通信行业气体传感器篇：物联网感知层-传感器-西南证券

物联网感知层——传感器 气体传感器篇 西南证券研究发展中心 通信研究团队 高宇洋 2022年3月 核心观点 传感器为物联网技术底层，气体传感器年复合增速10.9%。《“十四五”规划纲要》提出要聚焦传感器等关键领域，加快推进基础理论、算法和装备材料等研发突破与迭代应用。我国传感器行业市场规模自2014年的982.6亿元增长至2019年的2188.8亿元，年复合增长率高达17.4%，高于全球复合增速12.4%。气体传感器方面，全球气体传感器总体规模约为11-12亿美元，预计到2026年将达到22亿美元规模，年复合增长率约为10.9%。 三大核心构筑传感器研发壁垒，光学气体传感器占比提升。材料配方、硬件设计与软件算法是一般气体传感器公司的主要壁垒，其中，软件算法需要长时间的经验实现优化和迭代，并与传感器硬件相适配，是光学气体传感器的核心，而新材料的研究、选取与应用是电化学气体传感器公司的主要核心竞争力。根据Yole和Mordor数据统计，全球气体传感器市场中电化学、红外、半导体技术共同占据了95%以上的市场份额，其中，应用电化学、半导体技术的气体传感器占比分别达44.2%、38.3%， 2018年电化学、红外和催化燃烧技术的气体传感器市场份额提升，而半导体技术的气体传感器份额显著下降。 汉威科技：汉威为国产气体传感器龙头，立足电化学气体传感技术路径，占国内气体传感器品类的 70%，拥有200多款传感器，监测300余种气体，根据Yole统计数据，2020年汉威与子公司炜盛的气体传感器在全球市占率约为4%。随着新《安全生产法》落地，及十堰 6·13、沈阳10·21等燃气爆炸事件催化，公司大力扩产燃气与工业仪表，长期看我国燃气报警器目前渗透率仅为7%，发展空间广阔。在汽车空气品质领域，公司对外投资新立电子，加速发展车规级空气传感器。此外，子公司能斯达发展柔性传感器，参股泰瑞数创布局数字孪生。 四方光电：四方作为国内光学气体传感器领军者，近三年营收复合增速高达65.2%。四方具备完整的气体传感核心技术平台，通过提高核心零部件的自研率逐步实现国产替代，以粉尘传感器为例，截至2021年半年报，核心部件激光管和风扇的自产率分别在75%和72%以上，同时，公司积极提高MCU等零部件国产替代率，增强供应链自主可控能力。 从下游应用领域来看，我国新风系统行业复合增速超过30%，公司产品供货美的和小米等大客户。车载空气品质传感器渗透率不断提升，公司获得高端品牌捷豹路虎项目定点。 投资建议：我们认为传感器为物联网的技术底层，而气体传感器迎来下游智能家居和汽车空气品质等领域的新需求，国内气体传感器公司有望凭借国产替代迎来新的发展机遇，重点推荐汉威科技（300007.SZ）、四方光电（688665.SH）。 风险提示：政策推进不及预期导致下游需求减弱风险；上游芯片缺货和原材料价格上涨风险；新产品研发和推广不及预期风险；物联网行业竞争加剧风险等。 1 01 传感器概况 02 气体传感器行业分析 目录 CONTENTS 03 气体传感器公司分析（汉威科技vs四方光电） 04 盈利预测与估值 05 风险提示 物联网架构划分 1.1  物联网可以分为四个层级，包括感知层、传输层、平台层和应用层。  感知层是物联网的最底层，其主要功能是收集数据，通过芯片、蜂窝模组/终端和感知设备等工具从物理世界中采集信息。  传输层是物联网的管道，主要负责传输数据，将感知层采集和识别的信息进一步传输到平台层。  平台层负责处理数据，在物联网体系中起承上启下作用，主要将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析，主要包括PaaS平台、AI平台等。  应用层是物联网的最顶层，主要基于平台层的数据解决具体垂直领域的行业问题，包括消费驱动应用、产业驱动应用和政策驱动应用。目前，物联网已实际应用到家居、公共服务、农业、物流、服务、工业、医疗等领域，各个细分场景都具备巨大的发展潜力。 图.物联网组成架构图 表.物联网应用行业及场景 3 传感器赋能感知层实现信息采集 1.1  感知层主要参与者是传感器厂商、芯片厂商和终端及模块生产商，产品主要包括传感器、系统级芯片、传感器芯片和通信模组等底层元器件；  网络层的参与者是通信服务提供商，提供通信网络，其中通信网络可以分为蜂窝通信网络和非蜂窝网络；  平台层的参与者是各式的平台服务提供商，所提供的产品与服务可以分为物联网云平台和操作系统，完成对数据、信息进行存储和分析；  应用层包括智能硬件和应用服务，智能硬件根据面对的对象不同可以分为2C和2B，应用服务则可根据应用场景不同进行细分。 图.物联网产业链主要环节、核心技术及价值分布数据来源：亿欧智库，西南证券整理 4 传感器定义 1.1  传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置，传感器一般包含传感单元、计算单元和接口单元。传感单元负责信号采集；计算单元则根据嵌入式软件算法，对传感单元输入的电信号进行处理，以输出具有物理意义的测量信息；最后通过接口单元与其他装置进行通信。此外，根据具体应用场景的不同需要，传感器还集成其他零部件，不断延伸传统传感器的功能。  传感器比拟五官，处理自然界各类模拟信号。如光敏传感器比拟视觉、声敏传感器比拟听觉、气敏传感器比拟嗅觉、化学传感器比拟味觉、压力、温敏、流体传感器比拟触觉等。传感器有多种分类标准，按被测量类型可分为压力、温度、气体、湿度传感器等，按工作原理可分为光电、压电、电容、热电传感器等，按输出信号形式可分为模拟式、数字式传感器。 温度传感器 空气流量传感器 湿度传感器 超声波传感器 速度传感器 力传感器 图. 传感器主要结构概况 资料来源：森霸传感招股书，西南证券整理 图. 传感器主要类型展示 5 政策推动国产传感器发展 1.1  利好政策加持发展，国产替代强势发力。传感器作为我国“强基工程”的核心关键部件之一，是实现工业转型升级、提高产品质量和可靠性的重要组成部分。气体传感器是传感器领域的重要组成部分，在工业节能、环境监测、智慧家居、医疗健康等各方面都有广泛应用。国家在大气污染治理、工业转型升级、物联网及人工智能、健康中国行动等多方面鼓励性政策的推出，为公司发展营造了良好的市场环境。 表. 传感器相关政策梳理 资料来源：工信部，西南证券整理 6 传感器组为仪器的重要部件，三要素共建传感器研发核心 1.1  材料、硬件设计与软件算法为传感器研发核心。材料方面，新材料的研究、选取与应用是传感器公司研发重心之一，此外，传感器公司同样关注供应链的管理水平，以及核心零部件的自研或国产化率。硬件结构设计方面，重点在于装配的公差尺寸配合、结构的合理性，能够使产品的性能达到更优，硬件结构设计可以通过逆向方式研发出。软件算法是传感器公司的核心，由于软件算法需要长时间的经验去优化和迭代，并与传感器硬件相适配，因此，软件算法与硬件一同成为传感器公司的核心壁垒。  传感器、模块、分析仪组成物联网感知层。传感器是分析仪器的核心零部件，一般情况下，传感器会被组装在传感器模组或控制器上，传感器模组作为核心部件进一步整合在分析仪器上，最终分析仪器再被安装放入检测系统。 图. 传感器是分析仪