气体传感器:技术突破、企业格局与未来机遇
气体传感器是检测气体成分与浓度的核心器件,在工业安全、环境监测、医疗健康等众多领域发挥着不可或缺的作用。随着各行业对气体检测需求的不断提升,气体传感器行业正经历着快速的发展与变革。本文将从市场驱动力、市场格局、技术演进以及未来趋势四个维度,深入剖析气体传感器领域的现状与前景。
一、市场驱动
气体传感器市场正呈现出稳步扩张的态势,全球与中国市场均展现出强劲的增长潜力,其增长动力源于多个领域的刚性需求,包括工业自动化、环境监测、医疗健康等领域对气体检测需求的持续增加。在工业生产中,为了确保生产安全和产品质量,需要对各种有害气体和易燃易爆气体进行实时监测;环境监测领域,随着人们对空气质量关注度的提高,对甲醛、一氧化碳、二氧化硫等气体的检测需求日益增长;在汽车行业,气体传感器在废气检查方面发挥了重要作用,从而支持符合排放标准并提高车辆排放性能;医疗健康方面,通过检测人体呼出气体中的挥发性有机化合物等成分,可实现对某些疾病的早期诊断,推动了气体传感器在该领域的应用。
此外,新兴领域的拓展进一步丰富了技术需求。比如在食品工业中,实时监测食品腐败过程释放的气体(如 H₂S、氨气),可实现新鲜度的精准判断;在法医鉴定领域,需要通过分析生物样本中的挥发性有机物区分生前与死后样本,要求传感器具备高特异性。
二、国内格局
在多重需求驱动下,国内气体传感器企业通过差异化技术路径形成了多元发展格局,可分为全技术链平台型、垂直领域解决方案型及应用驱动型集成商三大类。这三类企业如同产业生态的 “三驾马车”,分别从技术广度、场景深度和应用精度三个维度,共同推动着行业的进阶。
- 全技术链平台型企业
这类企业以多原理传感技术为核心,构建了从芯片到整机的完整研发链条,产品覆盖工业、医疗、汽车等多领域,是行业技术突破的主力。它们的优势在于打通 “材料 - 器件 - 系统” 的全链条,既能掌控核心技术,又能快速响应多元化市场需求。
作为国内气体传感器的开拓者,汉威科技自 1998 年成立以来,已发展为行业龙头,旗下拥有炜盛科技等子公司,产品涵盖催化燃烧、红外、MEMS 等 200 余个品种,可检测 300 余种气体,占据国内市场数量的 70%。其综合技术水平被《中国传感器发展蓝皮书》评为国内领先,产品已打入国际市场,形成从传感器到检测仪器的全产业链能力。
同样聚焦于核心技术自主化的还有四方光电。2003 年扎根武汉 “光谷” 后,其构建了光学(红外、紫外等)、超声波、MEMS 金属氧化物等六大技术平台,拥有 100 余项专利。作为科创板上市企业,其通过车规级认证切入多家整车厂供应链,产品包括汽车舒适系统传感器、动力电池热失控监测传感器等。
在 MEMS 领域,奥松电子则以 IDM 模式形成差异化优势。2003 年起,其率先应用 MEMS 半导体工艺生产传感器芯片,从研发到封装测试全程自主可控。其 AOF2000 超声波氧气传感器精度达 ±1.5% F.S.,寿命超 6 年,适用于制氧机等场景;MEMS 高灵敏气体传感器入选广州市创新产品目录,广泛应用于空气净化器等民用领域。
此外,美思先端的 MEMS 红外系列、松柏传感的“四气方尊”、舜宇红外光学的 NDIR 冷媒传感器,均在各自技术赛道形成特色,进一步丰富了全技术链生态的多样性,让 “全链条” 的内涵从 “全” 向 “精” 延伸。
- 垂直领域解决方案商
如果说全技术链企业是产业的 “广度开拓者”,那么垂直领域解决方案商则是 “深度耕耘者”。这类企业聚焦特定技术或场景,以定制化模组或方案为主,在细分市场构建技术壁垒,通过 “小而精” 的策略,填补了全链条企业难以覆盖的场景空白。
攀藤科技 2014 年成立后,便专注激光粉尘与红外气体传感这一细分赛道。其 PMS 系列激光颗粒物传感器可检测 0.3μm 粒径,响应时间 <1 秒;DS-CO₂系列红外传感器精度 ±5%,适配车载与智能家居。多合一模组 PTQS1005 整合多种检测功能,以低功耗和宽温域适配多元场景,成为细分领域的 “隐形冠军”。
另一家深耕气体类型细分的企业是芯感智。其自研 MEMS 热电堆芯片,开发 GZG 系列红外传感器,精准覆盖 CO₂、CH₄、SF₆等气体检测。其中 GZG360M 型 CO₂传感器内置温度补偿,体积小、精度高,适用于室内监测;GZG362 型 CH₄传感器配备 3.435μm 滤光片,响应快速,服务工业过程监控,体现了 “专而精” 的技术定位。
在民用场景的精细化需求上,戴维莱传感则另辟蹊径。2001 年成立以来,其掌握半导体气敏核心材料工艺,产品包括 TP-501 甲醛传感器、TP-4M01A VOC 传感器等,采用纳米材料制备,选择性高、功耗低,广泛应用于智能家电、车载智能化等民用场景,让技术真正融入日常生活。
同时,精讯畅通的工业安全方案、诺联芯电子的 NDIR/PID 传感器、微纳感知的 MEMS 流量传感器等,也在各自细分领域形成独特价值,共同织密了垂直场景的技术网络,让每个细分需求都能找到精准匹配的解决方案。
- 应用驱动型集成商
当技术突破了细分场景的壁垒,如何让其真正落地到产业端?这就需要应用驱动型集成商的 “最后一公里” 赋能。这类企业以传感器模组集成与智能算法为核心,将分散的技术转化为场景化方案,是连接实验室成果与产业应用的 “转换器”。
深国安电子的 SGA-700 系列智能模组,正是这一角色的典型代表。针对可燃气体等场景,其经温湿度补偿与标准气体校正,实现 “免标定直读”,客户可直接上传信号至控制主机,适用于工业安全、大气环保领域,兼具体积小、成本低的优势,大幅降低了下游企业的应用门槛。
在工业场景之外,中科微感将技术延伸至医疗健康领域,展现了集成商的跨场景适配能力。其融合新型传感阵列与 AI 算法,开发普适性嗅觉传感器,10 纳米级纳米敏感膜层可将气味转化为数字信号。其电子鼻设备已批量应用于医院,实现幽门螺杆菌快速诊断,同时拓展至食品检测领域,让 “气味识别” 从概念走向实用。
聚焦微型化与极端环境适配,普晟传感的燃料电池电化学技术实现了突破。其 FC-CO-5000 一氧化碳传感器是国内首个通过 UL 2075 认证的纽扣式产品,体积全球最小,在 - 40~70℃宽温域稳定工作,寿命超 10 年,适配工业安全监测;FC0-H2S-100 硫化氢传感器耐 125℃高温,服务固态电池安全监测,填补了极端环境下的技术空白,体现了集成商对 “特殊场景” 的技术攻坚能力。
此外,海力昌科技的 TVOC 方案、菲尔斯特的多气体无线模组、爱氪森科技的冷链监测系统等,均以集成能力推动技术落地,让传感器从实验室走向真实应用场景,完成了 “技术 - 产品 - 场景” 的价值闭环。
三类企业虽各有侧重,却形成了互补共生的产业生态。它们均以自主研发为核心,推动国内气体传感器从单一检测迈向智能感知,为工业安全、环境监测、医疗健康等领域提供了坚实技术支撑,共同勾勒出中国气体传感器产业的全景图谱。