一、智能传感器的定义及分类
智能传感器是具有信息处理功能的传感器，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物，属于人工智能的神经末梢，用于全面感知外界环境。
根据国家标准GB/T 7665-2005的定义，传感器是指能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器作为连接物理世界和数字世界的桥梁，一般包含传感单元、计算单元和接口单元。传感单元负责信号采集；计算单元则根据嵌入式软件算法，对传感单元输入的电信号进行处理，以输出具有物理意义的测量信息；最后通过接口单元与其他装臵进行通信。
图：传感器系统构成及工作原理
第一阶段是20世纪50年代伊始，结构型传感器出现，它利用结构参量变化来感受和转化信号。第二阶段是20世纪70年代开始，固体型传感器逐渐发展起来，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。第三阶段是20世纪末开始，智能型传感器出现并得到快速发展。智能型传感器是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有人工智能的特性。
（1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。这种分类有利于选择传感器、应用传感器。（2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤维传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。这种分类法可分出很多种类。（4）按照传感器输出量的性质分为模拟传感器、数字传感器。其中数字传感器便于与计算机联用，且抗干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。传感器数字化是今后的发展趋势。（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。若按具体应用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。（6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。（7）以人类的五感划分为五大类，分别包括视觉传感器（光敏）、听觉传感器（声敏）、嗅觉传感器（气敏）、味觉传感器（化学）以及触觉传感器（压敏、温敏、流体传感器）；由于触觉是接触、滑动、压觉等机械刺激的总称，而大部分生物的触觉器遍布全身，而且种类不一，因此通过皮肤的感知的触觉只能定性而无法定量，因此触觉传感器的技术难度远远高于一般传感器。
二、智能传感器产业链分析
智能传感器产业可以分为上游研发设计环节、中游生产制造和封装测试环节、下游市场应用环节。
1、研发设计：
智能传感器的研发设计环节属于整个产业链的上游，引领着整个产业的发展。在研发设计水平上，我国正积极向美国、欧洲、日本等发达国家看齐，目前国内领先水平的技术仍掌握在部分科研院校和大型龙头企业手中。在国内多数院校和研究院所中，对智能传感器研发所涉及到的高技术跟踪和对高技术附加值产品的研发能力表现尚佳，但其成果以样品居多，距产业化较远，真正能够实现自主开发和拥有自主知识产权的科研成果并不多。
2、生产制造/封装测试：
对于智能传感器产业链中游的生产制造和封装测试而言，属于产业链上承上启下的一个环节。目前与国际相比，该环节由于在某些核心制造工艺技术上还严重滞后于国外，所以面临着产品品种不全、规格少，新品欠缺等不足，当下在我国市场流通中的传感器产品品种数仅6000个左右，而国外已达20000多个，产品品种满足率仅在60%-70%左右，远远满足不了国内传感器市场需求。因此，在整个生产制造环节，国内传感器厂商只能占据中低端市场，而中高端市场绝大部分被国外厂商所垄断。
3、市场应用：
智能传感器是物联网技术的核心，其市场应用领域十分广泛，主要包括汽车电子、智能仪表、智能家居、消费电子、可穿戴设备、网络通信、工业控制、智慧医疗、国防航空等诸多领域，所涉及到的企业也是种类繁多、数量庞大，可以赋能百业。
图：2019年中国传感器行业应用领域分布情况（单位：亿元、%）
三、智能传感器产业发展现状
1、市场规模
全球市场：根据赛迪顾问数据，2019年，全球传感器市场总值约1521亿美元，其中智能传感器达320亿美元，占比21%；预计到2023年，全球传感器市场规模达到 2032亿美元，智能传感器市场规模达到487亿美元，占比24%。未来随着技术的进步，智能传感器在传感器市场总规模中占比将不断提升。
图：2018 年-2023 年全球传感器及智能传感器市场规模（亿美元）
中国市场：由赛迪顾问数据可知，2016 年至 2019 年间，我国传感器市场规模不断增长，2019 年中国传感器市场规模达到 2188.8 亿元，同比增长 12.7%，2020 年中国传感器市场规模将达到 2500亿元，同比增涨13.9%。而据中国信通院关于我国智能传感器市场数据统计，从2015年的106亿美元上升至2019年的137亿美元，到2020年将达到148亿美元左右。未来随着人工智能、物联网、5G等前沿科技的不断发展，智能传感器在国内市场规模将不断扩大。
图：2016-2021 年中国传感器市场规模统计及增长情况
2、产业分布
全球分布：据赛迪顾问数据，在2020年全球智能传感器产业结构中，美国智能传感器产值占比最高，达到43.3%，欧洲次之，占比29.7%，欧美成为全球智能传感器主要生产基地，占比超过70%，而亚太地区（如中国、印度等）仍将保持较快的增速。传感器行业未来的发展前景广阔，目前市场上没有专门针对传感器行业公司发展情况的研究报告。
图：2020 年全球智能传感器产业结构
中国分布：目前，我国传感器企业区域分布较为集中，根据前瞻研究院整理信息，目前相关企业主要分布在华东地区，占比超5成，约占全国企业总数的56.9%。其次，中南地区的传感器企业占总传感器企业数量的23.1%；华北地区、西北地区的传感器企业数量占比分别为8.4%、4.4%。
3、代表性企业
企业概述：近几年，随着传感器产业重要性日渐凸显，新增企业数量不断增加。根据企查查数据显示，2017-2019年中国传感器相关企业注册量呈增长趋势，由2017年的6877家增至2019年的8564家。2020年受新冠肺炎疫情影响，我国新增传感器相关企业开始出现下降，累计新增5016家，同比下降41.4%。2021年我国传感器相关企业注册量进一步下降，仅新增2090家，达近五年企业注册量低谷，同比下降51.3%。
（1）由中国电子学会传感技术分会、中国元器件协会敏感元器件与传感器分会、中国仪器仪表行业协会传感器分会、中国工业传感器分联盟、陕西物联网产业联盟和中国传感器与物联网产业联盟六家单位联合组织评选的“中国智能传感器TOP10”名单如下：苏州慧闻纳米科技有限公司---纳米气体传感器阵列（电子鼻）
广州奥松电子有限公司---温湿度传感器
中电科技集团重庆光电有限公司---声共振技术风速风向传感器
深圳奥比中光科技有限公司---3D视觉传感器
苏州能斯达电子科技有限公司---薄膜压力传感器（电子皮肤）
沈阳仪表科学研究院有限公司---智能SF6多参数复合传感器
西安知微传感技术有限公司---MEMS微振镜传感器
上海兰宝传感科技股份有限公司-激光测距传感器
江苏多维科技有限公司---隧道磁阻传感器
保定钰鑫电气科技有限公司---蓄电池智能参数传感器
（2）在资本市场上，有过多轮成功融资经验的智能传感器企业代表：企业简称 | 融资阶段 | 成立年份 | 所在地区 |
锐芯微 | D轮 | 2008年 | 苏州 |
奥比中光 | D轮 | 2013年 | 深圳 |
思岚科技 | C轮 | 2013年 | 上海 |
禾赛科技 | C轮 | 2014年 | 上海 |
镭神智能 | B+轮 | 2015年 | 深圳 |
北醒光子 | B+轮 | 2015年 | 北京 |
源清慧虹 | B+轮 | 2013年 | 北京 |
行易道 | B轮 | 2014年 | 北京 |
速腾聚创 | 战略 投资 | 2014年 | 深圳 |
思立微电子 |
| 2011年 | 上海 |
思岚科技“服务机器人定位传感器”。技术发展方面，思岚科技目前拥有 360°扫描测距激光雷达 RPLIDAR、模块化自主定位导航系统 SLAMWARE 及通用型服务机器人平台 ZEUS 等三条核心产品线。其中的通用型服务机器人平台 ZEUS 集成了多传感器融合定位导航能力，是服务机器人行业里最早提供完整解决方案的平台，极大降低了机器人企业的开发成本。应用落地方面，公司的业务辐射亚欧美洲 20 多个国家和地区，服务超过 2000 家+企业和10万+个人用户，其产品成熟地应用于微软、壳牌、优必选、科大讯飞、软银等企业的服务机器人项目。
奥比中光“3D 传感器”。技术发展方面，奥比中光突破国际技术垄断，拥有从芯片、算法，到系统、框架、上层应用支持的全栈技术实力，在 AI 3D 感知领域专利申请量比肩微软、苹果，位居世界前列，成为全球第四家、亚洲第一家掌握 AI 3D 感知全领域技术的平台型科创企业，占据行业制高点。应用落地方面，公司将 AI 3D 感知技术突破性地广泛应用于移动终端、智能零售、智能服务、智能制造、智能安防、数字家庭等领域，赋能传统行业转型升级。目前，奥比中光已经服务全球客户逾 3000 家，包括蚂蚁集团、OPPO、中国银联、惠普等知名品牌。
镭神智能“激光雷达”。技术发展方面，公司不仅是全球唯一一家同时掌握 TOF 时间飞行法、相位法、三角法和调频连续波等四种测量原理的激光雷达公司，也是国内唯一一家自主研发出激光雷达专用 16 通道 TIA 芯片、激光雷达自动化及半自动化生产线、1550nm 光纤激光器的激光雷达公司。主要产品有车规级 128线混合固态激光雷达、CH 系列混合固态激光雷达，进一步推动了自动驾驶产业的发展。应用落地方面，公司 TOF 多线激光雷达主要应用于工业自动化领域，包括 AGV、无人叉车、服务机器人、巡检机器人、安防机器人等，远距离的也用在港口自动化、汽车ADAS 系统等领域；三角法则主要应用于室内服务机器人和扫地机器人等消费电子领域。
四、智能传感器发展趋势
我国传感器行业整体起步较晚，尤其是在高端传感器技术研发方面还有不足。随着物联网产业的发展，未来传感器行业将会围绕着“智能化+态势感知信息融合+集成化+微型化+国产替代加强”五大趋势发展。
（1）数字化与智能化
随着上下游产业的不断发展，传统传感器的反应速度慢、感测精度差等问题逐渐暴露出来，市场对传感器的需求也逐渐向自动化、智能化的方向转型。与传统传感器相比最大的硬件区别为智能传感器内臵了微处理器，让传感器从输出单一且不稳定的模拟信号，升级为经过微处理器后的数字信号，甚至具有执行控制功能，极大程度提高了传感器的测量精度、可靠性及稳定性。
（2）态势感知信息融合
随着物联网科技的快速发展，下游行业逐渐对传感功能提出更多元化的要求，如汽车自动驾驶系统，单一传感器无法胜任自动驾驶技术对距离估计和极端环境等要求，此时就需要多种传感器共同配合，将信息整合处理，更好更安全地实现汽车自动驾驶。
图：传感信息融合概念示意图
（3）集成化
传感器不断向精细化发展，其设计空间、生产成本和能耗预算都在日益紧缩，在大多应用领域中，为实现全面、准确感测事物和环境，往往需同步传感多种变量，要求在单一的传感设备上集成多种敏感元件、制成能检测多个参量的多功能组合成为传感器主要解决方案，其特点为多个传感器硬件集成在一台设备中，各自独立工作并将原始数据直接传输至中央处理器进行决策，主体为硬件融合。这种使传感器呈现多种功能高度集成化和组合化为未来主要发展趋势之一。
（4）微型化低能耗
在传感器下游科技领域中，大多行业以微型化为主要发展方向，产品微型化有利于提升产品适应性，降低产品的重量和大小，同时也压缩了成本。传统传感器受体积限制逐渐难以满足便携设备、可穿戴设备等下游行业不断升级的消费需求。以微型化传感器代表 MEMS 器件为例，其体积仅为之前的17%，而成本则是过去的十分之一，因此微型化是未来传感器发展的必然趋势之一。
图：传感器微型化趋势
（5）国产替代加快
传感器国产替代需求的重要性正日渐突显。根据公司公开发行说明书，美国、日本以及德国等发达国家传感器技术开发较早，市场份额合计近 70%。根据工信部数据，我国敏感元件与传感器大约有 60%依赖进口。然而经过多年来的不断发展，我国已形成完整产业体系，当前中低端传感器基本能满足市场需求。在《中国制造 2025》、《关于积极推进物联网+行动的指导意见》等一系列国家政策的指引下，我国部分传感器制造企业已实现自主研发设计生产出高端传感器产品，并凭借明显的价格优势与世界领先的企业竞争。随着我国制造业整体技术水平的不断加强，我国国产替代步伐将进一步加快。