發布日期：2022-10-09 點擊率：42
空氣質量正成為一項重要的環境問題。污染會降低我們吸入的空氣質量，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疾病，如引發哮喘。
顛覆性技術和新興應用將使氣體傳感器市場一路飆升!
氣體傳感器的大規模市場應用一觸即發
空氣質量正成為一項重要的環境問題。污染會降低我們吸入的空氣質量，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疾病，如引發哮喘。此外，某些日常活動可能會釋放出有害氣體，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應用于國防和工業安全，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量問題，以及環境保護意識的不斷增強，為氣體傳感器創造了新的應用和市場機會，包括消費類產品(如智能家居、可穿戴設備和智能手機)、建筑物和汽車(室內和車內空氣質量監測)。
根據我們市場調研，目前氣體傳感器市場主要受暖通空調(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年市場營收約為億美元。
* 醫療行業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氣體傳感器發展，以降低成本和功耗、減小尺寸。
* 由于人們對室外空氣質量控制的渴望，環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，因為它可以產生很大的市場，當然這取決于用戶使用情況、產品成本和技術成熟度。如今，智能手機行業已經徹底改變了傳感器產業，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)的全數字架構MEMS氣體傳感器CCS811。該傳感器可以感測揮發性有機化合物(volatile organic compounds，VOC)，如家具產生的甲醛，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的三種情形：
* 現實情形(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需求，包括法規、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品中，包括智能家居、可穿戴設備和智能手機
* 暖通空調市場：用于室內/車內空氣質量監測的氣體傳感器
* 交通運輸市場：用于汽車尾氣測量或重型車輛發動機控制的氣體傳感器
* 醫療市場：在治療護理時，用于呼吸分析的氣體傳感器
* 國防和工業安全市場
* 環境市場：用于監測空氣質量和污染情況的氣體傳感器
氣體傳感器技術和商業需求
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，涵蓋醫療、交通運輸、暖通空調、消費類產品，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境惡劣，并沒有廣泛地應用于交通運輸，而是獲得暖通空調的“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檢測系統的市場。光學技術，如NDIR、傅立葉變換紅外(FTIR)、化學發光(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，使得現有技術產品進一步小型化：
* 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氣體傳感器已經在智能家居產品中獲得應用。
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新方法，采用無晶圓廠(Fabless)模式，依靠代工廠實現量產。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。
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