探索气体传感器：评估技术进步并揭示商业机会

探索气体传感器：评估技术进步并揭示商业机会；近年来，人们对健康和环境的认识不断增强。已经开发出多种带有嵌入式气体和 PM（颗粒物质）传感器的设备来监测空气质量。

Yole Group的分析师预计，这一趋势将在未来几年内持续增长，市场将从 2023 年的 17 亿美元增长到 2029 年的 28 亿美元，在此期间气体和 PM 传感器的复合年增长率分别为 8%。

这些数据和详细分析摘自 Yole Group 的最新传感报告：《2024 年气体和粒子传感器》和《2023 年二氧化碳气体传感器比较》。

2023 年气体传感器市场价值 13 亿美元，2029 年将达到 21 亿美元，CAGR23-29 为 8%。
2023 年，颗粒传感器市场规模为 3.33 亿美元。到 2029 年，该市场规模将达到 6.1 亿美元，23-29 年复合年增长率为 11%。

Yole Group 的市场数字背后有众多的气体传感技术。从传统电化学到 PAS 等新兴技术。 NDIR 和 MOX 技术正在占据主导地位，因为它们针对的是保障人们安全的主要气体。他们使用MEMS等半导体技术，因为它具有小型化和低功耗的特点。

在这种动态背景下，涉及 NDIR 技术的厂商（例如 Cubic Sensors）正在获得越来越多的市场份额。在粒子传感方面，主要技术是光学光散射。目前这项技术已经高度成熟，产业也十分发达。市场领导者是 Cubic Sensors，尽管业界看到越来越多的中国公司为消费应用提供低成本解决方案。

Yole Group MEMS 和传感分析师 Pierre-Marie Visse 和 Pierre Delbos 有机会与Innovaer Technologies的共同所有者 Don O’Brien 进行了交谈。Innovaer Technologies是与Cubic Sensors & Instruments的合资企业，专门从事采用 NDIR 技术和 PM 进行气体传感的公司光散射技术传感，关于立方体传感器和仪器的定位以及气体传感 NDIR 技术的未来。发现下面讨论的细节。

Pierre-Marie Visse (PMV)：您能否简要介绍一下您当前的产品组合及其目标应用？

Don O’Brien (DOB)： Innovaer Technologies 与 Cubic Sensors & Instruments 合作，是全球最大的 NDIR 和 PM 传感技术空气和气体传感技术制造商。我们的创新技术用于 HVAC/R、汽车、医疗设备和环境监测应用。

Pierre Delbos (PD)： 随着汽车电气化、自动驾驶以及人们对车内舒适度和娱乐意识的不断增强，汽车行业正在经历巨大的变革。 您对这个市场中的气体和颗粒传感器有何期望？

DOB：我预计汽车行业将开始采用多种受益于气体和颗粒传感器的用例：

EV热失控预警，
电动汽车电池需求优化，
留守儿童检测、
驾驶员警觉性监控，
机舱空气质量监测和改善，
废气分析。
这些用例通过提高车辆安全性和减少这些车辆的碳足迹，为车主创造指数级价值。

PMV： 大规模采用气体传感器进行热失控检测面临哪些挑战？你们的产品如何应对这些挑战？

DOB：在我看来，大规模采用气体传感器进行热失控检测应用的最大挑战是缺乏汽车制造商可遵循的统一标准。迄今为止，存在许多不同的地区标准。

这导致了关于哪些技术最适合该应用以及如何应用适当的技术来创建整体解决方案的知识差距，以便在热失控事件开始时向车辆乘员发出早期预警。

为了应对这一挑战，Innovaer 和 Cubic 直接与汽车原始设备制造商和一级供应商合作，缩小技术知识差距，并演示气体传感器和控制装置如何识别电动汽车电池组热失控的最早阶段。

PD：在工业市场中，气体和颗粒物传感器可以帮助管理 HVAC 以实现节能。另一个应用是检测制冷剂气体泄漏。您认为该应用的气体传感器趋势如何？

DOB：在北美市场，所有 HVAC/R OEM 都需要将传统制冷剂配方改为全球变暖潜能值更低的新配方。这些新配方符合 ASHRAE A2L 安全分类，要求所有 HVAC/R OEM 更新其系统设计，以包括 A2L 制冷剂泄漏检测和缓解装置。

对泄漏检测设备的需求极大地影响了气体传感器的整个可用市场，因为我们知道，在不久的将来，每年制造的 HVAC/R 系统总数将接近 1000 万台，其中大多数系统都需要A2L 制冷剂泄漏检测和缓解系统。

参考我对上述电动汽车热失控检测的看法，这一监管变化的一个独特之处是，HVAC/R OEM、ASHRAE 和保险商实验室协调了所有研究工作，以确保在电动汽车热失控检测方面有统一的标准和测试协议。提前实施强制制冷剂更换。

PMV：CO 2似乎是从消费者安全到工业安全等多个终端市场的主要关注点。如您所知，可以使用多种技术 – PAS、NDIR 和 MOX。每种技术的优缺点是什么？您对 NDIR 的未来有何期望？

DOB：对于 NDIR 技术，我们看到：

优点：高精度 – 能够满足所有 HVAC/R、工业、汽车、医疗设备和环境监测 CO 2测量标准。安装寿命极长 – 15 年以上 – 并且不会受到温度和湿度波动的测量影响。此外，非目标气体不会对测量产生影响。
缺点：与 PAS 和 MOx 相比，外形尺寸稍大，产品成本稍高
那么关于PAS解决方案：

优点：成本低、外形小、SMT 安装 – 非常适合直接面向消费者的级设备。
缺点：测量精度、重复性和安装寿命降低。易受温度、湿度和振动影响的测量。不适合 HVAC/R、工业、汽车、医疗设备和环境监测应用。
借助 MOx 技术，我们认为：

优点：成本低、外形小、SMT 安装 – 非常适合直接面向消费者的级设备。
缺点：测量精度、重复性和安装寿命降低。容易受到非目标气体以及温度和湿度的影响。不适合 HVAC/R、工业、汽车、医疗设备和环境监测应用。
有许多因素会影响潜在的创新型新型 NDIR CO 2传感器。例如：

技术进步，

性能改进，

监管合规性，

更新的外形尺寸，

价格优化，

交付/规模化和批量生产的能力。

Innovaer-Cubic未来的 NDIR CO 2传感器将致力于解决所有这些问题。在不久的将来，我们的客户可以期望看到更小、性能更好的传感器，其具有优化的性价比，满足适当的性能法规。

PD： Cubic 2017年的营业额为1600万美元，2023年接近1亿美元。您是如何实现这样的增长的？您对未来五年的展望是什么？

DOB： Innovaer Technologies 和我们的合作伙伴 Cubic Sensors & Instruments 在过去五年中实现了显着增长。

这种指数增长曲线是我们直销模式的结果：确保我们贴近客户，征求并倾听客户对我们遗留解决方案的直接反馈意见，深入了解影响我们业务的法规。专注于垂直领域，并将这些复杂的数据集提炼成可操作的见解，从而塑造我们未来的产品。

此外，我们努力确保任何商业化技术不仅具有优化的性价比，而且可以批量交付，从而保证客户供应链的稳定性。

我们对未来 5 年、10 年和 15 年的前景非常乐观，因为我们计划在目标市场垂直领域内进行创新，同时研究现有市场之外的新增长领域。