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中国磁传感器市场分析

2023-05-30 14:38:03 来源: 半导体行业观察

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（一）产品概述

1．磁传感器的定义和分类

磁传感器是一种能够将磁场的大小与变化转换为电信号的装置。本报告涉及的磁传感器均为基于硅上工艺的传感器，按原理分为霍尔（Hall）传感器和磁阻传感器两类。

霍尔传感器主要利用霍尔效应，即当电流垂直于外磁场通过半导体时，垂直于电流和磁场的方向会产生附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，来检测磁场的强度。

磁阻传感器主要是在器件内构造薄膜，即给通以电流的材料加以与电流垂直或平行的外磁场，其电阻值会有所增加或减少。通过应用上述物理效应，磁阻传感器芯片能够精确测量电流、位置、方向、角度等物理信号。磁阻传感器按不同原理可分为各向异性磁阻（AMR）传感器、巨磁阻（GMR）传感器和隧穿磁阻（TMR）传感器。

2．技术及趋势

霍尔技术于上世纪50年代开始发展，首个霍尔传感器于1960年代问世。随着CMOS等集成电路工艺的发展，霍尔传感器以其原理简单和制造成本低的优势，快速成为低成本磁场感测的主流传感器，目前已成为市场上份额最大的磁传感器芯片，在中国市场占有约69%的份额。但霍尔传感器在实际应用中也存在一些缺点，例如需要集成聚磁环结构来改变感应方向等。在此背景下，基于磁阻效应的磁传感器逐渐受到关注。

磁阻效应早在1857年就被发现和验证，但受限于薄膜技术的发展，其商业化进展相对滞后。随着IBM突破磁性薄膜技术的量产门槛，AMR传感器得以成为最早商业化的磁阻传感器，也是目前应用最为广泛的磁阻传感器，检测频率、检测精度以及信噪比等指标均优于霍尔传感器。1988年GMR原理被首次发现，后续由IBM推出了首颗GMR传感器芯片并应用于硬盘磁头；2014年，TDK推出了世界首款TMR传感器，同样应用于硬盘磁头。

综上，霍尔传感器、AMR传感器、GMR传感器和TMR传感器都是磁传感器中的代表性产品，具有不同的特点和优势，在实际应用中往往根据需求进行综合考量。霍尔传感器目前仍在实际应用中占据最高市场份额，AMR、GMR、TMR等磁阻传感器凭借高灵敏度等特点，预计将在未来得到进一步发展和推广，但在实际应用中仍存在许多亟需攻克的技术难点。

（二）中国磁传感器市场分析

1．市场规模和增长趋势

中国磁传感器市场在过去几年中一直保持着稳定的增长趋势，并且预计在未来几年中也将继续保持良好的增长势头。总体而言，中国磁传感器市场预计以17.6%的CAGR从2022年的65.1亿元增长到2027年的146.2亿元。

2．细分品类市场情况

霍尔传感器是中国磁传感器市场中占比最大的一类产品，其营收在过去几年中一直呈现出稳步增长的趋势，预计未来几年中也将继续保持良好的增长势头。从2018年到2022年，霍尔磁传感器的营收增长了50%，在2022年达到45.4亿元。预计在2022年到2027年之间将以14.1%的CAGR继续增长，至2027年达87.9亿元。

近年来，随着AMR技术的成熟推广，AMR传感器凭借高性能、高性价比等综合优势，市场规模迅速提升。2022年，中国AMR市场达8.8亿元，并将以20.1%的CAGR增长，至2027年达22.0亿元。

GMR在过去几年中营收相对较小，且增长相对缓慢。2022年中国GMR传感器市场规模约为3.5亿元。预计在未来几年中，GMR的增长将加速，并将以20.2%的CAGR增长，至2027年达8.8亿元。

相较于AMR、GMR传感器，国内TMR传感器起步较晚。随着TMR技术逐步走向成熟，预计未来几年中将继续保持较高的增长率。2022年中国TMR市场规模达7.0亿元。预计在2022年到2027年之间将以30.2%的CAGR继续增长，至2027年达26.2亿元。

3．主要应用领域

磁传感器芯片下游应用领域广泛，覆盖汽车电子、消费电子、医疗健康、智能安防等多个领域。下游领域需求的持续增长推动磁传感器芯片市场规模的不断扩大。在2022年，汽车市场是中国最大的磁传感器终端市场，占据了总市场的47%。其次是消费市场，占据了22%的市场份额。工业市场占据总市场的12%。其他市场占据19%的市场份额。

（1）汽车电子

近年来，随着新能源车的迅速发展，磁传感器在汽车中的应用也愈加广泛。电池热管理、电机控制、运动辅助等智能化、电气化大趋势下带来的新增需求使得磁传感器市场规模快速增长。在电池管理系统中，磁传感器可用于电流测量，以确保电池的安全和性能。在电机控制中，磁传感器可用于测量电机的位置和速度，以便控制电机的转速和扭矩。在制动系统中，磁传感器可用于测量制动器的位置和速度，以确保制动系统的安全和可靠性。在充电系统中，磁传感器可用于测量充电桩中的电流，以确保充电过程的安全性和高效性。

未来汽车电子市场也将蓬勃发展，进一步推动磁传感器市场的迅速增长。磁传感器在所有类型的动力总成（内燃机、混合动力或电动）中的应用预计在未来几年内都会保持增长。这主要是由于车身控制整体电气化，线控技术逐渐开始取代传统机械技术，磁传感器的渗透率也随之在不断增加。2022年中国汽车用磁传感器市场为30.6亿元。未来，中国汽车用磁传感器的市场规模预计将以18%的增速增长，到2027年达70.0亿元。

（2）消费电子

2022年中国消费电子市场中磁传感器市场规模约为14.3亿元。预计磁传感器的市场规模将以15.3%的增速增长，到2027年市场规模将突破29.2亿元。其中，磁传感器在智能手机和平板电脑中的应用最为普遍。内置的磁力计和加速度计可以精确检测设备的方向和运动，自动调整屏幕方向，为用户带来更加智能化的用户体验。此外，磁传感器在洗衣机、烘干机等家用电器中也应用广泛，可以便捷地检测门的开关状态及机器的工作状况。同时，在电子游戏手柄和玩具等多种消费市场中，磁传感器也被广泛运用于实现姿态感应和运动控制，创造更丰富的用户交互体验。总的来说，磁传感器在消费市场应用多样，为人们带来更加智能化、便捷化的生活体验。

（3）工业自动化

磁传感器在工业自动化市场的市场空间广阔，2022年国内市场规模约为7.8亿元，预计将以19.5%的增速增长，到2027年达19.0亿元。磁传感器能够提供精准的位置和速度检测，从而帮助工业设备实现高效、准确的自动化控制。例如，在生产流水线上，磁传感器可以被用于检测机器的运行状态，帮助工人监控机器的工作效率和故障情况，从而提高生产线的生产效率。此外，磁传感器还可以被应用于各种工业机器的位置检测，例如机械臂和自动化仓储系统。在这些应用中，磁传感器可以测量工具和设备的位置和方向，从而帮助机器人和自动化设备在生产和分配过程中更加准确地执行任务。

（4）医疗器械

磁传感器在医疗领域有多种应用，如磁共振成像（MRI）技术需要使用大量的磁传感器来测量磁场，这些传感器用于检测磁场中的微小变化，从而生成详细的图像，帮助医生进行疾病诊断和治疗。心脏起搏器同样需要磁传感器检测心脏的活动，并将这些信息传递给控制器来控制心脏的跳动。磁传感器还可以用于检测身体运动的变化，例如关节的弯曲和肌肉的收缩，用于帮助康复患者进行特定的运动训练，以加强肌肉和改善关节活动度。

（5）安防监控

磁传感器在安防领域具有广泛的应用。由于磁传感器不会直接接触运动结构，因此相较于电位器和簧片开关等机械传感器，磁传感器更加可靠和耐用，具体应用包括：1）门窗的开关检测，一旦门窗被非法打开，传感器会发出信号触发警报；2）当安防摄像头具备旋转功能时，磁传感器可以用于检测摄像头的位置等。

（三）中国市场竞争分析

1．市场竞争格局

2022年，中国磁传感器市场仍主要被国际企业占据，但随着国内企业的挤压，国际企业整体市占率已经由过去的超80%下降至73%。其中，Allegro是市场份额最大的国际磁传感器企业，市场份额达16%。其次是Infineon，市场份额为15%。AKM、TDK和Melexis分别占据10%、9%和9%的市场份额。

矽睿科技的磁传感器市场占有率约5%，占据本土企业中最大的市场份额。其次是灿瑞科技、美新半导体、赛卓电子和多维科技，市场份额分别为4%、4%、4%和3%。

2．本土企业简介

（1）矽睿科技

上海矽睿科技股份有限公司（QST）成立于2012年，磁传感器业务主要集中在地磁传感器、磁编码传感器、磁开关传感器，磁电流/线性传感器等，应用市场覆盖智能家居、智能手机、智能穿戴、智能制造，汽车类电子、物联网、AI等市场。近年来，矽睿科技聚焦汽车市场，覆盖电子换挡器，电子节气门，EGR，油门踏板，车身高度，SAS，EPS电机位置等主流细分应用，是目前国产汽车磁传感器重要的供应商。

（2）灿瑞科技

上海灿瑞科技股份有限公司成立于2005年，磁传感器芯片营收主要来自霍尔传感器芯片。目前已应用于格力、美的、海尔等智能家居品牌，漫步者和JBL等可穿戴设备品牌，海康威视等智能安防品牌，Danfoss、英威腾等工业设备品牌，小米，荣耀，三星等知名智能手机品牌的终端产品中。在汽车电子领域，其开关型磁传感器芯片现已进入新能源汽车整车厂商供应链。

（3）美新半导体

美新半导体有限公司成立于1999年，在2006年将AMR磁传感器引入智能手机市场。其AMR传感器、霍尔开关等器件广泛应用于汽车、工业、医疗、可穿戴、智能家居、消费电子等领域。

（4）赛卓电子

赛卓电子科技（上海）股份有限公司成立于2011年，产品主要为霍尔器件，包含速度传感器芯片、位置传感器芯片、电流传感器芯片三大产品线。其开发的ABS轮速传感器芯片、电子油门踏板位置传感器芯片以及新能源汽车电流传感器芯片等产品已广泛应用于汽车动力及传动系统、底盘及安全系统和车身及舒适系统等。

（5）多维科技

江苏多维科技有限公司创立于2010年，是一家专注于磁阻（TMR/GMR/AMR）传感器的制造商。多维科技除了为客户提供成品磁传感器芯片外，同时还可以为客户提供定制化的磁传感器设计、晶圆制造和测试服务。

（四）总结

近年来，汽车电子和工业领域的磁使用环境愈发复杂和严苛，磁传感器芯片需要在精度、灵敏度、温度及稳定性等方面满足较高要求，同时还需要具备抗干扰能力以及高度的可靠性，这都给中国磁传感器未来的增长带来新的动能。由于汽车产业链“缺芯”、国产新能源车的快速发展以及政策推动等原因，国产汽车磁传感器芯片企业获得了绝佳的供应链导入和客户验证机会。在工业市场，随着“中国制造2025”的提出，工业电机需求将在我国工业快速发展的带动下进一步扩大，进而促进工业传感器和工业传感器芯片市场的增长，国内磁传感器芯片企业的市场占有率将进一步提升。

责任编辑：sophie

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