傳感器是人形機(jī)器人感知層的關(guān)鍵，基于MEMS工藝的力控、觸覺、慣性傳感器有望充分受益。 ①人形機(jī)器人將更重視感知層和交互層，傳感器的重要性凸顯。在智能機(jī)器人中，傳感器用量大，成本占比高，特斯拉optimus機(jī)器人上各類傳感器成本占比接近30%。 ②人形機(jī)器人即將迎來(lái)快速發(fā)展階段，傳感器將在此過程中充分受益；其中力控、觸覺、慣性三類傳感器的成本較高，且國(guó)內(nèi)外在高端產(chǎn)品的技術(shù)水平上仍存在較大差距。MEMS傳感器由于其高集成性、小體積、規(guī)?；a(chǎn)成本低等諸多優(yōu)勢(shì)，是應(yīng)用于機(jī)器人傳感器的上佳解決方案之一。 六維力傳感器是機(jī)器人精準(zhǔn)力控的優(yōu)選方案，技術(shù)壁壘較高，我國(guó)正快速追趕世界先進(jìn)水平。 ①力/力矩傳感器是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)力感知的重要途徑。人形機(jī)器人通過主動(dòng)力控實(shí)現(xiàn)“觸覺”感知，以力傳感器為主的力控是機(jī)器人精準(zhǔn)力控的優(yōu)選。而六維力傳感器是維度最高的力覺傳感器，能給出最為全面精準(zhǔn)的力覺信息。

②MEMS有望加速替代金屬箔片式力傳感器。從技術(shù)路線看，當(dāng)前六維力以金屬箔片式為主，但這類產(chǎn)品存在在人工成本高，效率低等缺陷，相比之下，硅基MEMS式成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)，未來(lái)有望成為主流。 ③海外先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，國(guó)內(nèi)企業(yè)快速追趕。目前ATI等海外企業(yè)主導(dǎo)全球市場(chǎng)，我國(guó)的六維力傳感器行業(yè)起步較晚；受制于維間耦合和標(biāo)定檢測(cè)等技術(shù)壁壘，目前仍處于產(chǎn)業(yè)早期，2022年市場(chǎng)規(guī)模僅約2.4億元。以坤維科技、藍(lán)點(diǎn)觸控、南寧宇立等為代表的民族品牌正快速實(shí)現(xiàn)六維力傳感器的國(guó)產(chǎn)化和高端化；其中，坤維科技已成功自主研發(fā)量產(chǎn)準(zhǔn)度高于0.5%的六維力傳感器，目前在國(guó)內(nèi)市占率超50%。 柔性觸覺傳感器有望進(jìn)一步強(qiáng)化機(jī)器人感知能力，目前處于產(chǎn)業(yè)化早期，成長(zhǎng)空間廣闊。 ①柔性觸覺傳感器有望升級(jí)機(jī)器人感知能力。柔性觸覺傳感器相比傳統(tǒng)的剛性傳感器，具備可彎折、延展性等特質(zhì)，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療保健、消費(fèi)電子、工業(yè)等領(lǐng)域。人形機(jī)器人所需的“電子皮膚”即使用柔性材料制備而成的陣列式觸覺傳感器，有望使機(jī)器人具備多物理量（溫度、力、粗糙度等）感知能力，幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精細(xì)操作。根據(jù)其感應(yīng)原理，主要可分為壓電式、壓阻式、電容式觸覺傳感器。 ②預(yù)計(jì)2028年全球柔性傳感器市場(chǎng)空間超500億元，國(guó)內(nèi)增速有望大幅高于海外。根據(jù)漢威科技微信公眾號(hào)，2021-2028 年全球柔性傳感器市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)6.8%，預(yù)計(jì) 2028 年可達(dá)84.7 億美元；國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，2022年中國(guó)柔性傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為21.12億元，2017-2022年CAGR超過23%，其中消費(fèi)電子、醫(yī)療為主要需求來(lái)源。

③海外龍頭占據(jù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)企業(yè)加速追趕。隨著MEMS技術(shù)、電子印刷工藝、3D打印技術(shù)等加工工藝的升級(jí)，“電子皮膚”有望向高密度、高靈敏、快響應(yīng)、多功能、高集成的方向發(fā)展。競(jìng)爭(zhēng)格局方面，Novasentis、Tekscan、JDI等海外企業(yè)市占率仍然居于前位，根據(jù)QY Research數(shù)據(jù)，全球前八大柔性觸覺傳感器企業(yè)2022年占據(jù)57.1%的市場(chǎng)份額，市場(chǎng)集中度較高；國(guó)內(nèi)企業(yè)中，能斯達(dá)（漢威科技子公司）、帕西尼傳感、力感科技等諸多公司均有柔性傳感器生產(chǎn)布局，但均處于早期；人形機(jī)器人的需求驅(qū)動(dòng)有望加速國(guó)產(chǎn)品牌技術(shù)進(jìn)階。 慣性傳感器助力人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制、導(dǎo)航定位，高性能傳感器的國(guó)產(chǎn)替代空間巨大 ①M(fèi)EMS慣性傳感器具備體積小、功耗低、集成能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在人形機(jī)器人領(lǐng)域適用性較高。利用IMU（慣性測(cè)量單元） 能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量機(jī)器人的角速度和加速度，從而幫助機(jī)器人維持穩(wěn)定的姿態(tài)和平衡，結(jié)合GPS或衛(wèi)星定位，可實(shí)現(xiàn)精確的導(dǎo)航和定位。按照精度由高到低，慣性傳感器分為戰(zhàn)略級(jí)、導(dǎo)航級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)和消費(fèi)級(jí)，預(yù)計(jì)人形機(jī)器人所使用的IMU與L3級(jí)別智能駕駛精度要求接近，通常適配戰(zhàn)術(shù)級(jí)及精度接近戰(zhàn)術(shù)級(jí)的消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品。 ②2021年全球MEMS慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模約35億美元，預(yù)計(jì)將維持8-10%的年化增速。其中，高性能MEMS慣性傳感器（除消費(fèi)級(jí)外的MEMS慣性傳感器）約占整體的20%。我們預(yù)計(jì)高性能慣性傳感器受益于智能駕駛、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等下游高速發(fā)展，增速應(yīng)高于整體行業(yè)水平。 ③MEMS慣性傳感器競(jìng)爭(zhēng)格局分析。2021年全球MEMS慣性傳感器CR5達(dá)到85%以上。海外頭部廠商博世、霍尼韋爾等多采用IDM模式；芯動(dòng)聯(lián)科等國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商多采用Fabless模式。未來(lái)部分國(guó)內(nèi)消費(fèi)級(jí)MEMS慣性傳感器廠商有望切入高性能領(lǐng)域，加速高性能MEMS慣性傳感器國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。 人形機(jī)器人傳感器市場(chǎng)規(guī)模敏感性測(cè)算：六維力/柔性/慣性傳感器對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間約為103/103/62億元 ①假設(shè)條件：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，六維力傳感器和高性能MEMS慣性傳感器、柔性觸覺傳感器的價(jià)格仍然較高。隨著下游高精度力控、慣性應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)充，特別是即將爆發(fā)的人形機(jī)器人所帶來(lái)的需求，上述類型傳感器或?qū)⒂瓉?lái)規(guī)?；瘧?yīng)用和量產(chǎn)機(jī)遇，成本有望大幅降低并實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)。

②結(jié)論：中性假設(shè)下，預(yù)計(jì)人形機(jī)器人帶動(dòng)主要三類傳感器需求量2030年有望達(dá)到268億元。根據(jù)我們測(cè)算，保守/中性/樂觀情況下，2030年人形機(jī)器人產(chǎn)量有望達(dá)到約72萬(wàn)/103萬(wàn)/146萬(wàn)臺(tái)，屆時(shí)六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模分別約為72/103/146億元；柔性觸覺傳感器市場(chǎng)規(guī)模分別約為72/103/146億元；IMU的市場(chǎng)規(guī)模分別約為43/62/87億元。 ③建議關(guān)注：力傳感器標(biāo)的柯力傳感、中航電測(cè); 柔性觸覺傳感器標(biāo)的漢威科技；慣性傳感器標(biāo)的芯動(dòng)聯(lián)科、華依科技 風(fēng)險(xiǎn)提示：人工智能&大模型技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期、人形機(jī)器人商業(yè)化進(jìn)程不及預(yù)期、行業(yè)規(guī)模測(cè)算偏差風(fēng)險(xiǎn)、研報(bào)使用的信息存在更新不及時(shí)風(fēng)險(xiǎn)等。

正文分析

審核編輯 黃宇