氣體傳感器是一種可以將氣體的某些信息，例如濃度和種類，轉(zhuǎn)換為可以被操作人員、儀器儀表、計算機等利用的聲、電、光或者數(shù)字信息的裝臵，通常被安裝于監(jiān)測系統(tǒng)探測頭內(nèi)的監(jiān)測系統(tǒng)中，用于現(xiàn)場采集空氣數(shù)據(jù)。氣體傳感器是氣體檢測系統(tǒng)的核心，對氣體檢測系統(tǒng)起著決定性的作用。空氣質(zhì)量、污染檢測、汽車尾氣、家居甲醛等等，氣體傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的傳感器之一。目前市場上絕大部分的氣體傳感器主要應(yīng)用都集中在有害、有毒氣體監(jiān)測，其中，氣體傳感器主要應(yīng)用在石化工業(yè)中的二氧化碳傳感器、氨氣傳感器、一氧化氮傳感器等都能用在檢測二氧化碳、氨氣、氯氣等有害氣體、半導(dǎo)體和微電子工業(yè)的有機溶劑和磷烷等劇毒氣體。民用的住房、大樓、會議室和公共娛樂場所用二氧化碳傳感器、煙霧傳感器、臭氧傳感等。

氣體檢測有兩個重要優(yōu)點，一是方便，二是無損。便利性是指氣體檢測可以在時間上快速簡單地進行檢測，無損性是指氣體檢測明顯可以實現(xiàn)相應(yīng)檢測對象的非接觸檢測。

氣體傳感器的下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多，主要包括智能家居、汽車電子、消費電子、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療、工業(yè)過程、環(huán)境監(jiān)測等行業(yè)，終端客戶覆蓋行業(yè)類型廣泛、種類繁雜、分散度高，終端產(chǎn)品的復(fù)雜性、個性化程度高。隨著互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，氣體傳感器的下游領(lǐng)域如智能家居、汽車電子、智慧醫(yī)療等智慧生活產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展期，顯現(xiàn)出良的發(fā)展前景。

按照技術(shù)原理的不同，氣體傳感器可以分為半導(dǎo)體氣體傳感器、催化燃燒氣體傳感器、電化學氣體傳感器、光學氣體傳感器、超聲波氣體傳感器、光電離子探測氣體傳感器等。根據(jù)全球知名市場情報咨詢公司MordorIntelligence統(tǒng)計及預(yù)測，2018-2020年電化學氣體傳感器在全球氣體傳感器市場中份額最大，市場份額維持在52%左右；紅外技術(shù)的市場份額逐年提升，至2020年已達24.06%。

氣體傳感器是將某種氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。無論是車載使用，亦或是碳中和、新風系統(tǒng)等各領(lǐng)域，氣體傳感器都是必不可缺的元件。作為智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)+新基建的感知層基礎(chǔ)工程，通過對中央部委、省市各級的政策分析，可以看出國家在重點支持氣體傳感器的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及規(guī)模應(yīng)用，鼓勵加速中高端國產(chǎn)替代的進程，并且氣體傳感器下游應(yīng)用也存在許多新的增長點。

氣體傳感器在大氣環(huán)保、石油化工生產(chǎn)開采、煤礦安全、醫(yī)學診斷等領(lǐng)域作用極為關(guān)鍵，應(yīng)用廣泛。

在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的驅(qū)動下，這些氣體傳感器結(jié)合各類通信技術(shù)、AI技術(shù)的技術(shù)加持，使得這些原本在石油、化工、鋼鐵、冶金、礦山、環(huán)保、市政、醫(yī)療、食品安全等領(lǐng)域的氣體傳感器應(yīng)用面快速橫向發(fā)展。所以近些年來，我們可以看到氣體傳感器在智能家居、可穿戴設(shè)備、智能移動終端等領(lǐng)域的應(yīng)用需求迅速增長。

根據(jù)法國市場研究公司Yole Développement預(yù)測，2021年全球氣體傳感器市場規(guī)模將達到9.2億美元。其中由于終端消費市場的增長影響，2020年的氣體傳感器實際需求將達到3.5億顆。

當然，在未來很長一段時間內(nèi)，伴隨著著智慧城市、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的場景多樣化、需求增加，未來，有害有毒氣體監(jiān)測的氣體傳感器依舊有很大的增長空間。

綜上，根據(jù)對于目前市場應(yīng)用的觀測，我們大致將氣體傳感器市場歸結(jié)為以下6大細分市場：

消費類市場：主要集中在消費終端產(chǎn)品中，包括智能家居、可穿戴設(shè)備和智能手機。

環(huán)境監(jiān)測市場：用于監(jiān)測空氣質(zhì)量和污染情況的氣體傳感器。

暖通空調(diào)市場：用于室內(nèi)/車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)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(fā)動機控制的氣體傳感器。

醫(yī)療市場：在治療護理時，用于呼吸分析的氣體傳感器，例如呼吸機。

國防和工業(yè)安全市場：在工業(yè)和國防領(lǐng)域，生產(chǎn)制造過程所產(chǎn)生的有害氣體監(jiān)測。

采礦業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

通常在煤礦開采過程中慧聰煤巖層排放出大量的有害氣體，也就是人們常說的瓦斯。瓦斯的主要成分是碳氫化合物，如一氧化碳、H2S、甲烷等。其中，甲烷（CH4）占83－89％，是煤形成過程中形成并儲存在煤層中的氣體，是煤礦中最有害的氣體。近年來，我國煤礦井下事故頻發(fā)，傷亡人數(shù)超過所有重大事故的一半。因此，煤礦井下氣體檢測非常重要。

甲烷氣體無色、無嗅、無嗅，密度為0．7164千克／米，雖然無毒，但其對人體也有很大的危害，主要危害是超標會導(dǎo)致窒息和死亡。并且，它是易燃易爆的氣體。了解到當它與空氣混合達到一定濃度時，暴露在高溫火源下會燃燒或爆炸。按體積計算，甲烷濃度在5．3－15．0％時具有爆炸性，礦井中甲烷氣體的積聚已成為困擾煤礦安全生產(chǎn)的一大難題。

采礦業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以提高安全性、確保有效負載、減少運營延遲并為智能決策提供實時數(shù)據(jù)的 5 種方式。

1、 資產(chǎn)跟蹤、遠程診斷和預(yù)測性維護

作為資產(chǎn)密集型行業(yè)，采礦需要各種各樣的設(shè)備，從鉆機、挖掘機和輸送機到泵、電機和風扇，這些設(shè)備廣泛分布在地面和地下。監(jiān)測和跟蹤關(guān)鍵資產(chǎn)參數(shù)（如壓力、振動、流量和溫度）以及發(fā)動機性能的無線物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可在整個礦區(qū)實現(xiàn)實時遠程診斷、故障排除和資產(chǎn)跟蹤。結(jié)合分析模型，可以有效地計劃糾正性維護和備件采購，以防止設(shè)備停機，并幫助公司避免代價高昂的生產(chǎn)損失。

2、 排放和地下水位監(jiān)測

地下挖掘設(shè)備和鉆孔機排放的柴油廢氣含有有毒氣體和微粒，對健康構(gòu)成嚴重威脅。通過采用固定式和移動式氣體探測器以及粒子傳感器，可以有效控制排放水平和閾值限值，以維持符合安全標準的安全工作環(huán)境。

采礦作業(yè)產(chǎn)生的化學殘留物有可能污染地下水，并引發(fā)嚴重的環(huán)境問題。利用來自液位傳感器的數(shù)據(jù)，采礦經(jīng)營者可以跟蹤礦井地下水位的實時變化，尤其是在降雨期間。 可以及時有效地抽水，防止過度流入，從而避免污染和地下洪水。

3、 爆破后監(jiān)測

在礦井內(nèi)進行爆破后，該地區(qū)經(jīng)常充滿有毒煙霧和碎片。等待數(shù)小時以確保煙霧完全消散可能會導(dǎo)致代價高昂的停機時間。有了無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，操作員和礦工可以隨時了解某個區(qū)域是否足夠安全以恢復(fù)工作。這可以減少不必要的等待時間，從而在爆破后更快地開展工作并提高生產(chǎn)效率。

4、 基于可穿戴設(shè)備的事件報告和巖石螺栓監(jiān)測

眾所周知，礦山是最危險的工作環(huán)境之一，爆炸、設(shè)備事故和有毒物質(zhì)暴露的風險很高，確保礦工的健康和安全一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。借助物聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備，現(xiàn)在可以實時跟蹤礦工的健康狀況和工作環(huán)境（即溫度、濕度、輻射、噪音和氣體水平）。管理人員會立即收到通知，告知其工人發(fā)生疲勞、疲憊和“超負荷”事件，而礦工會在發(fā)生潛在危險時收到及時警告。類似地，監(jiān)測地下礦山地震活動的傳感器可以安裝在巖石錨桿上，以有效地評估其完整性并減少坍塌的致命風險。

5、 按需通風

通風可占地下礦山能源消耗的 30-40%。通過支持按需通風系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)傳感器可用于持續(xù)監(jiān)測礦井不同區(qū)域的空氣質(zhì)量和氣流，以遠程調(diào)節(jié)風扇速度。傳輸來自占用傳感器的數(shù)據(jù)或來自 NFC 標簽的礦工登記數(shù)據(jù)還可以確保礦工所在工作區(qū)的通風被激活。這將顯著節(jié)約能源，從而顯著降低運營成本和環(huán)境足跡。

據(jù)法國半導(dǎo)體咨詢公司Yole分析，2021年全球氣體傳感器市場規(guī)模為9.2億美元，氣體傳感器的需求在3.5億顆，而到2026年，氣體傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)最受關(guān)注的用途是空氣質(zhì)量的監(jiān)測和預(yù)報。汽車尾氣的檢測。此外，工業(yè)廢氣的監(jiān)測至關(guān)重要。這些都是氣體的直接檢測。氣體的直接檢測一般適用于特定用途。這種應(yīng)用在日常生活中并不常見。

氣體仍然是由各種物質(zhì)或物體揮發(fā)的。氣體的準確檢測對應(yīng)于揮發(fā)這種氣體的物質(zhì)或物體。酒精檢測裝置廣泛應(yīng)用于交通安全，是醫(yī)療單位呼吸系統(tǒng)和胃腸疾病的吹氣檢測裝置。這些氣體檢測儀器給物聯(lián)網(wǎng)帶來了更深的信息。這些都是氣體的間接檢測，氣體是檢測的媒介。

在物聯(lián)網(wǎng)中的氣體檢測介紹。

室內(nèi)環(huán)境中甲醛的檢測是人們生活中的熱點之一。甲醛的檢測是氣體的定性和定量分析，因為甲醛會影響人的健康，所以人們關(guān)心生活環(huán)境中的甲醛。甲醛氣體檢測后，采取一定措施進行改進，甲醛檢測的目的就是這樣。

如果從物聯(lián)網(wǎng)的角度檢測室內(nèi)環(huán)境中的甲醛。氣體傳感器的功能是為物聯(lián)網(wǎng)提供大量信息，一次性甲醛檢測不能滿足物聯(lián)網(wǎng)的信息獲取需求。建立實時室內(nèi)甲醛檢測物聯(lián)網(wǎng)，將一次性檢測改為實時。隨著獲取信息的增加，可實現(xiàn)的功能也會相應(yīng)增加。

例如：該氣體檢測物聯(lián)網(wǎng)在房屋建設(shè)完成后即建立，該物聯(lián)網(wǎng)的檢測信息在裝修階段可用于分析那部分裝修會產(chǎn)生不良影響，甲醛的氣體濃度有明顯的升高，只能是由于所用裝修材料的揮發(fā)所致，因此可以更換更環(huán)保的材料。或甲醛濃度持續(xù)處于高位，通風后濃度仍會回到高位，說明建筑物內(nèi)有甲醛揮發(fā)源，可根據(jù)甲醛濃度升高的時間和建筑物內(nèi)的變化來確定甲醛揮發(fā)源。另外，建筑物內(nèi)的空氣如果是比較封閉或穩(wěn)定的，氣體狀況也不會發(fā)生很大變化。開窗通風會對氣體狀況產(chǎn)生很大的變化，那么就可以根據(jù)這種變化來判斷是否有開窗的情況，從而延伸判斷盜竊情況。

建立的實時室內(nèi)甲醛檢測物聯(lián)網(wǎng)，如果考慮感知節(jié)點多。以一個家庭為例，同一種氣體同時檢測信息，每個節(jié)點的檢測值會有所不同，這種檢測差會在一定時間內(nèi)減少?？梢愿鶕?jù)這種情況判斷氣源是臥室還是客廳。

目前，由于氣體傳感器檢測的技術(shù)限制和氣體信息與原因之間的必然相關(guān)性不足，氣體傳感器檢測的信息大多是初步借鑒性檢測。伴隨著氣體傳感器技術(shù)的進步，氣體檢測的準確性也必將提高，氣體傳感器將提供從空氣污染到室內(nèi)環(huán)境，從食品安全到人類健康等各個方面的準確可靠的信息，這將再次給物聯(lián)網(wǎng)帶來巨大的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)是信息獲取、信息傳輸和信息處理的高速信息閉環(huán)系統(tǒng)?；ヂ?lián)網(wǎng)本身就是一個高速的信息傳輸渠道，計算機的處理速度一直是其發(fā)展的主線。隨著兩者的發(fā)展，高速信息獲取技術(shù)注定要突破，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的速度匹配。

智能感應(yīng)器是獲取物聯(lián)網(wǎng)信息的主要手段，氣體傳感器可以方便無損地檢測氣體，滿足氣體和氣體間接相關(guān)事物快速獲取信息的需要。氣體傳感器將為物聯(lián)網(wǎng)帶來更加多樣化和深層次的信息，也將為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供非常重要的幫助。

全球氣體傳感器市場規(guī)模將翻一番達20億美元，前景非?？捎^。

據(jù)智研咨詢分析，2020年我國氣體傳感器產(chǎn)量為3540萬個，但市場需求量卻從2019年的2500萬飆升至4260萬，

還有接近20%的市場需求未被滿足。由于疫情的影響，對于呼吸機和醫(yī)用設(shè)備的大量需求，使得氧氣等氣體傳感器的需求更加旺盛。2020年醫(yī)療器械行業(yè)(尤其是呼吸機)對氣體傳感器的需求猛增，我國氣體傳感器行業(yè)產(chǎn)值一舉突破14.29億人民幣規(guī)模。傳感器行業(yè)正走上“技術(shù)自控，國產(chǎn)替代

”道路，通過國產(chǎn)替代和核心零部件自研率提升，實現(xiàn)關(guān)鍵零部件自主可控，降本增效提高毛利率，并從低端的技術(shù)和元件制造邁向中高端市場，以期實現(xiàn)完全的國產(chǎn)替代。同時，在碳中和等大政策的引導(dǎo)下，在未來，需要對企業(yè)污染生產(chǎn)、處理、排放等過程進行監(jiān)控，通過對數(shù)據(jù)實時傳輸、統(tǒng)計分析，判斷減污降碳協(xié)同的情況。而這項課題的核心，是使用正確的氣體傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來記錄、監(jiān)測、管理碳排放量，降低環(huán)境污染。我國相對成熟的是半導(dǎo)體及催化燃燒傳感器這兩類細分產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)市場份額占有率高，在國際上也頗有競爭力。同時，作為氣體傳感器在國內(nèi)的龍頭企業(yè)，漢威科技旗下的煒盛科技和四方電子，在2021年深耕傳感器領(lǐng)域，分別新增加了18和12項專利。

從供應(yīng)端來看，漢威科技有著長期穩(wěn)定的上游供應(yīng)商，同時以煒盛科技為主的子公司分別為其提供以銷定產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品，其上游較為穩(wěn)定。從品牌端來看，而漢威科技公司主營的傳感器業(yè)務(wù)有氣體傳感器、柔性微納傳感器等高科技行業(yè)應(yīng)用較多的傳感器品類?；谄鋫鞲衅鞯钠奉?，漢威科技繼續(xù)拓展產(chǎn)業(yè)鏈上下游，除半導(dǎo)體業(yè)務(wù)外還拓展智能儀表的生產(chǎn)以及為大型客戶提供傳感器綜合解決方案。通過對解決方案的不斷積累，進行了從產(chǎn)品到軟件再到整體服務(wù)的完整流程運作，在智慧安全、智慧城市、智慧環(huán)保、居家智能、公用事業(yè)中都有不同程度的應(yīng)用。最后，從渠道端來看，漢威科技采取招投標的模式獲取大客戶，并為其定制解決方案與配套服務(wù)，項目周期長，涉及內(nèi)容更為全面。客戶端主要涉及大型企業(yè)或者集團化大客戶。除此之外，漢威也在積極的發(fā)展SaaS化產(chǎn)品，如管網(wǎng)監(jiān)測SaaS和智慧城市SaaS等等。漢威科技通過多方面業(yè)務(wù)的發(fā)展，去尋求提供從生產(chǎn)到集成到解決方案的一條龍服務(wù)。通過多元化的發(fā)展，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)

全產(chǎn)業(yè)鏈，無論是面對競爭或是突發(fā)事件，都有很好的抗風險能力。

與漢威采取上下游協(xié)同戰(zhàn)略不同，四方光電商業(yè)布局更垂直和縱深。從供應(yīng)端來看，其主要根據(jù)原料的供應(yīng)進行策略性備貨，內(nèi)部自產(chǎn)的激光管和風扇都有85%和75%的自產(chǎn)率，而探測器更是做到了百分百自產(chǎn)。供應(yīng)方面，其采取的模式為框架協(xié)議加訂單執(zhí)行，為其提供了良好的上游保障。從品牌端來看，四方光電也在積極做出改變，但其改變更多地集中于產(chǎn)品方向而非產(chǎn)業(yè)鏈上。

從2021年財報可以看出，從生產(chǎn)傳感器到生產(chǎn)控制器，從生產(chǎn)環(huán)境電器到生產(chǎn)清潔、廚房電器、智慧樓宇、大氣環(huán)保檢測、潔凈室等以氣體傳感器為基礎(chǔ)的應(yīng)用終端。此外，超聲波燃氣表以及高溫氣體傳感器的不斷迭代更新，也證明了其在氣體傳感器細分市場的不斷耕耘。為了擁抱碳中和，四方光電也在生產(chǎn)溫室氣體排放分析儀以對二氧化碳等氣體進行更為精準的監(jiān)測。最后從渠道端來看，四方光電的大客戶在其銷售份額占比相對均勻，側(cè)面反映其產(chǎn)品良好，渠道客戶穩(wěn)定，沒有過分依賴單一客戶進行銷售。此外，四方光電也在積極拓展外貿(mào)業(yè)務(wù)，其車載、燃氣、高溫氣體傳感器已經(jīng)成功進入海外市場。四方光電屬于在競爭中“出拳”的企業(yè)，保持著較高對于氣體傳感器研發(fā)的投入，不斷在氣體傳感器的細分領(lǐng)域內(nèi)深耕，打造屬于自己的護城河。①兩公司的營業(yè)額都在逐年遞增，說明氣體傳感器市場仍處于增長期；四方光電的營收增速要明顯比漢威科技快，說明其深耕的氣體傳感器業(yè)務(wù)正處于快速上升期。②無論是四方光電，還是漢威旗下的煒盛科技，其在傳感器業(yè)務(wù)上的毛利率常年保持40%左右，說明兩家公司在技術(shù)上的成熟以及工藝上的高集成度。③兩家公司常年保持著7%左右的研發(fā)投入，煒盛科技（含信陽煒盛）在2021年新增18項專利，四方光電也在2021年新增了12項專利，兩家公司都保持著很高的科研能力。④漢威科技的營收相比四方光電更多，主要是在氣體傳感器的上下游進行了不斷地拓展，從賣產(chǎn)品到賣基于氣體傳感器的服務(wù)，形成多元化的發(fā)展。而四方光電更加深耕于氣體傳感器的研發(fā)和應(yīng)用，在市值上可以看出，其近年的發(fā)展更受資本的青睞?？梢员容^的方面還有很多，在此就不做過多贅述，相信看到這里的你心中已經(jīng)有了一個答案。通過上面對于氣體傳感器行業(yè)的宏觀分析以及兩家龍頭企業(yè)的對比，我們可以比較清晰地看到國內(nèi)氣體傳感器市場的一些發(fā)展方向與現(xiàn)狀，相信未來氣體傳感器還會在許多領(lǐng)域繼續(xù)綻放光輝。

從兩家企業(yè)的年報中，我們發(fā)現(xiàn)了這些氣體傳感器未來可能的方向：1、碳中和相關(guān)場景（智慧環(huán)保）應(yīng)用碳排放監(jiān)測業(yè)務(wù)在未來會迎來市場的爆發(fā)式增長。去年下半年，各地的碳交易所已經(jīng)成立，并開始有大型企業(yè)進行碳交易。同時，像煤炭、化工等重污染企業(yè)早已提前布局，積極對工廠進行改造，添加各種氣體傳感器以記錄其碳數(shù)據(jù)。未來，在各種大型企業(yè)的帶動下，國內(nèi)所有制造型企業(yè)都會面臨在工廠增加碳排放檢測裝置，而在線連續(xù)式氣體傳感器將是碳盤查環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)。2、工業(yè)/家用環(huán)境檢測設(shè)備隨著人們對生活品質(zhì)的要求不斷提升，城市化帶來的環(huán)境問題日益受到重視?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測覆蓋室內(nèi)、車內(nèi)、室外等主要應(yīng)用場景，室內(nèi)空氣品質(zhì)檢測對象不僅限于粉塵、CO2，還拓展至甲醛、VOC、氨氣、氡等，產(chǎn)品功能也由單一檢測對象升級為可同時檢測多種氣體的集成化產(chǎn)品；氣體傳感器不僅可搭載空氣凈化器、新風系統(tǒng)、空調(diào)等終端，還可應(yīng)用于吸塵器、掃地機、油煙機等家電品類。隨著全屋智能的普及，未來氣體檢測器在智能家居中的應(yīng)用勢必會越來越多。同時，工業(yè)生產(chǎn)中也需要進行大量的有毒氣體的監(jiān)測，監(jiān)測的過程中離不開優(yōu)質(zhì)的氣體傳感器。3、氣體傳感器在汽車中的應(yīng)用車用傳感器的種類非常多，而車用氣體傳感器是其中最重要的組成部分。據(jù)不完全統(tǒng)計，汽車發(fā)動機所用的傳感器中，氣體傳感器數(shù)量占比超過50%，大種類達到5-6個。保守估計，我國每年需要超過2億個氧傳感器、1000萬個氮氧傳感器、500萬個顆粒物傳感器。在汽車智能化、自動化的勢頭下，車用氣體傳感器正處于飛速發(fā)展的風口。