全球航空航天和國(guó)防工業(yè)在2019年全速發(fā)展。在國(guó)防領(lǐng)域,由于地緣政治局勢(shì)緊張,政府支出增加,導(dǎo)致世界排名前六位的國(guó)防承包商營(yíng)收大幅增長(zhǎng)了12%。據(jù)斯德哥爾摩國(guó)際和平研究所(SIPRI)估計(jì),2018年全球國(guó)防和軍事支出約為1.8萬(wàn)億美元,美國(guó)則達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的7600億美元。據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空管理局稱,航空航天產(chǎn)業(yè)也在蓬勃發(fā)展,商用飛機(jī)大量交付,預(yù)計(jì)到2038年將交付39000架新飛機(jī)。
高端慣性傳感器是上述系統(tǒng)中用于導(dǎo)航、穩(wěn)定及其它用途的關(guān)鍵組件之一。高端慣性傳感器包括加速度計(jì)、陀螺儀及其組合,在某些情況下還包括更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),例如姿態(tài)航向參考系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng),其中可能包括磁力計(jì)和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器。
2019年,Yole預(yù)估全球高端慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)32.4億美元,并且這仍然是一個(gè)應(yīng)用很廣且高度分散的市場(chǎng)。其中,國(guó)防和軍事應(yīng)用約占40%,商用航空航天應(yīng)用約占26%。其它高度依賴慣性傳感器的市場(chǎng)還包括商業(yè)海事和工業(yè)應(yīng)用,分別占據(jù)18%和16%的市場(chǎng)份額。國(guó)防和軍事、商業(yè)航空航天以及海事應(yīng)用,預(yù)計(jì)將在未來(lái)五年內(nèi)以3~4%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)成長(zhǎng),相比之下,工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域最具前景,預(yù)計(jì)復(fù)合年增長(zhǎng)率將超過(guò)10%。到2025年,高端慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模有可能將達(dá)到40億美元的里程碑。
長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,高端慣性傳感器市場(chǎng)將由我們之前預(yù)測(cè)并期待已久的工業(yè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng),例如:自主機(jī)器人、無(wú)人駕駛汽車、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)以及微型衛(wèi)星等,它們已經(jīng)邁出了關(guān)鍵的一步。這些領(lǐng)域的新晉廠商大多具有不同的背景,但都會(huì)在產(chǎn)品中應(yīng)用慣性傳感技術(shù)。在這些大批量應(yīng)用中,系統(tǒng)集成制造商可選的技術(shù)有很多,良好的成本、尺寸、重量和功耗(C-SWAP)優(yōu)勢(shì),可能使基于MEMS陀螺儀、光纖陀螺儀(FOG)和半球諧振陀螺儀(HRG)的慣性傳感系統(tǒng)受益。
各種陀螺儀的性能及應(yīng)用
在此背景下,全球高端慣性傳感器市場(chǎng)在2019~2025年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將接近4.7%,一直以來(lái)比較穩(wěn)定的高端慣性傳感器市場(chǎng)看起來(lái)前景光明。
慣性傳感器市場(chǎng)經(jīng)歷了幾個(gè)技術(shù)發(fā)展階段。事實(shí)上,從首次應(yīng)用到逐漸成熟的近20年技術(shù)周期中,市場(chǎng)似乎出現(xiàn)了一些變化。最早出現(xiàn)的是機(jī)械陀螺儀,然后是環(huán)形激光陀螺儀(RLG)和光纖陀螺儀(FOG)。
陀螺儀未來(lái)的性能趨勢(shì)
另一方面,硅基MEMS陀螺儀已經(jīng)在高端慣性系統(tǒng)市場(chǎng)完成首秀。盡管硅基MEMS陀螺儀主要用于消費(fèi)類和其它低端商業(yè)領(lǐng)域,但它們具有較低的C-SWAP。硅基MEMS陀螺儀正在不斷改進(jìn),并擠占了很多FOG的工業(yè)應(yīng)用和一些被認(rèn)為高端的戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)用(零偏穩(wěn)定性為1~10°/h)。不過(guò),硅基MEMS陀螺儀在要求零偏穩(wěn)定性低于1°/h的其它應(yīng)用中仍然還不夠成熟。在10到20年的時(shí)間范圍內(nèi),硅基MEMS陀螺儀是否能夠突破性能枷鎖?lw
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