tmr传感器 2024年中国TMR传感器行业发展机遇及投资前景分析报告—智研咨询

2024年中国TMR传感器行业发展机遇及投资前景分析报告—智研咨询

为了深入解读TMR传感器 行业发展现状以及研判未来走向，智研咨询 精心编撰并推出了《2024-2030年中国TMR传感器行业市场发展调研及投资前景分析报告》 （以下简称《报告》）。这份报告不仅是对中国TMR传感器市场的一次全面而细致的梳理，更是智研咨询多年来持续追踪、实地踏访、深入研究与精准分析的结晶。它旨在帮助行业精英和投资者们更加精准地把握市场脉搏，洞察行业趋势，为未来的决策提供有力支持。

《报告》主要研究中国TMR传感器产业发展情况，涉及TMR传感器产量、需求量、细分需求量、市场规模、区域市场规模、市场均价等细分数据。

《报告》从国内外经济环境、国内政策、发展趋势等方面入手，全方位分析了TMR传感器产业发展状况，对业界厂商掌握产业动态与未来创新趋势提供相应的建议和决策支持。

TMR传感器，也称为隧道磁阻效应传感器，是一种利用隧道磁阻效应的磁敏感元件。TMR传感器根据功能不同可分为TMR线性传感器、TMR电流传感器、TMR角度传感器等，主要应用于对磁场的检测。

由于TMR材料同时具备工作磁场低、灵敏度高、热稳定性好等特性，因此，与GMR效应相比，TMR效应具有更为广阔的应用前景。随着国内企业实力的不断提升和政府政策的持续支持，我国TMR传感器市场在过去几年变化较快。据统计，2023年我国TMR传感器产量从2016年的373.4万个增长至1488.5万个；需求量从2016年的684.8万个增长至4689.4万个；市场规模从2016年的2.34亿元增长至9.29亿元。

TMR传感器产业链上游主要包括磁性薄膜材料、半导体设备等。其中，半导体设备是国内政策的大力支持的产业，在人工智能、物联网等新兴技术的快速发展，政策的大力支持的环境下，我国半导体设备行业将继续保持稳定增长态势。行业中游为TMR传感器的生产供应，目前TMR传感器的领先企业基本上都拥有自己的核心研发技术及知识产权，每年在研发设计上投入的费用较大。由于TMR传感器具有低功耗、小尺寸、高灵敏度的特征，行业下游应用非常广泛，主要应用于工业设备、金融器具、生物医疗、消费电子、汽车领域等。

近年来，随着下游产业应用的快速发展，我国传感器技术取得了长足进步，与发达国家的差距正在缩小，并涌现出了规模不等的众多企业，国内传感器行业的市场竞争正在加剧。TMR传感器依靠其巨大的性能优势取得了快速发展，多家国内外电子企业都在研发和销售基于TMR效应的磁阻传感器，例如美国的NVE科技、日本的TDK、德国的英飞凌、中国的多维科技等公司。目前，我国TMR传感器企业主要分布在江苏、广东、北京、上海、浙江等地区。

智研咨询研究团队围绕中国TMR传感器产业规模、产业结构、重点企业情况、产业发展趋势等方面进行深入分析，并针对TMR传感器产业发展中存在的问题提出建议，为各地政府、产业链关联企业、投资机构提供参考。

数据说明：

1：本报告核心数据更新至2023年12月（报告中非上市企业受企业信批影响，相关财务指标或存在一定的滞后性），报告预测区间为2024-2030年。

2：除一手调研信息和数据外，国家统计局、中国海关、行业协会、上市公司公开报告（招股说明书、转让说明书、年报、问询报告等）等权威数据源亦共同构成本报告的数据来源。一手资料来源于研究团队对行业内重点企业访谈获取的一手信息数据，主要采访对象有企业高管、行业专家、技术负责人、下游客户、分销商、代理商、经销商以及上游原料供应商等；二手资料来源主要包括全球范围相关行业新闻、公司年报、非盈利性组织、行业协会、政府机构及第三方数据库等。

3：报告核心数据基于智研团队严格的数据采集、筛选、加工、分析体系以及自主测算模型，确保统计数据的准确可靠。

4：本报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于智研团队的专业理解，清晰准确地反映了分析师的研究观点。

智研咨询 作为中国产业咨询领域领导品牌，以“用信息驱动产业发展，为企业投资决策赋能”为品牌理念。公司融合定量分析与定性分析方法，用自主研发算法，结合行业交叉大数据，通过多元化分析，挖掘定量数据背后根因，剖析定性内容背后逻辑，客观真实地阐述行业现状，审慎地预测行业未来发展趋势，为客户提供专业的行业分析、市场研究、数据洞察、战略咨询及相关解决方案，助力客户提升认知水平、盈利能力和综合竞争力。主要服务包含精品行研报告、专项定制、月度专题、可研报告、商业计划书、产业规划 等。提供周报/月报/季报/年报 等定期报告和定制数据，内容涵盖政策监测、企业动态、行业数据、产品价格变化、投融资概览、市场机遇及风险分析等。

TMR传感器

TMR传感器是一种新型的磁性传感器，应用了HHD磁头的高灵敏度播放元件——TMR元件。

HDD磁头的播放元件应用了电阻因外部磁场而变的磁阻效应(Magnetoresistance effect)的原理，在1980年代以后，经历了AMR(各向异性磁阻效应：Anisotropic magnetoresistance effect)元件、GMR(巨磁阻效应：Giant magnetoresistance effect)元件、TMR(穿隧磁阻效应：Tunnel magnetoresistance effect)元件，技术逐渐进步，推进了HDD的记录密度飞跃性的提高。各种元件的结构如图1所示。

图1 AMR元件、GMR元件、TMR元件的结构

（模式图）

▷降低耗电量的同时实现高效振动的PiezoHapt™执行器的原理与结构

TMR元件的磁性结构与GMR元件基本相同，但GMR元件的电流平行于膜面流过，而TMR元件的电流垂直于膜面流过。

依靠先进的薄膜过程技术制造的TMR元件是一种薄膜元件，具有2层强磁性体层（自由层/固定层）夹住1～2nm的薄绝缘体的势垒层的结构。固定层的磁化方向被固定，但自由层的磁化方向根据外部磁场方向而变，元件的电阻也随之而变。当固定层与自由层的磁化方向平行时，电阻最小，势垒层流过大电流。另外，当磁化方向为反向平行时，电阻极端地变大，势垒层几乎没有电流流过（图2）。

图2 TMR的原理

图左：当自由层与固定层的磁化方向平行时，电阻变小，流过大电流。

图右：当自由层与固定层的磁化方向为反向平行时，电阻变大，只流过微弱的电流。

▷TMR传感器的输出是AMR传感器的20倍，GMR传感器的6倍

元件电阻的变化比例用MR比这一数值表示。以前的AMR元件、GMR元件的MR比分别为3%、12%左右，而TMR元件甚至达到100%。在用2层强磁性体夹持非磁性体的金属层(Cu等)的GMR元件上，电子的移动表现出金属的导电现象。而在TMR元件上，电子的移动是量子力学的隧道效应。为此，在固定层与自由层处于反向平行的状态，GMR元件具有电子“难以移动”的特性，而TMR元件具有可以说电子“根本不能移动”的极端特性。这是TMR元件的MR比极大的原因，输出表现出“YES或NO”、“1或0”的鲜明特性。

这也是现在的HDD将TMR元件当作高密度播放元件利用的原因。因此，要是将发挥了高灵敏度特性的TMR元件当作磁性传感器利用，可获得极大的输出。实际上，TDK的TMR传感器的输出是AMR传感器的20倍，GMR传感器的6倍，达到3,000mV。图3表示用AMR元件、GRM元件、TMR元件制成的磁性传感器的特性对比（施加电压5V时）。

图3 用AMR元件、GRM元件、TMR元件制成的磁性传感器的特性对比

▷温度漂移、老化也小，最适合车载电气设备、产业设备

如果在TMR传感器上使磁铁旋转，自由层的磁化方向追随磁铁的磁场方向，元件的电阻连续变化。由于电阻值与固定层和自由层的磁化方向的相对角成正比，可当作角度传感器利用（图4）。

图4 利用TMR元件支撑角度传感器的原理

固定层的磁化方向被固定，自由层的磁化方向向外部磁场方向看齐。

由于元件的电阻值与固定层和自由层的磁化方向的相对角成正比，作角度传感器，能够检测360°。

TDK的TMR传感器的输出甚至是霍尔元件的500倍，而且耗电量低（5mW/推荐条件下），因此作为面向车载用途的传感器，具备最佳的特性。例如，可作为汽车的转向角传感器、EPS（电动动力转向器）电机用角度传感器，替代以前的霍尔元件的角度传感器等。

温度漂移（周围温度变化引起输出变化）小是传感器的基本条件。图5的曲线对比了TDK的TMR传感器与以前的AMR传感器的角度误差的温度依存度。以前的AMR传感器在低温侧、高温侧的角度误差极大，而TDK的TMR传感器在大的温度范围保持稳定的角度精度（在磁场范围20～80mT、温度范围-40～150℃的条件下，角度误差±0.6°以下）。另外，老化小也是TDK的TMR传感器的重大特点，除了在车载电气设备上使用外，还可望在各种产业设备上得到活用。

图5 角度误差的温度依存度

（TDK的TMR传感器与以前的AMR传感器对比）

▷也作为旋转传感器、电流传感器为节能行车做贡献

传感检测技术也为汽车的燃油经济性提高做出了巨大贡献。在汽车发动机上，为发动机ECU（电子控制单元）计算燃油喷射的最佳时机与喷射量而获取信息的传感器有曲轴角度传感器、凸轮角度传感器。

曲轴角度传感器、凸轮角度传感器有各种方式，不过由于不易受磨损、灰尘等的影响，非接触式的电磁传感器成了主流。在曲轴、凸轮轴上安装使用了磁性体的齿轮状齿轮脉冲星（脉冲星转子），然后用偏磁施加磁场，以非接触的方式相对配置磁性传感器。如果发动机启动，齿轮脉冲星旋转，齿轮的齿的凹凸使磁铁产生的磁通密度交替变化，因此磁性传感器将其作为脉冲信号取出，根据单位时间的脉冲个数检测转速。为此，也被称作齿轮齿传感器等。

TDK的TMR传感器与使用了霍尔元件的传感器等相比，具有灵敏度和输出极高的特点，除了曲轴角度传感器、凸轮角度传感器外，作为ABS装置的车轮速度传感器也将实现优越的传感检测。作为管理蓄电池的充放电，作为实现节能化的电流传感器，也值得期待。

近年来，在车载电气设备、产业设备、民生设备上，磁性传感器的需求扩大了。有人认为即使元件的特性差一点，也能通过使用方法（软件）弥补传感器的性能。然而，传感器是一种转换器，毕竟要求好的转换效率。另外，为了实现更安全、更舒适的行车，也预测要求车载传感器具有的检测精度是以前的大约2倍。TDK的TMR传感器是高输出、高精度、温度漂移和老化小、稳定性高的划时代的磁性传感器，应对今后严格的要求精度绰绰有余。TDK为了应对多样化的应用，正在努力进一步扩充产品阵容。

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