背景

如何準(zhǔn)確、高效地對碳排放進行實時監(jiān)測，是許多企業(yè)研究的重大課題之一。在未來，對企業(yè)的污染生產(chǎn)、處理、排放等過程進行監(jiān)控，通過對數(shù)據(jù)實時傳輸、統(tǒng)計分析，判斷減污降碳協(xié)同情況，將會是一個重大課題。而這項課題的核心，就是如何使用正確的氣體傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來記錄、監(jiān)測、管理碳排放量，降低環(huán)境污染。

氣體傳感器的應(yīng)用從礦山工廠到了客廳廚房

氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的氣體檢測儀器。一般用來測量環(huán)境中某種氣體或有機揮發(fā)物的氣體濃度，如用于空氣含氧量監(jiān)測、易燃易爆氣體、有毒有害氣體的泄露檢測等安全監(jiān)管領(lǐng)域。

1926年，連環(huán)油船爆炸事件讓美國標(biāo)油公司開始重視有毒有害氣體的現(xiàn)代手段預(yù)防和檢測，1927年美國人OliverW. Johnson利用可燃氣體催化燃燒的機理，發(fā)明了歷史上第一臺催化燃燒傳感器。

1968年，日本費加羅公司研發(fā)出世界上第一支實用性半導(dǎo)體氣體傳感器，廣泛應(yīng)用于工廠和家庭的氣體泄漏報警中。直到80年代改革開放后我國才具備研制氣體傳感器的能力，大部分技術(shù)繼承于工業(yè)強國德國和日本。

氣體傳感器在大氣環(huán)保、石油化工生產(chǎn)開采、煤礦安全、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域中的作用極為關(guān)鍵，應(yīng)用廣泛。據(jù)法國咨詢公司YoleDéveloppement分析，2021年全球氣體傳感器市場規(guī)模為9.2億美元，氣體傳感器的需求在3.5億顆，而到2026年，全球氣體傳感器市場規(guī)模將翻一番達20億美元，前景非常可觀。

受新冠疫情沖擊，2020年醫(yī)療器械行業(yè)(尤其是呼吸機)對氣體傳感器的需求猛增，我國氣體傳感器行業(yè)產(chǎn)值一舉突破14.29億人民幣規(guī)模。據(jù)智研咨詢分析，2020年我國氣體傳感器產(chǎn)量為3540萬個，但市場需求量卻從2019年的2500萬飆升至4260萬，還有接近20%的市場需求未被滿足。

“國產(chǎn)替代，技術(shù)自有”的支持趨向明顯，在2010-2020十年間，國產(chǎn)自有氣體傳感器專利數(shù)從372增加到2660件，曾經(jīng)屈指可數(shù)的軟件著作權(quán)也增至335件，歷經(jīng)幾十年的沉淀，中國氣體傳感器行業(yè)經(jīng)歷了功能材料、電子陶瓷、MEMS工藝等基礎(chǔ)應(yīng)用科學(xué)的積累，有望迎來井噴式發(fā)展。

主要應(yīng)用場景

在傳統(tǒng)的石油化工工業(yè)生產(chǎn)中，國外傳感器廠商有極高的市場占有率，國產(chǎn)企業(yè)常常心有余而力不足。而當(dāng)前氣體傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用正不斷拓寬，并有與人工智能、云平臺緊密融合的趨勢。得益于國家對環(huán)保及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的支持，當(dāng)前氣體傳感器在IoT領(lǐng)域主要應(yīng)用在這六大場景:

1、消費類市場：主要集中在消費終端產(chǎn)品中，包括智能家居、可穿戴設(shè)備和智能手機;

2、環(huán)境監(jiān)測市場：用于監(jiān)測空氣質(zhì)量和污染情況的氣體傳感器;

3、暖通空調(diào)市場：用于室內(nèi)/車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測的氣體傳感器。

4、交通運輸市場：用于汽車尾氣測量或重型車輛發(fā)動機控制的氣體傳感器。

5、醫(yī)療市場：在治療護理和急救時，用于呼吸分析的氣體傳感器，例如呼吸機、制氧機、監(jiān)護儀等。

6、國防和工業(yè)安全市場：在工業(yè)和國防領(lǐng)域，生產(chǎn)制造過程所產(chǎn)生的有害氣體監(jiān)測。