摘要:應(yīng)變式傳感器是一種基于測(cè)量物體受力變形所產(chǎn)生的應(yīng)變的傳感器,廣泛應(yīng)用于交通、冶金、港口、化工、建筑機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè),以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試、工商業(yè)衡器、工業(yè)測(cè)量與控制、公路稱重及超限檢驗(yàn)等領(lǐng)域。近年來(lái),隨著制造業(yè)的崛起和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推動(dòng),應(yīng)變式傳感器在生產(chǎn)流程優(yōu)化、質(zhì)量控制等方面扮演著不可或缺的角色。2023年,中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為43.27億元,同比增長(zhǎng)20.63%。
一、定義及分類
應(yīng)變式傳感器通過(guò)測(cè)量物體在受力作用下的變形程度,即應(yīng)變,來(lái)轉(zhuǎn)換并輸出相應(yīng)的電信號(hào)。這種傳感器通常利用電阻應(yīng)變片作為傳感元件,該元件能將機(jī)械構(gòu)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。進(jìn)一步地,這種電阻值的變化可以通過(guò)電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的變化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)力的測(cè)量。應(yīng)變式傳感器按使用特性分類可以分為稱重傳感器、壓力傳感器、測(cè)力傳感器和扭矩傳感器,按彈性體材料分類可以分為合金鋼傳感器、不銹鋼傳感器和鋁制傳感器。
二、行業(yè)政策
中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)作為傳感器行業(yè)的重要組成部分,近年來(lái)得到了國(guó)家政策的廣泛關(guān)注和支持。2024年7月,工業(yè)和信息化部印發(fā)《工信部關(guān)于發(fā)布國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能制造技術(shù)與重大裝備”等16個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南》,公布了“高性能制造技術(shù)與重大裝備”、“智能傳感器”、“工業(yè)軟件”、“智能機(jī)器人”等16個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南。該指南鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)積極申報(bào)智能傳感器等重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目并強(qiáng)調(diào)重大創(chuàng)新成果的實(shí)戰(zhàn)性和導(dǎo)向鮮明性,有助于鼓勵(lì)有能力能組織好應(yīng)變式傳感器等關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)的優(yōu)勢(shì)團(tuán)隊(duì)積極申報(bào),確保成果高質(zhì)量產(chǎn)出。
三、發(fā)展歷程
中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。20世紀(jì)50年代至70年代的起步階段,此階段,中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)主要以國(guó)有企業(yè)為主進(jìn)行生產(chǎn)和研發(fā)。由于技術(shù)和設(shè)備等條件的限制,產(chǎn)品技術(shù)水平較為初級(jí),主要滿足一些基本的測(cè)量需求。
20世紀(jì)80年代至90年代的發(fā)展階段,隨著改革開(kāi)放的深入和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)應(yīng)變式傳感器行業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展。在此期間,成立了許多民營(yíng)企業(yè)和外資企業(yè),產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平得到提升,應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸多元化。
21世紀(jì)以來(lái)的迅猛發(fā)展階段,進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著科技的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的騰飛,國(guó)內(nèi)應(yīng)變式傳感器行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。國(guó)內(nèi)傳感器企業(yè)也在技術(shù)和質(zhì)量上不斷提升,逐漸成熟和專業(yè)化。目前,在石油化工、航空航天、冶金、機(jī)械機(jī)電、軌道交通等領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)應(yīng)變式傳感器已經(jīng)逐漸替代進(jìn)口產(chǎn)品,具有廣闊的市場(chǎng)前景。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
這一行業(yè)屬于多學(xué)科交叉且技術(shù)密集型產(chǎn)品,其設(shè)計(jì)與制造技術(shù)集力學(xué)、材料學(xué)、計(jì)量測(cè)試、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體。產(chǎn)品技術(shù)含量高、生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜、產(chǎn)品和技術(shù)更新難度較大,對(duì)于制造企業(yè)的技術(shù)實(shí)力和儲(chǔ)備要求較高。此外,由于下游行業(yè)對(duì)應(yīng)變式傳感器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性要求較高,應(yīng)變式傳感器的生產(chǎn)和銷售還需經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的認(rèn)證制度,相應(yīng)地提高了行業(yè)整體產(chǎn)品的性能標(biāo)準(zhǔn)。綜合來(lái)看,行業(yè)新進(jìn)入者面臨較高的技術(shù)和認(rèn)證壁壘。
2、品牌認(rèn)知度壁壘
由于應(yīng)變式傳感器產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,包括工業(yè)制造、汽車(chē)、醫(yī)療、智慧城市等多個(gè)領(lǐng)域,客戶對(duì)品牌的認(rèn)可度和信任度要求較高。品牌壁壘的形成與企業(yè)長(zhǎng)期的市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)、產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)水平等多方面因素相關(guān)。對(duì)于新進(jìn)入者來(lái)說(shuō),建立品牌認(rèn)知度需要較長(zhǎng)的時(shí)間和較大的投入,這構(gòu)成了進(jìn)入該行業(yè)的另一大壁壘。
3、資金壁壘
由于該行業(yè)的技術(shù)更新?lián)Q代快,企業(yè)需要持續(xù)投入大量資金進(jìn)行研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新,以保持產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),生產(chǎn)設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備的投入成本較高,且需要不斷更新以適應(yīng)新的生產(chǎn)需求。此外,市場(chǎng)推廣和品牌建設(shè)也需要較大的資金支持。因此,資金實(shí)力成為進(jìn)入該行業(yè)的重要門(mén)檻之一。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
應(yīng)變式傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要涉及原材料供應(yīng),包括鋼材、鋁材、電纜、箔材、芯片等關(guān)鍵材料。產(chǎn)業(yè)鏈中游為應(yīng)變式傳感器的生產(chǎn)和制造。產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)變式傳感器的終端應(yīng)用,涉及稱重、測(cè)控、自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域。應(yīng)變式傳感器廣泛應(yīng)用于交通、冶金、港口、化工、建筑機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè)。具體應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試、工商業(yè)衡器、工業(yè)測(cè)量與控制、公路稱重及超限檢驗(yàn)等。
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2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)寧波柯力傳感科技股份有限公司
寧波柯力傳感科技股份有限公司成立于1995年,是智能傳感器行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),專業(yè)研制和生產(chǎn)各類傳感器以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和多場(chǎng)景應(yīng)用解決方案。作為全球最大的鋼制傳感器制造企業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用拓展的引領(lǐng)者之一,寧波柯力傳感科技股份有限公司擁有國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)、國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì)企業(yè)等多項(xiàng)榮譽(yù)??铝鞲械膽?yīng)變式傳感器采用了先進(jìn)的應(yīng)變片技術(shù)和精密的電路設(shè)計(jì),能夠準(zhǔn)確測(cè)量各種物理量,如力、壓力、重量等。這些傳感器具有高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、物流倉(cāng)儲(chǔ)、食品加工等多個(gè)領(lǐng)域。2024年前三季度,柯力傳感營(yíng)業(yè)收入為9.19億元,同比增長(zhǎng)14.03%;歸母凈利潤(rùn)為1.91億元,同比下降10.74%。
(2)中航電測(cè)儀器股份有限公司
中航電測(cè)儀器股份有限公司是中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司控股的機(jī)載設(shè)備骨干企業(yè),成立于2002年,主營(yíng)電阻應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變式傳感器及汽車(chē)綜合性能檢測(cè)設(shè)備等應(yīng)變電測(cè)產(chǎn)品及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司聚焦“智能測(cè)控”領(lǐng)域,確立了航空防務(wù)、傳感控制、數(shù)智產(chǎn)業(yè)、智能交通四大業(yè)務(wù)板塊,是國(guó)內(nèi)提供軍民兩用智能測(cè)控產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案的骨干企業(yè)。中航電測(cè)的應(yīng)變式傳感器采用了電阻應(yīng)變效應(yīng)原理,通過(guò)精密的電路設(shè)計(jì)和封裝工藝,實(shí)現(xiàn)了對(duì)力、壓力等物理量的準(zhǔn)確測(cè)量。這些傳感器具有微型高阻、易安裝、精準(zhǔn)測(cè)量和穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。2024年前三季度,中航電測(cè)營(yíng)業(yè)收入為11.88億元,同比下降3.05%;歸母凈利潤(rùn)為1.03億元,同比增長(zhǎng)4.08%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
應(yīng)變式傳感器是一種基于測(cè)量物體受力變形所產(chǎn)生的應(yīng)變的傳感器,廣泛應(yīng)用于交通、冶金、港口、化工、建筑機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè),以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試、工商業(yè)衡器、工業(yè)測(cè)量與控制、公路稱重及超限檢驗(yàn)等領(lǐng)域。近年來(lái),隨著制造業(yè)的崛起和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推動(dòng),應(yīng)變式傳感器在生產(chǎn)流程優(yōu)化、質(zhì)量控制等方面扮演著不可或缺的角色。2023年,中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為43.27億元,同比增長(zhǎng)20.63%。
七、發(fā)展因素
1、機(jī)遇
(1)政策支持
中國(guó)政府高度重視傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出臺(tái)了一系列政策措施,為應(yīng)變式傳感器行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。例如,“十四五”規(guī)劃中,智能傳感器的關(guān)鍵制造技術(shù)MEMS被寫(xiě)入科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)技術(shù)列表,顯示出國(guó)家對(duì)傳感器產(chǎn)業(yè)的重視。這些政策不僅為行業(yè)提供了資金支持和稅收優(yōu)惠,還推動(dòng)了產(chǎn)學(xué)研合作,加速了技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。在政策的引導(dǎo)下,中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)將迎來(lái)更多的發(fā)展機(jī)遇。
(2)市場(chǎng)需求增長(zhǎng)
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展,傳感器市場(chǎng)迎來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇。特別是在工業(yè)自動(dòng)化、智能家居、智能交通以及智慧城市等領(lǐng)域,應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這些領(lǐng)域?qū)?yīng)變式傳感器的需求不斷增長(zhǎng),為行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。同時(shí),隨著新能源汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,應(yīng)變式傳感器在汽車(chē)電子、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的應(yīng)用也將進(jìn)一步拓展。
(3)技術(shù)創(chuàng)新
技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)應(yīng)變式傳感器行業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。近年?lái),國(guó)內(nèi)外企業(yè)在材料、工藝、算法等方面取得了顯著進(jìn)展,推動(dòng)了應(yīng)變式傳感器性能的提升和成本的降低。例如,新型材料的應(yīng)用使得傳感器具有更高的靈敏度和穩(wěn)定性;先進(jìn)的制造工藝則提高了傳感器的精度和可靠性。這些技術(shù)創(chuàng)新不僅提升了應(yīng)變式傳感器的性能,還推動(dòng)了行業(yè)向更高層次的發(fā)展。
2、挑戰(zhàn)
(1)技術(shù)差距與創(chuàng)新能力不足
盡管中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)在近年來(lái)取得了顯著進(jìn)步,但在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域仍存在瓶頸。例如,高端應(yīng)變式傳感器的研發(fā)和制造能力相對(duì)較弱,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)在高端市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力不足。此外,行業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新能力也有待加強(qiáng),部分企業(yè)在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上缺乏原創(chuàng)性和突破性,難以滿足市場(chǎng)對(duì)高性能、高可靠性傳感器的需求。
(2)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈與同質(zhì)化嚴(yán)重
中國(guó)應(yīng)變式傳感器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,眾多企業(yè)都在爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額。然而,由于行業(yè)內(nèi)的同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重,很多企業(yè)在產(chǎn)品性能、質(zhì)量和服務(wù)上缺乏差異化優(yōu)勢(shì),導(dǎo)致價(jià)格戰(zhàn)成為主要的競(jìng)爭(zhēng)手段。這種競(jìng)爭(zhēng)方式不僅損害了企業(yè)的利潤(rùn)空間,也限制了行業(yè)的健康發(fā)展。
(3)高端人才儲(chǔ)備不足
高端人才匱乏是制約國(guó)內(nèi)傳感器行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。缺乏具有國(guó)際視野和創(chuàng)新能力的高端人才,導(dǎo)致在研發(fā)和創(chuàng)新方面始終滯后于國(guó)際先進(jìn)水平。特別是在高端光電傳感器、視覺(jué)傳感器、光纖傳感器等高端傳感器領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)人才儲(chǔ)備明顯不足,這已成為制約中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要障礙之一。因此,加強(qiáng)人才培養(yǎng)和引進(jìn)高端人才是推動(dòng)中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。
八、競(jìng)爭(zhēng)格局
在全球應(yīng)變式傳感器市場(chǎng)中,國(guó)外先進(jìn)制造商確實(shí)占據(jù)著領(lǐng)先地位,而中國(guó)的中小企業(yè)主要集中在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域,僅柯力傳感和中航電測(cè)具有規(guī)?;透叨水a(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。從行業(yè)梯隊(duì)劃分來(lái)看,應(yīng)變式傳感器市場(chǎng)呈現(xiàn)出明顯的層次結(jié)構(gòu):第一梯隊(duì)由德國(guó)HBM、瑞士Mettler Toledo、美國(guó)Vishay等國(guó)際知名企業(yè)構(gòu)成,它們?cè)诩夹g(shù)實(shí)力、市場(chǎng)份額以及品牌影響力等方面均處于行業(yè)領(lǐng)先地位。第二梯隊(duì)則以中國(guó)的柯力傳感和中航電測(cè)等為代表,這些企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中具有重要地位,并且在高端產(chǎn)品領(lǐng)域不斷取得突破,逐漸縮小了與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)的差距。第三梯隊(duì)則主要由從事中低端產(chǎn)品生產(chǎn)的中小企業(yè)組成,它們雖然規(guī)模較小,但在滿足特定市場(chǎng)需求方面發(fā)揮著不可替代的作用。
九、發(fā)展趨勢(shì)
1、技術(shù)革新與升級(jí)
隨著科技的不斷進(jìn)步,應(yīng)變式傳感器技術(shù)也在持續(xù)升級(jí),預(yù)計(jì)未來(lái)行業(yè)將更加注重技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)傳感器向更高精度、更高可靠性、更小體積的方向發(fā)展。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展,應(yīng)變式傳感器將與這些技術(shù)深度融合,實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的發(fā)展。
2、應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展
應(yīng)變式傳感器作為一種重要的測(cè)量工具,其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。未來(lái),隨著工業(yè)4.0、智能制造、智慧城市等概念的普及和應(yīng)用,應(yīng)變式傳感器將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用,如航空航天、汽車(chē)制造、醫(yī)療設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。同時(shí),隨著新能源、新材料等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,應(yīng)變式傳感器在這些領(lǐng)域的應(yīng)用也將不斷拓展。
3、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇
隨著全球制造業(yè)回暖,應(yīng)變式傳感器市場(chǎng)容量隨之增長(zhǎng),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。根據(jù)研發(fā)實(shí)力、技術(shù)水平以及生產(chǎn)規(guī)模,全球應(yīng)變式傳感器的生產(chǎn)廠家大致可以劃分為跨國(guó)公司、地區(qū)龍頭企業(yè)和中低端產(chǎn)品生產(chǎn)廠家三個(gè)梯隊(duì)。中國(guó)應(yīng)變式傳感器行業(yè)起步較晚,國(guó)產(chǎn)汽車(chē)傳感器在性能、抗干擾方面落后國(guó)外同類產(chǎn)品,但隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的拓展,國(guó)產(chǎn)應(yīng)變式傳感器的競(jìng)爭(zhēng)力將逐步增強(qiáng),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將進(jìn)一步加劇。
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