(guó)光纖傳感器及智能儀器儀表行業(yè)近年來(lái)呈現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),吸引了大量企業(yè)參與。在這個(gè)行業(yè)中,企業(yè)可以根據(jù)自身實(shí)力和定位,選擇不同的市場(chǎng)策略和發(fā)展路徑。一方面,一些實(shí)力雄厚、技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè),具有較強(qiáng)的自主研發(fā)與創(chuàng)新能力,能夠掌握多種光纖傳感技術(shù),并將其應(yīng)用到多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。這些企業(yè)在行業(yè)中處于領(lǐng)導(dǎo)地位,具有較高的市場(chǎng)份額和品牌影響力。另一方面,許多企業(yè)雖然具備一定的技術(shù)研發(fā)能力,但由于資源、能力和市場(chǎng)定位的限制,它們專注于某一細(xì)分領(lǐng)域的光纖傳感技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品應(yīng)用。這類企業(yè)在特定領(lǐng)域內(nèi)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),是行業(yè)的重要組成部分。此外,還有一部分企業(yè)主要通過(guò)代理或系統(tǒng)集成的方式參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。它們以銷售國(guó)外產(chǎn)品為主,雖然不直接從事光纖傳感技術(shù)的研發(fā),但在市場(chǎng)推廣和服務(wù)方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。
九、發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)光纖光柵傳感器行業(yè)在技術(shù)、市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)集群等方面均呈現(xiàn)出積極的發(fā)展趨勢(shì)。隨著科技的進(jìn)步,光纖光柵傳感器的技術(shù)不斷創(chuàng)新,靈敏度、精度和穩(wěn)定性將得到進(jìn)一步提升,應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大。同時(shí),市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng),特別是在工業(yè)自動(dòng)化、智能制造等領(lǐng)域,光纖光柵傳感器將得到廣泛應(yīng)用。此外,隨著行業(yè)的不斷發(fā)展,將形成以龍頭企業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群,通過(guò)資源共享、技術(shù)交流等方式推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展。未來(lái),光纖光柵傳感器將與人工智能技術(shù)深度融合,實(shí)現(xiàn)智能化、自適應(yīng)和遠(yuǎn)程控制等功能,進(jìn)一步提升其應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。這些發(fā)展趨勢(shì)將共同推動(dòng)我國(guó)光纖光柵傳感器行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展,并在各個(gè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。
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