人形机器人带动下，传感器市场有望迎来全新增量

发布日期：2024年04月22日 09:47:28

导语：近期，马斯克再度在社交平台上分享了一段最新视频，展示了特斯拉正在研发的 Optimus 人形机器人的流畅步行能力。2024年以来，特斯拉已经于1月16日、1月31日、2月24日三次发布Optimus的视频，性能持续迭代升级，这将持续带动人形机器人行业的发展。

人形机器人风云再起。

近期，马斯克再度在社交平台上分享了一段最新视频，展示了特斯拉正在研发的 Optimus 人形机器人的流畅步行能力。2024年以来，特斯拉已经于1月16日、1月31日、2月24日三次发布Optimus的视频，性能持续迭代升级，这将持续带动人形机器人行业的发展。

此外，日前英伟达、微软、亚马逊、英特尔、三星、LG、OpenAI等科技巨头，纷纷入股投资一家人形机器人初创科技企业Figure AI，后者在新一轮融资中筹集约6.75亿美元(约48.5亿人民币)。本次融资完成后，Figure AI估值为26亿美元(约186亿人民币)。

国内方面，智能机器人公司宇树科技Unitree宣布完成近10亿元B2轮融资，本轮投资方包括美团、金石投资、源码，老股东深创投、中网投、容亿、敦鸿和米达钧石跟投。宇树科技Unitree表示，资金将主要用于产品研发，业务拓展以及团队搭建等方面。人形机器人产业蓬勃发展，进入加速增长期。

传感器：人形机器人感知核心部件

早在2021年，国家发布“十四五”规划，在这份事关中国未来5年经济发展的重要文件中，传感器与高端芯片、操作系统、人工智能关键算法等并列，是建设数字中国的关键技术，而智能传感器核心制造技术——微机电系统技术(MEMS)，也被列入“十四五”规划科技前沿领域攻关技术中。

传感器作为人形机器人感知系统的核心部件，是灵巧手智能化的基础。人形机器人传感器检测对象不同分为内部传感器和外部传感器。内部传感器：用来感知机器人的自身状态的传感器，比如位置、速度、加速度。外部传感器：用以感受机器人周围环境、目标物的状态信息的传感器，比如视觉、触觉、听觉、嗅觉、温度、力觉等。

人形机器人需要用到多种传感器，包括力矩传感器，拉压力传感器、编码器、温度传感器、六维力传感器和惯导传感器等。其中，惯导传感器(IMU)是实现人形机器人姿态控制的核心，六维力传感器是力控、摆动稳定控制的核心，可精准测量随机变化的力。

特斯拉OptimusGEN2人形机器人采用11自由度灵巧手和手指触觉传感器，响应更快，要实现捏鸡蛋的操作需要用到多种传感器的技术支撑，包括压力感知、触力感知和柔性微压力感知等。

其中六维力/力矩传感器应用于人形机器人的手腕处和脚腕处，又以六维联合加载设备是高精度六维力传感器研发和生产的必要条件。柔性触觉传感器/电子皮肤能够实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测，是机器人直接感知环境作用的重要传感器。

MEMS压力传感器具有易于批量生产、小型化、成本效益以及易于制造复杂结构的能力等优势，例如Superior Sensor Technology的MEMS压力传感器集成了包括先进的数字滤波、闭环控制和基于软件的压力开关等先进的功能，可提供精确的运动控制和灵活的物体操纵能力所需的基本内部扭矩和力的反馈。

人形机器人带动传感器市场加速发展

据国际机器人协会预测，至2030年，全球人形机器人市场规模年复合增长率将高达71%。中国电子学会也预计，到2030年，我国人形机器人市场规模有望达约8700亿元，具备较大的增长空间。

相关分析认为，人形机器人是国产传感器的新机会。随着人形机器人产业的扩张，传感器行业进一步扩容，全球传感器市场规模超万亿，我国高端传感器仍处于起步阶段。而对国产替代来说，规模大的高科技细分领域，更容易率先实现国产替代，而人形机器人相关领域传感器，具备规模+高科技的效应。企业积极布局人形机器人相关传感器领域，把握时代机遇，有望顺应时代潮流进一步扩大高端传感器国产化率。

随着近年来人工智能、物联网、5G等前沿科技的不断发展，传感器市场需求逐步增长。根据 Statista 数据，2022年全球传感器市场规模达2512.9亿美元，2022-2025年CAGR预计达8.04%。 根据前瞻产业研究院数据，2020年国内传感器市场规模达2494亿人民币，2020-2025年CAGR预计达20.0%。

当前，我国传感器市场仍旧由外资主导，国内逐步向高端市场进军。

根据华经产业研究院数据，2020年全球龙头企业如爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔等跨国公司占据约60%的国内市场份额，尤其在高端市场，约80%的传感器芯片依赖海外企业。

力传感器：人形机器人有望带来全新增量

力传感器能够帮助机器人实现打磨、焊接等精密操作，拓宽机器人应用场景，优化国产厂商于搬运、码垛等传统环节的激烈竞争格局。此外力传感器在人形机器人中亦有广泛应用，为模仿人类，人形机器人需精准测量关节受力情况，因此在手腕和脚踝处需搭载六维力传感器。

相较于一维和三维，六维力传感器优势突出，主要体现在：1)精度显著提升;2)结构紧凑，适应狭窄空间;3)协调同步性好。但在性能突出的同时，六维力传感器制作难度也较高，其从结构设计、数据采集、解耦算法的复杂性等多方面难度均高于一维和三维传感器。

目前六维力传感器处于起步阶段，市场规模较小，但未来随着六维力传感器在机器人行业的逐步放量，市场规模有望迅速增长。根据我们测算，中性假设下预计至2030年人形机器人用力传感器市场有望达125亿元，其中六维力传感器市场空间有望达80亿元，将为传感器行业带来全新增量市场。

多维力传感器技术壁垒高，海外厂商占据主导。

海外供应商：国外成熟的多维力传感器厂商主要有美国的AMTI、ATI、JR3、FUTEK，瑞士的 BOTA，德国的HBM等公司，已开发出多种商用六维力/扭矩传感器。

国产供应商：一维度力传感器技术门槛不高，国内生产商众多;三/六维度力传感器受到技术限制，目前国内主要玩家包括坤维科技、蓝点触控、宇立仪器等，上市公司玩家中东华测试、柯力传感等具备一定技术基础，逐步开展多维力传感器的研发生产。

惯导+视觉传感器：实现机器人高精度定位和导航

惯性传感器是一种用于测量物体的加速度、角速度和倾斜角度等参数的电子传感器，包括加速度计、陀螺仪和惯性测量单元(IMU)三种，其中IMU是市场份额最大的品类。根据芯谋研究，2022年国内IMU市场规模达到43.1亿元，预计2027年达到75.5亿元，年均复合增长率达11.9%。

视觉传感器是利用光学元件和成像装置获取外部环境图像信息的一类传感器。从输出维度的角度来看，基于视觉传感器的感知方法可以分为2D视觉和3D视觉两种。在人形机器人、自动驾驶等高精度要求领域，3D视觉是目前的主要方向。IMU和视觉传感器具有互补性，能够有效实现SLAM方案(同步定位与建图)，完成机器人定位和导航，未来均有望受益于人形机器人产业趋势。

国内惯导传感器(IMU)与视觉传感器上市公司主要包含芯动联科、敏芯股份、华依科技、奥比中光、舜宇光学等，具备较强的研发与市场竞争力。

来源：中国传动网