传感器行业深度研究:五大维度详解智能传感器行业的发展情况
作者 | 未来智库2022-02-08

1. 写在前面:传感器市场增长明显,智能传感器未来发展空间较大

根据国家标准 GB/T 7665-2005 的定义,传感器是指能感受被测量并按照一定的规律转换成 可用输出信号的器件或装臵,通常由敏感元件和转换元件组成。传感器作为连接物理世界和 数字世界的桥梁,一般包含传感单元、计算单元和接口单元。传感单元负责信号采集;计算 单元则根据嵌入式软件算法,对传感单元输入的电信号进行处理,以输出具有物理意义的测量信息;最后通过接口单元与其他装臵进行通信。根据具体应用场景的不同需要,传感器还 可集成其他零部件,不断延伸传统传感器的功能。

传感器技术与通信技术、计算机技术并称现代信息产业的三大支柱,是当代科学技术发展的 重要标志之一。21 世纪以来,传感器逐渐由传统型向智能型方向发展,传感器市场也日益繁 荣。根据赛迪顾问数据,2020 年,全球传感器市场规模达到 1606.3 亿美元,智能传感器市场规模达到 358.1 亿美元,占总体规模的 22.3%。

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据赛迪顾问数据,2016 年至 2019 年间,我国传感器市场规模不断增长,2019 年中国传感 器市场规模达到 2188.8 亿元,同比增长 12.7%,2020 年中国传感器市场规模将突破 2500 亿元,2021 年将增至 2951.8 亿元,增速达到 17.6%。

据赛迪顾问数据,在 2020 年全球智能传感器产业结构中,美国智能传感器产值占比最高, 达到 43.3%,欧洲次之,占比 29.7%,欧美成为全球智能传感器主要生产基地,占比超过 70%,而亚太地区(如中国、印度等)仍将保持较快的增速。

传感器行业未来的发展前景广阔,目前市场上没有专门针对传感器行业公司发展情况的研究 报告。我们梳理了业内 8家代表性公司(保隆科技、四方光电、汉威科技、森霸传感、敏芯股份、苏奥传感、睿创微纳、奥迪威),聚焦各公司的产品形态、下游市场、商业模式、研发方向以及财务状况五个方面,对国内传感器行业公司的发展状况及各自特色进行深度分析。

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2. 产品端:公司产品大多分布各自细分领域,综合性厂商较少

传感器产品种类繁多,可以根据不同的分类标准,如被测量、技术原理、敏感材料、应用领域、使用目的等进行分类。例如,根据传感器感知外界信息所依据的基本效应可将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器;根据测量的用途不同可将传感器分为温度传感器、 压力传感器、流量传感器、气体传感器、光学传感器、惯性传感器等。

据前瞻产业研究院数据,截至 2018 年,全球传感器市场中规模最大的三类传感器是流量传 感器、压力传感器、温度传感器,分别占据全球传感器市场的 21%、19%和 14%。

从各公司产品矩阵看,汉威科技涉足的传感器产品种类最多、范围最广,其他公司的产品大 多集中于各自细分领域。具体来看,汉威科技和四方光电都是以气体传感器产品为公司主要 传感器产品的公司,汉威科技还同时生产多种其他类型传感器;敏芯股份专注于 MEMS 传感器的研发与生产,主要产品包括 MEMS 麦克风、MEMS 压力传感器、MEMS 惯性传感器等;保隆科技和苏奥传感均为主要从事车用传感器研发与生产的公司,其中保隆科技主要生 产车用压力传感器、光雨量传感器及速度位移类传感器等,苏奥传感则主营油位传感器及配件、水位传感器、全量程压力传感器等各类传感器;奥迪威的主要产品包括测距传感器、流量传感器、压触传感器等各类传感器,在超声波传感器领域技术较为先进;睿创微纳是专业 从事非制冷红外热成像与 MEMS 传感技术开发的半导体集成电路芯片企业;森霸传感则聚 焦于光学传感器领域,其主要产品包括可见光传感器和热释电红外传感器等。

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2.1. 流量传感器:奥迪威深耕超声波流量传感器领域,2021H1 营收达 2153 万 元

流量传感器用于监测流速,是流量仪表的重要装臵之一。根据结构型式,流量传感器可分为 叶片(翼板)式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。随着技术发展,也出现了 超声流量传感器、电磁流量传感器和水流量传感器等新型流量传感器。流量传感器常应用在 钢铁、冶金、石化、煤化、造纸、食品、市政工程、能源及水资源管理、污水排放等领域。

由于应用广泛且需求量大,2016-2019 年全球流量传感器市场规模保持增长,至 2019 年市 场规模增至 291 亿美元,2020年市场规模有所下降至 283 亿美元。

目前国内流量传感器的主要厂商包括奥迪威。从产品角度来说,奥迪威的流量传感器产品主 要利用超声波技术对液体或气体的流量进行计量,自 2012 年进入市场,主要应用于智能水 表和热表等领域。由于国内智能水表的起步较晚,公司超声波流量传感器及模组的主要客户 为欧洲和美洲客户,目前奥迪威已进入国际主流品牌智能水表和气表厂商的供应链,成为丹 麦肯斯塔、美国耐普、德国恩乐曼等多个国际表计品牌的器件及部件提供商。

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从营收角度来看,2018 年度至 2020 年度奥迪威流量传感器系列产品收入持续上升。2020 年奥迪威流量传感器收入为 3630.72 万元,2021 年上半年收入则达到 2153.32 万元。

2.2. 压力传感器:苏奥传感深耕车用传感领域,敏芯股份专注 MEMS 传感技术

压力传感器是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号 的器件或装臵,是全球最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利 水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、 管道等众多领域。

根据工艺和工作原理不同,压力传感器可以分为 MEMS 压力传感器、陶瓷压力传感器、溅 射薄膜压力传感器、微熔压力传感器、传统应变片压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电压 力传感器、光纤压力传感器和谐振压力传感器。

目前生产压力传感器类产品的公司包括苏奥传感和敏芯股份。从产品细分类型来看,苏奥传 感主要从事车用压力传感器的研发与生产,而敏芯股份则专注于 MEMS 压力传感器产品, 下游行业包括汽车电子、消费电子、智慧医疗等领域。

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苏奥传感的汽车传感器及配件产品丰富,其中用于国六阶段的燃油蒸发排放系统压力检测传 感器已经量产,在多家主机厂多个车型广泛使用。目前公司已经完成全系列车压力传感器产 品开发(含传统燃油车,新能源车),为发动机进气/排气系统压力检测,空调/热管理系统压 力和温度检测,汽车燃油蒸发排放系统压力检测,内燃机顺滑系统,供油系统和变速箱系统 的压力检测,以及车用碰撞保护安全系统的压力检测,新能源汽车电池包热失控检测提供完 整的压力及温度传感器解决方案。产品压力测量能力覆盖(00-20Mpa)检测范围,精度达 到 0.5%-2%,涵盖 30 余款传感器型号。

敏芯股份的敏芯微 MEMS 压力传感器基于美国专利发明 SENSA 工艺的芯片设计,相比于传 统工艺传感器,具有体积小、重量轻、一致性好、稳定可靠、成本低等优点,此项技术代表 了全球微硅传感器 MEMS 制成工艺的技术潮流与前沿水准。迄今为止,只有德国、意大利 与美国的少数知名半导体企业掌握了类似技术。该项技术已经在中国大陆与美国申请了专利, 并且成功获得了授权。另一方面,敏芯微依托自身成熟的 MEMS 产业链,完成了从 5kPA 到 5MPA 的压力芯片布局,数字胎压计芯片\血压计传感器\汽车 MAP\汽车碳罐油气压力成品等 均已经大批稳定供货,产品广泛地应用于消费电子、医疗、汽车、工业控制等众多领域。

敏芯股份的 MEMS 压力传感器产品的可以分为 MSP-A 型号、MSP-B 型号和其他型号,能 够覆盖包括汽车电子、消费电子、智慧医疗、工控领域等下游领域。

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MSP-A 型号压力传感器主要用于电子血压计,随着国产品牌血压计市场认可度的提高,公司 前期导入的国产血压计终端客户销量增长,使得 MSP-A 型号压力传感器销量增长。MSP-B 型号主要为压力芯片,主要应用于胎压计、高度计,高度计能够应用于无人机、可穿戴设备、 智能手机、平板电脑等产品,压力芯片销售规模较为稳定。其他型号压力传感器主要应用于 汽车工控及其他领域,随着公司进一步开拓上述领域客户,该部分压力传感器销售规模整体 呈增长趋势。

2.3. 温度传感器:热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热敏电阻和 IC 温度传感器

温度传感器是指能够感受温度并转换成可输出信号的传感器,是温度测量仪表的核心部件, 种类繁多。按照测量方式分类,可以分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器;按照传 感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。生活中较为常见的四大温度传感器类型 有:热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热敏电阻和 IC 温度传感器。温度传感器的发展大致 经历了以下三个阶段:传统的分立式温度传感器(含敏感元件)、模拟集成温度传感器、智能 温度传感器。目前国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化 的方向发展。

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近年来,全球温度传感器市场维持逐年增长趋势,除 2012 年受 OEM 市场严重萎缩以及项 目型市场投资放缓的双重影响,全球温度传感器市场规模同比增长仅为 4%以外,其他年份 均保持快速增长,2017 年已达到 273.70 亿美元,预计 2018 年全球市场规模将达到 288.26 亿美元。(前瞻产业研究院)

2.4. 光学传感器:森霸传感主营可见光及热释电红外传感器,睿创微纳专注红外 探测

光学智能传感器按照感测波段的不同分为可见光传感器、红外光传感器和紫外光传感器等, 其中可见光图像传感器占据了最大的市场份额。

1)可见光传感器

可见光传感器是将光作为探测对象,利用光电效应将光能量的变化转换为电信号输出的器件, 主要包括化合物可见光传感器、硅 PN 结型可见光传感器和硅阵列型可见光传感器(即图像 传感器)。其中化合物可见光传感器和硅 PN 结型可见光传感器主要用于手机、电脑、仪表盘 等显示设备的光线感知和自动调节,国内制造技术已较为成熟,年需求量在数亿只左右。

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图像传感器是将光信号转化为电信号的装臵,是摄像头中十分重要的部件,一般可以分为 CCD(电荷耦合器件)和 CMOS(互补金属氧化物半导体)两大类。其中,CCD 图像传感 器具备成像质量高、灵敏度高、噪声低、动态范围大的优势,但由于成本较高、功耗大且读 取速度较慢,主要用于航空航天、天文观测、扫描仪等成像质量需求较高的领域,主要生产 单位为相关科研院所;而 CMOS 图像传感器则由于具有集成度高、标准化程度高、功耗低、 成本低、体积小、图像信息可随机读取等一系列优点,市场份额占比逐年提升。

CMOS 图像传感器是模拟电路和数字电路的集成,主要由微透镜、彩色滤光片(CF)、光电 二极管(PD)、像素设计四个组件构成。

CMOS 图像传感器成本仅为 CCD 图像传感器的 1/3 左右、功耗低且读取方式简单,广泛应 用于手机摄像头、数码相机、AR/VR 设备、无人机、先进驾驶辅助系统、机器人视觉等领域, 目前在全球图像传感器市场中占据主导地位。据中商产业研究院数据,2020 年全球图像传 感器市场中,CMOS 图像传感器占比为 84.1%,CCD 图像传感器占比为 15.9%。

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据 Frost&Sullivan 数据,全球图像传感器产业在过去几年一直保持着增长趋势,自 2016 年 的 128 亿美元增长至 2020 年的208.6 亿美元,年均复合增长率为12.99%。预计至 2021 年, 市场规模将达到 233.2 亿美元。其中,CMOS 图像传感器市场规模也呈持续增长趋势,市场 规模从 2016 年的 94.1 亿美元增长至 2020 年 175.5 亿美元,年均复合增长率达到 16.86%。 预计未来全球 CMOS 图像传感器市场仍将保持较高的增长率,2021 年 CMOS 图像传感器 的市场规模将达到 200.6 亿美元。(报告来源:未来智库)

2)红外传感器

红外传感器具有精度高、检测范围宽、不易受外界环境干扰等优点,近年来随着技术的提高 和成本的大幅降低,在工业检测、智能家居、节能控制、气体检测、移动智能终端、火灾监 控、家庭安防等商业应用的需求迅速提升,新兴的自动驾驶和商用无人机技术扩大了非制冷 红外成像的市场需求。红外传感器包括单元红外传感器、阵列红外传感器和焦平面红外传感 器三大类别。

目前我国生产光学传感器的厂商主要有森霸传感和睿创微纳。从产品角度看,森霸传感主要 从事可见光传感器和热释电红外传感器的研发与生产,产品以传感器为主;睿创微纳则专业 从事非制冷红外热成像与 MEMS 传感技术开发,致力于专用集成电路、MEMS 传感器及红 外成像产品的设计与制造,产品主要包括红外探测器、热成像机芯模组、红外热像仪整机、 激光微波产品及光电系统。

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热释电红外传感器是利用热释电材料的自发极化强度随温度变化的特性,以非接触式形式检 测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转化为电信号,以电压或电流形式输出,并通过 将输出的信号放大,达到控制电路的目的。在热释电领域,森霸传感是国内少数掌握热释电 红外传感器核心技术并拥有自主知识产权的企业之一,在行业内具有显著的竞争优势。公司 的热释电红外传感器可以分为传统型和智能型两类。

可见光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一。森霸传感的可见光传感器产品主要 涉及光敏电阻、光敏三极管、CMOS 线性可见光传感器。

睿创微纳的主要产品为红外探测器芯片、热成像机芯模组、红外热像仪整机、激光微波产品 及光电系统等,主要应用于特种装备以及安防监控、工业测温、人体体温筛查、汽车辅助驾 驶、户外运动、消费电子、森林防火、医疗检测设备、消防、物联网等诸多领域。其中,红 外 MEMS 芯片是红外成像系统的核心元件,是探测器的核心组件,处于整个红外成像产业 链的最上游,睿创微纳经过多年持续的研发,已完全掌握红外 MEMS 芯片的核心技术;红 外探测器是热像仪的核心器件,睿创微纳专注于非制冷红外成像技术及产品的研发、设计与 生产,具有完全自主知识产权,掌握了高性能读出电路芯片技术、半导体材料技术、MEMS 传感器工艺技术、晶圆级真空封装技术、红外图像处理专用集成电路技术、MatrixⅢ智能算 法技术等探测器核心技术。

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睿创微纳在红外探测器在技术上持续保持快速迭代:在像元间距上,先后成功研发像元尺寸 为 35μm、25μm、20μm、17μm、14μm、12μm、10μm 的红外探测器芯片产品;在面阵规 模上,先后发布 160x120、256×192、384×288、640×512、1024×768 及 1280×1024 的红 外探测器产品,并都实现大规模量产。2019 年初,睿创已成功实现 12μm 全系列红外探测器 芯片量产,陶瓷封装和晶圆级封装红外探测器均实现全数字化输出。

从营收角度看,2018 年至 2020 年,森霸传感的热释电红外传感器和可见光传感器的收入规 模都成持续增长趋势,其中热释电红外传感器占比更大。2021 年 1-6 月,森霸传感可见光传 感器收入达 1749.11 万元,热释电红外传感器收入达 13784.24 万元。

2.5. 气体传感器:汉威科技位居行业龙头,四方光电专注光学技术气体传感器

气体传感器是一种可以将气体的某些信息,例如浓度和种类,转换为可以被操作人员、仪器 仪表、计算机等利用的声、电、光或者数字信息的装臵,通常被安装于监测系统探测头内的 监测系统中,用于现场采集空气数据。气体传感器是气体检测系统的核心,对气体检测系统 起着决定性的作用。

气体传感器的下游应用领域众多,主要包括智能家居、汽车电子、消费电子、可穿戴设备、 医疗、工业过程、环境监测等行业,终端客户覆盖行业类型广泛、种类繁杂、分散度高,终 端产品的复杂性、个性化程度高。随着互联网与物联网的高速发展,气体传感器的下游领域 如智能家居、汽车电子、智慧医疗等智慧生活产业正处于高速发展期,显现出良的发展前景。

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按照技术原理的不同,气体传感器可以分为半导体气体传感器、催化燃烧气体传感器、电化 学气体传感器、光学气体传感器、超声波气体传感器、光电离子探测气体传感器等。

从全球范围内看,气体传感器的生产商主要集中在英、日、德、美和中国;高端的电化学类、 红外光学类气体传感器,中国所占份额不足 5%。2019 年我国气体传感器行业市场规模达到 8.49 亿元,同比 2018 年的 7.04 亿元增长了 20.63%。2020 年在新冠疫情的冲击下,医疗 器械领域气体传感器需求激增,气体传感器产业规模升至 14.29 亿元。

国内生产气体传感器的厂商主要有汉威科技和四方光电。从产品种类角度来看,汉威科技是 国内领先、国际知名的气体传感器制造商,能够生产的主流气体传感器产品上百种,涵盖催 化燃烧类、厚膜印刷半导体类、电化学类、红外光学(含激光)类、MEMS 工艺类等全球主 流气体传感器技术,产量占国产气体传感器的 70%。其生产的气体传感器种类齐全、业务规 模较大。而四方光电则专业从事气体传感器、气体分析仪器的研发、生产和销售,进入民用 气体传感器领域相对较晚且专注于光学技术,产品种类相对较少,规模相对较小。

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四方光电开发了基于非分光红外(NDIR)、光散射探测(LSD)、超声波(Ultrasonic)、紫外 差分吸收光谱(UV-DOAS)、热导(TCD)、激光拉曼(LRD)等原理的气体传感技术平台, 形成了气体传感器、气体分析仪器两大类产业生态,空气品质气体传感器、医疗健康气体传 感器和安全监控气体传感器三大产品系列,几十款不同产品,广泛应用于国内外的家电、汽 车、医疗、环保、工业、能源计量等领域。四方光电的空气品质气体传感器主要包括粉尘传 感器、CO2 气体传感器、VOC 气体传感器,以及集成前述两个或两个以上测量单元的集成 空气品质传感器模块和空气品质检测仪。

从营收角度比较,汉威科技将公司气体传感器产品与其他类型传感器产品业务收入一并统计, 2018 年至 2020 年度的传感器业务成本与收入均呈持续上升状态。2021 年上半年,公司传 感器业务收入达到 13135.86 万元。

2.6. 惯性传感器:敏芯股份专注 MEMS 惯性传感技术,2021 年 H1 营收达 836.80 万元

惯性传感器是一种运动传感器,主要用于测量物体在惯性空间中的运动参数。惯性传感器市 场最早由国防、航空航天等惯性导航应用推广而来,按照测量精度可分为高端应用市场和低 端应用市场。

惯性传感器依据敏感量的不同分为加速度计和陀螺仪两大类。加速度计按照自由度分为单轴、 双轴、三轴加速度计,其中三轴加速度计市场占有率最高,加速度计和陀螺仪、磁力计多组 合应用(加速度计与陀螺仪组合构成惯性测量单元,加速度计、陀螺仪和磁力计组合构成电 子罗盘),以达到集成化、多功能的运动检测。加速度计的主要类型有 MEMS 加速度计、石 英挠性加速度计、压电加速度计和光纤加速度计。

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目前国内生产惯性传感器的厂商主要包括敏芯股份。从产品角度来看,敏芯股份专注于 MEMS 传感器的研发与生产,MEMS 惯性传感器是其主要产品系列之一。公司目前 MEMS 惯性传感器主要为三轴加速度传感器,指的是将 MEMS 芯片和与之配套的 ASIC 信号处理芯 片采用先进封装技术组合在一起的测量三轴加速度信号的产品。MEMS 加速度计目前已成 为智能手机和平板电脑等消费电子产品的标配器件,帮助手机在翻转屏幕和电子游戏时进行 姿势识别,另外在行车记录仪、可穿戴设备上也有着广泛应用。

敏芯股份采用晶圆级芯片尺寸封装技术生产的加速度传感器产品尺寸能够缩小到传统产品 尺寸的四分之一,有利于消费类产品对尺寸小型化的需求。公司依靠这一核心技术在全球范 围内率先推出了最小尺寸的 WLCSP 三轴加速度传感器。

2.7. MEMS 传感器:睿创微纳深耕红外传感,敏芯股份主营声学、压力、惯性传 感器

MEMS 传感器是基于微机电系统的典型传感器件。它是指可以批量制造的,集微结构、微传 感器、微执行器以及信号处理和控制电路于一体的器件或系统,其特征尺寸一般在 0.1μm~ 100μm 范围。MEMS 集成了当今科学技术的许多尖端成果,将感知信息处理与执行机构相 结合,改变了人类感知和控制外部世界的方式。

据赛迪顾问数据,中国 MEMS 产业受宏观政策环境、技术进步与升级、物联网应用普及渗 透等众多利好因素的影响,市场规模增长迅速,2020 年中国 MEMS 市场规模达到 736.7 亿 元,增长率达到 23.20%。预计 2022 年市场将会突破 1 000 亿,并且未来每年还会保持 20% 左右的速度持续增长。

传感器行业深度研究:五大维度详解智能传感器行业的发展情况

MEMS 传感器作为获取信息的关键器件,对各种装臵的微型化起着巨大的推动作用,广泛应 用于社会发展和人类生活的各个方面,在全球范围内主要的下游行业包括消费电子、汽车电 子、医疗健康、工业、通信、国防与航空等行业。

据赛迪顾问数据,2019 年,在中国智能手机等相关网络通信产品快速增长的推动下,MEMS 陀螺仪、MEMS 加速度计等产品用量得到快速提高,因此网络与通信成为中国 MEMS 市场 的最大应用领域。2019 年网络与通信领域 MEMS 市场份额上升至 30.9%。汽车电子领域 MEMS 增速迅速,基本和网络与通信领域持平,2019 年市场规模为 173.2 亿元,市场份额 为 28.9%,位居第二。因为 MEMS 在平板电脑中应用渗透率的提高,计算机领域成为中国 MEMS 的第三大应用市场,2019 年市场规模为 85.8 亿元,市场份额为 14.35%。

MEMS 传感器行业是一个新兴的行业,在全球也只有 20 余年的产业化历程。MEMS 传感器 代表了未来传感器的发展方向,具有体积微小、低功耗、一致性高等特点,可大批量、低成 本制造,大大拓宽了传感器的应用领域,为智能设备的发展奠定了重要的技术基础,亦是物 联网的重要组成部分。目前,MEMS 传感器主有三大细分市场,分别是:MEMS 麦克风市 场、MSME 压力传感器市场、MEMS 惯性传感器市场。

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1)MEMS 麦克风

MEMS 麦克风是一种采用 MEMS 技术将声学信号转换为电学信号的声学传感器,与传统的 驻极体麦克风相比,MEMS 麦克风具有体积小、功耗低、可靠性高、抗干扰能力强、产品 一致性高等特点。近年来,MEMS 麦克风是 MEMS 市场中增速最快的细分市场之一,在 智能手机、智能家居、可穿戴设备领域有着广泛应用。在国内市场上,MEMS 麦克风是智能 手机中渗透率较高的产品,中国 3C 产品中智能手机的快速发展以及更多地使用 MEMS 传感 器将持续带动 MEMS 麦克风产品市场的稳定增长。2017 年我国 MEMS 麦克风市场规模为 8.7 亿元,大约占整个 MEMS 传感器规模的 7%。(前瞻产业研究院)

2)MEMS 压力传感器

压力传感器是 MEMS 传感器行业中市场规模最大的细分市场之一,在汽车、消费电子、工 业、医疗和航空领域有着广泛的应用。据 CCID 数据,2020 年我国 MEMS 压力传感器市场 规模约为 135 亿元。据 Yole 预计,全球 MEMS 压力传感器市场将以每年 3.8%的速度增 长,到 2023 年将达到 20 亿美元。

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3)MEMS 惯性传感器

MEMS 惯性传感器是以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础,在单晶硅片上制造出来的微 机电系统,包括加速度计(或加速度传感器)和角速度传感器(陀螺)以及它们的单、双、三轴组 合 IMU(惯性测量单元),AHRS(包括磁传感器的姿态参考系统)。

国内从事 MEMS 传感器研发与生产的主要厂商包括睿创微纳和敏芯股份。从产品角度来说, 睿创微纳主要从事非制冷红外热成像与 MEMS 传感技术开发,更专注于 MEMS 技术在红外 成像、红外探测等领域的研发与应用;而敏芯股份的 MEMS 产品种类和方向更加多样,目 前主要产品线包括 MEMS 麦克风、MEMS 压力传感器和 MEMS 惯性传感器等。

睿创微纳目前已掌握集成电路设计、MEMS 传感器设计及制造、封装测试、机芯图像算法开 发、系统集成等非制冷红外成像全产业链核心技术及生产工艺。 目前,敏芯股份在现有 MEMS 传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各环节都拥有了 自主研发能力和核心技术,同时能够自主设计为 MEMS 传感器芯片提供信号转化、处理或 驱动功能的 ASIC 芯片,并实现了 MEMS 传感器全生产环节的国产化。

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从营收角度来看,2018 年至 2021 年 6 月,敏芯股份 MEMS 产品的各期营业收入分别为 25,266.54 万元、28,402.78 万元、32944.62 万元和 18533.65 万元。各期收入中占比最大 的产品都是 MEMS 麦克风,占比均在 80%以上。

3. 下游端:下游市场丰富广泛,不同公司聚焦领域存在差异

随着 5G 技术与物联网时代的发展,传感器技术作为物联网三大支柱行业之一,其对国民经 济的影响力越来越强。传感器行业的下游领域丰富广泛,包括汽车电子、智能仪表、智能家 居、消费电子、可穿戴设备、网络通信、工业控制、智慧医疗、国防航空等诸多领域。

从产品应用领域看,8 家传感器厂商的下游客户覆盖的领域包括汽车电子、工业制造、网络 通信、消费电子、医疗电子、医疗电子、可穿戴设备、智能家居等。涉及汽车电子领域产品 包括:保隆科技的压力、光雨量和速度位移类传感器,汉威科技的车载 AQS、粉尘、二氧化 碳传感器产品,敏芯股份的 MEMS 压力传感器,苏奥传感的水位、油位传感器及全量程压 力传感器,奥迪威的车载超声波传感器等。涉及消费电子和智能家居的产品主要包括:汉威 电子的柔性传感器、森霸传感的可见光传感器和热释电红外传感器、敏芯股份的 MEMS 麦 克风和 MEMS 惯性传感器、睿创微纳的 MEMS 红外探测器、奥迪威的超声波传感器等。

涉 及环境监测、工业控制、国防航空领域的产品包括:四方光电和汉威科技的气体传感器、敏 芯股份的 MEMS 压力传感器和 MEMS 惯性传感器、睿创微纳的红外探测器等。涉及智慧医 疗领域的产品有:四方光电和汉威科技的气体传感器、敏芯股份的压力芯片和血压计等。总 体而言,8 家公司的产品在很多领域都有应用,就下游领域而言,汉威科技产品种类众多, 广泛应用于工业和民用行业以及汽车电子、消费电子、健康监护、智能出行等市场领域;保 隆科技和苏奥传感更专注于汽车电子领域;四方光电聚焦于智慧医疗、环境监测和工业过程 领域;森霸传感专注于 LED 照明、安防、智能家居领域;敏芯股份涉猎医疗、汽车、工控、 消费电子领域;睿创微纳的主要下游包括特种装备以及安防、工业、汽车、户外运动、消费 电子、医疗等诸多领域;奥迪威则服务于汽车电子、智能仪表、智能家居等领域。

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3.1. 保隆科技:主营车用传感器业务,下游客户资源优质

保隆科技致力于汽车智能化和轻量化产品的研发、制造和销售,主要产品有汽车轮胎压力监 测系统(TPMS)、车用传感器(压力、光雨量和速度位臵类)、ADAS(高级辅助驾驶系统)、 主动空气悬架、汽车金属管件(轻量化底盘与车身结构件、排气系统管件和 EGR 管件)、气 门嘴以及平衡块等。

公司具有优质的客户资源,主要客户包括全球和国内主要的整车企业如大众、奥迪、保时捷、 宝马、奔驰、丰田、通用、福特、日产、本田、现代起亚、菲亚特克莱斯勒、捷豹路虎、上 汽、东风、长安、一汽、吉利、长城、奇瑞和比亚迪等;公司也与电动车龙头企业如蔚来、 小鹏、理想、威马等建立了业务关系。公司还在全球范围内与大型的一级供应商如佛吉亚、 天纳克、博格华纳、马瑞利、延锋、麦格纳、大陆、克诺尔、采埃孚、三五、布雷博等建立 了稳定、长期的供货关系;在售后市场,公司向北美和欧洲的知名独立售后市场流通商如 Discount Tire、Tire Kingdom、ASCOT 和伍尔特等供应产品。公司丰富的客户资源一方面 体现了公司主要产品在行业的市场地位,另一方面有利于公司新产品的市场开拓。

3.2. 四方光电:专注光学技术气体传感器,产品覆盖汽车、医疗、环保检测等领 域

四方光电的主要产品包括气体传感器及气体分析仪器。近些年气体传感器及气体分析仪器市 场规模及国产化需求的扩大,为国内生产企业提供了良好的发展机遇,公司产品在空气品质、 环境监测、医疗健康、工业过程、安全监控、智慧计量领域呈现出较好的发展趋势。

公司的气体传感器产品凭借性能优良、种类丰富、需求响应速度快等优势,得到客户的广泛 认可和应用。通过与核心客户建立密切和互信的伙伴关系,公司能够在客户产品的完整生命 周期内提供配套服务,保持既有产品市场份额的稳定性,并发挥品牌优势不断获取新客户, 另一方面也使公司更好地把握行业未来发展方向,并为此进行相应的技术、产品储备,从而 能够针对客户需求作出快速响应,参与到客户下一代产品的同步研发中去,持续提升市场占 有率。公司产品可广泛应用于家电、汽车、医疗、环保、工业、能源计量等多种领域,从而 大大增强了公司抵御市场风险的能力。

传感器行业深度研究:五大维度详解智能传感器行业的发展情况

3.3. 汉威科技:气体传感器龙头企业,传感器业务下游领域众多

公司以“成为以传感器为核心的物联网解决方案引领者”为产业愿景,通过多年的内生外延 发展,构建了相对完整的物联网(IOT)生态圈,主要是以传感器为核心,将传感技术、智 能仪表技术、通讯技术、云计算和地理信息等物联网技术紧密结合,形成了“传感器+监测 终端+数据采集+空间信息技术+云应用”的系统解决方案,业务应用覆盖传感器、物联网综 合解决方案、公用事业及居家智能与健康等行业领域,在所涉及的产业领域中形成了相对领 先的优势。

在智能仪表领域,公司依托传感器核心技术和多年行业经验,针对应用场景研发生产了多样 化且种类齐全的智能仪表,主要产品包括探测器、报警控制器、便携式检测仪、家用检测仪 及酒精检测仪、环保监测仪器等门类,广泛应用于工业安全、市政监测、环境监测、燃气安 全、智能家居与健康等领域,在石油、化工、燃气、冶金、电力行业客户基础广泛,市场竞 争力突出,随着行业客户数字化改造、安全的重视及国产替代进程不断加快,业务发展向好。

在物联网综合解决业务方案领域,依托核心传感器技术,公司研发生产了多样化的智能仪表, 智能仪表作为不同场景的感知硬件终端,将感知信息通过 NB-IoT 等多种通讯手段传输至公 司研发的物联网监控系统,监控系统根据客户需求对重点信息进行分析处理,最终形成可视 化展现和智慧化应用。

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居家智能和健康业务通过物联网技术对家庭中的环境安全健康、人体健康、智能设备进行有 机联通和管理,结合数据服务运营能力,夯实了空气质量、燃气安全类市场,拓展了水质安 全类市场,为人们提供专业可靠的“监测+治理”居家智能和健康全方案服务。公司公用事 业旨在利用先进的物联网技术通过投资、建设、运营供水及供热等市政公用设施,为民众提 供质优、经济、便捷的公用事业服务,打造供水、供热智慧化产业标杆,并不断深化公司智 慧公用“试验田”、“样板间”的战略职能。(报告来源:未来智库)

4. 模式端:包括直销、经销、仓储销售模式,境内外市场均有覆盖

由于各公司的主营业务各不相同,所以在销售模式和地域上存在差异。从销售模式来看,汉 威科技、四方光电、森霸传感、苏奥传感、奥迪威都是以直销为主,敏芯股份则采取了经销 为主直销为辅的模式。保隆科技在 OEM 市场主要执行仓储销售模式,睿创微纳在 B2B 端以 直销为主,在 B2C 端以经销为主,辅以电商销售。从销售地域来看,保隆科技的境外销售 规模更大,四方光电、汉威科技、森霸传感、敏芯股份、苏奥传感、睿创微纳主要在境内销 售,奥迪威的境内外销售规模相当。

4.1. 保隆科技:OEM 市场销售主要执行仓储销售模式,境外业务规模更大

保隆科技的销售流程主要分为几个环节:①生产主体将产品销售给保隆工贸;②保隆工贸直 接销售给境内客户,境外客户中非 T/T(信用证或托收)方式结算的客户由保隆工贸直接销 售;T/T(电汇)方式结算的客户,保隆工贸销售给香港威乐后由其对外销售;③香港威乐 直接销售给海外客户和公司境外子公司;④境外子公司美国 DILL、波兰隆威、欧洲威乐直接 对外销售。卡适堡是公司立足于国内售后市场的贸易子公司,公司少量产品通过卡适堡对外 销售。

因整车制造商执行 JIT 生产模式(准时生产系统),汽车零部件 OEM 供应商需要靠近整车 制造商建立自身的仓储体系。公司 OEM 市场销售主要执行仓储销售模式,具体方式为:A、 在整车制造商、汽车零部件一级供应商附近建立仓储点,一般与第三方物流公司签订仓储协 议,由第三方物流公司负责产品入库、出库管理;B、向仓储点备货,一般根据整车制造商、 汽车零部件一级供应商的需求情况储备合理的安全库存,仓储点做入库;整车制造商、汽车 零部件一级供应商向仓储点提货,同时仓储点做出库。

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目前,保隆科技主要产品订单获取途径主要有:A、争取现有客户的新增项目;B、通过参加 全球汽车零部件展会、专业中介组织的采购配对见面会拓展新客户;C、通过专业媒体广告 向外宣传产品以吸引潜在客户。

2020 年新冠疫情肆虐全球,受此影响,公司海外市场销售同比下降 7.4%,中国应对疫情迅 速、措施得力,快速控制住了疫情,中国车市率先恢复。受益于中国车市恢复和传感器、轻 量化结构件、空气弹簧、ADAS 等新产品的市场销售增长,报告期内公司在境内销售同比增 长 20.11%。

4.2. 四方光电:直销占比 90%以上,华东、华南、华北地区销售占比较大

四方光电采用以直接客户销售为主、贸易商销售为辅的销售模式,秉承“销售、研发、项目 管理、客户服务”四位一体的销售策略,采用从技术方案、产品设计、生产交付到售后服务 的一体化经营模式,积极开拓国内、国际市场。公司在国内市场大力发展大客户及核心渠道 销售;在国际市场加速实施“国际化”战略,进一步提升欧洲、亚洲优势区域市场份额及拓 展一带一路沿线及北美市场。

2017 年至 2020 年 6 月四方光电通过直接客户销售模式获得的收入分别为 10141.76 万元、 10659.59 万元、21812.80 万元、9865.21万元,在各期主要产品收入中的占比分别为97.06%、 91.69%、94.28%、93.83%,直接客户销售是公司的主要销售模式。公司贸易商销售收入主 要来自于境外,通过贸易商快速打开境外市场,有效降低市场开发成本。

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2017 年至 2020 年 6 月四方光电的境外收入分别为 650.38 万元、1434.36 万元、2077.32 万元、1421.13 万元,在各期主要产品收入中的占比分别为 6.22%、12.34%、8.98%、13.52%, 在公司主营业务收入中占比较小。公司的销售收入主要来源于华东、华南、华北区域。

2017 年至 2020 年 6 月,公司应收账款周转率分别为 4.54 次、3.94 次、5.87 次和 2.05 次, 应收账款周转率存在一定波动。2019 年公司的应收账款周转率显著上升,主要原因系公司 提升了应收账款管理水平。总体来说,公司应收账款周转率低于同行业可比上市公司的平均 水平,主要原因系公司的大客户的信用期相对较长,大客户的款项均能按时足额收回,回款 情况良好。

4.3. 汉威科技:传感器产品直销为主,采用“备货+订单”相结合方式

公司传感器和仪器仪表类产品多以直销为主,因产品标准化程度较高,采用“备货+订单” 相结合的方式,从技术方案、产品设计、生产交付到售后服务的标准化批量生产的订单产、 销模式。部分仪表类产品也采用“解决方案+产品投标”的方式进行销售。公司物联网应用 产品多以“项目+服务”的方式进行销售,需要提前为客户做项目方案,通过招投标的方式 开展项目的建设、实施、验收、回款,业务周期相对其他产品较长。公司产品与大部分的集 团化客户都采用直销模式,少量碎片化的市场或产品采用合作伙伴分销的模式。物联网解决 方案通过集成和被集成的形式,在市场活动中以集成项目和“软件产品+服务”的模式销售。 近年来也通过物联网平台、云端 SaaS 服务在安全监管和运维服务方面开展业务,提高客户 粘度,增加营收。

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5. 研发端:各自深耕细分领域,各公司研发投入整体呈增长趋势

相对于美国、日本以及德国等发达国家,我国传感器相对起步较晚,研究涉及面广泛、技术 壁垒高,属于多学科、多领域交叉的研究领域。随着物联网时代的加速到来,传感器行业的 技术发展呈现出数字化、智能化、微型化、集成化的趋势,国产替代需求的重要性正日渐突 显。

1)汽车电子领域

在汽车电子领域,国内主要的车载传感器厂商包括保隆科技、苏奥传感和奥迪威,三家企业 主要将传感器的小型化、智能化、轻量化作为主要研发方向,将在降低成本、降低功耗的同 时提升产品的精度和可靠性作为研发的重点目标。

2)气体传感器领域

在气体传感器领域,国内主要的厂商包括汉威科技和四方光电。汉威科技作为气体传感器龙 头企业,在保持气体传感器技术领先的同时,致力于打造涵盖机械、电子、光学、软件等设 计制造为一体的仪器仪表技术平台,持续推进多门类传感器以及多种工业安全、环境监测类 仪器仪表的研发和市场投放。公司还将传感器、仪器仪表深入到物联网下游应用领域,在未 来高质量打造“传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用”的完整物联网技术平台。 四方光电主营光学技术气体传感器,目前在超声波气体传感器和燃气表项目、推动发动机排 放 O2/NOx 传感器开发以实现进口替代、拓展核心气体传感技术在医疗健康产业的转化应用 三大方向持续投入研发力量。

3)光学传感器领域

在光学传感器领域,国内主要厂商包括睿创微纳和森霸传感。睿创微纳专注红外成像、红外 探测领域,投入大量研发力量推动红外传感技术在各个领域的应用,致力于 MEMS 红外芯 片的研发与制造。森霸传感则将智能传感器的研发作为重点的发展方向,致力于推动关键材 料创新,支持 MEMS 和 CMOS 集成等工艺的新型智能传感器研发,推动智能传感器实现高 精度、高可靠、低功耗、低成本的发展。

4)MEMS 传感器领域

在 MEMS 传感器领域,国内的主要厂商包括敏芯股份和睿创微纳。敏芯股份在继续深入 MEMS 麦克风、MEMS 压力传感器和 MEMS 惯性传感器产品研发的同时,顺应市场趋势, 在 MEMS 微流控芯片和 MEMS 光学传感器领域也进行了技术布局。睿创微纳不断推动 MEMS 技术与红外传感技术的结合,在红外探测、红外成像领域继续加大投入,不断推出更 高技术水平的产品。

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5.1. 研发投入:保隆科技研发投入规模最高,睿创微纳研发费用率优势较大

从研发费用来看,保隆科技和汉威科技的研发投入规模一直保持在较高水平,2021H1 分别 达到 13673.04 万元和 6074.22 万元;睿创微纳的研发投入规模在 2018 至 2020 年期间快速 增长,2020 年度达到 22834.81 万,2021H1 为 5040.51 万元,目前投入规模也处于同行业 高位,具有较好的成长性。这三家公司的研发投入情况与其他五家公司相比具有较大优势。 2021H1,8 家公司的研发投入均值在四千万元左右,研发投入中值在两千三百万元左右。

从研发费用率来看,睿创微纳一直稳定保持在较高水平,2021H1 研发费用率达到 14.33%; 敏芯股份近年来保持持续增长趋势且也达到了行业高位水平,2021H1 研发费用率达到了 15.71%。总体而言,睿创微纳和敏芯股份的研发费用率至 2021H1 水平相近且已与第二梯队 拉开差距,均在 15%左右的水平。8 家公司 2021H1 的平均研发费用率在 8%左右。

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5.2. 人员情况:保隆科技研发人员最多(743 人),睿创微纳占比最大(46.65%)

从研发人员数量来看,截至 2020 年底,保隆科技的研发人员最多(743 人),其次是汉威科 技(688 人)和睿创微纳(605 人)。从研发人员占比来看,睿创微纳的研发人员占比最高(占 比 46.65%),其次是敏芯股份(占比 27.33%)和汉威科技(27.00%)。(报告来源:未来智库)

5.3. 技术发展:细分领域各自深入,微型化+集成化+智能化成普遍趋势

保隆科技

保隆科技以“让更多人受益于汽车科技的发展”为愿景,以各产品线成为全球细分市场前三 名为目标,以智能化、轻量化为主要发展方向,从零部件向总成、系统供应商发展,同时, 既要着重开拓中国境内市场,也要加强国际化运营的布局,并不断推进流程化、项目化、数 字化的运营管理能力建设。公司在新兴业务的发展路径上,既重视自主研发,也会积极采取 合资、合作等方式整合资源,与产业内的业务伙伴结成战略联盟,协同发展。

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四方光电

1)依托超声波测量技术优势,加快超声波气体传感器和燃气表项目落地。超声波燃气表是 公司重要的募投项目。目前已建立起产品生产和质控体系,完成了产品的前期研究和认 证工作,已经具备了一定的市场基础。公司将在规范使用募集资金的基础上,建设 300 万支超声波气体传感器及 100 万支配套仪器仪表生产项目。项目实施后,预计税后内部 收益率约为 21.22%,税后投资回收期为 5.03 年,年均利润总额为 1.74 亿元。

2)推动发动机排放 O2/NOx 传感器开发,实现进口替代。随着“国六”标准的颁布及逐渐 实施,O2及 NOx 传感器前装及后装市场持续扩容。目前,发动机 O2及 NOx 传感器的 主要市场份额由境外厂商占据,国内需求严重依赖进口。为降低对境外厂商的依赖程度, 我国具备发动机 O2及 NOx 传感器自产能力的厂商迎来广阔的国产化替代契机。

3)拓展核心气体传感技术在医疗健康产业的转化应用。公司将不断完善超声波气体传感、 微流红外传感、红外双光束气体传感等核心技术在医疗健康领域的拓展应用,逐步形成 制氧机配套氧传感器、肺功能检查仪、呼出一氧化氮分析系统、综合肺功能仪、运动心 肺功能测试系统等多元化产品布局,为健康呼吸全病程解决方案提供完备的气体传感技 术保障。

汉威科技

传感器属于物联网感知层的核心技术,公司经过二十余年的潜心研发,现已打造出包含芯片 设计、敏感材料、制造工艺、封测技术等全流程的传感器核心技术平台,具备国内领先的气 体传感器研发和生产技术。随着平台技术的扩展强化,更多新种类的传感器产品不断产出。 公司掌握厚膜、薄膜、MEMS、陶瓷等核心工艺,能够生产半导体类、催化燃烧类、电化学 类、红外光学类、光致电离类等主要种类气体传感器,全产业链自主可控,稳居气体传感器 领域龙头地位。同时,发挥传感器技术优势,支撑打造涵盖机械、电子、光学、软件等设计 制造为一体的仪器仪表技术平台,持续推进多门类传感器以及多种工业安全、环境监测类仪 器仪表的研发和市场投放,不断强化传感器的核心竞争力及仪器仪表的技术领先优势,筑高 行业壁垒。

公司将传感器、仪器仪表深入到物联网下游应用领域,为物联网应用提供充分的硬件支撑和 数据来源,结合 GIS、SCADA 等技术组成领先的物联网系统技术,在智慧安全、智慧城市、 智慧环保等领域进行智慧化升级与改造,向着物联网平台化方向不断完善。未来,公司将持 续保持领先的物联网技术,丰富物联网系统解决方案的应用场景,不断打磨“三类平台”的 协同发展、技术融合,高质量打造“传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用”的 完整物联网技术平台,加快构建深度融合、万物互联的物联网产业超级生态圈。

6. 财务端:保隆科技体量最大,睿创微纳和四方光电增长较快

6.1. 收入端:保隆科技 2021H1 营收达 19 亿元,四方光电和睿创微纳增速较快

从营业收入角度来看,保隆科技和汉威科技的营收规模较大,2021H1 营收分别达到 19.00 亿元和 11.00 亿元;睿创微纳增长速度较快,且目前营收规模在行业中也已达到较高水平, 2021H1 的营收规模和营收增速分别为 8.70 亿元和 25.54%。总的来说,8 家公司的营业收 入整体呈增长趋势,2021H1 的营业收入均值在六亿三千万元左右,营业收入中值在三亿元 左右。

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6.2. 利润端:睿创微纳近年来处于行业高位,四方光电 2021H1 增速达 216.77%

归母净利润方面,睿创微纳近年来增长迅速且已达到行业高位水平,2021H1 归母净利润规 模和增速分别为 3.19 亿元和 3.41%;保隆科技的增长率变动幅度较大,汉威科技于 2020 年 实现归母净利润扭亏为盈,这两家公司的归母净利润规模目前也都处于行业较高水平, 2021H1 分别达到 1.23 亿元和 1.39 亿元。总体而言,睿创微纳、保隆科技、汉威科技三家 公司相较于其他五家公司在归母净利润方面较占优势,8 家公司的归母净利润规模整体呈增 长趋势,2021H1 归母净利润均值在一亿元左右。

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