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1、浙商機械國防團隊傳感器：人形機器人實現“具身感知”的關鍵 人形機器人系列深度PPT（四）行業評級：看好2024年2月18日分析師邱世梁分析師王華君研究助理姬新悅郵箱郵箱郵箱證書編號S1230520050001證書編號S1230520080005證券研究報告傳感器：人形機器人“具身感知”的關鍵，國產替代空間大21、傳感器：人形機器人感知內外部環境的基礎，預計產業化成熟后在人形機器人BOM成本中占比合計約22%人形機器人主要包含四大核心技術模塊：環境感知模塊、智能AI芯片模塊、運動控制模塊、操作系統模塊。其中環境感知模塊主要由負責數據采集與環境認知的傳感器構成。根據馬斯克2024年1月16日發布的

2、視頻，Optimus已可在桌面上進行疊衣服操作，隨著人形機器人目標應用場景從工業場景向家庭場景拓展，對人形機器人傳感器體系提出更高要求：（1）力矩傳感器：用于關節處測量力矩/扭矩，按照測量維度可分為一至六維力傳感器。產業化成熟后，在人形機器人BOM成本中占比約16%；（2）觸覺傳感器：用于靈巧手等部位實現觸覺反饋，主要有MEMS和柔性電子皮膚兩種技術路線。產業化成熟后，在人形機器人BOM成本中占比約3%；（3）視覺傳感器：人形機器人的“眼睛”，利用環境和物體對光的反射來獲取及感知信息。產業化成熟后，在人形機器人BOM成本中占比約2%；（4）慣導IMU：能夠測量人形機器人的角速度、加速度。產業化

3、成熟后，在人形機器人BOM成本中占比約1%。2、市場規模：力矩傳感器、視覺傳感器、慣導應用場景廣泛，觸覺傳感器仍處于早期發展階段，人形機器人打開較大增量市場空間目前全球力矩傳感器、柔性觸覺傳感器、視覺傳感器、慣導IMU的市場規模分別為589、110、880、43億元，預計至2030年人形機器人領域增量市場空間分別達333、47、37、23億元。3、競爭格局：目前人形機器人領域傳感器供應以海外廠商為主，國內企業起步較晚，有望借力人形機器人產業趨勢彎道超車（1）力矩傳感器：應變式六維力矩傳感器應用較廣、壁壘較高，目前國內廠商體量較小。六維聯合加載設備是重要設備，應變片和人工成本是降本關鍵。（2）觸

4、覺傳感器：由于應用領域受限、工藝壁壘較高，目前主要以國際生產廠商為主，國內廠商在設計研發、材料研究、批量化生產等方面持續突破。（3）視覺傳感器：基恩士和康耐視作為機器視覺龍頭占據超60%的全球市場份額，2021年國內機器視覺企業銷售額在1億以上的企業僅占16.5%。（4）慣導IMU：2022年BOSCH以33%的市場份額排名第一，ST和TDK分別占比25%和21%，中國IMU市場最大本土廠商為矽?？萍?，市占率為2%。4、投資建議：傳感器是人形機器人感知模塊的關鍵，受益于產業化發展提速。力矩傳感器：推薦柯力傳感，關注東華測試、中航電測；觸覺傳感器：關注漢威科技；視覺傳感器：關注奧比中光；慣導IM

5、U：推薦華依科技，關注芯動聯科等。5、風險提示：中美貿易沖突超預期、AI技術迭代不及預期、數據測算偏差風險。VYZYZZCWUXAUPZ9PbPbRtRrRtRnRjMnNmOfQoMpO6MpOpPxNqMxOxNpPnO01Part 13人形機器人快速發展，引領傳感器需求爆發傳感器的核心是數據采集，由三部分構成1.14資料來源：物理網前沿實踐，納芯微招股書，浙商證券研究所 傳感器一般由敏感元件、微處理器、信號轉換電路三部分組成。其中敏感元件是指直接感受測量信息，并輸出與被測量信息成確定關系的某一物理量的元件；微處理器是指以敏感元件的輸出為輸入，把輸入數據轉化為電路信息的元件；基本轉換電路再

6、將電路參數轉換成便于測量的電量。傳感器的核心是數據采集，其工作原理是：敏感元件將被測的物理量、化學量轉換成相應的電信號，送到信號調制電路中，經過濾波、放大、A/D轉換后送達微處理器。微處理器對接收的信號進行計算、存儲、數據分析處理后，一方面通過反饋回路對傳感器與信號調理電路進行調節，以實現對測量過程的調節和控制；另一方面將處理的結果傳送到輸出接口，經接口電路處理后按輸出格式、界面定制輸出數字化的測量結果。圖：智能傳感器基本結構圖：傳感器電路基本模塊工作原理（一次信號）被測量敏感元件微型處理器信號轉換電路電量（二次信號）直接感受被測量一般不直接感受被測量將敏感元件的輸出量轉換為電路參數，如電阻、

7、電感、電容或電流、電壓傳感器的發展歷程可以分為五個階段1.25資料來源：海伯森官網，浙商證券研究所圖：傳感器發展歷程 根據不同的技術特征和應用領域，傳感器的發展可以分為機械化時代（人類出現-1870年前后）、電氣化時代（1870年-1940年）、半導體化時代（1940年-1970年）、微機械化時代（1970年-2010年）、智能化時代（2010年至今）五個階段。智能化時代前，傳感器的發展更多關注于傳感器原有功能的提升，傳感器更像一個獨立的個體。進入智能化時代后，下游應用場景的需求開始被更多考慮，傳感器更多作為一個智能化系統的一部分開始發展。傳感器在發展過程中體現出的主要趨勢是多功能化、高性能化

8、、低成本化、微型化，這也將是未來傳感器的發展主要方向。機械化時代（早期-1870年）出現最早的機械式傳感器，如指南車、天平、日晷儀、地動儀等，主要利用機械結構和運動原理來實現檢測功能，應用于方向、長度、重量、時間和地震等方面。電氣化時代（1870-19040）出現最早的電氣式傳感器，如熱電偶、光電管、光敏電阻、霍爾元件、磁阻元件等，主要利用電學效應和電路原理來實現檢測功能，應用于溫度、電流、磁場、光強等方面。半導體化時代（1940-1970）出現最早的半導體式傳感器，如半導體熱電偶、集成溫度傳感器、聲學溫度傳感器、紅外傳感器等，主要利用半導體材料和集成電路技術來實現檢測功能，應用于溫度、光強、

9、距離等方面。微機械化時代（1970-2010）出現最早的微機械式(MEMS)傳感器，如微機械陀螺儀、微機械加速度計、等，主要利用微機械技術和微加工技術來實現檢測功能，應用于角速度、加速度、壓力等方面。智能化時代（2010至今）出現更先進的智能式傳感器，傳感器集成功能日益豐富，不僅傳統測量性能進一步提升，同時開始集成更多計算能力，將更多數據處理工作放在邊緣端，減少對中心處理器的依賴，即邊緣計算。人形機器人快速發展，有望成為下一個傳感器需求爆發方向1.36 從具體的下游分別看，傳感器主要聚焦在汽車電子、工業自動化控制、網絡通信領域，分別占比達到 24%、21%、21%，占主要部分。此外，消費、醫療

10、等領域對智能傳感器的使用量也較為普遍。2023年11月2日，工信部引發人形機器人創新發展指導意見，提出人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品。與人形機器人相關的傳感器包括主要包括力矩傳感器、觸覺傳感器、視覺傳感器、慣導傳感器、編碼器等。隨著人形機器人領域的快速發展，此類傳感器的需求有望迎來新一波增長。資料來源：華經產業研究院，浙商證券研究所2020年傳感器主要下游市場分布24%21%21%15%7%12%汽車電子工業控制網絡通信消費電子醫療電子其他02Part 27傳感器是人形機器人感知模塊的基礎傳感器是人形機器人感知模塊的基礎2.18 人形機器人主要包含四大核心技術模

11、塊：環境感知模塊、智能AI芯片模塊、運動控制模塊、操作系統模塊。其中環境感知模塊主要負責數據采集與環境認知（視覺、聲音、雷達、壓感、光感）等傳感器。感知模塊是人形機器人感知內外部環境的基礎。傳感器是機器人具有類人直覺與反應能力的基礎，起到內部反饋控制，感知并于外部環境產生交互的作用。根據檢測對象，傳感器可分為內部傳感器和外部傳感器，內部傳感器用于檢測機器人自身狀態，如手臂間角度、機器人運動工程中的位置、速度和加速度等；外部傳感器用于檢測機器人所處的外部環境和對象狀況等，如抓取對象的形狀、空間位置、有沒有障礙、物體是否滑落等。資料來源：中華網，YOLE，艾瑞咨詢，CSDN，電子產品世界，浙商證券

12、研究所傳感器是人形機器人實現檢測和控制的首要環節機器人傳感器可以分為外部傳感器與內部傳感器傳感器內部傳感器位置（位移傳感器）速度和加速度傳感器外部傳感器觸覺傳感器應力傳感器接近度傳感器聲覺傳感器溫度傳感器滑覺傳感器距離傳感器視覺傳感器特斯拉人形機器人產業化推進，離不開傳感器系統的更新迭代2.29 相較于用于檢測人形機器人各個內部系統的內部傳感器，用于獲取人形機器人的作業對象對外界環境的相關信息的外部傳感器價值量更高，也是目前眾多人形機器人應用探索的方向。2023年12月13日，特斯拉通過X平臺發布第二代Optimus人形機器人，其運動靈活性和精細操作能力顯著提升，這離不開人形機器人傳感器系統的

13、更新和優化。Optimus身體關節主要應用了力矩傳感器，以感受末端復雜多維的力；手部主要應用了觸覺傳感器，實現精細運控。資料來源：白芙堂機器人，特斯拉AI day，浙商證券研究所整理關節所用傳感器示意圖特斯拉第二代Optimus發布視頻中，運動靈活性和精細操作能力顯著提升永磁體力傳感器位置傳感器永磁體輸入位置傳感器非接觸式力矩傳感器輸出位置傳感器旋轉執行器線性執行器隨人形機器人擬人化程度提升，傳感器用量提升空間大2.310 根據靈巧手龍頭Shadow Robot在公司官網披露的信息，其Shadow靈巧手使用了129個傳感器，以最大程度的模仿人手的功能。每一個靈巧手擁有和人手同等數量的24個關節

14、和20個可單獨控制的自由度，使用的傳感器包括指尖壓力傳感器，張力傳感器等。哈爾濱工業大學與德國宇航中心機器人與系統動力學研究所聯合開發的DLR靈巧手具有12個關節，由線性驅動器驅動。DLRI手共具有112個傳感器，大約1000個機械零件和1500個電子元件。為實現手的精確操作，每個手指的指尖安裝了一個微型6維力力矩傳感器，每個手指指尖的輸出力為30N。資料來源：Shadow Robot 官網，硅步機器人，基于靈巧手觸覺信息的未知物體類人探索策略，智能機器人靈巧手的研究，浙商證券研究所Shadow Robot 靈巧手示意圖DLRI靈巧手示意圖2.411資料來源：中商情報網，賽迪顧問，浙商證券研究

15、所全球傳感器市場龐大，中國傳感器市場占比逐漸提升全球、中國傳感器市場規模及增速（億元，%）2022年中國傳感器市場結構（%）注：以美元：人民幣 7.18：1的匯率進行換算 中國市場占全球傳感器比例穩步提升，從2018年占比19%提升到2022年占比23%。中商情報網數據顯示，全球傳感器市場規模從2018年的10003億元增長到2022年13240億元，2018-2022年均復合增長速度達7%。中國傳感器市場發展增速穩定，從2018年的1942億元增長到2022年3150億元，2018-2022年均復合增長速度達13%。根據賽迪顧問，2022年中國傳感器細分市場中，壓力傳感器占比最高，約19%；

16、圖像傳感器占比13%；其次是位置傳感器、流量傳感器、生物傳感器、運動傳感器等。10003109201153312271132401942218925102951.831509%6%6%8%13%15%18%7%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%020004000600080001000012000140001600020182019202020212022E全球傳感器市場規模（億元）中國傳感器市場規模（億元）全球YOY中國YOY19%13%10%9%9%8%8%8%5%2%9%壓力傳感器圖像傳感器位置傳感器流量傳感器生物傳感器運動傳感器距離傳感器溫濕度傳感器射頻傳感器氣體

17、傳感器其他添加標題預計在人形機器人產業化成熟階段，傳感器BOM成本占比約22%2.512資料來源：浙商證券研究所測算（注：靈巧手中的觸覺傳感器歸類在傳感器類別下）產業化初期產業化初期產業化成熟階段產業化成熟階段部件部件細分零部件細分零部件單機用量（個）單機用量（個）單價（元）單價（元）單機價值量（元）單機價值量（元）價值占比價值占比 單機用量（個）單機用量（個）單價（元）單價（元）單機價值量（元）單機價值量（元）價值占比價值占比 降本空間降本空間傳感器傳感器一維力矩傳感器24500120005%2220044004%-63%六維力矩傳感器480003200013%430001200012%-6

18、3%IMU2100020001%260012001%-40%攝像頭3100030001%370021002%-30%觸覺傳感器（假設為MEMS壓力反饋單元）1260072003%1230036003%-50%圖：產業化初期及產業化成熟階段，傳感器在人形機器人BOM成本中占比分別為23%、22%14%40%23%9%1%7%1%5%0%產業化初期旋轉執行器直線執行器傳感器靈巧手動力系統內外骨骼其他硬件軟件能力其他材料18%29%22%11%1%7%2%9%1%產業化成熟階段旋轉執行器直線執行器傳感器靈巧手動力系統內外骨骼其他硬件軟件能力其他材料2.613資料來源：Tesla AI Day，浙商證

19、券研究所測算人形機器人高速發展，各類傳感器市場打開成長空間人形機器人高速發展給力矩傳感器、IMU、視覺傳感器、觸覺傳感器帶來的全球市場增量測算2024年年2025年年2026年年2027年年2028年年2029年年2030年年TO C端端世界總人口（億人）81828383848585YOY1.0%0.9%0.9%0.9%0.9%0.9%0.8%0-14歲人口占比25%25%25%25%25%24%24%65歲以上人口占比10%10%11%11%11%11%12%15-64歲人口占比65%65%64%64%64%64%64%目標收入群體：前百分比1.7%2.3%3.1%4.1%5.0%5.9%6

20、.8%目標市場滲透率0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.8%0.9%TO C端人形機器人需求量（萬臺）5.3 9.5 15.7 25.8 34.1 43.9 54.8 TO B端端全球工業就業人數（億人）7.7 7.8 7.9 7.9 8.0 8.1 8.2 全球服務業就業人數（億人）17.317.718.018.318.719.019.4人形機器人替代比例0.01%0.01%0.02%0.04%0.06%0.09%0.13%TO B端人形機器人需求量（萬臺）6.7 14.3 22.5 40.3 60.2 89.3 122.4 合計合計 人形機器人需求量（萬臺）人形機器人需求量（萬臺）

21、12.023.738.266.094.4133.1177.22024年年2025年年2026年年2027年年2028年年2029年年2030年年合計合計 人形機器人需求量（萬臺）人形機器人需求量（萬臺）12.023.738.266.094.4133.1177.2傳感器傳感器力矩傳感器力矩傳感器單機用量28282828282828均價（元）160012801024922829746672市場空間（億元）5485110170219278333YOY58%29%56%29%27%20%IMU單機用量2222222均價（元）1000900810770731694660市場空間（億元）246101418

22、23YOY78%45%64%36%34%26%視覺傳感器視覺傳感器單機用量3333333均價（元）1000920846804764726689市場空間（億元）471016222937YOY82%48%64%36%34%26%觸覺傳感器觸覺傳感器單機價值量（元）5000450040503645328129522657市場空間（億元）6111524313947YOY78%45%56%29%27%20%力矩傳感器：關節部位感知并度量力的關鍵部件03Part 314589 984 02004006008001,0001,2002022年2028年全球扭矩傳感器市場規模（億元，人民幣）力矩傳感器是人形機

23、器人關節處感知并度量力矩的核心3.115 力矩傳感器是感知并度量力矩的關鍵部件。力矩傳感器又稱為扭矩傳感器，可對各種旋轉或非旋轉機械部件上的扭轉力矩進行感知檢測，能夠將扭力的物理變化轉換成電信號，具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長等優點。根據日商環球訊息有限公司(GII)，2022年全球扭矩傳感器市場規模約589億元人民幣，預計將以9%的復合增速增長至2028年的984億元人民幣。資料來源：日商環球訊息有限公司(GII)，鑫精誠傳感器，浙商證券研究所全球扭矩傳感器市場空間有望從2022年的589億元增長至2028年的984億元，CAGR=9%CAGR=9%力矩傳感器是人形機器人關節處感知并度

24、量力的核心3.116 按照測量維度，力矩傳感器可以分為一至六維力傳感器：一維力傳感器：力的方向和作用點是固定的，可以選擇用一維力傳感器進行測量；三維力傳感器：力的方向隨機變化，但力的作用點保持不變，并且與傳感器的標定參考點重合，則應該用三維力傳感器；六維力傳感器：如果力的方向和作用點都在三維空間內隨機變化，此時應該選擇用六維力傳感器進行測量。六維力傳感器的內部算法，會解耦各方向力和力矩間的干擾，使力的測量更為精準。資料來源：坤維科技官方公眾號，浙商證券研究所一維力傳感器一維力傳感器的標定坐標軸為OZ軸，如果被測量力F的方向能完全與0Z軸重合，那么此時用一維力傳感器就能完成測量任務?？臻g中任意方

25、向的力F，其作用點P不與傳感器標定參考點重合且隨機變化，這種情況下就需要選用六維力傳感器來完成測量任務，同時測量Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz六個分量。力F的作用點P始終與傳感器的標定參考點O保持重合，力F的方向在三維空間中隨機變化，這種情況下用三維力傳感就能完成測量任務，它可以同時測量Fx、Fy、Fz這三個F的分力。三維力傳感器六維力傳感器串擾、精度、準度等是力矩傳感器的核心評價指標3.217 指標一串擾：用來衡量多維力傳感器各測量方向間的耦合影響，可以反映測量誤差水平，是體現產品性能的關鍵指標之一。指標二精度：衡量測量結果之間的重復性，檢定方法是在相同環境條件下，在額定載荷范圍內，進行

26、多次重復聯合加載相同一組載荷后，計算得到的傳感器測量值的標準差，并除以量程。指標三準度：衡量測量結果與理論真值的偏離程度，獲得方法是對傳感器進行多組、多維聯合加載，計算得到的傳感器測量值與所加載荷理論真值之間的標準偏差，并除以量程。準度涵蓋了滯后、線性、蠕變等誤差因素，更能體現產品的綜合性能，是多維力傳感器最和新的技術指標之一。指標四負載能力和過載能力：負載能力是指傳感器能夠承受的最大負載大小。而過載能力是指傳感器在短時間內能夠承受的超過負載能力的最大負載大小。指標五分辨率：傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力，分辨率與傳感器的穩定性有負相關性。資料來源：坤維科技公眾號，海博森技術官網，快包

27、電子公眾號，浙商證券研究所多維力傳感器的精度與準度應變式六維力矩傳感器性能優異、應用廣泛3.318 六維力傳感器根據其將力或力矩轉換為電信號的原理不同，可以分為應變式、壓阻式、電容式和光電式等，其中應變式六維力傳感器具有性能穩定、結構簡單、抗干擾能力強且成本可控等優勢，得到了廣泛的研究和應用。資料來源：付立悅多維力傳感器的靜動態性能研究，浙商證券研究所六維力矩傳感器主要結構六維力傳感器共由四部分機械元件組成：十字梁型彈性體(簡稱彈性體)、底盤、基座和頂蓋。彈性體結構的主梁的正反面或側面貼有應變片。當外力/力矩作用于傳感器上時，彈性體變形，使粘貼在彈性體上的應變片發生形變,然后通過應變電橋轉換成

28、電橋的電壓輸出出來。應變片和彈性體是六維力傳感器核心元件。彈性體解耦方法測量電路應變片輸入載荷應變阻值變化輸出電壓力/力矩輸出六維力矩傳感器力/力矩信息檢測原理六維力/力矩傳感器測量系統：包括了敏感元件、應變電橋、信號調理電路、數據采集及A/D轉換和數據處理模塊等，實現了從最初的載荷到彈性應變、應變片的電阻值、輸出電壓，到最終的力/力矩信號的變換過程。應變片是電阻應變式多維力傳感器的核心組件之一3.319 應變片：是電阻應變式多維力傳感器的核心組件之一，應變片包括金屬電阻應變片和半導體應變片?；菟雇姌颍弘娐返暮诵乃枷胧怯盟膫€電阻來測一個電阻的值，可以將電阻的變化量轉化為電壓的變化后，通過與已

29、知電阻比較來確定電阻絕對值以及測定電阻的相對變化，通常精度可達 104到102/。資料來源：電子元件技術網，坤維科技公眾號，HBM，浙商證券研究所應變片結構全臂式雙臂式單臂式惠斯通電橋分類六維聯合加載設備是六維力傳感器生產制造中的重要設備3.420 標定與檢測：標定即建立傳感器原始信號和受力之間的映射關系，獲得傳感器的固件參數；檢測是獲得傳感器的精準度。六維力傳感器的標定、檢測與一維力傳感器相比工作量更大、設備要求更高、理論基礎更深，采用六維力聯合加載標定，才能使傳感器的準度更好、串擾更低。六維聯合加載設備是高精度六維力傳感器研發和生產的必要條件，它可以對力覺傳感器實現正交三個方向力和三個方向

30、力矩的同時精確加載，只有在傳感器標定和檢測過程中采用這種六維聯合加載的方式，才能實現優于0.5%FS準度。資料來源：坤維科技，浙商證券研究所六維聯合加載標定及檢測設備六維力矩傳感器的降本核心在于應變片和人工成本3.521 目前六維力矩傳感器生產的主要成本來源在于應變片和人工成本。（1）應變片：每個六維力矩傳感器通常需要使用約30-40個應變片，在軟硬件方面都存在諸多技術難點，導致應變片成本較高。（2）人工成本：在目前國內外技術條件下，六維力矩傳感器生產的貼片、溫度補償、測試等核心環節仍然須由人工完成，生產過程全自動化存在困難，人工成本較高。MEMS 技術的應用有望進一步降低成本。MEMS工藝以

31、成膜工序、光刻工序、蝕刻工序等常規半導體工藝流程為基礎，利用微細加工技術，將機械零件、電子電路、傳感器、執行機構集成在一塊電路板上的高附加值元件，其系統尺寸在幾毫米乃至更小，其內部結構一般在微米甚至納米量級，可大批量生產。通過信號處理器，以一個獨立的智能系統將光、電等形式與外界進行通信進行信號轉換、放大和計算等處理。因此 MEMS 技術微型化、集成化、智能化、成本低、效能高、可大批量生產等特點，產能高，良品率高，可以滿足對傳感器小體積、高性能的要求，實現降本增效。資料來源：柯力傳感公告，2020中國MEMS制造白皮書，齒輪傳動公眾號，煒盛科技，張威等MEMS概況及發展趨勢，浙商證券研究所基本的

32、MEMS工藝MEMS系統的工作原理點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題預計2027年中國六維力傳感器銷量突破8.4萬套，CAGR60%3.622 人形機器人帶來新機遇，六維力傳感器有望進入高速成長期。高工機器人產業研究所（GGII）數據顯示，2022年中國市場六維力/力矩傳感器銷量8360套，同比增長58%，其中機器人行業銷量4840套，同比增長63%。GGII預計，2027年中國市場六維力傳感器銷量有望突破8.4萬套，復合增長率超過60%，其中機器人行業銷量有望

33、突破4.2萬套。2022年中國六維力傳感器市場規模2.4億元，同比增長52%，其中機器人行業六維力傳感器市場規模1.6億元，同比增長54%。資料來源：高工機器人（GGII），浙商證券研究所2017-2027中國六維力傳感器市場銷量及預測（單位：套，%）2017-2027中國六維力傳感器市場規模及預測（單位：百萬元，%）3.723資料來源：高工機器人（GGII），浙商證券研究所六維力傳感器壁壘較高，國產品牌與外資品牌仍存在差距2022中國六維力傳感器市場競爭格局 六維力傳感器壁壘較高，國產六維力傳感器與外資主流傳感器仍存在差距。從競爭格局看，國際競爭者包括美國的ATI，德國的SCHUNK、加拿大

34、的Robotiq，丹麥的OnRobot以及日本的新東工業和WACOHTECH。其中，ATI具備領先全球的技術實力，為Kuka、ABB、安川等協作機器人廠商提供核心產品。2022年，國產廠商中，ATI、宇立儀器、坤維科技、鑫精誠位于第一梯隊，各家廠商下游應用側重點有所差異。ATI作為全球龍頭，應用面相對更廣；宇立在工業機器人磨拋行業和汽車碰撞測試行業應用更多；坤維科技在協作機器人、醫療機器人和康復機器人領域具有明顯優勢；鑫精誠將產品推入3C行業。全球六維力傳感器主流廠商觸覺傳感器：靈巧手實現觸覺感知功能的關鍵部件04Part 424觸覺傳感器目前主要有MEMS、電子皮膚兩種技術實現路徑4.125

35、圖：五類不同原理的觸覺傳感器的對比分析圖：壓力傳感器陣列裝置和機器人PR2手爪1）MEMS壓力陣列傳感器：通過測量介質的壓力來實現對物理量的檢測。其基本原理是利用微機電系統技術制造出微小結構，通過這些結構對介質產生的壓力進行敏感檢測，并將檢測到的信號轉換為可讀取的電信號。資料來源：鄧劉劉智能機器人用觸覺傳感器應用現狀，浙商證券原理優點缺點壓阻式較高的靈敏度;過載承受能力強壓敏電阻漏電流穩定性差;體積大，不易實現微型化;功耗高;易受噪聲影響;接觸表面易碎光電式較高的空間分辨率;電磁干擾影響較小多力共同作用時，線性度較低;數據實時性差;標定困難電容式測量量程大;線性度好；制造成本低;實時性高物理尺

36、寸大，不易集成化;易受噪聲影響，穩定性差電感式制造成本低;測量量程范圍大磁場分布難以控制，分辨率低;不同接觸點的一致性差壓電式動態范圍寬;有較好的耐用性易受熱響應效應影響觸覺傳感器目前主要有MEMS、電子皮膚兩種技術實現路徑4.126資料來源：宋愛國機器人觸覺傳感器發展概述，QYResearch，鼎達信裝備官網，浙商證券研究所2）柔性傳感器（電子皮膚）：是利用柔性材料的物理特性，將外部的力學量轉換為電學量，從而實現對觸覺感知的傳感器產品，具有高靈敏度、高柔韌性、響應速度快、延展性高甚至可以自由彎曲折疊等特點。目前主流的自供電方式為壓電、摩擦電和熱電三種。其中，壓電領域的研究開展最早，在材料、性

37、能和器件等方面取得諸多研究成果;摩擦電作為新興的能源供給研究領域，近年來引起國內外廣泛關注，其相關研究和應用得到迅速發展；熱電領域的研究在熱能轉換方面備受關注，且能實現溫度監控，未來集成式可實現多信號檢測的自供電傳感器將成為研究重點。圖：電子皮膚的四種轉換機制預計2029年全球柔性觸覺傳感器市場達53.2億美元，2022-2029年CAGR=17.9%27人形機器人帶來新機遇，或將開拓柔性觸覺傳感器新藍海。QYResearch報告顯示，2022年全球柔性觸覺傳感器市場規模約為15.3億美元，預計2029年全球柔性觸覺傳感器市場規模將達到53.2億美元，2022-2029年復合增長率為17.9%

38、，醫療及機器人領域需求為市場增長的主要驅動力。柔性觸覺傳感器壁壘較高，主要以國際廠商為主，國內廠商對觸覺傳感器生產較少。全球范圍內柔性觸覺傳感器生產商主要包括Novasentis、Tekscan Inc.、Japan Display Inc.(JDI)、Baumer Group、Fraba Group等。2022年，全球前五大廠商占有大約57.1%的市場份額。資料來源：QYResearch，浙商證券研究所2018-2020全球柔性觸覺傳感器市場規模及預測（單位：百萬美元）全球柔性觸覺傳感器市場前八強生產商排名及市場占有率4.2點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加

39、標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題NovasentisTekscan Inc.Japan Display Inc.(JDI)Baumer GroupFraba GroupSyntouchCanatuSenselFORCIOT青島立邦達碳傳感科技廣州埔慧科技佳隆集團漢威科技慧聞科技鈦深科技（深圳）有限公司718153453220100020003000400050006000201820222029全球市場規模（百萬美元）20.9%17.9%視覺傳感器：人形機器人的眼睛05Part 528視覺傳感器為人形機器人植入“眼睛”5.12

40、9 機器視覺的本質是為機器植入“眼睛”，利用環境和物體對光的反射來獲取及感知信息。通過光學裝置和非接觸傳感器，自動接收和處理真實物體的圖像，獲取所需信息或用于控制機器人運動。一個完整的機器視覺系統包括硬件和軟件兩部分，硬件主要有光源、鏡頭、相機、圖像采集卡等，軟件則主要由圖像獲取、攝像機標定和獲取發送目標點的坐標三部分組成。承載80%信息獲取，機器人視覺為人形機器人“具身智能”中不可或缺的一環。與汽車視覺類似，機器人視覺需要在移動場景中做到精細描繪，這對感知單元提出了較高要求。同時，人形機器人受限于內部空間，其感知單元需具有更高集成度。人形機器人的機器視覺領域包括ToF深度相機、結構光、雙目視

41、覺等3D機器視覺解決方案。資料來源：機器視覺life，四元數視覺，光鑒科技，BFT機器人，雷鋒網，Melexis邁來芯公眾號，浙商證券研究所機器視覺不同解決方案對比視覺解決方案工藝難度精度測量范圍工作原理成像原理TOF深度相機較難距離呈線性關系或在工作范圍內相對固定中遠距離通過計算發射光的飛行時間來測距雙目視覺容易近距離高，隨測量距離平方下降近距離通過兩張RGB圖像上特征點匹配方法，再通過三角測量計算深度3D結構光容易近距離高，隨測量距離平方下降近距離投影已知編碼圖案光源的方法來實現快速魯棒的匹配特征點目前人形機器人主流視覺解決方案5.230資料來源：特斯拉AI Day，前瞻產業研究院，車右智

42、能，BFT機器人公眾號，機器之心，浙商證券研究所主要人形機器人的視覺解決方案對比廠商視覺方案詳細信息機器人視覺外觀特斯拉多目視覺特斯拉人形機器人僅使用3個攝像頭(中間魚眼攝像頭、左右各一個視覺攝像頭)，直接嫁接FSD成熟的純視覺方案，或再輔之以力矩、聲學、觸覺、溫度等傳感器。優必選多目視覺優必選WALKER X采用基于多目視覺傳感器的三維立體視覺定位，采用Coarse-to-fine的多層規劃算法，第一視角實景AR導航交互及2.5D立體避障技術，實現動態場景下全局最優路徑自主導航。WALKER應用視覺SLAM算法，視覺定位技術已經達到商用水平。小米TOF深度相機CyberOne搭載的Mi-Se

43、nse深度視覺模組是由小米設計，歐菲光協同開發完成。Mi-Sense深度視覺模組該模塊主要由iToF模組、RGB模組、可選的IMU模塊組成，產品在測量范圍內精度高達1%，應用場景十分廣泛，可通過第三方實驗室IEC 60825-1認證，滿足激光安全Class1標準。波士頓動力TOF深度相機在Atlas頭部保護罩內的感知傳感器為并列高度的視覺相機和深度相機。Atlas使用TOF深度相機以每秒15幀的速度生成環境的點云，點云是測距的大規模集合。點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此

44、處添加標題預計2025年全球機器視覺市場將達到1276億元5.331 全球機器視覺市場規模處于擴張期，機器視覺主要下游應用行業增速明顯。雖然機器視覺屬于新興技術，發展時間不長，但已經形成了從上到下、多行業領域并行的市場。GGII數據顯示，2022年中國機器視覺市場規模約169億元（該數據未包含自動化集成設備規模），同比增長22%，預計2025年我國機器視覺市場規模約349億元。2016-2021年全球機器視覺行業規模銷售收入從417.4億元上漲至804億元，預計2025年全球市場規模將達到1276.1億元，2020年到2025年5年復合增長率約為12%。資料來源：高工機器人產業研究所，Mark

45、etsandMarkets，浙商證券研究所2016-2025中國機器視覺市場規模及預測（單位：億元，%）2016-2025年全球機器視覺市場規模及預測（單位：億元，%）417.4536.0589.6663.3716.9804.0879.2990.51119.31276.128%10%13%8%12%9%13%13%14%0%20%40%02004006008001,0001,2001,40020162017201820192020202120222023E 2024E 2025E全球機器視覺市場規模（億元）YOY47 56 69 80 94 138 169 226 283 349 18%24%

46、17%18%47%22%34%25%23%0%20%40%60%05010015020025030035040020162017201820192020202120222023E 2024E 2025E中國機器視覺市場規模（億元）YOY5.432資料來源：華經情報網，立鼎產業研究院，北京勵德展覽官網，浙商證券研究所全球機器視覺龍頭市占率超60%，國產替代空間大 我國機器視覺市場起步晚，全球機器視覺行業龍頭市場份額占比超60%。我國機器視覺市場起步較晚，直到20世紀末期才陸續有相關技術公司成立，2021年國內機器視覺企業銷售額在1億以上的企業僅占16.5%，我國大部分機器視覺企業銷售規模較小，機

47、器視覺市場的市場主要被美、德、日品牌占據，主要有美國康耐視、德國巴斯勒、日本基恩士和歐姆龍等。其中基恩士和康耐視作為全球機器視覺行業的兩大巨頭，壟斷了超60%的全球市場份額。傳感器工業市場國產替代空間廣闊，國內市場處于快速發展階段。3D視覺感知行業屬于新興行業，其中英飛凌、奧比中光、瑞芯微、華捷艾米等向市場推出了各自研發的 3D 視覺傳感器產品。此前工業級應用市場相關技術主要由歐美國家的大型工業生產廠商主導，但近年來隨著國內企業對高精密 3D 測量技術的不斷積累，國產設備憑借較高的性價比開始替代進口設備，且不斷拓展工業領域新的應用，國產替代空間廣闊。2021全球機器視覺企業競爭格局2021年中

48、國機器視覺企業競爭格局55%9%2%2%1%31%基恩士康耐視巴特勒天準科技奧普特其他企業38%7%7%4%6%5%33%基恩士康耐視凌云光奧普特天準科技巴斯勒其他5.533資料來源：奧比中光招股書，浙商證券研究所電子器件、通用感光芯片在視覺傳感器成本中占比較高 電子器件、通用感光芯片在成本中占比較高。以奧比中光2021年的主要采購情況為例：奧比中光的主要采購電子器件和結構件占比較大，電子器件占采購金額的23.38%，結構件占9.52%，通用感光芯片的單價最高，為16.71元。名稱單價（元/件）占采購金額總比例通用感光芯片16.718.15%電子器件0.3323.38%自研芯片14.424.2

49、5%激光發射器14.391.68%鏡頭3.372.54%結構件3.489.52%濾光片2.160.65%衍射光學元件2.550.52%機器視覺公司的核心零部件單價及成本占比（以奧比中光2021年數據為例）慣導IMU：人形機器人姿態控制的核心06Part 634慣導IMU是人形機器人姿態控制的關鍵6.135 慣性傳感器是一種用于測量物體的加速度、角速度和傾斜角度等參數的電子傳感器。MEMS慣性傳感器指采用MEMS工藝制備的慣性傳感器，與傳統工藝制造的慣性傳感器相比，MEMS器件具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和智能化等特點，被廣泛應用于航空航天、石油化工、汽

50、車、船舶、消費電子、醫療等領域。根據被測物理量，MEMS慣性傳感器可以分為：加速度傳感器，又叫加速度計，是敏感軸向加速度并轉換成可用輸出信號的傳感器；角速度傳感器，又叫陀螺儀，是能夠敏感運動體相對于慣性空間的運動角速度的傳感器。三個MEMS加速度計和三個MEMS陀螺儀組合形成可以敏感載體，利用三維異構集成技術，將MEMS加速度計、陀螺儀、壓力傳感器、磁傳感器和信號外理電路等功能零件集成在硅芯片內，并內置算法，實現芯片級制導、導航、定位等功能。資料來源：和訊康科技，傳感器專家網，芯謀研究，浙商證券研究所慣性傳感器（IMU）示意圖加速計陀螺儀加速計慣導IMU是人形機器人姿態控制的關鍵6.236 慣

51、性傳感器作為機器人的位覺感受器，是人形機器人姿態控制的核心。慣性傳感器（IMU）主要用來檢測和測量加速度與旋轉運動，可為機器人提供運動感知和控制能力，例如實現機器人姿態控制、行走穩定性、步態協調性、模仿人類動作等活動。資料來源：IMU與慣性導航基礎知識介紹，黛爾特官網，CSDN，Tesla AI,機器之心，雷鋒網，芯動聯科招股說明書，浙商證券研究所IMU在人形機器人中的應用主流人形機器人廠商IMU相關方案廠商IMU方案特斯拉特斯拉AI表示正在制造自主機器人的基礎模型；其多模態神經網絡已經應用于客戶車輛這些網絡接受任意模態，如攝像視頻、地圖、導航、IMU（慣性測量單元）、GPS等。優必選優必選大

52、型機器人采用了六維力、IMU、位置、視覺等多種傳感器數據，估計機器人自身運動狀態和環境信息，并針對復雜地形研發特定的行走算法，同時通過平衡控制器實時在線調整，來解決機器人在不平整地形下行走的穩定性問題。小米CyberOne搭載的Mi-Sense深度視覺模組是由小米設計，歐菲光協同開發完成。Mi-Sense深度視覺模組該模塊主要由iToF模組、RGB模組、可選的IMU模塊組成。波士頓動力Atlas 使用集成 IMU、聯合位置和力傳感器來控制自身的肢體動作，并通過感知地面來保持平衡。應用方向功能實現示意圖慣性導航慣性導航使用加速度計和陀螺儀來追蹤物體相對于某個已知的狀態(位置、方向與速度)的位置和

53、方向。通過處理IMU的觀測數據，就可以跟蹤某個物體的位置與姿態，這也就是慣性導航的過程。慣性測量IMU慣性測量單元被定義為“無需外部參考的可測量三維線運動及角運動的裝置”，能夠通過測量三個自由度的角加速度和和線加速度以及對加速度的積分和初始速度、位置的疊加運算，得到物體在空間位置中的運動方向和速度，結合慣性導航系統內的運動軌軌跡設定，對航向和速度進行修正以實現導航功能。慣性穩控IMU在足式機器人中最重要的應用就是做控制閉環。足式機器人運動動控制的目標就是控制機器人運動到達指定位姿，具體為通過IMU反饋的數據，對機器人機身姿態進行控制，以保證它的roll、pitch、yaw角保持在期望的位置。點

54、擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題預計全球MEMS IMU市場規模2027年將增長至27.9億美元，2018-2027年CAGR為8%6.337 IMU取代獨立MEMS加速計和陀螺儀大勢所趨，下游應用擴大帶動慣性傳感器市場持續增長。隨著MEMS IMU技術的成熟和系統綜合成本的下降，整個MEMS慣性傳感器市場正在經歷巨大的變革，獨立的MEMS加速度計和陀螺儀越來越多地被MEMS IMU所取代。此外，隨著5G帶來的智能手機市場回暖以及汽車智能化的進一步發展，預計全球

55、MEMS IMU市場規模2027年將增長至27.9億美元，2018-2027年CAGR為8%；預計中國MEMS IMU市場規模2027年將增長至75.5億元，2018-2027年CAGR為14%。資料來源：觀研天下，芯謀研究，浙商證券研究所2018-2027年全球慣性傳感器市場規模及預測（單位：億美元，%）2018-2027年中國慣性傳感器市場規模及預測（單位：億元，%）4.94.33.83.73.63.63.63.53.53.413.814.615.118.319.921.122.624.126.027.99.19.710.512.212.812.613.514.415.316.401020

56、3040506020182019202020212022E2023E2024E2025E2026E2027E陀螺儀（億美元）IMU（億美元）加速度計（億美元）15.016.919.423.326.528.331.734.737.741.18.07.47.07.17.88.58.99.09.09.122.725.428.035.043.148.856.661.868.075.5020406080100120140201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E加速度計（億元）陀螺儀（億元）IMU（億元）6.438資料來源：頭豹研究院，芯謀研究，中商情報網

57、，國際電子商情，浙商證券研究所前五名國際廠商占據我國IMU市場超90%市場份額 我國慣性傳感器市場主要被國際巨頭壟斷，市場集中度高。前三名國際廠商共占據近80%市場份額，前五名國際廠商共占據超90%市場份額。其中BOSCH以33%的市場份額排名第一，ST和TDK分別以25%和21%的市場份額緊隨其后。MEMS IMU產品生產工藝難度大，準入門檻高，本土廠商市場份額比較小。由于工藝要求較為特殊，產業鏈條鏈路較為復雜，故而國際龍頭廠商為增強設計生產協同整合能力，多采用IDM模式。國內廠商因規模較小，整體以代工為主，部分廠商為IDM模式。相較于前五名國際廠商，本土廠商市場份額比較小。2022年中國I

58、MU市場本土廠商矽?？萍际袌龇蓊~占比為2%；其余廠商如深迪半導體、士蘭微、明皜傳感、敏芯股份等，市場份額占比均小于1%。2022年全球慣性傳感器（IMU）競爭格局2022年中國慣性傳感器（IMU）競爭格局23%21%18%4%16%17%博世（BOSCH）意法半導體（ST）TDKADI霍尼韋爾（Honeywell)其他33%25%21%7%7%7%博世（BOSCH）意法半導體（ST）TDKADI霍尼韋爾（Honeywell)其他投資建議07Part 739傳感器核心標的：柯力傳感、華依科技、東華測試、漢威科技等07資料來源：Wind，浙商證券研究所（盈利預測來自Wind一致預期，數據截至202

59、4年2月8日）40日期：2024/2/8EPSPEPB（2022）ROE（2022）代碼公司名稱 股價（元）總市值（億元）2022A2023E2024E2025E2022A2023E2024E2025E傳感器603662柯力傳感23.967.40.91.11.41.7262217142.111.9%688071華依科技24.520.80.50.71.72.949331488.47.5%300354東華測試40.255.50.91.31.92.5463021169.922.3%300007漢威科技14.346.70.91.01.01.3171414112.110.7%300114中航電測40.1

60、237.00.30.40.50.61229880672.68.7%688322奧比中光-UW24.397.0-0.8-0.6-0.20.1-32-43-1211842.6-10.5%688582芯動聯科25.5102.10.30.60.8-754533-20.6%風險提示411）中美貿易沖突超預期：若美國對人形機器人中國配套供應鏈廠商加強限制，將對國產廠商發展造成不利影響；2）AI技術迭代不及預期：若AI技術發展低于預期，將對人形機器人發展產生不利影響；3）數據測算偏差風險：若數據測算有較大偏差，可能會影響對行業趨勢的判斷。點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標

61、題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題添加標題95%行業評級與免責聲明42行業的投資評級以報告日后的6個月內，行業指數相對于滬深300指數的漲跌幅為標準，定義如下：1、看好：行業指數相對于滬深300指數表現10%以上；2、中性：行業指數相對于滬深300指數表現10%10%以上；3、看淡：行業指數相對于滬深300指數表現10%以下。我們在此提醒您，不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系，表示投資的相對比重。建議：投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際情況，比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投

62、資者不應僅僅依靠投資評級來推斷結論行業評級與免責聲明43法律聲明及風險提示本報告由浙商證券股份有限公司（已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格，經營許可證編號為：Z39833000）制作。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料，但浙商證券股份有限公司及其關聯機構（以下統稱“本公司”）對這些信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證，也不保證所包含的信息和建議不發生任何變更。本公司沒有將變更的信息和建議向報告所有接收者進行更新的義務。本報告僅供本公司的客戶作參考之用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告僅反映報告作者的出具日的觀點和判斷，在任何情況下，本報告中的

63、信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議，投資者應當對本報告中的信息和意見進行獨立評估，并應同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，本公司及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本公司的交易人員以及其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。本公司沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。本公司的資產管理公司、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。本報告版權均歸本公司所有，未經本公司事先書面授權，任何機構或個人不得以任何形式復制、發布、傳播本報告的全部或部分內容。經授權刊載、轉發本報告或者摘要的，應當注明本報告發布人和發布日期，并提示使用本報告的風險。未經授權或未按要求刊載、轉發本報告的，應當承擔相應的法律責任。本公司將保留向其追究法律責任的權利。聯系方式44浙商證券研究所上?？偛康刂罚簵罡吣下?29號陸家嘴世紀金融廣場1號樓25層北京地址：北京市東城區朝陽門北大街8號富華大廈E座4層深圳地址：廣東省深圳市福田區廣電金融中心33層郵政編碼：200127 電話：(8621)80108518 傳真：(8621)80106010