光电传感器的发展：中国光电传感发展历程、产业链、竞争格局及趋势深度分析！

原标题：中国光电传感发展历程、产业链、竞争格局及趋势深度分析！

2 中国光电传感器行业市场综述

2.1 光电传感器定义与分类

光电传感器（Photoelectric Sensor）又称光传感器，是一种以光电元件为检测元件的传感器。光电传感器工作主要依托“光电效应”，将可见光波信号转化为电信号，可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。光电传感器不局限于光探测，还可作为其它传感器的探测元件直接用于检测引起光量变化的非电量，如光照强度、辐射温度、气体成分等，也可检测能转换成光量变化的其他非电量，如物体的直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度及工作状态等。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，且体积小、重量轻、能耗低，目前广泛应用于多个领域，如航空航天、通信、智能产品、LED 及自动化控制等。

按照光电传感器自身可接收信号波长分类，可分为 X 射线传感器、紫外传感器、可见光传感器、红外传感器等（见图 2-1）。

（1）X 射线传感器：接收 X 射线并转化输出可用电信号的传感器。目前，X 射线传感器多用于 X 射线成像设备中，如 CT 断层扫描中 X 射线拍照、牙科 X 射线成像及安检中的X 射线扫描成像；

（2）紫外传感器：接收紫外信号并转化为电信号的传感器。根据应用领域不同，紫外传感器通常又可细分为可见光盲紫外传感器和太阳光盲紫外传感器；

（3）可见光传感器：其测量对象为可见光，可将接收到的可见光转换成输出电信号。可见光的波长范围在 380mm 至 760mm，该范围是电磁波谱中人眼可识别波段。根据组成传感器的关键元件不同，可见光传感器又可分为低端传感器、中端传感器及高端传感器三种（见图 2-2）。

（4）红外传感器：其测量主要基于红外线的物理性质。按照探测原理分类，红外传感器可分为以下几类（见图 2-3）：

2.2 光电传感器检测模式分析

光电传感器检测作为光电传感器制造的重要环节，决定着光电传感器产品质量及稳定性。光电传感器的检测模式一般分为对射式、反射式、偏振式、镜面式、漫反射式、会聚式、光幕及激光扫描器八种。其中，对射式是最早出现的一种光电检测模式，具有简单易操作的特点。该模式下发射器的光直接对准接收器，当被检测物体移动并挡住光路时，传感器输出信号发生变化表明探测到待测物体。目前，反射式是应用较多的一种常用检测模式。该模式中，发射器以多种角度发射光线至待测物体表面，同时光线在待测物体表面以多角度将入射光反射至接收器。由于不同待测物体表面材质及光滑度不同导致对光的吸收率不同，接收器所接收的反射光强度也不同，因此反射式在判断待测物表面性质方面具有固有优势。

2.3 中国光电传感器行业发展历程

光电传感器作为传感器行业发展历程中的重要产物，其行业发展经历以下三个阶段（见图 2-4）。

（1） 起步阶段（1970-2000 年）

中国传感器行业始于 20 世纪 50 年代，但在第一代结构型传感器发展并应用 20 年后，国家才开始意识到发展新型传感器的重要性。因此，1989 年 10 月，敏感元器件与传感器分会主办首届全国敏感元器件与传感器学术会议，会议吸引当时中国传感器领域专家学者、企业家等人士。此外，在原电子工业部及敏感元器件与传感器分会的积极响应下，在“八五”期间，国家大力支持并建设中国敏感元器件与传感器生产基地。“安徽基地”作为三大基地之一，主要发展力学、光学敏感元器件与传感器，建立了力、光敏规模经济。“九五”期间，国家大力投资传感器技术的研发建设，建立“传感技术国家重点实验室”及“国家传感技术工程中心”在内的多个技术研究开发基地，促进光电传感器技术不断突破，自此，光电传感器在中国得到快速发展，光电传感器产业链开始建立。

（2） 快速发展阶段（2001-2015 年）

伴随信息技术的发展，光电传感器在信息行业发展中起到至关重要的作用。“十五”期间，光电传感器作为区别于传统结构式传感器的新型传感器，被列入研发重点。由于国外的传感器行业中国来说发展成熟，且处于领先地位。因此，提升传感器技术等级、稳定性及应用水平成为中国光电传感器增强竞争力、缩小差距的攻关目标。自 2002 年起，国家计委开始组织并实施新兴电子元器件产业化政策，其中新型光敏元器件获得产业化政策支持，该政策推动光电传感器行业快速发展，为中国光电传感器企业开发新一代高、精、尖传感器产品奠定基础。2006 年，“十一五”规划纲要获得通过，主要强调开展推进工业结构优化升级的工作。此外，加速发展电子信息制造业、推动发展航空航天产业、促进发展新材料产业等计划相继提出，为中国光电传感器行业提供了技术研发动力及巨大的市场开发空间。到 2011年，光电传感器相关材料、器件、系统等方面的发展不断进步，中国光电传感器行业已形成较为完善的产业链。

（3） 智能化发展阶段（2016 年至今）

伴随信息时代的成熟发展，工业自动化发展迅速，物联网、人工智能等技术加速发展。2017 年 1 月，工信部发布《信息通信行业发展规划物联网分册（2016-2020 年）》，明确提出中国物联网加速进入“跨界融合、集成创新和规模化发展”新阶段。由于光电传感器是信息、航空航天、自动化等领域的核心部件，该规划为现有光电传感器向小型化、集成化、智能化及系统化发展提供有力支持。智能交通、智能家居、智能工业生产等物联网应用领域发展壮大，中国光电传感器行业为适应新时代发展，已进入智能化发展阶段。

2.4 中国光电传感器行业市场规模

过去五年，得益于中国汽车行业和物流行业的高速发展，中国光电传感器行业市场规模以 8.3%的年复合增长率持续增长。2014 年至 2018 年，中国光电传感器市场规模由 25.9亿元增长至 35.6 亿元。由于光电传感器可广泛应用于智能工业、智能交通、智能电网、智能可穿戴设备等领域，伴随中国物联网及移动互联网等高新产业的进一步发展，这些领域将成为中国光电传感器行业未来市场的主要增长点，带动中国光电传感器行业市场规模进一步增加（见图 2-5）。中国光电传感器行业发展受下游汽车制造行业和物流行业发展及国家政策推动，预计未来五年市场规模将以 9.6%年复合增长率持续增长，并于 2023 年达到 56.4亿元人民币。

2.5 中国光电传感器行业产业链分析

中国光电传感器行业产业链分为三部分：产业链上游主要参与者是光电传感器核心电子元件的原料供应商，产业链中游主体是光电传感器制造企业，产业链下游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（见图 2-6）。

2.5.1 上游分析

中国光电传感器行业产业链上游主要参与者为光电传感器核心电子元件的原料供应商。核心电子元件的原材料主要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）材料。

（1） Si 材料：作为第一代半导体的原材料，广泛应用于中低端的光电转换、传统半导体器件。如在可见光传感器中硅光敏二极管是目前常见的电子元件，由于硅光敏二极管较传统光敏电阻对光源的响应速度更快、稳定性更高，因此其已取代传统光敏电阻成为新一代中低端光电传感器的核心电子元件。

（2） GaAs 材料：相较于传统的硅半导体材料，砷化镓半导体材料具有高频、抗辐射、耐高压等优异性能。因此，采用砷化镓半导体材料制作的光电传感器多用于集成化、智能化的光通讯设备、先进国防设备、航空设备及卫星传感设备中。

（3） GaN 和 SiC 材料：继硅半导体材料和砷化镓半导体材料后的第三代高端半导体材料。得益于 GaN 和 SiC 材料的宽带隙特点，其具有高击穿电场、高饱和电子速率、高热导率、高电子密度及高迁移率等优异的物理性质。因此，GaN 和 SiC半导体不仅具有高频、耐高压和辐射的特点，还可实现高温、大功率、短波长的工作性能。此外，GaN 和 SiC 半导体的传导和开关特性表现约为硅半导体的10 倍。因此，采用 GaN 和 SiC 半导体制作的光电传感器具有传感效率更快、更稳定且工作环境更复杂的特点，主要用于对工作环境、传感效率、工作稳定性要求较高的高、精、尖领域，如航空航天复杂环境下的传感系统、智能汽车、智能机器人、智能家居等。

硅在自然界是丰度最高的元素之一，占地壳的 25%，中国境内的高纯度硅矿含量至少在 140 亿吨以上，储量丰富。而受高质量制备合成技术被美、日垄断的限制，GaA、GaN和 SiC 的价格比硅昂贵。以第三代 GaN 半导体材料为例，截至目前，大部分 GaN 材料的国际专利申请主要来源于日本、美国、韩国，日本在美国的相关专利申请比例达 34.5%，美国在 WO 和日本的相关专利申请比例分别为 37.4%和 24.9%，韩国在美国的相关专利申请比例高达 48.1%。而中国在国际范围内的相关专利申请与上述三个国家相差甚远。因此，目前中国光电传感器行业中硅材料半导体的使用量占比仍高达 90%，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，在高端市场中，中国半导体材料供应商不具备议价能力。

2.5.2 中游分析

产业链中游主体是光电传感器制造企业。中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 生产为主要生产模式，生产产品多为中低端产品。本土光电传感器的制造生产需引进欧美及日本先进技术和原材料，企业对上游缺乏议价能力。同时，中游企业生产以中低端产品为主，低廉的劳动力和低价原材料是本土企业优势，产品价格为高端传感器价格的 20%左右，附加值低于高端传感器，加之中游光电传感器代工企业较多，使得中低端产品价格竞争激烈，中游企业缺乏市场定价权。由于大型跨国企业制造技术先进，规模化生产优势显著，产品的市场价格与本土企业价格相差较小，但跨国企业掌握了高端核心技术，加之价值检测工艺严谨，产品质量稳定，产品竞争力高于本土企业产品，因此，跨国企业掌握了市场定价权。

2.5.3 下游分析

光电传感器行业链下游主要涉及汽车行业、智慧物流行业、食品检测行业、烟雾报警器（见图 2-7），具体分析如下：

（1） 汽车制造行业

汽车行业是光电传感器应用最广泛的下游行业。光电传感器主要应用于自动挡汽车的自动控制系统中，可发挥车转向、车速调整及光量传感等作用。光电传感器是自动挡汽车自动控制系统中的核心零件，以自动变速箱的配合零件光电车速传感器为例，光电车速传感器通常安装在汽车的输入轴，将检测到的车速数据以电信号形式输出至汽车中控系统中，中控电脑运算变矩器传动比等数据并快速响应至自动变速箱等动力部件，从而实现优化整车控制、自动换挡及提高骑车行驶性能的过程。

目前，中国自动挡汽车市场规模稳步扩大，自 2013 至 2018 年中国自动挡汽车消费比例从约 35%上升至 55%左右，已超过手动挡并稳步上升。此外，数据显示，中国自动变速箱的市场渗透率在 2018 年已超过 60%。因此，目前中国汽车行业对光电传感器的需求量正逐年增加，汽车智能化实现全自动驾驶也将提高行业对高端光电传感器的需求。未来汽车行业仍是光电传感器主要应用的下游领域。

（2） 智慧物流行业

光电传感器在智慧物流行业中的应用占比仅次于汽车行业。智慧物流的本质在于实现智能、全自动的物流体系。光电传感器作为智能设备外部环境信息的检测装置，可采集和传输数据及信息，是智慧物流体系中的核心设备。以机场物流为例，伴随中国航空运输业和物联网的迅猛发展，机场物流逐步建立智慧物流体系。机场物流体系主要包括：行李处理系统、航空货运处理系统和航空配餐系统。由于机场旅客流量大，行李数量多且尺寸和种类不一，导致行李处理成为机场物流系统中占用机场空间和资源最多、流程最复杂的系统。而采用高精度光电传感器进行行李检测，能大幅增加行李分拣和运输的效率。高精度光电传感器以其具有响应速度快、数据采集和传输精度高、节能环保等特点迅速取代传统的机场物流系统核心元件。因此，目前机场行李处理系统对高精度光电传感器的需求量持续增加。此外，2018 年中国智慧物流行业的市场规模已突破 1,000 亿元大关，复合增速高达 25%。可见，智慧物流在未来将为高端光电传感器提供更多的市场发展空间。

（3） 食品检测

伴随国民经济水平的提高，食品有害物质超标等事件频发，食品安全问题备受关注，光电传感器在食品检测领域需求成为行业下游应用的重点。伴随科技水平提升，食品检测技术升级，快速检测食品中有害物质是食品检测行业发展的重要方向，光电传感器检测快速准确，可满足行业需求。目前，中国食品检测行业市场规模逐步扩大，据中国食品安全网数据显示，2016 年中国食品检测行业市场规模不足 500 亿元，2018 年食品检测行业规模已达 665 亿元。此外，2017 年 2 月《“十三五”国家食品安全规划》发布，对食品安全检测提出了更高要求，促进检食品测技术向尖端技术、集成化、快速检测、便携化检测等方面发展。预计到 2020 年，中国食品检测行业市场规模将突破 1,000 亿大关，中国食品安全水平将大幅提升，同时促进光电传感器的需求量大幅上涨，推动中国光电传感器行业向好发展。

（4） 烟雾报警器

中国烟雾报警器行业发展较晚，且依托光电传感器的智能烟雾报警器应用率较低，加之中国尚未完善居民安装报警器的法律法规，光电传感器在烟雾报警器行业尚未全面应用，但伴随中国基建项目及“智慧城市”的快速发展，未来应用占比有望持续增长。目前，中国烟雾报警器行业内中低端企业数量众多但规模较小，行业集中度低，导致竞争力匮乏。反观发达国家的烟雾报警器市场已形成寡头企业垄断的格局，主要原因在于中国消防条例尚不完善，导致烟雾报警器生产企业不愿投资尖端技术研发，销售的产品多为中低端的传统报警器。集成光电传感器的智能烟雾报警器与传统报警器相比，具有寿命长、响应速度快、安全可靠等特点。因此，智能烟雾报警器是改善中国消防系统和建设“智慧城市”的重要元素。目前，中国城市化进程加速发展，居民的安全意识不断提升，政府对消防部门的监管力度大幅提升，从而刺激中国烟雾报警器行业的智能化发展，将促进光电传感器在该领域广泛应用。

3 中国光电传感器行业驱动因素分析

3.1 高新产业发展提升市场需求

伴随物联网及移动互联网等高新产业的快速发展，中国光电传感器行业获得机遇（见图 3-1）。各产业集成化、信息化、智能化进程的推进，为中国光电传感器行业带来广阔的市场发展空间，光电传感器将广泛应用于智能工业、智能交通、智能电网、智能可穿戴设备等领域。目前，中国物联网行业已初步形成较完善的产业链和产业体系，行业规模不断增大。2014 年中国物联网市场规模为 5960.3 亿元，2018 年中国物联网市场规模高达 13,976.3亿元，年复合增扎率高达 23.8%。正处在高速发展阶段的物联网行业将催生大量新技术、新产品，如自动控制、信息传感、射频识别等技术，而光电传感器是实现这些技术的关键器件。因此，中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巨大的市场空间。根据专家预测，2022 年中国物联网行业的市场规模将突破 7 万亿元，届时光电传感器的需求量将大幅上涨，促进光电传感器的消费数量，推动中国光电传感器行业稳步发展。

3.2 上下游行业联动提升供给能力

中国光电传感器行业上下游企业在多项利好政策加持下增速发展，提升光电传感器技术含量，促进光电传感器在各行业应用占比上涨，推动中国光电传感器行业快速发展。“十二五”期间国家密集出台智能化物联网发展相关的政策，光电传感器作为物联网发展的关键功能器件，其研发目标提升至新高度。2011 年，工信部出台《物联网“十二五”发展规划》，强调“提升全行业传感技术水平，重点支持行业下游超高频和微波 RFID 标签、智能传感器、位置感知技术、基于 MEMS 的智能化传感器等关键设备和技术的研发”，其中智能传感器包含智能光电传感器。下游应用企业产能扩大，促进智能传感器市场需求量上涨，同时为传感器制造企业提供研发方向和资金支持。

实现智能光电传感器的制造，高性能半导体材料是核心。2017 年中国电子元件行业协会发布《中国光电子器件产业技术发展线路图》提出重视新材料、新工艺的研发、重点开发高端产品、企业由粗放式向精细化管理升级，扩大国际合作，占领国际市场等发展目标，为行业上游材料研发和中游企业转型发展明确了思路。因此，国家政策将推动中国光电传感器行业上中下游同时发展，促进光电传感器产品向数字化、智能化、集成化发展，提高中国光电传感器行业创新能力和国际竞争力，有望结束国际寡头企业对高性能新半导体材料、高端光电传感器的长期垄断局面（见图 3-2）。

4 中国光电传感器行业制约因素分析

4.1 低端产能过剩，产品同质化严重

中国光电传感器市场存在低端产品产能过剩、低端产品同质化现象严重、传感器制造企业国际竞争力低等问题（见图 4-1）。低端光电传感器产能过剩、同质化现象严重的主要原因涉及四个方面：（1）目前，中国光电传感器企业虽数量众多，但中小型企业数量占比超90%，受限于核心技术和规模水平，大部分企业采取求稳的经营方式，集中于传统光电传感器的生产制造，对产品创新研发投入较小；（2）下游应用领域正向高端化、集成化、智能化发展，市场对低端光电传感器的需求量逐渐减少，但由于中国光电传感器长期以来专注于生产制造低端光电传感器，因此无法快速转入高端传感器的研发制造中，导致中国光电传感器行业内低端产品产能过剩；（3）上游企业议价能力弱，中国光电传感器行业内上游多为中小型生产企业，其规模远小于国际龙头生产企业，加之缺乏对高性能半导体材料的核心制造技术，不具备上游原材料议价优势，高端产品的生产成本高于国际龙头企业的产品；（4）品控能力不足，中国光电传感器企业检测流程时间短，导致品控能力弱，从而导致产品质量稳定性差。以德国企业为例，其传感器检测时间通常为 6 个月左右，而本土品牌传感器检测时间通常少于一个月。

中国光电传感器行业产能结构失衡，高端市场由国际寡头企业垄断，本土由低端产能占据主导地位，上游及下游的议价能力偏弱。中游光电传感器生产企业利润空间低，承担风险能力弱，阻碍行业生产规模扩大。此外，受中美贸易摩擦影响，信息和通信技术、航天航空、机器人、医药、机械等行业的产品出口受到限制，本土低端光电传感器作为其上游产品之一同样受到不利影响，导致产能过剩，将进一步削弱中国光电传感器企业的盈利能力及其竞争力，制约其发展。

4.2 核心技术与国际一流水平存在差距

中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发展水平存在差距，严重阻碍中国光电传感器行业智能化发展及国际竞争力的提升（见图 4-2）。高性能半导体新材料的制备技术与国际一流水平差距较大，是制约中国光电传感器行业抢占高端市场份额的核心因素。新材料被称为支撑国民经济的先导产业、发展高端技术产业的基础产业。先进半导体材料是具有高附加值的新材料。目前，大部分国际企业占据高附加值新材料的主导地位，如日本的日立电工、住友电工、三菱化学和德国 FCM 等著名半导体生产厂商占据近 90%的砷化镓半导体材料市场份额。同时，美国科锐（Cree）公司掌握第三代 SiC 半导体材料的核心制备技术，在 SiC 半导体材料市场中具有核心竞争力。反观中国半导体材料发展，尽管改革开放以来半导体材料行业市场规模不断扩大，制造企业数量不断增加，但由于缺乏对新型半导体材料的核心制备技术，企业盈利基本依靠生产和出售技术较为成熟、成本低廉的传统半导体材料，行业内高技术含量的光电传感器主要依赖进口，严重影响中国光电传感器行业的健康发展。因此，核心技术的缺失影响光电传感器性能、应用潜力和价值提升，制约中国光电传感器行业的改革升级进程发展，阻碍其进入高端市场，导致中国光电传感器行业长期处于中低端领域发展，国际竞争力弱。

5 中国光电传感器行业政策及监管分析

中国政府通过颁布一系列政策支持、规范光电传感器行业发展（见图 5-1）。2014 年 6月，中国工业和信息化部发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》指出到 2020 年，集成电路产业与国际水平的差距进一步缩小，行业销售收入年均增速超过 20%，将促进行业发展集成电路，为光电传感器拓展应用空间。到 2030 年，集成电路产业链主要环节达到世界先进水平，一大批先进公司进入世界第一生产梯队。2016 年末，国务院印发了《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》。规划中提出，推动智能传感器等领域关键技术研发，促进全产业链发展，为光电传感器行业发展提供动力。2017 年 4 月，中国科技部发布的《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》强调传感器等制造行业将通过应用微电子、互联网等信息技术，提高产品的智能化水平，提升研发设计、生产制造和经营管理的技术水平，打造高端产品，指明了光电传感器行业的发展方向。2017 年 11 月，中国工业和信息化部联合发布《智能传感器制造指南（2017-2019 年）》，该指南强调在战略发展的关键期，聚焦智能终端、物联网、汽车制造和汽车电子等重点发展领域，推动智能传感器发展。2018年 12 月，中国工业和信息部印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录（2018 年版）》，确定 166 种需要重点发展的新型材料，其中光电传感器所需的多晶硅、集成电路用光刻胶等多种光电传感器原材料均被列入，为高端光电传感器的研发提供有力支持。

6 中国光电传感器行业发展趋势分析

6.1 投资企业与高校、研究所合作，发挥产学研优势

中国光电传感器行业中，上游一体化半导体材料产业园优势凸显。产业园利于发挥产学研优势，提高中国光电传感器行业自主研发能力，推进高端传感器研发发展。上游半导体材料产业园逐渐取代处在低端市场的小型半导体材料生产厂商，由高校、研究所等相关研究机构提供最新的实验室前沿研究成果，产业园项目投资方提供科研资金支持，将尖端的科研成果产业化，提升中国光电传感器行业的创新能力，摆脱国际寡头企业对核心技术的垄断。2016 年北京大学光电研究院、吴江区人民政府联合大丰投资等投资商共同建立产学研第三代半导体材料产业园，有望在 2020 年初形成中国第一个以 GaN 为主、百亿级规模的第三代半导体材料产学研基地，将为中国光电传感器行业中游制造企业提供高性价比的第三代半导体材料，提升行业整体的国际竞争力。

产学研理念深入中国光电传感器行业链上游是行业持续发展的趋势，同时是中国光电传感器行业上游企业提升核心竞争力和占据国际高端市场份额的有力手段。目前，上游制造企业不具备高端半导体材料的核心制备能力，一体化产业园的产学研优势将有望改善这一问题。此外，投资企业直接提供科研资金支持有利于高校和研究所专注于培养顶尖的技术人才，提高该领域顶尖技术人才比重，同时鼓励人才到上游其它中小型生产企业就业，提升上游企业整体技术发展水平，增强议价能力，推动行业整体高端化发展，预计未来产学研发展趋势将进一步加深，促进行业快速发展。

6.2 光电传感器呈现智能化、微型化、多功能化发展趋势

中国光电传感器将朝着智能化、微型化及多功能化方向发展，推动其下游应用领域范围不断扩大（见图 6-1）。伴随国民经济的不断增长及物联网行业的快速发展，物流、汽车、家居、LED、航空航天、军事等领域对高端光电传感器的需求量随之上涨，下游应用领域对产品的性能提出更高要求：

（1）智能化发展趋势：光电传感器的智能化是在传感器中内置微处理器，使其具有自动检测、自动补偿、数据存储、逻辑判断等交互功能。居民消费水平不断提高，对下游产品的体验要求随之提升，光电传感器要求具有保密性高、传输距离远、抗干扰性强、自适应性强、通信功能强等特点。国内企业以海伯森为代表的企业，将研发重点和突破方向集中于智能化光电传感器，海伯森产品可应用于智能交通、工业自动化、机器人、无人机以及安防监控等高速发展行业，伴随以上行业市场持续扩张，智能化光电传感器的市场需求将吸引更多企业投入资金进行相关研发，因此，智能化是光电传感器发展的必然趋势；

（2）微型化发展趋势：传统光电传感器体积较大，应用领域受限，无法应用于便携设备、可穿戴设备等领域。精密加工、微电子、集成电路等技术、新材料的发展及应用，将使光电传感器中电子元器件由毫米级转向微米级甚至纳米级，推动光电传感器的微型化趋势。以欧姆龙、基恩士为代表的跨国企业资本实力雄厚，已拥有超小型、内置型光电传感器系列产品，中国便携、智能、可穿戴设备制造行业快速发展，对微型和超小型光电传感器需求将不断上涨，刺激本土光电传感器行业向微型化发展；

（3）多功能化发展趋势：单个光电传感器仅能完成单一测量任务，光电传感器在实际应用通常需要同时测量多种被测变量，以全面、准确地反映客观事物和环境。因此，实现多功能化是当前光电传感器技术发展中一个重要的研究方向。伴随光电传感器应用领城的不断增加，借助半导体的蒸镀、扩散、光刻、精密微加工及组装等技术，将多种敏感元件整合在同一基板上成为可能。目前已研制出的多功能传感器应用较少，传感器功能为温度与湿度同时检测，或是压差、静压和温度同时检测，此外，仿生传感器将触感、刺激和试听辨别检测已有部分研究成果问世，未来还将有更多多功能传感器将被研发出来。

7 中国光电传感器行业竞争格局分析

7.1 中国光电传感器行业竞争格局概述

（1）中国光电传感器企业主要分布在长江三角洲地区，以上海、无锡、南京为中心，形成了光电、热敏、图像、温度等较为完备的传感器生产和产业配套体系，产品以低端传感器为主。中国是光电传感器制造大国，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 生产为主要生产模式，生产产品多为中低端产品。中低端产品生产企业以成本为主要优势，导致中低端产品价格竞争激烈。跨国企业则掌握核心制造技术，加之检测工艺严谨，产品质量高于本土产品。激光红外传感器等高端传感器的核心技术的掌握赋予了德国和日本企业高竞争力，导致高端传感器市场份额主要由德国和日本企业占据（见图 7-1）。由此，光电传感器行业形成了中低端市场以价格竞争为主、高端市场以品牌竞争为主的竞争格局。

（2）光电传感器属于资金密集和技术密集型产品，需要大量的科研投入和长期的技术积累，美国、日本、德国等国家通过近 80 年的发展，掌握了全球领先的传感器技术。特别在智能汽车传感器制造领域，美国、日本、德国等国家实现车用高端传感器技术垄断，在光电传感器性能和稳定性方面拥有较大优势。以博世为例，博世年均生产传感器 2 亿 5 千万个，中国新车中约 30%的轮速传感器来自博世。相比之下，中国车身感知传感器厂家以小型公司为主，生产的产品多为低端传感器器件。此外，由于全球自动驾驶传感器发展历程短，中国与国外技术水平差距相对小，近五年受光电传感器需求上涨推动，中国本土光电传感器发展速度较快，核心技术突破将成为行业新进入企业发展的重要方向。

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2021 南京智博会AIOTE 第十四届南京智慧城市、物联网、大数据博览会

新物联号：张俊红                               2021-8-24    共有: 411 浏览
 由南京大数据产业协会、北京铭世博国际展览有限公司联合主办、南京垠坤投资实业有限公司协办的2021南京智博会AIOTE暨第十四届南京智慧城市、物联网、大数据博览会将于2021年12月8日-10日在南京国际展览中心举办。

自连科技物联网产品四大应用方向

新物联号：自连科技                              2021-8-24    共有: 323 浏览
 为了满足不断扩大的市场需求，支持设备开发商、设计公司、系统集成商和用户在这些宏大的新赛道中快速导入物联网和智能化技术，自连科技精心打造了一个全面的智能与物联产品和解决方案技术平台，并通过持续深耕医疗和工业物联网应用，形成了以下四条物联网产品主线并在此基础上不断推出新品，以及可根据不同场景中的设备状态和客户需求，快速实现定制方案的服务能力。

新物联号：随心所欲                              2021-8-24    共有: 298 浏览
 国际网络信息安全技术展览会 ，是中国（上海）国际技术进出口交易会（简称上交会CSITF），的主体活动之一，是经国务院批准，由中华人民共和国商务部、科技部、国家知识产权局和上海市人民政府共同主办，联合国工发组织UNIDO、联合国开发计划署UNDP、世界知识产权组织WIPO支持，上海市国际技术进出口促进中心、中国机电产品进出口商会、东浩兰生（集团）有限公司、上海杰程国际展览有限公司共同承办的专门为技术

“碳中和”愿景下的智慧灯杆，为智能交通全链条减碳助力

新物联号：睿泽物联                              2021-8-24    共有: 367 浏览
 要实现碳中和，需要大力发展智慧交通和绿色交通，已经成为行业共识。在新一轮科技革命的浪潮下，智慧灯杆+无人驾驶模式实现智慧交通全链条减碳，助力道路交通“碳中和”是智慧交通的发展趋势。

地下水位自动监测系统设备

新物联号：万和仪表                              2021-8-24    共有: 335 浏览
 万和水位自动监控仪地下水位自动监测计（水温水位计）是为了应对苛刻的测量工况而设计。传感器采用了先进的微处理技术进行了全方位线性误差和温度误差补偿，确保测量结果达到高准确度要求；
水位水温计原理  编辑
传感器采用了先进的微处理技术进行了全方位线性误差和温度误差补偿，确保测量结果达到高准确度要求；
水位监测技术参考指标  编辑
wh311探头采用了全灌

探索公园区的物联网研究合作伙伴

新闻来源：新物联Newiot 翻译 WishTV原创    2021-8-24    共有: 214 浏览
 印第安纳州西拉斐特（印第安纳州商业内部）— 普渡大学探索公园区宣布了一项与物联网技术相关的合作伙伴关系。该学区正在与大学的 SMART 联盟合作，努力推进物联网技术并研究如何使用它。

5G迅速商用快速发展看物联网连接的未来

新闻来源：新物联Newiot 翻译 Abhinav Dubey原创    2021-8-24    共有: 237 浏览
 物联网正在以比我们所有人想象的更无情的方式扩张。其影响与二十年前的互联网一样巨大而持久。该网络上有难以想象的数据流，预计加入联盟的设备数量无需介绍。已经围绕它们进行了很多讨论。可以说我们存储和共享的数据会与某些物联网网络交叉，这并没有错。因此，我们所知道的互联网是来自未来的物联网。

【高交会IT展】用科技守护城市安全，智慧生活未来可期

新闻来源：高交会IT展组委会    2021-8-25    共有: 193 浏览
 众所周知，安防是关系到国家安全、公共安全、民生安全的核心产业！近年来，在网络、数据、计算、芯片、算法等基础能力技术的助推下，随着物联网、大数据分析、人工智能等技术和应用的不断成熟，特别是计算机视觉、视频结构化分析、视频图像深度学习等人工智能技术的引入，城市公共安防智慧化水平不断提升。当下，随着国内安防市场规模发展，智能化程度加强，安防行业正在进行一次迅速又彻底的升级换代，人工智能技术更是成为更新换

烤箱不可或缺的湿度传感器

新物联号：上海高传电子                            2021-8-25    共有: 212 浏览
 SST 的氧化锆氧气传感器测量氧气的分压。空气中的水分子置换并稀释氧分子，导致水蒸气压发生变化。接接通过RS485数字协议读取氧分压，并将其上传到烤箱控制器中，从而计算出水汽含量。

环保用水位监测计

新物联号：万和仪表                              2021-8-25    共有: 187 浏览
 环保井深仪水位计特有的三重防水设计，经过3999次水下测试，IP68防水等级大大的提升了产品的防水性能（贵州某地质局1000米量程深井使用均无故障） 万和仪表承诺，三年内水位探头进水包换新机。Wh311水位传感器采用德州仪器（TI）公司，原装芯片放大电路 三重防雷是一种全密封潜入式扩散硅液位测量仪表，专用线缆与外壳密封连接，可长期投入与变送器结构材料相兼容的液体中使用。用微机械加工技术制作的高灵敏

物联网系统--2021智慧城市（成都）建筑产业展览会

新物联号：展会咨询                              2021-8-26    共有: 326 浏览
 2021成都智慧城市建设产业博览会将于2021年11月19-21日在成都西部国际博览城举办。参展联系：（微信同号）

2022杭州国际传感器与微系统技术及应用展览会

新物联号：昶文展览                              2021-8-26    共有: 157 浏览
 2022杭州国际传感器与微系统技术及应用展览会，将于2022年3月30日-4月1日在“杭州国际博览中心”隆重举行，本届展会秉承着"创造客户价值与引领产业发展"的宗旨，强化以"采购商协约式邀请"为核心的买家组织手段，打造以展览展示与贸易洽谈为核心的实效活动体系，全力以赴打造高规格、品质高、高实效的交流贸易盛会！

2022中国（重庆）国际机器视觉技术及工业应用展览会

新物联号：昶文展览                              2021-8-26    共有: 113 浏览
 近年来，机械视觉行业正以34%的比例快速增长。人们正逐步将焦点集中在机械视觉行业的更高价值区域。越来越多的中国机械视觉技术开发商希望能在行业内分一杯羹。

2022中国（重庆）国际嵌入式系统展览会

新物联号：昶文展览                              2021-8-26    共有: 139 浏览
 重庆国际嵌入式系统展览会将于2022年7月31-8月2日 重庆 ? 重庆国际博览中心由上海昶文展览服务有限公司主办，30余行业协会及40多个国际使馆商会的鼎力支持。将深度挖掘西部及周边制造业市场需求，随着物联网产业的快速发展，深度学习与AI人工智能技术在各行业开始应用，嵌入式技术的发展将备受瞩目。以展示“智能化、自动化、信息化、数字化”等新技术新理念，汇聚来自世界各地科研及工业领域的专

2022重庆国际AGV小车暨智能仓储应用技术展览会

新物联号：昶文展览                              2021-8-26    共有: 145 浏览
 《中国制造2025》提出了实现中国从制造大国到制造强国的目标，本质上是要大力发展以先进制造业为基础的实体经济，否则无法实现真正的大国崛起。而制造业转型升级的关键点是智能工厂物流与智能供应链，智能化和自动化是降低全社会物流费用率的终极解决方案。国内企业在智能物流领域的技术积累较好，并且正在加速吸收国外先进技术，有望快速切入中高端市场、实现高速成长。工业4.0的核心组成部分——智能物流仓储装备行业将成

安森美(onsemi)将收购GT Advanced Technologies

新物联号：科技前沿                              2021-8-26    共有: 123 浏览
 领先的智能电源和感知技术供应商安森美(onsemi，美国纳斯达克股票代号：ON)和碳化硅 (SiC) 生产商GT Advanced Technologies ("GTAT") 于美国时间8月25日宣布已达成最终协议。根据该协议，安森美将以4.15亿美元现金收购GTAT。

SF6气体泄漏监测的重要意义

新物联号：上海高传电子                            2021-8-26    共有: 192 浏览
 SF6气体泄漏监测系统可实时监测开关室内SF6浓度。当SF6浓度大于或等于1000ppm时，自动报警并启动风机。

光电传感器的发展：光电传感器的应用与发展趋势

?

二、光电效应

?
光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成
电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（
Photoelectric?effect
）
，
一般包括外光电效应、光导效应与光生伏特效应。
?
根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为
hv(v
为光波频率，
h
为普朗克常数，
h
＝
6.63*10-34?J/HZ)
，由此可见不同频率
的光子具有不同的能量，
光波频率越高，
光子能量越大。
假设光子的全部能量交
给光子，
电子能量将会增加，
增加的能量部分将克服正离子束缚，
另一部分将转
换成电子能量。
根据能量守恒定律：
1/2mv
2
=hv-A(m
为电子质量
,v
为电子逸出的
初速度
,A
微电子所做功
)
，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是
h>A
。由于不
同材料具有不同的逸出功，
因此对每一种阴极材料，
入射光都有一个确定的频率
限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射。
?
?
当受到光照射时，
吸收电子能量，
其电阻率降低的导电现象称为光导效应。
它属于内光电效应。
当光照在半导体上，
若电子的能量与半导体禁带的能级宽度，
则使电子从价带跃迁到导带形成电子。
同时，
价带留下相应的空穴，
导致电子空
穴仍留在半导体内，并参与导电在外电场作用形成的电流。
?
除金属外，
多数绝缘体和半导体都有光电效应，
半导体尤为显著，
根据光导
效应制造的光电元件的固有入射光频率，当其光照在光电阻上时，导电性增强，
电阻值下降。光强度愈强，其阻值愈小，若停止光照，其阻值恢复到原阻值。
?
半导体受光照射产生电动势的现象称为光生伏特效应，
据此效应制造的光电
器件有光电池，光电二极管，管控晶闸管和光耦合器等。
?

光电传感器的发展：光电传感器的现状及发展与应用

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1、光电传感器的现状及发展与应用学院： *学院专业班级： * 姓名： *学号： 201*8201*年4月15日摘要时代在进步，社会在发展，光电子已经变成人们生活中不可缺少的一部分，近年来光电传感器的发展也十分迅速，现在，本文将介绍光电传感器的基础知识和它的现状、发展还有应用。关键字：光电传感器 知识 发展 应用引言在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，十分依靠光电子器件。由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的技术不断取得突破,应用也越来越广泛。一、光电传感器的基础知识1、光电传感器的含义光电传感器是采用光

2、电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。2、结构3、概述光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如

3、零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。4、光电传感器的工作原理光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管

4、、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。5、光电传感器的分类和工作方式光电元件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管（LED）、光电倍增管、光电池、光电耦合器件等。由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件（光学测控系统

5、）输出量性质，光电式传感器可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲（开关）式光电传感器；模拟式光电传感器按被测量（检测目标物体）方法又可分为透射（吸收）式、漫反射式、遮光式（光束阻挡）三大类。二、光电传感器的现状及应用1、发展及现状1839年A.E.贝可勒尔发现当光线落在浸没于电介液中的两个金属电极上，它们之间就产生电势，后来称这种现象为光生伏特效应2。1873年W.史密斯和Ch.梅伊发现硒的光电导效应2。1887年H.R.赫兹发现外光电效应2。基于外光电效应的光电管和光电倍增管属真空电子管或离子管器件，曾在5060年代广泛应用，直到目前仍在某些场合继续使用。光电传感器(光电开关)市场在过去的三年里

6、经历了犹如过山车般的跌宕起伏。如今该市场回到了类似之前平稳的发展状态。虽然光电传感器市场极其依赖的投资环境近来已经变得愈发恶劣，但ARC依然对该市场在未来几年的发展持乐观态度。2、应用实例、条形码扫描笔当扫描笔头在条形码上移动 时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三 极管接收不到反射光，呈高阻抗， 处于截止状态。当遇到白色间隔 时，发光二极管所发出的光线， 被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通。 整个条形码被扫描过之后，光敏三极管将条形码变形一个个电脉冲信号，该信号经放大、整 形后便形成脉冲列，再经计算机 处理，完成对条形码信息的识别。、测量工件表面的缺陷用光

7、电传感器测量工件表面缺陷的工作原理如图1 所示，激光管1 发出的光束经过透镜2 和3 变为平行光束，再由透镜4 把平行光束聚焦在工件7的表面上，形成宽约0.1mm 的细长光带。光栏5 用于控制光通量。如果工件表面有缺陷( 粗糙、裂纹等) ，则会引起光束偏转或散射，这些光被硅光电池6 接收，即可转换成电信号输出。、产品计数器 产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光敏器件 间的光路，使光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电脉冲电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目。该脉冲经 计数电路计数并由显示电路显示出来。、光电式烟雾报警器没有烟雾时，发光二极管发出的光线直

8、线传播，光电三极管没有接收信号，没有输出;有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三极管接受到光线，有信号输出，发出报警。、测量转速 在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色，当电动机转动时，反射光与不反射光交替出现，光电元件1相应地间断接收光的反射信号，并输出间断的电信号，再经放大器及整形电路2放大整形输出 方波信号，最后由电子数字显示器输出电机的转速。三、光电传感器的新发展1、用于目标跟踪和坐标定位256光电管阵列四象限CMOS光电传感器2、光敏象限阵列与磁敏线阵列兼容CMOS数模混合传感器集成电路3、光电检测传感器阵列在运动物体检测中的应用4、应用光电二极管阵列的SPR生物传感器微弱信号检测四、结束语总之，近年来光电传感器的发展越来越迅速，它的种类、性能都在变多变好；光电传感器的研究及产品的开发应用在国内外相关领域内受到了极大关注和重视。有理由相信：当光电传感器技术产生较快的发展时，必将为信息技术领域及其他技术领域的新发展、新进步带来新的动力与活力。参考文献【1】 光电传感器的工作原理【2】光电传感器技术的新发展及应用谢望，天津工业大学机电学院 【3】光电传感器应用领域介绍 中国移动物联网【4】光电检测传感器阵列在运动物体检测中的应用 维普期刊资源【5】传感器原理及工程应用 常健 程继红 西安电子科技大学出版社