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1、 敬請參閱最后一頁特別聲明-1-證券研究報告 2024 年 3 月 4 日 行業行業研究研究 傳感器傳感器:人形機器人:人形機器人核心的感知部件核心的感知部件 人形機器人行業系列報告(五)電力設備新能源電力設備新能源 傳感器是人形機器人中核心的感知部件,可以類比做人的傳感器是人形機器人中核心的感知部件,可以類比做人的感覺器官。感覺器官。傳感器由敏感元件、轉換元件及轉換電路構成,可以按照輸入量、轉換原理、輸出信號等多種方式分類。目前常見的傳感器主要有電阻應變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、MEMS 傳感器等。力傳感器:精細感知的重要依靠。力傳感器:精細感知的重要
2、依靠。按照測量維度,力/力矩傳感器可以分為一至六維力/力矩傳感器。六維力傳感器在機器人中有廣闊應用空間,且行業壁壘最高。結構設計、標定與檢測、算法設計結構設計、標定與檢測、算法設計是六維力/力矩傳感器領域的三大壁壘。在競爭格局競爭格局上,國外企業具有先發優勢,中國公司加速追趕:坤維科技、鑫精誠、宇立儀器、藍點觸控等國內企業先后進入該領域;ATI、SCHUNK 等海外企業作為全球龍頭,積累多年,仍舊有明顯的領先優勢。在市場空間市場空間上,力矩傳感器當前的全球市場規模超過 500 億元,六維力/力矩傳感器步入加速增長期。GGII 預計,2027 年中國六維力/力矩傳感器市場規模將超過 15 億元,
3、2022-2027 年的CAGR 超過 45%。觸覺傳感器:與環境交互的觸覺傳感器:與環境交互的必需必需媒介。媒介。觸覺傳感器具有多種形式:柔性觸覺傳感器、觸覺傳感器陣列、仿生皮膚。由于柔性傳感器中使用的材料、制造技術和傳感機制的原因,性能常常低于剛性傳感器,因此,需要在材料、算材料、算法法上多方發力,才可以生產出性能優異、成本可控的柔性觸覺傳感器。在市場空間市場空間上,柔性觸覺傳感器當前的全球市場規模超 100 億元。在競爭格局上,海外企業仍然占據領先地位。根據 QY Research 的數據,在競爭格局競爭格局上,2022 年,按照銷售金額計,全球前五大廠商均為海外企業,占有大約 57%的
4、市場份額。具體到高端陣列式觸覺傳感器產品,國外企業的領先優勢更大。I IMUMU:姿態控制的重要組成。:姿態控制的重要組成。慣性測量單元(IMU)使用一個或多個加速度計、陀螺儀的組合測量物體的加速度和角速度。在市場空間市場空間上,MEMS 慣性傳感器當前的全球市場規模超 200 億元。在競爭格局競爭格局上,海外企業如 Honeywell、ADI、Sensonor、Silicon Sensing、Colibrys 仍然占據高性能 MEMS 慣性傳感器市場的主導地位。視覺傳感器:獲取環境信息的重要途徑視覺傳感器:獲取環境信息的重要途徑。視覺傳感器是仿生傳感器中非常重要的部分,機器視覺可以進一步強化
5、人形機器人的感知能力。在市場空間市場空間上,機器視覺當前的全球市場規模在 800 億元左右。在競爭格局競爭格局上,內外資品牌的競爭已開始呈現分庭抗禮的局面。甚至在某些產業鏈環節,國產的份額已領先于外資。如鏡頭、光源領域,相機領域。投資建議:投資建議:隨著人形機器人放量,傳感器行業將有廣闊的發展空間。目前在傳感器的大部分領域,海外公司技術水平、產品能力均較強,國產公司正不斷深化自身能力,隨著行業對降本的需求愈發迫切,中國企業突出重圍的機會持續提升。力傳感器領域:關注柯力傳感、中航電測;觸覺傳感器領域:關注漢威科技、蘇試試驗、奧迪威、申昊科技;IMU 領域:關注芯動聯科、華依科技;視覺傳感器領域:
6、關注奧比中光。風險分析:風險分析:傳感器降本不及預期風險;人形機器人降本不及預期風險;競爭加劇帶來的盈利不及預期風險。買入(維持)買入(維持)作者作者 分析師:殷中樞分析師:殷中樞 執業證書編號:S0930518040004 010-58452063 分析師:黃帥斌分析師:黃帥斌 執業證書編號:S0930520080005 0755-23915357 分析師:和霖分析師:和霖 執業證書編號:S0930523070006 021-52523853 行業與滬深行業與滬深 300300 指數對比圖指數對比圖 -40%-20%0%20%2023/01/042023/05/052023/09/03202
7、4/01/02電力設備(申萬)滬深300 資料來源:Wind 要點要點 敬請參閱最后一頁特別聲明-2-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 目目 錄錄 1、傳感器:核心的感知部件傳感器:核心的感知部件 .5 5 1.1、人形機器人中,感知器件至關重要.5 1.2、敏感元件和轉換元件是傳感器的重要組成部分.5 1.3、傳感器的類型多種多樣.6 1.4、常見的傳感器類型.7 1.4.1、電阻應變式傳感器.7 1.4.2、電容式傳感器.8 1.4.3、電感式傳感器.9 1.4.4、壓電式傳感器.10 1.4.5、壓阻式傳感器.10 1.4.6、MEMS 傳感器.10 2、力傳感器:精細感知的重
8、要依靠力傳感器:精細感知的重要依靠 .1212 2.1、應變式力傳感器應用最廣.12 2.2、六維力傳感器壁壘最高.12 2.3、市場空間廣闊,六維力傳感器加速增長.14 2.4、設計、標定與算法筑起壁壘.15 2.5、國外企業具有先發優勢,中國公司加速追趕.16 3、觸覺傳感器:與環境交互的必需媒介觸覺傳感器:與環境交互的必需媒介 .1818 3.1、觸覺傳感器可以讓機器人擁有類人觸覺.18 3.2、觸覺傳感器具有多種形式.18 3.2.1、柔性觸覺傳感器.18 3.2.2、觸覺傳感器陣列.19 3.2.3、仿生皮膚.20 3.3、空間廣闊,高速增長.20 3.4、材料、算法筑起壁壘.21
9、3.5、海外企業仍然占據領先地位.21 4、IMU:姿態控制的重要組成:姿態控制的重要組成 .2222 4.1、IMU 可以測量物理的加速度和角速度.22 4.2、陀螺儀和加速度計是重要的構成.22 4.2.1、陀螺儀:測量角速度.22 4.2.2、加速度計:測量加速度.23 4.3、IMU 的市場空間廣闊.24 4.4、海外龍頭仍然占據主導地位.24 5、視覺傳感器:獲取環境信息的重要途徑視覺傳感器:獲取環境信息的重要途徑 .2525 5.1、機器視覺進一步強化機器人感知能力.25 5.2、機器視覺的市場空間廣闊.25 5.3、內外資品牌分庭抗禮.25 6、投資建議投資建議 .2727 6.
10、1、柯力傳感.28 6.2、漢威科技.30 6.3、申昊科技.32 6.4、芯動聯科.34 6.5、華依科技.35 7、風險分析風險分析 .3636 UZ3UYYFVTUFZPZ8OaO9PpNrRpNqMfQpPnOlOpPsM7NoPnNNZnOmQuOoPwO 敬請參閱最后一頁特別聲明-3-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖目錄圖目錄 圖 1:機器人感覺順序與系統結構.5 圖 2:傳感器的組成.5 圖 3:傳感器的整體分類.6 圖 4:金屬導線受拉變化圖.7 圖 5:電阻應變片結構示意圖.7 圖 6:各類應變片結構示意圖.8 圖 7:變極距型電容式傳感器結構原理圖.8 圖 8
11、:差動電容式壓力傳感器的結構圖.9 圖 9:差動電容式加速度傳感器的結構圖.9 圖 10:電感式傳感器原理圖.9 圖 11:壓電效應示意圖.10 圖 12:MEMS 微傳感器示意圖.11 圖 13:力/力矩傳感器基本工作原理.12 圖 14:一維、三維、六維力/力矩傳感器作用示意圖.13 圖 15:六維力/力矩傳感器在機器人領域的應用.13 圖 16:全球市場力矩傳感器銷售規模.14 圖 17:2017-2027 年中國六維力/力矩傳感器市場銷量及預測.14 圖 18:2017-2027 年中國六維力/力矩傳感器市場規模及預測.14 圖 19:六維力傳感器彈性體結構示意圖.15 圖 20:一維
12、標定與六維標定&檢測的對比.15 圖 21:帕西尼多維觸覺傳感器.18 圖 22:柔性薄層觸覺傳感器結構.19 圖 23:LTS-100 觸覺傳感器外形.19 圖 24:觸覺傳感器單元的轉換原理.19 圖 25:PVDF 仿生皮膚傳感器結構剖面.20 圖 26:全球市場柔性觸覺傳感器銷售規模(億美元).20 圖 27:IMU 的工作原理.22 圖 28:全球市場 MEMS 慣性傳感器銷售規模(億美元).24 圖 29:2015-2025 年全球機器視覺市場規模及預測.25 圖 30:2016-2025 年中國機器視覺市場規模及預測.25 圖 31:2021 年中國機器視覺市場內外資品牌格局(按
13、規模).26 圖 32:2021 年中國機器視覺系統市場整體競爭格局(按規模).26 圖 33:2021 年中國機器視覺系統市場國產品牌競爭格局(按規模).26 圖 34:柯力傳感應力傳感器產品示意圖.29 圖 35:漢威科技傳感器事業群產品分類.30 圖 36:能斯達柔性傳感器布局.31 圖 37:申昊科技主要機器人產品示意圖.33 圖 38:芯動聯科產品示意圖.35 圖 39:華依科技慣性導航產品.36 敬請參閱最后一頁特別聲明-4-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 表目錄表目錄 表 1:傳感器分類(按作用).6 表 2:傳感器分類(按檢測方法).7 表 3:力/力矩傳感器分類(
14、按測量原理).12 表 4:各家廠商情況及性能指標對比.16 表 5:全球市場柔性觸覺傳感器廠商市占率排名(2022 年).21 表 6:各類陀螺儀的對比.22 表 7:各類別陀螺儀的性能及應用.23 表 8:各類別加速度計的性能及應用.23 表 9:主要 MEMS 慣性傳感器廠商情況.24 表 10:傳感器產業鏈重點上市公司盈利與估值表.27 表 11:柯力傳感應力傳感器應用及其特性.28 表 12:申昊科技機器人產品一覽.32 表 13:芯動聯科產品性能參數.34 表 14:華依科技慣導產品參數.35 敬請參閱最后一頁特別聲明-5-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 1 1、傳感器
15、傳感器:核心的感知部件核心的感知部件 1.11.1、人形機器人中,感知器件至關重要人形機器人中,感知器件至關重要 傳感器是人形機器人中核心的感知部件,可以類比做人的感覺器官。傳感器是人形機器人中核心的感知部件,可以類比做人的感覺器官。傳感器是能夠感應各種非電量(如物理量、化學量、生物量),且按照一定的規律轉換成便于傳輸和處理的另一種物理量(一般為電量)的測量裝置或器件。傳感器通常由敏感元件和轉換元件組成,其中敏感元件是指傳感器中直接感應被測量的部分,轉換元件是指傳感器能將敏感元件的輸出轉換為適于傳輸和處理的電信號部分。圖圖 1 1:機器人感覺順序與系統結構機器人感覺順序與系統結構 資料來源:現
16、代機械設計手冊(秦大同、謝里陽主編)1.21.2、敏感元件和轉換元件是傳感器的重要組成部分敏感元件和轉換元件是傳感器的重要組成部分 傳感器由敏感元件、轉換元件及轉換電路構成。傳感器由敏感元件、轉換元件及轉換電路構成。敏感元件敏感元件是指傳感器中能直接感受(或響應)被測量的部分。在完成非電量到電量的轉換過程中,并非所有的非電量都能利用現有手段直接轉換成電量,往往需要先將其變換為另一種易于變成電量的非電量,然后轉換成電量。例如,傳感器中各種類型的彈性元件,常被稱為彈性敏感元件。轉換元轉換元件件是指能將感受到的非電量直接轉換成電量的器件或元件。例如,光電池將光的變換量轉換為電動勢,應變片將應變轉換為
17、電阻等。轉換轉換電路電路是指將無源型傳感器輸出的電參數量轉換成電量。常用的轉換電路有電橋、放大器、振蕩器、阻抗變換器、脈沖調寬電路等,它們將電阻、電容、電感等電參數轉換成電壓、電流或頻率等電量。圖圖 2 2:傳感器的組成傳感器的組成 資料來源:機器人傳感器(遲明路)敬請參閱最后一頁特別聲明-6-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 1.31.3、傳感器傳感器的類型多種多樣的類型多種多樣 傳感器可以按照輸入量、轉換原理、輸出信號、輸入和輸出的特征、能量轉化方傳感器可以按照輸入量、轉換原理、輸出信號、輸入和輸出的特征、能量轉化方式式、應用范圍等多種方式分類。、應用范圍等多種方式分類。例如,按
18、照輸入量,可分為物理量、化學量、生物量傳感器;按照轉換原理,可分為結構型、物性型、復合型傳感器;按照應用范圍,可分為位置、力、液面、能耗、速度、溫度等傳感器。圖圖 3 3:傳感器的整體分類傳感器的整體分類 資料來源:機器人傳感器(遲明路),光大證券研究所整理 表表 1 1:傳感器分類(按作用):傳感器分類(按作用)分類分類 傳感器傳感器 類型類型 內部傳感器 特定位置、角度傳感器 微型開關、光電開關 任意位置、角度傳感器 電位器、旋轉變壓器、碼盤、關節角傳感器 速度、角速度傳感器 測速發電機、碼盤 加速度傳感器 應變片式,同服式、壓電式、電動式 傾斜角傳感器 液體式、垂直振子式 方位角傳感器
19、陀螺儀、地磁傳感器 外部傳感器 視覺傳感器 測量傳感器 識別傳感器 接觸覺傳感器 光學式(點狀、線狀、圓形、螺旋形、光束)光學式、聲波式 單點式、分布式 觸覺傳感器 壓覺傳感器 滑覺傳感器 單點式、高密度集成、分布式 點接觸式、線接觸式、面接觸式 敬請參閱最后一頁特別聲明-7-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 力覺傳感器 力/力矩傳感器 力和力矩傳感器 組合型 單元型 接近覺傳感器 接近覺傳感器 距離傳感器 空氣式、磁場式、電場式、光學式、聲波式 光學式,聲波式 資料來源:現代機械設計手冊(秦大同、謝里陽主編)表表 2 2:傳感器分類(按檢測方法):傳感器分類(按檢測方法)傳感器傳感
20、器 檢測方法檢測方法 光學傳感器 接近覺、分布觸覺,視覺,角度覺 機械傳感器 觸覺 半導體傳感器 壓覺、分布觸覺、力覺 電容傳感器 接近覺、分布壓覺 氣壓傳感器 接近覺 高分子傳感器 觸覺、壓覺 超聲波傳感器 接近覺,視覺 電阻傳感器 壓覺、分布觸覺、力覺 生物傳感器 觸覺、壓覺 電化學傳感器 觸覺、接近覺、角度覺 磁傳感器 接近覺 流體傳感器 角度覺 資料來源:現代機械設計手冊(秦大同、謝里陽主編)1.41.4、常見的傳感器常見的傳感器類型類型 1.4.11.4.1、電阻應變式傳感器電阻應變式傳感器 電阻應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻的變化,實現電測非電量電阻應變式傳感器是利用
21、電阻應變片將應變轉換為電阻的變化,實現電測非電量的傳感器。的傳感器。傳感器由在不同的彈性元件彈性元件上粘貼電阻應變敏感元件電阻應變敏感元件構成,當被測物理量作用在彈性元件上時,彈性元件的形變引起應變敏感元件的電阻值變化,通過轉換電路將電阻值的變化轉換成電量輸出,從而反映被測物理量的大小。電阻應變式傳感器是目前在測量力、力矩、壓力、加速度、重量等參數中應用最廣泛的傳感器之一。電阻應變片簡稱應變片,是一種能將試件上的應變變化轉換成電阻變化的傳感元電阻應變片簡稱應變片,是一種能將試件上的應變變化轉換成電阻變化的傳感元件件,其轉換原理是基于金屬電阻絲的電阻應變效應。所謂電阻應變效應是指金屬導體(電阻絲
22、)的電阻值隨變形(伸長或縮短)而發生改變的一種物理現象。圖圖 4 4:金屬導線受拉變化圖:金屬導線受拉變化圖 圖圖 5 5:電阻應變片結構示意圖:電阻應變片結構示意圖 資料來源:傳感器的原理及應用(孟立凡、藍金輝)資料來源:傳感器的原理及應用(孟立凡、藍金輝)敬請參閱最后一頁特別聲明-8-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 電阻應變片主要分為電阻應變片主要分為電阻絲式應變片電阻絲式應變片、箔式應變片、半導體式應變片三類。、箔式應變片、半導體式應變片三類。電阻絲式應變片的敏感元件是絲柵狀的金屬絲。電阻絲式應變片的敏感元件是絲柵狀的金屬絲。電阻絲是應變片受力后引起電阻值變化的關鍵部件,它是
23、一根具有很高電阻率的金屬細絲,直徑約為 0.010.05mm。由于電阻絲很細,故要求電阻絲材料具有電阻溫度系數小、溫度穩定性良好、電阻率大等特性。箔式應變片的工作原理和結構與絲式應變片基本相同,但制造方法不同。箔式應變片的工作原理和結構與絲式應變片基本相同,但制造方法不同。它采用光刻法代替絲式應變片的繞線工藝。相較于絲式應變片,箔式應變片允許電流大、柔性好、疲勞壽命長、在大批生產時電阻值離散度小、生產效率更高。半導體式應變片以半導體單晶硅條作敏感元件。半導體式應變片以半導體單晶硅條作敏感元件。半導體式應變片的工作原理是基于半導體材料的壓阻效應。半導體應變片具有靈敏度高、頻率響應范圍寬、體積小、
24、橫向效應小等特點,這使其擁有很寬的應用范圍。但同時它也具有溫度系數大、靈敏度離散大以及在較大變形下非線性比較嚴重等缺點。圖圖 6 6:各類應變片結構示意圖各類應變片結構示意圖 資料來源:傳感器的原理及應用(孟立凡、藍金輝)1.4.21.4.2、電容式傳感器電容式傳感器 電容式傳感器是將被測非電量的變化轉換為電容量變化的一種傳感電容式傳感器是將被測非電量的變化轉換為電容量變化的一種傳感器。器。它具有結構簡單、動態響應快、易于實現非接觸測量等突出優點,能夠在高溫、輻射和強烈振動等惡劣條件下工作。電容式傳感器廣泛應用于壓力、壓差、液位、振動、位移、加速度、成分含量等物理量的測量中。圖圖 7 7:變極
25、距型電容式傳感器結構原理圖變極距型電容式傳感器結構原理圖 資料來源:傳感器的原理及應用(孟立凡、藍金輝)常見的電容式傳感器可以應用在壓力、加速度等的感知上。常見的電容式傳感器可以應用在壓力、加速度等的感知上。敬請參閱最后一頁特別聲明-9-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 電容式壓力傳感器實質上是位移傳感器,當被測壓力或壓力差作用于膜片并產生位移時,所形成的兩個電容器中一個電容量增大、另一個減小。該電容量的變化經測量電路轉換成與壓力或壓力差相對應的電流或電壓的變化,從而實現了對壓力或壓力差的測量。電容式加速度傳感器同樣是對位移的感知,當傳感器殼體隨被測對象沿垂直方向做加速運動時,質量塊
26、由于慣性作用,相對于殼體做相反方向的運動,從而產生正比于加速度的位移變化。此位移使兩個固定極板與兩個動極板間的間隙發生變化:一個增加,另一個減小,從而使上下兩個電容產生大小相等、符號相反的變化。通過一定的測量電路,便可以測量出該加速度的大小。圖圖 8 8:差動電差動電容式壓力傳感器的結構圖容式壓力傳感器的結構圖 圖圖 9 9:差動電容式加速度傳感器的結構圖差動電容式加速度傳感器的結構圖 資料來源:機器人傳感器(遲明路)資料來源:機器人傳感器(遲明路)1.4.31.4.3、電感式傳感器電感式傳感器 電感式傳感器是利用電磁感應原理電感式傳感器是利用電磁感應原理,將被測的物理量如位移、壓力、流量、振
27、動等轉換成線圈的自感系數 L 或互感系數 M 的變化,再由測量電路轉換為電壓或電流的變化量輸出,實現由非電量到電量轉換的裝置。電感式傳感器具有結構簡單,工作可靠,測量力小,分辨率高,輸出功率大以及測試精度好等優點。但同時它也具有頻率響應較低,不宜用于快速動態測量等缺點。電感式傳感器主要由銜鐵、鐵芯、線圈三部分構成。傳感器測量物理量時銜鐵的運動部分產生位移,導致線圈的電感值發生變化。圖圖 1010:電感式傳感器原理圖電感式傳感器原理圖 資料來源:傳感器的原理及應用(孟立凡、藍金輝)敬請參閱最后一頁特別聲明-10-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 1.4.41.4.4、壓電式壓電式傳感器
28、傳感器 壓電式傳感器是利用某些物質的壓電效應制作的傳感器。壓電式傳感器是利用某些物質的壓電效應制作的傳感器。某些介質材料在受力作用下,其表面會有電荷產生。根據這種現象制成的壓電式傳感器,是一種有源的雙向機電傳感器,具有體積小、質量小、工作頻帶寬等特點。壓電元件是一種典型的力敏元件,能測量最終可變換為力的各種物理量,如壓力、加速度、機械沖擊和振動等。因此,在聲學、力學、醫學和宇航等許多部門都可見到壓電式傳感器的應用。壓電材料可以分為三大類:壓電晶體(包括石英晶體和其他單晶體材料等)、壓電陶瓷、新型壓電材料(如壓電半導體、有機高分子材料等)。圖圖 1111:壓電效應示意圖壓電效應示意圖 資料來源:
29、機器人傳感器(遲明路)1.4.51.4.5、壓阻式壓阻式傳感器傳感器 壓阻式傳感器是利用固體的壓阻效應制成的傳感器。壓阻式傳感器是利用固體的壓阻效應制成的傳感器。固體受到力的作用后,其電阻率(或電阻)就要發生變化,這種現象稱為壓阻效應。所有的固體材料都有這個特點,其中以半導體材料最為顯著。當半導體材料在某一方向上承受應力時,它的電阻率發生顯著變化,這種現象稱為半導體壓阻效應。壓阻式傳感器主要用于壓力、加速度和載荷等參數的測量,因此分別有壓阻式壓力傳感器、壓阻式加速度傳感器和壓阻式載荷傳感器等。壓阻式傳感器又分為兩種類型:一類為粘貼型壓阻式傳感器,它的傳感元件是用半導體材料電阻制成的粘貼式應變片
30、;另一類為擴散型壓阻式傳感器,它的傳感元件是利用集成電路工藝,在半導體材料的基片上制成的擴散電阻。1.4.61.4.6、MME EMSMS 傳感器傳感器 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System),即微型機電系統,由尺度上是微米量級的結構件、可動件、電子元器件及其組合組成。該系統把電子功能、機械功能、光學功能、智能功能和其他功能融合形成一體。MEMS 傳感器中的核心元件一般包含兩類:一個傳感器和一個信號傳輸單元。與傳統的傳感器相比,它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和實現智能化的特點。同時,在微米量級的特征尺寸使得它可以完成
31、某些傳統機械傳感器所不能實現的功能。敬請參閱最后一頁特別聲明-11-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖圖 1212:MEMSMEMS 微傳感器微傳感器示意圖示意圖 資料來源:傳感器的原理及應用(孟立凡、藍金輝)敬請參閱最后一頁特別聲明-12-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 2 2、力傳感器力傳感器:精細感知的重要依靠:精細感知的重要依靠 2.12.1、應變式力傳感器應用最廣應變式力傳感器應用最廣 力力/力矩傳感器是一種能感知力、力矩并轉換成可用輸出信號的傳感器。力矩傳感器是一種能感知力、力矩并轉換成可用輸出信號的傳感器。主要包括本體單元和應變/形變檢測系統兩部分。力/力
32、矩傳感器的核心原理是將力作用下的形變轉換成電信號。當有力/力矩作用時,力/力矩施加于傳感器本體單元上,并引起本體單元的應變或形變,檢測系統可感知本體的應變或形變,通過電路將其轉化為相應電壓,通過測量電壓值來表征力/力矩大小,并轉換成可用輸出信號,實現力/力矩的測量。圖圖 1313:力:力/力矩傳感器基本工作原理力矩傳感器基本工作原理 建立力矩與電信號間的映射關系力矩作用電路將形變值轉換為電信號得到所作用力矩大小彈性本體形變檢測系統檢測形變值 資料來源:現代機械設計手冊(秦大同、謝里陽主編)按照測量原理,力按照測量原理,力/力矩傳感器可以分為光電式、應變式、電容式、壓電式等多力矩傳感器可以分為光
33、電式、應變式、電容式、壓電式等多種類型。種類型。這其中,應變式力/力矩傳感器是當前技術最為成熟、應用最廣泛的傳感器類型,具有結構簡單、制作容易、價格低廉等優點。表表 3 3:力力/力矩傳感器分類(按測量原理)力矩傳感器分類(按測量原理)分類分類 原理及特點原理及特點 優點優點 缺點缺點 代表企業代表企業 應變式 通常采用的是硅應變片或金屬箔,本質是材料本身發生形變進而轉化為阻值變化 結構簡單、價格低廉、測量精度較高 應變片容易老化、脫落,傳感器易受溫度影響及電磁干擾 ATI、宇立儀器、坤維科技、鑫精誠、藍點觸控、海伯森、神源生智能、Sintokogio、Bota Systems AG、SCHU
34、NK、埃力智能、ME-MeBsysteme GmbH 等 電容式 電容是通過極距的變化導致電壓變化,壓電則是通過形變改變電荷 非接觸式測量、魯棒性好、適用于高溫輻射等惡劣環境 線性度及測量精度較低、易受電磁干擾 Robotiq、Robotous、WACOH-TECH、Kistler 等 壓電式 測量范圍大、剛度高、無電磁干擾、動態性能良好 測量精度低、靜態表現差、結構尺寸大 光電式 通過光纖、光柵反映形變,再轉化成力 測量精度高、非接觸式測量、無電磁干擾 結構尺寸大、價格高、多維實現困難 OnRobot、松果體、華力創等 資料來源:與人共融機器人的關節力矩測量技術(劉玉旺等)、高工機器人 2.
35、22.2、六維力傳感器壁壘最高六維力傳感器壁壘最高 按照測量維度,力按照測量維度,力/力矩傳感器可以分為一至六維力力矩傳感器可以分為一至六維力/力矩傳感器。力矩傳感器。一般傳感器能測幾個維度,就是幾維傳感器。一維、三維和六維力/力矩傳感器最常見。對于 敬請參閱最后一頁特別聲明-13-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 六維力/力矩傳感器而言,空間中任意方向的力 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/力矩傳感器來完成測量任務,同時測量 Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz 六個分量。六維力/力矩傳感器的內部算法,會解耦各方向力和力矩間的干擾,使力
36、的測量更為精準。這類傳感器更這類傳感器更適用于參考點的距離較遠,且隨機變化情景,測量精度要求較高。適用于參考點的距離較遠,且隨機變化情景,測量精度要求較高。圖圖 1414:一維、三維、六維力一維、三維、六維力/力矩傳感器作用力矩傳感器作用示意圖示意圖 資料來源:坤維科技微信公眾號 六維力傳感器在機器人中有廣闊應用空間。六維力傳感器在機器人中有廣闊應用空間。在機器人應用領域,六維力/力矩傳感器是機器人實現柔順化、智能化控制的重要組成部件,為機器人的力控制和運動控制提供了力信息,從而對完成一些復雜、精細的作業,實現機器人智能化起著重要作用。圖圖 1515:六維力六維力/力矩傳感器在機器人領域的應用
37、力矩傳感器在機器人領域的應用 資料來源:GGII 敬請參閱最后一頁特別聲明-14-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 2.32.3、市場空間廣闊,六維力傳感器加速增長市場空間廣闊,六維力傳感器加速增長 力矩傳感器當前的全球市場規模超過力矩傳感器當前的全球市場規模超過 500500 億元億元。根據 Research and Markets 的數據,2022 年,全球市場力矩傳感器銷售規模為 75 億美元,預計 2023 年全球市場力矩傳感器銷售規模為 80.6億美元,2030年將達到 134億美元,2023-2030年的 CAGR 為 7.5%。圖圖 1616:全球市場力矩傳感器銷售規模
38、全球市場力矩傳感器銷售規模 75.280.6134506070809010011012013014020222023E2030E市場規模(億美元)資料來源:Research and Markets 六維力六維力/力矩傳感器步入加速增長期。力矩傳感器步入加速增長期。根據 GGII 數據,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,到 2027 年中國市場六維力/力矩傳感器銷量有望突破 8.4萬套,2022-2027 年的 CAGR 超過 60%,其中機器人行業銷量有望突破 4.2 萬套。根據 GG
39、II 數據,2022 年中國六維力/力矩傳感器市場規模 2.39 億元,同比增長 52%,其中機器人行業六維力/力矩傳感器市場規模 1.56 億元,同比增長54%。GGII 預計,2027 年中國六維力/力矩傳感器市場規模將超過 15 億元,2022-2027 年的 CAGR 超過 45%。圖圖 1717:20172017-20272027 年中年中國六維力國六維力/力矩傳感器市場銷量及預測力矩傳感器市場銷量及預測 圖圖 1818:20172017-20272027 年中國六維年中國六維力力/力矩傳感器市場規模及預測力矩傳感器市場規模及預測 01000020000300004000050000
40、600007000080000900002017201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E機器人行業銷量(套)非機器人行業銷量(套)020040060080010001200140016002017201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E機器人行業規模(百萬元)非機器人行業規模(百萬元)資料來源:GGII 資料來源:GGII 敬請參閱最后一頁特別聲明-15-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 2.42.4、設計、標定與算法筑起壁壘設計、標定與算法筑起壁壘 結構設計結構設計、標定與檢測、算法
41、設計是六維力、標定與檢測、算法設計是六維力/力矩傳感器領域的三大壁壘。力矩傳感器領域的三大壁壘。結構設計:結構設計:兼顧高靈敏度、高動態性能和低維間耦合的原理和結構創新是當前電阻應變式多維力傳感器研制中面臨的一大挑戰。高靈敏度要求應變測量區域的剛度盡可能小而易于產生應變,而高動態性能則通常要求整個結構的剛度盡可能大。此外,結構上的連續性導致彈性體各區域之間在受外載荷時不可避免地會產生耦合變形(應變),進而可能導致耦合輸出。因此,對于六維力/力矩傳感器而言,結構設計至關重要。圖圖 1919:六維力傳感器彈性體結構示意圖六維力傳感器彈性體結構示意圖 資料來源:一種低耦合高精度六維力傳感器設計及應用
42、(宋逸等)標定與檢測:標定與檢測:標定指通過對樣本空間中的樣本點進行精確加載,建立傳感器信號與力和力矩的映射關系,獲得解耦算法的數學模型和參數。六維力/力矩傳感器需要對六維樣本空間進行標定,難度遠高于一維傳感器。主要體現在樣本空間更大、標定設備更復雜、數學模型理論基礎更深三個方面。圖圖 2020:一維標定與六維標定一維標定與六維標定&檢測的對比檢測的對比 敬請參閱最后一頁特別聲明-16-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 資料來源:坤維科技公眾號 算法設計:算法設計: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。高精準度的軍用六維力傳感器,可以確保在六維度聯
43、合承載的情況下,測量值偏差在量程的 0.3%FS 以內。2.52.5、國外企業具有先發優勢,中國公司加速追趕國外企業具有先發優勢,中國公司加速追趕 在競爭格局上,受益于機器人市場需求催化,中國六維力/力矩傳感器市場近年來入局者逐年增加,坤維科技、鑫精誠、宇立儀器、藍點觸控等國內企業先后進入該領域,并在機器人、汽車、3C 等應用領域上占據了一席之地。ATI、SCHUNK等海外企業作為全球龍頭,積累多年,仍舊有明顯的領先優勢。表表 4 4:各家廠商情況及性能指標對比各家廠商情況及性能指標對比 企業企業 總部總部 準度準度(%FS%FS)公司簡介公司簡介 坤維科技坤維科技 中國 0.5%坤維科技成立
44、于 2018 年,是一家致力于提供高精度力覺傳感器(六軸力傳感器)及力控解決方案的企業。公司主營智能力覺傳感器的研發,制造、銷售、及技術推廣,開發面向機器人及其他智能裝備行業的力覺傳感器產品,為機器人及其它智能裝備,工業過程監控,產品質量檢測,科研測試測量等領域提供力覺測量解決方案及相關產品。鑫精誠鑫精誠 中國 1%-3%深圳市鑫精誠科技有限公司成立于 2009 年,公司專注于微型壓力、稱重、多軸力、扭力等多樣化的智能傳感器及控制儀表的工業級產品研發和創新,為 3C 自動化設備、精密醫療、農業、新能源鋰電、機器人、半導體、航空鐵路、高校等領域提供力控系統解決方案與技術合作。宇立儀器宇立儀器 中
45、國 1%-5%宇立儀器有限公司(SRI)是一家集生產、研發于一體的技術密集型企業,由原美國 FTSS(現 Humanetics ATD)總工黃約博士于 2007 年創立。公司在多軸力傳感器設計領域積累了近 20 年經驗,在汽車行業和工業機器人領域具有較強的競爭優勢。敬請參閱最后一頁特別聲明-17-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 藍點觸控藍點觸控 中國 1%-2%藍點觸控(北京)科技有限成立于 2019 年,是一家專業從事高精度,高性能力傳感器以及力控產品研發和生產的高新技術企業。公司在多維力傳感器,關節扭矩傳感器,機器人力控技術等方面擁有深厚的經驗積累和技術優勢,現已形成了 Mri
46、st 六維力傳感器、Joint 關節扭矩傳感器、力控應用軟件包等多個產品系列。海伯森海伯森 中國 1%-2%海伯森技術(深圳)有限公司成立于 2015 年,公司始終專注工業傳感技術的創新,并在光學精密測量,工業2D/3D 檢測,機器人智能應用等領域形成了成熟的產品矩陣,主營產品包括 3D 閃測傳感器、3D 線光譜共焦傳感器、點光譜共焦位移傳感器、超高速工業相機和六維力傳感器等。ATIATI 美國 0.5%-2%ATI 工業自動化公司是世界領先的多維力傳感器制造商,自 1989 年以來,ATI 工業自動化公司一直致力于開發最先進的產品和解決方案,在世界各地得到了成千上萬的成功應用。公司主營業務包
47、括機器人快速轉換裝置及力傳感器。SCHUNKSCHUNK 德國 2%德國雄克公司(SCHUNK)創建于 1945 年,主營產品包括精密夾具和自動化抓取系統、傳感器等。公司的產品主要應用于機械和自動化領域。RobotiqRobotiq 加拿大 3%Robotiq 公司成立于 2008 年,總部位于加拿大魁北克,主營產品包括機器人末端夾具、力矩傳感器、機器人相機套件等。OnRobotOnRobot 丹麥 3%OnRobot 是一家全球性公司,由丹麥 OnRobot、匈牙利 OptoForce 和美國 Perception Robotics 合并而成。主營產品包括機器人末端夾具、力矩傳感器、機器人相
48、機套件等。SintokogioSintokogio 日本 1%-3%Sintokogio 成立于 1934 年,是一家總部位于日本的公司,主營業務分為五個部門:鑄造部門生產和銷售綠砂成型機、綠砂處理系統、化學粘合砂系統等;表面處理部門生產噴丸機、噴氣機和噴丸機;環境設備部門生產集塵器、廢氣凈化器、廢水處理系統等;物料搬運設備部門提供剪刀式升降機、輸送機等;特種設備部門為外圍行業生產設備,包括機電一體化、模具和成型。該公司業務遍及全球,亞洲、北美和歐洲是其前三大市場。WACOHWACOH-TECHTECH 日本 1%-3%WACOH-TECH 成立于 2007 年,總部位于日本,主營業務包括力傳
49、感器和 MEMS 傳感器(加速度、陀螺儀)產品的開發、生產、銷售。資料來源:GGII 敬請參閱最后一頁特別聲明-18-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 3 3、觸覺傳感器觸覺傳感器:與環境交互的:與環境交互的必需必需媒介媒介 3.13.1、觸覺傳感器可以讓機器人擁有類人觸覺觸覺傳感器可以讓機器人擁有類人觸覺 觸覺是機器人獲取環境信息的一種觸覺是機器人獲取環境信息的一種與與視覺視覺同樣同樣重要重要的的知覺形式,是機器人實現與知覺形式,是機器人實現與環境直接作用的必需媒介。環境直接作用的必需媒介。與視覺不同,觸覺本身有很強的敏感能力,可直接測量對象和環境的多種性質特征,因此觸覺不僅僅是視
50、覺的一種補充,觸覺的主要任務是為獲取對象與環境信息和為完成某種作業任務而對機器人與對象、環境相互作用時的一系列物理特征量進行檢測或感知。機器人觸覺與視覺一樣,基本上是模擬人的感覺。機器人觸覺與視覺一樣,基本上是模擬人的感覺。廣義上,它包括接觸覺、壓覺、力覺、滑覺、冷熱覺等與接觸有關的感覺;狹義上它是機械手與對象接觸面上的力感覺。觸覺是接觸、沖擊、壓迫等機械刺激感覺的綜合,觸覺可以用來進行機器人抓取,利用觸覺可進一步感知物體的形狀、軟硬等物理性質。對機器人觸覺的研究,集中于擴展機器人能力所必需的觸覺功能,一般把檢測感知與外部直接接觸而產生的接觸覺、壓力、觸覺及接近覺的傳感器稱為機器人觸覺傳感器。
51、圖圖 2121:帕西尼多維觸覺傳感器帕西尼多維觸覺傳感器 資料來源:帕西尼官網 3.23.2、觸覺傳感器具有多種形式觸覺傳感器具有多種形式 3.2.13.2.1、柔性觸覺傳感器柔性觸覺傳感器 柔性傳感器具有獲取物體表面形狀二維信息的潛在能力,是采用柔性聚氨基甲酸酯泡沫材料的傳感器。這種傳感器結構跟物體周圍的輪廓相吻合,泡沫材料用硅橡膠薄層覆蓋,當移除物體時,傳感器恢復到最初形狀。導電橡膠應變計連到薄層內表面,當拉緊或壓縮應變計時薄層的形變被記錄下來。敬請參閱最后一頁特別聲明-19-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖圖 2222:柔性薄層觸覺傳感器結構柔性薄層觸覺傳感器結構 資料來源
52、:機器人傳感器(遲明路)3.2.23.2.2、觸覺傳感器陣列觸覺傳感器陣列 成像觸覺傳感器由若干個感知單元組成陣列型結構,主要用于感知目標物體的形狀。傳感器由 64 個感知單元組成 88 的陣列,形成接觸界面。當彈性材料制作的觸頭受到法向壓力作用時,觸桿下伸,擋住發光二極管射向光敏二極管的部分光,于是光敏二極管輸出隨壓力大小變化的電信號。陣列中感知單元的輸出電流由多路模擬開關選通檢測,經過 A/D 轉換變為不同的觸覺數字信號,從而感知目標物體的形狀。圖圖 2323:LTSLTS-100100 觸覺傳感器外形觸覺傳感器外形 圖圖 2424:觸覺觸覺傳感器單元的轉換原理傳感器單元的轉換原理 資料來
53、源:機器人傳感器(遲明路)資料來源:機器人傳感器(遲明路)敬請參閱最后一頁特別聲明-20-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 3.2.33.2.3、仿生皮膚仿生皮膚 仿生皮膚是集觸覺、壓覺、滑覺和熱覺傳感器于一體的多功能復合傳感器,具有類似于人體皮膚的多種感覺功能。仿生皮膚采用具有壓電效應和熱釋電效應的PVDF 敏感材料,具有溫度范圍寬、體電阻高、質量小、柔順性好、機械強度高和頻率響應寬等特點,容易熱成形加工成薄膜、細管或微粒。圖圖 2525:PVDFPVDF 仿生皮膚傳感器結構剖面仿生皮膚傳感器結構剖面 資料來源:機器人傳感器(遲明路)3.33.3、空間廣闊,高速增長空間廣闊,高速增
54、長 柔性觸覺傳感器柔性觸覺傳感器當前的全球市場規模超當前的全球市場規模超 1 10000 億元。億元。根據 QY Research 的數據,2022 年,全球柔性觸覺傳感器銷售規模為 15.34 億美元,預計 2029 年全球柔性觸覺傳感器銷售規模為 53.22 億美元,2022-2030 年的 CAGR 為 17.9%。圖圖 2626:全球市場全球市場柔性觸覺柔性觸覺傳感器銷售規模傳感器銷售規模(億美元)(億美元)資料來源:QY Research 敬請參閱最后一頁特別聲明-21-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 3.43.4、材料、算法筑起壁壘材料、算法筑起壁壘 穩定性、選擇性和靈
55、敏度是用于評估傳感器性能的主要指標。由于柔性傳感器中使用的材料、制造技術和傳感機制的原因,即使不涉及機械變形,它們的性能也常常低于剛性傳感器,因此,需要在材料、算法上多方發力,才可以生產出性能需要在材料、算法上多方發力,才可以生產出性能優異、成本可控的柔性觸覺傳感器。優異、成本可控的柔性觸覺傳感器。材料:材料:為了保證精度,觸覺感知設備的基底材料往往需要具備一定柔性,除此以外,基底材料同時需保持很高的耐久性,例如工業用途的柔性觸覺傳感器需要具備百萬級以上的耐久度。算法:算法:利用深度學習算法對觸覺傳感器進行標定,能夠有效提升觸覺傳感器標定的靈敏度和精確度。3.53.5、海外企業仍然占據領先地位
56、海外企業仍然占據領先地位 在在柔性柔性觸覺傳感器領域,海外企業仍然占據領先地位。觸覺傳感器領域,海外企業仍然占據領先地位。根據 QY Research 的數據,按照銷售金額計,2022 年,全球前五大廠商(Novasentis、Tekscan,Inc.、Japan Display Inc.、Baumer Group、Fraba Group)占有大約 57.1%的市場份額。具體到高端陣列式觸覺傳感器產品,國外企業的領先優勢更大。同時,進口陣列式觸覺傳感器價格昂貴,不適宜進行大面積部署,進一步阻礙了觸覺傳感相關產品的研發和推廣。表表 5 5:全球市場柔性觸覺傳感器廠商市占率排名:全球市場柔性觸覺傳
57、感器廠商市占率排名(20222022 年)年)排名排名 廠商廠商 1 Novasentis 2 Tekscan,Inc.3 Japan Display Inc.(JDI)4 Baumer Group 5 Fraba Goup 6 Syntouch 7 Canatu 8 Sensel 9 FORCIOT 10 鈦深科技(深圳)有限公司 11 青島立邦達碳傳感科技 12 廣州埔慧科技 13 佳隆集團 14 漢威科技 15 慧聞科技 資料來源:QY Research 敬請參閱最后一頁特別聲明-22-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 4 4、I IMUMU:姿態控制的重要組成:姿態控制的重要
58、組成 4.14.1、I IMUMU 可以測量物理的加速度和角速度可以測量物理的加速度和角速度 慣性測量單元(慣性測量單元(Inertial Measurement UnitInertial Measurement Unit,IMUIMU)是一種電子裝置,它使用一)是一種電子裝置,它使用一個或多個加速度計、陀螺儀的組合測量物體的加速度和角速度。個或多個加速度計、陀螺儀的組合測量物體的加速度和角速度。加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號,陀螺儀檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號,從而測量物體在三維空間中的角速度和加速度,并以此解算出物體的姿態。典型的 IMU 配置包括三軸加速度計和
59、三軸陀螺儀。圖圖 2727:I IMUMU 的工作原理的工作原理 資料來源:機器人傳感器(遲明路)4.24.2、陀螺儀和加速度計是重要的構成陀螺儀和加速度計是重要的構成 4.2.14.2.1、陀螺儀:測量角速度陀螺儀:測量角速度 陀螺儀的作用是測量角速度。陀螺儀的作用是測量角速度。目前,市場上大量使用的陀螺儀主要包括激光陀螺儀、光纖陀螺儀和 MEMS 陀螺儀。其中,MEMS 陀螺儀具有小型化、高集成、低成本的優勢。表表 6 6:各類陀螺儀的對比各類陀螺儀的對比 類型類型 典型應用場景以及客戶群體典型應用場景以及客戶群體 優勢優勢 劣勢劣勢 市場競爭情況市場競爭情況 MEMS 陀螺儀 主要應用場
60、景以及客戶群體面向于消費領域、汽車、無人系統、高端工業、高可靠等;高性能 MEMS 陀螺儀主要面向無人系統、高端工業、高可靠等 低成本,小體積,高可靠,易批產 精度接近中低精度兩光陀螺 消費類、汽車、高端工業、無人系統、高可靠等領域中對精度要求較低的應用場景主要應用MEMS陀螺儀,無人系統、高端工業、高可靠等領域中對精度要求較高的應用場景,主要應用兩光陀螺,但目前隨著高性能 MEMS 陀螺儀精度提升,其在部分戰術級應用場景已經可以替代兩光陀螺,并逐漸滲透至導航級應用場景。激光陀螺儀/光纖陀螺儀 兩光陀螺主要應用場景以及客戶群體面向于無人系統、高可靠等,部分光纖陀螺儀也用于高端工業領域 超高精度
61、 體積大,成本高,功耗大,難批產 資料來源:芯動聯科招股說明書 根據陀螺儀的核心性能參數情況,一般將陀螺儀分為戰略級、導航級、戰術級、消費級。核心的評價指標主要有零偏穩定性、零偏重復性、標度因數精度、角度隨機游走。敬請參閱最后一頁特別聲明-23-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 表表 7 7:各類別:各類別陀螺儀的陀螺儀的性能及應用性能及應用 類別類別 戰略級戰略級 導航級導航級 戰術級戰術級 消費級消費級 應用領域 航天,航海 航空,長航時無人系統 高端工業(如測繪,資源勘探)、車輛和飛行體 消費電子 零偏穩定性(/h)15 標度因數精度(ppm)1000 角度隨機游走(/h)0.
62、5 陀螺儀技術 機電陀螺儀、激光陀螺儀、光纖陀螺儀 激光陀螺儀、光纖陀螺儀、動力調諧陀螺儀、MEMS 陀螺儀 激光陀螺儀、光纖陀螺儀、動力調諧陀螺儀、MEMS 陀螺儀 MEMS 陀螺儀 代表廠商 Honeywell Honeywell、Northrop、Grumman、Emcore、芯動聯科 Honeywell、Sensonor、ADI、Silicon Sensing、Emcore、芯動聯科 Honeywell、Sensonor、ADI、Silicon Sensing 資料來源:芯動聯科招股說明書 4.2.24.2.2、加速度計:測量加速度加速度計:測量加速度 加速度計的作用是測量加速度加速度
63、計的作用是測量加速度,通常由質量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。根據加速度計的核心性能參數情況,一般將加速度計分為戰略級、導航級、戰術級、消費級。核心的評價指標主要有零偏穩定性、零偏重復性、線速度隨機游走、標度因數精度。表表 8 8:各類別加速度計各類別加速度計的的性能及應用性能及應用 類別類別 戰略級戰略級 導航級導航級 戰術級戰術級 消費級消費級 應用領域 航天,航海,自校準 航空,長航時無人系統,陸地巡航 高端工業(如測繪,資源勘探)、車輛和飛行體 消費電子 零偏穩定性(g)1000 標度因數精度(ppm)10 500 1000 加速度計主要技術 機械擺式加速度計、石
64、英加速度計 機械擺式加速度計、石英加速度計、MEMS 加速度計 MEMS 加速度計、石英加速度計 MEMS 加速度計 代表廠商 Honeywell、Northrop Grumman Honeywell、Safran、芯動聯科 Honeywell、ADI、Safran Silicon Sensing、美泰科技、芯動聯科 Bosch、TDK 資料來源:芯動聯科招股說明書 敬請參閱最后一頁特別聲明-24-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 4.34.3、I IMUMU 的的市場空間廣闊市場空間廣闊 MEMSMEMS 慣性傳感器慣性傳感器當前的全球市場規模超當前的全球市場規模超 200200
65、億元。億元。根據 Yole Intelligence 的數據,2021 年世界 MEMS 慣性傳感器市場規模約 35.09 億美元。其中,2021年 MEMS 陀螺儀和 MEMS 加速度計市場規模達到 15.93 億美元,占全球 MEMS慣性傳感器行業總市場規模的 45.40%。圖圖 2828:全球市場全球市場 MEMSMEMS 慣性慣性傳感器銷售規模(億美元)傳感器銷售規模(億美元)051015202530354045502019202020212022E2023E2024E2025E加速度計陀螺儀磁力計慣性傳感器 資料來源:Yole Intelligence 統計及預測,芯動聯科招股說明書
66、 4.44.4、海外龍頭仍然占據主導地位海外龍頭仍然占據主導地位 國外 MEMS 慣性技術經二十多年的理論與實踐,技術相對成熟,眾多科研單位及公司如 Honeywell、ADI、Sensonor、Silicon Sensing、Colibrys 等公司已經有成熟的商業化應用。表表 9 9:主要:主要 MMEMSEMS 慣性傳感器廠商情況慣性傳感器廠商情況 公司公司 技術水平技術水平 市場份額及行業排市場份額及行業排名名 Honeywell Honeywell 產品線較廣,主要產品包括 MEMS 慣性傳感器、激光傳感器及相關慣性傳感器系統。陀螺儀方面,Honeywell 的 MEMS 陀螺儀是行
67、業內戰術級陀螺儀的標桿產品;加速度計方面,MEMS 加速度計和石英加速度計可達到導航級和戰術級水平,石英加速度計是該產品的行業標桿產品。目前 Honeywell正推動高性能 MEMS 傳感器替代光學陀螺儀 高性能 MEMS 慣性傳感器市場行業第一 ADI ADI 主要產品為 MEMS 陀螺儀和 MEMS 加速度計,技術水平領先,產品耐環境能力強,性能覆蓋工業級和低端戰術級,在工業級陀螺儀領域具備較大影響力 高性能 MEMS 慣性傳感器市場行業第二 Silicon Sensing Silicon Sensing 主要產品為 MEMS 陀螺儀,技術較為先進,產品耐環境能力強,性能覆蓋工業級,戰術級
68、 高性能 MEMS 慣性傳感器市場行業第四 Sensonor Sensonor 主要產品為三軸陀螺儀模塊和 IMU。產品主要以戰術級為主 高性能 MEMS 慣性傳感器市場行業前十 Colibrys Colibrys 產品有戰術級 MEMS 加速度計和導航級加速度計。因其技術迭代慢,輸出非數字化,市場份額呈下降趨勢-敬請參閱最后一頁特別聲明-25-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 美泰科技 美泰科技產品有戰術級 MEMS 加速度計,在國內加速度計產品領域具有一定的市場地位-資料來源:芯動聯科招股說明書;市場份額及行業排名根據 Yole 發布的 High End Inertial Sen
69、sing 2022 中披露的高性能 MEMS 慣性傳感器行業排名 5 5、視覺傳感器視覺傳感器:獲取環境信息的重要途徑:獲取環境信息的重要途徑 5.15.1、機器視覺進一步強化機器機器視覺進一步強化機器人感知能力人感知能力 人的視覺是獲取外界信息的主要的感覺行為。人的視覺是獲取外界信息的主要的感覺行為。據統計,人所獲得外界信息的 80%是靠視覺得到的,因此,視覺傳感器是仿生傳感器中非常重要的部分。視覺傳感器的工作過程可分為檢測、分析、描繪和識別四個主要步驟:視覺檢測主要利用圖像信號輸入設備,將視覺信息轉換成電信號;視覺圖像分析是把攝取到的所有信號去掉雜波及無價值像素,重新把有價值的像素按線段或
70、區域等排列成有像素集合;視覺描繪和識別是從物體圖像中提取特征,給予標志。機器視覺可以進一步強化人形機器人的感知能力。機器視覺可以進一步強化人形機器人的感知能力。目前 2D 視覺正在向 3D 視覺進行延伸。隨著智能制造的不斷深入,面對復雜的物件辨識和尺寸量度任務,以及人機互動所需要的復雜互動,2D 視覺在精度和距離測量方面均出現部分技術局限,市場對 3D 視覺的需求開始與日俱增。在人形機器人應用領域,3D 視覺傳感器可以幫助機器人高效完成人臉識別、距離感知、避障、導航等功能,使其更加智能化。5.25.2、機器視覺的市場空間廣闊機器視覺的市場空間廣闊 機器視覺當前的全球市場規模在機器視覺當前的全球
71、市場規模在 800800 億元左右。億元左右。GGII 數據顯示,2021 年全球機器視覺市場規模約為 804 億元,同比增長 12%,GGII 預計至 2025 年該市場規模將超過 1200 億元。2022-2025 年 CAGR 約為 12%。GGII 數據顯示,2021 年中國機器視覺市場規模 138 億元(該數據未包含自動化集成設備規模),同比增長 47%。其中,2D 視覺市場規模約為 127 億元,3D 視覺市場約為 12 億元。根據 GGII 預測,到 2025 年我國機器視覺市場規模將達到 469 億元,其中 2D視覺市場規模將超過 360 億元,3D 視覺市場規模將超過 100
72、 億元。圖圖 2929:20152015-20252025 年全球機器視覺市場規模及預測年全球機器視覺市場規模及預測 圖圖 3030:20162016-20252025 年中國機年中國機器視覺市場規模及預測器視覺市場規模及預測 378 417 536 590 663 717 804 879 990 1,119 1,276 11%10%28%10%13%8%12%9%13%13%14%0%5%10%15%20%25%30%0200400600800100012001400全球機器視覺市場規模(億元)同比增長(右軸)1 2 3 4 6 12 19 34 61 104 46 54 66 76 88
73、127 163 228 293 364 18%24%17%18%47%32%44%35%32%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0501001502002503003504002016201720182019202020212022E2023E2024E2025E3D視覺市場規模(億元)2D視覺市場規模(億元)增長率(右軸)資料來源:GGII 資料來源:GGII 5.35.3、內外資品牌分庭抗禮內外資品牌分庭抗禮 從國內機器視覺整體市場來看,內外資品牌的競爭已開始呈現分庭抗禮的局面。從國內機器視覺整體市場來看,內外資品牌的競爭已開始呈現分庭抗禮的局面。甚至在某些產業
74、鏈環節,國產的份額已領先于外資。如鏡頭、光源領域,國產代表廠商 OPT、東莞 RESS、長步道等;相機領域,國產代表廠商??禉C器人、華 敬請參閱最后一頁特別聲明-26-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 ??萍?、大恒圖像等。從內外資品牌份額來看,根據 GGII 數據顯示,2021 年國產品牌機器視覺市場份額占比 58%,進口替代進程開始提速。圖圖 3131:20202121 年中國機器視覺市場內年中國機器視覺市場內外資品牌格局(按規模)外資品牌格局(按規模)圖圖 3232:20212021 年中國機器視覺系統市場年中國機器視覺系統市場整體競爭格局(按規模)整體競爭格局(按規模)圖圖 3
75、333:20212021 年中國機器視覺系統市場國年中國機器視覺系統市場國產品牌競爭格局(按規模)產品牌競爭格局(按規模)國產,58%外資,42%??禉C器人基恩士康耐視凌云光大恒圖像OPT華??萍糂asler其他 ??禉C器人凌云光大恒圖像OPT華??萍计渌?資料來源:GGII 資料來源:GGII 資料來源:GGII 敬請參閱最后一頁特別聲明-27-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 6 6、投資建議投資建議 隨著人形機器人放量,傳感器行業將有廣闊的發展空間。目前在傳感器的大部分領域,海外公司技術水平、產品能力均較強,國產公司正不斷深化自身能力,隨著行業對降本的需求愈發迫切,中國企業突出
76、重圍的機會持續提升。力傳感器領域:關注柯力傳感、中航電測;觸覺傳感器領域:關注漢威科技、蘇試試驗、奧迪威、申昊科技;IMU 領域:關注芯動聯科、華依科技;視覺傳感器領域:關注奧比中光。表表 1010:傳感器傳感器產業鏈產業鏈重點上市公司盈利與估值重點上市公司盈利與估值表表 凈利潤(億元)PE(X)領域 代碼 公司簡稱 收盤價(元)市值(億元)2022A 2023E 2024E 2025E 2022A 2023E 2024E 2025E 觸覺傳感器觸覺傳感器 300007.SZ 漢威科技 16.47 54 2.8 3.6 3.3 4.4 20 15 16 12 300416.SZ 蘇試試驗 14
77、.20 72 2.7 3.3 4.3 5.7 27 22 17 13 832491.BJ 奧迪威 16.55 23 0.5 0.8 0.9 1.1 44 30 25 21 300853.SZ 申昊科技 19.89 29 (0.6)2.0 2.7 3.5 -15 11 8 力傳感器力傳感器 603662.SH 柯力傳感 30.41 86 2.6 3.1 3.9 4.8 33 28 22 18 300114.SZ 中航電測 41.97 248 1.9 2.3 2.8 3.5 129 109 89 72 603489.SH 八方股份 40.50 68 5.1 2.3 3.7 6.0 13 30 18
78、 11 IMUIMU 688582.SH 芯動聯科 32.59 130 1.2 1.7 2.3 3.2 112 79 56 41 688071.SH 華依科技 33.30 28 0.4 0.1 1.2 2.3 78 307 23 12 MEMSMEMS 傳感器傳感器 300445.SZ 康斯特 18.88 40 0.8 1.0 1.3 1.7 53 40 30 24 603121.SH 華培動力 7.47 25 (0.1)-視覺傳感器視覺傳感器 688322.SH 奧比中光-UW 31.97 128 (2.9)(2.7)(0.8)0.7 -190 資料來源:Wind,光大證券研究所整理,股價時
79、間為 2024-03-01;盈利預測數據均來源于 Wind 一致預期 敬請參閱最后一頁特別聲明-28-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 6.16.1、柯力傳感柯力傳感 柯力傳感成立于柯力傳感成立于 19951995 年,是智能傳感器行業領軍企業,主要研制、生產和銷售年,是智能傳感器行業領軍企業,主要研制、生產和銷售應變式傳感器、儀表等元器件應變式傳感器、儀表等元器件,以及不同工業物聯網系統及多場景應用解決方案。公司從力學起步融合多物理技術發展多品種傳感,展開多維度產業布局和經營。目前公司已是全球大型鋼制傳感器制造企業和工業物聯網應用拓展引領者之一。表表 1111:柯力傳感應力傳感器應
80、用及其特性柯力傳感應力傳感器應用及其特性 應力傳感器應力傳感器材質分類材質分類 應用應用 特性特性 鋼制傳感器 汽車衡傳感器 專業的汽車衡稱重方案,適合國內外各種規格的高精度汽車衡,種類齊全,可靠穩定,性價比高 平臺秤傳感器 結構優良、安裝方便,精度高、互換性好 軌道傳感器 適用于高精度動靜態軌道檢測,形式包括整車式、斷軌式、墊軌式、塞入式等 料罐傳感器 多樣化的料倉方案,具有精度高、量程范圍廣、高度低等優點 實驗機系列 用于各類實驗測力設備,安裝形式多樣 天車傳感器 安裝在天車起重設備上的一種傳感器,種類齊全,符合各項國家標準 安全限制傳感器 用于各類超載安全保護的傳感器,抗沖擊力好,種類齊
81、全,安全可靠 車載傳感器 用于車輛改裝,過程的控制和監控重量 叉車傳感器 用于叉車改裝,過程的控制和監控重量 拉式傳感器 配套市場上的各種拉式測力設備,具有線性精度高,重復性好,長期穩定 公路計重傳感器 對車輛軸重進行測量,廣泛用于公路過往車輛進行超限檢測、粗略計重等 輪軸識別器傳感器 用于公路場合,對車輛的軸型、胎型進行識別 紡織張力傳感器 用于紡織廠設備,檢測織布張力等 扭矩傳感器 檢測設備工作的扭矩,尺寸、量程定制 非標傳感器 各類非標鋼制應變式傳感器,支持定制 鋁制傳感器 平臺秤傳感器 適用于各種臺面尺寸的電子臺秤以及各種工業稱重系統等 非標定制傳感器 各類非標鋁制應變式傳感器,支持定
82、制 資料來源:柯力傳感官網,光大證券研究所整理 柯力傳感器產品生態豐富,其銷售網絡及物流、服務體系遍布全球,助力產品銷柯力傳感器產品生態豐富,其銷售網絡及物流、服務體系遍布全球,助力產品銷售。售。公司主導產品應力傳感器可分為鋼制傳感器和鋁制傳感器,廣泛應用于冶金、公路計費、工程機械、自動化設備、畜牧業、化工、港口設備、檢測設備、紡織機械、控制設備、物流設備等行業。公司積極把握人形機器人的市場機遇,加快多維力傳感器研發試制。公司積極把握人形機器人的市場機遇,加快多維力傳感器研發試制??铝鞲性谀壳耙延械奈⑿?、扭矩、多維力等高端力學傳感器品類基礎上,加快自主研發,積極與各大機器人廠商合作,已進行了
83、多款扭矩傳感器、多維力傳感器等產品的送樣和試制。截至 2023 年 6 月底,已儲備了若干個技術壁壘高、市場前景廣的機器人傳感器種子項目。敬請參閱最后一頁特別聲明-29-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖圖 3434:柯力傳感應力傳感器產品示意圖柯力傳感應力傳感器產品示意圖 資料來源:柯力傳感官網 敬請參閱最后一頁特別聲明-30-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 6.26.2、漢威科技漢威科技 漢威科技是國內知名的氣體傳感器及儀表制造商和物聯網解決方案提供商。漢威科技是國內知名的氣體傳感器及儀表制造商和物聯網解決方案提供商。公司成立于 1998 年,主要以傳感器為核心,緊
84、密結合傳感技術、智能儀表技術、數據采集技術、地理信息和云計算等物聯網技術,形成了系統解決方案“傳感器+監測終端+數據采集+空間信息技術+云應用+AI”,在所涉及的產業領域中形成了相對領先的優勢。公司集傳感器的研發、生產、銷售為一體,掌握厚膜、薄膜、MEMS、陶瓷等核心工藝,并提供氣體、壓力、流量、溫度、濕度、光電、加速度等多種產品。圖圖 3535:漢威科技:漢威科技傳感器事業群產品分類傳感器事業群產品分類 水質濕度傳感器氣體濃度傳感器加速度壓力傳感器流量傳感器光探測傳感器PHOPR溶解氧溫度傳感器壓力傳感器位移傳感器濕敏電阻濕敏電容數字溫濕度光電導光電流激光(TDLAS)光離子(PID)紅外(
85、NDIR)催化半導體熱線熱導MEMS熱式流量超聲波流量固體電解質電化學壓電陶瓷擴散硅柔性壓力陶瓷電阻陶瓷電容熱電光電熱釋電熱電堆光伏型顆粒物傳感器紅外PM2.5激光PM2.5 資料來源:漢威科技官網,光大證券研究所整理 公司不斷拓展傳感器產品矩陣。公司不斷拓展傳感器產品矩陣。公司作為國內傳感器龍頭,在氣體傳感器領域引領行業技術、產業發展,并拓展到柔性傳感,壓力、流量傳感,紅外光電子芯片等新領域。公司傳感器重點圍繞壓力、光電、MEMS 多門類高端傳感器,傳感器上游晶圓制造以及封測產線等領域發力,重點布局高附加值領域。公司開拓柔性傳感器新賽道。公司開拓柔性傳感器新賽道。公司的控股子公司蘇州能斯達積
86、極擴展柔性微納傳感器應用場景,優化了“柔性感知技術+采集系統+人機交互”的解決方案,建立了穩定的納米敏感材料體系,掌握了四大核心技術和七大產品系列,發展了具備自主知識產權的多品種、多量程的柔性微納傳感器以及陣列的核心設計能力。公司技術水平及產業化程度國內領先,有望實現國產化完全替代,在消費電子、健康醫療、IOT 等戰略新興產業拓展更多應用。目前,柔性微納傳感器已在智能機器人領域有明確的應用。敬請參閱最后一頁特別聲明-31-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖圖 3636:能斯達柔性傳感器布局能斯達柔性傳感器布局 七大產品系列柔性應變傳感器柔性熱敏傳感器柔性壓電傳感器柔性壓力傳感器柔性
87、織物傳感器柔性電容傳感器柔性溫濕度傳感器四大核心技術柔性壓電柔性壓阻柔性電容柔性溫濕度資料來源:能斯達官網,光大證券研究所整理 敬請參閱最后一頁特別聲明-32-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 6.36.3、申昊科技申昊科技 申昊科技創立于申昊科技創立于 20022002 年,公司通過充分利用多傳感器融合、人工智能、機器人年,公司通過充分利用多傳感器融合、人工智能、機器人及大數據分析等技術,為工業及大數據分析等技術,為工業設備安全運行及智能化運維提供綜合解決方案。設備安全運行及智能化運維提供綜合解決方案。表表 1212:申昊科技機器人產品申昊科技機器人產品一覽一覽 應用領域應用領域
88、產品型號產品型號 產品特性產品特性 電力電網 IR-SO400A 開關室操作機器人 多傳感融合導航、數字化邊緣計算、多功能作業工具、3D 視覺識別系統 SHIR-3000M 室外輪式巡檢機器人 降本增效、智能運維、小巧便捷、實時在控 IR-ET8040A 履帶式巡檢機器人 低溫續航能力強、低溫環境可靠檢測、冰雪環境導航穩定 SHIR-3002 室內輪式巡檢機器人 智能運維、高行駛通過性、部署便捷 SIRD-3000S 室內輪式巡檢機器人 降本增效、智能運維、實時在控、自主建圖與定位 IR-TH1530D 室內掛軌巡檢機器人 滑觸式供電、毫米級定位、多合一局放檢測、部署方便 SHIR-3000S
89、 室外輪式巡檢機器人 降本增效、適應性強、智能運維、實時可控 IR-TLI100 輸電線路巡檢機器人 自主巡檢作業、自主上下塔、絕緣子狀態檢測 SG-PSM-200 光聲光譜在線監測系統 性能穩定可靠、準確靈敏、安全措施高、無耗材免維護 軌道交通 RIIS1005 軌交線路巡檢機器人 使用簡單、轉運靈活、標準化數據采集與分析、首創綜合型巡檢 TVIS1000 列車車底檢測機器人 四輪轉向四輪驅動技術、智能化算法識別技術、高精度激光定位導航技術 RSS-UT1015 雙軌式鋼軌超聲波探傷儀 自適應機構隨動、智能化分析、設備環境適應性強、拆裝單元部件輕便 OCLIS1000 剛性接觸網智能巡檢機器
90、人 里程定位、快速入軌脫軌、報表導出、遠程操作 油氣化工 SHIR-3000EX防爆型輪式巡檢機器人 智能運維、實時在控、降本增效、自主建圖與定位 公共衛生 IR-IWD4501B 室內智能噴霧消殺機器人 精巧設計、智能控制、消殺效率高、操作便捷可追溯、多重人機安全保障 HealthGuard-02 健康衛士一號機器人 使用便捷、提升效率、全天候工作、精準測溫、場景適用范圍廣 資料來源:申昊科技官網,光大證券研究所整理 傳感器在公司主要產品中扮演重要角色。傳感器在公司主要產品中扮演重要角色。主要產品的形態分為智能機器人和智能監測檢測及控制設備,智能機器人的硬件系統以運動控制系統、關鍵器件及先進
91、傳感器為核心。智能監測檢測及控制設備則通過各類傳感器獲取工業設備運行狀況、運行質量的相關信息,以動態跟蹤各種劣化過程的發展狀況,提前預判,及時維修。申昊科技的產品覆蓋電力電網、智慧交通、油氣化工等行業,以智能機器人為主,申昊科技的產品覆蓋電力電網、智慧交通、油氣化工等行業,以智能機器人為主,專注于電力電網、軌道交通領域的應專注于電力電網、軌道交通領域的應用。用。智能機器人主要包含室外輪式巡檢機器人、室內輪式巡檢機器人、開關室操作機器人、室內掛軌巡檢機器人、極寒適應型變電站巡檢機器人、輸電線路巡檢/除冰機器人、軌交線路巡檢機器人、列車車底檢測機器人、雙軌式鋼軌超聲波探傷儀、配網工程管控監理機器人
92、、無人機 敬請參閱最后一頁特別聲明-33-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 等。公司產品已突破了極寒環境、高空、強電磁場及水下等惡劣環境作業的約束,將功能從巡檢拓展至帶電作業。圖圖 3737:申昊科技主要機器人產品示意圖申昊科技主要機器人產品示意圖 資料來源:申昊科技官網 申昊科技申昊科技正在正在向上游傳感器方向進行布局向上游傳感器方向進行布局,以幫助公司做出差異化、有競爭力的產品,滿足下游客戶需求,響應機器人從巡檢到操作的轉變趨勢。公司計劃利用在傳感器領域一定的技術積累實現向上游發展的目標,目前公司的電子皮膚傳感器產品已處于小批量試用階段。敬請參閱最后一頁特別聲明-34-證券研究報
93、告 電力設備新能源電力設備新能源 6.46.4、芯動聯科芯動聯科 芯動聯科創立于芯動聯科創立于 20062006 年,是國內較早從事高性能年,是國內較早從事高性能 MEMSMEMS 慣性傳感器研發的芯片慣性傳感器研發的芯片設計公司,掌握高性能設計公司,掌握高性能 MEMSMEMS 慣性傳感器核心技術,是目前少數可以實現高性慣性傳感器核心技術,是目前少數可以實現高性能能 MEMSMEMS 慣性傳感器穩定量產的企慣性傳感器穩定量產的企業。業。公司擁有多年 MEMS 慣性傳感器芯片設計、MEMS 工藝方案開發、封裝與測試等主要環節的行業經驗,于 2015 年研制出第一代 MEMS 陀螺儀,2019
94、年實現第三代量產,以此為基礎,發展出如今的主營業務:高性能硅基 MEMS 慣性傳感器的研發、測試與銷售。表表 1313:芯動聯科產品性能參數芯動聯科產品性能參數 高性能高性能 X X 軸軸 MEMSMEMS 加速度傳感器加速度傳感器 高性能高性能 Z Z 軸軸 MEMSMEMS 陀螺儀陀螺儀 XDA1201V XDA1202 XDR2067 XDR330 敏感軸敏感軸 X 軸(平行于器件封裝)X 軸(平行于器件封裝)Z 軸(垂直于器件封裝)Z 軸(垂直于器件封裝)量程量程 10 g 50 g 400/s 100/s 帶寬(帶寬(3dB3dB)100 Hz 400 Hz 12 Hz 零偏穩定性零
95、偏穩定性 20 ug(10 平滑,1)50 ug(10 平滑,1)0.5/hr(Allan 方差,常溫)0.1/hr(Allan 方差,常溫)標度因子非標度因子非線性線性 300 ppm 1000 ppm 200 ppm 典型工作電典型工作電流流 10 mA 40 mA 數字輸出接數字輸出接口口 兼容 SPI 工作電壓范工作電壓范圍圍 4.75 5.25 V 工作溫度范工作溫度范圍圍 -40C +125C LCCLCC 封裝封裝 7.8 x 5.8 x 3 mm 11 x 11 x 1.5 mm 抗沖擊抗沖擊 10000 g(帶電)10000 g(帶電)500g(帶電)20000 g(不帶電)
96、500g(帶電)20000 g(不帶電)資料來源:芯動聯科官網,光大證券研究所整理 公司主要產品可應用于公司主要產品可應用于 IMUIMU 等場景。等場景。幾款高性能 X 軸 MEMS 加速度傳感器和 Z軸 MEMS 陀螺儀可應用于慣性測量單元(IMU)、航姿和航向參考系統(AHRS)、平臺穩定系統和工業機器人領域。高精度硅諧振壓力傳感器應用于氣象監測、壓力儀表和大氣數據計算機。芯動聯科在自主研發和技術方面存在顯著優勢。芯動聯科在自主研發和技術方面存在顯著優勢。公司在 MEMS 慣性傳感器芯片設計、MEMS 工藝方案開發、封裝與測試標定等主要環節擁有自主知識產權的核心技術。其高性能 MEMS
97、慣性傳感器具有小型化、高集成、低成本的優勢,核心性能指標達到國際先進水平。此外,為充分發揮 MEMS 芯片的性能,公司自主研發了擁有完整、成熟算法的配套 ASIC 芯片,可以根據不同客戶的需求和產品應用場合,靈活、快速地調整 ASIC 模塊的各項參數以獲得最優的整體性能。敬請參閱最后一頁特別聲明-35-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 圖圖 3838:芯動聯科芯動聯科產品示意圖產品示意圖 資料來源:芯動聯科官網,光大證券研究所整理 6.56.5、華依華依科技科技 華依科技成立于華依科技成立于 19981998 年,是國內汽車測試行業龍頭和領先的智駕感知定位解決年,是國內汽車測試行業龍
98、頭和領先的智駕感知定位解決方案提供商。方案提供商。公司圍繞汽車電動智能化轉型升級,提供智駕核心產品、研發測試服務及品質保障高端裝備,主要業務包括動力總成測試服務、高精度慣導和動力總成智能測試設備。表表 1414:華依華依科技慣導產品參數科技慣導產品參數 IMU3000IMU3000 高精高精度慣性測量單度慣性測量單元元 陀螺儀陀螺儀 加速度計加速度計 量程 250/s 量程 4g 零偏不穩定性 0.8/h 零偏穩定性 0.015mg 零偏穩定性 1/h 全溫零偏 0.5mg 全溫零偏 0.02/s 寬帶 200Hz 角度隨機游走ARW 0.15/hr 寬帶 200Hz INS/IMU4050I
99、NS/IMU4050慣性導航總成慣性導航總成 量程 250/s 量程 8g 零偏穩定性 5/h 零偏穩定性 0.04mg 全溫零偏 0.35/h 全溫零偏 18mg 角度隨機游走ARW 0.3/h 角度隨機游走ARW 200ppm INS5050INS5050 高精高精度組合導航單度組合導航單元元 量程 250/s 量程 6g 零偏穩定性 7/h 零偏穩定性 0.04mg 全溫零偏 0.05/s 資料來源:華依科技官網,光大證券研究所整理 華依科技專注于高精度導航定位產品研發華依科技專注于高精度導航定位產品研發,為自動駕駛、輔助駕駛、精準農業、智能物流、安防巡檢、旅游觀光車、清掃環保等提供高精
100、度位置、姿態信息,致力于引領智能駕駛定位技術的變革。公司產品特征優勢顯著:公司產品特征優勢顯著:(1)戰術級 IMU;(2)符合 ISO26262 汽車功能安全的要求;(3)多傳感器融合定位滿足復雜場景定位需求(4)支持 RTK、PPP-RTK,滿足無網絡場景高精度定位需求;(5)具有 IP67 防護等級。以IMU3000 高精度慣性測量單元產品為例,該產品具有有分系列化、成本可控、敬請參閱最后一頁特別聲明-36-證券研究報告 電力設備新能源電力設備新能源 超高一致性、高精度、小型化、高抗震等特點,廣泛應用于高速路、地庫、高架橋、隧道、城市街道、港口等場景。圖圖 3939:華依華依科技慣性導航
101、產品科技慣性導航產品 資料來源:華依科技官網,光大證券研究所整理 7 7、風險分析風險分析 (1 1)傳感器降本傳感器降本不及預期風險:不及預期風險:如果傳感器降本不及預期,會影響到傳感器在人形機器人上的應用數量;(2 2)人形機器人降本不及預期風險:)人形機器人降本不及預期風險:如果人形機器人成本持續居高不下,會影響到人形機器人的整體需求、進而影響到傳感器在人形機器人領域的放量;(3 3)競爭加劇帶來的盈利不及預期風險:)競爭加劇帶來的盈利不及預期風險:大量新進入者涌入機器人傳感器行業,如果行業競爭加劇,會影響到整體的盈利水平。敬請參閱最后一頁特別聲明-37-證券研究報告 行業及公司評級體系
102、行業及公司評級體系 評級評級 說明說明 行行 業業 及及 公公 司司 評評 級級 買入 未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 15%以上 增持 未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 5%至 15%;中性 未來 6-12 個月的投資收益率與市場基準指數的變動幅度相差-5%至 5%;減持 未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指數 5%至 15%;賣出 未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指數 15%以上;無評級 因無法獲取必要的資料,或者公司面臨無法預見結果的重大不確定性事件,或者其他原因,致使無法給出明確的投資評級?;鶞手笖嫡f明:基準指數說明:A 股市場基
103、準為滬深 300 指數;香港市場基準為恒生指數;美國市場基準為納斯達克綜合指數或標普 500 指數。分析、估值方法的局限性說明分析、估值方法的局限性說明 本報告所包含的分析基于各種假設,不同假設可能導致分析結果出現重大不同。本報告采用的各種估值方法及模型均有其局限性,估值結果不保證所涉及證券能夠在該價格交易。分析師聲明分析師聲明 本報告署名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度、專業審慎的研究方法,使用合法合規的信息,獨立、客觀地出具本報告,并對本報告的內容和觀點負責。負責準備以及撰寫本報告的所有研究人員在此保證,本研究報告中任何關于發行商或證券
104、所發表的觀點均如實反映研究人員的個人觀點。研究人員獲取報酬的評判因素包括研究的質量和準確性、客戶反饋、競爭性因素以及光大證券股份有限公司的整體收益。所有研究人員保證他們報酬的任何一部分不曾與,不與,也將不會與本報告中具體的推薦意見或觀點有直接或間接的聯系。法律主體聲明法律主體聲明 本報告由光大證券股份有限公司制作,光大證券股份有限公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格,負責本報告在中華人民共和國境內(僅為本報告目的,不包括港澳臺)的分銷。本報告署名分析師所持中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格編號已披露在報告首頁。中國光大證券國際有限公司和 Everbright Securities
105、(UK)Company Limited 是光大證券股份有限公司的關聯機構。特別聲明特別聲明 光大證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)成立于 1996 年,是中國證監會批準的首批三家創新試點證券公司之一,也是世界 500 強企業中國光大集團股份公司的核心金融服務平臺之一。根據中國證監會核發的經營證券期貨業務許可,本公司的經營范圍包括證券投資咨詢業務。本公司經營范圍:證券經紀;證券投資咨詢;與證券交易、證券投資活動有關的財務顧問;證券承銷與保薦;證券自營;為期貨公司提供中間介紹業務;證券投資基金代銷;融資融券業務;中國證監會批準的其他業務。此外,本公司還通過全資或控股子公司開展資產管理、直接投資
106、、期貨、基金管理以及香港證券業務。本報告由光大證券股份有限公司研究所(以下簡稱“光大證券研究所”)編寫,以合法獲得的我們相信為可靠、準確、完整的信息為基礎,但不保證我們所獲得的原始信息以及報告所載信息之準確性和完整性。光大證券研究所可能將不時補充、修訂或更新有關信息,但不保證及時發布該等更新。本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次發布時光大證券研究所的判斷,可能需隨時進行調整且不予通知。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議??蛻魬灾髯鞒鐾顿Y決策并自行承擔投資風險。本報告中的信息或所表述的意見并未考慮到個別投資者的具體投資目的、財務狀況以及特定需求。投資者應當
107、充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。對依據或者使用本報告所造成的一切后果,本公司及作者均不承擔任何法律責任。不同時期,本公司可能會撰寫并發布與本報告所載信息、建議及預測不一致的報告。本公司的銷售人員、交易人員和其他專業人員可能會向客戶提供與本報告中觀點不同的口頭或書面評論或交易策略。本公司的資產管理子公司、自營部門以及其他投資業務板塊可能會獨立做出與本報告的意見或建議不相一致的投資決策。本公司提醒投資者注意并理解投資證券及投資產品存在的風險,在做出投資決策前,建議投資者務必向專業人士咨詢并謹慎抉擇。在法律允許的情況下,本公司及其附屬機構可能持
108、有報告中提及的公司所發行證券的頭寸并進行交易,也可能為這些公司提供或正在爭取提供投資銀行、財務顧問或金融產品等相關服務。投資者應當充分考慮本公司及本公司附屬機構就報告內容可能存在的利益沖突,勿將本報告作為投資決策的唯一信賴依據。本報告根據中華人民共和國法律在中華人民共和國境內分發,僅向特定客戶傳送。本報告的版權僅歸本公司所有,未經書面許可,任何機構和個人不得以任何形式、任何目的進行翻版、復制、轉載、刊登、發表、篡改或引用。如因侵權行為給本公司造成任何直接或間接的損失,本公司保留追究一切法律責任的權利。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。光大證券股份有限公司版
109、權所有。保留一切權利。光大證券股份有限公司版權所有。保留一切權利。光大證券研究所光大證券研究所 上海上海 北京北京 深圳深圳 靜安區新閘路 1508 號 靜安國際廣場 3 樓 西城區武定侯街 2 號 泰康國際大廈 7 層 福田區深南大道 6011 號 NEO 綠景紀元大廈 A 座 17 樓 光大證券股份有限公司關聯機構光大證券股份有限公司關聯機構 香港香港 英國英國 中國光大證券國際有限公司中國光大證券國際有限公司 香港銅鑼灣希慎道 33 號利園一期 28 樓 EvEverbright Securities(UK)Company Limitederbright Securities(UK)Company Limited 6th Floor,9 Appold Street,London,United Kingdom,EC2A 2AP