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智能化需求带来广阔商机 2025年热电阻市场或将突破44.2亿

2023年7月5日

编辑:Rokin/中国出海半导体网

 

热电阻定义

热电阻是指在一定温度范围内,其电阻值随着温度变化而发生变化的电子元件。通常情况下,热电阻的电阻值会随着温度升高而增加,或者随着温度降低而减小,这种关系可以用热电阻的温度特性曲线来表示。热电阻主要由于材料的温度系数和几何结构等因素所影响。常见的热电阻包括铂电阻、镍电阻、铜电阻等,其中铂电阻具有较高的精度和较好的稳定性,并被广泛应用于温度测量领域。

 

热电阻分类

  • 金属热电阻

如铂电阻、镍电阻、铜电阻等,利用金属电阻随温度变化的特性。

  • 半导体热电阻

主要由半导体材料制成,例如硅、锗、碲等元素,具有较好的灵敏度和响应速度,并在高温环境下也能工作。

  • 碳膜热电阻

利用铬、镍等金属与石墨配合形成的薄膜,具有体积小、质量轻、响应速度快等优点。

  • 铂铑热电偶

由铂和铑两种金属组成,以其稳定性和精度高而被广泛应用于温度测量领域。

  • 铁素体热电偶

由铁素体和掺杂元素(如钼、钴等)组成,主要用于高温环境中的温度测量。

  • 磁致伸缩热电阻

由铁、镍等磁性材料制成,通过磁化和应变的耦合效应来实现温度测量。

  • 热电阻带

通过在晶体中添加杂质或改变结构来改善其热电特性,从而得到高灵敏度的热电阻元件。

 

热电阻优点

  • 精度高

由于热电阻的特性与温度之间存在较为线性的关系,因此其测量精度较高。

  • 稳定性好

由于热电阻不容易受到机械、化学等环境因素的影响,因此其使用寿命长且稳定性好。

  • 响应速度快

相比于其他温度测量元件(如热电偶),热电阻响应速度更快,可以实现更及时的温度检测。

  • 可靠性高

由于热电阻具有较高的灵敏度和精度,能够在各种复杂环境下稳定工作,因此其可靠性更高。

 

热电阻缺点

  • 昂贵

相比于其他温度测量元件,如热电偶、热电偏差仪等,热电阻的成本较高。

  • 灵敏度低

虽然热电阻的精度高,但灵敏度相对较低,较小的温度变化可能会导致测量误差。

  • 构造复杂

热电阻的制造和使用需要精密的加工技术和检测方法,较为复杂。

  • 受到温度限制

由于不同种类热电阻的工作温度范围不同,因此其应用受到一定的温度限制。

 

热电阻发展历程

1821年,德国物理学家塞贝克发现,当两种不同的金属连接形成闭合电路时,在温度差异作用下会产生电势差,即热电效应。1833年,另一位德国物理学家康斯坦丁发现,当通过两种不同金属之间的电流方向反转时,吸热与放热现象也会相应改变,即康斯坦丁效应。1871年,英国物理学家鲍林格首次提出利用铂电阻来测量温度。

1887年,法国物理学家朱莉安将铂电阻应用于工业温度计中。1901年,美国人艾蒙森提出了采用白金-铑热电偶实现高精度温度测量的方法。1930年代,由于热电阻具有稳定性好、线性范围宽等优点,其在工业温度测量领域逐渐得到广泛应用。1948年,热电阻的国际标准单位PT100正式确定。PT100是一种由铂制成的热电阻元件,性能稳定、精度高,在温度测量领域得到广泛应用。1980年代以后,随着材料科学技术和微电子技术的不断进步,新型热电材料和热电阻传感器不断涌现,如碳纳米管热电阻、半导体热电阻等,推动了热电阻技术的不断发展与创新。

 

热电阻上中下游

上游是热电阻材料及制备。主要包括铂、镍、铜等金属材料和半导体材料等的生产商以及相关的制备技术研究机构。中游是热电阻元件生产及测试。主要涉及热电阻元件的加工、制造、组装和测试等环节。该环节的主要参与者包括传感器厂商和测量仪器厂商等。下游主要包括航空航天、电力、医药、化工等多个领域中对温度测量精度要求高的行业。此外,随着物联网、智能家居等技术的发展,热电阻在智能化领域也有着广泛的应用前景。

 

数据来源:智研瞻产业研究院

 

热电阻市场规模

2017年,我国热电阻市场规模约为50亿元人民币,同比增长约10%。2018年,我国热电阻市场规模约为55亿元人民币,同比增长约10%。2019年,由于全球经济形势不确定性增加以及中美贸易摩擦等因素的影响,我国热电阻市场增长略有放缓,市场规模约为57亿元人民币,同比增长约5%。2020年,由于新冠疫情导致全球经济萎缩以及国内产业链受到一定影响,我国热电阻市场增速有所下滑,市场规模约为59亿元人民币,同比增长约3.5%。

统计数据显示,2017年中国热电阻行业市场规模50亿元,2022年中国热电阻行业市场规模68亿元。2017-2022年中国热电阻行业市场规模如下:

 

2017-2022年中国热电阻行业市场规模

 

根据预测,2029年中国热电阻行业市场规模235亿元。

 

2023-2029年中国热电阻行业市场规模预测

 

预计到2025年,全球热敏电阻器市场规模将达到44.2亿美元,并呈现出持续增长趋势。在中国传感器市场中,温度传感器(包括热电偶和热电阻)占比例最大,市场需求不断增加。热电阻行业的参与者众多,主要有上海科士达、江苏正泰仪表、天津金城热电、海拉尔科技等。

 

热电阻发展政策

《中国制造2025》提出了加强新型传感器产业化和智能化发展的目标,鼓励企业加大技术、产品和市场创新力度,推动热电阻等传感器领域的技术升级和产业转型。国家发改委、工业和信息化部于2016年联合印发了《关于推进传感器产业高质量发展的指导意见》,提出要扶持传感器科研机构和企业开展基础研究和应用开发,并加强行业标准体系建设。《中国电子信息产业发展规划(2016-2020年)》提出,要加快推进集成电路和传感器等关键元器件自主可控和产业化发展,促进热电阻等传感器的技术创新和应用推广。

 

热电阻发展障碍详细分析

  • 技术瓶颈

虽然热电阻技术相对成熟,但仍然存在一些技术瓶颈,如温度范围、精度和稳定性等方面还有提高空间。

  • 行业标准缺失

由于热电阻产品的生产标准和规范尚未统一制订,导致市场上存在着质量参差不齐的产品,从而影响了整个行业的发展。

  • 高端市场受限

国内高端市场对于热电阻产品的需求较大,但是国内企业在高端市场上的市场占有率较低,这使得一些高端市场被国外品牌垄断。

  • 成本压力

随着原材料价格和人工成本的上升,热电阻产品的生产成本也在逐渐增加,这对于热电阻行业的企业来说是一种挑战。

  • 竞争激烈

当前中国热电阻行业参与者众多,市场竞争较为激烈。在这种情况下,企业需要不断加强自身的技术创新和产品质量,以保持在市场中的竞争力。

 

数据来源:智研瞻产业研究院

 

热电阻发展空间详细分析

随着各行业对于温度测量精度和稳定性的要求越来越高,热电阻的应用领域也会不断扩大,如电力、化工、医药、食品等多个领域都需要使用到热电阻进行温度测量。虽然热电阻技术相对成熟,但是随着技术水平的提升和新材料的应用,热电阻产品的温度范围、精度和稳定性等方面将得到不断提升,从而拓宽了热电阻的应用范围。

随着物联网、智能制造、智能家居等技术的发展,对于热电阻等传感器的智能化需求也在不断增加。这将带动热电阻产业向智能化和自动化方向转型,为企业带来更多的商机。国内市场的不断扩大和消费升级,热电阻等传感器产品的销售额也在逐年增长。预计未来几年,中国热电阻市场的规模将继续保持较高的增长速度。

近年来,一些创新型企业在热电阻行业中崭露头角。这些企业不断加强自身的技术创新和产品质量,积极拓展国内外市场,并在部分领域取得了明显的市场优势。总体来说,热电阻行业具有广阔的发展空间和市场前景,尤其是在应用领域扩大、智能化需求增加以及国内市场潜力等方面,都有着大量的商机和发展空间。