氣體傳感器技術(shù)和市場分析--顛覆性技術(shù)和新興應(yīng)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(yīng)用一觸即發(fā)

　　空氣正成為一項(xiàng)重要的環(huán)境問題。污染會(huì)降低我們吸入的空氣，進(jìn)而導(dǎo)致身體健康問題。例如糟糕的空氣會(huì)加重過敏和呼吸系統(tǒng)，如引發(fā)哮喘。此外，某些日常活動(dòng)可能會(huì)釋放出有害氣體，在情況下，類似一氧化碳的有害氣體會(huì)導(dǎo)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(xiàng)，集成氣體傳感器的氣體探測設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于國防和工業(yè)，并形成了一個(gè)高度管制和成熟的市場。但是人類社會(huì)面臨的空氣問題，以及環(huán)境意識(shí)的不斷加強(qiáng)，為氣體傳感器創(chuàng)造了新的應(yīng)用和市場機(jī)會(huì)，包括消費(fèi)類產(chǎn)品（如家居、可穿戴設(shè)備和手機(jī)）、建筑物和汽車（室內(nèi)和車內(nèi)空氣監(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(qū)動(dòng)增長，而未來將受消費(fèi)類應(yīng)用驅(qū)動(dòng)增長。2014年，氣體傳感器市場規(guī)模為5.6億美元，預(yù)計(jì)2021年將達(dá)到9.2億美元，未來五年的復(fù)合年增長率為7.3%。如果氣體傳感器在消費(fèi)類產(chǎn)品中廣泛應(yīng)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(yù)測

　　本報(bào)告指出有多種因素驅(qū)動(dòng)氣體傳感器市場增長：

　　* 受到很好的能源管理需求驅(qū)動(dòng)，氣體傳感器在建筑市場將實(shí)現(xiàn)快速增長，未來五年的復(fù)合年增長率為13.6%，2021年市場營收約為2.37億美元。

　　* 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(fèi)類應(yīng)用，如家居、可穿戴設(shè)備和手機(jī)，正在推動(dòng)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(duì)室外空氣控制的渴望，環(huán)境市場未來五年的復(fù)合年增長率高達(dá)19%。

　　* 交通運(yùn)輸市場主要由氧氣傳感器驅(qū)動(dòng)發(fā)展，未來的目標(biāo)是努力減少汽車排放污染。

　　消費(fèi)類市場是非常有吸引力的，因?yàn)樗梢援a(chǎn)生很大的市場，當(dāng)然這取決于用戶使用情況、產(chǎn)品成本和技術(shù)成熟度。如今，手機(jī)行業(yè)已經(jīng)*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手機(jī)和可穿戴設(shè)備中。例如深圳市卡卓無線信息技術(shù)有限公司（K-Free）手機(jī)設(shè)計(jì)方案采用了Cambridge CMOS Sensors（簡稱CCS）的全數(shù)字架構(gòu)MEMS氣體傳感器CCS811。該傳感器可以感測揮發(fā)性化合物（volatile organic compounds，VOC），如家具產(chǎn)生的甲醛，甚還能作為*檢測酒駕的呼吸測試器。

　　本報(bào)告假設(shè)了氣體傳感器在消費(fèi)類應(yīng)用中可能出現(xiàn)的三種情形：

　　* 現(xiàn)實(shí)情形（Realistic scenario）：未來幾年，手機(jī)集成氣體傳感器的“步伐”緩慢，二線和三線手機(jī)廠商使用氣體傳感器。

　　* 樂觀情形（Optimistic scenario）：2016年，某些主流手機(jī)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(shù)成熟度和成本。

　　* “過山車”情形（“Rollercoaster” scenario）：2016年，某些主流手機(jī)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(yù)計(jì)2021年氣體傳感器市場的出貨量為3.5億顆。

　　一個(gè)非常分散的市場

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

　　本報(bào)告采用*的方法來分析氣體傳感器的六大細(xì)分市場：

　　* 消費(fèi)類市場：氣體傳感器集成到消費(fèi)電子產(chǎn)品中，包括家居、可穿戴設(shè)備和手機(jī)

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

　　* 交通運(yùn)輸市場：用于汽車尾氣測量或重型車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制的氣體傳感器

　　* 市場：在護(hù)理時(shí)，用于呼吸分析的氣體傳感器

　　* 國防和工業(yè)市場

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

氣體傳感器技術(shù)和商業(yè)需求

　　氣體傳感器的技術(shù)之爭

　　氣體傳感器技術(shù)紛繁復(fù)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(shù)取決于、尺寸、功耗、靈敏度和響應(yīng)時(shí)間。

　　金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）技術(shù)應(yīng)用較廣，涵蓋、交通運(yùn)輸、暖通空調(diào)、消費(fèi)類產(chǎn)品，并且使用壽命長（5~10年）。催化（Catalytic）和電化學(xué)（electrochemical）技術(shù)是“老”技術(shù)，且使用壽命短（5年以下），主要用于國防和工業(yè)。

　　光學(xué)技術(shù)高的度和長的使用壽命，但是由于成本過高和環(huán)境惡劣，并沒有廣泛地應(yīng)用于交通運(yùn)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(jìn)一步，光學(xué)技術(shù)還將打開便攜式工業(yè)檢測系統(tǒng)的市場。光學(xué)技術(shù)，如NDIR、傅立葉變換紅外（FTIR）、化學(xué)發(fā)光（chemiluminescence）和微色譜法（microchromatography），是很的，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(shí)，可以實(shí)現(xiàn)極低的功耗。

　　MEMS不是一項(xiàng)新的檢測原理，而是一個(gè)新的制造平臺(tái)，使得現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)一步小型化：

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

　　* 采用IR技術(shù)的公司：CCS、eLichens

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

氣體傳感器技術(shù)及相關(guān)廠商分布圖（使用壽命 vs. 應(yīng)用）

　　新進(jìn)廠商期望獲得*

　　消費(fèi)類市場巨大的需求量是很有吸引力的。對(duì)于此類應(yīng)用，傳感器需要良好的靈敏度、性、低成本、小尺寸和低功耗。MOS技術(shù)似乎是成本和尺寸方面的選擇，適合可穿戴設(shè)備和手機(jī)。然而，手機(jī)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(shù)的氣體傳感器在減小尺寸方面取得長足進(jìn)步，會(huì)挑戰(zhàn)MOS傳感器在消費(fèi)類應(yīng)用領(lǐng)域的地位。目前，NDIR氣體傳感器已經(jīng)在家居產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。

　　氣體傳感器的新進(jìn)廠商將帶來基于MEMS和光學(xué)集成平臺(tái)的創(chuàng)新方法，采用無晶圓廠（Fabless）模式，依靠代工廠實(shí)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(dǎo)體和MEMS代工廠帶來新的商業(yè)機(jī)會(huì)。此外，半導(dǎo)體委外封測代工廠（OSAT）也可以為氣體傳感器提供封裝技術(shù)。本報(bào)告中也包含一份的氣體傳感器新進(jìn)廠商名單。