<일본시장조사보고서>2020년판 산업용 센서 시장의 현상과 전망~환경센싱을 중심으로~(일본어판)
(일본어목차)2020年版 産業用センサー市場の現状と展望 ～環境センシングを中心に～
자료코드: C62117900 / A4 193p / 2020. 11. 27
산업용 센서와 관련해서는 환경문제에 대한 대응의 활발화와 IoT 기술의 진전, 산업활동의 고도화 등의 흐름 속에서 환경센싱에 대한 주목도가 높아지고 있다. 일본에서는 2050년까지 탄소뉴트럴(이산화탄소 배출 제로)을 달성하겠다는 새로운 정부 목표가 제시되고 있는 것에 호응하는 영역이라는 점과 COVID-19 이후의 성장시장으로 주목한 것이 배경에 있다.
산업용 센서 영역에서도 환경센싱에 초점을 맞춰, 이와 관련된 제품과 기술연구적인 대응을 진행하고 있는 기업 등에 대해, 현재 동향과 향후 사업시책 등을 조사함으로써 해당 영역을 개관하고, 향후를 전망하는 것을 목적으로 한다.
◆조사개요
조사목적: 산업용 센서로서 다음의 5구분에 관한 제품과 기술연구적인 대응을 진행하고 있는 기업 등에 대해, 현재 동향과 향후의 사업시책 등을 조사함으로써 해당 영역을 개관하고, 향후를 전망하는 것을 목적으로 한다.
조사대상구분: 습도측정용 제품(습도센서), 가스센서, 입자계측기(파티클 카운터, PM센서·분진계, 입도분포 측정장치, IAQ센서/IAQ모니터, HVAC용 센서), 환경광·조광센서, 자기센서
대상기업: 상기 대상품목을 생산판매 또는 취급하는 기업, 관련 기술연구기관
조사방법: 직접면담취재
조사기간: 2020년 5월~2020년 11월
※월간지 'Yano E-plus'(2020년 6월호~2020년 11월호)의 관련 특집을 바탕으로 편집, 시장 수치 등도 발췌
◆자료 포인트
「여기, 거기, 저기」의 선언, 시작되다
-습도센서: IoT·농업 관련 거래 급증
-가스센서: 옥내외 공기질 주목도 높아져 산업~민생분야 수요 증가
-미립자 계측·PM센서: 제조환경과 제품의 청정화 요구는 한층 높아진다
-환경광〮조광〮UV센서: 에너지 절약 니즈 및 건강의식 고조와 함께 신장
-자기센서: 차량용 및 산업기기용 고정밀도화 요청에 대응하여 다양한 신제품 등장
-지난 리포트와의 차이: 환경센싱에 대한 주목도가 높아짐에 따라 각종 환경센서 중에서 산업용으로 적합한 타입을 채택하고 있다
※월간지 'Yano E-plus'(2020년 6월호~2020년 11월호)의 관련 특집을 바탕으로 편집, 시장 수치 등도 발췌
리서치 내용
조사결과 포인트
1. 시장동향
그림·표. 산업용 센서(환경센싱 관련)의 세계 시장규모 추이와 예측(금액: 2019~2024년 예측)
2. 관련 플레이어의 대응
3. 주목 동향
제1장 습도센서
~산업기기와 소형IT기기의 고성능화, 품질관리 고도화로 수요 확대
IoT와 농업 관련 문의도 급증, 코로나 이후의 성장 시장으로~
1. 들어가며
1-1. 상대습도와 절대습도
그림. 온도(기온)에 의한 포화 수증기량(g/㎥) 변화
1-2. 습도센서∙습도계측기기의 종류와 특징
(1) 건습구식과 기계식
(2) 전기식 습도센서
① 전기저항 변화형
② 정전용량 변화형
(3) 각종 노점계
2. 습도센서∙습도측정기기 시장의 동향
2-1. 총 시장규모와 지역별 점유율
그림·표. 습도측정용 제품의 세계 총 시장규모 추이〮예측(금액: 2019~2024년 예측)
그림·표. 습도측정용 제품의 세계 지역별 점유율(금액: 2019년)
2-2. 카테고리별 상세 내용과 주요 이용분야
그림·표. 습도측정용 제품의 세계 카테고리별 점유율(금액: 2019년)
그림·표. 습도측정용 제품의 세계 이용분야별 점유율(금액: 2019년)
3. 습도센서∙ 습도계측 관련 기업의 대응
3-1. 저항변화형 제품의 주목기업
(1) TDK 주식회사
그림. TDK의 저항변화형 습도센서의 구조와 제품 사례(CHS-MSS)
(2) 신에이테크놀로지 주식회사
그림. 차량용 온도습도 검출유닛(좌)과 온습도변환기의 사례(THT-B 시리즈)
(3) 호쿠리쿠전기공업 주식회사
그림. 호쿠리쿠전기공업의 습도센서 관련 제품 예
3-2. 정전용량형 습도센서 관련 분야의 주목 기업
(1) Delta OHM Srl/주식회사 사카키코퍼레이션
그림. Delta OHM의 온습도 계측기·트렌스미터 제품 예
(2) Sensirion AG/ Sensirion 주식회사
그림. Sensirion(좌·중)과 Alps Alpine(우)의 습도센서 사례
(3) Visala Oyj/Visala 주식회사
그림. Visala의 정전용량형 습도센서의 구조와 제품 예
(4) SENSATEC 주식회사
그림. 습도센서와 온습도센서의 제품 예(좌: RHS/중·우: RHT-30)
(5) Toplas Engineering 주식회사
그림. Toplas Engineering의 습도변환기 기본형상(TA50B 사례)
그림. Toplas Engineering의 습도 관련 제품 사례
제2장 가스센서
실내외의 공기질에 대한 주목도가 높아져 산업~민생분야에서 수요 증가,
자동차용 배기가스용 센서도 시장규모 확대
1. 들어가며
1-1. 가스센서의 주목방식
(1) 가스센서는 화학량 센서의 대표
표. 가스센서의 대상 가스와 적응검지방식
(2) 주요 검지방식의 특징과 장점
① 전기화학방식
(a) 갈바니 전지식과 정전위 전해식
그림. 갈바니 전지식의 구조와 제품 예(무연산소센서)
(b) 지르코니아식(지르코니아 고체전해질식)
그림. 자동차 배기가스용 지르코니아식 산소센서의 구조
② 반도체 방식
그림. 반도체식 가스센서의 구조와 제품 사례(우)
③ NDIR 방식(비분산형 적외선식)
그림. NDIR 방식 가스센서의 구조와 제품 예
④ 접촉연소방식과 PID(광이온화) 방식
2. 가스센서 관련 시장 동향
2-1. 총 시장규모의 추이와 예측
그림·표. 가스센서의 구분별 세계 시장규모 추이·예측(금액: 2019~2024년 예측)
그림·표. 가스센서와 세계 시장의 구분대별(금액: 2019년, 일반/자동차용 주행계)
2-2. 검지방식별·가스종별·이용분야별 시장 동향
그림·표. 일반가스센서의 세계 시장 검지방식별 점유율(금액: 2019년)
그림·표. 일반가스센서의 세계 시장 가스 종별 점유율(금액: 2019년)
그림·표. 일반가스센서의 세계 시장 이용분야별 점유율(금액: 2019년)
3. 가스센서 관련 기업의 대응
3-1. 산업용~민생용 가스센서 주목기업
(1) City Technologies Ltd / Honeywell 그룹
그림. City Technology 신제품(산소센서: 좌, 주택용 CO센서: 우)
(2) NISSHA FIS, Inc.
그림. NISSHA FIS의 신형 가스측정·검지기기 사례
(3) Nemoto Sensor Engineering Co., Ltd.
그림. 접촉연소식 가스센서(좌·중)와 휴대형 CO검지경보기(우)
(4) FIGARO Engineering Inc.
그림. MEMS형 반도체식 가스센서(좌·중)와 전기화학식 CO센서(우)
3-2. 자동차용 지르코니아식 가스센서 관련 기업
(1) NGK Insulators, Ltd.
그림. 자동차용 고정밀도 NOx 센서의 ZrO2 소자(좌)와 제품 예
그림. 자동차 배기가스용 ‘요소 SCR’ 시스템의 기본구조
(2) NGK Spark Plug Co., Ltd.
그림. 전영역 공연비 센서의 개량형 제품과 그 소비전력(우)
제3장 미립자계측·PM센서
제조환경과 제품의 청정화 요구가 한층 높아져 착실하게 수요 확대
향후는 가스 검지가 주체인 LAQ센서에 대한 탑재도 증가
1. 들어가며
1-1. '부유미립자'와 클린룸
그림. 다양한 입자 크기
표. 클린룸 공기청정도 규격(ISO: 2015년 개정)
1-2. 입자계측기기의 주목방식
(1) 파티클 카운터
그림. 파티클 카운터의 제품 예
① 광산란방식
그림. 광산란방식의 구조와 입자 수·입경을 나타내는 전압신호
② 광차폐방식
그림. 광산란방식과 광차폐방식의 측정영역
③ 응축입자방식(CPC 방식)
(2) PM센서∙분진계
① PM센서(먼지센서)
그림. 기기 내장립용 P센서(먼지센서) 제품 사례
② 분진계
그림. 광산란방식 분진계의 구조와 제품 예
(3) 입도분포 측정 치
그림. (좌)레이저 회석·산란방식의 원리, (우) 동 방식의 롱셀러 제품
1-3. '입자'와 '입자상물질'
(1) 부유입자상물질의 위험성
그림. 초미세먼지, SPM의 크기와 인체에 미치는 영향
(2) 초미세먼지용 센서가 증가
그림. 초미세먼지 발생요인과 대기 중 입자상물질의 입경 분포 예
1-4. 입자상물질용 계측기기·센서의 동향
(1) 옥외 자동계측용 제품의 시장 개황
그림. 입자상물질·분진의 옥외용 연속 계측기(제품 예)
(2) 실내용 계측기기·센서의 개요
그림. PM센서의 구조와 신제품(좌〮중), 실내공기 환경측정기의 사례
그림. 더스트 모니터의 원리와 제품 예·집진기 응용 예
2. 미립자 계측기 관련 시장 동향
2-1. 총 시장규모의 추이와 예측
그림·표. 입자계측기의 종류별 세계 장규모 추이·예측(금액: 2019-2024년 예측)
그림. 입자계측기기 세계 시장의 종류별 점유율(금액: 2019년)
그림. PM센서·분진계·더스트 모니터 세계 시장의 구분별 점유율(금액: 2019년)
그림. 입도분포 측정장치 세계 시장의 방식별 점유율(금액: 2019년)
2-2. 파티클 카운터의 시장 동향
(1) 파티클 카운터의 타입별 상세
그림. 파티클 카운터 세계 시장의 방식별 점유율(금액: 2019년)
그림. 파티클 카운터 세계 시장의 기능별 점유율(금액: 2019년)
그림. 파티클 카운터 세계 시장의 형태별 점유율(금액: 2019년)
(2) 파티클 카운터의 주요 용도와 이용 업계
그림. 파티클 카운터 세계 시장의 주요 용도별 점유율(금액: 2019년)
그림. 파티클 카운터 세계 시장의 이용분야별 점유율(금액: 2019년)
2-3. IAQ관련 계측기·센서의 시장 동향
그림. IAQ 모니터링 관련 제품(복합형) 사례
그림·표. 실내공기질·공기환경용 계측기·센서의 세계 시장규모 추이·예측(금액: 2019-2024년)
그림. 실내공기질·공기환경용 계측기·센서 세계 시장 구분별 점유율(금액: 2019년)
2-4. 공기청정기용 PM센서 시장 전망
그림·표. 공기청정기용 PM센서 세계 시장규모 추이·예측(수량: 2019-2024년)
그림. PM센서 세계 시장의 수요처별 점유율(금액: 2019년)
3. 입자계측기기의 주목 기업 대응
3-1. 파티클 카운터 관련 기업
(1) Beckman Coulter, Inc.
그림. Beckman Coulter의 입자계측 관련 제품 사례
(2) Particle Measuring Systems, Inc./PMS 일본지사
그림. PMS 주요 파티클 카운터(공기중용: 좌·중/액체중용: 우)
(3) TSI, Inc. / Nitta Corporation
그림. TSI의 파티클 카운터 제품 예
(4) RION Co., Ltd.
그림. RION의 파티클 카운터 제품 예
그림. RION의 고점도 시료용 미립자 측정 시스템]
3-2. PM센서(먼지센서)·분진계 관련 기업
(1) Omron Corporation
그림. OMRON의 공기청정기용 먼지센서(좌: 구조도)
그림. OMRON의 파티클 센서(ZN-PD-S: 좌・중, ZN-PD: 우)
(2) KANOMAX JAPAN INC.
그림. KANOMAX JAPAN의 분진계 제품 예와 구조 예(우)
그림. KANOMAX JAPAN의 첨단 입자계측제품 사례
제4장 환경광〮조광〮UV센서
~에너지 절약 및 건강의식의 한층 높아지는 가운데 LCD 제어용 환경광센서와
조명제어용 조광센서, UV센서의 신장이 계속~
1. 들어가며
1-1. 각종 광학센서 시장 개황
그림·표1. 광학센서의 세계 시장 종류별 점유율(금액: 2019년)
1-2. 환경광센서의 주목 기능
그림. 스마트폰에 탑재된 환경광센서 사례
1-3. 조명 제어용 (조광)센서의 주목 기능
(1) 조명 제어 수요가 증가
그림. 통상적인 조명 수법(전반 조명: 좌)과 국부적 전반 조명(우)
(2) 조명 제어·조광용 센서의 동향
그림. 초전형 인감센서의 구조 예(좌)와 그 기능 이미지(우)
1-4. UV(자외선)센서 주목 기능
그림. 자외선 센서의 제품 예
그림. DUV-LED의 살균효과(99.9 살균 시 소요시간)와 양산품 예
2. 환경광, 조광, UV센서 시장동향
2-1. LCD 제어용과 조명 제어용 센서의 시장규모
그림·표. 환경광·조광센서의 세계 종류별 시장규모 추이〮예측(금액: 2019-2024년)
그림. 환경광·조광센서 시장의 세계 시장 종류별 점유율(금액: 2019년)
(1) LCD 제어용 센서 시장의 상세
그림. LCD 제어용 센서 세계 시장의 용도대별(금액: 2019년)
그림. LCD 제어용 센서 세계 시장의 타입별 점유율(금액: 2019년)
그림. 모바일 단말기용 센서 세계 시장/콤보·단독 대별(수량: 2019년]
(2) 조명 제어용(조광) 센서 시장의 상세
그림. 조명 제어(조광)용 센서 세계 시장의 타입별 점유율(금액: 2019년)]
그림. 조명 제어(조광)용 센서 세계 시장의 이용분야별 점유율(금액: 2019년)
2-2. UV(자외선) 센서의 시장 동향
그림·표. UV센서 타입별 세계 시장규모 추이·예측(금액: 2019-2024년 예측)]
그림. UV센서 세계 시장의 분야별 점유율(금액: 2019년)]
그림. 반도체 UV센서 세계 시장 타입별 점유율(금액: 2019년)]
3. 환경광·조광센서 관련 주목기업의 동향
(1) ams AG / ams Japan Co. Ltd.
그림. ams의 광센서/모듈 제품 예(제품 이미지 포함)]
그림. 최소 콤보센서(ALS+근접)와 이것을 탑재한 협 베젤 단말기
(2) Panasonic Corporation
그림. 병실용 서캐디언 조명과 조도·색온도 조정 패턴
그림. PiPit 조광 시리즈(좌〮중)와 WiLIA 무선 조광 시리즈(우)]
그림. 조명 제어용 센서의 제품 사례(초전형 소자: 좌, 복합형: 중〮우)
(3) Rayos Ltd. / Helvar Ltd.
그림. Helvar사 제품에 의한 HCL 시스템의 구성 예
그림. Hevar사의 HCL용 센서의 제품 예
제5장 자기센서
자동차용과 산업기기용의 고정밀도화 요청에 대응해 다양한 신형 제품이 등장하는 역동적인 시장에서 2023년경부터 새로운 단계로 이행
1. 들어가며
1-1. 자기센서의 종류와 특성
(1) 많은 환경 자기장이 존재
그림. 환경 속의 자기장 발생요인과 그 강도(단위:T, G)
(2) 자기장에는 귀중한 정보가 존재
① 제1세대 자기센서
a) 전자유도식 코일(서치 코일)
b) 복합자성 와이어형 자기센서
c) 리드 스위치
그림. 리드 스위치의 구조와 제품 예
② 제2세대 자기센서
a) 홀식 센서
그림. 홀 소자의 이용 예(BLDH: 좌, 손떨림 보정 기구: 우)
b) 자기저항(MR)식 AMR 센서
③ 3세대 자기센서
a) 자기저항(MR)식 GMR 센서
그림. AMR 소자, GMR 소자, TMR 소자의 구조와 전류 방향
b) 자기저항(MR)식 TMR 센서
표. AMR 소자, GMR 소자, TMR 소자와 자기센서의 특성 비교
c) 자기 임피던스(MI)식 센서
그림. 주요 자기센서의 감도영역
d) GSR센서
④ 기타 자기센서
a) 플럭스 게이트 센서
b) SQUID(초전도 광자 간섭계) 센서
2. 자기센서 시장의 현황과 전망
2-1. 총 시장규모의 추이·예측
그림. 주요 자기센서 종류별 세계시장 규모(금액: 2019년)
그림·표. 주요 자기센서의 종류별 세계 시장규모 추이〮예측(금액: 2019-2024년 예측)
그림. 주요 자기센서 세계 시장의 이용분야별 점유율(금액: 2019년)]
2-2. 자기센서 타입별 시장개황
(1)홀식 센서의 시장동향
그림. 홀식 센서 세계 시장 주요 용도별 점유율
(2) MR(자기저항)식 센서의 시장동향
그림. MR식 센서 세계 시장의 타입별 점유율(금액: 2019년)
(3) TMR 소자와 HDD/MRAM의 동향
(4) 기타 자기센서의 시장동향
① 리드 스위치 시장
그림. 파워리드 스위치의 구조
② MI식/플럭스 게이트 센서 시장
2-3. 자동차용 자기센서의 시장동향
그림. 자동차용 자기센서 세계 시장 타입별 점유율(금액: 2019년)
3. 자기센서 관련기업과 신형제품
3-1. 홀소자·MR소자 주목기업
(1) TDK 주식회사
그림. TDK 그룹의 자기센서(홀식: 좌·중/TMR계: 우)
그림. TMR 전류센서의 신제품 ‘CUR423x’의 구조(좌)와 외관(우)
그림. TDK와 도쿄대학이 개발 중인 초고감도 상온 MR 어레이 센서
(2) 아사히카세이일렉트로닉스 주식회사
표. 아사히카세이일렉트로닉스의 홀 소자 재료의 종류와 특성
그림. 세계 최소급의 BLDC용 래치형 홀 IC와 그 응용분야(우)
그림. 코어리스 전류센서 IC의 패키지 구조 비교
3-2. 신형 자기센서의 개발과 관련 기업
표. 신형 자기센서 관련 주목기업과 그 대응-1
표. 신형 자기 센서 관련 주목기업과 그 대응-2
(1)홀센서/MR센서 관련
① Allegro MicroSystems Inc.
② Crocus Technology International Corp.
③ ABLIC 주식회사
그림. BLDC용 홀 IC의 검지방식 비교
(2) 기타 신형 자기센서 관련
① Magnedesign 주식회사
그림. GSR 소자(좌〮중)와 GSR 센서(소자+ASIC)의 시제작 예(우)
②아이치제강 주식회사/ROHM 주식회사
그림. MI 센서의 ‘고성능도’와 모듈 제품]
그림. 자기장 검출형 전류센서의 구형(좌·중)과 MI형(우)의 비교
그림. 자율주행지원 ‘자기 마커 시스템’의 주요 디바이스
제6장 특별기획/냄새센서
식품, 약물, 화약 등의 냄새 검지에 더해,
암 등 각종 질병 진단에도 유용할 가능성 있어
1. 오감에서 후각의 특수성과 냄새센서의 어려움
2. 냄세센서를 통한 데이터화의 임팩트
3. 냄새센서의 주요 작동원리
3-1. 반도체식
3-2. 수정 진동자식
3-3. 전계효과 트랜지스터(FET) 바이오센서
3-4. 막형[표면응력센서(MSS)
4. 냄새센서의 용도
4-1. 의료·헬스케어
4-2. 보안
4-3. 농업·식품
4-4. 커뮤니케이션
5. 바이오이센서의 시장규모 예측
그림·표. 냄새센서 일본 국내 및 세계 시장규모 추이와 예측(금액: 2018-2023년 예측)
그림·표. 냄새센서 용도별 세계 시장규모 추이와 예측(금액: 2018-2023년 예측)
6. 바이오이센서와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. Karumoa Co.,Ltd.
(1) 냄새센서 'POLFA'
그림. 냄새센서 ‘POLFA’의 외관
그림. 냄새센서 ‘POLFA’의 측정원리
(2) 정점식 냄새관측시스템 'LIMOS'
그림. 정점식 냄새관측시스템 ‘LIMOS’의 시스템 구성 이미지
6-2. 국립대학법인 규슈대학(九州大学)
(1) 항원항체 반응을 이용한 표면 플라스몬 공명(SPR) 센서
그림. 초고감도 냄새센서의 개발 콘셉트 모식도
그림. 항체항원반응을 조합한 SPR 센서의 원리도
(2) Chemosensitive Resistor형 인공후각시스템
그림. GC 재료를 사용한 수용막의 전기저항변화 검출용 Chemosensitive Resistor 디바이스
그림. 냄새센서 출력패턴의 기계학습 처리프로세스]
6-3. 다이니치세이코(第一精工) 주식회사
그림. 다이니치세이코 주식회사가 개발한 냄새센서의 외관과 구조
그림. noseStick형 냄새센서의 외관과 구조
6-4. 국립대학법인 도쿄의과치과대학(東京医科歯科大学)
(1) 바이오형광식 가스센서
그림. 바이오형광법을 이용한 아세톤 가스검출시스템의 구성
(2) 피부 가스의 농도 분포를 가시화하는 探嗅 카메라
그림. 探嗅 카메라 관련 이미지
6-5. 국립대학법인 도쿄공업대학(東京工業大学)
(1) 곤충 후각 수용체와 화상인식을 이용한 냄새의 바이오센싱시스템
그림. 냄새센서 세포의 원리를 나타낸 모식도
그림. 냄새 식별의 원리
그림. 화상 데이터 처리 흐름
(2) 단원자금속을 이용한 전기화학 냄새센서
6-6. 국립대학법인 도쿄대학(東京大学)
그림. 세포 표면에 존재하는 후각 수용체
그림. 막 단백질에 의한 화학물질 검지 구조
그림. 모기 수용체를 이용한 냄새센서를 탑재한 이동로봇
6-7. 국립대학법인 도쿄농공대학(東京農工大学)
그림. 마우스 후각 수용체의 세포막 국재성 스크리닝 시험의 개요와 단백질 구조 안정성과의 관계
그림. 컨센서스 후각 수용체 구축 개요
6-8. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)
그림. MSS의 구조와 특징
그림. MSS의 동작 원리를 나타낸 모식도
7. 바이오이센서의 장래 전망
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