《2024各类型传感器利好政策、市场空间及竞争格局分析报告（49页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024各类型传感器利好政策、市场空间及竞争格局分析报告（49页）.pdf（49页珍藏版）》请在三个皮匠报告上搜索。

1、2023 年深度行业分析研究报告 内容目录 一、人形机器人高速发展，传感器决定人形机器人可应用场景.6 1.1 人形机器人快速发展，中国机器人市场空间广阔.6 1.2 传感器为机器人提供感知外界能力，为机器人迈向智能化的基础.7 1.3 政策助力人形机器人，加快传感器等关键部位研发.8 1.4 人形机器人感知要求进一步提升，多类传感器具备突破潜力.9 二、力/力矩传感器：机器人运行基础，机器人性能需求提升下六维力传感器空间广阔.10 2.1 力/力矩传感器测量力感信息，奠定机器人控制基础.10 2.2 六维力传感器有多技术路线，应变片式传感器为目前主流.11 2.3 力传感器国内厂商奋力追赶，

2、国产替代率升高.13 2.4 六维力矩传感器生产壁垒高，产品设计与工艺均为核心.15 2.5 MEMS 工艺加工效率高，玻璃微熔技术有望成为主流.18 2.6 人形机器人性能要求提升趋势显著，六维力传感器市场空间广阔.19 建议关注：安培龙（301413.SZ）.20 建议关注：华培动力（603121.SH）.22 建议关注：东华测试（300354.SZ）.23 建议关注：柯力传感（603662.SH）.25 建议关注：坤维科技（未上市）.26 建议关注：宇立仪器（未上市）.27 建议关注：蓝点触控（未上市）.28 三、触觉传感器：感知外界关键部件，精细化手部工作基础.29 3.1 触觉传感器

3、模仿生物触觉，压阻式为现在主流选择.29 3.2 压阻式触觉传感器为目前主流，MEMS 压阻式传感器具备优势.31 3.3 目前多人形机器人手部已具备指尖触觉传感器，技术路线暂未统一.32 3.4 柔性电子皮肤：不受面积形状限制，机遇挑战并存.33 3.5 柔性触觉传感器目前主要由国外企业主导.35 建议关注：汉威科技（300007.SZ）.36 建议关注：申昊科技（300853.SZ）.36 建议关注：力感科技（未上市）.37 建议关注：帕西尼感知（未上市）.38 四、IMU 惯性传感器：姿态控制、定位导航多重助力，用量有望提升.39 4.1 惯性传感器测量物体运动状态，含多类组件.39 4

4、.2 国际厂商占据惯性传感器垄断地位，国产替代空间大.42 4.3 IMU 在人形机器人领域应用广泛，市场空间可观.42 建议关注：敏芯股份（688286.SH）.45 五、视觉传感器：助力机器人精准识别外界环境，准确导入图像信息.45 5.1 3D 视觉提供多维信息，提高识别精度.45 5.2 人形机器人 3D 视觉传感器潜在市场空间较大，2D 视觉传感器成本较低.47 建议关注：奥比中光（688322.SH）.47 图表目录 图 1：特斯拉 Optimus 高速迭代.6 图 2：2023 年中国销量占全球工业机器人市场超五成.7 图 3：2017-2021 中国机器人市场规模高速增长.7

5、图 4：传感器通过各种元件测量外部信息.7 图 5：传感器有望为人形机器人提供感知基础.8 图 6：六维力传感器测量力感信息最全面.10 图 7：人形机器人预计使用六维力传感器位置.11 图 8：典型竖梁式六维电阻式传感器结构.12 图 9：六维力传感器根据敏感元件类型主要分为四类.13 图 10：中国六维力传感器市场外资主导.14 图 11：2022 年国内机器人行业占六维力传感器市场超五成.14 图 12：协作机器人行业国产六维力传感器出货量领先.15 图 13：六维力传感器有多种结构设计.16 图 14：十字梁结构在六维力传感器中应用最为广泛.16 图 15：采用外延生长技术制备硅应变片

6、.17 图 16：六维力传感器标定与检测设备要求较高.18 图 17：MEMS 传感器中 MEMS 芯片与 ASIC 芯片最为重要.18 图 18：使用玻璃微熔技术将敏感元件与传感器连接.19 图 19：玻璃微熔技术提高传感器的工作温度与压力.19 图 20：国内机器人行业六维力传感器市场预计快速增长.20 图 21：公司业绩持续提升.22 图 22：公司盈利能力稳健.22 图 23：华培动力产品覆盖多类传感器.22 图 24：公司三大产品线.24 图 25：公司营收逐年增长.25 图 26：23 年归母净利润短期承压.25 图 27：公司部分主营产品.25 图 28：营业收入稳健增长.26

7、图 31：公司合作伙伴遍布全球.27 图 32：公司产品涵盖众多领域优质客户.29 图 33：触觉传感器通过敏感元件和数据分析得到外界信息.30 图 34：触觉传感器有多种实现结构.31 图 35：特斯拉二代机器人实现捏鸡蛋的精巧操作.32 图 36：Figure 搭载触觉传感器实现递苹果.32 图 37：灵巧手使用触觉传感器技术.32 图 38：柔弹性电子皮肤触觉传感器由多电极、金属层组成.33 图 39：电子皮肤传感器有多种材料、排列结构实现方式.34 图 40：力感科技发展历程.37 图 41：公司部分产品.38 图 42：加速度传感器主要分三种.40 图 43：MEMS 技术应用于加速

8、度计中.40 图 44：陀螺仪应用 MEMS 技术向小型化发展.41 图 45：磁力计在多领域有应用.41 图 46：IMU（惯性测量单元）由加速度计、陀螺仪等组成.42 图 47：全球 IMU 市场迅速增长.43 图 48：中国惯性传感器市场规模巨大.43 图 49：一个机器人可使用多个 IMU 传感器.44 图 50：公司拥有众多优质合作伙伴.45 图 51：测量方法图示.46 图 52：中国机器视觉市场稳步增长.46 图 53：中国 3D 视觉市场增长迅速.46 图 54：公司主要产品图例.48 图 55：公司 3D 视觉感知技术应用场景丰富.48 表 1：人形机器人揭榜挂帅任务榜单重点

9、聚焦传感器.8 表 2：人形机器人创新发展指导意见鼓励人形机器人产业高质量发展.9 表 3：目前各类传感器在人形机器人总成本中占比较高.9 表 4：不同种类力传感器各有优劣.13 表 5：国内涌现出多维力传感器企业.14 表 6：人形机器人六维力传感器市场广阔.19 表 7：公司三大产品线.20 表 8：主要业务概述.23 表 9：公司产品类型丰富.28 表 10：压阻式和电容式触觉传感器最为常见.31 表 13：电子皮肤研究存在诸多难题.35 表 14：电子皮肤未来市场空间可观.35 表 15：柔性触觉传感器以国外企业为主.35 表 16：公司薄膜压力传感器综合性能优越.38 表 17：公司

10、产品性能强劲.39 表 18：2022 年国际厂商占中国 IMU 市场垄断地位.42 表 19：IMU 市场空间可观.43 表 20：人形机器人 3D 视觉传感器潜在市场空间可达 19 亿元/2D 视觉传感器潜在市场空间可到 1.61 亿元.47 场景场景 1.1 人形机器人人形机器人快速发展，中国机器人市场空间广阔快速发展，中国机器人市场空间广阔 人形机器人技术高速迭代，产业落地指日可待。人形机器人技术高速迭代，产业落地指日可待。近年来人形机器人行业发展迅速，以特斯拉人形机器人为例，自特斯拉于 2021 年宣布进入人形机器人领域以来，特斯拉机器人Optimus 已经具备独立行走、视觉定位、精

11、准施力等能力，目前已经在工厂进行工作测试，进化速度快，并有望快速实现量产。除此之外，国外 Figure 机器人、波士顿动力机器人，国内优必选机器人、宇树机器人等也在持续提升性能中。随着各类人形机器人性能的不断精进，人形机器人商业化速度正在加快。图 1：特斯拉 Optimus 高速迭代 资料来源：Harvey 科技，雪球，环球网，证券时报 e 公司，巨丰投顾，机器之心 Pro，网易科技报告，MOTO，创业天下官方平台，环球新知视频，西部证券研发中心 中国机器人产业日益蓬勃发展，市场空间广阔。中国机器人产业日益蓬勃发展，市场空间广阔。据 IFR（国际机器人联合会）统计，中国拥有全球机器人最大的市场

12、，2022 年工业机器人销量约占全球市场总额的 52.5%。中国机器人销售总额从2017年的64亿美元增长到2021年的142亿美元，CAGR达22.05%，预计 2024 年全国机器人产业市场规模可达 251 亿美元。近年来人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，发展潜力大、应用前景广阔，是未来产业的新赛道。资料来源：IFR，上海情报服务平台，西部证券研发中心 资料来源：IFR，中国电子学会，西部证券研发中心 1.2 传感器为机器人提供感知外界能力，为机器人迈向智能化传感器为机器人提供感知外界能力，为机器人迈向智能化的的基础基

13、础 人形人形机器人的运行离不开传感器。机器人的运行离不开传感器。机器人的作用在于替代人类完成各项工作，与人类的工作过程相似：人类在工作的过程中，需要通过眼、耳、鼻、舌和皮肤接触等方式获取外界信息，经过脑部处理后，再通过手、脚等器官完成控制、把握、行走等动作，构成了一套“检测-处理-执行”的流程。机器人在工作过程中，也需要完成同样的流程：通过特殊的设备感知关键状态、经过微处理器、计算机或神经网络处理分析后，交由机械臂、轮子或推进器等移动装置或加热设备、制冷设备等非移动装置执行相关工作。用于感知外部状态或机器人自身状态的设备被称为传感器。它能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置

14、，通常由敏感元件和转换元件组成。敏感元件感知并测量外界物理变化，并产生信号，转换元件通过将敏感元件传输的信号转换为电信号，实现信号的获取与输出。图 4：传感器通过各种元件测量外部信息 资料来源：面向机器人的多维力/力矩传感器综述钟晓玲等，西部证券研发中心 传感器是人形机器人迈向智能化的基础。传感器是人形机器人迈向智能化的基础。和传统机器人仅需单一感知硬件工作不同，人形机器人需要集成使用多类感知硬件，如使用 3D 视觉传感器进行识别与避障，使用惯性传感器进行位置导航与姿态控制，使用力、触觉传感器完成灵巧手的柔性操作等。特别是人形机器人在智能化发展过程中，不断对感知、交互、运动和控制等多个模块提出

15、更高要求，而传感器在这些模块中发挥着重要作用。如特斯拉 Optimus 广泛使用高精度传感器，收集大量数据的同时，实现复杂的动作控制和环境感知。要提高人形机器人智能化水平，必然要求提升传感器应用程度与控制精度。传感器是机器人系统获取外界状态和自身状态的重要途径，是机器人连接外部环境的重要接口，也是机器人迈向自主化、智能化的基础。52.50%9.11%7.16%5.73%4.63%20.87%中国日本美国韩国德国其他0%5%10%15%20%25%30%0204060800200202021 资料来源：新浪财经，西部证券研发中心 1.3 政策助力人形机

16、器人，加快传感器等关键部位研发政策助力人形机器人，加快传感器等关键部位研发 国家发布众多政策鼓励人形机器人行业国家发布众多政策鼓励人形机器人行业发展。发展。2023 年工业和信息化部等十七部门印发“机器人+”应用行动实施方案，加快推进机器人应用拓展，目标是 2025 年制造业机器人密度较 2020 年实现翻番，服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升。2023 年 8 月发布关于组织开展 2023 年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知，特别推出人形机器人揭榜挂帅任务榜单，核心基础包括力传感器、MEMS 传感器和触觉传感器等。表 1：人形机器人揭榜挂帅任务榜单重点聚焦传感器 核心基础核心

17、基础 揭榜任务揭榜任务 全身动力学控制算法 面向人形机器人高动态行走的全身控制问题，突破人形机器人多体动力学实时模型、基于全身力矩的模型预测控制、长距离离线身体姿态和落足点规划、在线步态规划与实时姿态跟踪、面向仿人机器人高爆发关节伺服阻抗控制等关键技术。形成人形机器人高动态行走控制方法，在人形机器人实物平台上进行实验验证。电机驱动器 面向人形机器人快速、灵活的伺服驱动需求，突破高性能伺服驱动设计、制造与测试等技术。研发小体积、高爆发、高效率的高功率密度电机伺服驱动器。提升电机伺服驱动器自主研发水平，推动高性能伺服驱动器的产业化应用。力传感器 面向人形机器人准确获取驱动关节和肢体末端触感力学信号

18、的需求，突破稳定可靠的力传感器结构设计与制造、智能化信号处理与分析、多信息智能识别与模型分析等关键技术；研制系列化、高性能、低成本、智能化的新型力传感器；发展低成本、规模化的传感器生产制造方法，推动新型力传感器在人形机器人上的产业化应用。MEMS 姿态传感器 面向人形机器人姿态控制对高性能、小型化姿态传感器的需求，突破传感器小型化结构设计、陀螺仪高精度加工工艺、智能响应姿态解算等关键技术；研制基于 MEMS 惯性器件的高性能姿态传感器；研究减小传感系统体积重量，降低功耗，提升传感器抗振动、抖动能力以及传输性能的方法；发展低成本、规模化传感器生产制造方法，推动新型 MEMS 姿态传感器在人形机器

19、人上的产业化应用。触觉传感器 围绕人形机器人灵巧手使用工具、操作设备、分拣物品、高精度装配等能力，在灵巧手掌内配置触觉传感器，以感知操作目标的位姿、硬度、肌理等特征，提高灵巧手的智能化操作能力。研发小体积、高可靠性、高稳定性的人形机器人手部触觉传感器，满足人形机器人灵巧手感知、操作、交互等需求，提升新型触觉传感器自主设计与研发水平，推动触觉传感器的产业化应用。资料来源：工信部，西部证券研发中心 同年 10 月，工信部印发人形机器人创新发展指导意见，要求夯实基础部组件，聚焦人形机器人专用传感器，突破视、听、力、嗅等高精度传感关键技术，提升环境综合感知能力。加速人形机器人低成本、灵活部署应用。在政

20、策上鼓励人形机器人产业高质量发展，强调了传感器在其中不可或缺的作用。基础版整机 面向类人外观、双腿行走和双臂双手灵巧操作的基本形态功能，建立人形机器人基础软硬件架构，打造“公版”通用平台，支持不同场景需求下的结构改造、算法优化以及特定能力强化。功能型整机 开发低成本交互型人形机器人，强化人类生活环境适应能力、多模态人机交互能力。开发高精度型人形机器人，强化双臂双手精细操作、工件鲁棒识别、轨迹智能规划等上肢作业能力。开发高可靠型人形机器人，强化恶劣环境生存、复杂地形适应、外力冲击防护等能力。传感器 面向复杂环境感知需求，开发集成高精度仿生眼与类脑处理算法的视觉传感器，推出宽频响、高灵敏的仿生听觉

21、传感器，开发高分辨率和具有多点接触检测能力的仿人电子皮肤，推出高灵敏检测多种气体的仿生嗅觉传感器，形成人形机器人专用传感器产品谱系。执行器 面向人形机器人高爆发移动需求，突破高功率密度液压伺服执行器，打造高紧凑液压马达、缸、泵、阀及一体化单元系列产品。突破高力矩密度减速器、高功率密度电机、伺服驱动器等融合的高精度电驱动执行器，打造电驱动旋转关节、电推杆产品。控制器 面向高实时协调运动控制需求，研发具有高动态运动驱动、高速通信等功能的专用芯片，研制“感-算-控”一体化的高性能运动控制器。面向人形机器人认知与决策需求，研发具有多模态空间感知、行为规划建模与自主学习等能力的智能芯片，提升人形机器人协

22、调控制能力。动力能源 面向人形机器人高动态、长续航能量需求，突破高能量密度电池、智能电源管理、电池组优化匹配等关键技术，开发高能效、高紧凑动力能源总成产品，提升人形机器人的续航与环境适应能力。资料来源：工信部，西部证券研发中心 1.4 人形机器人感知要求进一步提升，多类传感器具备突破潜力人形机器人感知要求进一步提升，多类传感器具备突破潜力 高精度多维传感器逐渐投入应用，提升人形机器人智控功能。高精度多维传感器逐渐投入应用，提升人形机器人智控功能。国内外多款人形机器人推出并更新迭代，其中传感器变化明显，为人形机器人实现更多功能提供可能性。如特斯拉第二代机器人较第一代有了很大的改进，主要体现在指尖

23、指尖的触觉传感器的触觉传感器和脚踝脚踝的的六维六维力矩传力矩传感器感器，六维力传感器让机器人在力触觉反馈方面有了稳步提升，增强机器人在行走过程当中的柔顺性，提升行走的平稳能力；手部触觉传感器帮助实现两指捏起鸡蛋的精细操作，力控能力进一步提升。波士顿动力与 Velodyne Lidar 合作选择采用 Velodyne 激光雷达传激光雷达传感器感器为其高级移动机器人提供感知与导航功能，促使机器人自主、安全地运行，并为定位、映射、目标分类与追踪提供实时 3D 感知数据。根据下表中我们对人形机器人各类传感器的价值量以及用量进行的测算，预计一整台人形机器人的传感器成本约为 23.8 万元，如以目前样机阶

24、段一台人形机器人价值量 55 万元进行测算，则各类传感器合计在人形机器人中成本占比在 43%左右。表 3：目前各类传感器在人形机器人总成本中占比较高 传感器名称传感器名称 功能功能 使用场景使用场景 单台机器人用量单台机器人用量（个）（个）单个价格（元）单个价格（元）单台机器人价格（万单台机器人价格（万元元）合计（万合计（万元元）一维力传感器 测量固定方向的力 关节处受力分析 26 500 1.3 23.8 力控扭矩传感器 测量扭转力矩 检测机器人部位扭转情况 14 5000 7 六维力传感器 测量多方位力 物体拾取 4 25000 10 触觉传感器 感知手部受力情况 手部外界感知 10 40

25、00 4.00 电子皮肤 皮肤应力识别、未来可能涉及温度等感知 皮肤外界感知 0.90 双目视觉传感器 获取被测物体图像与 图像识别，避障 2 1900 0.4 资料来源：奥比中光公司官网，爱采购，电气工程及其自动化学习，IND4 汽车人，机器人大讲堂公众号，西部证券研发中心 二、二、力力/力矩力矩传感器传感器：机器人运行基础，机器人运行基础，机器人机器人性能需求提性能需求提升下六维力传感器空间广阔升下六维力传感器空间广阔 2.1 力力/力矩传感器测量力感信息，奠定机器人控制基础力矩传感器测量力感信息，奠定机器人控制基础 力/力矩传感器是测量机器人末端操作器和外部环境相互接触或抓取工件时所承受

26、力和力矩的传感器，为机器人的力控和运动控制提供了力感信息，从而对完成一些复杂、精细的作业，实现机器人智能化其着重要作用。根据所测力的维数不同，力传感器可被分为单轴力传感器和多轴力传感器。常见的有一维、三维和六维传感器，其中后两者属于多轴力传感器，且测量维数越多，收集数据越多，测量结果越精确，研发难度越大。一维一维力力传感器，测量方向和作用点固定的力的传感器。传感器，测量方向和作用点固定的力的传感器。若力的方向与一维传感器标定坐标轴相同，可用于测量此方向上力的大小，如称重传感器，一般用于机器人关节处。但当力的方向与一维力传感器测量轴线不重合时，测量结果将出现误差。三维三维力力传感器，测量方向在空

27、间中发生变化但作用点不变的力的传感器。传感器，测量方向在空间中发生变化但作用点不变的力的传感器。按照力的分解原则，可以将空间中的力分解到笛卡尔坐标系中 x，y 和 z 轴三个方向，得到 Fx，Fy 和 Fz三个正交分量。三维传感器分别在三个方向测量力的大小，将其合成，得到力的准确数据。但当测量力作用点与传感器标定参考点偏移时，会在三个方向各产生力矩，对传感器精度产生影响。六维六维力力传感器，测量方向和作用点都在三维空间中随机变化的力的传感器。传感器，测量方向和作用点都在三维空间中随机变化的力的传感器。空间中的力对一个点的作用可分解为三个方向的力（Fx，Fy，Fz）和这三个方向的力矩(Mx，My

28、，Mz)，六维力/力矩传感器能同时检测三维空间的全部力信息，即三个力分量和三个力矩分量，是多维力传感器中最完备的形式。但存在维间耦合的问题，对传感器测量精度产生严重影响，需要采用非常复杂的解耦技术减小耦合误差得到准确测量结果。图 6：六维力传感器测量力感信息最全面 资料来源：坤维科技公众号，西部证券研发中心 userid:93117,docid:166712,date:2024-07-03, 需要感知的受力情况相对简单，可以使用一维力传感器，我们预计在直线关节部分使用14个。手部关节可能使用一维力传感器或力矩传感器12个。旋转关节部位由于产生转动，需要使用力矩传感器，预计使用 14 个。机器人

29、手腕与脚踝部位由于对力控要求高，力臂变化大，一维、三维力传感器难以满足需求，故使用六维力传感器，预计一共需要使用 4个。图 7：人形机器人预计使用六维力传感器位置 资料来源：百度百科，西部证券研发中心 2.2 六维力传感器有多技术路线，应变片式传感器为目前主流六维力传感器有多技术路线，应变片式传感器为目前主流 根据敏感元件的种类，六维力传感器可分为电阻应变式、压电式、电容式、光学式四类。电阻应变式传感器电阻应变式传感器一般采用金属丝或应变片作为敏感元件，按结构可分为上环、下环、测力梁和应变计，应变计牢固地粘贴在测力梁的表面。当上环和下环有相对受力时，首先测力梁内弹性体发生变形，应变计随之发生变

30、化，并将力以相应量的电阻阻值的变化输出，最后通过转化电路把电阻变化转化成电压变化用于后期检测和处理。按期输出类型又可分为耦合型（间接输出型）和无耦合型（直接输出型）两大类。其中耦合型电阻应变式传感器是国内外应用最多、技术最成熟的多维力/力矩传感器，具有精度高、测量范围广、技术成熟等优点，但动态响应差、桥路受外界因素影响较大。电阻应变式传感器的电阻应变片分为金属应变片和半导体应变片。电阻应变式传感器的电阻应变片分为金属应变片和半导体应变片。前者被划分为金属丝式、箔式、薄膜式，后者具有高灵敏度的特点。金属箔式应变片将导线连接在金属箔上，同时利用腐蚀、光刻等技术，将金属作为应变片覆盖在绝缘物质中。金

31、属箔式应变片测量精度高、性能稳定可靠，但变化量较小，在传感器测量过程中，应变片前端输出的信号非常微弱。半导体应变片利用材料的压阻效应，依据材料加载后能带变形引起的能带中载流子数量变化来改变材料的电阻值，这种压阻效应引起的明显电阻变化大大提高了半导体应变片灵敏度系数。高灵敏度使半导体应变片式力矩传感器能够运用于小载荷测量的场合，但也使其容易受到干扰因素的影响。图 8：典型竖梁式六维电阻式传感器结构 资料来源：Method and apparatus for six degree of freedom force sensingUnited States Patent 4094192，西部证券研发

32、中心 压电式传感器压电式传感器是一种电量型传感器。测量原理为压电材料具有的特殊现象：压电效应。受外界压力后，压电材料表面会溢出电荷，作用外力变化时，表面电荷也发生变化，以此带来输出信号即电压信号的改变。压电材料主要特点是具有高固有频率，适合动态测量，是智能结构和机器人技术发展中最具发展前途的传感器之一。但具有不能长时间作用静态力的缺陷。电容式传感器电容式传感器通过设置多对电容，由极片间相对空隙变化来实现对多维力的测量。这类传感器具有较高的灵敏度和分辨率，压力量程大，结构较简单，温度稳定性好。但自身抗干扰性差，存在寄生电容等问题，实际应用中相对较少。光学式传感器光学式传感器根据安装光学传感器的特

33、殊弹性体结构来感应微小变形，从而测出六维力的各个分量。其具有较高的灵敏度和空间分辨率，无滞后，且数据处理速度快，有较强抗电磁干扰能力。但价格昂贵，工作温度范围相对较窄，体积大，难以集成应用到复杂机器人结构中。资料来源：多维力传感器的研究现状分析张晨，西部证券研发中心 表 4：不同种类力传感器各有优劣 类型类型 原理原理 优点优点 缺点缺点 代表企业代表企业 电阻式 应变片形变改变阻值，转化成电压变化 技术成熟，精度高，测量范围广 动态相应差，桥路受外界因素影响大 ATI、宇立仪器、坤维科技、鑫精诚传感器、海伯森、神源生智能、Sintokogio、Bota Systems AG、SCHUNK、M

34、E-Mesysteme GmbH、埃力智能 压电式 压电材料受压后溢出电荷，改变电压信号 适合动态测量 不能长时间作用静态力 Robotiq、Robotous、WACOH-TECH、Kistler 电容式 极片间相对空隙变化，电压发生改变 灵敏度、分辨率高，压力量程大，结构简单，温度稳定性好 自身抗干扰性差，存在寄生电容等问题 光学式 光学传感器弹性体结构感应微小变形 灵敏度、分辨率高，无滞后性，强抗电磁干扰 价格昂贵，工作温度范围较窄，体积大 OnRobot 资料来源：高工移动机器人公众号，西部证券研发中心 2.3 力传感器国内厂商奋力追赶，国产替代率升高力传感器国内厂商奋力追赶，国产替代率

35、升高 六维力传感器六维力传感器出货规模目前较小出货规模目前较小。根据 MIR 睿工业，2023 年中国六维力传感器出货量不足万台，出货规模刚刚突破 2 亿元，主要应用于机器人、工业自动化和汽车等行业。2024中国六维力传感器市场报告显示，2023 年中国六维力传感器市场集中度较高，TOP10厂商占接近 70%份额，国产宇立仪器、蓝点触控分居第二、四位。资料来源：MIR 睿工业公众号，西部证券研发中心 资料来源：GGII，西部证券研发中心 日韩地区六维力日韩地区六维力/力矩传感器厂商主要配套当地机器人本体厂商力矩传感器厂商主要配套当地机器人本体厂商。其中，韩国企业Robotous、Aidin R

36、obotics 主要合作厂商包括 Doosan Robotics、Neuromeka 和 Rainbow Robotics；日本企业 Sintokogio 和 WACOH-TECH 主要合作厂商包括发那科、电装、三菱、那智不二越、安川等。欧美地区六维力欧美地区六维力/力矩传感器厂商可分为两类：力矩传感器厂商可分为两类：一类是传统的传感器生产商，包括 ATI、Bota Systems AG、ME-Mesysteme GmbH、AMTI、Kistler 等；另一类是全球知名的机器人末端工具生产商，主要有 SCHUNK、OnRobot、Robotiq 等，欧美地区厂商合作企业以协作机器人本体厂商为主

37、，主要包括优傲机器人、达明机器人和欧姆龙等。国内涌现六维力传感器产品，机器人行业国产率高。国内涌现六维力传感器产品，机器人行业国产率高。目前，我国已有少数公司研制出工业机器人用力传感器并形成系列化产品，如坤维科技、宇立仪器等，并逐步开展特殊应用领域多维力传感器的研究。根据高工机器人统计，2022 年国内协作机器人六维力传感器国产化率近 80%。根据 GGII，2022 年国内市场销量前五分别为坤维科技、ATI、宇立仪器、鑫精诚、蓝点触控，其中坤维科技市占率超 50%。表 5：国内涌现出多维力传感器企业 地区地区 主要生产商主要生产商 日韩 Robotous、Sintokogio、WACOH-T

38、ECH、Aidin Robotics 欧美 ATI、OnRobot、SCHUNK、Robotiq、Bota Systems AG、Nordbo Robotics、ME-Mesysteme GmbH、AMTI、Kistler 中国 坤维科技、宇立仪器、鑫精诚、海伯森、蓝点触控、神源生智能、瑞尔特测控、重庆鲁班机器人技术研究院、昊志机电、埃力智能等 资料来源：GGII，西部证券研发中心 22.40%12.20%6.40%4.80%4.70%4.10%4%3.80%3.60%34.00%宇立仪器Epson蓝点触控坤维科技RobotiqAMTIRobotousFanuc其他57.89%42.11%机器

39、人行业非机器人行业 资料来源：GGII，西部证券研发中心 2.4 六维力矩传感器六维力矩传感器生产生产壁垒高壁垒高，产品设计与工艺均为核心，产品设计与工艺均为核心 目前，基于各种测力原理的单维力传感器技术相对较为成熟，但多维力传感器的维间耦合问题亟待解决。维间耦合是指一个维度的输入不仅影响着该维度的输出，还会影响其他维度的输出。耦合误差的产生有多种原因，如机械结构、加工精度的限制、应变片的横向效应等。维间耦合问题严重影响着传感器的精度，相应的解耦方法也是六维力/力矩传感器目前最大的技术核心。针对维间耦合问题，可用硬件解耦方法和软件解耦方法来减少各维度之间的耦合程度。硬件解耦：硬件解耦：硬件解耦

40、即从传感器的设计上来消除或者抑制耦合，涉及传感器的制造工艺问题，包括传感器结构设计和加工工艺两方面。（1）传感器结构设计传感器结构设计：结构设计直接影响到传感器的灵敏度、线性度、维间解耦等关键性能，需要设计出低耦合且结构简单的六维力传感器。六维力传感器能完整测量三维空间全力信息，从结构上看，基本结构可分为竖梁式、平面横梁式、复合梁式、Stewart 结构式、圆筒式和其它结构式等。竖梁结构竖梁结构采用上中下 3 层结构，横向效应好，承载能力强，但竖向效应较差；平面横梁结构平面横梁结构采用平面十字梁结构，作用于传感器的六维力与力矩通过梁的弯曲应变获得；圆筒结构圆筒结构来源于对切削力的测量，可以承受

41、更大的载荷。资料来源：多维力传感器的研究现状分析张晨，西部证券研发中心 在目前六维力传感器的弹性体研制中，十字梁结构应用最为广泛。在目前六维力传感器的弹性体研制中，十字梁结构应用最为广泛。其结构对横向、竖向都较为敏感，维间耦合可控，但存在动态性能和抗过载能力较差的缺点。应变片贴于弹性梁上，根据梁的形变发生应变，并转换为能被识别的信号。图 14：十字梁结构在六维力传感器中应用最为广泛 资料来源：基于十字梁结构的六维力/力矩传感器全方位机械过载保护研究董翔等，西部证券研发中心（2）贴片工艺：）贴片工艺：贴片工艺方面，传统的力传感器贴片时一般采用有机粘接剂（如硅胶、环氧等）把金属或半导体应变计粘接在

42、传感器弹性元件上。随着力传感器弹性元件的小型化，有机粘接剂自身的厚度对传感器性能影响变得显著，并随工作温度升高而出现粘塑性行为，增大了传感器的迟滞误差和输出信号的不稳定，大幅降低传感器的性能。需要研发更加可靠的粘接技术。此外，因六维力传感器结构复杂，金属箔应变计的贴片壁垒较高，通常靠熟练的人工完成，增大了贴片的误差率。（3）应变片的加工工艺应变片的加工工艺：在国内，传统的硅应变计一般是在 P 型硅片衬底上采用扩散法或离子注入法掺杂 N 型杂质形成压敏电阻，通过光刻、腐蚀、引线键合等工艺形成应变计，导致应变计批次间的阻值差异较大。应变计一致性不同易导致不同桥路输出差异大，不利于其后续的温度与解耦

43、信号处理与补偿，会给传感器的批量生产带来不便。国外有学者采用外延生长技术（通过阳极将硅晶圆与具有高击穿电压和热膨胀系数的玻璃晶圆结合在一起）制作了一种高性能硅应变计，可以改善外延层厚度的均匀性，提高电阻率的一致性，减少各种微宏观缺陷以及控制衬底材料向外延层中的杂质反扩散等。因此，需要聚焦于硅 图 15：采用外延生长技术制备硅应变片 资料来源：Enhancement of Withstand Voltage in Silicon Strain Gauges Using a Thin Alkali-Free GlassJoon Hyub Kim 等，西部证券研发中心 软件解耦软件解耦：软件解耦是指

44、通过采用合适算法计算传感器标定数据伪逆矩阵，以推导出六维力传感器输入值与输出值的关系，涉及算法解耦和标定两部分。（1）算法算法解耦解耦：软件解耦算法分为线性解耦算法和非线性解耦算法。线性解耦算法多用最小二乘法进行拟合来求得解耦矩阵，而传感器结构和电桥电路具有非线性性，最小二乘法求得的结果误差较大，工业中多用非线性解耦算法来进行求解。非线性解耦最常用的是机器学习算法，包括 BP 神经网络、随机森林和极限学习机等。（2）标定与检测标定与检测：标定指通过对六维样本空间中的样本点进行精确加载，建立传感器信号与力和力矩的映射关系，获得解耦算法的数学模型和参数。它是六维力传感器研发过程中必不可少极为重要的

45、一环，结果直接影响使用精度。现有标定装置中，主要有测力环式、双十字架式、砝码式和龙门式等。砝码绳索式标定装置是最常见的，但受限于本身结构和绳索，量程较小，需多次调整。检测，即评价传感器的标定效果，所用设备与标定设备一样。与一维力传感器比较，六维力传感器的工作量更大、设备要求更高、理论基础更深。资料来源：坤维科技知乎号，西部证券研发中心 2.5 MEMS工艺工艺加工效率高，加工效率高，玻璃微熔技术有望成为主流玻璃微熔技术有望成为主流 MEMS 工艺工艺适用于适用于六维力传感器，六维力传感器，可可代替代替金属金属应变片测量力的变化。应变片测量力的变化。MEMS 传感器即微机电系统，指尺寸在几毫米乃

46、至更小的高科技装置。MEMS 传感器集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体，内部结构在微米甚至纳米级。它的主要组成部分包括 MEMS 芯片（即敏感元件）和 ASIC 芯片（即转换与变换元件）。MEMS 芯片采用硅作为晶圆衬底材料，依次进行晶圆清洗、光刻、蚀刻等前端工艺，再进行测试、封装和成品检测的后端封装工艺。MEMS加工技术工艺，指在各类衬底上（硅衬底，玻璃衬底，石英衬底，蓝宝石衬底等）制作微米级微型结构的加工工艺。MEMS 加工技术工艺制作的微型结构主要是作为各类传感器和执行器，它将环境中的各种特征参数（温度、压力、气体、

47、流量等）变化通过微型结构转化为各种电信号（电压、电阻、电流等）的差异，以实现小型化高灵敏的传感器和执行器。图 17：MEMS 传感器中 MEMS 芯片与 ASIC 芯片最为重要 资料来源：歌尔微公司招股说明书，西部证券研发中心 玻璃微熔技术玻璃微熔技术适用于机器人传感器工作场景适用于机器人传感器工作场景。常规的压力传感器一般采用有机黏接剂（如环氧树脂、共晶焊料等）把应变敏感电阻粘接在基板上，可以满足一般的应用场合。但是有机黏接剂的工作温度范围一般比较窄，并且随着温度的升高，会出现黏塑性现象，导致压力传感器的迟滞增大。玻璃浆料具有可以高温工作、密封性能好、粘接强度高、与硅材料和不锈钢材料兼容性好

48、、易于批量化生产等优点。玻璃微熔技术玻璃微熔技术指将高温熔化的玻璃纤指将高温熔化的玻璃纤维作为黏合剂，将维作为黏合剂，将仪表仪表（应变计）（应变计）粘接到金属隔膜粘接到金属隔膜上上的技术。的技术。它将应变计粘接在金属底座 高传感器的工作温度环境，进而进一步提升传感器的耐压范围，并保证传感器在一定精度内仍能保持线性输出特性，增强非线性校准能力。图 18：使用玻璃微熔技术将敏感元件与传感器连接 图 19：玻璃微熔技术提高传感器的工作温度与压力 资料来源：一种基于微熔技术的 MEMS 大量程压力传感器卞玉民等，西部证券研发中心 资料来源：一种基于微熔技术的 MEMS 大量程压力传感器卞玉民等，西部证

49、券研发中心 2.6 人形机器人性能要求提升趋势显著，六维力传感器市场空间广阔人形机器人性能要求提升趋势显著，六维力传感器市场空间广阔 人形机器人脚踝及手腕部分有望使用六维力传感器。人形机器人脚踝及手腕部分有望使用六维力传感器。人形机器人为实现对人肢体运动的模仿，需要精准测量手部关节受力情况。其间力臂变化复杂多样，普通一维、三维力传感器无法满足需求，需要在手腕处安装六维力传感器。类似，为控制机器人运动姿态，需要在脚踝处安装六维力传感器，测量落脚及运动时受力、力矩情况。根据以下假设，对六维力传感器在人形机器人不同销量下市场空间进行预测：1）每台人形机器人目前在手腕、脚踝部分共使用 4 个六维力/力

50、矩传感器，未来随着六维力传感器的技术成熟，在价格下降的同时用量有望提升；2）六维力/力矩传感器单价随规模效应递减，2024 年单价约为 2.5 万，随产能增加，技术提升，未来逐渐实现降本；3）假设人形机器人 2024 年可实现出货 1000 台，2030 实现出货 100 万台。根据以上假设，我们预测到 2030 年，人形机器人销量可达 100 万台，对应六维力传感器市场空间可达约 307 亿元，2024-2030 年间 CAGR 为 159.78%。国内六维力传感器市场尚处于探索阶段，一旦实现量产，产量与应用将快速增长，单价也随之下降，市场前景广阔。表 6：人形机器人六维力传感器市场广阔 2

51、024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形机器人销量（万台）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 要六维力传感器数量（个）4 4 4 6 6 8 8 六维力传感器单价（元/个）25000.00 20000.00 16000.00 11200.00 7840.00 5488.00 3841.60 六维力传感器市场空间（亿元）1.00 4.00 12.80 68.54 153.82 298.11 307.33 资料来源：机器人大讲堂公众号，高工机器人公众号，西部证券研发中心 工业机器人六维力传感器需求增速同样较快工业机器人六维

52、力传感器需求增速同样较快，维系除人形机器人方面以外的增长空间，维系除人形机器人方面以外的增长空间。除人形机器人行业外，工业机器人行业六维力传感器需求增速同样较快。据高工机器人产业研究所（GGII）数据，2022 年中国机器人行业六维力传感器销量为 4840 套，同比增长62.58%，预计 2023 年销量突破 6700 套，增速约 40%。图 20：国内机器人行业六维力传感器市场预计快速增长 资料来源：GGII，西部证券研发中心 建议关注：安培龙（建议关注：安培龙（301413.SZ）专注多维感知技术，智能传感器小巨人。专注多维感知技术，智能传感器小巨人。公司是一家集传感器研发、生产和销售的国

53、家级高新技术企业。公司起步于陶瓷材料，拥有从陶瓷材料研发到热敏电阻及传感器生产制造的完整产业链的自主关键核心技术。目前公司专注于提供温度、压力、湿度、空气等多维感知和控制解决方案业务。公司主要产品包括压力传感器、氧传感器、温度传感器、PTC热敏电阻器、NTC 热敏电阻器等，广泛应用于汽车、智能家居、智慧医疗、物联网、消费类电子、航空航天、工业控制等领域。主要客户包括美的集团、格力电器、海尔智家、比亚迪、上汽集团、长城汽车、TDK、TTI 等众多国内外知名企业。表 7：公司三大产品线 产品分类产品分类 行业地位行业地位 应用领域应用领域与主要客户与主要客户 热敏电阻及温度传感器 已实现对国际品牌

54、的进口替代，在国内市场占有率位于行业前列，在国际市场逐步崭露头角。应用领域包括家电、新能源汽车、光伏、储能等新；主要客户有美的集团、格力电器、海尔智家、TCL、比亚迪、芝浦电子、兴勤电子、0%20%40%60%80%100%120%004000500060007000800020020202120222023E销量（套）增速 压力传感器 打破了国外公司对陶瓷电容式压力传感器的技术壁垒，且是国内少有能够顺利产业化的企业 已实现对比亚迪、上汽集团、长城汽车、东风汽车等品牌的批量交付 氧传感器 在材料制备、流延及预层压、丝印、涂覆等环节形成自主的核心技术，

55、实现了氧传感器所用关键材料的国产化。同压力传感器 资料来源：安培龙公司招股说明书，西部证券研发中心 压力传感器三大产品全面布局，优势显著。压力传感器三大产品全面布局，优势显著。公司研发及生产的压力传感器主要包括陶瓷电容式压力传感器、MEMS 压力传感器和玻璃微熔压力传感器三大产品，三者分别适用于0.5-15MPa、0.5MPa 以下、5-600MPa 压力范围，使得公司成为覆盖低、中、高压全量程的少数压力传感器企业。陶瓷电容式压力传感器方面：公司依靠核心发明专利“一种温度-压力一体式传感器”打破了国外公司对该类型产品的技术壁垒；此外，公司掌握了陶瓷电容式压力传感器关键电极浆料、核心零部件的研发

56、工艺技术，实现了陶瓷电容式压力传感器的量产，成为国内少数能够实现陶瓷电容式压力传感器规模化应用的企业，获得工信部 2019年度工业强基重点产品传感器“一条龙”应用计划示范企业。MEMS 压力传感器方面：公司不断加大 MEMS 技术平台的研发投入，自主设计了MEMS 压力传感器芯片，逐步形成了 MEMS 低压压力传感器的产业化能力，可满足汽车和家电行业绝大部分应用场景；依托此 MEMS 技术平台，公司未来可开发加速度传感器、气体传感器、流量传感器等更多品类。玻璃微熔压力传感器方面：玻璃微熔压力传感器较高的耐压特性或可成为未来压力传感器的一个主流方向，目前公司玻璃微熔压力传感器处于生产线搭建及产品

57、研发阶段，已取得了一定的研发及应用成效；公司的玻璃微熔压力传感器目前主要应用在汽车领域，已取得多家主机厂的项目定点，未来有望放量。公司依托传感器产品矩阵深度布局汽车产业链，合作众多知名品牌。公司依托传感器产品矩阵深度布局汽车产业链，合作众多知名品牌。公司传感器高度契合汽车各系统应用需求，被广泛应用于汽车各个部分，如公司的温度传感器应用于汽车动力和空调系统，氧传感器可用于减少企业尾气排放，陶瓷电容式压力传感器已配套于发动机系统、变速箱系统以及新能源汽车热泵等；MEMS 压力传感器同样用于汽车发动机系统、刹车系统等，玻璃微熔压力传感器用于发动机高压共轨系统、汽油机直喷系统等。公司已与比亚迪、上汽集

58、团等知名车企达成深度合作，压力传感器等产品已实现批量交付。不断拓展优质客户，客户开发项目需求旺盛，订单充裕。不断拓展优质客户，客户开发项目需求旺盛，订单充裕。公司与国内外知名品牌及其供应链企业建立了稳定的合作关系，优质客户占比较高，2023 年前五大客户销售额占公司总销售额的比重高达 42.97%。在家电应用领域，公司合作的主要客户包括美的集团、格力电器、奥克斯、海尔智家、TCL 等国内外知名家电终端品牌商；在汽车应用领域，公司的合作客户包括比亚迪、上汽集团、长城汽车、东风汽车、吉利汽车、长安汽车、奇瑞汽车、上汽通用五菱、广汽埃安等；合作的汽车零部件（tire1）厂商包括法雷奥、麦格纳、捷温、

59、拓普集团、三花智控、万里扬、邦奇、凌云股份等众多国内外知名客户；在光伏、储能领域，公司合作的客户包括华为、比亚迪等知名客户。客户的开发项目需求旺盛，在手项目订单充裕，截止 2023 年 12 月 31 日，公司压力传感器目前正在配套开发合作的客户新项目共计 198 个，公司的温度传感器产品目前在汽车客户合作开发新项目共计 206 个。器业务大幅增长所致。公司整体毛利率自 2018 年开始，在 30%水平上下浮动，盈利能力较为稳健。图 21：公司业绩持续提升 图 22：公司盈利能力稳健 资料来源：Ifind，西部证券研发中心 资料来源：Ifind，西部证券研发中心 建议关注：华培动力（建议关注：

60、华培动力（603121.SH）完成传感器事业部整合，覆盖多品类传感器。完成传感器事业部整合，覆盖多品类传感器。公司成立于 2006 年，业务分为动力总成业务及传感器业务。其中传感器业务以控股子公司盛迈克、盛邦、盛美芯为业务基础，23年完成整合成立传感器事业部。通过传感器事业部的整合，公司形成了微压 MEMS 压力、中压陶瓷压阻、高压玻璃微熔工艺的全压力量程传感器的品类及能力，以及温度传感器、速度传感器、位置传感器等。图 23：华培动力产品覆盖多类传感器 资料来源：华培动力公司 2023 年年度报告，西部证券研发中心 专注传感器研发，已掌握部分传感器上游芯片能力。专注传感器研发，已掌握部分传感器

61、上游芯片能力。子公司盛迈克拥有陶瓷压阻压力传感器、陶瓷电容压力传感器、基于金属基底的高压传感器及专用信号调理芯片技术相关的多项专利，具备“敏感元件变送模块变送器”全工艺链优势。子公司盛邦具备包含陶瓷电容、MEMS 压阻及其充油芯体技术和玻璃微熔的核心技术能力，实现了全量程压力传感器的覆盖。公司通过设立全资子公司盛美芯和参股中科阿尔法两家芯片设计公司，具备部0%5%10%15%20%25%30%35%40%08200222023营业收入（亿元）同比增速（右轴）0%5%10%15%20%25%30%35%40%20021202220

62、23毛利率净利率 批量生产并销售传感器批量生产并销售传感器产品产品，处于，处于国内商用车传感器供应商第一梯队国内商用车传感器供应商第一梯队。公司目前已实现批量生产 MEMS 压力传感器、速度位置传感器等。主要客户包括潍柴动力、一汽解放、玉柴、云内、博世、康明斯、陕汽、三一重工等国内外领先的柴油机厂商及商用车厂商。动力总成事业部已经与包括博格华纳、盖瑞特、博马科技等在内的全球知名涡轮增压器整机制造商形成了长期稳健的合作关系，为传感器事业部的全球化提供了客户基础。建议关注：东华测试（建议关注：东华测试（300354.SZ）深耕智能化测控系统，结构力学性能测试行业龙头。深耕智能化测控系统，结构力学性

63、能测试行业龙头。公司自 1993 年成立 30 多年以来，始终专注于智能化测控系统的研发、生产和销售，在结构力学性能研究与电化学工作站整体解决方案领域已处于国内领先地位。目前公司的主要业务包括：结构力学性能研究、结构安全在线监测和防务装备故障检测与健康管理（PHM）、基于 PHM 的设备智能维保管理平台、电化学工作站四大板块。表 8：主要业务概述 主要业务主要业务 业务概述业务概述 应用领域应用领域 未来前景未来前景 结构力学性能研究 主要用在结构的强度试验、疲劳试验（寿命评估）、动态特征分析（固有频率、振型、阻尼比、模态刚度和质量），准确预计环境激励对结构的影响等 航天航空、车辆船舶、土木建

64、筑、工程机械、能源电力等 将传感技术、电子应用技术、嵌入式技术、数据信号处理技术等结合的结构力学性能测试分析系统市场需求较大 结构安全在线监测和防务装备故障检测与健康管理（PHM）利用智能传感、云计算、大数据等技术，对大型建筑、重大设备等结构进行实时监测、安全评估和健康管理 桥梁、水利工程、港口机械等大型设备与建筑 航空航天、工业应用等领域的工程日趋复杂，维护与保障的成本越来越高，复杂系统故障诊断和维护逐渐成为焦点、以预测技术为核心的故障预测和健康管理策略获得越来越多的重视与应用 基于 PHM 的设备智能维保管理平台 将设备状态感知系统、健康检测模型与 IT 技术相结合，实现了设备故障预测与健

65、康管理、设备大数据管理、设备云平台管理 同 PHM 业务 为企业实现智能化的设备维保管理、实现预测性维护提供专业化的技术支持，成为了智慧工厂必不可少的组成部分 电化学工作站 通过施加激励信号的同时，测量待测体系相应的电信号进行分析，主要可用来电极材料/溶液/传感器的电分析研究、材料的耐腐蚀性评价、催化剂性能检测、析氢/析氧测试、单体电池/锂电池堆/燃料电池堆的交流阻抗测试等 电化学机理研究、生物技术研究、储能安全、传感器研究、金属腐蚀研究、电池研究、电镀研究等 国家政策对研发投入的大力支持，电化学工作站作为重要的科研工具，高校、科研机构等对其的需求提升；新能源行业的迅猛发展，使得锂电池、燃料电

66、池等测试端对电化学工作站这种高效检测工具的需求激增 资料来源：东华测试公司 2022 年年度报告，西部证券研发中心 产业布局完善，软、硬件研发生产兼备。产业布局完善，软、硬件研发生产兼备。公司产品丰富、应用场景广阔，且是国内为数不多的兼具软件（分析与控制软件平台）、硬件（传感器、测控系统）研发和生产能力，能够为客户提供设备故障诊断、预测、管理服务的厂商之一，产业链的完善布局增强了企业的核心竞争力。资料来源：东华测试公司 2022 年年度报告，西部证券研发中心 不断不断优化传感器研发生产，提高传感器供应能力。优化传感器研发生产，提高传感器供应能力。公司的传感器种类丰富，包括加速度传感器、位移传感

67、器、压力传感器、转速传感器、光纤传感器等多种类型。近些年来，公司持续优化改造传感器生产线，加大传感器的研发投入，对多款传感器产品进行性能升级，包括拉线式位移传感器等，同时积极响应市场需求，开发出大量新品，完成了 GZW50/120 本安型振动温度传感器产品的开发，一体电涡流化传感器已经进入量产状态，声发射传感器、高温压力传感器、光纤光栅传感器等小批量试制并进行局部市场推广，六维力传感器、冲击脉冲传感器、磁致伸缩传感器进入内部研发阶段。依托结构力学性能测试优势，布局六维力传感器。依托结构力学性能测试优势，布局六维力传感器。传感器为公司智能化测控的硬件基础，更是公司核心优势业务-结构力学性能测试的

68、核心部件。公司致力于开发高温、高冲击、高精度等高性能传感器，以应对恶劣环境以及高精度的测试要求。六维力传感器作为高精度的力传感器也被纳入公司传感器业务布局范围，目前处于内部研发阶段，主要应用于测试领域，未来有望依托公司结构力学性能测试技术优势实现性能突破，并开拓新应用场景。公司业绩逐年攀升，营收增速处于高位。公司业绩逐年攀升，营收增速处于高位。2018-2023 年起，公司营业收入连年增长，CAGR为 23.03%，其中结构力学性能测试分析业务 23 年营收占比高达 58.68%。归母净利润2018-2022 年稳健增长，CAGR 为 62.13%，2023 年归母净利润有所下降，主要由销售费

69、用增加、研发投入力度加大等因素所致。传感器测控系统硬件加速度传感器位移传感器应变传感器转速传感器压力传感器等分布式测试数据采集系统集中式数据采集系统坚固型数据采集系统便携式数据采集系统无线数据采集系统智能在线监测系统设备故障诊断系统自定义测控系统电化学系统等分析与控制软件平台数据采集与信号处理分析结构强度分析结构寿命评估测结构动力学分析旋转机械分析声学分析工程应用智能在线监测平台等 资料来源：Ifind，西部证券研发中心 资料来源：Ifind，西部证券研发中心 建议关注：柯力传感（建议关注：柯力传感（603662.SH）智能传感器行业领军企业，工业物联网应用开拓者。智能传感器行业领军企业，工业

70、物联网应用开拓者。公司成立于 1995 年，从力学起步融合多物理技术发展多品种传感，主要研制和生产各类型物理量传感器，以及不同工业物联网系统及多场景应用解决方案。目前公司在智能传感器和工业物联网应用拓展领域已处于世界前列，连续多年力学传感器市场占有率稳居全国第一。目前公司的主要业务及主营产品为应变传感器和仪表等元器件、系统集成及干粉砂浆第三方系统服务、不停车检测系统、无人值守一卡通智能称重系统、制造业人工智能系统等。图 27：公司部分主营产品 资料来源：柯力传感公司官网，西部证券研发中心“多物理量传感器融合”战略走向纵深，有望突破公司传统业务天花板。“多物理量传感器融合”战略走向纵深，有望突破

71、公司传统业务天花板。公司致力于搭建多物理量融合传感器技术平台，把多个物理量融合在同一个传感器实体中，用一个感知终端通过算法输出多个物理量参数，开发应用多个物理量的传感器场景的系统集成项目。2023 年，公司与深圳市光明区建设发展集团合作共同打造首期 5 万平方米的柯力深圳传感谷，为公司从单一物理量传感器企业向多物理量传感器企业转型提供空间场所。随着集团“多物理量传感器融合发展”的战略逐步走向纵深，公司有望突破母公司传统称重传感器及物联网产品的业务天花板。0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0.00.51.01.52.02.53.03.54.020021

72、20222023营业收入（亿元）同比增速（右轴）-50%0%50%100%150%200%250%300%350%0.00.20.40.60.81.01.21.42002120222023归母净利润(亿元）同比增速（右轴）应变式传感器 仪表 微型传感器 电子式压力测量器 物联网系统 无人值守汽车衡 器人行业。2024 年公司将重点突破机器人作为重要发力点，开发工业机器人和协作机器人的手臂六维力传感器，以及人形机器人关节力矩传感器和多维力传感器，从模拟到数字、从结构解耦到算法解耦、从电阻应变计到半导体硅片，向低成本、低功耗、低形变、微尺寸方向突破。2024 年上半年，在前期

73、已完成试制的模拟式六维力传感器基础上，加快推进与子公司联合开发的数字式六维力传感器项目。营业收入营业收入稳健增长稳健增长，归母净利润增速，归母净利润增速亮眼亮眼。营业收入方面，2018-2023 年营业收入稳健增长，CAGR 为 8.61%，其中力学传感器及仪表业务为公司营收主要来源，2023 年该业务营收占比高达 61.88%。归母净利润方面，2018-2023 年连年增长，CAGR 为 17.28%。图 28：营业收入稳健增长 图 29：归母净利润增速亮眼 资料来源：Ifind，西部证券研发中心 资料来源：Ifind，西部证券研发中心 建议关注：坤维科技建议关注：坤维科技（未上市）（未上市

74、）专注“航天级”六维力传感器，机器人需求释放打开公司成长空间。专注“航天级”六维力传感器，机器人需求释放打开公司成长空间。公司是一家致力于面向机器人及其他智能装备行业的六维力传感器研发制造的高新技术企业，产品广泛应用于机器人及其他智能装备、工业过程监控、产品质量检测、科研测试测量等领域。公司创始团队全部来自于国内航天科研机构，从事多轴力传感器研发及应用 15 余年，公司团队研制的各类六维力传感器已服役于各类航空航天飞行器用于开展空气动力试验。基于六维力传感器“上天”的能力，将其扩展至机器人行业，目前已攻克六轴联合标校与检测技术、传感器结构解耦技术、高精度算法解耦技术、高精度嵌入式智能电路四大核

75、心技术。随着机器人行业的长足发展，六维力传感器上的优势为公司打开了成长空间。降本让利，业务多样化，扩展客户群体。降本让利，业务多样化，扩展客户群体。公司通过两大途径降低力传感器应用成本：一是通过规模化降低生产成本；二是公司业务多样化战略布局，一方面开发用于军工、机器人的高性能的六维力传感器，另一方面还扩展对于精度要求不高的低维力传感器应用领域，满足多场景需求，扩展客户群体。公司在 2022 年度中国协作机器人领域用六维力/力矩传感器出货量排行中位居第一。0%5%10%15%20%25%0246892020202120222023营业收入（亿元）同比增速（右轴）0%5%10

76、%15%20%25%30%35%0.00.51.01.52.02.53.03.52002120222023归母净利润(亿元）同比增速（右轴）资料来源：坤维科技公司官网，西部证券研发中心 技术改进，扩大产能，有望实现国产替代。技术改进，扩大产能，有望实现国产替代。公司不断提升六维力传感器的精度和稳定性，并且凭借军工级的质量管控能力和产品批量化生产能力，降本增效，性价比远超进口产品。自 2019 年成立以来，保持稳健的融资节奏，至今已完成 4 轮融资，用于扩展业务和增大产能，未来有望实现国产替代。建议关注：宇立仪器建议关注：宇立仪器（未上市）（未上市）全球先进的六轴力传感器和

77、智能力控打磨企业。全球先进的六轴力传感器和智能力控打磨企业。公司致力于力测量和力控制领域，主营多轴力传感器、力控打磨设备和汽车测试设备。公司传感器型号超过 500 种，实际应用超过2000 例，60000 多个宇立传感器全球服务进行中。客户涵盖汽车安全、汽车耐久、机器人自动化和医疗等领域，包括全球大部分汽车企业、ABB、富士康、Kistler、Magna、以及清华、北大、哈工大、帝国理工、东京大学等全球各大高校、研究所等。公司在 2023年中国六维力传感器市场份额排名中位居第二。图 31：公司合作伙伴遍布全球 资料来源：宇立仪器公司官网，西部证券研发中心 公司产品丰富，满足多种场景应用需求。公

78、司产品丰富，满足多种场景应用需求。多轴力传感器包括六维力传感器、三维力传感器、人力传感器、碰撞力墙和辅助驾驶测试系统 ADAS。表 9：公司产品类型丰富 业务类目业务类目 主要产品主要产品 产品图示产品图示 多轴力传感器 六维力传感器 三维力传感器 一维力传感器等 力控打磨设备 iGrinder 智能浮动力控 机器人智能打磨设备等 汽车测试设备 汽车耐久测试力传感器 汽车碰撞假人力传感器 碰撞力墙和辅助驾驶测试系统 ADAS 等 资料来源：宇立仪器公司官网，西部证券研发中心 全力研发，力求技术自主。全力研发，力求技术自主。公司重视技术研发和工艺改进，不断加大研发投入。目前公司拥有 27 项专利

79、，取得了 ISO9001 质量体系认证和 CNAS 实验室认证，产品 100%自主研发，公司曾荣获高工 2023 年度创新技术奖等技术奖项。建议关注：蓝点触控建议关注：蓝点触控（未上市）（未上市）专注柔性力控，多维力觉传感器领跑者。专注柔性力控，多维力觉传感器领跑者。公司成立于 2019 年，是一家专注于智能机器人前沿力控技术研发及应用的国家高新技术企业。公司主要产品包括 Wrist 六维传感器、Joint关节扭矩传感器、力控工艺应用软件包等多个系列，广泛应用于医疗、卫浴、航空航天、3C、汽车等领域。深耕关键核心技术深耕关键核心技术，高筑六维力传感器技术壁垒，高筑六维力传感器技术壁垒。公司具备

80、行业经验丰富的研发团队，并针对解耦算法、多轴同步校准、解耦结构设计、高精度数据处理四大核心技术进行突破，从而满足复杂环境对于六维力传感器的高精度、高灵敏、高过载、低发热等需求，如公司六维力传感器在人形机器人上的应用可以实现优于 0.5%FS 的高精度、响应带宽不低于7KHz、5-10 倍以上过载；在焊接机械臂末端安装的六维力传感器可以实现 0.1 毫米级别的位置精度；应用于膝关节医疗手术的传感器可以实现 0.1N 的高精度打磨力控制。公司在 2023 年中国六维力传感器市场份额排名中位居第四。生产体系完善，快速相应客户需求。生产体系完善，快速相应客户需求。公司自建高标准生产工厂，配备专业产线自

81、动化工装与设备，已建立成熟、稳定的生产体系，保证生产效率和产品质量。公司项目已在美国、德国、西班牙、加拿大等众多国家和地区成功落地，强大的交付和售后服务可快速响应客户需求与服务支持。资料来源：蓝点触控公司官网，西部证券研发中心 三、三、触觉触觉传感器传感器：感知外界关键部件：感知外界关键部件，精细化手部工作基精细化手部工作基础础 3.1 触觉传感器模仿生物触觉，压阻式为现在主流选择触觉传感器模仿生物触觉，压阻式为现在主流选择 力和触觉是机器人重要信息来源。力和触觉是机器人重要信息来源。广义上，触觉是指压觉、滑动、冷热、接触等机械刺激的总称；狭义上，指四肢与物体接触面上的力感。触觉传感器的功能是

82、模仿生物的触觉感受，当它与物体接触时，可以检测被检测物体的一些物理性质，如温度、形状、纹理、材质等，并将检测到的物理性质进行反馈，以便机器人进行下一步操作。机器人触觉传感器的研究始于 20 世纪 70 年代，随着机器人技术的发展而发展。有基于电阻式、电容式、压电式、热释电式、电磁式、磁电式、力敏式、光电式、超声波、光纤等的触觉测量方法。资料来源：XMAN 创业加速公众号，西部证券研发中心 压阻式触觉传感器压阻式触觉传感器：利用压阻效应制备的传感器。压阻效应是指压阻材料受到应力时，其内部电阻率发生变化，采集电路通过将电阻的变化转化为便于测量的电信号来检测传感器的受力大小。压阻式触觉传感器普遍具有

83、负载能力强、鲁棒性好、电信号测量便捷等优点，然而其延迟性大，不利于快速响应，并且其温漂大，线性度较差。电容式触觉传感器电容式触觉传感器：当电容式触觉传感器受到法向力时，其上下电极板的间距发生改变，导致传感器的电容值发生变化；当传感器受到切向力时，上下电极的重合面积发生变化，也会导致传感器的电容值发生变化。因此电容式传感器便于测量三维力的大小。电容式触觉传感器的灵敏度与空间分辨率高，响应幅度宽，但其测量电路复杂，传感器易受电气干扰的影响。压电式触觉传感器压电式触觉传感器：一种基于压电效应的传感器。压电效应指当晶体受到法向力时，内部产生电极化现象，撤掉外力时，晶体又恢复到不带电状态。将压电式触觉传

84、感器连接到电荷放大器和测量电路上，采集其与所受外力相关的电信号，从而实现触觉检测。压电式触觉传感器是一种自发电和机电转换传感器，不需要外部电源，因此这种传感器更便于携带，且其材料刚度高，线性度好，响应灵敏，但它易受噪声干扰，其介电性会受温度影响。光学式触觉传感器光学式触觉传感器：将传感器所受压力映射为光信号强度、波长等性质的变化，通过检测光学信号来检测传感器所受压力。光学式触觉传感器所依赖的传感原理包括光强调制、光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)技术和干涉测量检测，前两种传感原理已得到广泛应用。基于光强调制原理的触觉传感器通过检测光纤中的光强或光功率的变化来检测触

85、觉力的大小及位置。基于 FBG 技术的光学式触觉传感器受力时会使光栅的间隔和折射率发生变化，导致输出光的布拉格波长偏移，通过检测波长的偏移来检测传感器的受力大小。由于不需要检测光强信号，因此 FBG 触觉传感器不存在强度波动的问题并且可以在一根光纤中插入多根光栅来增加传感单元。光学式触觉传感器的分辨率高，无电气干扰的问题，但易受到温度影响，且光纤的微弯曲会导致光损失，分析触觉信息的计算方法复杂。电磁式触觉传感器：电磁式触觉传感器：利用电磁感应原理把压力作用转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出。它由微型磁铁和嵌入硅胶的霍尔传感器组成。当微磁体的方向被外力改变

86、，周围的磁场会发生变化，使用霍尔传感器检测磁场的微分值。磁性触觉传感器具有结构简单、物理稳健性强、成本低、无线穿透性强的优点，但嵌入坚硬的永磁体会削弱传感器的灵活性，使其在较大的外部冲击下容易损坏。资料来源：触觉传感器与电子皮肤研究进展朱盛鼎等，Split-Type Magnetic Soft Tactile Sensor with 3D Force DecouplingHuangzhe Dai 等，西部证券研发中心 表 10：压阻式和电容式触觉传感器最为常见 触觉传感器触觉传感器 优点优点 缺点缺点 压阻式 高灵敏度、高分辨率、高信噪比 易发生滞后 电容式 高灵敏度、高分辨率，动态范围大 耐

87、久性低，易受噪音影响 压电式 高灵敏度、动态范围大、高频响应 空间分辨率低 光学式 高灵敏度、高分辨率、动态范围大、高频响应、耐腐蚀、耐极端温度、高信噪比 易受温度影响，解调系统复杂，成本高 电磁式 结构简单、物理稳健性强、成本低、无线穿透性强 易损坏 资料来源：Recent Progress in Advanced Tactile Sensing Technologies for Soft GrippersJuntian Qu 等，西部证券研发中心 3.2 压阻式触觉传感器为目前主流，压阻式触觉传感器为目前主流，MEMS压阻式传感器具备优势压阻式传感器具备优势 压阻式触觉传感器由于灵敏度高、

88、分辨率高、技术相对成熟且成本较低等优点，为目前的压阻式触觉传感器由于灵敏度高、分辨率高、技术相对成熟且成本较低等优点，为目前的主流选择。主流选择。在这其中，MEMS 压阻式传感器为应用趋势。与传统的传感器相比，MEMS传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。表 11：MEMS 传感器具微型化、集成度高等优势 项目项目 传统传感器传统传感器 MEMS 传感器传感器 尺寸 器件尺寸和质量较大，能耗较高 器件尺寸和质量较小，能耗较低 加工 传统机械手段加工，成本高，无法在

89、短时间内 大批量生产 利用 IC 制造工艺发展而来的微加工技术进行加工，可大批量加工，单件成本随产量增多、尺寸减少而降低 材料 使用传统材料，如各类金属、高分子聚合物等 硅为代表的半导体材料，石墨烯、压电陶瓷等新材料 资料来源：传感器专家网，西部证券研发中心 MEMS 是基于集成电路、微电子及微细加工等技术且紧密交叉的现代信息技术前沿研究领域。因其内部单元为纳米级别且结构复杂，尺寸控制及其严格，所以对制备技术及加工工艺要求极高。且“一类产品，一种制造工艺”的定律意味着每种产品都需要从头开始设计 3.3 目前多人形机器人手部已具备指尖触觉传感器，技术路线暂未统一目前多人形机器人手部已具备指尖触觉

90、传感器，技术路线暂未统一 目前，诸多人形机器人和灵巧手都已经开始使用指尖触觉传感器。目前，诸多人形机器人和灵巧手都已经开始使用指尖触觉传感器。如特斯拉第二代人形机器人 Optimus 的十指均搭载了手指触觉传感器，已经可以实现两指捏起鸡蛋的精巧操作，且可以实现对指尖力的准确感知。Figure 机器人搭载神经网络系统，可以用快速灵巧的手递苹果给测试员，并实现捏盘子等操作。图 35：特斯拉二代机器人实现捏鸡蛋的精巧操作 图 36：Figure 搭载触觉传感器实现递苹果 资料来源：财联社公众号，西部证券研发中心 资料来源：CyberDaily 公众号，西部证券研发中心 国内也已经有厂商研发出触觉传感

91、器并将其使用在灵巧手中，使得灵巧手具有高力控精度与多动作实现功能，包括：帕西尼触觉灵巧手帕西尼触觉灵巧手 DexH5：表面搭载 180 个多维多阵列触觉传感器，可实现捏、抓、按、提、推等基础动作，及其复合动作（如转、扭等），力控精度高达 0.01N。上海硅上海硅步步 Shadow 灵巧手灵巧手：搭载 100 多个传感器，运行频率高达 1KHz，重复定位精度0.2mm，压力触觉传感器作为标准件安装在指尖上，拥有 20 个自由度，24 个动作。瑞森可瑞森可 freehandy 灵巧手灵巧手：使用多阵列压力传感器（15*15mm 的面积上共 25 个感应点），利用 CMOS 工艺，组成复合传感结构，

92、可实现触觉、滑觉的精准感知；共有 6 自由度，可独立控制每根手指。图 37：灵巧手使用触觉传感器技术 资料来源：帕西尼感知公司官网，上海硅步公众号，瑞森可公众号，西部证券研发中心 我们假设人形机器人在每个指尖分别使用一个触觉传感器，共计使用 10 个触觉传感器。2030 年触觉传感器的市场空间可超过 104 亿元。表 12：触觉传感器预计 2030 年市场空间超 104 亿元 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形机器人销量（万台）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 一个人形机器人需要触觉传感器数量（个）10 10

93、 10 10 10 10 10 触觉传感器单价（元/个）4000 3200 2560 2048 1638 1311 1049 触觉传感器市场空间（亿元）0.40 1.60 5.12 20.89 53.58 89.00 104.86 资料来源：有研识泰山公众号，西部证券研发中心 3.4 柔性电子皮肤柔性电子皮肤：不受面积形状限制，机遇挑战并存不受面积形状限制，机遇挑战并存 随着新材料、新工艺的发展，人们不再满足于利用触觉传感器采集力信息，也对模拟生物皮肤复杂属性与功能(如皮肤自身的高柔性、自愈合、自清洁等属性以及皮肤对温度、湿度、硬度、粘度的感知能力)产生了极大兴趣，于是进一步对触觉传感器展开了

94、仿生研究，即开展对电子皮肤的研究。电子皮肤模拟人类皮肤，感知测量外界信息。电子皮肤模拟人类皮肤，感知测量外界信息。电子皮肤触觉传感器被定义为能够通过接触，表征出被测物体的性质(表面形貌、重量等)或数值化接触参量(力、温度等)的设备或系统。是受人类皮肤启发的柔性电子设备和系统，具有各种传感功能的柔性电子网络，模拟人体皮肤的功能，但不限于人体皮肤的功能。电子皮肤触觉传感器，又名新型可穿戴仿生触觉传感器，是贴在“皮肤”上的电子设备，因而习惯性地被称为电子皮肤，或敏感皮肤(SensitiveSkin)、智能皮肤(Smart Skin)、仿生皮肤(Bionic Skin)等。电子皮肤触觉传感器大多被排列

95、成矩阵组成阵列触觉传感器，空间分辨率可达到毫米级，接近人类的皮肤。图 38：柔弹性电子皮肤触觉传感器由多电极、金属层组成 资料来源：电子皮肤触觉传感器研究进展与发展趋势曹建国等，西部证券研发中心 电子皮肤触觉传感器种类繁多，电子皮肤触觉传感器种类繁多，柔性化柔性化电子皮肤触觉传感器电子皮肤触觉传感器适用于大面积皮肤覆盖适用于大面积皮肤覆盖。大部分早期研制的触觉传感器多为采用硅作为主要材料的微传感器，制造技术主要采用 MEMS微机电系统技术，但硅微型压力传感器难以满足大面积覆盖需要的柔性化和可扩展性等要 目前，电子皮肤触觉传感器通过采用 PDMS(聚二甲基硅氧烷)、硅胶等本身具有柔性的材料作为柔

96、性衬底，实现了宏观结构上的柔性。同时通过力学结构设计将传统电子器件的材料（如金属和半导体材料等）柔性化，最终得到可拉伸的电子皮肤。它通过柔性电子技术将每种功能的传感器小型化，这些传感器通过排列、叠层的方式集成在一起，整体上实现多种传感功能于一体。兼具高柔弹性、宽量程的高灵敏度与多功能的电子皮肤，可以更好地模仿人类皮肤，同时实现多维压力、温度、湿度、表面粗糙度等多种参数的实时检测。类似于人体皮肤的自愈能力，通过合成新型高分子材料等新材料，电子皮肤也可以在被划伤或完全割裂后，一定条件下恢复原有功能和形状。图 39：电子皮肤传感器有多种材料、排列结构实现方式 资料来源：电子皮肤触觉传感器的研究进展及

97、发展策略曹建国等，西部证券研发中心 电子皮肤触觉传感技术经过近年来的快速发展，已经取得了一系列的成果，但其研究和开发依然存在诸多难题：1）电子皮肤阵列触觉传感器兼顾高柔性和高弹性难题。电子皮肤阵列触觉传感器兼顾高柔性和高弹性难题。人们期待新型电子元件能够弯曲、延展、挤压、扭转或变形成复杂的曲面形状。而电子皮肤阵列触觉传感器作为柔弹性电子元件的一种，为了模拟人类皮肤能够覆盖于机器人等载体复杂的三维表面和活动关节，必须具有很高的柔弹性。来自意大利技术研究所的研究结果表明，要想实现人类手腕部位的拉伸，仿生皮肤的弹性范围应该在 30%左右。因此，优化仿生皮肤触觉传感器的难点之一在于实现大拉伸率。2）大

98、面积电子皮肤触觉传感器可扩展性难题。大面积电子皮肤触觉传感器可扩展性难题。人类皮肤是人体面积最大的器官，一个成年人的皮肤展开面积约 2 平方米，质量约为人体质量的 1/20。为了模拟人类皮肤，电子皮肤触觉传感器需要能够任意剪裁和拼接，这就必须具备良好的可扩展性。仿生机器人的表面积通常比较大，电子皮肤触觉传感器或传感服装通常都需要设计成阵列传感器的形式才能完成检测任务。扩展得到大面积电子皮肤，不仅要拼合电子皮肤触觉传感器的电极层、触点位置，并根据实际形状对电子皮肤进行合理剪裁，还要求后续的信号处理电路相对简单、易于阵列化，同时还要优化电极布线方式，解决传感器阵列相邻传感单元间的信号串扰问题。3）

99、高灵敏度电子皮肤触觉传感器制造成本高。高灵敏度电子皮肤触觉传感器制造成本高。高灵敏度电子皮肤触觉传感器的制作通常涉及聚合物微加工、氧等离子体处理、电子束蒸镀、磁控溅射等复杂工艺和技术，相应设备价格高昂；另外，制作电子皮肤触觉传感器的材料比较昂贵，成本较高，限制了电子皮肤触觉传感器的大批量生产。兼顾高柔性、高弹性 实现人类手腕部位的拉伸，仿生皮肤的弹性范围应该在 30%左右 大面积扩展 拼合电子皮肤触觉传感器的电极层、触点位置；对电子皮肤进行合理剪裁；后续的信号处理电路相对简单、易于阵列化；优化电极布线方式，解决传感器阵列相邻传感单元间的信号串扰问题 设备与材料 聚合物微加工、氧等离子体处理、电

100、子束蒸镀、磁控溅射等相应设备和制作材料 资料来源：电子皮肤触觉传感器的研究进展与发展趋势曹建国等，西部证券研发中心 目前人形机器人电子皮肤暂未形成批量出货，根据此前电子皮肤价格作为参照，我们假设一台人形机器人目前需要使用的电子皮肤价值量为 0.9 万元。考虑电子皮肤降本因素，假设 2030 年人形机器人销量达到 100 万台，则对应市场空间约为 36 亿元。从实际角度出发，考虑到对于人形机器人性能要求的提升，电子皮肤覆盖面积有望同步提升，市场空间有望超过我们的测算。表 14：电子皮肤未来市场空间可观 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形机器人

101、销量（万台）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 单台人形机器人电子皮肤价格（元）9000.00 8100.00 6885.00 5852.25 4974.41 4228.25 3594.01 电子皮肤市场空间（亿元）0.09 0.41 1.38 5.97 16.27 28.71 35.94 资料来源：独角兽智库公众号，西部证券研发中心 考虑考虑 MEMS 触觉传感器触觉传感器具备高精度的特性，适用于指尖场景具备高精度的特性，适用于指尖场景，我们看好指尖使用，我们看好指尖使用 MEMS触觉传感器；机器人身体部分皮肤覆盖面积要求较大，触觉传感器；机器人身体部分皮肤覆盖

102、面积要求较大，同时柔性需求强，同时柔性需求强，符合电子皮肤特符合电子皮肤特性，看好身体使用电子皮肤覆盖。性，看好身体使用电子皮肤覆盖。3.5 柔性柔性触觉传感器目前主要由国外企业主导触觉传感器目前主要由国外企业主导 目前柔性触觉传感器技术由国外企业领先，全球范围内生产商主要包括 Novasentis、Tekscan,Inc.、JapanDisplayInc.、Baumer Group、Fraba Group、Syntouch、Canatu、Sensel、FORCIOT、钛深科技等。根据研精毕智市场调研网，2022年全球CR5约为57.1%。表 15：柔性触觉传感器以国外企业为主 地区地区 产品

103、产品 公司公司 特性特性 国外 Novasentis 执行器 Novasentis 使用 LiveTouch 触觉皮肤技术，为产品提供局部身体感觉和触觉 LTPS TFT 触觉传感器 JapanDisplayInc.实时测量和可视化平面内的压力分布；由薄、轻、柔性片材制成，可以在弯曲状态下使用；处理从 0.01MPa 到 4MPa的宽压力传感范围 中国 薄膜分布式压力传感器 钛深科技 灵敏度高达 1.58F/kPa，达 0.025%量程，高度模拟人类 阵列式柔性薄膜压力传感器 能斯达电子 超薄，薄膜厚度不超过 0.6mm；有效检测区域大，可测量50 码以下的足底压力分布 资料来源：Novase

104、ntis 公司官网，JapanDisplayInc 公司官网，钛深科技公司官网，能斯达电子公司官网，西部证券研发中心 建议关注：汉威科技（建议关注：汉威科技（300007.SZ）国内气体传感器和仪表龙头企业，深耕传感器行业国内气体传感器和仪表龙头企业，深耕传感器行业 25 年。年。公司成立于 1998 年，是国内知名的气体传感器及仪表制造商、物联网解决方案提供商，其传感器业务集研发、生产、销售为一体。公司已打造了“传感器+仪器仪表+物联网平台”的传感生态圈，在所处的产业领域中形成了相对领先的优势。公司依托自主技术优势，不断扩展传感器产品矩阵。公司依托自主技术优势，不断扩展传感器产品矩阵。公司现

105、已打造出包含芯片设计、敏感材料、制造工艺、封测技术等全流程的传感器核心技术平台，具备国内领先的气体传感器研发和生产技术，目前公司已掌握厚膜、薄膜、MEMS、陶瓷等核心工艺，能够生产半导体类、催化燃烧类、电化学类等主要种类气体传感器，稳居气体传感器领域龙头地位。同时，发挥传感器技术优势，横向拓宽压力、流量、红外、温湿度、加速度、振动等多门类传感器，成功研发出 MEMS、柔性等传感器并得到市场认可。下游应用多领域布局效果显著下游应用多领域布局效果显著，收获众多优质客户资源，收获众多优质客户资源。公司坚持多领域布局的市场策略，效果显著。安防领域：安防领域：公司实现了储能和新能源行业、商业综合体消防、

106、智慧安防、智慧煤矿等领域的业务布局和落地，同时受公众安全事件影响，气体传感器市场需求增量明显，销量取得较大突破；家电领域：家电领域：公司成功入围海信、美的生活电器项目和楼宇项目合格供应商体系，持续深化与美的、海尔、格力、海信等头部客户的合作，领先布局制冷剂泄露监测等潜力市场；汽车领域：汽车领域：公司规划布局了舒适性、安全性、智能化三大产品线，并取得了数百万支产品定点；医疗领域：医疗领域：公司完成流量传感器、医疗氧传感器和超声波氧气传感器的开发，并与多家头部客户建立了合作关系。柔性微纳传感器柔性微纳传感器技术技术国内领先，机器人领域已有明确应用。国内领先，机器人领域已有明确应用。公司控股子公司苏

107、州能斯达积极探索柔性微纳传感器业务并拓展应用场景，不断优化“柔性感知技术+采集系统+人机交互”的解决方案，掌握了具有自主知识产权的多品种、多量程的柔性微纳传感器及阵列的核心设计能力、敏感材料及导电墨水合成制备能力、大面积印刷电子批量制造能力等核心技术，已经形成了四大核心技术、七大产品系列，柔性微纳传感技术水平及产业化程度国内领先。公司柔性微纳传感器相关产品在医疗应用方面取得了较大突破，部分产品在医疗器械核心器件上实现了国产替代。公司的柔性微纳传感器目前在智能机器人领域已经有了明确的应用，并与小米科技、九号科技、深圳科易机器人等公司进行了业务合作，后续发展前景广阔。建议关注：申昊科技（建议关注：

108、申昊科技（300853.SZ）长期长期专注于工业设备检测及故障诊断专注于工业设备检测及故障诊断，深耕智能电网领域逾深耕智能电网领域逾 15 年。年。公司成立于 2002 年，是一家致力于设备检测及故障诊断的高新技术企业，长期专注于通过充分利用传感器、机器人、人工智能及大数据分析技术，服务于工业大健康，为工业设备安全运行及智能化运维提供综合解决方案。公司深耕智能电网领域逾 15 年，产品覆盖发电、输电、变电、配电等电力系统环节，是电网巡检机器人研发、商业化方面的领先企业之一。电力领域向水下高端装备、轨道交通和生态环境等新应用场景持续开拓，打造了智慧电网、智慧交通、智慧环保等系统性解决方案。智能机

109、器人为设备监测与故障诊断业务基础部件，公司已形成多种机器人系列。智能机器人为设备监测与故障诊断业务基础部件，公司已形成多种机器人系列。公司主要通过“人工智能+智能机器人”技术在高危、高压、恶劣环境等场景下进行设备监测故障诊断，智能机器人是作业的基础核心部件。智能机器人板块已成为公司营收重要来源，2022年营收占比高达 42.62%。目前公司已研发形成了轮式巡检机器人、履带巡检机器人、挂轨机器人、线路巡检机器人、开关室操作机器人、环保运维机器人、配网带电作业机器人等多个系列，其中公司的变电站智能巡检机器人、开关室操作机器人产品入选浙江省首台（套）装备名单，轮式巡检机器人荣获工信部第一届能源电子产

110、业创新大赛关键信息技术赛道一等奖。布局上游传感器，多传感器融合已形成核心技术体系布局上游传感器，多传感器融合已形成核心技术体系，电子皮肤已实际应用，电子皮肤已实际应用。公司为满足不同场景的监测与诊断需求，积极布局上游传感器，并通过多传感器融合技术，整合光、电、声等监测方式。目前，公司在传感器智能感知、机器人运动控制、基于人工智能的光-热-声多维状态高精检测、机器人安全柔性控制以及海量异构大数据分析等方面积累了关键核心技术。在柔性传感方面，公司将电子皮肤创新应用于操作机器人，保障作业安全。建议关注：力感科技建议关注：力感科技（未上市）（未上市）抢占力传感器领域细分市场，抢占力传感器领域细分市场，

111、专注专注柔性薄膜力传感器。柔性薄膜力传感器。公司成立于 2016 年，是一家专注于柔性薄膜力传感器的中国科学院孵化的创新型企业，致力于为消费电子和健康领域提供力感应技术综合解决方案。目前公司的主要产品包括薄膜压力传感器、阵列传感器、压力分布测量系统和智能睡眠监测设备等。图 40：力感科技发展历程 资料来源：力感科技公司官网，西部证券研发中心 2016 2017 2018 2019 2021 获中科院创新基金一等奖 运营中心搬迁至 TCL 科学园 力感科技成立 在CIOE博览会上展出力传感技术的最新传感器 在第四届中国国际进口博览会展出最新睡眠监测技术 资料来源：力感科技公司官网，西部证券研发中

112、心 公司薄膜压力传感器公司薄膜压力传感器综合性能综合性能优异，具有超薄、灵活、低能耗等特性。优异，具有超薄、灵活、低能耗等特性。公司的薄膜压力传感器由综合性能优异的聚酯薄膜、高导电材料和纳米级压感材料组成，相较于电容式传感器和微机电传感器具有超薄、低功耗、经久耐用等综合优异特性。表 16：公司薄膜压力传感器综合性能优越 特性特性 薄膜压力传感器薄膜压力传感器 电容式传感器电容式传感器 微机电传感器微机电传感器 灵活 超薄 无需额外的集成电路 低功耗 空间小 睡眠期间不需要电源 戴手套使用 优异的耐候性 温度范围广 超高灵敏度 超量程未损坏 资料来源：力感科技公司官网，西部证券研发中心 建议关注

113、：帕西尼感知建议关注：帕西尼感知（未上市）（未上市）致力触觉感知更加智能，推动机器人柔性应用场景更加广泛。致力触觉感知更加智能，推动机器人柔性应用场景更加广泛。公司是一家致力于突破机器触觉底层技术，赋予机器人多维度触觉感知能力的高新技术企业。公司拥有行业一流的机器人产品及方案，包括多维度触觉传感器 PX-6AX、消费级触觉传感器 PX-3A、触觉灵巧手 DEXH5 以及人形机器人 Tora，产品广泛应用于智能制造、医疗康养、工业生产、消费电子等领域。薄膜压力传感器阵列传感器压力分布测量系统智能睡眠监测设备 触觉人型机器人 Tora 灵活双臂，灵巧双手；高性能底盘，灵动快捷；动态身高，伸展自如；

114、深度自主学习；+0.05mm 高精度 触觉灵巧手 DexH5 0.01N 高精度力控 5KG 高负载能力 高还原度仿人手结构 多维触觉传感器 PX-6AX 15 种多维触觉感知；多轴输出、多元部署；1000HA 超高分辨率；海量触感数据；0.01N 高精度；300 万次工业级寿命 资料来源：帕西尼感知公司官网，西部证券研发中心 技术先进，产品受到业内一致认可。技术先进，产品受到业内一致认可。公司创始成员来自于拥有最前沿技术并发布了世界上第一款人形机器人的实验室，目前公司具有健全先进的研发体系。公司自研的触觉传感器在分辨率、灵敏度、耐久度等参数上处于国际领先水平。公司荣获“2023 年度人形机器

115、人技术应用领先企业”“2023 年人形机器人创意示范奖”“2023 年度中国人工智能科技创新年度企业”等众多奖项，彰显行业强势地位。四、四、IMU惯性传感器惯性传感器：姿态控制、定位导航多重助力姿态控制、定位导航多重助力，用量，用量有望提升有望提升 4.1 惯性传感器测量物体运动状态，含多类组件惯性传感器测量物体运动状态，含多类组件 惯性传感器是一种用于测量物体运动状态的传感器，通常用于检测加速度和角速度。惯性传感器是一种用于测量物体运动状态的传感器，通常用于检测加速度和角速度。根据测量的物理量，惯性传感器可以分为加速度传感器和陀螺仪。另外，也有一些传感器将加速度计和陀螺仪结合在一起，称为惯性

116、测量单元（Inertial Measurement Unit，简称 IMU）。目前惯性传感器在汽车电子、消费电子等下游均有应用。加速度计加速度计：检测载体坐标系统独立三轴的加速度信号。加速度是速度随时间的变化率，因此通过对加速度的积分可以得到速度，再积分一次得到位移。加速度计通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。结构包括由硅膜片、上盖、下盖，膜片处于上盖、下盖之间，键合在一起。一维或二维纳米材料、金电极和引线分布在膜片上，并采用压焊工艺引出导线。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包

117、括电容式、压阻式、压电式等。资料来源：芯明天科技公众号，芯生活 Chiplife 公众号，西部证券研发中心 MEMS 技术使加速度计小型化发展，拓宽应用前景。技术使加速度计小型化发展，拓宽应用前景。传统机械加工方法制造的加速度计因体积大、质量大、成本高，应用场合受很大限制。随 MEMS 技术的发展，国内外都将微加速度计开发作为微机电系统产品化的优先项目。微加速度计与通常的加速度计相比，具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性好等优点。可以广泛运用于航空航天、汽车工业、工业自动化及机器人等领域，具有广阔的应用前景。图 43：MEMS 技术应用于加速度计中 资料来源：芯生活 Chiplife 公

118、众号，西部证券研发中心 陀螺仪陀螺仪：检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，即物体绕其轴旋转的速率。通过对角速度的积分可以得到角度。在陀螺仪中，选用两块物体，他们处于不断的运动中，并令他们运动的相位相差-180 度，即两个质量块运动速度方向相反，而大小相同。它们产生的科氏力相反，从而压迫两块对应的电容板移动，产生电容差分变化。电容的变化正比于旋转角速度，由电容即可得到旋转角度变化。陀螺仪是导航系统中最核心的部件。一般惯导系统也直接由陀螺仪传感器的类型进行分类。主流惯导系统分为挠性陀螺惯导系统、静电陀螺管道系统、光纤陀螺惯导系统、激光陀螺惯导系统和微机械陀螺惯导系统几大类。MEMS 陀螺仪的核心

119、是一颗微机械（MEMS）芯片，一颗专用控制电路（ASIC）芯片及应力隔离封装。其工作原理为：采用半导体加工技术在硅晶圆上制造出的 MEMS 芯片，在 ASIC 芯片的驱动控制下感应外部待测信号并将其转化为电容、电阻、电荷等信号变化，ASIC 芯片再将上述信号变化转化成电学信号，最终通过封装将芯片保护起来并将信号输 资料来源：玩转嵌入式公众号，西部证券研发中心 磁力计磁力计：利用地磁场来定北极的一种器件，采用三个互相垂直的磁阻传感器，每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度，得到装置在 XYZ 各轴所承受磁场的数据，相关数据汇入微控制器的运算器，以提供磁北极相关的航向角，利用这些信息可侦测地

120、理方位。按照磁场测量方式分为磁铁式磁力计、霍尔效应磁力计、磁电阻磁力计、磁感应磁力计、SQUID 磁力计和磁力计网络等，在导航、地质勘探、医学影像和材料研究等领域有广泛应用。在人形机器人领域一般使用磁阻力磁力计和磁感应计等。图 45：磁力计在多领域有应用 资料来源：道合顺芯闻公众号，西部证券研发中心 IMU（惯性测量单元）（惯性测量单元）：是一种测量物体三轴角速度和加速度的设备，通常包括三个单轴通常包括三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺的加速度计和三个单轴的陀螺仪仪，有时还包括磁力计。，有时还包括磁力计。狭义上，一个 IMU 内在正交的三轴上安装陀螺仪和加速度计，共 6 个自由度，来测量物体在

121、三维空间的角速度和加速度，就是“6 轴 IMU”；广义上，IMU 可在加速度计和陀螺仪的基础上加入磁力计，形成了“9轴 IMU”。3 轴 IMU 即只有 3 轴陀螺仪的 IMU，其因为只有一个 3 轴陀螺仪，所以只能感知载体 roll、pitch、yawl 共 3 个自由度的姿态信息。6 轴 IMU 在 3 轴 IMU 的基础上加装了 3 轴加速度计，因此在感知载体姿态的基础上，还能感知载体 3 个自由度上的加速度信息。9 轴 IMU在 6 轴 IMU 的基础上加装了 3 轴磁力计，由于 3 轴陀螺仪只能估计载体自身的相对位姿变化（通过加速度计也可获得载体的绝对 roll 和 pitch），单

122、凭 3 轴陀螺仪无法获取载体的全部姿态信息，而通过 3 轴磁强计就可以，本质上磁强计的感知原理类似于指南针。通过这种方式，9 轴 IMU 能够提供更全面的运动信息，尤其是在需要确定物体在三维空间中的方向时。资料来源：深迪官网，村田制作所官网，道合顺芯闻公众号，西部证券研发中心 惯性传感器应用场景惯性传感器应用场景广泛广泛。面向大众方面，运动手环等可穿戴设备中，可使用惯性传感器进行步数计算。科研与训练方面，国外一些运动项目如滑冰、滑雪等，已经出现惯性传感器产品并进行推广，将收集到的数据进行时域、频域分析和其他目的性算法，发现动作中存在的问题、规律等。工业运输中，惯性传感器为自动驾驶设备提供准确的

123、姿态和位置信息来进行自主导航和操作。4.2 国际厂商占据惯性传感器垄断地位，国产替代空间大国际厂商占据惯性传感器垄断地位，国产替代空间大 IMU 市场份额分布相对集中，国际厂商占据垄断地位。市场份额分布相对集中，国际厂商占据垄断地位。前三名国际厂商共占据近 80%市场份额，前五名国际厂商共占据超 90%市场份额。BOSCH 以 33%的市场份额排名第一，ST 和 TDK 分别以 25%和 21%的市场份额紧随其后。表 18：2022 年国际厂商占中国 IMU 市场垄断地位 排名排名 厂商名厂商名 市场份额市场份额 1 BOSCH 33%2 ST 25%3 TDK 21%4 Analog 7%5

124、 Honeywell 7%资料来源：芯谋研究公众号，西部证券研发中心 4.3 IMU在在人形机器人领域应用广泛，市场空间可观人形机器人领域应用广泛，市场空间可观 IMU 在人形机器人领域应用广泛，特别是在姿势跟踪、运动控制和导航方面。在人形机器人领域应用广泛，特别是在姿势跟踪、运动控制和导航方面。通过测量机器人加速度与角速度，帮助跟踪机器人姿势和运动状态；提供实时运动数据并分析，实现机器人运动轨迹、速度精确控制；检测机器人偏移与倾斜，进行实时姿态稳定和调整。在结合算法后，IMU 提供的机器人运动信息，可用于估计机器人的位置，并根据机器人的运动轨迹构建环境地图。帮助机器人进行环境感知并避开障碍物

125、，规划安全路径。同时实现路径规划、自主探索等智能导航功能。由于 IMU 集成多种 MEMS 惯性传感器功能，且在功耗、尺寸和信号处理上更具优势，对独立的陀螺仪等独立惯性传感器进行替代，全球 IMU 空间稳步扩大。据观研报告网统计，2021 年全球 IMU 市场空间约为 18.3 亿美元，较上一年增长 21.43%，是前一年增长率的七倍。据芯谋研究，2022 年中国惯性传感器市场规模总量为 77.4 亿元，其中 IMU 是市场份额最 场的起量。图 47：全球 IMU 市场迅速增长 图 48：中国惯性传感器市场规模巨大 资料来源：观研报告网，西部证券研发中心 资料来源：芯谋研究公众号，西部证券研发

126、中心 根据以下假设，我们对 IMU 传感器在人形机器人不同销量下市场空间进行预测：1）当前每台人形机器人使用 1 个 IMU，未来随着人形机器人性能要求提升用量有望提升；2）IMU 价格差异大，我们假设人形机器人使用单价在 2024 年为 2000 元的 IMU，其单价随规模效应递减；3）人形机器人需求量按照各行业劳动人口和人形机器人渗透率总和计算。根据以上假设，我们预测到 2030 年，人形机器人销量可达约 100 万台，对应 IMU 空间达31 亿元。事实上，复杂的人形机器人可能会配备多个 IMU，以提高运动跟踪和姿态控制的精度。尤其是在需要更高级的运动控制和人机交互的场景下，多个 IMU

127、 可以通过分布在机器人不同部位，提供更全面和准确的姿势和运动数据，其未来空间有望比预测更加广阔。表 19：IMU 市场空间可观 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形机器人销量（万台）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 一个人形机器人需要惯性传感器数量（个）1 1 2 2 4 4 4 惯性传感器单价（元/个）2000.00 1760.00 1496.00 1271.60 1080.86 918.73 780.92 惯性传感器市场空间（亿元）0.02 0.09 0.60 2.59 14.14 24.95 31.24

128、资料来源：EEPW 公众号，百度爱采购，西部证券研发中心 0%5%10%15%20%25%02468020021市场规模（亿美元）增长率0%5%10%15%20%25%00708090200212022市场规模（亿元）增长率 资料来源：Applications of IMU in Humanoid RobotQiang Huang 等，西部证券研发中心 建议关注：芯动联科（建议关注：芯动联科（688582.SH）专注高性能专注高性能 MEMS 惯性传感器，已处行业领跑地位。惯性传感器，已处行业领跑地位。公司

129、基于半导体的行业积累，长期致力于自主研发高性能 MEMS 惯性传感器，核心性能指标达到国际先进水平。公司产品主要应用于惯性系统，可以实现导航定位、姿态感知、状态监测、平台稳定等多项场景应用功能，在工业生产、设备监测与维护、桥梁监测、地质勘探、灾情预警等众多领域均有应用。建议关注：华依科技（建议关注：华依科技（688071.SH）深耕汽车动力总成智能测试领域，二十余年经验成就行业龙头。深耕汽车动力总成智能测试领域，二十余年经验成就行业龙头。公司致力于汽车测试和智驾感知定位的研发，提供智驾核心产品、研发测试服务及品质保障高端装备。公司是发动机冷试国家行业标准起草者，数字化测试技术产业化的先行者，成

130、功打破国外企业对动力总成智能测试领域的市场垄断，填补了国内多项产品空白，已成为国内智能测试行业龙头。目前公司主要有三大业务：动力总成测试服务、高精度惯导和动力总成智能测试设备。公司主要客户包括比亚迪汽车、吉利汽车、长安汽车、广汽集团、理想汽车、蔚来汽车、西门子、PATAC、Stellantis、宁德时代等众多知名企业。资料来源：华依科技公司官网，西部证券研发中心 建议关注：敏芯股份（建议关注：敏芯股份（688286.SH）业内领先的业内领先的 MEMS 企业，企业，致力打造致力打造 MEMS 平台平台，声学，声学/压力压力/惯性多维布局。惯性多维布局。公司作为国内唯一掌握多品类 MEMS 芯片

131、设计和制造工艺能力的上市公司，致力于成为行业领先的 MEMS 芯片平台型企业。目前主要产品包括 MEMS 麦克风、MEMS 压力传感器和 MEMS惯性传感器等多种产品，广泛应用于消费电子、汽车、工业、医疗、通信等各个领域。公司先后获得 2021 年“中国 IC 设计成就奖”、中国半导体行业协会 2020 和 2021 年“中国半导体 MEMS 十强企业”、2022 年国家级专精特新“小巨人”企业称号、入选“中国 IC设计 100 家排行榜之传感器公司十强”。五、五、视觉传感器视觉传感器：助力机器人精准助力机器人精准识别外界环境，准确导识别外界环境，准确导入图像信息入图像信息 视觉传感器是一种使

132、用光电传感器件来获取物体图像的设备。视觉传感器是一种使用光电传感器件来获取物体图像的设备。它能够将物体图像转化为数字信号，并且对图像进行处理和分析。视觉传感器可以用于各种应用，例如机器人、自动驾驶车辆、安防系统、医疗图像、生产线质量控制等。通过使用视觉传感器，可以使机器或设备具有类似于人眼的感知能力，从而实现更高效、精确和自动化的操作。5.1 3D视觉视觉提供多维信息提供多维信息，提高识别精度，提高识别精度 智能智能视觉传感器可以分为视觉传感器可以分为量子量子视觉传感视觉传感、3D 视觉传感视觉传感器和仿生视觉图像传感器。器和仿生视觉图像传感器。而根据图像信息获取维度、处理数据类型的不同，机器

133、视觉可划分为 2D 视觉与 3D 视觉。2D 视觉通过工业相机来获取平面图片，主要基于物体的一个平面特征进行后续分析，无法获取物体的空间坐标信息。3D 视觉能够采集视野内空间每个点位的三维坐标信息，通过算法获取三维立体成像，并根据这些数据信息分析得出有关目标对象在空间中的位置、形状、体积、平面度等信息，以达到检测、引导、测量、定位等功能。3D 视觉技术视觉技术由于由于可以获取物体的空间维度信息，可以获取物体的空间维度信息，是更为理想的选择是更为理想的选择。3D 图像的生成有多种技术，主流技术有：统通常可分为数字图像采集、相机标定、图像预处理与特征提取、图像校正、立体匹配、三维重建六大部分。具有

134、高 3D 成像分辨率、高精度、高抗强光干扰等优势，而且可以保持低成本。但是需要通过大量的 CPU/ASIC 演算取得它的深度和幅度信息，其算法极为复杂较难实现，同时该技术易受环境因素干扰，对环境光照强度比较敏感，且比较依赖图像本身的特征，因而拍摄暗光场景时表现差。2）结构光线结构光线：把一个已知的光线图案投射到主体上，根据图案在主体上的扭曲状况计算深度信息。3）激光三角测量激光三角测量：通过将一部相机和一个激光光源配对，实现三维测量。系统根据激光光源和相机之间已知的角度偏距，以三角几何理论量度出激光线的几何抵销(数值与主体的高度成比例)，这是一项基于扫描主体的技术。4）飞行时间（飞行时间（D-

135、To-F）：）：一个光源与一个图像传感器同步，根据发出脉冲光线和光线反射回馈到传感器的时间计算出距离。D-To-F 技术具有低功耗和微型化的重要优势，能够满足便携式电子设备的需求，是目前三维成像视觉传感器的研究热点。图 51：测量方法图示 资料来源：传感器技术公众号，西部证券研发中心 GGII 数据显示，2022 年中国机器视觉市场规模 170.65 亿元，同比增长 23.51%。其中，2D 视觉市场规模约为 152.24 亿元，同比增长 20.21%，3D 视觉市场约为 18.40 亿元，同比增长 59.90%。图 52：中国机器视觉市场稳步增长 图 53：中国 3D 视觉市场增长迅速 资料

136、来源：GGII，西部证券研发中心 资料来源：GGII，西部证券研发中心 0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0204060800200212022市场规模（亿元）增速0%20%40%60%80%100%120%0246802002020212022市场规模（亿元）增速 望降低图像处理门槛，提升识别精度，助力机器人识别环境，提升交互性。机器视觉产品按照下游需求，可以分为消费级和工业级。机器视觉产品按照下游需求，可以分为消费级和工业级。其中工业级 3D 视觉传感器

137、价格高昂，国内价格在 5-7 万人民币，进口价格在 10 万元以上，消费级相对较便宜。考虑到人形机器人对成本的控制以及量产推广需求，我们认为消费级 3D 视觉传感器或 2D 视觉传感器会应用在人形机器人中。5.2 人形机器人人形机器人3D视觉传感器潜在市场空间较大，视觉传感器潜在市场空间较大，2D视觉传感器成本较低视觉传感器成本较低 假设人形机器人使用 3D 视觉传感器产品，参考奥比中光的 3D 视觉产品，售价在 1000到 3000 元不等，我们以当前约 1900 元/台的价格对其市场进行预测。假设每台人形机器人使用 2 台视觉传感器，考虑到机器人视觉传感器降价，预计当人形机器人销量达 10

138、0万台时，机器人视觉传感器市场空间可达约 19 亿元。假设人形机器人使用 2D 视觉传感器产品，以目前 180 元/台的市场价格进行预测，同样考虑到降价等因素，预计 100 万台人形机器人对应的视觉传感器市场空间约 1.61 亿元。表 20：人形机器人 3D 视觉传感器潜在市场空间可达 19 亿元/2D 视觉传感器潜在市场空间可到 1.61 亿元 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形机器人销量（万台）0.1 0.5 2.0 10.2 32.7 67.9 100.0 一个人形机器人需要 3D/2d 视觉传感器数量（个）2 2 2 2 2 2 2

139、 3D 视觉传感器单价（元/个）1900 1805 1625 1462 1316 1118 951 3D 视觉传感器市场空间（亿元）0.04 0.18 0.65 2.98 8.61 15.19 19.01 2D 视觉传感器单价（元/个）180.00 171.00 153.90 130.82 111.19 94.51 80.34 人形机器人 2D 视觉传感器市场空间（亿元）0.00 0.02 0.06 0.27 0.73 1.28 1.61 资料来源：奥比中光公司官网，爱采购，西部证券研发中心 建议关注：奥比中光（建议关注：奥比中光（688322.SH）3D 视觉感知领军企业，致力于打造“机器人

140、之眼”。视觉感知领军企业，致力于打造“机器人之眼”。公司成立于 2013 年，是行业领先的机器人视觉及 AI 视觉科技公司，致力于构建机器人与 AI 视觉产业中台、打造“机器人之眼”，2022 年在科创板上市，获称“3D 视觉第一股”。公司主要产品包括 3D 视觉传感器、消费级应用设备和工业级应用设备，公司 3D 视觉感知系列产品在生物识别、机器人、三维扫描（3D）打印、AIOT、工业三维测量等领域实现了成功的商业应用，已累计量产 500万台传感器，为全球超过 1000 家客户提供了一站式的产品与服务，目前在中国服务机器人 3D 传感器领域市场占有率超过 70%，居国内首位。资料来源：奥比中光

141、公司招股说明书，西部证券研发中心 图 55：公司 3D 视觉感知技术应用场景丰富 资料来源：奥比中光公司招股说明书，西部证券研发中心 公司高管科学家背景重视研发，筑牢技术核心竞争力。公司高管科学家背景重视研发，筑牢技术核心竞争力。公司创始人、关键核心高管学历较高，毕业于北京大学、西安交通大学、新加坡国立大学等国内外知名学府，具备科学家背景和企业家精神。如公司董事长黄源浩是国家级人才计划专家和国际知名光学测量专家，本硕博分别就读于北京大学/新加坡国立大学/香港城市大学，师从光学测量泰斗 Michael Y.Y.Hung 教授、法国国家技术科学院院士吕坚等，作为负责人主持国家级、省级及市级等科研项

142、目 10 项；参与出版专著两部，在著名期刊发表论文 20 余篇。以创始人为核心的团队高度重视创新投入，并取得了行业领先的技术成果。创新投入方面，公司持续加强人才引进培养与资金投入，截至 2023 年底，公司有博士 31 名（含 10 名博士后），国家级人才计划 1 名、广东省珠江人才 6 名、各类深圳市高层次人才 15 名，研发人员数量 3643D3D视觉传感器视觉传感器消费级应用设备消费级应用设备工业级应用设备工业级应用设备AstraAstra EAstra PAstra GAstra XAstra T3D 刷脸支付设备3D 体感一体机3D 体态仪三维光学扫描测量三维全场应变测量三维光学弯管测量 利共 1785 件（其中发明专利 957 件），曾获得 2020 年度第十届“吴文俊人工智能科技进步奖”“广东省科学技术奖科技进步奖一等奖”“2023 机器视觉领域最具商业合作价值企业”和“2023 科创板全球科创竞争力榜 TOP20”等众多行业荣誉。