摘要:隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備以及人工智能技術(shù)的突飛猛進(jìn),電子皮膚行業(yè)正站在一個(gè)嶄新的發(fā)展風(fēng)口之上。2024年中國(guó)工信部聯(lián)合其他6個(gè)部門發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》,這一政策文件中特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)電子皮膚等前沿核心技術(shù)的突破,展現(xiàn)了國(guó)家層面對(duì)于該行業(yè)的高度重視。政策的明確指引,為電子皮膚技術(shù)在智能制造、家庭服務(wù)、特殊環(huán)境作業(yè)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的深度融合與廣泛應(yīng)用鋪平了道路。在國(guó)家政策的有力推動(dòng)和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下,電子皮膚行業(yè)有望迎來更加廣闊的發(fā)展前景,為社會(huì)帶來更加智能化、人性化的科技產(chǎn)品與服務(wù)。
一、定義及分類
電子皮膚是一種模仿人類皮膚功能的高科技傳感器系統(tǒng),能夠感知外界的各種刺激,如壓力、溫度、濕度等,并將這些刺激轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)進(jìn)行反饋。電子皮膚具有輕薄、柔軟、靈活等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于智慧醫(yī)療、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等領(lǐng)域。電子皮膚按功能分類可以分為觸覺感知、溫度感知、濕度感知、代謝感知等。
二、行業(yè)政策
中國(guó)鼓勵(lì)電子皮膚領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,特別是仿生感知與認(rèn)知、智能靈巧手等核心技術(shù)的突破。2024年1月,工信部等七部門印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》,提出突破仿生感知與認(rèn)知、智能靈巧手、電子皮膚等核心技術(shù),重點(diǎn)推進(jìn)智能制造、家庭服務(wù)、特殊環(huán)境作業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)品的研制及應(yīng)用。在該政策的推動(dòng)下,電子皮膚核心技術(shù)將得到有利發(fā)展。
三、發(fā)展歷程
中國(guó)電子皮膚行業(yè)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。2010年以前的探索階段,在這個(gè)階段,電子皮膚技術(shù)開始受到科研人員的關(guān)注,但主要集中在理論研究和實(shí)驗(yàn)室探索階段。技術(shù)尚未成熟,商業(yè)化應(yīng)用較少。2010年至2020年的初步應(yīng)用階段,隨著材料科學(xué)、微納加工技術(shù)和電子信息技術(shù)的發(fā)展,電子皮膚技術(shù)取得了顯著突破。一些企業(yè)開始涉足該領(lǐng)域,推動(dòng)技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。2020年至今的多元化應(yīng)用階段,近年來,電子皮膚行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段,市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,應(yīng)用領(lǐng)域日益多元化。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
電子皮膚作為一種高度仿生的柔性觸覺傳感器,需要模擬人類皮膚的復(fù)雜功能,包括感知壓力、溫度、濕度等多種刺激,并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。這就要求材料必須具備高導(dǎo)電性、高靈敏度和高穩(wěn)定性,同時(shí)還要具備良好的生物相容性和環(huán)境適應(yīng)性。然而,目前市場(chǎng)上的材料雖然取得了一定的進(jìn)展,但在模擬人類皮膚功能的全面性上仍有較大差距。此外,電子皮膚的制備工藝也極為復(fù)雜,包括基底準(zhǔn)備、電子元器件制造、裝配和封裝連接等多個(gè)環(huán)節(jié),每一步都需要精確控制,以確保最終產(chǎn)品的性能。因此,技術(shù)上的不斷突破和創(chuàng)新是中國(guó)電子皮膚行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
2、制造壁壘
電子皮膚需要在有限的空間內(nèi)集成大量的傳感單元、運(yùn)算單元和顯示單元,以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。然而,目前的制造技術(shù)往往難以實(shí)現(xiàn)高密度集成,導(dǎo)致產(chǎn)品的性能受限。同時(shí),高端觸覺傳感器的制造成本較高,尤其在大面積使用時(shí),成本問題尤為突出。這不僅限制了電子皮膚在高端領(lǐng)域的應(yīng)用,也阻礙了其大規(guī)模普及。因此,降低制造成本、提高生產(chǎn)效率是電子皮膚行業(yè)商業(yè)化的關(guān)鍵。中國(guó)企業(yè)需要加大在制造工藝和設(shè)備研發(fā)上的投入,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,從而在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。
3、市場(chǎng)壁壘
目前,全球電子皮膚市場(chǎng)主要由國(guó)際龍頭企業(yè)占據(jù),這些企業(yè)擁有悠久的歷史、雄厚的資本實(shí)力和長(zhǎng)期的技術(shù)積累,占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。中國(guó)企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中面臨較大的壓力,需要不斷提升自身的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),由于電子皮膚是一種新興技術(shù),消費(fèi)者對(duì)其認(rèn)知程度較低,市場(chǎng)接受度有限。因此,中國(guó)企業(yè)需要加大市場(chǎng)宣傳力度,提高消費(fèi)者對(duì)電子皮膚技術(shù)的認(rèn)知度和接受度,以拓展市場(chǎng)份額。此外,還需要積極探索新的應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)機(jī)會(huì),以滿足不同領(lǐng)域的需求,推動(dòng)電子皮膚技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
電子皮膚行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為原材料與零部件,包括導(dǎo)電材料、柔性基底材料、封裝材料、芯片、傳感器等,其中柔性基地材料包括聚酰亞胺薄膜、聚酯切片、聚乙烯醇等。中游主要為電子皮膚的生產(chǎn)制造商。下游主要為電子皮膚的應(yīng)用領(lǐng)域,包括消費(fèi)電子、醫(yī)療、汽車智能座艙、機(jī)器人等領(lǐng)域,其中消費(fèi)電力領(lǐng)域包括VR/XR、手機(jī)、無線耳機(jī)等細(xì)分領(lǐng)域,醫(yī)療包括心率監(jiān)測(cè)、假肢等細(xì)分領(lǐng)域。


















2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)漢威科技集團(tuán)股份有限公司
漢威科技集團(tuán)股份有限公司是國(guó)內(nèi)知名的氣體傳感器及儀表制造商、物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商,也是創(chuàng)業(yè)板首批上市公司之一。公司以傳感器為核心,致力于萬物賦靈,讓生產(chǎn)和生活不斷涌現(xiàn)新價(jià)值。在電子皮膚領(lǐng)域,漢威科技的控股子公司蘇州能斯達(dá)研發(fā)的柔性納米仿生電子皮膚,是基于納米智能材料和仿生感知能力的柔性智能感知器件。該電子皮膚具有高靈敏度、高穩(wěn)定性、低能耗以及輕薄隱蔽性好等特點(diǎn)。這些特性使其在未來的可穿戴設(shè)備、醫(yī)療健康以及消費(fèi)電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前,能斯達(dá)的電子皮膚已有小批量商用。2023年漢威科技傳感器營(yíng)業(yè)收入為2.66億元,同比下降2.32%;傳感器毛利率為35.24%,同比減少3.90個(gè)百分點(diǎn)。
(2)寧波柯力傳感科技股份有限公司
寧波柯力傳感科技股份有限公司是智能傳感器行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),專注于傳感器、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及多場(chǎng)景應(yīng)用解決方案的研制和生產(chǎn)??铝鞲械漠a(chǎn)品線廣泛,包括各類型物理量傳感器、不同工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及多場(chǎng)景應(yīng)用解決方案。其傳感器產(chǎn)品涵蓋了力學(xué)、壓力、溫度等多個(gè)領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人、醫(yī)療大健康設(shè)備等多個(gè)行業(yè)。公司還建有“稱重設(shè)備數(shù)據(jù)中心”、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)中心及多個(gè)實(shí)驗(yàn)室,擁有1000余項(xiàng)專利及計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán),顯示了其強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力。其觸覺傳感器技術(shù)在電子皮膚領(lǐng)域展現(xiàn)出令人矚目的實(shí)力。2024年一季度,柯力傳感營(yíng)業(yè)收入為2.48億元,同比增長(zhǎng)12.89%;歸母凈利潤(rùn)為0.43億元,同比下降23.13%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備以及人工智能技術(shù)的突飛猛進(jìn),電子皮膚行業(yè)正站在一個(gè)嶄新的發(fā)展風(fēng)口之上。2023年,中國(guó)電子皮膚專利授權(quán)數(shù)量達(dá)2822項(xiàng),這一數(shù)字不僅彰顯了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的創(chuàng)新活力,也預(yù)示著電子皮膚技術(shù)正迅速成熟并邁向應(yīng)用化。2024年中國(guó)工信部聯(lián)合其他6個(gè)部門發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》,這一政策文件中特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)電子皮膚等前沿核心技術(shù)的突破,展現(xiàn)了國(guó)家層面對(duì)于該行業(yè)的高度重視。政策的明確指引,為電子皮膚技術(shù)在智能制造、家庭服務(wù)、特殊環(huán)境作業(yè)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的深度融合與廣泛應(yīng)用鋪平了道路。這些舉措體現(xiàn)了中國(guó)在全球科技競(jìng)爭(zhēng)中的戰(zhàn)略布局,旨在通過技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),加速電子皮膚技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。在國(guó)家政策的有力推動(dòng)和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下,電子皮膚行業(yè)有望迎來更加廣闊的發(fā)展前景,為社會(huì)帶來更加智能化、人性化的科技產(chǎn)品與服務(wù)。
七、發(fā)展因素
1、機(jī)遇
(1)技術(shù)創(chuàng)新帶來的機(jī)遇
隨著材料科學(xué)、電子工程和生物醫(yī)學(xué)工程等多學(xué)科的交叉融合,電子皮膚技術(shù)不斷創(chuàng)新,為行業(yè)發(fā)展提供了源源不斷的動(dòng)力。新型導(dǎo)電材料如石墨烯、碳納米管等的應(yīng)用,提高了電子皮膚的靈敏度和穩(wěn)定性;集成化和微型化技術(shù)的發(fā)展,使得電子皮膚能夠集成更多的傳感器和電路,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的感知功能。這些技術(shù)創(chuàng)新不僅提升了電子皮膚的性能,還拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域,為行業(yè)帶來了廣闊的市場(chǎng)前景。
(2)市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的機(jī)遇
隨著人們對(duì)健康和生活質(zhì)量的重視,電子皮膚在醫(yī)療健康、機(jī)器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的需求不斷增長(zhǎng)。在醫(yī)療健康領(lǐng)域,電子皮膚可用于監(jiān)測(cè)患者的生理參數(shù),提供更為舒適和便捷的醫(yī)療體驗(yàn);在機(jī)器人領(lǐng)域,電子皮膚能夠提高機(jī)器人的感知能力,使其更加靈活智能;在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域,電子皮膚能夠提供更加精準(zhǔn)的生理參數(shù)監(jiān)測(cè)和更加豐富的交互方式。這些需求的增長(zhǎng)為電子皮膚行業(yè)帶來了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。
(3)政策支持帶來的機(jī)遇
近年來,中國(guó)政府加大了對(duì)新興產(chǎn)業(yè)的支持力度,電子皮膚行業(yè)作為具有廣闊發(fā)展前景的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,也受到了政策的重點(diǎn)扶持。政府通過制定相關(guān)規(guī)劃和政策,為電子皮膚行業(yè)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境和資金支持。同時(shí),政府還鼓勵(lì)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入,推動(dòng)電子皮膚技術(shù)的突破和應(yīng)用。這些政策措施的實(shí)施,為電子皮膚行業(yè)的快速發(fā)展提供了有力保障。
2、挑戰(zhàn)
(1)技術(shù)突破與創(chuàng)新的挑戰(zhàn)
電子皮膚作為一種高度集成的傳感系統(tǒng),要求在材料科學(xué)、微電子加工、信號(hào)處理等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)同步發(fā)展。當(dāng)前,盡管中國(guó)在此領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展,但與國(guó)際先進(jìn)水平相比,仍存在差距。特別是在柔性和可拉伸電子材料、高密度傳感陣列、低功耗信號(hào)處理等方面,需要進(jìn)一步加大研發(fā)力度。此外,電子皮膚的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、耐久性以及與復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性也是技術(shù)層面需要解決的問題。技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)要求行業(yè)參與者不僅需要持續(xù)投入研發(fā)資源,還需要加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)的合作,以實(shí)現(xiàn)技術(shù)瓶頸的突破。
(2)產(chǎn)業(yè)化與成本控制的挑戰(zhàn)
首先,產(chǎn)業(yè)化要求電子皮膚在保持高性能的同時(shí),實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),這涉及到生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、生產(chǎn)成本的控制以及供應(yīng)鏈的管理等問題。成本控制尤為關(guān)鍵,因?yàn)楦甙旱膬r(jià)格會(huì)限制電子皮膚的市場(chǎng)接受度和應(yīng)用范圍。同時(shí),產(chǎn)業(yè)化過程中還需要解決產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量控制等問題,確保產(chǎn)品的一致性和可靠性。此外,電子皮膚作為一種新型傳感器,需要通過市場(chǎng)驗(yàn)證和用戶反饋,不斷迭代優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
(3)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與標(biāo)準(zhǔn)制定的挑戰(zhàn)
在國(guó)際市場(chǎng)上,中國(guó)企業(yè)需要面對(duì)技術(shù)成熟、品牌影響力大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。這要求中國(guó)企業(yè)不僅要在技術(shù)研發(fā)上取得突破,還需要在市場(chǎng)推廣、品牌建設(shè)等方面加大投入,以提高自身的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),隨著電子皮膚行業(yè)的快速發(fā)展,市場(chǎng)上涌現(xiàn)出眾多的參與者,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。這要求企業(yè)不僅要在產(chǎn)品性能和成本上具有優(yōu)勢(shì),還需要在服務(wù)、售后等方面提供差異化的解決方案。此外,電子皮膚作為一種新興技術(shù),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失可能會(huì)影響產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。因此,參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,推動(dòng)電子皮膚技術(shù)的規(guī)范化發(fā)展,也是行業(yè)發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。
八、競(jìng)爭(zhēng)格局
由于電子皮膚行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),具備較強(qiáng)技術(shù)實(shí)力以及研發(fā)資源的企業(yè)將在市場(chǎng)上更具優(yōu)勢(shì)。根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域來看,目前僅少部分頭部企業(yè)掌握電子皮膚核心技術(shù),如漢威科技子公司能斯達(dá)目前已掌握柔性壓阻、柔性壓電、柔性溫濕度、柔性電容四大核心技術(shù),擁有一條年產(chǎn)1000萬支柔性傳感器的超凈印刷線和組裝線,具備較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力與生產(chǎn)能力;安培龍已掌握從原材料、IC芯片到傳感器研發(fā)、測(cè)試與應(yīng)用等全生產(chǎn)過程的技術(shù)與工藝。此外,柯力傳感、申昊科技等企業(yè)也具備較強(qiáng)的創(chuàng)新力和較高的盈利水平,為其電子皮膚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
九、發(fā)展趨勢(shì)
1、多功能集成與智能化發(fā)展
隨著材料科學(xué)、微電子技術(shù)和人工智能的不斷進(jìn)步,電子皮膚將實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的功能集成,如溫度感知、壓力感應(yīng)、甚至化學(xué)成分檢測(cè)等多種傳感能力,使其能夠模擬人類皮膚的各種感知功能。同時(shí),通過深度學(xué)習(xí)算法和數(shù)據(jù)分析技術(shù),電子皮膚將具備更高級(jí)的處理能力,能夠智能識(shí)別和響應(yīng)外界刺激,提供更加精細(xì)和復(fù)雜的交互體驗(yàn)。智能化的電子皮膚將在醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)、智能機(jī)器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為用戶帶來更自然、更直觀的交互方式。
2、柔性化與可穿戴性增強(qiáng)
隨著柔性電子技術(shù)的發(fā)展,電子皮膚將更加輕薄、柔軟,能夠更好地貼合人體或其他不規(guī)則表面,提供更為舒適和自然的皮膚樣體驗(yàn)。此外,電子皮膚將能夠適應(yīng)更大幅度的拉伸和彎曲,從而更加適合用于可穿戴設(shè)備和智能衣物。在設(shè)計(jì)上,電子皮膚將更加注重與人體工程學(xué)的結(jié)合,以滿足不同用戶在運(yùn)動(dòng)、工作等不同場(chǎng)景下的需求。柔性化和可穿戴性的增強(qiáng),將推動(dòng)電子皮膚在健康監(jiān)測(cè)、人機(jī)交互以及時(shí)尚科技產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用。
3、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)?;a(chǎn)
隨著技術(shù)的成熟和市場(chǎng)的擴(kuò)大,電子皮膚的生產(chǎn)將逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化轉(zhuǎn)變。這不僅有助于降低成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和一致性,還有助于形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)電子皮膚的市場(chǎng)認(rèn)可和推廣應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)化將涉及電子皮膚的性能參數(shù)、測(cè)試方法、應(yīng)用規(guī)范等方面,為行業(yè)參與者提供明確的指導(dǎo)。規(guī)?;a(chǎn)則需要解決材料供應(yīng)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制等一系列問題,以滿足大規(guī)模市場(chǎng)需求。通過標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?;a(chǎn),電子皮膚將能夠更快速地進(jìn)入各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
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