全球海洋传感器产业分析报告：技术更新换代缓慢 有待突破

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物理海洋学的研究离不开大量的实测海洋数据，集成了各种性能优异的传感器仪器设备是海洋调查的基础。作为国之重器，海洋传感器值得各方面的重视。比如一台超大型智能钻井平台，便安装有2万多个探测传感器和5万多个感应报检点。

海洋仪器设备的一个最大特点是，生产批量小、应用范围窄、使用寿命短，而稳定、可靠性和一致性，以及测量分辨率和精度等要求又特别高，需要在不断应用中改进制造工艺和提高技术性能。传感器技术是海洋仪器设备的基础，其各方面性能是衡量仪器设备好坏的关键，同时也是调查数据质量的保证，各种数据订正方案应运而生，但是在长期的观测中，传感器的稳定性、漂移、准确度等指标依然是最重要的部分。海洋传感器在海洋监测、观测领域的应用十分广泛，可测量并提供各种海洋环境要素，如温度、电导率/盐度和压力/深度等基本物理海洋学要素的原始数据，不仅用于海洋科学研究，还是海洋资源开发领域应用不可或缺的重要数据源。因此，开发、研制海洋传感器，意义深远。

一、海洋传感器及其分类

随着海洋观测技术的不断发展，作为各种观测要素的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件，传感器的作用日益突出。海洋传感器是海洋观测系统的神经末梢，作为海洋观测数据的设备基础，可获取海洋水质、水文、生态、成像、地形地貌、地震波等信息，其观测数据的准确性、原位性、连续性等，与最终海洋观测结果息息相关。

海洋传感器种类繁多，常规监测参数达上千种，常用传感器达数百类。海洋传感器根据应用领域大致分为海洋生态环境保护应用、海洋资源勘探开发应用、国防安全应用和科学研究应用等。在不同的应用领域，观测目标和参数各有不同，同一参数的观测方法和原理也多种多样。

海洋传感器根据检测参数类别可大致划分为水质类、水文类、地质地震类、声学探测类、光学探测类等，每一类检测参数大则包含上百项检测目标，少则数十项检测目标，且根据应用领域和应用环境的不同，每一项检测参数的工作原理和技术实现手段各有不同。

表1 海洋传感器及其分类

二、海洋传感器市场需求

目前的海洋温、盐、深、流速等物理传感器技术已经近20年没有更新换代，其响应时间慢、体积大、功耗大、重量大、成本高、非环保等缺点已经阻碍了海洋观测的需求和许多新的应用开展。

海洋化学传感器、海洋微生物传感器也都存在不能与时俱进的问题，我国目前尚不具备全面、完整的微生物数据库，适合长期海洋监测的便携、低功耗、原位、实时、快速、精确的海洋微生物传感器也未有相关产品。

中国90%的传感器依赖进口，只有通过国产化来降低成本，国内海工装备才用得起传感器。国外的海洋传感器已经近二十年没有更新换代了，但是在过去二十年，材料技术、信息技术、集成电路技术等都取得了很大的进步，当这些新技术渗透到海洋传感器领域的时候，就会有大的突破。

预计今后2年~5年内国产传感器将实现量产，基于这些新的技术未来将实现传感器领域的弯道超车。传感器的应用普及，将会对多个领域带来突破性的发展。未来国产传感器将实现远程实时监测，云端传送信息，由中心处理器来掌握实时信息，随时进行检测校对。

据统计，2017年中国的传感器市场为2070亿元，预计到2021年可以达到5937亿元。世界智能传感器市场2015年已经达到1万亿元，在2016~2020年间，可以达到20%的年复合增长率。因此，传感器的需求量极大，在全球也具有广阔的市场。

未来，我国将基于创新的光电集成芯片和光学传感原理，基于光电集成芯片技术，依靠发展成熟的集成电路的制造设备与工艺水平和在中国国产化的集成电路芯片制造水平，结合我国已搭建起的芯片产业链，通过国内外的密切合作，开发具有自主知识产权的芯片级海洋物理、化学和微生物传感器，并且实现微型化与国产化，推进“两用”研究，进一步将海洋传感器开发应用到高端智能装备的制造领域，加速实现“中国制造2025”所依托的高端智能传感器芯片的国产化。

三、检索式策略

传感器种类非常多，应用领域也非常广泛，在工业领域有大量的应用。本次检索策略的构建主要是聚焦海洋应用领域，重点检索专门应用于该领域的传感器研究论文和专利。论文数据来自科睿唯安WOS核心合集数据库，专利数据来自DII数据库。检索式及检索结果如下表，本报告根据检索式6进行数据检索及分析。

表2 海洋传感器领域论文和专利检索策略

四、海洋传感器科技论文研究情况