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氣體傳感器技術和市場分析添加時間：2016-4-22 10:02:40

氣體傳感器技術和市場分析


　　顛覆性技術和新興應用將使氣體傳感器市場一路飆升！

　　氣體傳感器的大規(guī)模市場應用一觸即發(fā)

　　空氣質(zhì)量正成為一項重要的環(huán)境問題。污染會降低我們吸入的空氣質(zhì)量，進而導致身體健康問題。例如糟糕的空氣會加重過敏和呼吸系統(tǒng)疾病，如引發(fā)哮喘。此外，某些日?；顒涌赡軙尫懦鲇泻怏w，在極端情況下，類似一氧化碳的有害氣體會導致死亡。因此，氣體傳感器吸引了越來越多廠商的興趣。氣體感測并不是一項新技術，集成氣體傳感器的氣體探測設備已經(jīng)應用于國防和工業(yè)安全，并形成了一個高度管制和成熟的市場。但是人類社會面臨的空氣質(zhì)量問題，以及環(huán)境保護意識的不斷增強，為氣體傳感器創(chuàng)造了新的應用和市場機會，包括消費類產(chǎn)品（如智能家居、可穿戴設備和智能手機）、建筑物和汽車（室內(nèi)和車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測）。

　　根據(jù)我們市場調(diào)研，目前氣體傳感器市場主要受暖通空調(diào)（HVAC）驅動增長，而未來將受消費類應用驅動增長。2014年，氣體傳感器市場規(guī)模為5.6億美元，預計2021年將達到9.2億美元，未來五年的復合年增長率為7.3%。如果氣體傳感器在消費類產(chǎn)品中廣泛應用，那么2021年的市場營收上浮6500萬美元也是可能的。

2014-2021年氣體傳感器市場營收預測

　　本報告指出有多種因素驅動氣體傳感器市場增長：

　　* 受到更好的能源管理需求驅動，氣體傳感器在建筑市場將實現(xiàn)快速增長，未來五年的復合年增長率為13.6%，2021年市場營收約為2.37億美元。

　　* 醫(yī)療行業(yè)正需要高靈敏度哮喘檢測傳感器、用于呼吸控制的氧氣傳感器。

　　* 消費類應用，如智能家居、可穿戴設備和智能手機，正在推動新型MEMS氣體傳感器發(fā)展，以降低成本和功耗、減小尺寸。

　　* 由于人們對室外空氣質(zhì)量控制的渴望，環(huán)境保護市場未來五年的復合年增長率高達19%。

　　* 交通運輸市場主要由氧氣傳感器驅動發(fā)展，未來的目標是努力減少汽車排放污染。

　　消費類市場是非常有吸引力的，因為它可以產(chǎn)生很大的市場，當然這取決于用戶使用情況、產(chǎn)品成本和技術成熟度。如今，智能手機行業(yè)已經(jīng)徹底改變了傳感器產(chǎn)業(yè)，集成了種類繁多的傳感器。同樣地，氣體傳感器也可以集成于智能手機和可穿戴設備中。例如深圳市卡卓無線信息技術有限公司（K-Free）手機設計方案采用了Cambridge CMOS Sensors（簡稱CCS）的全數(shù)字架構MEMS氣體傳感器CCS811。該傳感器可以感測揮發(fā)性有機化合物（volatile organic compounds，VOC），如家具產(chǎn)生的甲醛，甚至還能作為警察檢測酒駕的呼吸測試器。

　　本報告假設了氣體傳感器在消費類應用中可能出現(xiàn)的三種情形：

　　* 現(xiàn)實情形（Realistic scenario）：未來幾年，智能手機集成氣體傳感器的“步伐”緩慢，只有二線和三線智能手機廠商使用氣體傳感器。

　　* 樂觀情形（Optimistic scenario）：2016年，某些主流智能手機集成了氣體傳感器，并在未來五年日益普及。該情形取決于技術成熟度和成本。

　　* “過山車”情形（“Rollercoaster” scenario）：2016年，某些主流智能手機集成了氣體傳感器，但是一年后，由于沒有明確的用戶需求，氣體傳感器又被剔除。例如三星Galaxy S3首次集成了濕度傳感器，但一年之后發(fā)布的Galaxy S4卻剔除了濕度傳感器。

　　我們的樂觀情形預計2021年氣體傳感器市場的出貨量為3.5億顆。

　　一個非常分散的市場

　　氣體傳感器有著廣泛的應用，但是每種應用都有自己的技術要求，如被測氣體類型、靈敏度、選擇性、響應時間、壽命和功耗。每種應用也有自己的商業(yè)需求，包括法規(guī)、目標價、市場成熟度、競爭情況。

　　本報告采用獨特的方法來分析氣體傳感器的六大細分市場：

　　* 消費類市場：氣體傳感器集成到消費電子產(chǎn)品中，包括智能家居、可穿戴設備和智能手機

　　* 暖通空調(diào)市場：用于室內(nèi)/車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測的氣體傳感器

　　* 交通運輸市場：用于汽車尾氣測量或重型車輛發(fā)動機控制的氣體傳感器

　　* 醫(yī)療市場：在治療護理時，用于呼吸分析的氣體傳感器

　　* 國防和工業(yè)安全市場

　　* 環(huán)境市場：用于監(jiān)測空氣質(zhì)量和污染情況的氣體傳感器

氣體傳感器技術和商業(yè)需求

　　氣體傳感器的技術之爭

　　氣體傳感器技術紛繁復雜，有九種不同的方法。一般情況下，選擇何種氣體傳感器技術取決于價格、尺寸、功耗、靈敏度和響應時間。

　　金屬氧化物半導體（MOS）技術應用較廣，涵蓋醫(yī)療、交通運輸、暖通空調(diào)、消費類產(chǎn)品，并且使用壽命長（5~10年）。催化（Catalytic）和電化學（electrochemical）技術是“老”技術，且使用壽命短（5年以下），主要用于國防和工業(yè)安全。

　　光學技術具有最高的精確度和最長的使用壽命，但是由于成本過高和環(huán)境惡劣，并沒有廣泛地應用于交通運輸，而是獲得暖通空調(diào)的“青睞”，尤其是非色散紅外傳感器（NDIR）。隨著集成度進一步提高，光學技術還將打開便攜式工業(yè)檢測系統(tǒng)的市場。光學技術，如NDIR、傅立葉變換紅外（FTIR）、化學發(fā)光（chemiluminescence）和微色譜法（microchromatography），是很準確的，但是較為笨重和昂貴，某些情況下，功耗也較高。如果NDIR采用光電二極管和LED時，可以實現(xiàn)極低的功耗。

　　MEMS不是一項新的檢測原理，而是一個新的制造平臺，使得現(xiàn)有技術產(chǎn)品進一步小型化：

　　* 采用MOS技術的公司：Micronas、Microsens、ams、Synkera、CCS、KWJ Engineering、Figaro

　　* 采用IR技術的公司：CCS、eLichens

　　* 采用色譜法的公司：Spectral Engines、APIX、EcoLogicSense

氣體傳感器技術及相關廠商分布圖（使用壽命 vs. 應用）

　　新進廠商期望獲得市場份額

　　消費類市場巨大的需求量是很有吸引力的。對于此類應用，傳感器需要良好的靈敏度、可靠性、低成本、小尺寸和低功耗。MOS技術似乎是成本和尺寸方面的最佳選擇，適合可穿戴設備和智能手機。然而，智能手機中的傳感器越來越多，功耗也變得越來越重要。因此，傳感器還需要非常低的功耗。此外，MOS傳感器的靈敏度也不是很好。好消息是，基于NDIR技術的氣體傳感器在減小尺寸方面取得長足進步，有機會挑戰(zhàn)MOS傳感器在消費類應用領域的地位。目前，NDIR氣體傳感器已經(jīng)在智能家居產(chǎn)品中獲得應用。

　　氣體傳感器的新進廠商將帶來基于MEMS和光學集成平臺的創(chuàng)新方法，采用無晶圓廠（Fabless）模式，依靠代工廠實現(xiàn)量產(chǎn)。例如，CCS與X-Fab、TSMC合作；Spectral Engines與VTT合作。因此，氣體傳感器為半導體和MEMS代工廠帶來新的商業(yè)機會。此外，半導體委外封測代工廠（OSAT）也可以為氣體傳感器提供創(chuàng)新的封裝技術。本報告中也包含一份全面的氣體傳感器新進廠商名單。