自传感器诞生以来，由于它可以帮助人类将曾经不可知、难判断的信息变成易获取、更精准的数据，传感器已经成为数字化社会最为重要的基础设施。从智能手机到智能语音设备，从能源平台到工业设备，传感器自然而然地“化身”为人类连接机器、人类自身，以及自然环境的外延器官。

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随着传感器，以及与之相关的数据存储、储能、新材料、网络基础设备等软硬件技术的发展，还有成本的持续下降，传感器的应用场景将变得越来越丰富。

当前，传感器越来越多地被应用到社会发展及人类生活的各个领域。在中国市场，传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备。

而随着技术研发的持续深入，成本的下降，性能和可靠性的提升，在物联网、移动互联网和高端装备制造快速发展的推动下，传感器的典型应用市场发展迅速。毫无疑问，搭乘物联网和工业互联网的快车，传感器的应用发展正以超乎我们想象的速度飞速发展，不断刷新我们的认知。

01、碳中和下，气体传感器迎巨大机遇

自从2021年政府工作报告将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列为重点工作之一以来，如何实现“碳中和”目标也成为了传感器产业内热议的话题。

人类活动已经对气候变化和生态环境产生不可逆的影响，全球碳排放中在发电领域的消耗是二氧化碳最大来源。发达经济体(美国、欧盟)二氧化碳次要来源为交通运输、建筑消耗，发展中经济体(中国、印度)次要来源主要集中于工业燃烧。因此，通过节能减排、能源替代等方式，让排放出的二氧化碳被回收，实现二氧化碳的零排放。确认碳排放量， 二氧化碳传感器必不可少。

二氧化碳传感器主要有固态电解质式、电容式、光纤、红外吸收等类型，其中红外二氧化碳传感器是当前较为主流的类型，广泛应用于中央空调、新风系统及空气质量检测设备等。

碳中和领域对气体的监测不仅仅是二氧化碳气体浓度，还有其他温室气体，比如甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)等。

碳中和目标的实现，需要产业链很多环节控制碳排放，由此涉及到其他种类的气体传感器，对排放标准要求越来越高，也会对这些气体传感器提出更多的要求。根据GMI的报告显示，到2026年气体传感器的出货量将会达到8000万个，市场估值超过20亿美元，复合增长率大约在7%左右。

在碳中和背景下，全球不少工业企业从传感器到相应的仪器仪表以及数据分析系统都做了相应的布局，国内传感器企业在激光粉尘传感器技术水平和产业规模方面处于有利地位，且凭借在粉尘、CO2、VOC气体传感器配套领域的组合策略，在空气质量监测领域持续提升市场占有率。

02、新能源汽车的高端舒适度配置需求

车载传感器迎重大利好

随着新能源汽车智能化技术的不断成熟应用，人们对汽车的座舱、自动驾驶等领域的需求比较突出，车内环境也成为消费者关注的焦点，这直接推动汽车电子中空气质量类传感器产品的加速发展，对传感器的需求也非常明显，比如空气质量传感器、PM2.5 传感器、负离子传感器和温湿度传感器。

空气质量传感器可以检测车内CO2、voc、苯、甲苯、甲醛等气体浓度和异味，如果浓度超标可以及时打开净化器净化车内空气环境。而位于车内后视镜内部的湿度感应器，通过对车窗雾气的探测来调整空调的除湿模式以避免空气过于干燥，这个功能只能监测湿度并调整空调的除湿模式。

新能源的驱动形式不同于传统燃油车，所以安全隐患更多来自电池和电控系统等核心部件，因此新能源汽车需要对氢能源和锂电能源进行安全管理，由于锂电池车有自燃的安全隐患，氢能源车有氢气泄露的安全隐患，都存在安全事故的风险。

比如，电动汽车的锂电池热失控现象，锂离子电池热失控的时候，电池内部会有大量的一氧化碳释放出来，这需要有CO传感器、电压传感器、电流传感器、温度传感器网络等来综合监测，实现新能源汽车的电池安全管理。

而一台氢能源汽车，至少用到 4-5颗氢气传感器，针对新能源汽车动力电池安全状态对氢气泄漏实时监测，还需要压力传感器、温度传感器等配合数据分析，提供安全保障。

据中国汽车工业协会发布的数据，2022年8月新能源汽车产销首次突破60万辆，新能源汽车产销将继续保持高速增长，对相关传感器的需求将超过千亿元。

03、环境治理持续深入

传感器大量应用加速

环境监测是指对环境质量状况进行监视和测定的活动，通过对反映环境质量的指标进行监视和测定，以确定环境污染状况和环境质量的高低。环境监测分为环境质量监测和污染源监测两大类，分别针对空气、水、噪声等环境质量的监测以及工业企业和污水处理厂等排污设施的监测。

从大气环境监测和水环境监测两个方面对传感器的需求的扩大，分析环境监测传感器未来的技术走向和竞争结构的发展趋势，挖掘环境监测传感器的市场潜力。

随着近年来超低排放的推广，企业减排和政策管控的落实，大气环境监测在颗粒物浓度PM2.5、VOCs和臭氧复合污染(ODS物质、氢氟碳化物HFCs等)方面的传感器仍然是主要需求。另外，大气污染主要是以化石能源为主的能源结构造成的，对于CO2、甲烷、非甲烷总烃、硫化氢和氨的监测是主要治理手段的依据，传感器对这些种类的污染气体检测并提供相应参数，随着监测治理的不断深入，降低污染物排放的难度会越来越小，大气环境保护也会进入减污降碳协同治理的新阶段。

水环境监测是根据水污染治理、水生态修复、水资源保护“三水共治”需求，统筹流域与区域、水域与陆域、生物与生境，逐步实现水质监测向水生态监测转变。国家在“十四五”期间对地表水按“9+N”方式进行监测，其中9，即水温、浊度、电导率、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮;N，即化学需氧量、五日生化需氧量、阴阳离子、重金属、有机物、水生态综合毒性等特征指标，从而进一步拓展自动监测指标和覆盖范围。

这对于PH值传感器、离子传感器、红外传感器、电导率传感器、光谱传感器、压力传感器、液位传感器、温度传感器、流量传感器等的精确度、数据的可靠性方面提出更高要求，进而实现真正意义上的在线智能监测，另一方面也会促进水环境监测方面新指标体系和规范的建立与验证。

随着新一轮科技革命和产业变革加速，传感器产业面临着发展方式的转变、产业结构的优化和增长动能的转换，面对新机遇新挑战，传感器技术创新必将深入到软件集成系统、大数据、人工智能、网络通信、量子计算、新材料等战略性前瞻性领域。

04、未来传感器还将呈现哪些发展趋势

未来，将会有更多医疗传感器出现在我们生活中，传感器将变得更小、更便宜、更准确、更灵活、更节能、更环保，能够收集更多类型的数据，并集成越来越多的新技术。

1.更多的医疗应用

目前，很多与健康相关的传感器主要用在娱乐和生活方式领域，它们的功能达不到医疗级的要求。未来，更多医疗级的传感器将通过严格的监管审批并实现医疗应用。

随着实验室系统的微型化，将加速生物危害感知的新兴技术的研发，可穿戴传感器将成为真正的医疗级设备，而非简单的生活和娱乐之用。医疗检测将更加轻松，一台检测仪器可以分析更多的物质，并减少对检测样品量的需求，比如，可以通过汗液和眼泪等体液即可完成健康检测。

可吞服药丸是实验室系统微型化的一个应用，例如，已经有很多健康科技初创企业使用可吞服传感器替代传统的内窥镜检查，以减少患者的痛苦。还有一些科技公司研发的可吞服或可植入药丸，可以在体内长期持续给药，让患者的日常治疗更为轻松。

2.更好的感知与更多的数据

未来的传感器将更有效地模仿人类的感官，来检测、处理和分析复杂的信号，如生物危害、气味、材料压力、病原体和腐蚀等。例如，这些先进的传感器不仅仅能够感知大量的单一分析物(例如二氧化碳)，还可以破解气味中的每个组成部分。

此外，智能微尘是由振动驱动的微观传感器，可以监控战场、高层建筑或动脉堵塞等各种情况。

3.更小，更便宜

随着各种新平台和新材料的应用，制造商可以制造更小的传感器，其性能可以与毫米级和微波级的电子元器件一样高，并且随着更少的硅的应用，成本将大幅降低。同时，新平台还会降低传感器的设计、开发和制造成本。

从长远来看，可自我校准的传感器具有非常高的成本效益。通过自动校准，可以减少传感器的维护次数和时间，并大幅降低维护成本。另外，可自我修复的传感器将会有更广泛的应用范围，并使维护成本更低，特别是在发生各种灾难和风险时将大有用处。

4.更高的准确性

目前，多通道协作频谱感知的研究还处于初期阶段。未来，一旦技术成熟，它将比现在的单通道传感器提供更精确的监测数据。

更准确、更可靠和可复制的传感器将在医疗设备等领域拥有更多的应用场景，其实现的功能也更加强大。

5.更灵活且更柔性

柔性传感器是未来传感器发展的一个重要方向。目前，柔性光传感器、PH传感器、离子传感器和生物传感器仍处在早期开发阶段。在未来，这些柔性传感器将拥有更多创新应用，如人造皮肤、可穿戴传感器和微动传感。

通过微线技术和磁场，传感器可以像头发丝一样纤细，而又具有弹性，不需要电源，可以无接触地测量温度、压力、拉力、应力，扭转和位置。

6.更节能

当前，大多数传感器并不是很节能，因为其始终处于开启状态。未来，传感器将变得更智能，并由特定条件驱动，只有当达到某个条件时才能被激活，而当它们处于待机模式时，几乎没有功耗。

此外，传感器还可以从周围环境中获取能量，实现更长久的运行。例如运动、压力、光线，或患者身体与周围空气的热量差异等都可以成为传感器的能量来源。

7.更环保

在未来，环境友好型和可生物降解的传感器将日益受到欢迎。

例如，传感器可以采用由细菌驱动的，可降解的纸基电池，此类传感器可用于农田管理、环境监测、食品流通监测或医疗检测等领域，而不会污染环境。

8.更高的复杂性和更好的兼容性

通过协调工作，传感器将获得额外的复杂性。传感器集群可以更好地协调传感器之间的工作，并通过自主学习系统来确定工作内容和位置。

此外，各种新技术的采用，也将使传感器变得更加多样化。例如，通过激光技术，传感器可以通过物质独特的光谱识别出物质组成;飞行时间传感器可通过红外光脉冲测量两个物体之间的距离;由晶体、特殊陶瓷、骨骼、DNA、蛋白质等材料制造的压电传感器可以更好地对外部压力和潜热进行响应。

在未来，各种基础科学的进步将进一步推动传感器技术的快速进化。传感器将变得更加小型化、人性化，人机交互更加友好;同时，它们将变得更加隐形，更加不易察觉。随着传感器更加深入地融入我们的日常生活，以及与AI等新技术的融合，在未来的互联互通和自动化的世界中，传感器将使我们的生活更加美好。

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