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我国科研团队成功研制出新型压电材料:为今后研制“微型机器人医生”储备技术方案【附传感器技术赛道观察图谱】

研选快讯

瞻观前沿

日前,由东南大学牵头的科研团队设计制备出一种能够在生物体内自然降解的新型压电材料,为今后研发“微型机器人医生”提供了一条重要技术路径。国际学术期刊《科学》29日发表了相关论文。

论文共同通讯作者、东南大学青年教师张含悦表示,压电材料在生活中很常见,比如医院做B超检查的手持探头里,就有压电陶瓷晶片。压电材料能够将压力与电信号相互转化,因此是不少传感器的关键组件。

张含悦说:“近年来,在生物医学领域,可植入体内的压电材料逐渐成为研究热点。“利用压电材料的传感特性,我们可以设计一款‘微型机器人医生’,它顺着血管在人体内游走,帮我们监测身体各器官的实时状态,掌握用药后的治疗效果。”

张含悦等人开发出一种有机铁电晶体,在上千次尝试后,成功制备出可在生物体内降解的柔性压电薄膜。动物实验结果显示,以这种薄膜为基础制成的微型压电器件,能够在生物体内正常发挥传感作用。

张含悦表示,作为一项基础研究,我们此次取得的成果离产业化应用还有比较长的一段路要走。她和团队将进一步优化新型压电材料的各项特性,为今后研制“微型机器人医生”储备技术方案。

传感器

图片来源:摄图网

技术价值观察

从传感器产业链上下游来看,上游主要包括各类传感器制造所需原材料的供应,常规材料包括半导体材料、陶瓷材料、金属材料以及有机化工材料等;产业链中游主要是各类传感器的制造和封装等,从传感器种类来看,具体包括压力传感器、图像传感器、光传感器以及温度和湿度传感器的生产制造;在下游应用市场,传感器广泛的应用于通讯电子、消费电子、工业、汽车电子、智慧农业、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、智能家居、机器人技术等众多领域。

压电材料是传感器的关键组件。东南大学科研团队研制出新型压电材料,为今后研制“微型机器人医生”储备技术方案。因此,从传感器产业链上看,该技术处于产业链的上游原材料环节。

图表1:传感器产业链结构图

宏观市场观察

——传感器的主要应用领域

传感器是一种检测装置,能够将感受到的信息转化成为电信号或其他信息,以达成信息的传输、处理和显示等功能。传感器被广泛应用于汽车电子、工业制造、网络通信、消费电子等领域。

图表1:传感器主要应用领域

从传感器应用占比看,汽车电子、工业制造和网络通信领域是传感器应用最主要的三大领域,占比均超过20%。除此以外,消费电子、医疗电子等应用占据也均超过7%。

图表2:2020年传感器主要应用结构(单位:%)

——中国传感器市场规模持续增长

近年来,中国汽车工业、通信行业、物联网等行业快速增长,带动传感器行业市场规模增长。2020年中国传感器市场规模超过2500亿元,达到2510亿元,较2019年增长14.66%。初步统计,2021年中国传感器市场规模约为2952亿元。

图表9:2016-2021年中国传感器市场规模(单位:亿元)

——中国传感器细分市场分析

2022年第一季度,中国传感器细分市场中,同比增长最快的是RFID产品,增长超过20%。其次是视觉产品和光电产品,增速分别达到19.9%和18.8%。其余如安全传感器等产品的增速也超过10%。

图表4:2022年Q1传感器细分市场同比增速对比(单位:%)

——广东传感器企业数量最多

从中国传感器企业区域分布看,广东省拥有176家企业,位列各省市第一。上海和江苏排名第二和第三,传感器企业数量均超过50家。此外,浙江和北京也各拥有39家传感器企业。

图表5:2022年中国传感器企业区域分布(单位:家)

——传感器技术发展趋势

传感器新技术发展趋势主要体现在智能化、微型化、集成化和网络化。

图表10:中国传感器产业发展趋势

中国传感器技术赛道热力图

中国传感器技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示,与传感器关键技术强关联的城市集群主要集中在西北和华东地区,并且以陕西、江苏省为重点发展区域,未来布局传感器发展路径,极大可能性在于西北和华东地区优先导入,其中可重点关注陕西省西安市雁塔区、江苏省无锡市新吴区、湖南省长沙市开福区所处的传感器相关企业,以及该地方对于传感器产业的发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

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