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力傳感器是測量物體因受力變形而產(chǎn)生的應變傳感器，將力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵龅碾娮釉梢詸z測張力、壓力、重量、扭矩、應變和內(nèi)應力等機械量。

傳感器技術(shù)與通信技術(shù)、計算機技術(shù)并稱現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。

近年來，隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G等科技快速發(fā)展，傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最重要的數(shù)據(jù)采集入口，將迎來廣闊的發(fā)展空間。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年我國傳感器市場規(guī)模達 3532億，預計2025年有望增長至5952億，2022-2025年復合增長率達19.07%。力傳感器是傳感器產(chǎn)品的重要組成部分，市場規(guī)模占整個傳感器市場的19%。

按照測量維度，力覺傳感器可以分為一至六維力傳感器。能測幾個維度就是幾維力傳感器。常見的是一維、三維和六維力傳感器，二維和五維的力傳感器較少。

其中，力學量傳感器包括：壓力傳感器、重力傳感器、應力傳感器、力矩傳感器、位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，根據(jù)測量原理的不同，力傳感器上游為半導體材料、金屬材料、有機材料等；下游包括汽車電子、通信電子、消費電子、專用設備等多種領(lǐng)域。

力傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖解

蓬勃發(fā)展的應用市場

汽車電子、消費電子、工業(yè)制造是傳感器的主要下游應用。以MEMS壓力傳感器為例，汽車電子是第一大下游應用領(lǐng)域，約占47.7%的市場份額，其次是消費電子占總市場規(guī)模的18.2%。此外，物聯(lián)網(wǎng)、人形機器人等新興市場推動需求持續(xù)擴張。

機器人成為力傳感器的下一個戰(zhàn)場

自21年馬斯克首次在Tesla AI Day上推出Tesla Bot人形機器人后，機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)加快，大量科技和制造企業(yè)向人形機器人賽道進軍，開啟智能機器人新紀元。

2022 年中國市場六維力/力矩傳感器機器人行業(yè)銷量 4840 套，同比增長 62.58%；2022 年中國六維力/力矩傳感器機器人行業(yè)市場規(guī)模 1.56 億元，同比增長 54.35%。目前，六維力和力矩傳感器市場基數(shù)依然偏小，尚未形成明顯規(guī)模效應。隨著入局者的持續(xù)增加，疊加下游細分市場認知的逐年提升以及應用領(lǐng)域的拓展，六維力和力矩傳感器有望進入高速成長期，期間將伴隨多技術(shù)路線產(chǎn)品矩陣的完善、產(chǎn)品價格的下降以及國產(chǎn)化率的提升。

汽車是壓力傳感器發(fā)展沃土

從功能角度講，汽車傳感器可分為車身傳感器與智能環(huán)境傳感器兩大類，其中車身傳感器也必須用到壓力傳感器。汽車電動化使得溫度、壓力等車身傳感器配置量增加。根據(jù) IHS Markit 預計，相較于傳統(tǒng)燃油車，輕混車型 HEV 由于電氣化程度的提升增加電流與溫度傳感器共6個，插電混動PHEV車型則增加電流與溫度傳感器超 35 個。此外，對于純電動汽車而言，電池安全等也需要增加傳感器進行監(jiān)測。傳統(tǒng)汽車壓力傳感器通常用到2-3組，現(xiàn)在電動汽車要用到10-15組。

力傳感器已成為工業(yè)機器人的關(guān)鍵特性，使它們能夠與任務無關(guān)并與人類一起安全地運行。這些傳感器改進了聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。自動化的采用已經(jīng)改變了全球格局，因為這些傳感器已成為所有自動化設備的關(guān)鍵，在所有操作中提供準確性和精度。

隨著國家不斷出臺利好政策扶持新能源產(chǎn)業(yè)，新能源汽車行業(yè)也得以快速發(fā)展。我國新能源汽車的產(chǎn)量和銷量穩(wěn)步上升，在2022年更是出現(xiàn)大幅上升，產(chǎn)量和銷量分別達到705.8萬輛和688.7萬輛。這也為包括壓力傳感器在內(nèi)的眾多感知設備，提供了更廣闊的發(fā)展沃土。

在汽車領(lǐng)域，六維力/力矩傳感器被廣泛地用在汽車部件和系統(tǒng)級測試、發(fā)動機和動力總成測試、車輛和試驗廠測試、總裝和最終測試。它們在確定新車和部件設計的完整性和優(yōu)化方面都能發(fā)揮重要作用，同時還有助于保證效率、安全性和正確的功能。

無限發(fā)展的應用場景

消費電子行業(yè)也是壓力傳感器重要的應用場景之一。近年來中國消費電子行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)上升的態(tài)勢，2019年我國消費電子市場規(guī)模為17780億元，而2022年上升至18649億元。

航空航天領(lǐng)域是六維力傳感器最早的重要應用領(lǐng)域之一，可用于測量風洞試驗、飛機、衛(wèi)星、火箭等飛行器各種運動狀態(tài)下的六維力信息，通過這些信息，飛行器可以更加準確地感知環(huán)境，控制姿態(tài)，完成各項任務。隨著航空航天技術(shù)的不 斷發(fā)展和應用的深入，六維力和力矩傳感器還可以用于飛機制造、飛行器著陸和起飛過程的監(jiān)測、機械臂控制、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等領(lǐng)域。

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把握力傳感器未來發(fā)展

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展和復蘇，目前全球的傳感器市場得到了新的發(fā)展，產(chǎn)品的市場容量逐步擴大，力傳感器適用于各種工業(yè)設備或工業(yè)器件當中，對當下制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型大有裨益，力傳感器新的發(fā)展趨勢也正在形成當中。

輕重化

力傳感器作為工業(yè)設備的重要部件之一，在未來數(shù)年內(nèi)將不斷致力于降低整個產(chǎn)品的重量并為機器控制系統(tǒng)減重，向輕量化方向發(fā)展，可應用性會進一步加強。

定向化

以工業(yè)服務領(lǐng)域為例，力傳感器大多為通用性產(chǎn)品，多種類型的應用可能使用同一種產(chǎn)品，力傳感器具有高度的兼容性，但未來發(fā)展勢必要朝著工業(yè)控制領(lǐng)域的定向化發(fā)展，比如環(huán)保領(lǐng)域、通訊領(lǐng)域或汽車服務等領(lǐng)域所使用的放心的力傳感器會有一定的差別。

通過定向化設計能夠使其更與行業(yè)更加兼容，加速力傳感器的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，高端產(chǎn)品數(shù)量也將不斷突破，這充分說明力傳感器的質(zhì)量和品種種類都得到了雙重提升。

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審核編輯 黃宇