光纤光栅传感器

摘要：光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。2022年下游交通等领域需求增长叠加行业认可度提升带动整体光纤光栅需求量走高，2022年我国点式光纤光栅传感器需求量为77.8万根，分布式光纤光栅传感器需求量为1.9万套。

一、定义及分类

光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。相比于光纤传感技术，光纤光栅传感技术结合了灵敏度高、传感距离长、能够测量多点扰动和响应速度快等诸多优点，非常适用于多种场合下的微扰动监测，包括大型建筑物的健康监测、重要场所的安防、通信和输电链路的保护等。光纤光栅传感器根据传感单元布局设计的差异，光纤传感技术可分为点式和分布式，按照工作原理光纤布拉格光栅传感器、长周期光纤光栅传感器、倾斜光纤光栅传感器、啁啾光纤光栅传感器。

二、商业模式

1、采购模式

国内光纤光栅传感器大型企业主要根据研发、月度生产计划及工程需求制定月度采购计划，物料采购部按计划执行物料采购，经过选型、询价后，与供应商签订相关合同，面向市场独立采购。核心配件、关键原材料主要选择国内外知名品牌产品，确保质量符合要求、稳定可靠。

2、销售模式

光纤光栅传感器下游最终客户主要面向石油石化、交通隧道、公路桥梁、电力等行业的国有大中型企业和政府机构客户，客户的需求专业性强且购买程序较为复杂，需提供定制化的系统产品以满足其个性化需求。中游企业主要以通过招投标方式获取销售合同、作为总承包商的产品供应商，通过其向最终客户提供系统产品两种方式实现销售和通过商务谈判三种方式实现销售。

3、产品定价与结算模式

销售定价原则系以成本加成为基础，综合考虑产品特征、客户类型、销售区域、市场竞争及售后服务等因素确定具体价格。根据客户性质不同，一般有两种结算模式。一是直接销售给业主的产品，往往通过招投标程序，按行业惯例，销售款一般在合同签订、到货验收、安装调试验收、质保期满等节点分期收取；二是销售给总承包商的产品，即使合同约定按各个时间节点分期收款，但在实际执行中，绝大部分按行业惯例，在总包商在收到业主的工程款项后，再同比例支付给光纤光栅传感器生产企业。

4、售后服务模式

售后服务主要包括产品的维护、培训以及升级服务，根据是否处于合同维保期分为无偿服务及有偿服务。国内光纤光栅传感器产品的维保期一般为产品验收合格后一年。维保期内，生产企业负责向客户提供产品的软硬件保障及保修服务；维保期外，部分企业仍会与用户签定维护保障合同，按年度的方式进行合理的收费。同时部分企业将售后服务视作维护客户关系、发掘客户新需求的重要环节，重视程度较高。

三、行业政策

传感器作为我国“强基工程”的核心关键部件之一，是实现工业转型升级、提高产品质量和可靠性的重要组成部分。近些年，中国政府相继出台光纤传感器行业相关政策，扶持中国传感器总体行业的发展，光纤光栅传感器作为新兴光电传感器产品之一，同样受益政策前景持续向好，如2023年4月国务院《关于印发计量发展规划（2021—2035年）的通知》指出要加快量子传感器、太赫兹传感器、高端图像传感器、高速光电传感器等传感器的研制和应用。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

行业属于高科技行业，技术密集型行业，产品研发的技术含量较高，涉及的学科面较广，是电子工程、机械工程、自动化工程、计算机科学、工业设计等多学科相互渗透、相互融合形成的高新技术领域，要求企业必须具有掌握、融合多领域技术并形成自身的特色技术路线的能力，以保证产品和技术的先进性。行业内经过多年技术积累已形成大量的专利技术及非专利技术，对于潜在进入者来说，核心技术及知识产权已经成为行业壁垒。

2、准入壁垒

光纤光栅传感器下游技术性能要求较为严格，具有较高的质量认证壁垒，在技术集成度、生产自动化程度、质量管控等方面对行业企业有着较高的要求。行业新进入者必须取得相关质量体系认证后，才有可能进入主流气体检测仪器仪表厂商供应链，质量管理认证构成较高的行业壁垒。

3、资金壁垒

光纤光栅传感器产品应用领域日趋广泛，企业为保证成本优势，需要购置较多专业研发、柔性制造和检验检测设备。同时专业人才投入较高和研发资金需求量较大，随着下游行业发展迅速，客户对产品的要求不断升级，技术性能要求日趋提高，对产品本身提出了更高的技术要求。企业在研究开发过程中需投入大量的资金，发展多元化的专业人才充实研发队伍，进行产品设计、测试验证、购置研发和生产设备。

五、产业链

光纤光栅传感器产业链情况而言，上游主要为半导体材料、陶瓷和金属各类别材料，中游主要为光纤光栅传感器供应商，下游应用广泛，产品销售结合工程服务为主，在石油石化、消防安防、智能电网、轨道交通、结构健康监测等领域，为我国工业和基础设施的安全监测提供了强有力的技术支。依托技术创新和产业政策支持，我国光纤光栅传感器在性能、成本和可靠性方面均取得了显著优势，成为全球传感器市场的重要参与者。随着物联网、云计算和人工智能等技术的发展，光纤光栅传感器在远程监测、大数据分析和智能化应用等领域的应用前景更加广阔。

光纤光栅传感器行业产业链

半导体材料

信越化学工业株式会社

东京应化工业株式会社

The Linde Group

cabot

陶氏化学公司

宁波江丰电子材料股份有限公司

福建阿石创新材料股份有限公司

上海硅产业集团股份有限公司

有研新材料股份有限公司

电子陶瓷材料

村田（中国）投资有限公司

山东国瓷功能材料股份有限公司

潮州三环(集团)股份有限公司

京瓷 (中国)商贸有限公司

河北中瓷电子科技股份有限公司

广东风华高新科技股份有限公司

金属材料

宝山钢铁股份有限公司

江西铜业集团有限公司

紫金矿业集团股份有限公司

铜陵有色金属集团控股有限公司

上游

武汉理工光科股份有限公司

基康仪器股份有限公司

天津学森科技有限公司

杭州聚华光电科技有限公司

中游

石油化工

医学

消防安防

轨道交通

电力领域

航天航空

下游

六、发展现状

光纤光栅传感器以其体积小、抗电磁干扰、耐高温高压、易于组建大规模传感网络等独特的优势，已经在结构健康监测、土木工程、交通运输、电力监测等领域获得了广泛的应用。按照作用位置分类来看，我国光纤光栅传感器主要分为点式光纤光栅传感器和分布式光纤光栅传感器。2021年我国点式光纤光栅传感器需求量为55.25万根，分布式光纤光栅传感器需求量为1.68万套。2022年下游交通等领域需求增长叠加行业认可度提升带动整体光纤光栅需求量走高，2022年我国点式光纤光栅传感器需求量为77.8万根，分布式光纤光栅传感器需求量为1.9万套。

七、发展因素

1、有利因素

（1）宏观经济持续增长带动行业发展

传感器产业是国民经济的基础性、战略性产业，对促进工业转型升级、发展战略性新兴产业、推动现代国防建设、保障和提高人民生活水平发挥着重要作用。我国宏观经济的发展必将带动光纤光栅传感器等新兴产业的增长。近几年来虽然我国经济增长速度有所减缓，但与全球其他经济体相比发展速度仍保持较快增长，预计未来我国经济仍将保持相对较快的增长，带动终端下游产业投资增加为行业内企业的发展创造了有利条件。

（2）行业政策推动行业技术迭代更新发展

传感器产业是国民经济的基础性、战略性产业，历来得到国家产业政策的大力支持。2021年12月国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》指出，要加快推动数字产业化，增强传感器等战略性前瞻性领域的关键技术创新能力。光纤光栅作为智能传感器的重要组成，同样受益于整体光纤传感器政策推动，未来市场将稳步向好。

（3）物联网促进行业需求扩张

物联网应用范围十分广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智慧城市、智能家居、环境监测、工业监测、食品溯源等多个领域。物联网技术将推动各个行业的发展，为国家经济发展提供万亿元级的相关设备制造、运营、服务产业。光纤光栅传感器产品作为物联网的基础环节，随着物联网的迅猛发展，将会迎来前所未有的发展机遇。

（4）安防意识提升带动安全需求增长，传感器行业受益

伴随着工厂生产规模的日益扩大，工厂在安全生产领域暴露出的问题也越来越多，如何运用安全设施为企业发展保驾护航，已经成为这些厂商的迫切需求。同时在国内安全发展理念逐渐深入人心的大背景下，为了更好地预防和控制事故的发生、减轻事故灾难与自然灾害的危害，政府和企业的安全投入都将逐步增大，安全产业专用产品和服务的需求将进一步扩大，安全产业市场空间广阔，成长潜力巨大，将成为新的经济增长点，光纤光栅传感器能够在高温、高压、易燃易爆等恶劣环境下进行实时监测，提供准确可靠的数据，保障人员和财产安全，随着安防等需求增长，我国光纤光栅传感器需求将受益。

2、不利因素

（1）行业竞争加剧增加企业竞争压力

随着我国产业升级换代，以及对安全生产的愈加重视，越来越多的国外公司开始进入中国市场，或不断加强对中国市场的资源投入。如意大利吉斯、美国西南微波等公司近年来不断加大中国市场投入，这些企业在资金和技术上均有明显的竞争优势，使行业内企业面临不小的竞争压力。

（2）传感技术水平与国外存在差距限制行业快速发展

光纤光栅传感器产业是近十几年发展起来的新兴产业，国内企业发展时间较短、研发投入不足、总体规模较小、生产制备工艺过程较为落后，导致在核心技术的先进性方面与国外存在一定差距。此外，国内上游从事光纤传感技术企业生产规模较小、技术水平不高，行业竞争不充分，难以推动整个行业的技术水平在短期内大幅提升，整体上制约了我国产品向高端市场的发展。

（3）技术和研发能力要求极高，研发周期长

涵盖光电技术、测控技术、通信技术、嵌入式软件技术、计算机应用软件技术、故障诊断技术、信息融合技术、人工智能技术等多个学科，对技术创新和产品研发能力要求较高，技术难度较大、研发周期较长，从研发初始投入到产品商用化，一般需要3-5年甚至更长时间。业内竞争者如果研发方向不能适应行业快速发展所带来的市场需求，或者技术研发进度不能与市场需求发展保持同步，或将被市场淘汰。

八、竞争格局

我国光纤传感器及智能仪器仪表行业近年来呈现迅猛增长态势，吸引了大量企业参与。在这个行业中，企业可以根据自身实力和定位，选择不同的市场策略和发展路径。一方面，一些实力雄厚、技术领先的企业，具有较强的自主研发与创新能力，能够掌握多种光纤传感技术，并将其应用到多个细分领域。这些企业在行业中处于领导地位，具有较高的市场份额和品牌影响力。另一方面，许多企业虽然具备一定的技术研发能力，但由于资源、能力和市场定位的限制，它们专注于某一细分领域的光纤传感技术研发与产品应用。这类企业在特定领域内具有较强的竞争优势，是行业的重要组成部分。此外，还有一部分企业主要通过代理或系统集成的方式参与市场竞争。它们以销售国外产品为主，虽然不直接从事光纤传感技术的研发，但在市场推广和服务方面具有一定的优势。

九、发展趋势

我国光纤光栅传感器行业在技术、市场和产业集群等方面均呈现出积极的发展趋势。随着科技的进步，光纤光栅传感器的技术不断创新，灵敏度、精度和稳定性将得到进一步提升，应用范围也将不断扩大。同时，市场需求将持续增长，特别是在工业自动化、智能制造等领域，光纤光栅传感器将得到广泛应用。此外，随着行业的不断发展，将形成以龙头企业为核心的产业集群，通过资源共享、技术交流等方式推动行业快速发展。未来，光纤光栅传感器将与人工智能技术深度融合，实现智能化、自适应和远程控制等功能，进一步提升其应用价值和市场竞争力。这些发展趋势将共同推动我国光纤光栅传感器行业持续、稳定发展，并在各个领域得到更广泛的应用。