传感器市场观察之电流传感器

　　近日，调研机构MarketsandMarkets在关于电流传感器市场规模的报告中指出，2023年全球电流传感器市场规模约为28亿美元，预计到2028年将有望达到47亿美元。在此期间，其市场规模将以10.4%的复合年增长率持续增长。

　　何谓电流传感器？

　　电流传感器是一种检测电流并将其转换为易于测量的输出电压的元件，输出电压与通过测量路径的电流成正比。在制造业中，电流测量在许多电力和仪器仪表系统中至关重要，电流传感器可检测导线中的电流并产生与之成正比的信号，其中生成的信号可以是模拟电压或电流，甚至是数字输出。该信号可用于在电流表中显示测量到的电流，或存储在数据采集系统（DAS）中作进一步分析。传统应用中，电流传感多用于电路保护和控制，但随着技术的进步，它已成为监测和提高风扇、泵、电机和许多其他电气负载性能的一种方法，以确保各种最终用户行业的正常运行。

　　电流传感器依据测量原理不同，主要可分为分流器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器等。其中，电子式电流互感器包括霍尔电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器及专用于变频电量测量的AnyWay变频功率传感器（可用于电压、电流和功率测量）等。相较于电磁式电流传感器相，电子式电流互感器没有铁磁饱和，传输频带宽，二次负荷容量小、尺寸小、重量轻，可以说是今后电流传感器的主要发展方向。

　　以霍尔电流传感器为例，霍尔原理电流传感器是基于霍尔磁平衡原理（闭环）和霍尔直测式（开环）两种基本原理，其所依据的工作原理主要是霍尔效应【1】。霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流，从直流电到几十千赫兹的交流电。它主要应用于工业自动化、电信和公用事业领域，以及医疗、航空航天与国防、消费电子、汽车和铁路行业的电流监控、过流故障检测和功率测量等。

　　目前市场环境中，霍尔电流传感器在自动驾驶汽车和机器人等先进应用中的采用激增，预计将刺激当前传感器市场的增长。例如，ACS714ELCTR-30A-T霍尔电流传感器模块可以为机器人和汽车应用中自主设备的交流或直流电流感应提供精确的解决方案。这些应用中使用的磁传感器高效、精确、可靠、坚固，而且设计简单。磁性电流传感器制造商正大力投资于不同的磁性传感技术，如隧道磁阻（TMR）和巨磁阻（GMR），以提高其领域专业知识并巩固其市场地位。此外，这些企业还通过推出新产品来扩大其电流传感器产品组合，以满足不同终端用户的需求。例如，德州仪器公司于 2023年8月推出了适用于高压系统的最低漂移隔离霍尔电流传感器 TMCS1123，以及无需外部分流电阻器的非隔离电压轨电流分流监控器产品组合。

　　微型化趋势

　　当前，微型化是电流传感器市场发展的主要趋势之一，可穿戴设备、医疗植入物、电网、电动汽车和控制系统等各种应用对电流传感器的需求不断增加，推动了这一趋势的发展。电流传感器微型化发展的优势表现为：根据应用减小尺寸和重量、提高性能、与大型传感器相比降低成本，以及加强与其他电子元件的集成等。

　　但与此同时，电流传感器的微型化发展也面临着一些挑战，需要利用不同的技术来应对。例如，在传感器微型化的同时需要保持精度和灵敏度，这可以通过使用新材料和制造技术来实现；需要降低微型电流传感器的功耗，可以通过使用低功耗电子器件和优化传感器设计来实现。

　　实现电流传感器微型化的一些技术包括：使用新材料（如石墨烯和碳纳米管）使电流传感器更小、更灵敏；使用新的制造技术（如三维打印和微机械加工）制造具有复杂几何形状的微型电流传感器；使用集成电路减小电流传感器的尺寸和功耗；以及使用无线通信将电流传感器的输出传送到远程位置，从而减小传感器的尺寸和复杂性等。

　　电流传感器微型化正处于快速发展的领域，新技术也在不断开发中，预计在未来几年内仍将继续，因为这将使电流传感器能够开发出新的创新应用，拓展到更多应用场景中。

　　市场态势变化

　　1）技术层面隔离式细分市场增长较快

　　从技术的角度，全球电流传感器市场分为隔离和非隔离。隔离技术领域的电流传感器市场的快速增长，可以归因于磁性电流传感器在广泛应用中的可用性，以及全球对磁性电流传感器日益增长的需求。磁性电流传感器精度高、动态范围广、响应速度快，适用于数据中心、服务器和电信电源、电机驱动器和逆变器以及不间断电源（UPS）等电源转换应用。此外，下一代电子设备中的转换和电源管理应用也在不断增加，这就要求磁性电流传感器具有可靠性、耐用性和准确性。

　　2）用户层面汽车行业占据较大份额

　　以最终用户为基础，全球电流传感器市场可细分为汽车、消费电子、电信、医疗等。随着电动汽车的日益普及，电流传感器的使用将有显著的进步和增长。由于电池是混合动力电动汽车（HEV）/电动汽车（EV）系统的主要能源，因此了解电池的充放电周期非常重要。电流传感器是充放电周期的主要信息来源，同时也向电池管理系统报告电池的健康状态（SOH）。这些传感器可以安装在车载或外部。随着混合动力汽车/电动汽车电池容量的增加，对更大电流范围的要求也越来越高，从而加速了对电流传感器的需求。

　　3）区域层面亚太地区市场增长最快

　　据MarketsandMarkets的预测，未来五年内，亚太地区电流传感器市场将以最高的复合年增长率增长。到 2028年，该地区可能将占据电流传感器市场的最大份额。这一增长得益于电流传感器在汽车、楼宇自动化、能源与电力以及制造业中的使用增加。亚太地区是汽车行业最重要的地区之一。该地区乘用车制造和销售数量的快速增长，以及越来越多的电动车/混合动力车采用隔离式电流传感器，推动了亚太地区电流传感器的增长。

　　此外，亚太地区快速的城市化进程和电流传感器制造商在研发方面的投资增加也极大地促进了市场的增长。例如旭化成、TDK、TAMURA、传感电子技术公司、Kohshin Electric、欧姆龙和ABLIC等一些提供电流传感器的主要企业总部均设在该地区。

　　据了解，当前全球电流传感器市场的主要参与者有旭化成（日本）、英飞凌（德国）、Allegro MicroSystems（美国）、LEM International SA（瑞士）、Melexis（比利时）、TDK（日本）、Aceinna（美国）、霍尼韦尔（美国）、TAMURA（日本）、德州仪器（美国）、Silicon Laboratories（美国）、宁波希磁电子科技有限公司（中国）、甲神电机株式会社（日本）、雅居乐集团（中国）、KOHSHIN ELECTRIC CORPORATION（日本）、Yageo Group（中国）、VACUUMSCHMELZE GmbH&Co.KG（德国）、意法半导体（瑞士）、欧姆龙（日本）、ICE Components（美国）、Magnesensor Technology（美国）和American Aerospace Controls等众多企业。它们的技术动向以及发展方向，也或多或少影响着整个行业的发展。

　　例如：2023年5月，英飞凌科技公司收购了瑞典初创公司Imagimob，以增强其微控制器和传感器的TinyML边缘人工智能功能。Imagimob的平台可在嵌入式设计中实现从音频事件检测、语音控制、预测性维护、手势识别、信号分类到材料检测等广泛的用例。

　　2023年4月，日本TDK公司宣布，计划从2025年上半年起将其日本TDK浅间技术工厂的产能提高一倍，以加强其TMR磁传感器生产系统，应对日益增长的需求。

　　2022年10月，美国德州仪器公司开设了一家新的300毫米晶圆制造厂RFAB2，以支持电子领域半导体的未来增长。新工厂与RFAB1相连，后者于2009年开业，是全球首批300毫米模拟晶圆厂之一。全面投产后，这些工厂每天将生产超过1亿个模拟芯片。

　　（本文综合整理自MarketsandMarkets发布的报告）