深圳市特普生科技有限公司
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閱讀：311發布時間：2024-5-22
一、溫度傳感器行業概況
溫度傳感器是把金屬原件器材經過特殊工藝加工成符合特殊要求的工業用溫度計，供下游的大型機電生產制造企業、設備生產和能源研究等企業使用。溫度傳感器生產企業是連接金屬元器件生產企業、線纜加工、金屬加工材料與自動化工業制造、航空航天、設備制造等下游企業的橋梁，發揮著聯系和紐帶的作用。
汽車剎車用溫度傳感器
1、上業
溫度傳感器的上游為熱敏材料、貴金屬、線纜等原材料加工行業。其中，鉑絲、銅合金等貴金屬材料雖然價格昂貴，但是實際用量較少，可以通過正常的市場采購實現供給；鉑電阻是熱量表溫度傳感器使用的主要熱敏材料，目前國內市場上的鉑電阻，特別是高品質鉑電阻，主要依靠進口。
近年來，德國、瑞士等地出現了數家新興的高品質鉑電阻供應商，這在一定程度上加劇了該類原材料市場的競爭程度，促使了進口高品質鉑電阻價格的下降。因此，溫度傳感器行業的上業競爭較為充分，貨源供應穩定，同時，上業日趨激烈的競爭也促進了原材料價格的下降，使得溫度傳感器行業成為了直接受益者。
2、下業
溫度傳感器下游需求領域十分廣泛，覆蓋了設備制造、熱計量、工業自動化、風電、農業、新能源、環保及日常生活等各方面，下游市場的巨大需求為溫度傳感器行業提供了廣闊的發展空間。
溫度傳感器是自動化測量及控制系統中使用最多的傳感器類型，工業設備自動化水平的提升，不僅產生了對溫度傳感器的巨大需求，而且也對溫度傳感器的性能及可靠性提出了更高的要求。
目前，國內市場上的溫度傳感器大多采用上世紀 90 年代的設計技術制造，可靠性差、使用壽命短，已經不能適應自動化控制設備對溫度監控的要求。因此，隨著制冷設備、科學儀器及計量器具、風電設備及太陽能設備、醫藥設備等行業對中溫度傳感器的需求不斷增多，可靠性高、穩定性好、使用壽命長、智能化的溫度傳感器將迎來巨大的發展空間。
3、行業壁壘
（1）技術壁壘
早期國內溫度傳感器的技術水平較低，產品精度和穩定性較差，不能滿足自動化升級的要求。近年來，隨著下游產業對溫度傳感器的性能及可靠性要求的提高，中溫度傳感器的需求量不斷加大，產品的研發難度日益增加，因此，缺乏對溫度傳感器相關技術的有效積累，是新進入者所面臨的關鍵障礙。
（2）行業經驗壁壘
溫度傳感器行業研發、設計過程中需要大量的經驗參數積累，并掌握行業下游企業對溫度傳感器的標準要求及產品需求。新進入行業的公司需要培養一定時間的客戶及行業經驗的積累，因此，行業經驗壁壘為進入本行業的壁壘之一。
（3）人才壁壘
溫度傳感器的設計、制造涉及眾多學科，并且下游產業具體應用的差異決定了溫度傳感器需要滿足不同的適用環境、精度等級、穩定性能等諸多要求。目前，行業內的專業技術人員相對有限，人才主要依賴企業在研發實踐中培養。因此，新進入者將面臨較高的人才壁壘。
4、行業發展特點
（1）行業的周期性
溫度傳感器行業的發展與國家產業自動化水平以及宏觀經濟整體狀況休戚相關。隨著國家一系列促進溫度傳感器發展的政策和措施的實施，以及下業產生的巨大市場需求，未來溫度傳感器行業將迎來廣闊的發展空間。同時，溫度傳感器的應用領域廣泛，不同種類溫度傳感器產品的市場需求與其下業的政策環境、發展水平、經濟效益等因素的變動趨勢一致。
（2）行業的季節性
溫度傳感器行業整體無明顯的季節性特征。
5、行業風險特征
（1）新技術應用風險
溫度傳感器是一個綜合性強、涉及面廣的領域，隨著信息化、智能化時代的到來，人們對溫度測控提出了高精度、智能化的更高要求。客戶需求的個性化特點將逐漸突出，產品更新頻率將逐漸加快，市場對行業內企業的技術儲備、快速研發、訂單快速響應、差別化生產的能力都將有更高要求。
（2）市場競爭加劇風險
傳感器行業廣闊的市場前景吸引和集聚了眾多企業，特別是溫度傳感器作為傳感器領域中最基礎、最主要的產品類型，行業競爭漸趨激烈。在當前國內溫度市場的參與主體中，國外發達國家傳感器制造商具有強大的技術實力和豐富的經驗積累，特別是在溫度傳感器領域具備較強的競爭實力。在這樣的競爭環境中，國內的溫度傳感器制造商大多規模較小，技術實力相對薄弱，主要通過成本和價格優勢來爭取，因此，漸趨激烈的市場競爭將給國內企業的生產經營帶來更多挑戰。
一是行業的生存背景、產業政策、產業布局、產業生命周期、該行業在整體宏觀產業結構中的地位以及各自的發展演變方向與成長背景；
二是研究各個行業市場內的特征、競爭態勢、市場進入與退出的難度以及市場的成長性；
三是研究各個行業在不同條件下及成長階段中的競爭策略和市場行為模式，給企業提供一些具有操作性的建議。
二、溫度傳感器市場規模與發展趨勢
1、市場規模
（1）市場情況
據 MEMS 咨詢報告稱，2016 年溫度市場為 51.3 億美元，2016~2022 年期間的復合年增長率為 4.8%，預計 2022 年市場將達到 67.9 億美元。在出貨量方面，預計溫度傳感器市場增長將達到兩位數。當前半導體行業、汽車產業及一些過程工業對溫度傳感器的需求不斷成長，這得益于工業終端用戶對傳感技術的需求增長，以及日本、印度、中國等經濟體的車輛生產日益增長。該報告按照產品類型、終端用戶行業（包括過程工業、離散行業等）、地域對溫度傳感器市場細分。
在產品類型方面，基于熱電偶技術的溫度傳感器將占據的。在過程工業的終端用戶方面，化工和石化行業將占據的，并且溫度傳感器在工業領域的用量增長，以及該行業對安全和監控的日益關注，預計 2016~2022 年期間，過程工業將主導溫度傳感器市場。
在其它離散行業中，半導體行業將占據的，并在 2016~2022年期間主導溫度傳感器市場。預計暖通空調（HVAC）行業在本報告預測期間擁有的復合年增長率。HVAC 系統廣泛應用于商業建筑，如辦公室和酒店。
2016~2022 年期間，北美將占據的，并主導溫度傳感器市場，這主要由于：該區域中的科研機構越來越多地使用溫度傳感器來研究北美環境變化；物流和倉儲行業中的溫度傳感器用量不斷增長。此外，亞太地區也充滿潛在的增長機會。
（2）國內市場規模
傳感器技術，作為收集信息的核心手段，與通信技術和計算機技術并駕齊驅，是現代信息技術的重要支柱。它對國家自動化產業的發展以及整個工業建設的進程都產生了深遠影響。
在當今信息時代，人們首先要解決的就是獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。傳感器已滲透到工業生產、熱能計量、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程甚至文物保護等領域，為推動經濟發展和社會進步起到了積極作用。
從應用領域來看，機械工業、汽車電子、通信電子、消費電子四部分是傳感器的市場。國內工業和汽車電子產品領域的傳感器占比約 42%左右，而發展的是汽車電子和通信電子應用市場。
近年來，國內傳感器市場持續快速增長，年均增長速度超過 20%。目前我國已有 1700 多家從事傳感器生產和研發的企業，市場規模 2014 年達到 865 億元，2015 年則達到 995 億元。其中，壓力傳感器行業規模約 194 億元，占比約 19.5%；流量傳感器規模約 211.9 億元，占比約 21.3%，溫度傳感器規模約 143.3 億元，占比約 14.4%。
按年增速 20%測算，可預測 2018 年國內溫度傳感器市場規模約為225 億：近幾年我國溫度傳感器行業銷售市場情況如下圖所示：
2、發展趨勢
近百年來，溫度傳感器的發展大致經歷以下3個階段：
1) 傳統的分立式溫度傳感器(含敏感元件)
2) 模擬集成溫度傳感器/控制器
3) 智能溫度傳感器
"當前，范圍內的溫度傳感器正經歷著從模擬式向數字式、集成化向智能化、網絡化的重大轉變。"
3、集成溫度傳感器的產品分類
（1）模擬集成溫度傳感器
集成傳感器是采用硅半導體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器在 20 世紀 80 年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用 IC。
主要特點：
功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。它是目前在國內外應用普遍的一種集成傳感器，典型產品有 AD590、AD592、TMP17、LM135 等。
（2）模擬集成溫度控制器
模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關、可編程溫度控制器。典型產品有LM56、AD22105 和 MAX6509。某些增強型集成溫度控制器(例如 TC652/653)中還包含了 A/D 轉換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統，工作時并不受微處理器的控制，這是二者的主要區別。
（3）智能溫度傳感器
智能溫度傳感器(也稱數字溫度傳感器)， 20 世紀 90 年代中期問世。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術(ATE)的結晶。目前，國際上已開發出多種智能溫度傳感器系列產品。智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、A/D轉換器、信號處理器、存儲器和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、控制器、隨機存取存儲器和只讀存儲器。
主要特點：
能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎上通過軟件來實現測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發水平。
四、智能溫度傳感器發展的新趨勢
21世紀，智能溫度傳感器正以高精度、多樣化功能、標準化總線、高度可靠性和安全性、以及開發虛擬傳感器和網絡傳感器的步伐，向高科技領域迅速邁進。此外，單片測溫系統的研發也正當時，預示著未來的技術革新。
（1）提高測溫精度和分辨力
在 20 世紀 90 年代中期推出的智能溫度傳感器，采用 8 位 A/D 轉換器，其測溫精度較低，分辨力只能達到 1℃。目前，國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是 9~12 位 A/D 轉換器，分辨力一般可達 0.5~0.0625℃。由美國 DALLAS 半導體公司新研制的 DS1624 型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出 13 位二進制數據，其分辨力高達 0.03125℃，測溫精度為±0.2℃。
為了提高多通道智能溫度傳感器的轉換速率，有的芯片也采用高速逐次逼近式 A/D 轉換器。以 AD7817 型 5 通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠程傳感器的轉換時間分別僅為 27μs、9μs。
（2）增加測試功能
新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強。例如，DS1629 型單線智能溫度傳感器增加了實時日歷時鐘(RTC)，使其功能更加完善。DS1624 還增加了存儲功能，利用芯片內部 256 字節的 E2PROM 存儲器，可存儲用戶的短信息。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發展，這就為研制和開發多路溫度測控系統創造了良好條件。
智能溫度傳感器都具有多種工作模式可供選擇，主要包括單次轉換模式、連續轉換模式、待機模式，有的還增加了低溫極限擴展模式，操作非常簡便。對某些智能溫度傳感器而言，主機(外部微處理器或單片機)還可通過相應的寄存器來設定其 A/D 轉換速率(典型產品為 MAX6654)、分辨力及轉換時間(典型產品為 DS1624)。
智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎上發展而成的。智能溫度控制器適配各種微控制器，構成智能化溫控系統；它們還可以脫離微控制器單獨工作，自行構成一個溫控儀，典型產品有DS1620、DS1623、TCN75、LM76、MAX6625。
（3）總線技術的標準化與規范化
目前，智能溫度傳感器的總線技術也實現了標準化、規范化，所采用的總線主要有單線(-Wire)總線、I2C 總線、SMBUS 總線和 SPI 總線。
五、溫度傳感器應用
1、感測應用
溫度傳感器的熱轉換方式經常被用來測量物理量(如流量、輻射、氣體壓力、氣體種類、濕度、熱化學反應等)。這些傳感器的測量值都是以熱形式為媒介并以電信號的方式輸出。
2、生物醫學應用
生物醫學領域需要一種特殊的溫度傳感器，其要求極其嚴格。必須具備低功耗、長期穩定性、可靠性以及在32~44℃范圍內精確度誤差小于0.1℃的特性。這種傳感器對于生物醫學的應用至關重要，以確保測量結果的準確性和可靠性。
3、太空應用
熱敏電阻以及硅 PN 結已經使用于太空溫度測量。利用分立的模擬和數字接口電路從感測元件讀取溫度信息對于低成本、低質量的使用情況越來越不適用。尤其在微米/納米衛星中更難滿足需要。具有數字輸出功能的智能溫度傳感器可應用于未來的衛星設計中。并能傳送與微處理器兼容的數字信息。
4、工業應用
集成溫度傳感器在自動化應用和微生物體熱檢測應用已有報道，盡管它們的特性和需求根據每個特殊的應用而變化非常大。對于低成本、長期穩定性和可靠性、強大的數字接口以及通信系統等這些特殊的應用需求，目前的智能溫度傳感器都可滿足。
5、消費產品應用
低成本集成溫度傳感器與變送器已經出現，而且被應用于消費產品中，如洗衣機、冰箱、空調等。低成本、無需外部部件、制造時簡單的片上校正等是消費產品應用的特殊需求。并且在- 20 一 100℃之間測量精度要能達到 0.5℃。
6、汽車應用
汽車上普遍用熱敏電阻來測量溫度，汽油車單車用量 5-10 個，純電動汽車在 15-20 個，主要企業包括 TDK（EPCOS）、Amphenol、TE 等，普遍具備熱敏電阻自制能力，國內企業華工高理、匯北川同樣進入前裝體系，并批量供貨，但熱敏電阻采購外資為主，如 Murata、Semitec。
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