传感器等高端装备产业全球发展趋势及我国主流产品格局分析

本文主要是根据“中国制造2025”分析我国传感器、工业机器人、数控机床在内的15大类高端制造的产业特点和发展方向。

对于传感器，文中观点认为MEMS传感器、CIS、RF等智能传感器发展空间巨大，而传统传感器则需要谨慎发展。

获取更多传感器行业深度资讯、报告，了解传感器技术、传感器与测试技术、物联网传感器技术……等传感器知识，请关注传感器专家网，查看往期内容。

“中国制造2025”战略的提出，使我国装备制造特别是高端装备制造业迎来了发展的春天。信息技术与先进制造技术高速发展，我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升，以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系初步形成，一批具有知识产权的重大智能制造装备实现突破。

随着国家对高端装备产业支持力度持续加深，我国高端装备产业保持着较快的增长速度，2020年我国高端装备产业规模达13.7万亿元。

一、国际发展趋势

1. 高端装备产业链全球化协同发展

高端装备制造业的产业链长且复杂，集制造业之大成，集中反映一个国家科技和工业的发展水平。高端装备制造产业链同时涉及材料、研发、生产、销售、行业应用与服务等诸多环节，在生产制造过程要求具有高精密度、高安全性和高稳定度。

高端装备制造业已形成全球产业链协同，国际分工呈现龙头企业主导产业发展，无形生产控制有形生产，知识技术创新能力强的国家主宰和控制知识技术创新能力弱的国家等特点，从而形成由欧美日发达国家、新兴经济体、欠发达及落后国家共同构成的中心-边缘环状国际分工格局。

2. 国家战略助推高端装备产业持续发展

世界各国都将发展高端装备产业核心技术提升为国家发展战略的核心层面，先后出台各类相关辅助政策措施，激励本国制造产业的换代升级，以谋求在新一轮产业革命角逐中占据有利地位，确保其在全球价值链分工中占有一席之地。

发达国家积极推动新兴技术与装备制造业的融合发展，推动工业制造技术的高端化与智能化，通过重构制造业产业链条，让更多的高附加值生产制造环节回归本土，提高本国工业经济与竞争实力。

美国、德国、日本等制造业传统强国，已经从自身的优势领域中切入到新一轮的工业革命中，引导生产方法与模式的创新，以确保在未来全球产业体系与全球价值链分工体系中继续保持领导地位。例如，美国积极推动国家制造业创新网络建设，以技术创新的先发优势继续保持其全球领先地位；德国积极制定高科技战略，确定了五大领域的关键技术和十大未来项目。

新兴国家通过国家政策大力推动先进制造业发展，积极抢占未来高端装备制造业的巨大市场，逐步进入价值链的核心层，冲击全球制造业传统格局。如巴西公布了工业强国计划，印度颁布了国家制造业政策等。

泰国、印尼和越南等国家依靠资源、劳动力等比较优势，开始在中低端制造业上发力，以更低廉的成本参与劳动密集型制造产业。发达国家的再工业化和发展中国家低成本制造竞争使全球高端制造产业结构的重组速度加快。

3. 技术创新驱动高端装备产业高速发展

信息技术助推高端装备产业快速升级变革，数字化、网络化、智能化已成为未来技术变革的重要趋势，将极大改变产品研发设计、生产、管理、流通、使用的方式。

高性能新材料的应用为高端装备制造带来了更多的应用空间和可能性，研发管理模式创新推动高端装备制造技术创新与突破，如以组织创新和管理模式创新闻名的臭鼬工厂和鬼怪工厂，使洛克希德公司和波音公司以迅速、有效的成本控制和自由高效的创新机制，最大效率激发研发人员的创新潜能，始终保持企业的核心优势，以促进企业技术持续更新，保持或提升竞争力。

二、创新理论研究

1. 我国高端装备制造业向全球产业链中高端迈进

改革开放40年，我国制造业经历了飞速发展，已经成为世界上工业体系最完备、工业产值与规模最大的国家。当前，我国装备制造业中的大部分细分产业在全球价值链中仍然处于中低端位置，尤其是关键材料和核心零部件仍受制于人。解决卡脖子，国产化替代成为大势所趋。

在新一轮科技革命推动下，我国高端装备制造企业已经逐步进入高铁、航空航天、卫星通讯、智能制造等高附加值产业环节，推动技术创新和产业变革，我国将逐步改变世界高端装备产业格局，重塑世界高端装备产业链和价值链。

2. 创新驱动与价值链延伸成为新动能和新方向

随着国内制造成本的不断上升，我国高端装备制造业已逐渐从过去依赖人力、资源和能源的要素驱动式的发展方式向创新驱动的发展方式转变。重视产品、技术和管理等方面的不断创新，逐步实现由对标跟随向自主创新转变。

随着工业互联网技术的发展，高端装备制造业的未来增长点将是集成式解决方案新模式，形成服务型制造。通过先进的物联网技术采集智能装备产品的海量运行数据，应用工业大数据技术，提升产品性能，并对产品全生命周期的健康状态进行管控。通过制造、服务一体化，实现由生产型企业向服务型企业的价值链延伸转变。

3. 智能制造成为企业转型升级新途径

以数字化、网络化、智能化为核心的智能制造推动智能传感技术、移动嵌入式系统、工业大数据分析等新兴技术与传统制造行业快速融合发展。

典型应用涵盖了产品的销售、研发、运营和产品服务各个环节，包括利用嵌入物联技术和工业大数据实现产品创新、通过“端—管—云”形式实现智能产品远程运维、基于知识工程的智慧创成技术、基于MBD（模型定义）的设计研发、生产过程复杂的人工智能决策、自适应的柔性制造系统等。

三、高端装备主要产品趋势格局

1. 传感器

传感器一种检测装置，是实现自动检测和自动控制的首要环节。市场空间大，应用场景广泛，技术壁垒高，研发投入大，新进难度较大。智能化、微型化、集成化和网络化是传感器的主要发展方向。

2. 控制器

控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置，是发布命令的“决策机构”。目前行业集中度较低，市场空间广阔，存在较好的新进机会；产品下游应用广泛，替代品威胁较小；汽车电子类控制器市场规模最大，对技术要求最高，发展潜力也最大，但新进难度大。智能家居、电动工具类增速较快，新进入者机会较多。

3. 减速器

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。目前行业集中度较低，市场空间广阔，但高端产品技术壁垒较高，有一定的新进机会；产品下游应用广泛，替代品威胁较小；在专用超大型和超小型减速机市场还有较大空间，但面临外资品牌的强力竞争。

4. 伺服电机

是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。目前行业CR5高达53.8%，行业头部效应较为明显，留给行业内主要竞争者和潜在进入者的机会较小；下游应用广泛，替代品威胁较小；电气伺服应用场景最为广泛，其中的交流同步伺服产品成为高精度伺服系统的主流产品。

5. 工业机器人

市场潜在规模大，增速高，下游应用广泛，竞争激烈，在细分领域存在新进机会；多关节机器人和水平多关节机器人产品市场规模最大，应用最广泛，但技术要求高，主要由外资起源和国内一线机器人企业占据。协作机器人和AGV机器人在专用细分领域增速快，且新进难度较低。

6. 数控机床

市场规模大，技术壁垒高，可替代威胁小；国内机床企业在中低端机床市场集中度较高，总体来看，新进难度较大；以数控系统、主轴、丝杠和导轨、刀库、刀塔、刀具等核心零部件的中高端国产化替代成为未来国内市场增量的主要驱动力。

7. 3D打印设备市场

目前整体规模较小，增速较快，竞争格局分散，但行业本身是高技术密集型行业，存在较高的技术壁垒，新进难度较大。3D打印材料的成本降低、关键成型技术的突破是3D打印设备产业化、规模化发展的关键。3D打印应用场景不断扩展，具备良好的增量空间，从规模效益角度可优先重点发展专业级3D打印设备。

8. 智能仪器仪表

行业市场规模大，下游应用范围广，应用场景多，部分细分门类市场集中度低，竞争格局分散，有较多新进机会。产品发展呈现微型化、精密化、人工智能化、网络化的发展趋势。

9. 工程机械成套设备

我国工程机械市场已经从增量市场逐步转变为存量市场，行业集中度高，企业实力强劲，竞争格局基本稳定。新进者难度较大；工程机械增量需求主要来源于置换更新需求和出口需求两方面；智能化工程机械和电动化工程机械将成为工程机械的主要发展方向。

10. 纺机高端成套设备

国内纺织机械市场基本已是存量市场，产品需求主要来自存量更新置换和外销；在纺纱机械、织造机械、针织机械、印染及后整理机械、非织造布机械等等主要设备类型中，已基本形成较为稳定的竞争格局。以智能化单机装备为基础，打造一体化集成装备解决方案成为纺机装备企业增强竞争力，提升市场份额的主要手段。

11. 环境保护成套设备

环保设备行业集中度低，竞争激烈。行业新进门槛相对较低，但规模扩张难度大，资金需求压力大；龙头企业向智能化、成套化定制设备和智慧运维服务方向发展；中小企业向专精设备、关件零部件及材料配套方向发展。

12. 航空装备

“十四五”期间航空主战装备从“研制”过渡到“批量建设”的放量期，军用航空装备产业迎来高速、持续、稳定的发展机遇期。军转民市场空间广阔，在材料、零部件、电子元器件、民用无人机、直升机等领域具备良好发展空间。

13. 轨道交通装备

市场规模与国内铁路和城市轨道基建投资规模密切相关。国内市场规模将保持波动增长态势。未来增量主要来源于疫情稳定后全球经济复苏后的国外市场需求。寡头垄断竞争格局，主要机会来自围绕整车制造的轨交产业链上下游配套环节。

14. 海工装备

海洋工程装备主要指海洋资源（特别是海洋油气资源）勘探、开采、加工、储运、管理、后勤服务等方面的大型工程装备和辅助装备。我国海工装备产业总体尚处于起步发展期，处于全球海工产业链中低端，需逐渐向上游研发设计和关键设备制造方向发展。海洋油气资源开发装备向大型化、平台化方向发展；新兴海工装备向多样化、智能化方向发展。

15. 工程机械成套设备

我国工程机械市场已经从增量市场逐步转变为存量市场，行业集中度高，企业实力强劲，竞争格局基本稳定。新进者难度较大；工程机械增量需求主要来源于置换更新需求和出口需求两方面；智能化工程机械和电动化工程机械将成为工程机械的主要发展方向。

来源：蓝海智库、前沿材料、传感器专家网

声明：本文内容系作者个人观点，不代表传感器专家网观点或立场。更多观点，欢迎大家留言评论。