人形機器人感知層關鍵零部件， 市場空間廣闊

• 柯壯賓 2024年5月22日 來源：中研網 466 24
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人形機器人產業進展如火如荼，傳感器為其感知層不可或缺零部件。人形機器人是一種具身智能機器人，可與環境交互感知，能自主規劃、決策、行動，具有執行能力的機器人。

人形機器人產業進展如火如荼，傳感器為其感知層不可或缺零部件。人形機器人是一種具身智能機器人，可與環境交互感知，能自主規劃、決策、行動，具有執行能力的機器人。人形機器人由控制、感知和執行三大部分組成，其中感知是控制和執行的前提，人形機器人需要通過傳感器實現對外界光、力、聲、電等信息的感知，為控制和執行提供實時反饋。傳感器能夠將被測量的物理量轉換成適于傳輸或測量的電信號，為人形機器人感知層的核心。以特斯拉人形機器人為例，其使用到的主要傳感器包括力覺傳感器、柔性傳感器和慣性傳感器等。

我國傳感器市場中壓力傳感器占比最高，智能傳感器下游市場中汽車電子占比最高。從產品結構來看，壓力傳感器是中國傳感器產業中單一市場規模最大的傳感器領域，2022年占比18.6%，圖像傳感器和位置傳感器分別占比13%和10.1%。從應用領域看，目前我國智能傳感器產品主要應用于汽車電子、工業制造、網絡通信、消費電子和醫療等領域，占比分別為24.2%、21.1%、21%、14.7%和7.2%。

圖表：2022年中國傳感器市場結構

數據來源：中研普華產業研究院整理

以特斯拉人形機器人為例，其使用到的主要傳感器包括力/力矩傳感器、柔性傳感器和IMU等。2022年特斯拉在AIDay上首次展示了其Optimus人形機器人，發布會資料顯示其旋轉執行器及線性執行器使用到了力/力矩傳感器及位置傳感器。2023年12月OptimusGen2曝光，其行走速度提高了30%，減重10KG，可實現瑜伽、蹲起、跑動，平衡感和身體控制能力得到了改善，同時，靈巧手保持11個自由度，手指增加觸覺傳感器，可以輕松準確地抓取和放下雞蛋，展示出其雙手精巧的操控能力。在感知層領域，腳部六維力傳感器、靈巧手手指觸覺傳感器、姿態穩定IMU是本次二代產品技術改進的亮點。

力覺傳感器：力覺傳感器可以幫助人形機器人獲得實際工作時的大部分受力信息，進而實現精確的主動柔順控制。力覺傳感器包括力傳感器和力矩傳感器，按測量維度可分為一維和多維力傳感器，六維力傳感器難度較大。2020年全球力/力矩傳感器市場規模合計達到88.9億美元。六維力傳感器價格昂貴，當前市場規模較小，2023年我國六維力傳感器的出貨量及市場規模分別為9450臺和2.35億元，但受益于人形機器人等下游行業興起，2026年后六維力傳感器市場有望呈現爆發式增長。2023年我國六維力傳感器市場集中度較高，TOP10用戶占據接近70%的份額，內資品牌出貨量占比為32.1%。

根據MIR睿工業數據，2023年我國六維力傳感器的出貨量及市場規模分別為9450臺和2.35億元，根據MIR預測，六維力傳感器的發展將分為兩個階段。

2020-2026年：這一階段六維力傳感器應用場景少，價格昂貴。柔性化生產的需求是推動六維力傳感器出貨量提升的主要原因，出貨量和市場規模增速呈穩定增長狀態，期間復合增長率小于20%。2023年人形機器人概念的火熱催動更多廠商布局六維力傳感器，行業競爭逐漸激烈，廠商不斷開發新的應用場景；2027-2030年：隨著人形機器人規模化量產落地，六維力傳感器的出貨量和市場規模將快速增加，期間復合增長率超過100%。原材料成本的下降以及生產工藝的進步有望帶動傳感器價格的快速降低。

柔性傳感器：柔性傳感器覆蓋于機器人表面，可實現觸覺感知功能。機器人觸覺傳感器通過檢測和識別接觸環境來判斷所接觸物體的狀態與特征，柔性傳感器有著可伸縮、可彎曲的優秀機械性能和良好的生物相容性，可覆蓋在機器人機體表面，為觸覺傳感器的理想形式。2022年全球柔性傳感器市場規模達到19.31億美元，消費電子為最大的應用領域。2023年我國柔性傳感器市場規模達到24.71億元，近年我國柔性傳感器國產化率逐步提高，2022年中國柔性傳感器國產化率為32.50%。

中國為全球最大的電子消費品市場之一，柔性傳感器在智能手機、可穿戴設備、智能家居等消費電子產品中的應用持續增長。除了傳統的消費電子領域，工業自動化、機器人技術的快速發展有望推動柔性傳感器在工業應用中的應用增長。根據智研咨詢數據，2022年中國柔性傳感器需求量為4923.1萬個，產量為1634萬個，供需存在一定錯配，因此仍需大量依靠進口。柔性傳感器國產化近年逐步提高，但仍處于較低水平，2022年中國柔性傳感器國產化率為32.50%。根據QYResearch，全球范圍內柔性觸覺傳感器生產商主要包括Novasentis、Tekscan,Inc.、JapanDisplayInc.(JDI)、BaumerGroup、FrabaGroup、Syntouch、Canatu、Sensel、FORCIOT、鈦深科技（深圳）有限公司等。2022年，全球前五大廠商占有大約57.1%的市場份額。

慣性傳感器：慣性傳感器是一種能夠測量運動的傳感器陣列，慣性測量單元（IMU）組件通常包含陀螺儀和加速度計。在人形機器人領域，IMU對于姿態平衡控制十分關鍵。MEMS工藝制造的IMU具有體積小、重量輕、環境適應性強、價格低、易于大批量生產等特點，有望在人形機器人中得到廣泛應用。2021年全球MEMS慣性傳感器行業市場規模為35.09億美元，2022年中國MEMS慣性傳感器市場規模達到77.4億元。我國MEMSIMU的市場中國際廠商占據壟斷地位，2022年市場份額前五名均為國際廠商，合計占比超過90%，國產替代空間廣闊。

通常來說，高性能MEMS慣性傳感器應用主要適用于無人系統、自動駕駛、高端工業、航空航天等重要領域，中低性能MEMS慣性傳感器主要應用于消費電子和汽車領域等。當前MEMES慣性傳感器市場以中低性能產品為主，消費電子為第一下游，根據YoleIntelligence按銷售數量對MEMS慣性傳感器下游應用的統計，消費電子在2021年占比達到83.16%，其次為汽車電子的16.68%，其他領域僅占0.16%。YoleIntelligence預計2027年消費電子占比會進一步上升到85.50%，汽車電子占比下降至14.21%%，而其他領域增長至0.30%。

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