2024各類型傳感器利好政策、市場空間及競爭格局分析報告（49頁）.pdf

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1、2023 年深度行業分析研究報告 內容目錄 一、人形機器人高速發展，傳感器決定人形機器人可應用場景.6 1.1 人形機器人快速發展，中國機器人市場空間廣闊.6 1.2 傳感器為機器人提供感知外界能力，為機器人邁向智能化的基礎.7 1.3 政策助力人形機器人，加快傳感器等關鍵部位研發.8 1.4 人形機器人感知要求進一步提升，多類傳感器具備突破潛力.9 二、力/力矩傳感器：機器人運行基礎，機器人性能需求提升下六維力傳感器空間廣闊.10 2.1 力/力矩傳感器測量力感信息，奠定機器人控制基礎.10 2.2 六維力傳感器有多技術路線，應變片式傳感器為目前主流.11 2.3 力傳感器國內廠商奮力追趕，

2、國產替代率升高.13 2.4 六維力矩傳感器生產壁壘高，產品設計與工藝均為核心.15 2.5 MEMS 工藝加工效率高，玻璃微熔技術有望成為主流.18 2.6 人形機器人性能要求提升趨勢顯著，六維力傳感器市場空間廣闊.19 建議關注：安培龍（301413.SZ）.20 建議關注：華培動力（603121.SH）.22 建議關注：東華測試（300354.SZ）.23 建議關注：柯力傳感（603662.SH）.25 建議關注：坤維科技（未上市）.26 建議關注：宇立儀器（未上市）.27 建議關注：藍點觸控（未上市）.28 三、觸覺傳感器：感知外界關鍵部件，精細化手部工作基礎.29 3.1 觸覺傳感器

3、模仿生物觸覺，壓阻式為現在主流選擇.29 3.2 壓阻式觸覺傳感器為目前主流，MEMS 壓阻式傳感器具備優勢.31 3.3 目前多人形機器人手部已具備指尖觸覺傳感器，技術路線暫未統一.32 3.4 柔性電子皮膚：不受面積形狀限制，機遇挑戰并存.33 3.5 柔性觸覺傳感器目前主要由國外企業主導.35 建議關注：漢威科技（300007.SZ）.36 建議關注：申昊科技（300853.SZ）.36 建議關注：力感科技（未上市）.37 建議關注：帕西尼感知（未上市）.38 四、IMU 慣性傳感器：姿態控制、定位導航多重助力，用量有望提升.39 4.1 慣性傳感器測量物體運動狀態，含多類組件.39 4

4、.2 國際廠商占據慣性傳感器壟斷地位，國產替代空間大.42 4.3 IMU 在人形機器人領域應用廣泛，市場空間可觀.42 建議關注：敏芯股份（688286.SH）.45 五、視覺傳感器：助力機器人精準識別外界環境，準確導入圖像信息.45 5.1 3D 視覺提供多維信息，提高識別精度.45 5.2 人形機器人 3D 視覺傳感器潛在市場空間較大，2D 視覺傳感器成本較低.47 建議關注：奧比中光（688322.SH）.47 圖表目錄 圖 1：特斯拉 Optimus 高速迭代.6 圖 2：2023 年中國銷量占全球工業機器人市場超五成.7 圖 3：2017-2021 中國機器人市場規模高速增長.7

5、圖 4：傳感器通過各種元件測量外部信息.7 圖 5：傳感器有望為人形機器人提供感知基礎.8 圖 6：六維力傳感器測量力感信息最全面.10 圖 7：人形機器人預計使用六維力傳感器位置.11 圖 8：典型豎梁式六維電阻式傳感器結構.12 圖 9：六維力傳感器根據敏感元件類型主要分為四類.13 圖 10：中國六維力傳感器市場外資主導.14 圖 11：2022 年國內機器人行業占六維力傳感器市場超五成.14 圖 12：協作機器人行業國產六維力傳感器出貨量領先.15 圖 13：六維力傳感器有多種結構設計.16 圖 14：十字梁結構在六維力傳感器中應用最為廣泛.16 圖 15：采用外延生長技術制備硅應變片

6、.17 圖 16：六維力傳感器標定與檢測設備要求較高.18 圖 17：MEMS 傳感器中 MEMS 芯片與 ASIC 芯片最為重要.18 圖 18：使用玻璃微熔技術將敏感元件與傳感器連接.19 圖 19：玻璃微熔技術提高傳感器的工作溫度與壓力.19 圖 20：國內機器人行業六維力傳感器市場預計快速增長.20 圖 21：公司業績持續提升.22 圖 22：公司盈利能力穩健.22 圖 23：華培動力產品覆蓋多類傳感器.22 圖 24：公司三大產品線.24 圖 25：公司營收逐年增長.25 圖 26：23 年歸母凈利潤短期承壓.25 圖 27：公司部分主營產品.25 圖 28：營業收入穩健增長.26

7、圖 31：公司合作伙伴遍布全球.27 圖 32：公司產品涵蓋眾多領域優質客戶.29 圖 33：觸覺傳感器通過敏感元件和數據分析得到外界信息.30 圖 34：觸覺傳感器有多種實現結構.31 圖 35：特斯拉二代機器人實現捏雞蛋的精巧操作.32 圖 36：Figure 搭載觸覺傳感器實現遞蘋果.32 圖 37：靈巧手使用觸覺傳感器技術.32 圖 38：柔彈性電子皮膚觸覺傳感器由多電極、金屬層組成.33 圖 39：電子皮膚傳感器有多種材料、排列結構實現方式.34 圖 40：力感科技發展歷程.37 圖 41：公司部分產品.38 圖 42：加速度傳感器主要分三種.40 圖 43：MEMS 技術應用于加速

8、度計中.40 圖 44：陀螺儀應用 MEMS 技術向小型化發展.41 圖 45：磁力計在多領域有應用.41 圖 46：IMU（慣性測量單元）由加速度計、陀螺儀等組成.42 圖 47：全球 IMU 市場迅速增長.43 圖 48：中國慣性傳感器市場規模巨大.43 圖 49：一個機器人可使用多個 IMU 傳感器.44 圖 50：公司擁有眾多優質合作伙伴.45 圖 51：測量方法圖示.46 圖 52：中國機器視覺市場穩步增長.46 圖 53：中國 3D 視覺市場增長迅速.46 圖 54：公司主要產品圖例.48 圖 55：公司 3D 視覺感知技術應用場景豐富.48 表 1：人形機器人揭榜掛帥任務榜單重點

9、聚焦傳感器.8 表 2：人形機器人創新發展指導意見鼓勵人形機器人產業高質量發展.9 表 3：目前各類傳感器在人形機器人總成本中占比較高.9 表 4：不同種類力傳感器各有優劣.13 表 5：國內涌現出多維力傳感器企業.14 表 6：人形機器人六維力傳感器市場廣闊.19 表 7：公司三大產品線.20 表 8：主要業務概述.23 表 9：公司產品類型豐富.28 表 10：壓阻式和電容式觸覺傳感器最為常見.31 表 13：電子皮膚研究存在諸多難題.35 表 14：電子皮膚未來市場空間可觀.35 表 15：柔性觸覺傳感器以國外企業為主.35 表 16：公司薄膜壓力傳感器綜合性能優越.38 表 17：公司

10、產品性能強勁.39 表 18：2022 年國際廠商占中國 IMU 市場壟斷地位.42 表 19：IMU 市場空間可觀.43 表 20：人形機器人 3D 視覺傳感器潛在市場空間可達 19 億元/2D 視覺傳感器潛在市場空間可到 1.61 億元.47 場景場景 1.1 人形機器人人形機器人快速發展，中國機器人市場空間廣闊快速發展，中國機器人市場空間廣闊 人形機器人技術高速迭代，產業落地指日可待。人形機器人技術高速迭代，產業落地指日可待。近年來人形機器人行業發展迅速，以特斯拉人形機器人為例，自特斯拉于 2021 年宣布進入人形機器人領域以來，特斯拉機器人Optimus 已經具備獨立行走、視覺定位、精

11、準施力等能力，目前已經在工廠進行工作測試，進化速度快，并有望快速實現量產。除此之外，國外 Figure 機器人、波士頓動力機器人，國內優必選機器人、宇樹機器人等也在持續提升性能中。隨著各類人形機器人性能的不斷精進，人形機器人商業化速度正在加快。圖 1：特斯拉 Optimus 高速迭代 資料來源：Harvey 科技，雪球，環球網，證券時報 e 公司，巨豐投顧，機器之心 Pro，網易科技報告，MOTO，創業天下官方平臺，環球新知視頻，西部證券研發中心 中國機器人產業日益蓬勃發展，市場空間廣闊。中國機器人產業日益蓬勃發展，市場空間廣闊。據 IFR（國際機器人聯合會）統計，中國擁有全球機器人最大的市場

12、，2022 年工業機器人銷量約占全球市場總額的 52.5%。中國機器人銷售總額從2017年的64億美元增長到2021年的142億美元，CAGR達22.05%，預計 2024 年全國機器人產業市場規?？蛇_ 251 億美元。近年來人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，發展潛力大、應用前景廣闊，是未來產業的新賽道。資料來源：IFR，上海情報服務平臺，西部證券研發中心 資料來源：IFR，中國電子學會，西部證券研發中心 1.2 傳感器為機器人提供感知外界能力，為機器人邁向智能化傳感器為機器人提供感知外界能力，為機器人邁向智能化的的基礎基

13、礎 人形人形機器人的運行離不開傳感器。機器人的運行離不開傳感器。機器人的作用在于替代人類完成各項工作，與人類的工作過程相似：人類在工作的過程中，需要通過眼、耳、鼻、舌和皮膚接觸等方式獲取外界信息，經過腦部處理后，再通過手、腳等器官完成控制、把握、行走等動作，構成了一套“檢測-處理-執行”的流程。機器人在工作過程中，也需要完成同樣的流程：通過特殊的設備感知關鍵狀態、經過微處理器、計算機或神經網絡處理分析后，交由機械臂、輪子或推進器等移動裝置或加熱設備、制冷設備等非移動裝置執行相關工作。用于感知外部狀態或機器人自身狀態的設備被稱為傳感器。它能感受被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置

14、，通常由敏感元件和轉換元件組成。敏感元件感知并測量外界物理變化，并產生信號，轉換元件通過將敏感元件傳輸的信號轉換為電信號，實現信號的獲取與輸出。圖 4：傳感器通過各種元件測量外部信息 資料來源：面向機器人的多維力/力矩傳感器綜述鐘曉玲等，西部證券研發中心 傳感器是人形機器人邁向智能化的基礎。傳感器是人形機器人邁向智能化的基礎。和傳統機器人僅需單一感知硬件工作不同，人形機器人需要集成使用多類感知硬件，如使用 3D 視覺傳感器進行識別與避障，使用慣性傳感器進行位置導航與姿態控制，使用力、觸覺傳感器完成靈巧手的柔性操作等。特別是人形機器人在智能化發展過程中，不斷對感知、交互、運動和控制等多個模塊提出

15、更高要求，而傳感器在這些模塊中發揮著重要作用。如特斯拉 Optimus 廣泛使用高精度傳感器，收集大量數據的同時，實現復雜的動作控制和環境感知。要提高人形機器人智能化水平，必然要求提升傳感器應用程度與控制精度。傳感器是機器人系統獲取外界狀態和自身狀態的重要途徑，是機器人連接外部環境的重要接口，也是機器人邁向自主化、智能化的基礎。52.50%9.11%7.16%5.73%4.63%20.87%中國日本美國韓國德國其他0%5%10%15%20%25%30%02040608010012014016020172018201920202021 資料來源：新浪財經，西部證券研發中心 1.3 政策助力人形機

16、器人，加快傳感器等關鍵部位研發政策助力人形機器人，加快傳感器等關鍵部位研發 國家發布眾多政策鼓勵人形機器人行業國家發布眾多政策鼓勵人形機器人行業發展。發展。2023 年工業和信息化部等十七部門印發“機器人+”應用行動實施方案，加快推進機器人應用拓展，目標是 2025 年制造業機器人密度較 2020 年實現翻番，服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升。2023 年 8 月發布關于組織開展 2023 年未來產業創新任務揭榜掛帥工作的通知，特別推出人形機器人揭榜掛帥任務榜單，核心基礎包括力傳感器、MEMS 傳感器和觸覺傳感器等。表 1：人形機器人揭榜掛帥任務榜單重點聚焦傳感器 核心基礎核心

17、基礎 揭榜任務揭榜任務 全身動力學控制算法 面向人形機器人高動態行走的全身控制問題，突破人形機器人多體動力學實時模型、基于全身力矩的模型預測控制、長距離離線身體姿態和落足點規劃、在線步態規劃與實時姿態跟蹤、面向仿人機器人高爆發關節伺服阻抗控制等關鍵技術。形成人形機器人高動態行走控制方法，在人形機器人實物平臺上進行實驗驗證。電機驅動器 面向人形機器人快速、靈活的伺服驅動需求，突破高性能伺服驅動設計、制造與測試等技術。研發小體積、高爆發、高效率的高功率密度電機伺服驅動器。提升電機伺服驅動器自主研發水平，推動高性能伺服驅動器的產業化應用。力傳感器 面向人形機器人準確獲取驅動關節和肢體末端觸感力學信號

18、的需求，突破穩定可靠的力傳感器結構設計與制造、智能化信號處理與分析、多信息智能識別與模型分析等關鍵技術；研制系列化、高性能、低成本、智能化的新型力傳感器；發展低成本、規?；膫鞲衅魃a制造方法，推動新型力傳感器在人形機器人上的產業化應用。MEMS 姿態傳感器 面向人形機器人姿態控制對高性能、小型化姿態傳感器的需求，突破傳感器小型化結構設計、陀螺儀高精度加工工藝、智能響應姿態解算等關鍵技術；研制基于 MEMS 慣性器件的高性能姿態傳感器；研究減小傳感系統體積重量，降低功耗，提升傳感器抗振動、抖動能力以及傳輸性能的方法；發展低成本、規?；瘋鞲衅魃a制造方法，推動新型 MEMS 姿態傳感器在人形機器

19、人上的產業化應用。觸覺傳感器 圍繞人形機器人靈巧手使用工具、操作設備、分揀物品、高精度裝配等能力，在靈巧手掌內配置觸覺傳感器，以感知操作目標的位姿、硬度、肌理等特征，提高靈巧手的智能化操作能力。研發小體積、高可靠性、高穩定性的人形機器人手部觸覺傳感器，滿足人形機器人靈巧手感知、操作、交互等需求，提升新型觸覺傳感器自主設計與研發水平，推動觸覺傳感器的產業化應用。資料來源：工信部，西部證券研發中心 同年 10 月，工信部印發人形機器人創新發展指導意見，要求夯實基礎部組件，聚焦人形機器人專用傳感器，突破視、聽、力、嗅等高精度傳感關鍵技術，提升環境綜合感知能力。加速人形機器人低成本、靈活部署應用。在政

20、策上鼓勵人形機器人產業高質量發展，強調了傳感器在其中不可或缺的作用?；A版整機 面向類人外觀、雙腿行走和雙臂雙手靈巧操作的基本形態功能，建立人形機器人基礎軟硬件架構，打造“公版”通用平臺，支持不同場景需求下的結構改造、算法優化以及特定能力強化。功能型整機 開發低成本交互型人形機器人，強化人類生活環境適應能力、多模態人機交互能力。開發高精度型人形機器人，強化雙臂雙手精細操作、工件魯棒識別、軌跡智能規劃等上肢作業能力。開發高可靠型人形機器人，強化惡劣環境生存、復雜地形適應、外力沖擊防護等能力。傳感器 面向復雜環境感知需求，開發集成高精度仿生眼與類腦處理算法的視覺傳感器，推出寬頻響、高靈敏的仿生聽覺

21、傳感器，開發高分辨率和具有多點接觸檢測能力的仿人電子皮膚，推出高靈敏檢測多種氣體的仿生嗅覺傳感器，形成人形機器人專用傳感器產品譜系。執行器 面向人形機器人高爆發移動需求，突破高功率密度液壓伺服執行器，打造高緊湊液壓馬達、缸、泵、閥及一體化單元系列產品。突破高力矩密度減速器、高功率密度電機、伺服驅動器等融合的高精度電驅動執行器，打造電驅動旋轉關節、電推桿產品?？刂破?面向高實時協調運動控制需求，研發具有高動態運動驅動、高速通信等功能的專用芯片，研制“感-算-控”一體化的高性能運動控制器。面向人形機器人認知與決策需求，研發具有多模態空間感知、行為規劃建模與自主學習等能力的智能芯片，提升人形機器人協

22、調控制能力。動力能源 面向人形機器人高動態、長續航能量需求，突破高能量密度電池、智能電源管理、電池組優化匹配等關鍵技術，開發高能效、高緊湊動力能源總成產品，提升人形機器人的續航與環境適應能力。資料來源：工信部，西部證券研發中心 1.4 人形機器人感知要求進一步提升，多類傳感器具備突破潛力人形機器人感知要求進一步提升，多類傳感器具備突破潛力 高精度多維傳感器逐漸投入應用，提升人形機器人智控功能。高精度多維傳感器逐漸投入應用，提升人形機器人智控功能。國內外多款人形機器人推出并更新迭代，其中傳感器變化明顯，為人形機器人實現更多功能提供可能性。如特斯拉第二代機器人較第一代有了很大的改進，主要體現在指尖

23、指尖的觸覺傳感器的觸覺傳感器和腳踝腳踝的的六維六維力矩傳力矩傳感器感器，六維力傳感器讓機器人在力觸覺反饋方面有了穩步提升，增強機器人在行走過程當中的柔順性，提升行走的平穩能力；手部觸覺傳感器幫助實現兩指捏起雞蛋的精細操作，力控能力進一步提升。波士頓動力與 Velodyne Lidar 合作選擇采用 Velodyne 激光雷達傳激光雷達傳感器感器為其高級移動機器人提供感知與導航功能，促使機器人自主、安全地運行，并為定位、映射、目標分類與追蹤提供實時 3D 感知數據。根據下表中我們對人形機器人各類傳感器的價值量以及用量進行的測算，預計一整臺人形機器人的傳感器成本約為 23.8 萬元，如以目前樣機階

24、段一臺人形機器人價值量 55 萬元進行測算，則各類傳感器合計在人形機器人中成本占比在 43%左右。表 3：目前各類傳感器在人形機器人總成本中占比較高 傳感器名稱傳感器名稱 功能功能 使用場景使用場景 單臺機器人用量單臺機器人用量（個）（個）單個價格（元）單個價格（元）單臺機器人價格（萬單臺機器人價格（萬元元）合計（萬合計（萬元元）一維力傳感器 測量固定方向的力 關節處受力分析 26 500 1.3 23.8 力控扭矩傳感器 測量扭轉力矩 檢測機器人部位扭轉情況 14 5000 7 六維力傳感器 測量多方位力 物體拾取 4 25000 10 觸覺傳感器 感知手部受力情況 手部外界感知 10 40

25、00 4.00 電子皮膚 皮膚應力識別、未來可能涉及溫度等感知 皮膚外界感知 0.90 雙目視覺傳感器 獲取被測物體圖像與 圖像識別，避障 2 1900 0.4 資料來源：奧比中光公司官網，愛采購，電氣工程及其自動化學習，IND4 汽車人，機器人大講堂公眾號，西部證券研發中心 二、二、力力/力矩力矩傳感器傳感器：機器人運行基礎，機器人運行基礎，機器人機器人性能需求提性能需求提升下六維力傳感器空間廣闊升下六維力傳感器空間廣闊 2.1 力力/力矩傳感器測量力感信息，奠定機器人控制基礎力矩傳感器測量力感信息，奠定機器人控制基礎 力/力矩傳感器是測量機器人末端操作器和外部環境相互接觸或抓取工件時所承受

26、力和力矩的傳感器，為機器人的力控和運動控制提供了力感信息，從而對完成一些復雜、精細的作業，實現機器人智能化其著重要作用。根據所測力的維數不同，力傳感器可被分為單軸力傳感器和多軸力傳感器。常見的有一維、三維和六維傳感器，其中后兩者屬于多軸力傳感器，且測量維數越多，收集數據越多，測量結果越精確，研發難度越大。一維一維力力傳感器，測量方向和作用點固定的力的傳感器。傳感器，測量方向和作用點固定的力的傳感器。若力的方向與一維傳感器標定坐標軸相同，可用于測量此方向上力的大小，如稱重傳感器，一般用于機器人關節處。但當力的方向與一維力傳感器測量軸線不重合時，測量結果將出現誤差。三維三維力力傳感器，測量方向在空

27、間中發生變化但作用點不變的力的傳感器。傳感器，測量方向在空間中發生變化但作用點不變的力的傳感器。按照力的分解原則，可以將空間中的力分解到笛卡爾坐標系中 x，y 和 z 軸三個方向，得到 Fx，Fy 和 Fz三個正交分量。三維傳感器分別在三個方向測量力的大小，將其合成，得到力的準確數據。但當測量力作用點與傳感器標定參考點偏移時，會在三個方向各產生力矩，對傳感器精度產生影響。六維六維力力傳感器，測量方向和作用點都在三維空間中隨機變化的力的傳感器。傳感器，測量方向和作用點都在三維空間中隨機變化的力的傳感器?？臻g中的力對一個點的作用可分解為三個方向的力（Fx，Fy，Fz）和這三個方向的力矩(Mx，My

28、，Mz)，六維力/力矩傳感器能同時檢測三維空間的全部力信息，即三個力分量和三個力矩分量，是多維力傳感器中最完備的形式。但存在維間耦合的問題，對傳感器測量精度產生嚴重影響，需要采用非常復雜的解耦技術減小耦合誤差得到準確測量結果。圖 6：六維力傳感器測量力感信息最全面 資料來源：坤維科技公眾號，西部證券研發中心 userid:93117,docid:166712,date:2024-07-03, 需要感知的受力情況相對簡單，可以使用一維力傳感器，我們預計在直線關節部分使用14個。手部關節可能使用一維力傳感器或力矩傳感器12個。旋轉關節部位由于產生轉動，需要使用力矩傳感器，預計使用 14 個。機器人

29、手腕與腳踝部位由于對力控要求高，力臂變化大，一維、三維力傳感器難以滿足需求，故使用六維力傳感器，預計一共需要使用 4個。圖 7：人形機器人預計使用六維力傳感器位置 資料來源：百度百科，西部證券研發中心 2.2 六維力傳感器有多技術路線，應變片式傳感器為目前主流六維力傳感器有多技術路線，應變片式傳感器為目前主流 根據敏感元件的種類，六維力傳感器可分為電阻應變式、壓電式、電容式、光學式四類。電阻應變式傳感器電阻應變式傳感器一般采用金屬絲或應變片作為敏感元件，按結構可分為上環、下環、測力梁和應變計，應變計牢固地粘貼在測力梁的表面。當上環和下環有相對受力時，首先測力梁內彈性體發生變形，應變計隨之發生變

30、化，并將力以相應量的電阻阻值的變化輸出，最后通過轉化電路把電阻變化轉化成電壓變化用于后期檢測和處理。按期輸出類型又可分為耦合型（間接輸出型）和無耦合型（直接輸出型）兩大類。其中耦合型電阻應變式傳感器是國內外應用最多、技術最成熟的多維力/力矩傳感器，具有精度高、測量范圍廣、技術成熟等優點，但動態響應差、橋路受外界因素影響較大。電阻應變式傳感器的電阻應變片分為金屬應變片和半導體應變片。電阻應變式傳感器的電阻應變片分為金屬應變片和半導體應變片。前者被劃分為金屬絲式、箔式、薄膜式，后者具有高靈敏度的特點。金屬箔式應變片將導線連接在金屬箔上，同時利用腐蝕、光刻等技術，將金屬作為應變片覆蓋在絕緣物質中。金

31、屬箔式應變片測量精度高、性能穩定可靠，但變化量較小，在傳感器測量過程中，應變片前端輸出的信號非常微弱。半導體應變片利用材料的壓阻效應，依據材料加載后能帶變形引起的能帶中載流子數量變化來改變材料的電阻值，這種壓阻效應引起的明顯電阻變化大大提高了半導體應變片靈敏度系數。高靈敏度使半導體應變片式力矩傳感器能夠運用于小載荷測量的場合，但也使其容易受到干擾因素的影響。圖 8：典型豎梁式六維電阻式傳感器結構 資料來源：Method and apparatus for six degree of freedom force sensingUnited States Patent 4094192，西部證券研發

32、中心 壓電式傳感器壓電式傳感器是一種電量型傳感器。測量原理為壓電材料具有的特殊現象：壓電效應。受外界壓力后，壓電材料表面會溢出電荷，作用外力變化時，表面電荷也發生變化，以此帶來輸出信號即電壓信號的改變。壓電材料主要特點是具有高固有頻率，適合動態測量，是智能結構和機器人技術發展中最具發展前途的傳感器之一。但具有不能長時間作用靜態力的缺陷。電容式傳感器電容式傳感器通過設置多對電容，由極片間相對空隙變化來實現對多維力的測量。這類傳感器具有較高的靈敏度和分辨率，壓力量程大，結構較簡單，溫度穩定性好。但自身抗干擾性差，存在寄生電容等問題，實際應用中相對較少。光學式傳感器光學式傳感器根據安裝光學傳感器的特

33、殊彈性體結構來感應微小變形，從而測出六維力的各個分量。其具有較高的靈敏度和空間分辨率，無滯后，且數據處理速度快，有較強抗電磁干擾能力。但價格昂貴，工作溫度范圍相對較窄，體積大，難以集成應用到復雜機器人結構中。資料來源：多維力傳感器的研究現狀分析張晨，西部證券研發中心 表 4：不同種類力傳感器各有優劣 類型類型 原理原理 優點優點 缺點缺點 代表企業代表企業 電阻式 應變片形變改變阻值，轉化成電壓變化 技術成熟，精度高，測量范圍廣 動態相應差，橋路受外界因素影響大 ATI、宇立儀器、坤維科技、鑫精誠傳感器、海伯森、神源生智能、Sintokogio、Bota Systems AG、SCHUNK、M

34、E-Mesysteme GmbH、埃力智能 壓電式 壓電材料受壓后溢出電荷，改變電壓信號 適合動態測量 不能長時間作用靜態力 Robotiq、Robotous、WACOH-TECH、Kistler 電容式 極片間相對空隙變化，電壓發生改變 靈敏度、分辨率高，壓力量程大，結構簡單，溫度穩定性好 自身抗干擾性差，存在寄生電容等問題 光學式 光學傳感器彈性體結構感應微小變形 靈敏度、分辨率高，無滯后性，強抗電磁干擾 價格昂貴，工作溫度范圍較窄，體積大 OnRobot 資料來源：高工移動機器人公眾號，西部證券研發中心 2.3 力傳感器國內廠商奮力追趕，國產替代率升高力傳感器國內廠商奮力追趕，國產替代率

35、升高 六維力傳感器六維力傳感器出貨規模目前較小出貨規模目前較小。根據 MIR 睿工業，2023 年中國六維力傳感器出貨量不足萬臺，出貨規模剛剛突破 2 億元，主要應用于機器人、工業自動化和汽車等行業。2024中國六維力傳感器市場報告顯示，2023 年中國六維力傳感器市場集中度較高，TOP10廠商占接近 70%份額，國產宇立儀器、藍點觸控分居第二、四位。資料來源：MIR 睿工業公眾號，西部證券研發中心 資料來源：GGII，西部證券研發中心 日韓地區六維力日韓地區六維力/力矩傳感器廠商主要配套當地機器人本體廠商力矩傳感器廠商主要配套當地機器人本體廠商。其中，韓國企業Robotous、Aidin R

36、obotics 主要合作廠商包括 Doosan Robotics、Neuromeka 和 Rainbow Robotics；日本企業 Sintokogio 和 WACOH-TECH 主要合作廠商包括發那科、電裝、三菱、那智不二越、安川等。歐美地區六維力歐美地區六維力/力矩傳感器廠商可分為兩類：力矩傳感器廠商可分為兩類：一類是傳統的傳感器生產商，包括 ATI、Bota Systems AG、ME-Mesysteme GmbH、AMTI、Kistler 等；另一類是全球知名的機器人末端工具生產商，主要有 SCHUNK、OnRobot、Robotiq 等，歐美地區廠商合作企業以協作機器人本體廠商為主

37、，主要包括優傲機器人、達明機器人和歐姆龍等。國內涌現六維力傳感器產品，機器人行業國產率高。國內涌現六維力傳感器產品，機器人行業國產率高。目前，我國已有少數公司研制出工業機器人用力傳感器并形成系列化產品，如坤維科技、宇立儀器等，并逐步開展特殊應用領域多維力傳感器的研究。根據高工機器人統計，2022 年國內協作機器人六維力傳感器國產化率近 80%。根據 GGII，2022 年國內市場銷量前五分別為坤維科技、ATI、宇立儀器、鑫精誠、藍點觸控，其中坤維科技市占率超 50%。表 5：國內涌現出多維力傳感器企業 地區地區 主要生產商主要生產商 日韓 Robotous、Sintokogio、WACOH-T

38、ECH、Aidin Robotics 歐美 ATI、OnRobot、SCHUNK、Robotiq、Bota Systems AG、Nordbo Robotics、ME-Mesysteme GmbH、AMTI、Kistler 中國 坤維科技、宇立儀器、鑫精誠、海伯森、藍點觸控、神源生智能、瑞爾特測控、重慶魯班機器人技術研究院、昊志機電、埃力智能等 資料來源：GGII，西部證券研發中心 22.40%12.20%6.40%4.80%4.70%4.10%4%3.80%3.60%34.00%宇立儀器Epson藍點觸控坤維科技RobotiqAMTIRobotousFanuc其他57.89%42.11%機器

39、人行業非機器人行業 資料來源：GGII，西部證券研發中心 2.4 六維力矩傳感器六維力矩傳感器生產生產壁壘高壁壘高，產品設計與工藝均為核心，產品設計與工藝均為核心 目前，基于各種測力原理的單維力傳感器技術相對較為成熟，但多維力傳感器的維間耦合問題亟待解決。維間耦合是指一個維度的輸入不僅影響著該維度的輸出，還會影響其他維度的輸出。耦合誤差的產生有多種原因，如機械結構、加工精度的限制、應變片的橫向效應等。維間耦合問題嚴重影響著傳感器的精度，相應的解耦方法也是六維力/力矩傳感器目前最大的技術核心。針對維間耦合問題，可用硬件解耦方法和軟件解耦方法來減少各維度之間的耦合程度。硬件解耦：硬件解耦：硬件解耦

40、即從傳感器的設計上來消除或者抑制耦合，涉及傳感器的制造工藝問題，包括傳感器結構設計和加工工藝兩方面。（1）傳感器結構設計傳感器結構設計：結構設計直接影響到傳感器的靈敏度、線性度、維間解耦等關鍵性能，需要設計出低耦合且結構簡單的六維力傳感器。六維力傳感器能完整測量三維空間全力信息，從結構上看，基本結構可分為豎梁式、平面橫梁式、復合梁式、Stewart 結構式、圓筒式和其它結構式等。豎梁結構豎梁結構采用上中下 3 層結構，橫向效應好，承載能力強，但豎向效應較差；平面橫梁結構平面橫梁結構采用平面十字梁結構，作用于傳感器的六維力與力矩通過梁的彎曲應變獲得；圓筒結構圓筒結構來源于對切削力的測量，可以承受

41、更大的載荷。資料來源：多維力傳感器的研究現狀分析張晨，西部證券研發中心 在目前六維力傳感器的彈性體研制中，十字梁結構應用最為廣泛。在目前六維力傳感器的彈性體研制中，十字梁結構應用最為廣泛。其結構對橫向、豎向都較為敏感，維間耦合可控，但存在動態性能和抗過載能力較差的缺點。應變片貼于彈性梁上，根據梁的形變發生應變，并轉換為能被識別的信號。圖 14：十字梁結構在六維力傳感器中應用最為廣泛 資料來源：基于十字梁結構的六維力/力矩傳感器全方位機械過載保護研究董翔等，西部證券研發中心（2）貼片工藝：）貼片工藝：貼片工藝方面，傳統的力傳感器貼片時一般采用有機粘接劑（如硅膠、環氧等）把金屬或半導體應變計粘接在

42、傳感器彈性元件上。隨著力傳感器彈性元件的小型化，有機粘接劑自身的厚度對傳感器性能影響變得顯著，并隨工作溫度升高而出現粘塑性行為，增大了傳感器的遲滯誤差和輸出信號的不穩定，大幅降低傳感器的性能。需要研發更加可靠的粘接技術。此外，因六維力傳感器結構復雜，金屬箔應變計的貼片壁壘較高，通?？渴炀毜娜斯ね瓿?，增大了貼片的誤差率。（3）應變片的加工工藝應變片的加工工藝：在國內，傳統的硅應變計一般是在 P 型硅片襯底上采用擴散法或離子注入法摻雜 N 型雜質形成壓敏電阻，通過光刻、腐蝕、引線鍵合等工藝形成應變計，導致應變計批次間的阻值差異較大。應變計一致性不同易導致不同橋路輸出差異大，不利于其后續的溫度與解耦

43、信號處理與補償，會給傳感器的批量生產帶來不便。國外有學者采用外延生長技術（通過陽極將硅晶圓與具有高擊穿電壓和熱膨脹系數的玻璃晶圓結合在一起）制作了一種高性能硅應變計，可以改善外延層厚度的均勻性，提高電阻率的一致性，減少各種微宏觀缺陷以及控制襯底材料向外延層中的雜質反擴散等。因此，需要聚焦于硅 圖 15：采用外延生長技術制備硅應變片 資料來源：Enhancement of Withstand Voltage in Silicon Strain Gauges Using a Thin Alkali-Free GlassJoon Hyub Kim 等，西部證券研發中心 軟件解耦軟件解耦：軟件解耦是指

44、通過采用合適算法計算傳感器標定數據偽逆矩陣，以推導出六維力傳感器輸入值與輸出值的關系，涉及算法解耦和標定兩部分。（1）算法算法解耦解耦：軟件解耦算法分為線性解耦算法和非線性解耦算法。線性解耦算法多用最小二乘法進行擬合來求得解耦矩陣，而傳感器結構和電橋電路具有非線性性，最小二乘法求得的結果誤差較大，工業中多用非線性解耦算法來進行求解。非線性解耦最常用的是機器學習算法，包括 BP 神經網絡、隨機森林和極限學習機等。（2）標定與檢測標定與檢測：標定指通過對六維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。它是六維力傳感器研發過程中必不可少極為重要的

45、一環，結果直接影響使用精度?，F有標定裝置中，主要有測力環式、雙十字架式、砝碼式和龍門式等。砝碼繩索式標定裝置是最常見的，但受限于本身結構和繩索，量程較小，需多次調整。檢測，即評價傳感器的標定效果，所用設備與標定設備一樣。與一維力傳感器比較，六維力傳感器的工作量更大、設備要求更高、理論基礎更深。資料來源：坤維科技知乎號，西部證券研發中心 2.5 MEMS工藝工藝加工效率高，加工效率高，玻璃微熔技術有望成為主流玻璃微熔技術有望成為主流 MEMS 工藝工藝適用于適用于六維力傳感器，六維力傳感器，可可代替代替金屬金屬應變片測量力的變化。應變片測量力的變化。MEMS 傳感器即微機電系統，指尺寸在幾毫米乃

46、至更小的高科技裝置。MEMS 傳感器集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體，內部結構在微米甚至納米級。它的主要組成部分包括 MEMS 芯片（即敏感元件）和 ASIC 芯片（即轉換與變換元件）。MEMS 芯片采用硅作為晶圓襯底材料，依次進行晶圓清洗、光刻、蝕刻等前端工藝，再進行測試、封裝和成品檢測的后端封裝工藝。MEMS加工技術工藝，指在各類襯底上（硅襯底，玻璃襯底，石英襯底，藍寶石襯底等）制作微米級微型結構的加工工藝。MEMS 加工技術工藝制作的微型結構主要是作為各類傳感器和執行器，它將環境中的各種特征參數（溫度、壓力、氣體、

47、流量等）變化通過微型結構轉化為各種電信號（電壓、電阻、電流等）的差異，以實現小型化高靈敏的傳感器和執行器。圖 17：MEMS 傳感器中 MEMS 芯片與 ASIC 芯片最為重要 資料來源：歌爾微公司招股說明書，西部證券研發中心 玻璃微熔技術玻璃微熔技術適用于機器人傳感器工作場景適用于機器人傳感器工作場景。常規的壓力傳感器一般采用有機黏接劑（如環氧樹脂、共晶焊料等）把應變敏感電阻粘接在基板上，可以滿足一般的應用場合。但是有機黏接劑的工作溫度范圍一般比較窄，并且隨著溫度的升高，會出現黏塑性現象，導致壓力傳感器的遲滯增大。玻璃漿料具有可以高溫工作、密封性能好、粘接強度高、與硅材料和不銹鋼材料兼容性好

48、、易于批量化生產等優點。玻璃微熔技術玻璃微熔技術指將高溫熔化的玻璃纖指將高溫熔化的玻璃纖維作為黏合劑，將維作為黏合劑，將儀表儀表（應變計）（應變計）粘接到金屬隔膜粘接到金屬隔膜上上的技術。的技術。它將應變計粘接在金屬底座 高傳感器的工作溫度環境，進而進一步提升傳感器的耐壓范圍，并保證傳感器在一定精度內仍能保持線性輸出特性，增強非線性校準能力。圖 18：使用玻璃微熔技術將敏感元件與傳感器連接 圖 19：玻璃微熔技術提高傳感器的工作溫度與壓力 資料來源：一種基于微熔技術的 MEMS 大量程壓力傳感器卞玉民等，西部證券研發中心 資料來源：一種基于微熔技術的 MEMS 大量程壓力傳感器卞玉民等，西部證

49、券研發中心 2.6 人形機器人性能要求提升趨勢顯著，六維力傳感器市場空間廣闊人形機器人性能要求提升趨勢顯著，六維力傳感器市場空間廣闊 人形機器人腳踝及手腕部分有望使用六維力傳感器。人形機器人腳踝及手腕部分有望使用六維力傳感器。人形機器人為實現對人肢體運動的模仿，需要精準測量手部關節受力情況。其間力臂變化復雜多樣，普通一維、三維力傳感器無法滿足需求，需要在手腕處安裝六維力傳感器。類似，為控制機器人運動姿態，需要在腳踝處安裝六維力傳感器，測量落腳及運動時受力、力矩情況。根據以下假設，對六維力傳感器在人形機器人不同銷量下市場空間進行預測：1）每臺人形機器人目前在手腕、腳踝部分共使用 4 個六維力/力

50、矩傳感器，未來隨著六維力傳感器的技術成熟，在價格下降的同時用量有望提升；2）六維力/力矩傳感器單價隨規模效應遞減，2024 年單價約為 2.5 萬，隨產能增加，技術提升，未來逐漸實現降本；3）假設人形機器人 2024 年可實現出貨 1000 臺，2030 實現出貨 100 萬臺。根據以上假設，我們預測到 2030 年，人形機器人銷量可達 100 萬臺，對應六維力傳感器市場空間可達約 307 億元，2024-2030 年間 CAGR 為 159.78%。國內六維力傳感器市場尚處于探索階段，一旦實現量產，產量與應用將快速增長，單價也隨之下降，市場前景廣闊。表 6：人形機器人六維力傳感器市場廣闊 2

51、024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形機器人銷量（萬臺）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 要六維力傳感器數量（個）4 4 4 6 6 8 8 六維力傳感器單價（元/個）25000.00 20000.00 16000.00 11200.00 7840.00 5488.00 3841.60 六維力傳感器市場空間（億元）1.00 4.00 12.80 68.54 153.82 298.11 307.33 資料來源：機器人大講堂公眾號，高工機器人公眾號，西部證券研發中心 工業機器人六維力傳感器需求增速同樣較快工業機器人六維

52、力傳感器需求增速同樣較快，維系除人形機器人方面以外的增長空間，維系除人形機器人方面以外的增長空間。除人形機器人行業外，工業機器人行業六維力傳感器需求增速同樣較快。據高工機器人產業研究所（GGII）數據，2022 年中國機器人行業六維力傳感器銷量為 4840 套，同比增長62.58%，預計 2023 年銷量突破 6700 套，增速約 40%。圖 20：國內機器人行業六維力傳感器市場預計快速增長 資料來源：GGII，西部證券研發中心 建議關注：安培龍（建議關注：安培龍（301413.SZ）專注多維感知技術，智能傳感器小巨人。專注多維感知技術，智能傳感器小巨人。公司是一家集傳感器研發、生產和銷售的國

53、家級高新技術企業。公司起步于陶瓷材料，擁有從陶瓷材料研發到熱敏電阻及傳感器生產制造的完整產業鏈的自主關鍵核心技術。目前公司專注于提供溫度、壓力、濕度、空氣等多維感知和控制解決方案業務。公司主要產品包括壓力傳感器、氧傳感器、溫度傳感器、PTC熱敏電阻器、NTC 熱敏電阻器等，廣泛應用于汽車、智能家居、智慧醫療、物聯網、消費類電子、航空航天、工業控制等領域。主要客戶包括美的集團、格力電器、海爾智家、比亞迪、上汽集團、長城汽車、TDK、TTI 等眾多國內外知名企業。表 7：公司三大產品線 產品分類產品分類 行業地位行業地位 應用領域應用領域與主要客戶與主要客戶 熱敏電阻及溫度傳感器 已實現對國際品牌

54、的進口替代，在國內市場占有率位于行業前列，在國際市場逐步嶄露頭角。應用領域包括家電、新能源汽車、光伏、儲能等新；主要客戶有美的集團、格力電器、海爾智家、TCL、比亞迪、芝浦電子、興勤電子、0%20%40%60%80%100%120%0100020003000400050006000700080002017201820192020202120222023E銷量（套）增速 壓力傳感器 打破了國外公司對陶瓷電容式壓力傳感器的技術壁壘，且是國內少有能夠順利產業化的企業 已實現對比亞迪、上汽集團、長城汽車、東風汽車等品牌的批量交付 氧傳感器 在材料制備、流延及預層壓、絲印、涂覆等環節形成自主的核心技術，

55、實現了氧傳感器所用關鍵材料的國產化。同壓力傳感器 資料來源：安培龍公司招股說明書，西部證券研發中心 壓力傳感器三大產品全面布局，優勢顯著。壓力傳感器三大產品全面布局，優勢顯著。公司研發及生產的壓力傳感器主要包括陶瓷電容式壓力傳感器、MEMS 壓力傳感器和玻璃微熔壓力傳感器三大產品，三者分別適用于0.5-15MPa、0.5MPa 以下、5-600MPa 壓力范圍，使得公司成為覆蓋低、中、高壓全量程的少數壓力傳感器企業。陶瓷電容式壓力傳感器方面：公司依靠核心發明專利“一種溫度-壓力一體式傳感器”打破了國外公司對該類型產品的技術壁壘；此外，公司掌握了陶瓷電容式壓力傳感器關鍵電極漿料、核心零部件的研發

56、工藝技術，實現了陶瓷電容式壓力傳感器的量產，成為國內少數能夠實現陶瓷電容式壓力傳感器規?；瘧玫钠髽I，獲得工信部 2019年度工業強基重點產品傳感器“一條龍”應用計劃示范企業。MEMS 壓力傳感器方面：公司不斷加大 MEMS 技術平臺的研發投入，自主設計了MEMS 壓力傳感器芯片，逐步形成了 MEMS 低壓壓力傳感器的產業化能力，可滿足汽車和家電行業絕大部分應用場景；依托此 MEMS 技術平臺，公司未來可開發加速度傳感器、氣體傳感器、流量傳感器等更多品類。玻璃微熔壓力傳感器方面：玻璃微熔壓力傳感器較高的耐壓特性或可成為未來壓力傳感器的一個主流方向，目前公司玻璃微熔壓力傳感器處于生產線搭建及產品

57、研發階段，已取得了一定的研發及應用成效；公司的玻璃微熔壓力傳感器目前主要應用在汽車領域，已取得多家主機廠的項目定點，未來有望放量。公司依托傳感器產品矩陣深度布局汽車產業鏈，合作眾多知名品牌。公司依托傳感器產品矩陣深度布局汽車產業鏈，合作眾多知名品牌。公司傳感器高度契合汽車各系統應用需求，被廣泛應用于汽車各個部分，如公司的溫度傳感器應用于汽車動力和空調系統，氧傳感器可用于減少企業尾氣排放，陶瓷電容式壓力傳感器已配套于發動機系統、變速箱系統以及新能源汽車熱泵等；MEMS 壓力傳感器同樣用于汽車發動機系統、剎車系統等，玻璃微熔壓力傳感器用于發動機高壓共軌系統、汽油機直噴系統等。公司已與比亞迪、上汽集

58、團等知名車企達成深度合作，壓力傳感器等產品已實現批量交付。不斷拓展優質客戶，客戶開發項目需求旺盛，訂單充裕。不斷拓展優質客戶，客戶開發項目需求旺盛，訂單充裕。公司與國內外知名品牌及其供應鏈企業建立了穩定的合作關系，優質客戶占比較高，2023 年前五大客戶銷售額占公司總銷售額的比重高達 42.97%。在家電應用領域，公司合作的主要客戶包括美的集團、格力電器、奧克斯、海爾智家、TCL 等國內外知名家電終端品牌商；在汽車應用領域，公司的合作客戶包括比亞迪、上汽集團、長城汽車、東風汽車、吉利汽車、長安汽車、奇瑞汽車、上汽通用五菱、廣汽埃安等；合作的汽車零部件（tire1）廠商包括法雷奧、麥格納、捷溫、

59、拓普集團、三花智控、萬里揚、邦奇、凌云股份等眾多國內外知名客戶；在光伏、儲能領域，公司合作的客戶包括華為、比亞迪等知名客戶?？蛻舻拈_發項目需求旺盛，在手項目訂單充裕，截止 2023 年 12 月 31 日，公司壓力傳感器目前正在配套開發合作的客戶新項目共計 198 個，公司的溫度傳感器產品目前在汽車客戶合作開發新項目共計 206 個。器業務大幅增長所致。公司整體毛利率自 2018 年開始，在 30%水平上下浮動，盈利能力較為穩健。圖 21：公司業績持續提升 圖 22：公司盈利能力穩健 資料來源：Ifind，西部證券研發中心 資料來源：Ifind，西部證券研發中心 建議關注：華培動力（建議關注：

60、華培動力（603121.SH）完成傳感器事業部整合，覆蓋多品類傳感器。完成傳感器事業部整合，覆蓋多品類傳感器。公司成立于 2006 年，業務分為動力總成業務及傳感器業務。其中傳感器業務以控股子公司盛邁克、盛邦、盛美芯為業務基礎，23年完成整合成立傳感器事業部。通過傳感器事業部的整合，公司形成了微壓 MEMS 壓力、中壓陶瓷壓阻、高壓玻璃微熔工藝的全壓力量程傳感器的品類及能力，以及溫度傳感器、速度傳感器、位置傳感器等。圖 23：華培動力產品覆蓋多類傳感器 資料來源：華培動力公司 2023 年年度報告，西部證券研發中心 專注傳感器研發，已掌握部分傳感器上游芯片能力。專注傳感器研發，已掌握部分傳感器

61、上游芯片能力。子公司盛邁克擁有陶瓷壓阻壓力傳感器、陶瓷電容壓力傳感器、基于金屬基底的高壓傳感器及專用信號調理芯片技術相關的多項專利，具備“敏感元件變送模塊變送器”全工藝鏈優勢。子公司盛邦具備包含陶瓷電容、MEMS 壓阻及其充油芯體技術和玻璃微熔的核心技術能力，實現了全量程壓力傳感器的覆蓋。公司通過設立全資子公司盛美芯和參股中科阿爾法兩家芯片設計公司，具備部0%5%10%15%20%25%30%35%40%012345678201820192020202120222023營業收入（億元）同比增速（右軸）0%5%10%15%20%25%30%35%40%2018201920202021202220

62、23毛利率凈利率 批量生產并銷售傳感器批量生產并銷售傳感器產品產品，處于，處于國內商用車傳感器供應商第一梯隊國內商用車傳感器供應商第一梯隊。公司目前已實現批量生產 MEMS 壓力傳感器、速度位置傳感器等。主要客戶包括濰柴動力、一汽解放、玉柴、云內、博世、康明斯、陜汽、三一重工等國內外領先的柴油機廠商及商用車廠商。動力總成事業部已經與包括博格華納、蓋瑞特、博馬科技等在內的全球知名渦輪增壓器整機制造商形成了長期穩健的合作關系，為傳感器事業部的全球化提供了客戶基礎。建議關注：東華測試（建議關注：東華測試（300354.SZ）深耕智能化測控系統，結構力學性能測試行業龍頭。深耕智能化測控系統，結構力學性

63、能測試行業龍頭。公司自 1993 年成立 30 多年以來，始終專注于智能化測控系統的研發、生產和銷售，在結構力學性能研究與電化學工作站整體解決方案領域已處于國內領先地位。目前公司的主要業務包括：結構力學性能研究、結構安全在線監測和防務裝備故障檢測與健康管理（PHM）、基于 PHM 的設備智能維保管理平臺、電化學工作站四大板塊。表 8：主要業務概述 主要業務主要業務 業務概述業務概述 應用領域應用領域 未來前景未來前景 結構力學性能研究 主要用在結構的強度試驗、疲勞試驗（壽命評估）、動態特征分析（固有頻率、振型、阻尼比、模態剛度和質量），準確預計環境激勵對結構的影響等 航天航空、車輛船舶、土木建

64、筑、工程機械、能源電力等 將傳感技術、電子應用技術、嵌入式技術、數據信號處理技術等結合的結構力學性能測試分析系統市場需求較大 結構安全在線監測和防務裝備故障檢測與健康管理（PHM）利用智能傳感、云計算、大數據等技術，對大型建筑、重大設備等結構進行實時監測、安全評估和健康管理 橋梁、水利工程、港口機械等大型設備與建筑 航空航天、工業應用等領域的工程日趨復雜，維護與保障的成本越來越高，復雜系統故障診斷和維護逐漸成為焦點、以預測技術為核心的故障預測和健康管理策略獲得越來越多的重視與應用 基于 PHM 的設備智能維保管理平臺 將設備狀態感知系統、健康檢測模型與 IT 技術相結合，實現了設備故障預測與健

65、康管理、設備大數據管理、設備云平臺管理 同 PHM 業務 為企業實現智能化的設備維保管理、實現預測性維護提供專業化的技術支持，成為了智慧工廠必不可少的組成部分 電化學工作站 通過施加激勵信號的同時，測量待測體系相應的電信號進行分析，主要可用來電極材料/溶液/傳感器的電分析研究、材料的耐腐蝕性評價、催化劑性能檢測、析氫/析氧測試、單體電池/鋰電池堆/燃料電池堆的交流阻抗測試等 電化學機理研究、生物技術研究、儲能安全、傳感器研究、金屬腐蝕研究、電池研究、電鍍研究等 國家政策對研發投入的大力支持，電化學工作站作為重要的科研工具，高校、科研機構等對其的需求提升；新能源行業的迅猛發展，使得鋰電池、燃料電

66、池等測試端對電化學工作站這種高效檢測工具的需求激增 資料來源：東華測試公司 2022 年年度報告，西部證券研發中心 產業布局完善，軟、硬件研發生產兼備。產業布局完善，軟、硬件研發生產兼備。公司產品豐富、應用場景廣闊，且是國內為數不多的兼具軟件（分析與控制軟件平臺）、硬件（傳感器、測控系統）研發和生產能力，能夠為客戶提供設備故障診斷、預測、管理服務的廠商之一，產業鏈的完善布局增強了企業的核心競爭力。資料來源：東華測試公司 2022 年年度報告，西部證券研發中心 不斷不斷優化傳感器研發生產，提高傳感器供應能力。優化傳感器研發生產，提高傳感器供應能力。公司的傳感器種類豐富，包括加速度傳感器、位移傳感

67、器、壓力傳感器、轉速傳感器、光纖傳感器等多種類型。近些年來，公司持續優化改造傳感器生產線，加大傳感器的研發投入，對多款傳感器產品進行性能升級，包括拉線式位移傳感器等，同時積極響應市場需求，開發出大量新品，完成了 GZW50/120 本安型振動溫度傳感器產品的開發，一體電渦流化傳感器已經進入量產狀態，聲發射傳感器、高溫壓力傳感器、光纖光柵傳感器等小批量試制并進行局部市場推廣，六維力傳感器、沖擊脈沖傳感器、磁致伸縮傳感器進入內部研發階段。依托結構力學性能測試優勢，布局六維力傳感器。依托結構力學性能測試優勢，布局六維力傳感器。傳感器為公司智能化測控的硬件基礎，更是公司核心優勢業務-結構力學性能測試的

68、核心部件。公司致力于開發高溫、高沖擊、高精度等高性能傳感器，以應對惡劣環境以及高精度的測試要求。六維力傳感器作為高精度的力傳感器也被納入公司傳感器業務布局范圍，目前處于內部研發階段，主要應用于測試領域，未來有望依托公司結構力學性能測試技術優勢實現性能突破，并開拓新應用場景。公司業績逐年攀升，營收增速處于高位。公司業績逐年攀升，營收增速處于高位。2018-2023 年起，公司營業收入連年增長，CAGR為 23.03%，其中結構力學性能測試分析業務 23 年營收占比高達 58.68%。歸母凈利潤2018-2022 年穩健增長，CAGR 為 62.13%，2023 年歸母凈利潤有所下降，主要由銷售費

69、用增加、研發投入力度加大等因素所致。傳感器測控系統硬件加速度傳感器位移傳感器應變傳感器轉速傳感器壓力傳感器等分布式測試數據采集系統集中式數據采集系統堅固型數據采集系統便攜式數據采集系統無線數據采集系統智能在線監測系統設備故障診斷系統自定義測控系統電化學系統等分析與控制軟件平臺數據采集與信號處理分析結構強度分析結構壽命評估測結構動力學分析旋轉機械分析聲學分析工程應用智能在線監測平臺等 資料來源：Ifind，西部證券研發中心 資料來源：Ifind，西部證券研發中心 建議關注：柯力傳感（建議關注：柯力傳感（603662.SH）智能傳感器行業領軍企業，工業物聯網應用開拓者。智能傳感器行業領軍企業，工業

70、物聯網應用開拓者。公司成立于 1995 年，從力學起步融合多物理技術發展多品種傳感，主要研制和生產各類型物理量傳感器，以及不同工業物聯網系統及多場景應用解決方案。目前公司在智能傳感器和工業物聯網應用拓展領域已處于世界前列，連續多年力學傳感器市場占有率穩居全國第一。目前公司的主要業務及主營產品為應變傳感器和儀表等元器件、系統集成及干粉砂漿第三方系統服務、不停車檢測系統、無人值守一卡通智能稱重系統、制造業人工智能系統等。圖 27：公司部分主營產品 資料來源：柯力傳感公司官網，西部證券研發中心“多物理量傳感器融合”戰略走向縱深，有望突破公司傳統業務天花板?！岸辔锢砹總鞲衅魅诤稀睉鹇宰呦蚩v深，有望突破

71、公司傳統業務天花板。公司致力于搭建多物理量融合傳感器技術平臺，把多個物理量融合在同一個傳感器實體中，用一個感知終端通過算法輸出多個物理量參數，開發應用多個物理量的傳感器場景的系統集成項目。2023 年，公司與深圳市光明區建設發展集團合作共同打造首期 5 萬平方米的柯力深圳傳感谷，為公司從單一物理量傳感器企業向多物理量傳感器企業轉型提供空間場所。隨著集團“多物理量傳感器融合發展”的戰略逐步走向縱深，公司有望突破母公司傳統稱重傳感器及物聯網產品的業務天花板。0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0.00.51.01.52.02.53.03.54.02018201920202021

72、20222023營業收入（億元）同比增速（右軸）-50%0%50%100%150%200%250%300%350%0.00.20.40.60.81.01.21.4201820192020202120222023歸母凈利潤(億元）同比增速（右軸）應變式傳感器 儀表 微型傳感器 電子式壓力測量器 物聯網系統 無人值守汽車衡 器人行業。2024 年公司將重點突破機器人作為重要發力點，開發工業機器人和協作機器人的手臂六維力傳感器，以及人形機器人關節力矩傳感器和多維力傳感器，從模擬到數字、從結構解耦到算法解耦、從電阻應變計到半導體硅片，向低成本、低功耗、低形變、微尺寸方向突破。2024 年上半年，在前期

73、已完成試制的模擬式六維力傳感器基礎上，加快推進與子公司聯合開發的數字式六維力傳感器項目。營業收入營業收入穩健增長穩健增長，歸母凈利潤增速，歸母凈利潤增速亮眼亮眼。營業收入方面，2018-2023 年營業收入穩健增長，CAGR 為 8.61%，其中力學傳感器及儀表業務為公司營收主要來源，2023 年該業務營收占比高達 61.88%。歸母凈利潤方面，2018-2023 年連年增長，CAGR 為 17.28%。圖 28：營業收入穩健增長 圖 29：歸母凈利潤增速亮眼 資料來源：Ifind，西部證券研發中心 資料來源：Ifind，西部證券研發中心 建議關注：坤維科技建議關注：坤維科技（未上市）（未上市

74、）專注“航天級”六維力傳感器，機器人需求釋放打開公司成長空間。專注“航天級”六維力傳感器，機器人需求釋放打開公司成長空間。公司是一家致力于面向機器人及其他智能裝備行業的六維力傳感器研發制造的高新技術企業，產品廣泛應用于機器人及其他智能裝備、工業過程監控、產品質量檢測、科研測試測量等領域。公司創始團隊全部來自于國內航天科研機構，從事多軸力傳感器研發及應用 15 余年，公司團隊研制的各類六維力傳感器已服役于各類航空航天飛行器用于開展空氣動力試驗?；诹S力傳感器“上天”的能力，將其擴展至機器人行業，目前已攻克六軸聯合標校與檢測技術、傳感器結構解耦技術、高精度算法解耦技術、高精度嵌入式智能電路四大核

75、心技術。隨著機器人行業的長足發展，六維力傳感器上的優勢為公司打開了成長空間。降本讓利，業務多樣化，擴展客戶群體。降本讓利，業務多樣化，擴展客戶群體。公司通過兩大途徑降低力傳感器應用成本：一是通過規?；档蜕a成本；二是公司業務多樣化戰略布局，一方面開發用于軍工、機器人的高性能的六維力傳感器，另一方面還擴展對于精度要求不高的低維力傳感器應用領域，滿足多場景需求，擴展客戶群體。公司在 2022 年度中國協作機器人領域用六維力/力矩傳感器出貨量排行中位居第一。0%5%10%15%20%25%024681012201820192020202120222023營業收入（億元）同比增速（右軸）0%5%10

76、%15%20%25%30%35%0.00.51.01.52.02.53.03.5201820192020202120222023歸母凈利潤(億元）同比增速（右軸）資料來源：坤維科技公司官網，西部證券研發中心 技術改進，擴大產能，有望實現國產替代。技術改進，擴大產能，有望實現國產替代。公司不斷提升六維力傳感器的精度和穩定性，并且憑借軍工級的質量管控能力和產品批量化生產能力，降本增效，性價比遠超進口產品。自 2019 年成立以來，保持穩健的融資節奏，至今已完成 4 輪融資，用于擴展業務和增大產能，未來有望實現國產替代。建議關注：宇立儀器建議關注：宇立儀器（未上市）（未上市）全球先進的六軸力傳感器和

77、智能力控打磨企業。全球先進的六軸力傳感器和智能力控打磨企業。公司致力于力測量和力控制領域，主營多軸力傳感器、力控打磨設備和汽車測試設備。公司傳感器型號超過 500 種，實際應用超過2000 例，60000 多個宇立傳感器全球服務進行中?？蛻艉w汽車安全、汽車耐久、機器人自動化和醫療等領域，包括全球大部分汽車企業、ABB、富士康、Kistler、Magna、以及清華、北大、哈工大、帝國理工、東京大學等全球各大高校、研究所等。公司在 2023年中國六維力傳感器市場份額排名中位居第二。圖 31：公司合作伙伴遍布全球 資料來源：宇立儀器公司官網，西部證券研發中心 公司產品豐富，滿足多種場景應用需求。公

78、司產品豐富，滿足多種場景應用需求。多軸力傳感器包括六維力傳感器、三維力傳感器、人力傳感器、碰撞力墻和輔助駕駛測試系統 ADAS。表 9：公司產品類型豐富 業務類目業務類目 主要產品主要產品 產品圖示產品圖示 多軸力傳感器 六維力傳感器 三維力傳感器 一維力傳感器等 力控打磨設備 iGrinder 智能浮動力控 機器人智能打磨設備等 汽車測試設備 汽車耐久測試力傳感器 汽車碰撞假人力傳感器 碰撞力墻和輔助駕駛測試系統 ADAS 等 資料來源：宇立儀器公司官網，西部證券研發中心 全力研發，力求技術自主。全力研發，力求技術自主。公司重視技術研發和工藝改進，不斷加大研發投入。目前公司擁有 27 項專利

79、，取得了 ISO9001 質量體系認證和 CNAS 實驗室認證，產品 100%自主研發，公司曾榮獲高工 2023 年度創新技術獎等技術獎項。建議關注：藍點觸控建議關注：藍點觸控（未上市）（未上市）專注柔性力控，多維力覺傳感器領跑者。專注柔性力控，多維力覺傳感器領跑者。公司成立于 2019 年，是一家專注于智能機器人前沿力控技術研發及應用的國家高新技術企業。公司主要產品包括 Wrist 六維傳感器、Joint關節扭矩傳感器、力控工藝應用軟件包等多個系列，廣泛應用于醫療、衛浴、航空航天、3C、汽車等領域。深耕關鍵核心技術深耕關鍵核心技術，高筑六維力傳感器技術壁壘，高筑六維力傳感器技術壁壘。公司具備

80、行業經驗豐富的研發團隊，并針對解耦算法、多軸同步校準、解耦結構設計、高精度數據處理四大核心技術進行突破，從而滿足復雜環境對于六維力傳感器的高精度、高靈敏、高過載、低發熱等需求，如公司六維力傳感器在人形機器人上的應用可以實現優于 0.5%FS 的高精度、響應帶寬不低于7KHz、5-10 倍以上過載；在焊接機械臂末端安裝的六維力傳感器可以實現 0.1 毫米級別的位置精度；應用于膝關節醫療手術的傳感器可以實現 0.1N 的高精度打磨力控制。公司在 2023 年中國六維力傳感器市場份額排名中位居第四。生產體系完善，快速相應客戶需求。生產體系完善，快速相應客戶需求。公司自建高標準生產工廠，配備專業產線自

81、動化工裝與設備，已建立成熟、穩定的生產體系，保證生產效率和產品質量。公司項目已在美國、德國、西班牙、加拿大等眾多國家和地區成功落地，強大的交付和售后服務可快速響應客戶需求與服務支持。資料來源：藍點觸控公司官網，西部證券研發中心 三、三、觸覺觸覺傳感器傳感器：感知外界關鍵部件：感知外界關鍵部件，精細化手部工作基精細化手部工作基礎礎 3.1 觸覺傳感器模仿生物觸覺，壓阻式為現在主流選擇觸覺傳感器模仿生物觸覺，壓阻式為現在主流選擇 力和觸覺是機器人重要信息來源。力和觸覺是機器人重要信息來源。廣義上，觸覺是指壓覺、滑動、冷熱、接觸等機械刺激的總稱；狹義上，指四肢與物體接觸面上的力感。觸覺傳感器的功能是

82、模仿生物的觸覺感受，當它與物體接觸時，可以檢測被檢測物體的一些物理性質，如溫度、形狀、紋理、材質等，并將檢測到的物理性質進行反饋，以便機器人進行下一步操作。機器人觸覺傳感器的研究始于 20 世紀 70 年代，隨著機器人技術的發展而發展。有基于電阻式、電容式、壓電式、熱釋電式、電磁式、磁電式、力敏式、光電式、超聲波、光纖等的觸覺測量方法。資料來源：XMAN 創業加速公眾號，西部證券研發中心 壓阻式觸覺傳感器壓阻式觸覺傳感器：利用壓阻效應制備的傳感器。壓阻效應是指壓阻材料受到應力時，其內部電阻率發生變化，采集電路通過將電阻的變化轉化為便于測量的電信號來檢測傳感器的受力大小。壓阻式觸覺傳感器普遍具有

83、負載能力強、魯棒性好、電信號測量便捷等優點，然而其延遲性大，不利于快速響應，并且其溫漂大，線性度較差。電容式觸覺傳感器電容式觸覺傳感器：當電容式觸覺傳感器受到法向力時，其上下電極板的間距發生改變，導致傳感器的電容值發生變化；當傳感器受到切向力時，上下電極的重合面積發生變化，也會導致傳感器的電容值發生變化。因此電容式傳感器便于測量三維力的大小。電容式觸覺傳感器的靈敏度與空間分辨率高，響應幅度寬，但其測量電路復雜，傳感器易受電氣干擾的影響。壓電式觸覺傳感器壓電式觸覺傳感器：一種基于壓電效應的傳感器。壓電效應指當晶體受到法向力時，內部產生電極化現象，撤掉外力時，晶體又恢復到不帶電狀態。將壓電式觸覺傳

84、感器連接到電荷放大器和測量電路上，采集其與所受外力相關的電信號，從而實現觸覺檢測。壓電式觸覺傳感器是一種自發電和機電轉換傳感器，不需要外部電源，因此這種傳感器更便于攜帶，且其材料剛度高，線性度好，響應靈敏，但它易受噪聲干擾，其介電性會受溫度影響。光學式觸覺傳感器光學式觸覺傳感器：將傳感器所受壓力映射為光信號強度、波長等性質的變化，通過檢測光學信號來檢測傳感器所受壓力。光學式觸覺傳感器所依賴的傳感原理包括光強調制、光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating，FBG)技術和干涉測量檢測，前兩種傳感原理已得到廣泛應用?；诠鈴娬{制原理的觸覺傳感器通過檢測光纖中的光強或光功率的變化來檢測觸

85、覺力的大小及位置?；?FBG 技術的光學式觸覺傳感器受力時會使光柵的間隔和折射率發生變化，導致輸出光的布拉格波長偏移，通過檢測波長的偏移來檢測傳感器的受力大小。由于不需要檢測光強信號，因此 FBG 觸覺傳感器不存在強度波動的問題并且可以在一根光纖中插入多根光柵來增加傳感單元。光學式觸覺傳感器的分辨率高，無電氣干擾的問題，但易受到溫度影響，且光纖的微彎曲會導致光損失，分析觸覺信息的計算方法復雜。電磁式觸覺傳感器：電磁式觸覺傳感器：利用電磁感應原理把壓力作用轉換成線圈的自感系數和互感系數的變化，再由電路轉換為電壓或電流的變化量輸出。它由微型磁鐵和嵌入硅膠的霍爾傳感器組成。當微磁體的方向被外力改變

86、，周圍的磁場會發生變化，使用霍爾傳感器檢測磁場的微分值。磁性觸覺傳感器具有結構簡單、物理穩健性強、成本低、無線穿透性強的優點，但嵌入堅硬的永磁體會削弱傳感器的靈活性，使其在較大的外部沖擊下容易損壞。資料來源：觸覺傳感器與電子皮膚研究進展朱盛鼎等，Split-Type Magnetic Soft Tactile Sensor with 3D Force DecouplingHuangzhe Dai 等，西部證券研發中心 表 10：壓阻式和電容式觸覺傳感器最為常見 觸覺傳感器觸覺傳感器 優點優點 缺點缺點 壓阻式 高靈敏度、高分辨率、高信噪比 易發生滯后 電容式 高靈敏度、高分辨率，動態范圍大 耐

87、久性低，易受噪音影響 壓電式 高靈敏度、動態范圍大、高頻響應 空間分辨率低 光學式 高靈敏度、高分辨率、動態范圍大、高頻響應、耐腐蝕、耐極端溫度、高信噪比 易受溫度影響，解調系統復雜，成本高 電磁式 結構簡單、物理穩健性強、成本低、無線穿透性強 易損壞 資料來源：Recent Progress in Advanced Tactile Sensing Technologies for Soft GrippersJuntian Qu 等，西部證券研發中心 3.2 壓阻式觸覺傳感器為目前主流，壓阻式觸覺傳感器為目前主流，MEMS壓阻式傳感器具備優勢壓阻式傳感器具備優勢 壓阻式觸覺傳感器由于靈敏度高、

88、分辨率高、技術相對成熟且成本較低等優點，為目前的壓阻式觸覺傳感器由于靈敏度高、分辨率高、技術相對成熟且成本較低等優點，為目前的主流選擇。主流選擇。在這其中，MEMS 壓阻式傳感器為應用趨勢。與傳統的傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、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，微米量級的特征尺寸使得它可以完成某些傳統機械傳感器所不能實現的功能。表 11：MEMS 傳感器具微型化、集成度高等優勢 項目項目 傳統傳感器傳統傳感器 MEMS 傳感器傳感器 尺寸 器件尺寸和質量較大，能耗較高 器件尺寸和質量較小，能耗較低 加工 傳統機械手段加工，成本高，無法在

89、短時間內 大批量生產 利用 IC 制造工藝發展而來的微加工技術進行加工，可大批量加工，單件成本隨產量增多、尺寸減少而降低 材料 使用傳統材料，如各類金屬、高分子聚合物等 硅為代表的半導體材料，石墨烯、壓電陶瓷等新材料 資料來源：傳感器專家網，西部證券研發中心 MEMS 是基于集成電路、微電子及微細加工等技術且緊密交叉的現代信息技術前沿研究領域。因其內部單元為納米級別且結構復雜，尺寸控制及其嚴格，所以對制備技術及加工工藝要求極高。且“一類產品，一種制造工藝”的定律意味著每種產品都需要從頭開始設計 3.3 目前多人形機器人手部已具備指尖觸覺傳感器，技術路線暫未統一目前多人形機器人手部已具備指尖觸覺

90、傳感器，技術路線暫未統一 目前，諸多人形機器人和靈巧手都已經開始使用指尖觸覺傳感器。目前，諸多人形機器人和靈巧手都已經開始使用指尖觸覺傳感器。如特斯拉第二代人形機器人 Optimus 的十指均搭載了手指觸覺傳感器，已經可以實現兩指捏起雞蛋的精巧操作，且可以實現對指尖力的準確感知。Figure 機器人搭載神經網絡系統，可以用快速靈巧的手遞蘋果給測試員，并實現捏盤子等操作。圖 35：特斯拉二代機器人實現捏雞蛋的精巧操作 圖 36：Figure 搭載觸覺傳感器實現遞蘋果 資料來源：財聯社公眾號，西部證券研發中心 資料來源：CyberDaily 公眾號，西部證券研發中心 國內也已經有廠商研發出觸覺傳感

91、器并將其使用在靈巧手中，使得靈巧手具有高力控精度與多動作實現功能，包括：帕西尼觸覺靈巧手帕西尼觸覺靈巧手 DexH5：表面搭載 180 個多維多陣列觸覺傳感器，可實現捏、抓、按、提、推等基礎動作，及其復合動作（如轉、扭等），力控精度高達 0.01N。上海硅上海硅步步 Shadow 靈巧手靈巧手：搭載 100 多個傳感器，運行頻率高達 1KHz，重復定位精度0.2mm，壓力觸覺傳感器作為標準件安裝在指尖上，擁有 20 個自由度，24 個動作。瑞森可瑞森可 freehandy 靈巧手靈巧手：使用多陣列壓力傳感器（15*15mm 的面積上共 25 個感應點），利用 CMOS 工藝，組成復合傳感結構，

92、可實現觸覺、滑覺的精準感知；共有 6 自由度，可獨立控制每根手指。圖 37：靈巧手使用觸覺傳感器技術 資料來源：帕西尼感知公司官網，上海硅步公眾號，瑞森可公眾號，西部證券研發中心 我們假設人形機器人在每個指尖分別使用一個觸覺傳感器，共計使用 10 個觸覺傳感器。2030 年觸覺傳感器的市場空間可超過 104 億元。表 12：觸覺傳感器預計 2030 年市場空間超 104 億元 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形機器人銷量（萬臺）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 一個人形機器人需要觸覺傳感器數量（個）10 10

93、 10 10 10 10 10 觸覺傳感器單價（元/個）4000 3200 2560 2048 1638 1311 1049 觸覺傳感器市場空間（億元）0.40 1.60 5.12 20.89 53.58 89.00 104.86 資料來源：有研識泰山公眾號，西部證券研發中心 3.4 柔性電子皮膚柔性電子皮膚：不受面積形狀限制，機遇挑戰并存不受面積形狀限制，機遇挑戰并存 隨著新材料、新工藝的發展，人們不再滿足于利用觸覺傳感器采集力信息，也對模擬生物皮膚復雜屬性與功能(如皮膚自身的高柔性、自愈合、自清潔等屬性以及皮膚對溫度、濕度、硬度、粘度的感知能力)產生了極大興趣，于是進一步對觸覺傳感器展開了

94、仿生研究，即開展對電子皮膚的研究。電子皮膚模擬人類皮膚，感知測量外界信息。電子皮膚模擬人類皮膚，感知測量外界信息。電子皮膚觸覺傳感器被定義為能夠通過接觸，表征出被測物體的性質(表面形貌、重量等)或數值化接觸參量(力、溫度等)的設備或系統。是受人類皮膚啟發的柔性電子設備和系統，具有各種傳感功能的柔性電子網絡，模擬人體皮膚的功能，但不限于人體皮膚的功能。電子皮膚觸覺傳感器，又名新型可穿戴仿生觸覺傳感器，是貼在“皮膚”上的電子設備，因而習慣性地被稱為電子皮膚，或敏感皮膚(SensitiveSkin)、智能皮膚(Smart Skin)、仿生皮膚(Bionic Skin)等。電子皮膚觸覺傳感器大多被排列

95、成矩陣組成陣列觸覺傳感器，空間分辨率可達到毫米級，接近人類的皮膚。圖 38：柔彈性電子皮膚觸覺傳感器由多電極、金屬層組成 資料來源：電子皮膚觸覺傳感器研究進展與發展趨勢曹建國等，西部證券研發中心 電子皮膚觸覺傳感器種類繁多，電子皮膚觸覺傳感器種類繁多，柔性化柔性化電子皮膚觸覺傳感器電子皮膚觸覺傳感器適用于大面積皮膚覆蓋適用于大面積皮膚覆蓋。大部分早期研制的觸覺傳感器多為采用硅作為主要材料的微傳感器，制造技術主要采用 MEMS微機電系統技術，但硅微型壓力傳感器難以滿足大面積覆蓋需要的柔性化和可擴展性等要 目前，電子皮膚觸覺傳感器通過采用 PDMS(聚二甲基硅氧烷)、硅膠等本身具有柔性的材料作為柔

96、性襯底，實現了宏觀結構上的柔性。同時通過力學結構設計將傳統電子器件的材料（如金屬和半導體材料等）柔性化，最終得到可拉伸的電子皮膚。它通過柔性電子技術將每種功能的傳感器小型化，這些傳感器通過排列、疊層的方式集成在一起，整體上實現多種傳感功能于一體。兼具高柔彈性、寬量程的高靈敏度與多功能的電子皮膚，可以更好地模仿人類皮膚，同時實現多維壓力、溫度、濕度、表面粗糙度等多種參數的實時檢測。類似于人體皮膚的自愈能力，通過合成新型高分子材料等新材料，電子皮膚也可以在被劃傷或完全割裂后，一定條件下恢復原有功能和形狀。圖 39：電子皮膚傳感器有多種材料、排列結構實現方式 資料來源：電子皮膚觸覺傳感器的研究進展及

97、發展策略曹建國等，西部證券研發中心 電子皮膚觸覺傳感技術經過近年來的快速發展，已經取得了一系列的成果，但其研究和開發依然存在諸多難題：1）電子皮膚陣列觸覺傳感器兼顧高柔性和高彈性難題。電子皮膚陣列觸覺傳感器兼顧高柔性和高彈性難題。人們期待新型電子元件能夠彎曲、延展、擠壓、扭轉或變形成復雜的曲面形狀。而電子皮膚陣列觸覺傳感器作為柔彈性電子元件的一種，為了模擬人類皮膚能夠覆蓋于機器人等載體復雜的三維表面和活動關節，必須具有很高的柔彈性。來自意大利技術研究所的研究結果表明，要想實現人類手腕部位的拉伸，仿生皮膚的彈性范圍應該在 30%左右。因此，優化仿生皮膚觸覺傳感器的難點之一在于實現大拉伸率。2）大

98、面積電子皮膚觸覺傳感器可擴展性難題。大面積電子皮膚觸覺傳感器可擴展性難題。人類皮膚是人體面積最大的器官，一個成年人的皮膚展開面積約 2 平方米，質量約為人體質量的 1/20。為了模擬人類皮膚，電子皮膚觸覺傳感器需要能夠任意剪裁和拼接，這就必須具備良好的可擴展性。仿生機器人的表面積通常比較大，電子皮膚觸覺傳感器或傳感服裝通常都需要設計成陣列傳感器的形式才能完成檢測任務。擴展得到大面積電子皮膚，不僅要拼合電子皮膚觸覺傳感器的電極層、觸點位置，并根據實際形狀對電子皮膚進行合理剪裁，還要求后續的信號處理電路相對簡單、易于陣列化，同時還要優化電極布線方式，解決傳感器陣列相鄰傳感單元間的信號串擾問題。3）

99、高靈敏度電子皮膚觸覺傳感器制造成本高。高靈敏度電子皮膚觸覺傳感器制造成本高。高靈敏度電子皮膚觸覺傳感器的制作通常涉及聚合物微加工、氧等離子體處理、電子束蒸鍍、磁控濺射等復雜工藝和技術，相應設備價格高昂；另外，制作電子皮膚觸覺傳感器的材料比較昂貴，成本較高，限制了電子皮膚觸覺傳感器的大批量生產。兼顧高柔性、高彈性 實現人類手腕部位的拉伸，仿生皮膚的彈性范圍應該在 30%左右 大面積擴展 拼合電子皮膚觸覺傳感器的電極層、觸點位置；對電子皮膚進行合理剪裁；后續的信號處理電路相對簡單、易于陣列化；優化電極布線方式，解決傳感器陣列相鄰傳感單元間的信號串擾問題 設備與材料 聚合物微加工、氧等離子體處理、電

100、子束蒸鍍、磁控濺射等相應設備和制作材料 資料來源：電子皮膚觸覺傳感器的研究進展與發展趨勢曹建國等，西部證券研發中心 目前人形機器人電子皮膚暫未形成批量出貨，根據此前電子皮膚價格作為參照，我們假設一臺人形機器人目前需要使用的電子皮膚價值量為 0.9 萬元?？紤]電子皮膚降本因素，假設 2030 年人形機器人銷量達到 100 萬臺，則對應市場空間約為 36 億元。從實際角度出發，考慮到對于人形機器人性能要求的提升，電子皮膚覆蓋面積有望同步提升，市場空間有望超過我們的測算。表 14：電子皮膚未來市場空間可觀 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形機器人

101、銷量（萬臺）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 單臺人形機器人電子皮膚價格（元）9000.00 8100.00 6885.00 5852.25 4974.41 4228.25 3594.01 電子皮膚市場空間（億元）0.09 0.41 1.38 5.97 16.27 28.71 35.94 資料來源：獨角獸智庫公眾號，西部證券研發中心 考慮考慮 MEMS 觸覺傳感器觸覺傳感器具備高精度的特性，適用于指尖場景具備高精度的特性，適用于指尖場景，我們看好指尖使用，我們看好指尖使用 MEMS觸覺傳感器；機器人身體部分皮膚覆蓋面積要求較大，觸覺傳感器；機器人身體部分皮膚覆蓋

102、面積要求較大，同時柔性需求強，同時柔性需求強，符合電子皮膚特符合電子皮膚特性，看好身體使用電子皮膚覆蓋。性，看好身體使用電子皮膚覆蓋。3.5 柔性柔性觸覺傳感器目前主要由國外企業主導觸覺傳感器目前主要由國外企業主導 目前柔性觸覺傳感器技術由國外企業領先，全球范圍內生產商主要包括 Novasentis、Tekscan,Inc.、JapanDisplayInc.、Baumer Group、Fraba Group、Syntouch、Canatu、Sensel、FORCIOT、鈦深科技等。根據研精畢智市場調研網，2022年全球CR5約為57.1%。表 15：柔性觸覺傳感器以國外企業為主 地區地區 產品

103、產品 公司公司 特性特性 國外 Novasentis 執行器 Novasentis 使用 LiveTouch 觸覺皮膚技術，為產品提供局部身體感覺和觸覺 LTPS TFT 觸覺傳感器 JapanDisplayInc.實時測量和可視化平面內的壓力分布；由薄、輕、柔性片材制成，可以在彎曲狀態下使用；處理從 0.01MPa 到 4MPa的寬壓力傳感范圍 中國 薄膜分布式壓力傳感器 鈦深科技 靈敏度高達 1.58F/kPa，達 0.025%量程，高度模擬人類 陣列式柔性薄膜壓力傳感器 能斯達電子 超薄，薄膜厚度不超過 0.6mm；有效檢測區域大，可測量50 碼以下的足底壓力分布 資料來源：Novase

104、ntis 公司官網，JapanDisplayInc 公司官網，鈦深科技公司官網，能斯達電子公司官網，西部證券研發中心 建議關注：漢威科技（建議關注：漢威科技（300007.SZ）國內氣體傳感器和儀表龍頭企業，深耕傳感器行業國內氣體傳感器和儀表龍頭企業，深耕傳感器行業 25 年。年。公司成立于 1998 年，是國內知名的氣體傳感器及儀表制造商、物聯網解決方案提供商，其傳感器業務集研發、生產、銷售為一體。公司已打造了“傳感器+儀器儀表+物聯網平臺”的傳感生態圈，在所處的產業領域中形成了相對領先的優勢。公司依托自主技術優勢，不斷擴展傳感器產品矩陣。公司依托自主技術優勢，不斷擴展傳感器產品矩陣。公司現

105、已打造出包含芯片設計、敏感材料、制造工藝、封測技術等全流程的傳感器核心技術平臺，具備國內領先的氣體傳感器研發和生產技術，目前公司已掌握厚膜、薄膜、MEMS、陶瓷等核心工藝，能夠生產半導體類、催化燃燒類、電化學類等主要種類氣體傳感器，穩居氣體傳感器領域龍頭地位。同時，發揮傳感器技術優勢，橫向拓寬壓力、流量、紅外、溫濕度、加速度、振動等多門類傳感器，成功研發出 MEMS、柔性等傳感器并得到市場認可。下游應用多領域布局效果顯著下游應用多領域布局效果顯著，收獲眾多優質客戶資源，收獲眾多優質客戶資源。公司堅持多領域布局的市場策略，效果顯著。安防領域：安防領域：公司實現了儲能和新能源行業、商業綜合體消防、

106、智慧安防、智慧煤礦等領域的業務布局和落地，同時受公眾安全事件影響，氣體傳感器市場需求增量明顯，銷量取得較大突破；家電領域：家電領域：公司成功入圍海信、美的生活電器項目和樓宇項目合格供應商體系，持續深化與美的、海爾、格力、海信等頭部客戶的合作，領先布局制冷劑泄露監測等潛力市場；汽車領域：汽車領域：公司規劃布局了舒適性、安全性、智能化三大產品線，并取得了數百萬支產品定點；醫療領域：醫療領域：公司完成流量傳感器、醫療氧傳感器和超聲波氧氣傳感器的開發，并與多家頭部客戶建立了合作關系。柔性微納傳感器柔性微納傳感器技術技術國內領先，機器人領域已有明確應用。國內領先，機器人領域已有明確應用。公司控股子公司蘇

107、州能斯達積極探索柔性微納傳感器業務并拓展應用場景，不斷優化“柔性感知技術+采集系統+人機交互”的解決方案，掌握了具有自主知識產權的多品種、多量程的柔性微納傳感器及陣列的核心設計能力、敏感材料及導電墨水合成制備能力、大面積印刷電子批量制造能力等核心技術，已經形成了四大核心技術、七大產品系列，柔性微納傳感技術水平及產業化程度國內領先。公司柔性微納傳感器相關產品在醫療應用方面取得了較大突破，部分產品在醫療器械核心器件上實現了國產替代。公司的柔性微納傳感器目前在智能機器人領域已經有了明確的應用，并與小米科技、九號科技、深圳科易機器人等公司進行了業務合作，后續發展前景廣闊。建議關注：申昊科技（建議關注：

108、申昊科技（300853.SZ）長期長期專注于工業設備檢測及故障診斷專注于工業設備檢測及故障診斷，深耕智能電網領域逾深耕智能電網領域逾 15 年。年。公司成立于 2002 年，是一家致力于設備檢測及故障診斷的高新技術企業，長期專注于通過充分利用傳感器、機器人、人工智能及大數據分析技術，服務于工業大健康，為工業設備安全運行及智能化運維提供綜合解決方案。公司深耕智能電網領域逾 15 年，產品覆蓋發電、輸電、變電、配電等電力系統環節，是電網巡檢機器人研發、商業化方面的領先企業之一。電力領域向水下高端裝備、軌道交通和生態環境等新應用場景持續開拓，打造了智慧電網、智慧交通、智慧環保等系統性解決方案。智能機

109、器人為設備監測與故障診斷業務基礎部件，公司已形成多種機器人系列。智能機器人為設備監測與故障診斷業務基礎部件，公司已形成多種機器人系列。公司主要通過“人工智能+智能機器人”技術在高危、高壓、惡劣環境等場景下進行設備監測故障診斷，智能機器人是作業的基礎核心部件。智能機器人板塊已成為公司營收重要來源，2022年營收占比高達 42.62%。目前公司已研發形成了輪式巡檢機器人、履帶巡檢機器人、掛軌機器人、線路巡檢機器人、開關室操作機器人、環保運維機器人、配網帶電作業機器人等多個系列，其中公司的變電站智能巡檢機器人、開關室操作機器人產品入選浙江省首臺（套）裝備名單，輪式巡檢機器人榮獲工信部第一屆能源電子產

110、業創新大賽關鍵信息技術賽道一等獎。布局上游傳感器，多傳感器融合已形成核心技術體系布局上游傳感器，多傳感器融合已形成核心技術體系，電子皮膚已實際應用，電子皮膚已實際應用。公司為滿足不同場景的監測與診斷需求，積極布局上游傳感器，并通過多傳感器融合技術，整合光、電、聲等監測方式。目前，公司在傳感器智能感知、機器人運動控制、基于人工智能的光-熱-聲多維狀態高精檢測、機器人安全柔性控制以及海量異構大數據分析等方面積累了關鍵核心技術。在柔性傳感方面，公司將電子皮膚創新應用于操作機器人，保障作業安全。建議關注：力感科技建議關注：力感科技（未上市）（未上市）搶占力傳感器領域細分市場，搶占力傳感器領域細分市場，

111、專注專注柔性薄膜力傳感器。柔性薄膜力傳感器。公司成立于 2016 年，是一家專注于柔性薄膜力傳感器的中國科學院孵化的創新型企業，致力于為消費電子和健康領域提供力感應技術綜合解決方案。目前公司的主要產品包括薄膜壓力傳感器、陣列傳感器、壓力分布測量系統和智能睡眠監測設備等。圖 40：力感科技發展歷程 資料來源：力感科技公司官網，西部證券研發中心 2016 2017 2018 2019 2021 獲中科院創新基金一等獎 運營中心搬遷至 TCL 科學園 力感科技成立 在CIOE博覽會上展出力傳感技術的最新傳感器 在第四屆中國國際進口博覽會展出最新睡眠監測技術 資料來源：力感科技公司官網，西部證券研發中

112、心 公司薄膜壓力傳感器公司薄膜壓力傳感器綜合性能綜合性能優異，具有超薄、靈活、低能耗等特性。優異，具有超薄、靈活、低能耗等特性。公司的薄膜壓力傳感器由綜合性能優異的聚酯薄膜、高導電材料和納米級壓感材料組成，相較于電容式傳感器和微機電傳感器具有超薄、低功耗、經久耐用等綜合優異特性。表 16：公司薄膜壓力傳感器綜合性能優越 特性特性 薄膜壓力傳感器薄膜壓力傳感器 電容式傳感器電容式傳感器 微機電傳感器微機電傳感器 靈活 超薄 無需額外的集成電路 低功耗 空間小 睡眠期間不需要電源 戴手套使用 優異的耐候性 溫度范圍廣 超高靈敏度 超量程未損壞 資料來源：力感科技公司官網，西部證券研發中心 建議關注

113、：帕西尼感知建議關注：帕西尼感知（未上市）（未上市）致力觸覺感知更加智能，推動機器人柔性應用場景更加廣泛。致力觸覺感知更加智能，推動機器人柔性應用場景更加廣泛。公司是一家致力于突破機器觸覺底層技術，賦予機器人多維度觸覺感知能力的高新技術企業。公司擁有行業一流的機器人產品及方案，包括多維度觸覺傳感器 PX-6AX、消費級觸覺傳感器 PX-3A、觸覺靈巧手 DEXH5 以及人形機器人 Tora，產品廣泛應用于智能制造、醫療康養、工業生產、消費電子等領域。薄膜壓力傳感器陣列傳感器壓力分布測量系統智能睡眠監測設備 觸覺人型機器人 Tora 靈活雙臂，靈巧雙手；高性能底盤，靈動快捷；動態身高，伸展自如；

114、深度自主學習；+0.05mm 高精度 觸覺靈巧手 DexH5 0.01N 高精度力控 5KG 高負載能力 高還原度仿人手結構 多維觸覺傳感器 PX-6AX 15 種多維觸覺感知；多軸輸出、多元部署；1000HA 超高分辨率；海量觸感數據；0.01N 高精度；300 萬次工業級壽命 資料來源：帕西尼感知公司官網，西部證券研發中心 技術先進，產品受到業內一致認可。技術先進，產品受到業內一致認可。公司創始成員來自于擁有最前沿技術并發布了世界上第一款人形機器人的實驗室，目前公司具有健全先進的研發體系。公司自研的觸覺傳感器在分辨率、靈敏度、耐久度等參數上處于國際領先水平。公司榮獲“2023 年度人形機器

115、人技術應用領先企業”“2023 年人形機器人創意示范獎”“2023 年度中國人工智能科技創新年度企業”等眾多獎項，彰顯行業強勢地位。四、四、IMU慣性傳感器慣性傳感器：姿態控制、定位導航多重助力姿態控制、定位導航多重助力，用量，用量有望提升有望提升 4.1 慣性傳感器測量物體運動狀態，含多類組件慣性傳感器測量物體運動狀態，含多類組件 慣性傳感器是一種用于測量物體運動狀態的傳感器，通常用于檢測加速度和角速度。慣性傳感器是一種用于測量物體運動狀態的傳感器，通常用于檢測加速度和角速度。根據測量的物理量，慣性傳感器可以分為加速度傳感器和陀螺儀。另外，也有一些傳感器將加速度計和陀螺儀結合在一起，稱為慣性

116、測量單元（Inertial Measurement Unit，簡稱 IMU）。目前慣性傳感器在汽車電子、消費電子等下游均有應用。加速度計加速度計：檢測載體坐標系統獨立三軸的加速度信號。加速度是速度隨時間的變化率，因此通過對加速度的積分可以得到速度，再積分一次得到位移。加速度計通常由質量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。傳感器在加速過程中，通過對質量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。結構包括由硅膜片、上蓋、下蓋，膜片處于上蓋、下蓋之間，鍵合在一起。一維或二維納米材料、金電極和引線分布在膜片上，并采用壓焊工藝引出導線。根據傳感器敏感元件的不同，常見的加速度傳感器包

117、括電容式、壓阻式、壓電式等。資料來源：芯明天科技公眾號，芯生活 Chiplife 公眾號，西部證券研發中心 MEMS 技術使加速度計小型化發展，拓寬應用前景。技術使加速度計小型化發展，拓寬應用前景。傳統機械加工方法制造的加速度計因體積大、質量大、成本高，應用場合受很大限制。隨 MEMS 技術的發展，國內外都將微加速度計開發作為微機電系統產品化的優先項目。微加速度計與通常的加速度計相比，具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性好等優點?？梢詮V泛運用于航空航天、汽車工業、工業自動化及機器人等領域，具有廣闊的應用前景。圖 43：MEMS 技術應用于加速度計中 資料來源：芯生活 Chiplife 公

118、眾號，西部證券研發中心 陀螺儀陀螺儀：檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，即物體繞其軸旋轉的速率。通過對角速度的積分可以得到角度。在陀螺儀中，選用兩塊物體，他們處于不斷的運動中，并令他們運動的相位相差-180 度，即兩個質量塊運動速度方向相反，而大小相同。它們產生的科氏力相反，從而壓迫兩塊對應的電容板移動，產生電容差分變化。電容的變化正比于旋轉角速度，由電容即可得到旋轉角度變化。陀螺儀是導航系統中最核心的部件。一般慣導系統也直接由陀螺儀傳感器的類型進行分類。主流慣導系統分為撓性陀螺慣導系統、靜電陀螺管道系統、光纖陀螺慣導系統、激光陀螺慣導系統和微機械陀螺慣導系統幾大類。MEMS 陀螺儀的核心

119、是一顆微機械（MEMS）芯片，一顆專用控制電路（ASIC）芯片及應力隔離封裝。其工作原理為：采用半導體加工技術在硅晶圓上制造出的 MEMS 芯片，在 ASIC 芯片的驅動控制下感應外部待測信號并將其轉化為電容、電阻、電荷等信號變化，ASIC 芯片再將上述信號變化轉化成電學信號，最終通過封裝將芯片保護起來并將信號輸 資料來源：玩轉嵌入式公眾號，西部證券研發中心 磁力計磁力計：利用地磁場來定北極的一種器件，采用三個互相垂直的磁阻傳感器，每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強度，得到裝置在 XYZ 各軸所承受磁場的數據，相關數據匯入微控制器的運算器，以提供磁北極相關的航向角，利用這些信息可偵測地

120、理方位。按照磁場測量方式分為磁鐵式磁力計、霍爾效應磁力計、磁電阻磁力計、磁感應磁力計、SQUID 磁力計和磁力計網絡等，在導航、地質勘探、醫學影像和材料研究等領域有廣泛應用。在人形機器人領域一般使用磁阻力磁力計和磁感應計等。圖 45：磁力計在多領域有應用 資料來源：道合順芯聞公眾號，西部證券研發中心 IMU（慣性測量單元）（慣性測量單元）：是一種測量物體三軸角速度和加速度的設備，通常包括三個單軸通常包括三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺的加速度計和三個單軸的陀螺儀儀，有時還包括磁力計。，有時還包括磁力計。狹義上，一個 IMU 內在正交的三軸上安裝陀螺儀和加速度計，共 6 個自由度，來測量物體在

121、三維空間的角速度和加速度，就是“6 軸 IMU”；廣義上，IMU 可在加速度計和陀螺儀的基礎上加入磁力計，形成了“9軸 IMU”。3 軸 IMU 即只有 3 軸陀螺儀的 IMU，其因為只有一個 3 軸陀螺儀，所以只能感知載體 roll、pitch、yawl 共 3 個自由度的姿態信息。6 軸 IMU 在 3 軸 IMU 的基礎上加裝了 3 軸加速度計，因此在感知載體姿態的基礎上，還能感知載體 3 個自由度上的加速度信息。9 軸 IMU在 6 軸 IMU 的基礎上加裝了 3 軸磁力計，由于 3 軸陀螺儀只能估計載體自身的相對位姿變化（通過加速度計也可獲得載體的絕對 roll 和 pitch），單

122、憑 3 軸陀螺儀無法獲取載體的全部姿態信息，而通過 3 軸磁強計就可以，本質上磁強計的感知原理類似于指南針。通過這種方式，9 軸 IMU 能夠提供更全面的運動信息，尤其是在需要確定物體在三維空間中的方向時。資料來源：深迪官網，村田制作所官網，道合順芯聞公眾號，西部證券研發中心 慣性傳感器應用場景慣性傳感器應用場景廣泛廣泛。面向大眾方面，運動手環等可穿戴設備中，可使用慣性傳感器進行步數計算?？蒲信c訓練方面，國外一些運動項目如滑冰、滑雪等，已經出現慣性傳感器產品并進行推廣，將收集到的數據進行時域、頻域分析和其他目的性算法，發現動作中存在的問題、規律等。工業運輸中，慣性傳感器為自動駕駛設備提供準確的

123、姿態和位置信息來進行自主導航和操作。4.2 國際廠商占據慣性傳感器壟斷地位，國產替代空間大國際廠商占據慣性傳感器壟斷地位，國產替代空間大 IMU 市場份額分布相對集中，國際廠商占據壟斷地位。市場份額分布相對集中，國際廠商占據壟斷地位。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。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。表 18：2022 年國際廠商占中國 IMU 市場壟斷地位 排名排名 廠商名廠商名 市場份額市場份額 1 BOSCH 33%2 ST 25%3 TDK 21%4 Analog 7%5

124、 Honeywell 7%資料來源：芯謀研究公眾號，西部證券研發中心 4.3 IMU在在人形機器人領域應用廣泛，市場空間可觀人形機器人領域應用廣泛，市場空間可觀 IMU 在人形機器人領域應用廣泛，特別是在姿勢跟蹤、運動控制和導航方面。在人形機器人領域應用廣泛，特別是在姿勢跟蹤、運動控制和導航方面。通過測量機器人加速度與角速度，幫助跟蹤機器人姿勢和運動狀態；提供實時運動數據并分析，實現機器人運動軌跡、速度精確控制；檢測機器人偏移與傾斜，進行實時姿態穩定和調整。在結合算法后，IMU 提供的機器人運動信息，可用于估計機器人的位置，并根據機器人的運動軌跡構建環境地圖。幫助機器人進行環境感知并避開障礙物

125、，規劃安全路徑。同時實現路徑規劃、自主探索等智能導航功能。由于 IMU 集成多種 MEMS 慣性傳感器功能，且在功耗、尺寸和信號處理上更具優勢，對獨立的陀螺儀等獨立慣性傳感器進行替代，全球 IMU 空間穩步擴大。據觀研報告網統計，2021 年全球 IMU 市場空間約為 18.3 億美元，較上一年增長 21.43%，是前一年增長率的七倍。據芯謀研究，2022 年中國慣性傳感器市場規?？偭繛?77.4 億元，其中 IMU 是市場份額最 場的起量。圖 47：全球 IMU 市場迅速增長 圖 48：中國慣性傳感器市場規模巨大 資料來源：觀研報告網，西部證券研發中心 資料來源：芯謀研究公眾號，西部證券研發

126、中心 根據以下假設，我們對 IMU 傳感器在人形機器人不同銷量下市場空間進行預測：1）當前每臺人形機器人使用 1 個 IMU，未來隨著人形機器人性能要求提升用量有望提升；2）IMU 價格差異大，我們假設人形機器人使用單價在 2024 年為 2000 元的 IMU，其單價隨規模效應遞減；3）人形機器人需求量按照各行業勞動人口和人形機器人滲透率總和計算。根據以上假設，我們預測到 2030 年，人形機器人銷量可達約 100 萬臺，對應 IMU 空間達31 億元。事實上，復雜的人形機器人可能會配備多個 IMU，以提高運動跟蹤和姿態控制的精度。尤其是在需要更高級的運動控制和人機交互的場景下，多個 IMU

127、 可以通過分布在機器人不同部位，提供更全面和準確的姿勢和運動數據，其未來空間有望比預測更加廣闊。表 19：IMU 市場空間可觀 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形機器人銷量（萬臺）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 一個人形機器人需要慣性傳感器數量（個）1 1 2 2 4 4 4 慣性傳感器單價（元/個）2000.00 1760.00 1496.00 1271.60 1080.86 918.73 780.92 慣性傳感器市場空間（億元）0.02 0.09 0.60 2.59 14.14 24.95 31.24

128、資料來源：EEPW 公眾號，百度愛采購，西部證券研發中心 0%5%10%15%20%25%024681012141618202018201920202021市場規模（億美元）增長率0%5%10%15%20%25%010203040506070809020182019202020212022市場規模（億元）增長率 資料來源：Applications of IMU in Humanoid RobotQiang Huang 等，西部證券研發中心 建議關注：芯動聯科（建議關注：芯動聯科（688582.SH）專注高性能專注高性能 MEMS 慣性傳感器，已處行業領跑地位。慣性傳感器，已處行業領跑地位。公司

129、基于半導體的行業積累，長期致力于自主研發高性能 MEMS 慣性傳感器，核心性能指標達到國際先進水平。公司產品主要應用于慣性系統，可以實現導航定位、姿態感知、狀態監測、平臺穩定等多項場景應用功能，在工業生產、設備監測與維護、橋梁監測、地質勘探、災情預警等眾多領域均有應用。建議關注：華依科技（建議關注：華依科技（688071.SH）深耕汽車動力總成智能測試領域，二十余年經驗成就行業龍頭。深耕汽車動力總成智能測試領域，二十余年經驗成就行業龍頭。公司致力于汽車測試和智駕感知定位的研發，提供智駕核心產品、研發測試服務及品質保障高端裝備。公司是發動機冷試國家行業標準起草者，數字化測試技術產業化的先行者，成

130、功打破國外企業對動力總成智能測試領域的市場壟斷，填補了國內多項產品空白，已成為國內智能測試行業龍頭。目前公司主要有三大業務：動力總成測試服務、高精度慣導和動力總成智能測試設備。公司主要客戶包括比亞迪汽車、吉利汽車、長安汽車、廣汽集團、理想汽車、蔚來汽車、西門子、PATAC、Stellantis、寧德時代等眾多知名企業。資料來源：華依科技公司官網，西部證券研發中心 建議關注：敏芯股份（建議關注：敏芯股份（688286.SH）業內領先的業內領先的 MEMS 企業，企業，致力打造致力打造 MEMS 平臺平臺，聲學，聲學/壓力壓力/慣性多維布局。慣性多維布局。公司作為國內唯一掌握多品類 MEMS 芯片

131、設計和制造工藝能力的上市公司，致力于成為行業領先的 MEMS 芯片平臺型企業。目前主要產品包括 MEMS 麥克風、MEMS 壓力傳感器和 MEMS慣性傳感器等多種產品，廣泛應用于消費電子、汽車、工業、醫療、通信等各個領域。公司先后獲得 2021 年“中國 IC 設計成就獎”、中國半導體行業協會 2020 和 2021 年“中國半導體 MEMS 十強企業”、2022 年國家級專精特新“小巨人”企業稱號、入選“中國 IC設計 100 家排行榜之傳感器公司十強”。五、五、視覺傳感器視覺傳感器：助力機器人精準助力機器人精準識別外界環境，準確導識別外界環境，準確導入圖像信息入圖像信息 視覺傳感器是一種使

132、用光電傳感器件來獲取物體圖像的設備。視覺傳感器是一種使用光電傳感器件來獲取物體圖像的設備。它能夠將物體圖像轉化為數字信號，并且對圖像進行處理和分析。視覺傳感器可以用于各種應用，例如機器人、自動駕駛車輛、安防系統、醫療圖像、生產線質量控制等。通過使用視覺傳感器，可以使機器或設備具有類似于人眼的感知能力，從而實現更高效、精確和自動化的操作。5.1 3D視覺視覺提供多維信息提供多維信息，提高識別精度，提高識別精度 智能智能視覺傳感器可以分為視覺傳感器可以分為量子量子視覺傳感視覺傳感、3D 視覺傳感視覺傳感器和仿生視覺圖像傳感器。器和仿生視覺圖像傳感器。而根據圖像信息獲取維度、處理數據類型的不同，機器

133、視覺可劃分為 2D 視覺與 3D 視覺。2D 視覺通過工業相機來獲取平面圖片，主要基于物體的一個平面特征進行后續分析，無法獲取物體的空間坐標信息。3D 視覺能夠采集視野內空間每個點位的三維坐標信息，通過算法獲取三維立體成像，并根據這些數據信息分析得出有關目標對象在空間中的位置、形狀、體積、平面度等信息，以達到檢測、引導、測量、定位等功能。3D 視覺技術視覺技術由于由于可以獲取物體的空間維度信息，可以獲取物體的空間維度信息，是更為理想的選擇是更為理想的選擇。3D 圖像的生成有多種技術，主流技術有：統通?？煞譃閿底謭D像采集、相機標定、圖像預處理與特征提取、圖像校正、立體匹配、三維重建六大部分。具有

134、高 3D 成像分辨率、高精度、高抗強光干擾等優勢，而且可以保持低成本。但是需要通過大量的 CPU/ASIC 演算取得它的深度和幅度信息，其算法極為復雜較難實現，同時該技術易受環境因素干擾，對環境光照強度比較敏感，且比較依賴圖像本身的特征，因而拍攝暗光場景時表現差。2）結構光線結構光線：把一個已知的光線圖案投射到主體上，根據圖案在主體上的扭曲狀況計算深度信息。3）激光三角測量激光三角測量：通過將一部相機和一個激光光源配對，實現三維測量。系統根據激光光源和相機之間已知的角度偏距，以三角幾何理論量度出激光線的幾何抵銷(數值與主體的高度成比例)，這是一項基于掃描主體的技術。4）飛行時間（飛行時間（D-

135、To-F）：）：一個光源與一個圖像傳感器同步，根據發出脈沖光線和光線反射回饋到傳感器的時間計算出距離。D-To-F 技術具有低功耗和微型化的重要優勢，能夠滿足便攜式電子設備的需求，是目前三維成像視覺傳感器的研究熱點。圖 51：測量方法圖示 資料來源：傳感器技術公眾號，西部證券研發中心 GGII 數據顯示，2022 年中國機器視覺市場規模 170.65 億元，同比增長 23.51%。其中，2D 視覺市場規模約為 152.24 億元，同比增長 20.21%，3D 視覺市場約為 18.40 億元，同比增長 59.90%。圖 52：中國機器視覺市場穩步增長 圖 53：中國 3D 視覺市場增長迅速 資料

136、來源：GGII，西部證券研發中心 資料來源：GGII，西部證券研發中心 0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0204060801001201401601802016201720182019202020212022市場規模（億元）增速0%20%40%60%80%100%120%02468101214161820201720182019202020212022市場規模（億元）增速 望降低圖像處理門檻，提升識別精度，助力機器人識別環境，提升交互性。機器視覺產品按照下游需求，可以分為消費級和工業級。機器視覺產品按照下游需求，可以分為消費級和工業級。其中工業級 3D 視覺傳感器

137、價格高昂，國內價格在 5-7 萬人民幣，進口價格在 10 萬元以上，消費級相對較便宜?？紤]到人形機器人對成本的控制以及量產推廣需求，我們認為消費級 3D 視覺傳感器或 2D 視覺傳感器會應用在人形機器人中。5.2 人形機器人人形機器人3D視覺傳感器潛在市場空間較大，視覺傳感器潛在市場空間較大，2D視覺傳感器成本較低視覺傳感器成本較低 假設人形機器人使用 3D 視覺傳感器產品，參考奧比中光的 3D 視覺產品，售價在 1000到 3000 元不等，我們以當前約 1900 元/臺的價格對其市場進行預測。假設每臺人形機器人使用 2 臺視覺傳感器，考慮到機器人視覺傳感器降價，預計當人形機器人銷量達 10

138、0萬臺時，機器人視覺傳感器市場空間可達約 19 億元。假設人形機器人使用 2D 視覺傳感器產品，以目前 180 元/臺的市場價格進行預測，同樣考慮到降價等因素，預計 100 萬臺人形機器人對應的視覺傳感器市場空間約 1.61 億元。表 20：人形機器人 3D 視覺傳感器潛在市場空間可達 19 億元/2D 視覺傳感器潛在市場空間可到 1.61 億元 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形機器人銷量（萬臺）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 一個人形機器人需要 3D/2d 視覺傳感器數量（個）2 2 2 2 2 2 2

139、 3D 視覺傳感器單價（元/個）1900 1805 1625 1462 1316 1118 951 3D 視覺傳感器市場空間（億元）0.04 0.18 0.65 2.98 8.61 15.19 19.01 2D 視覺傳感器單價（元/個）180.00 171.00 153.90 130.82 111.19 94.51 80.34 人形機器人 2D 視覺傳感器市場空間（億元）0.00 0.02 0.06 0.27 0.73 1.28 1.61 資料來源：奧比中光公司官網，愛采購，西部證券研發中心 建議關注：奧比中光（建議關注：奧比中光（688322.SH）3D 視覺感知領軍企業，致力于打造“機器人

140、之眼”。視覺感知領軍企業，致力于打造“機器人之眼”。公司成立于 2013 年，是行業領先的機器人視覺及 AI 視覺科技公司，致力于構建機器人與 AI 視覺產業中臺、打造“機器人之眼”，2022 年在科創板上市，獲稱“3D 視覺第一股”。公司主要產品包括 3D 視覺傳感器、消費級應用設備和工業級應用設備，公司 3D 視覺感知系列產品在生物識別、機器人、三維掃描（3D）打印、AIOT、工業三維測量等領域實現了成功的商業應用，已累計量產 500萬臺傳感器，為全球超過 1000 家客戶提供了一站式的產品與服務，目前在中國服務機器人 3D 傳感器領域市場占有率超過 70%，居國內首位。資料來源：奧比中光

141、公司招股說明書，西部證券研發中心 圖 55：公司 3D 視覺感知技術應用場景豐富 資料來源：奧比中光公司招股說明書，西部證券研發中心 公司高管科學家背景重視研發，筑牢技術核心競爭力。公司高管科學家背景重視研發，筑牢技術核心競爭力。公司創始人、關鍵核心高管學歷較高，畢業于北京大學、西安交通大學、新加坡國立大學等國內外知名學府，具備科學家背景和企業家精神。如公司董事長黃源浩是國家級人才計劃專家和國際知名光學測量專家，本碩博分別就讀于北京大學/新加坡國立大學/香港城市大學，師從光學測量泰斗 Michael Y.Y.Hung 教授、法國國家技術科學院院士呂堅等，作為負責人主持國家級、省級及市級等科研項

142、目 10 項；參與出版專著兩部，在著名期刊發表論文 20 余篇。以創始人為核心的團隊高度重視創新投入，并取得了行業領先的技術成果。創新投入方面，公司持續加強人才引進培養與資金投入，截至 2023 年底，公司有博士 31 名（含 10 名博士后），國家級人才計劃 1 名、廣東省珠江人才 6 名、各類深圳市高層次人才 15 名，研發人員數量 3643D3D視覺傳感器視覺傳感器消費級應用設備消費級應用設備工業級應用設備工業級應用設備AstraAstra EAstra PAstra GAstra XAstra T3D 刷臉支付設備3D 體感一體機3D 體態儀三維光學掃描測量三維全場應變測量三維光學彎管測量 利共 1785 件（其中發明專利 957 件），曾獲得 2020 年度第十屆“吳文俊人工智能科技進步獎”“廣東省科學技術獎科技進步獎一等獎”“2023 機器視覺領域最具商業合作價值企業”和“2023 科創板全球科創競爭力榜 TOP20”等眾多行業榮譽。