智能傳感器產業(yè)發(fā)展調研報告

瞄準世界科技前沿和產業(yè)變革趨勢，聚焦國家戰(zhàn)略需求，按照創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈加強系統(tǒng)整合布局，以國家實驗室為引領，形成功能完備、相互銜接的創(chuàng)新基地，充分聚集一流人才，增強創(chuàng)新儲備，提升創(chuàng)新全鏈條支撐能力，為實現(xiàn)重大創(chuàng)新突破、培育高端產業(yè)奠定重要基礎。部署啟動新的重大科技項目面向2030年，再選擇一批體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的重大科技項目，力爭有所突破。從更長遠的戰(zhàn)略需求出發(fā)，堅持有所為、有所不為，力爭在航空發(fā)動機及燃氣輪機、深?？臻g站、量子通信與量子計算、腦科學與類腦研究、國家網絡空間安全、深空探測及空間飛行器在軌服務與維護系統(tǒng)、種業(yè)自主創(chuàng)新、煤炭清潔高效利用、智能電網、天地一體化信息網絡、大數(shù)據(jù)、智能制造和機器人、重點新材料研發(fā)及應用、京津冀環(huán)境綜合治理、健康保障等重點方向率先突破。按照成熟一項、啟動一項的原則，分批次有序啟動實施。發(fā)展現(xiàn)代交通技術與裝備面向建設安全交通、高效交通、綠色交通、和諧交通重大需求，大力發(fā)展新能源、高效能、高安全的系統(tǒng)技術與裝備，完善我國現(xiàn)代交通運輸核心技術體系，培育新能源汽車、高端軌道交通、民用航空等新興產業(yè)。重點發(fā)展電動汽車智能化、網聯(lián)化、輕量化技術及自動駕駛技術，發(fā)展具有國際競爭力的高速列車、高中速磁浮、快捷貨運技術與裝備，發(fā)展軌道交通的安全保障、智能化、綠色化技術，研發(fā)運輸管理前沿技術，提升交通運輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力和走出去戰(zhàn)略支撐能力。發(fā)展人口健康技術緊密圍繞健康中國建設需求，突出解決重大慢病防控、人口老齡化應對等影響國計民生的重大問題，以提升全民健康水平為目標，系統(tǒng)加強生物數(shù)據(jù)、臨床信息、樣本資源的整合，統(tǒng)籌推進國家臨床醫(yī)學研究中心和疾病協(xié)同研究網絡建設，促進醫(yī)研企結合開展創(chuàng)新性和集成性研究，加快推動醫(yī)學科技發(fā)展。重點部署疾病防控、精準醫(yī)學、生殖健康、康復養(yǎng)老、藥品質量安全、創(chuàng)新藥物開發(fā)、醫(yī)療器械國產化、中醫(yī)藥現(xiàn)代化等任務，加快慢病篩查、智慧醫(yī)療、主動健康等關鍵技術突破，加強疾病防治技術普及推廣和臨床新技術新產品轉化應用，建立并完善臨床醫(yī)學技術標準體系。力爭到2020年，形成醫(yī)養(yǎng)康護一體化、連續(xù)性的健康保障體系，為提高醫(yī)療服務供給質量、加快健康產業(yè)發(fā)展、助推醫(yī)改和健康中國建設提供堅實的科技支撐。氣體監(jiān)測儀器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀（一）氣體監(jiān)測儀器行業(yè)基本情況氣體檢測儀是一種檢測氣體是否泄漏及具體濃度的儀器，氣體檢測儀首先將氣體傳感器采集的物理或者化學非電信號轉化為電信號，隨后利用外部電路對以上電信號進行整流、濾波等處理，最后處理以后的信號通過相應的模塊實現(xiàn)氣體檢測的具體功能。氣體檢測儀可以檢測硫化氫、一氧化碳、氧氣、二氧化硫、磷化氫、氨氣、二氧化氮、氰化氫、氯氣、二氧化氯、臭氧和可燃氣體等多種氣體。氣體監(jiān)測儀器儀表按檢測原理可以分為催化燃燒式、半導體式、紅外線吸收式、電化學式等類型；按功能可分為單一氣體檢測儀和多功能氣體檢測儀；按使用場所可以分為常規(guī)型和防爆型；按使用方式可分為便攜式（手持式）和固定式（安裝式、壁掛式）；按使用人群可以分為民用型和工業(yè)型；按檢測氣體可分為可燃性氣體檢測儀、有毒氣體檢測儀、常見氣體檢測儀、特殊氣體檢測儀等。氣體監(jiān)測儀器儀表作為儀器儀表產業(yè)重要的子行業(yè)之一，其應用領域已覆蓋石油、化工、燃氣、冶金、電力、隧道、醫(yī)藥等諸多工業(yè)領域，及城市公共場所、家庭等民用領域，對于工業(yè)安全生產和家居安全具有重要的意義。（二）氣體監(jiān)測儀器行業(yè)發(fā)展特點儀器儀表產業(yè)作為國民經濟的基礎性、戰(zhàn)略性產業(yè)，一直是我國在資金、技術、人才方面重點投入的產業(yè)。進入21世紀，儀器儀表產業(yè)在促進我國工業(yè)轉型升級、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)、推動現(xiàn)代國防建設、保障和提高人民生活水平方面發(fā)揮了重要作用，行業(yè)規(guī)模不斷提升。當前，物聯(lián)網及智能傳感器技術蓬勃發(fā)展，全民安全意識提升。發(fā)展支撐商業(yè)模式創(chuàng)新的現(xiàn)代服務技術面向互聯(lián)網+時代的平臺經濟、眾包經濟、創(chuàng)客經濟、跨界經濟、分享經濟的發(fā)展需求，以新一代信息和網絡技術為支撐，加強現(xiàn)代服務業(yè)技術基礎設施建設，加強技術集成和商業(yè)模式創(chuàng)新，提高現(xiàn)代服務業(yè)創(chuàng)新發(fā)展水平。圍繞生產性服務業(yè)共性需求，重點推進電子商務、現(xiàn)代物流、系統(tǒng)外包等發(fā)展，增強服務能力，提升服務效率，提高服務附加值。加強網絡化、個性化、虛擬化條件下服務技術研發(fā)與集成應用，加強文化產業(yè)關鍵技術研發(fā)。大力開展服務模式創(chuàng)新，重點發(fā)展數(shù)字文化、數(shù)字醫(yī)療與健康、數(shù)字生活、教育與培訓等新興服務業(yè)。圍繞企業(yè)技術創(chuàng)新需求，加快推進工業(yè)設計、文化創(chuàng)意和相關產業(yè)融合發(fā)展，提升我國重點產業(yè)的創(chuàng)新設計能力。發(fā)展深地極地關鍵核心技術圍繞深地極地探測開發(fā)的技術需求，重點研究深地資源勘探理論和技術裝備，開展極地環(huán)境觀測和資源開發(fā)利用。從構造背景、深部過程、成礦規(guī)律、勘探技術和成礦信息提取等方面開展全鏈條研究，深化對成礦過程的全面理解，提高深部資源探測能力，構建深地資源保障供應的資源可持續(xù)發(fā)展模式。研究海冰—海洋—大氣的稠合變化機理和極區(qū)環(huán)境變化對全球的影響，重點研究對我國氣候和災害性天氣的影響機理；探索和了解極區(qū)的油氣、礦產、漁業(yè)、航道資源并評估資源潛力和商業(yè)價值；開發(fā)耐低溫環(huán)境的儀器裝備，發(fā)展極區(qū)自動觀測網的組網技術，形成對極區(qū)的持續(xù)觀測能力；通過在極區(qū)觀測網、海底資源開發(fā)、深冰芯鉆探等領域的國際合作，探索設立大型極區(qū)國際合作研究計劃，提高我國極地科研水平和技術保障條件。氣體監(jiān)測設備行業(yè)未來發(fā)展趨勢（一）氣體監(jiān)測設備向智能化、復合化方向發(fā)展近幾年，我國的微電子、計算機、精密機械、高密封、特種加工、集成、薄膜、網絡、納米、激光、超導、生物等高新技術高速發(fā)展。在技術跨越式發(fā)展的行業(yè)背景下，下游客戶向氣體監(jiān)測設備供應商提出了更快、更準、更穩(wěn)的要求，如速度更快、靈敏度更高、穩(wěn)定性更好、樣品量更少、檢測微損甚至無損、遙感遙控距離更遠、使用更方便、成本更低廉、無污染等，氣體監(jiān)測設備向智能化和復合化方向發(fā)展成為行業(yè)主要趨勢之一。氣體監(jiān)測設備智能化是指在氣體傳感器中嵌入微處理器，使儀器具有自動校準和故障顯示功能。在軟件設計上基于模糊理論和神經元網絡，實現(xiàn)對氣體種類的識別和濃度的推斷。氣體監(jiān)測設備復合化是指氣體檢測儀器致力于能進行多參數(shù)測試，多種氣體檢測，如將不同類型的傳感器集成在一塊芯片上，可同時測試氣體的濃度、壓力、溫度和流速等，從而更全面地反映被測氣體在特定環(huán)境中所顯示的特性。（二）氣體監(jiān)測設備與物聯(lián)網技術進一步融合物聯(lián)網是繼計算機和互聯(lián)網之后，全球信息技術產業(yè)發(fā)展的第三次驅動力。當前，信息產業(yè)正處于由移動互聯(lián)網向物聯(lián)網轉型的關鍵時期。物聯(lián)網技術持續(xù)創(chuàng)新并與工業(yè)融合，推動了傳統(tǒng)產品、設備、流程和服務向數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展的進程，加速重構產業(yè)發(fā)展新體系。與此同時，隨著傳感器、新一代信息通信、云計算等新技術的突破，物聯(lián)網下游應用熱點逐步成熟落地，物聯(lián)網迎來跨界融合、集成創(chuàng)新和規(guī)?；l(fā)展的新階段。物聯(lián)網成為經濟社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關鍵基礎和重要引擎，在行業(yè)領域的應用不斷深入，氣體監(jiān)測設備與物聯(lián)網技術進一步融合。根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的《2019-2021年中國物聯(lián)網市場預測與展望數(shù)據(jù)》，我國物聯(lián)網市場規(guī)模發(fā)展快速，年均增速達到20%以上。我國氣體監(jiān)測設備行業(yè)內企業(yè)主要為貿易型企業(yè)和生產型企業(yè)，貿易型企業(yè)主要代理國際知名品牌產品。由于傳感器產業(yè)檔次偏低、技術創(chuàng)新能力較差，國內傳感器產業(yè)呈現(xiàn)低端過剩、中高端被國外壟斷的市場格局，因此生產型氣體監(jiān)測設備供應商多采用進口品牌的傳感器模組，國內傳感器技術滯后成為影響產業(yè)發(fā)展的關鍵。工業(yè)和信息化部發(fā)布《基礎電子元器件產業(yè)發(fā)展行動計劃（2021—2023年）》，明確指出重點發(fā)展小型化、低功耗、集成化、高靈敏度的敏感元件，溫度、氣體、位移、速度、光電、生化等類別的高端傳感器，新型MEMS（微機電系統(tǒng)）傳感器和智能傳感器，微型化、智能化的電聲器件。以漢威科技、四方光電、翼捷股份為代表的行業(yè)內企業(yè)，不斷加大在氣體傳感器領域的研發(fā)投入，已經取得了一定的成果，相關產品陸續(xù)進入產業(yè)化階段。在政策的鼓勵扶持和市場需求的持續(xù)增長推動下，國產傳感器市場進入快速發(fā)展軌道。發(fā)展可靠高效的公共安全與社會治理技術圍繞平安中國建設，以建立健全公共安全體系為導向，以提高社會治理能力和水平為目的，針對公共安全共性基礎科學問題、國家公共安全綜合保障、社會安全監(jiān)測預警與控制、重特大生產安全事故防控與生產安全保障、國家重大基礎設施安全保障、城鎮(zhèn)公共安全風險防控與治理、綜合應急技術裝備等方面開展公共安全保障關鍵技術攻關和應用示范，形成主動保障型公共安全技術體系。聚焦地震災害、地質災害、氣象災害、水旱災害、海洋災害等重大自然災害基礎理論問題，重點災種的關鍵技術環(huán)節(jié)和巨災頻發(fā)與高危險區(qū)域，開展重大自然災害監(jiān)測預警、風險防控與綜合應對關鍵科學技術問題基礎研究、技術研發(fā)和集成應用示范。運用現(xiàn)代科技改進社會治理方法和手段，開展社會治理公共服務平臺多系統(tǒng)和多平臺信息集成共享、政策仿真建模和分析技術研究，開展社會基礎信息、信用信息等數(shù)據(jù)共享交換關鍵技術和綜合應用技術研究。力爭到2020年，形成較為完備、可靠、高效的公共安全與社會治理技術體系，為經濟社會持續(xù)穩(wěn)定安全發(fā)展提供科技保障。發(fā)展海洋資源高效開發(fā)、利用和保護技術按照建設海洋強國和21世紀海上絲綢之路的總體部署和要求，堅持以強化近海、拓展遠海、探查深海、引領發(fā)展為原則，重點發(fā)展維護海洋主權和權益、開發(fā)海洋資源、保障海上安全、保護海洋環(huán)境的重大關鍵技術。開展全球海洋變化、深淵海洋科學等基礎科學研究，突破深海運載作業(yè)、海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋油氣資源開發(fā)、海洋生物資源開發(fā)、海水淡化與綜合利用、海洋能開發(fā)利用、海上核動力平臺等關鍵核心技術，強化海洋標準研制，集成開發(fā)海洋生態(tài)保護、防災減災、航運保障等應用系統(tǒng)。通過創(chuàng)新鏈設計和一體化組織實施，為深入認知海洋、合理開發(fā)海洋、科學管理海洋提供有力的科技支撐。加強海洋科技創(chuàng)新平臺建設，培育一批自主海洋儀器設備企業(yè)和知名品牌，顯著提升海洋產業(yè)和沿海經濟可持續(xù)發(fā)展能力。氣體監(jiān)測設備行業(yè)壁壘（一）氣體監(jiān)測設備行業(yè)資質壁壘行業(yè)產品主要為氣體監(jiān)測設備，產品主要應用于冶金、化工、石油、燃氣、隧道等領域的氣體監(jiān)測，由于監(jiān)測儀器主要涉及可燃氣體爆炸、有毒氣體泄漏等環(huán)境安全和人身安全問題，因此對于產品的安全性、可靠性和穩(wěn)定性要求非常高。生產企業(yè)必須獲得國家授予的質量管理體系認證、計量認證、消防認證、防爆認證等資質證書才能夠進行產品生產。獲得以上資質認證的周期較長且認證費用高，對企業(yè)的成本影響較大，導致進入該行業(yè)的資質壁壘較高。（二）氣體監(jiān)測設備行業(yè)技術壁壘氣體監(jiān)測設備行業(yè)集成多個現(xiàn)代科學與專業(yè)技術領域，包括分析化學、自動化技術、計算機科學技術、材料化學技術及機械設計制造技術等，此外涉及各個下游應用領域的專業(yè)知識，是典型的高附加值、技術密集型行業(yè)。行業(yè)參與者必須具備強大的創(chuàng)新研發(fā)實力來完成硬件、軟件以及分析方法的開發(fā)，從而在技術層面持續(xù)保持并逐步擴大競爭優(yōu)勢。以上特點意味著氣體監(jiān)測設備供應商需要具備深厚的技術儲備、豐富的經驗積累、完善成熟的研發(fā)機制和研發(fā)模式，從而為技術成果的高效產出和產業(yè)化應用奠定基礎。此外，由于氣體監(jiān)測設備行業(yè)涉及多項專業(yè)技術的協(xié)同研發(fā)，且下游客戶的需求變化多樣，因此對供應商的定制化開發(fā)能力和研發(fā)管理水平提出很高的要求，企業(yè)需要建立能夠充分運用各領域專業(yè)技術的研發(fā)管理體系，使各類專業(yè)技術能夠高效、快速融合并應用于產品開發(fā)流程中。因此，對于行業(yè)新進入者而言，在短時間內難以獲取深厚的技術儲備，也難以建立完善的研發(fā)和管理體系，進而難以在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位，面臨較高的技術研發(fā)壁壘。（三）氣體監(jiān)測設備行業(yè)品牌壁壘氣體監(jiān)測設備具有技術含量高、定制化程度高等特點，供應商需要根據(jù)下游客戶需求，為其提供個性化的儀器產品或整體解決方案?？蛻敉ǔＴ诓少彮h(huán)節(jié)對產品的精密性、穩(wěn)定性和一致性提出嚴格的質量和技術要求，建立合格供應商名錄，在選擇供應商時更加青睞在市場中已經具備較強品牌效應和較高知名度的儀器廠家，并且傾向于與優(yōu)質供應商建立長期互信的合作關系，導致新的行業(yè)參與者難以介入。此外，由于氣體監(jiān)測設備具有高度的定制化特征，導致相關產品后續(xù)的維護和升級改造對原供應商具有較強的依賴性，往往由原設備供應商繼續(xù)承擔。因此，本行業(yè)具有較高的品牌壁壘，在一定程度上遏制了潛在競爭者的進入。（四）氣體監(jiān)測設備行業(yè)人才壁壘氣體監(jiān)測行業(yè)涉及多個學科領域，伴隨著各項前沿技術與行業(yè)的加速融合，行業(yè)內技術迭代速度不斷加快。此外，氣體監(jiān)測設備在各個下游領域逐步實現(xiàn)廣度和深度應用，以及客戶