力傳感器行業(yè)市場(chǎng)分析

力傳感器行業(yè)市場(chǎng)分析一、力/力矩傳感器：感知并度量力/力矩信號(hào)（一）力/力矩傳感器為工業(yè)感知的核心部件力/力矩傳感器將力/力矩信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置。力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換成相關(guān)電信號(hào)的元件。力傳感器主要由力敏元件、轉(zhuǎn)換元件和電路三部分組成，可以檢測(cè)張力、壓力、重量、扭矩、應(yīng)變和內(nèi)應(yīng)力等機(jī)械量，已成為動(dòng)力設(shè)備、工程機(jī)械、各種工作機(jī)械、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)不可或缺的核心部件。（二）力傳感器可依據(jù)測(cè)量維度、轉(zhuǎn)化元件、使用場(chǎng)景進(jìn)行分類(lèi)力傳感器分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)眾多，根據(jù)測(cè)量維度可分為一維至六維傳感器；根據(jù)轉(zhuǎn)化元件可分為電阻應(yīng)變式、光學(xué)式、壓電式和電容式傳感器；根據(jù)使用場(chǎng)景又可分為力傳感器可分為壓力、稱(chēng)重（衡器）和力矩傳感器。根據(jù)測(cè)量維度，力傳感器可分為一維至六維傳感器。一維力傳感器測(cè)量一個(gè)方向的力，力的方向和作用點(diǎn)固定并與一維力傳感器的標(biāo)定坐標(biāo)軸一致，可對(duì)力進(jìn)行精確測(cè)量；三維力傳感器測(cè)定三個(gè)正交方向的力，力的方向隨機(jī)變化，但力的作用點(diǎn)保持不變并與傳感器的標(biāo)定參考點(diǎn)重合；六維力傳感器可在指定的直角坐標(biāo)系內(nèi)同時(shí)精確測(cè)量Fx、Fy、Fz三個(gè)方向的力信息和Mx、My、Mz三個(gè)方向的力矩信息，力的方向和作用點(diǎn)都在三維空間內(nèi)隨機(jī)變化。根據(jù)轉(zhuǎn)化元件，力傳感器主要包括電阻應(yīng)變式、光學(xué)式、壓電式和電容式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)量原理是將應(yīng)變片粘貼在彈性體上，作用在彈性體上的外載荷使應(yīng)變片隨之形變，應(yīng)變片的電阻阻值隨載荷大小線性變化，并通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量這一信號(hào)變化并輸出對(duì)應(yīng)力值；光學(xué)式傳感器的核心零件是光纖，基于光纖傳感技術(shù)，將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為光學(xué)參數(shù)的變化量從而進(jìn)行測(cè)量；壓電式傳感器是一類(lèi)基于石英、壓電陶瓷和壓電薄膜等晶體材料的壓電效應(yīng)測(cè)量力信號(hào)的傳感器；電容式傳感器主要利用外力引起電容形變，導(dǎo)致其電容量產(chǎn)生變化來(lái)測(cè)量力值。根據(jù)使用場(chǎng)景，力傳感器可分為壓力傳感器、稱(chēng)重傳感器（衡器）和力矩傳感器。壓力傳感器用于測(cè)量液體與氣體的壓強(qiáng)，是壓力檢測(cè)儀表的重要組成部分；稱(chēng)重傳感器（衡器）將作用在被測(cè)物體上的重力按一定比例轉(zhuǎn)換成可計(jì)量的輸出信號(hào)；力矩傳感器分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩大類(lèi)，對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對(duì)扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測(cè)。（三）力傳感器產(chǎn)業(yè)鏈加速發(fā)展，賦能各行各業(yè)力傳感器上游材料供應(yīng)商充足，下游領(lǐng)域所涉范圍廣泛。根據(jù)測(cè)量原理不同，力傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上游為半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、有機(jī)材料、金屬材料等；中游主要包括力傳感器的制造與封裝工序；產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用廣泛，包括汽車(chē)電子、通信電子、消費(fèi)電子、工業(yè)電子等多種領(lǐng)域，其中汽車(chē)電子、消費(fèi)電子、工業(yè)制造為傳感器的主要下游應(yīng)用，新型市場(chǎng)如物聯(lián)網(wǎng)、人形機(jī)器人的崛起也推動(dòng)需求的持續(xù)擴(kuò)張。二、六維力傳感器下游應(yīng)用廣泛，精度需求帶來(lái)高技術(shù)壁壘（一）六維力傳感器提供最高維度的力覺(jué)信息，結(jié)構(gòu)多樣復(fù)雜六維力傳感器提供最高維度的力覺(jué)信息，應(yīng)用于高精尖領(lǐng)域。六維力傳感器提供三軸力和三軸力矩反饋，是維度最高的力覺(jué)傳感器，能給出最為全面的力覺(jué)信息，目前主要應(yīng)用于檢測(cè)、預(yù)防、控制、示教、測(cè)量和保護(hù)場(chǎng)景。隨著機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)入智能機(jī)器人階段，智能機(jī)器人的“觸覺(jué)”、“力覺(jué)”和“聽(tīng)覺(jué)”主要通過(guò)其配備的傳感器得以實(shí)現(xiàn)。其中，六維力傳感器作為測(cè)量機(jī)器人末端操作器和外部環(huán)境相互接觸或抓取工件時(shí)所承受力和力矩的傳感器，為機(jī)器人的力控制和運(yùn)動(dòng)控制提供了力感信息，從而對(duì)完成一些復(fù)雜、精細(xì)的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化起著重要作用。六維力傳感器有較大的技術(shù)難度和使用難度，已被工信部納入重點(diǎn)發(fā)展的核心零部件范疇。六維力傳感器結(jié)構(gòu)符合性能要求，耦合方式多樣。六維力傳感器一般分成上臺(tái)（或內(nèi)圈）、下臺(tái)（或外圈）、測(cè)力梁和應(yīng)變計(jì)。當(dāng)上臺(tái)（或內(nèi)圈）和下臺(tái)（或外圈）有相對(duì)受力時(shí)，測(cè)力梁產(chǎn)生與外力大小成比例的應(yīng)變，應(yīng)變計(jì)將該應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。中性坐標(biāo)系一般位于傳感器的幾何中心。其耦合方式包括矩陣解耦型和結(jié)構(gòu)解耦型，矩陣解耦型六軸力傳感器有6到12個(gè)通道輸出，各路輸出相互耦合；結(jié)構(gòu)解耦型六軸力傳感器只有6個(gè)通道輸出，各路輸出相互獨(dú)立。六維力傳感器主要分為應(yīng)變片式、光學(xué)式以及壓電/電容式。根據(jù)傳感元件的不同，六維力傳感器主要分為應(yīng)變片式、光學(xué)式以及壓電/電容式。目前，市場(chǎng)應(yīng)用的六維力傳感器大部分是基于應(yīng)變式的測(cè)量，基于壓電、電容和光學(xué)等原理測(cè)量的傳感器有一定的理論研究和實(shí)驗(yàn)，下游尚未得到廣泛應(yīng)用。隨著相關(guān)研究的不斷深入，不同測(cè)量機(jī)理的傳感器將會(huì)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用到各種場(chǎng)合，進(jìn)而推動(dòng)六維力傳感器向多元化方向發(fā)展。（二）六維力傳感器應(yīng)用場(chǎng)景多元，助力制造性能提升六維力傳感器廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)，提升效率、安全性和可靠性。在汽車(chē)制造中，六維力傳感器可以用于測(cè)試引擎、變速器、轉(zhuǎn)向裝置等各種零部件的性能，六維力傳感器被廣泛地用在汽車(chē)安全設(shè)備測(cè)試、高速碰撞測(cè)試、性能測(cè)試、車(chē)身剛度測(cè)試和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)測(cè)試中。它們?cè)诖_定新車(chē)和部件設(shè)計(jì)的完整性和最優(yōu)化方面都能發(fā)揮重要作用，同時(shí)還有助于保證效率、安全性和正確的功能。在智能汽車(chē)發(fā)展和新能源汽車(chē)的需求拉動(dòng)下，六維力傳感器應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。六維力傳感器運(yùn)用于醫(yī)療手術(shù)和康復(fù)領(lǐng)域，助力醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展。手術(shù)機(jī)器人的力感知可作為力反饋的依據(jù)以提升手術(shù)的安全性。根據(jù)臨床場(chǎng)景的不同，手術(shù)機(jī)器人主要分為腔鏡機(jī)器人、骨科機(jī)器人，穿刺機(jī)器人、經(jīng)自然膠道機(jī)器人、泛血管機(jī)器人等五類(lèi)機(jī)器人。目前，協(xié)作機(jī)械臂+六維力傳感器的組合已廣泛應(yīng)用于血管介入手術(shù)機(jī)器人、外科手術(shù)機(jī)器人、醫(yī)療檢測(cè)機(jī)器人及遠(yuǎn)程提控機(jī)器人等，中國(guó)手術(shù)機(jī)器人行業(yè)處于早期發(fā)展階段，增長(zhǎng)潛力較大。GGII預(yù)計(jì)，未來(lái)3-5年，骨科機(jī)器人和泛血管手術(shù)機(jī)器人將占手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)的20%以上。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入，六維力傳感器在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊，六維力傳感器產(chǎn)品將逐漸成為類(lèi)似應(yīng)用場(chǎng)景中的剛需。六維力傳感器提高航空航天系統(tǒng)的整體性能。航空航天領(lǐng)域是六維力傳感器最早的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，可用于測(cè)量風(fēng)洞試驗(yàn)、飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等飛行器各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的六維力信息，通過(guò)這些信息，飛行器可以更加準(zhǔn)確地感知環(huán)境，控制姿態(tài)，完成各項(xiàng)任務(wù)。隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用的深入，六維力和力矩傳感器還可以用于飛機(jī)制造、飛行器著陸和起飛過(guò)程的監(jiān)測(cè)、機(jī)械臂控制、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。六維力傳感器應(yīng)用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人，在多領(lǐng)域需求持續(xù)提升。在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，六維力傳感器主要應(yīng)用于高精度拋光打磨、銑削、焊接及高精密裝配等場(chǎng)景的多關(guān)節(jié)機(jī)器人以及對(duì)傳感性能要求更高的協(xié)作機(jī)器人。在工業(yè)制造領(lǐng)域，通過(guò)安裝在協(xié)作機(jī)器人的末端，用以實(shí)現(xiàn)高精密柔性裝配、焊接、去毛刺作業(yè)、拖動(dòng)示教等應(yīng)用。在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，可以讓機(jī)器人更加智能地感知人體部位的力度和壓力，實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確和舒適的按摩理療服務(wù)，目前已經(jīng)成為一個(gè)新興的趨勢(shì)。在醫(yī)療領(lǐng)域，通過(guò)安裝在協(xié)作機(jī)器人的末端的六維力傳感器可以幫助手術(shù)機(jī)器人感知人體各個(gè)方面的實(shí)時(shí)參數(shù)，包括力量、重量等，從而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)、高質(zhì)量的手術(shù)操作，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。六維力傳感器在人形機(jī)器人中旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組和直線執(zhí)行模組發(fā)揮重要作用。人形機(jī)器人中，六維力矩傳感器主要用在對(duì)柔順控制要求高的手腕和腳踝。2023年，特斯拉新款Optimus人形機(jī)器人完成了扭矩和力度控制，在面對(duì)環(huán)境檢測(cè)與記憶等復(fù)雜任務(wù)時(shí)，在力控方面表現(xiàn)得更加靈敏。未來(lái)，人形機(jī)器人將通過(guò)配備（A1、視覺(jué)、力覺(jué)等)傳感器，呈現(xiàn)出多信息融合(觸覺(jué)、力覺(jué)和視覺(jué)等)的力控實(shí)現(xiàn)形式，將為六維力傳感器在人形機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)巨大的發(fā)展空間。（三）六維力傳感器核心參數(shù)指標(biāo)包括串?dāng)_、精度和準(zhǔn)度，標(biāo)定檢測(cè)技術(shù)壁壘高六維力傳感器的測(cè)量準(zhǔn)確度由串?dāng)_、精度、準(zhǔn)度等性能決定。串?dāng)_指標(biāo)用來(lái)衡量多維力傳感器各測(cè)量方向間的耦合影響，可以反映測(cè)量誤差水平，是體現(xiàn)產(chǎn)品性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。以六維力傳感器為例，串?dāng)_指標(biāo)只能大概表明產(chǎn)品的耦合干擾情況，使用精度和準(zhǔn)度這兩個(gè)指標(biāo)準(zhǔn)確描述測(cè)量誤差水平；精度衡量的是測(cè)量結(jié)果之間的重復(fù)性。其檢定方法是，在相同環(huán)境條件下，在額定載荷范圍內(nèi)，進(jìn)行多次重復(fù)聯(lián)合加載相同一組載荷后，計(jì)算得到的傳感器測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)差，并除以量程；準(zhǔn)度衡量的是測(cè)量結(jié)果與理論真值的偏離程度。其獲得的方法是，對(duì)傳感器進(jìn)行多組多維聯(lián)合加載，計(jì)算得到的傳感器測(cè)量值與所加載荷理論真值之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并除以量程。六維力傳感器技術(shù)壁壘高，核心難點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)/算法解耦、標(biāo)定檢測(cè)、材料配方。標(biāo)定解耦是六維力傳感器提高使用精度的主要方法。標(biāo)定就是指通過(guò)對(duì)六維樣本空間中的樣本點(diǎn)進(jìn)行精確加載，建立傳感器信號(hào)與力和力矩的映射關(guān)系，獲得解耦算法的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)。因此，標(biāo)定工作是六維力傳感器研發(fā)階段不可或缺的環(huán)節(jié)，六維力傳感器標(biāo)定裝置的設(shè)計(jì)研發(fā)以及解耦算法的研究有著極為重要的工程實(shí)際意義。靜態(tài)標(biāo)定為現(xiàn)有主流研究方向，但存在較多局限性。標(biāo)定形式根據(jù)其加載方式分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，其中靜態(tài)標(biāo)定較容易實(shí)現(xiàn)，成為現(xiàn)在的主流研究方向。通過(guò)優(yōu)化力源的加載方式來(lái)進(jìn)行標(biāo)定裝置的設(shè)計(jì)，通過(guò)六個(gè)力或力矩在空間上的合理布局，以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器六維力的標(biāo)定。但是現(xiàn)有的標(biāo)定裝置存在較多的局限性，比如加載載荷有限、無(wú)法進(jìn)行復(fù)合加載、無(wú)法加載所有維度正負(fù)方向、維間耦合較大等等缺陷。這些局限性因素很大程度上限制了六維力傳感器標(biāo)定的有效性，同時(shí)對(duì)于六維力傳感器的最終使用精度有著很大的影響。維間耦合降低傳感器的檢測(cè)精度，解耦算法為重要的解耦手段。解耦算法的選擇是標(biāo)定中最為重要的部分，解耦算法的解耦精度直接決定了六維力傳感器的最終使用精度。由于傳感器自身加工工藝，或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精度等會(huì)引入耦合，并且傳感器彈性體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，彈性體蠕變、溫漂、以及貼片精度等因素均會(huì)產(chǎn)生誤差，使得作用在單一維度上載荷同樣會(huì)對(duì)其余維度的輸出電壓產(chǎn)生影響，這便是維間耦合。維間耦合會(huì)大大降低傳感器的檢測(cè)精度，通過(guò)解耦算法進(jìn)行解耦方法相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，是主要的解耦手段。三、力傳感器市場(chǎng)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，市場(chǎng)擴(kuò)容加速?lài)?guó)產(chǎn)替代（一）力傳感器市場(chǎng)空間廣闊，六維力迎來(lái)發(fā)展黃金時(shí)期力覺(jué)傳感器市場(chǎng)有望迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，市場(chǎng)具有較大潛力。據(jù)marketsandmarkets預(yù)測(cè)，全球力傳感器市場(chǎng)規(guī)模將由2019年的18億美元增長(zhǎng)到2024年23億美元，期間CAGR為5.0%。依托于龐大的工業(yè)、制造業(yè)，中國(guó)市場(chǎng)在全球市場(chǎng)中保持較快增速。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，壓力傳感器市場(chǎng)占比為19%。未來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和智能化產(chǎn)品需求的增加，力覺(jué)傳感器市場(chǎng)空間有望迎來(lái)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。我國(guó)六維力傳感器仍為小眾市場(chǎng)，有望進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。據(jù)高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2022年我國(guó)市場(chǎng)六維力/力矩傳感器銷(xiāo)量4840套，同比增長(zhǎng)62.58%。2023年我國(guó)市場(chǎng)六維力/力矩傳感器銷(xiāo)量有望突破6700套，同比增速近40%。從整體的出貨量來(lái)看，目前六維力傳感器市場(chǎng)基數(shù)依然偏小，尚未形成明顯規(guī)模效應(yīng)。隨著入局者的持續(xù)增加，疊加下游細(xì)分市場(chǎng)認(rèn)知的逐年提升，六維力傳感器有望進(jìn)入高速成長(zhǎng)期，期間將伴隨多技術(shù)路線、產(chǎn)品矩陣的完善、產(chǎn)品成本的下降以及國(guó)產(chǎn)化率的提升。（二）機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人智能化帶動(dòng)需求提升，人形機(jī)器人考慮性?xún)r(jià)比或采用一維力我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)取得快速發(fā)展，下游應(yīng)用加速拓展。近年來(lái)，工業(yè)機(jī)器人出貨量穩(wěn)健增長(zhǎng)，2022年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量突破28萬(wàn)臺(tái)，同比增速10%。2021年來(lái)，海外訂單回流及用工難現(xiàn)象加速企業(yè)機(jī)器換人進(jìn)程，下游行業(yè)和應(yīng)用場(chǎng)景不斷開(kāi)拓，鋰電、光伏、金屬加工、食品飲料等一般工業(yè)市場(chǎng)的機(jī)器人滲透率大幅度提升，同時(shí)機(jī)器人產(chǎn)品性能及方案智能化程度進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)復(fù)蘇且行業(yè)及應(yīng)用加速拓展。賦予工業(yè)機(jī)器人力覺(jué)，打造全流程解決方案。通過(guò)整合先進(jìn)的感知技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，“多維力傳感器→工業(yè)機(jī)器人本體→機(jī)器人力控解決方案→下游應(yīng)用”的全流程方案，需要為工業(yè)機(jī)器人賦予精細(xì)的力覺(jué)，使其能夠感知和適應(yīng)不同的力度環(huán)境。力控解決方案的引入使工業(yè)機(jī)器人能夠更準(zhǔn)確地執(zhí)行各種任務(wù)，從而推動(dòng)著機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療和服務(wù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。這一創(chuàng)新不僅提升了機(jī)器人的操作效能，同時(shí)也為人機(jī)協(xié)作和自動(dòng)化領(lǐng)域帶來(lái)了更為廣闊的發(fā)展前景。人形機(jī)器人彌補(bǔ)勞動(dòng)力市場(chǎng)短缺問(wèn)題，增量市場(chǎng)巨大。理想估計(jì)：高盛預(yù)測(cè)，如果克服諸如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、用例、技術(shù)、可負(fù)擔(dān)價(jià)格，以及廣泛公眾接受度等障礙，到2035年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1520億美元，CAGR可達(dá)到94%，與電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)旗鼓相當(dāng)，相當(dāng)于2021年智能手機(jī)市場(chǎng)規(guī)模的三分之一，很大程度上解決制造業(yè)和老年護(hù)理等領(lǐng)域勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題。理想狀態(tài)下，到2030年，人形機(jī)器人出貨量可能達(dá)到100萬(wàn)臺(tái)，并有可能成為繼智能手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)之后的下一個(gè)被廣泛采用的設(shè)備。中性估計(jì)：高盛預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2025-2035年人形機(jī)器人銷(xiāo)量CAGR約為40%。在未來(lái)10到15年，市場(chǎng)規(guī)模將至少達(dá)到60億美元，彌補(bǔ)美國(guó)40億美元的制造業(yè)勞動(dòng)力市場(chǎng)短缺（到2030年），以及全球2%的老年護(hù)理勞動(dòng)力市場(chǎng)短缺（到2035年）。一維力/力矩解決方案性?xún)r(jià)比更高，單BOT力/力矩傳感器價(jià)值量約為84000元。根據(jù)特斯拉AIDay發(fā)布會(huì)展示的解決方案，每個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組搭配一個(gè)力矩傳感器，而每個(gè)直線執(zhí)行模組則配置了一個(gè)力傳感器；總計(jì)單BOT需要28個(gè)力/力矩傳感器；結(jié)合國(guó)產(chǎn)廠商定價(jià)，我們假定一維力矩傳感器的價(jià)格為4000元/個(gè)，一維力傳感器的價(jià)格為2000元/個(gè)，經(jīng)過(guò)測(cè)算，單BOT的力/力矩傳感器價(jià)值量約為84000元?？紤]到若Optimus量產(chǎn)后的規(guī)模效應(yīng)，力/力矩傳感器的價(jià)格有望快速降低，參考上文測(cè)算的單BOT的力/力矩傳感器價(jià)值量，我們預(yù)計(jì)：人形機(jī)器人出貨量10萬(wàn)臺(tái)時(shí)，單BOT價(jià)值量為60000元；人形機(jī)器人出貨量50萬(wàn)臺(tái)時(shí)，單BOT價(jià)值量為42000元；人形機(jī)器人出貨量100萬(wàn)臺(tái)時(shí)，單BOT價(jià)值量為30000元。當(dāng)特斯拉Optimus出貨量分別為10、50、100萬(wàn)臺(tái)時(shí)，預(yù)計(jì)單維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模可分別達(dá)到60、210、300億元。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化加速，六維力傳感器市場(chǎng)藍(lán)?？善?。在人形機(jī)器人核心零部件中，力/力矩傳感器作為機(jī)器人重要組成部分，是力控?cái)[動(dòng)、穩(wěn)定控制的核心，可精準(zhǔn)測(cè)量隨機(jī)變化的力。一維、三維傳感器難以滿(mǎn)足精確測(cè)量要求，六維力傳感器分布在機(jī)器人腕部、踝部、肘關(guān)節(jié)，分別測(cè)量手關(guān)節(jié)和落腳時(shí)所受的力和力矩，控制機(jī)器人的身體姿態(tài)維持平衡，是技術(shù)壁壘最高的產(chǎn)品之一，在人形機(jī)器人成本中占比約為15%。基于如下假設(shè)，我們對(duì)六維力傳感器的潛在市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算：1）每臺(tái)人形機(jī)器人在腕部、踝部、肘關(guān)節(jié)共使用6個(gè)六維力傳感器（不考慮指尖微型六維力傳感器）。2）六維力傳感器單價(jià)隨量產(chǎn)進(jìn)程逐年下降：目前六維力傳感器價(jià)格為10,000元左右，隨著產(chǎn)量擴(kuò)大價(jià)格下降，依據(jù)目前市場(chǎng)價(jià)格預(yù)計(jì)未來(lái)六維力傳感器平均價(jià)格，人形機(jī)器人出貨量10萬(wàn)臺(tái)時(shí)，單價(jià)為6,000元；人形機(jī)器人出貨量50萬(wàn)臺(tái)時(shí)，單價(jià)為4,500元；人形機(jī)器人出貨量100萬(wàn)臺(tái)時(shí)，單價(jià)為2,500元。由此計(jì)算出，在特斯拉Optimus出貨量分別為10、50、100萬(wàn)臺(tái)時(shí)，六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)?？煞謩e達(dá)到36、135、150億元。目前全球人形機(jī)器人行業(yè)處于發(fā)展的早期階段，人形機(jī)器人尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，商業(yè)化程度極低，對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)化前景依然保持較大的預(yù)期。盡管六維力和力矩傳感器市場(chǎng)基數(shù)依然偏小，尚未形成明顯規(guī)模效應(yīng)，但市場(chǎng)高增長(zhǎng)率表明人形機(jī)器人對(duì)于六維力傳感器仍然有著強(qiáng)烈需求。一旦人形機(jī)器人進(jìn)入量產(chǎn)階段，六維力傳感器將成為一個(gè)嶄新且空間龐大的藍(lán)海市場(chǎng)。（三）國(guó)內(nèi)廠商加速布局，國(guó)產(chǎn)替代勢(shì)在必行全球各地區(qū)企業(yè)特點(diǎn)明顯，我國(guó)布局廠商增多。從代表企業(yè)分布來(lái)看，全球六維力傳感器主要分為日韓品牌、歐美品牌和國(guó)產(chǎn)品牌三大陣營(yíng)，各陣營(yíng)企業(yè)呈現(xiàn)不同的配套特點(diǎn)。日韓地區(qū)六維力傳感器廠商主要配套當(dāng)?shù)貦C(jī)器人本體廠商。歐美地區(qū)六維力傳感器廠商可分為傳統(tǒng)的傳感器生產(chǎn)商和全球知名的機(jī)器人末端工具生產(chǎn)商，其合作企業(yè)以協(xié)作機(jī)器人本體廠商為主。近幾年，我國(guó)布局六維力傳感器領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)相關(guān)廠商越來(lái)越多，柯力傳感、坤維科技、宇立儀器、鑫精誠(chéng)、海伯森、藍(lán)點(diǎn)觸控、神源生智能、瑞爾特測(cè)控等，均已有相關(guān)的產(chǎn)品落地并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。傳感器國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)強(qiáng)勁，國(guó)產(chǎn)廠商占據(jù)六維力傳感器出貨量前列。從國(guó)產(chǎn)化率來(lái)看，我國(guó)傳感器行業(yè)目前大約60%的敏感元件和傳感器仍依賴(lài)進(jìn)口，中高端傳感器的研發(fā)與制造能力存在較大短板。國(guó)內(nèi)智能傳感器國(guó)產(chǎn)化率從2016年的13%增長(zhǎng)至2020年的31%，復(fù)合增速24%，預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)產(chǎn)化率將進(jìn)一步提升。隨著下游客戶(hù)對(duì)本土品牌認(rèn)可度逐漸提高、國(guó)產(chǎn)廠商本土化優(yōu)勢(shì)逐漸放大、國(guó)家政策強(qiáng)力推動(dòng)下，力傳感器國(guó)產(chǎn)替代勢(shì)在必行。國(guó)內(nèi)廠商可劃分三個(gè)梯隊(duì)，龍頭廠商具有一定量產(chǎn)能力。根據(jù)2022年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)量口徑看ATI、宇立科技、鑫精誠(chéng)、坤維科技位于第一梯隊(duì)，各家下游廠商應(yīng)用側(cè)重有所差異。ATI作為龍頭經(jīng)過(guò)多年積累，應(yīng)用面相對(duì)較廣，宇立、坤維和鑫精誠(chéng)則分別集中在工業(yè)機(jī)器人磨拋行業(yè)與汽車(chē)碰撞測(cè)試行業(yè)、協(xié)作與醫(yī)療機(jī)器人、3C行業(yè)中。六維力傳感器性能對(duì)標(biāo)國(guó)際龍頭，價(jià)格優(yōu)勢(shì)助力國(guó)產(chǎn)替代。受益于機(jī)器人市場(chǎng)需求催化，我國(guó)六維力傳感器市場(chǎng)近年來(lái)入局者逐年增加，受限于該領(lǐng)域的高技術(shù)壁壘，國(guó)產(chǎn)傳感器與外資主流傳感器在靈敏度、串?dāng)_、抗過(guò)載能力及維間耦合誤差等方面仍存在差距，但性能差距在迅速縮小。從成本來(lái)看，海外老牌廠商生產(chǎn)的六維力傳感器售價(jià)在幾萬(wàn)元一只，而以鑫精誠(chéng)為代表的國(guó)產(chǎn)六維力傳感器在滿(mǎn)足客戶(hù)交付需求的基礎(chǔ)上，可低至2000元一只，顯著的價(jià)格優(yōu)勢(shì)有望加速推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代。四、本土企業(yè)百家爭(zhēng)鳴，奮楫篤行（一）柯力傳感：力學(xué)傳感市占率多年全國(guó)第一，加速向傳感器平臺(tái)型公司邁進(jìn)國(guó)內(nèi)應(yīng)變式傳感器龍頭，橫縱向拓寬產(chǎn)品矩陣。公司自成立以來(lái)立志打造自有品牌，走自主創(chuàng)新之路。通過(guò)建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系以及持續(xù)的技術(shù)研發(fā)投入，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品取得了行業(yè)內(nèi)主要的國(guó)際國(guó)內(nèi)認(rèn)證，樹(shù)立了自身的品牌地位。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，公司是多年全國(guó)第一市場(chǎng)占有率力學(xué)傳感器品牌；在國(guó)外市場(chǎng)，實(shí)施差異化的品牌戰(zhàn)略，高端品牌SNK、中端品牌OAP，以及高性?xún)r(jià)比品牌KELI在行業(yè)中擁有較高的知名度。2021年工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)政策司和中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)發(fā)布了“第五批全國(guó)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)和產(chǎn)品”名單中，公司入選為應(yīng)變式傳感器細(xì)分市場(chǎng)的“單項(xiàng)冠軍培育企業(yè)”。六維力傳感器已處于小批量試制。柯力自研的三維力、六維力等多維力傳感器已處于小批量試制階段，具有高精度、高靈敏度、抗偏載能力強(qiáng)、維間耦合小等特點(diǎn)，可應(yīng)用于機(jī)器手臂運(yùn)動(dòng)、醫(yī)療設(shè)備等高精尖場(chǎng)景。重視產(chǎn)品研發(fā)，專(zhuān)利數(shù)量眾多。稱(chēng)重元件及相關(guān)系統(tǒng)服務(wù)自誕生以來(lái)就有著多學(xué)科交叉、技術(shù)密集的特點(diǎn)立品技術(shù)含量高，生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，產(chǎn)品和技術(shù)更新難度較大，企業(yè)的持續(xù)發(fā)展需要相當(dāng)程度的技術(shù)實(shí)力和技術(shù)儲(chǔ)備。公司重視產(chǎn)品研發(fā)，不斷加大對(duì)技術(shù)及制作工藝改進(jìn)方面的投入。經(jīng)過(guò)近20年的積累和摸索，掌握了較為全面完整的生產(chǎn)技術(shù)和工藝；截止2022年，通過(guò)自主創(chuàng)新公司已經(jīng)擁有專(zhuān)利727項(xiàng)、計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)424項(xiàng)(不含參股子公司)。以技術(shù)為核心，提升關(guān)鍵產(chǎn)品性能。公司自主研發(fā)的補(bǔ)償技術(shù)、焊接密封技術(shù)、高溫環(huán)境傳感器技術(shù)、電源隔離技術(shù)及系統(tǒng)非零點(diǎn)處理技術(shù)，使得產(chǎn)品能克服材料固有局限，適應(yīng)多種使用環(huán)境，通過(guò)“被動(dòng)防御”與“主動(dòng)糾偏”的方式，保證計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性，從而能比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有更大的下游應(yīng)用領(lǐng)域；同時(shí)通訊協(xié)議技術(shù)、遠(yuǎn)程指令控制技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)核心技術(shù)，其使得公司產(chǎn)品具有了數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與傳輸功能，實(shí)現(xiàn)了使用者對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程接收、對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，相比于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的傳統(tǒng)產(chǎn)品，有利于客戶(hù)提升管理的科學(xué)性與便利性，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。產(chǎn)品已通過(guò)國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)認(rèn)證，形成行業(yè)認(rèn)證壁壘。由于稱(chēng)量的特殊性，稱(chēng)重物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品，尤其是感知層中稱(chēng)重傳感器及儀表的生產(chǎn)和銷(xiāo)售需要經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的認(rèn)證制度。公司產(chǎn)品已通過(guò)國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)認(rèn)證，國(guó)內(nèi)認(rèn)證方面，除《計(jì)量器具型式批準(zhǔn)證書(shū)》外，公司已有30多種傳感器、儀表獲得特種設(shè)備型式試驗(yàn)合格證或防爆合格證。國(guó)際認(rèn)證方面，公司已取得OIML認(rèn)證50多項(xiàng)、NTEP認(rèn)證7項(xiàng)、俄羅斯計(jì)量認(rèn)證50多項(xiàng)、烏克蘭計(jì)量認(rèn)證10項(xiàng)、CE認(rèn)證50多項(xiàng)。銷(xiāo)售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)，實(shí)時(shí)滿(mǎn)足客戶(hù)需求。公司通過(guò)多種營(yíng)銷(xiāo)手段綜合運(yùn)用，實(shí)時(shí)滿(mǎn)足不同行業(yè)客戶(hù)的需求。公司在國(guó)內(nèi)設(shè)立了多個(gè)生產(chǎn)基地和物流中心，并根據(jù)各物流中心的覆蓋范圍以及產(chǎn)品在途時(shí)間等情況組織產(chǎn)品備貨，實(shí)現(xiàn)300公里敏捷交付。公司將國(guó)內(nèi)衡器市場(chǎng)按地域劃分成10個(gè)大區(qū)，遍布國(guó)內(nèi)除西藏外的所有省份。在浙江、上海、江蘇、廣東、河北建立9個(gè)專(zhuān)營(yíng)非衡器業(yè)務(wù)區(qū)域，主要向包裝自動(dòng)化、工程機(jī)械、試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備等行業(yè)應(yīng)用方向開(kāi)拓市場(chǎng)。加速海外市場(chǎng)布局，海外業(yè)務(wù)收入占比持續(xù)提升。公司在境外市場(chǎng)的銷(xiāo)售主要采取直接銷(xiāo)售和經(jīng)銷(xiāo)商銷(xiāo)售相結(jié)合的方式。銷(xiāo)售業(yè)務(wù)已覆蓋歐洲(俄羅斯、烏克蘭、土耳其、德國(guó)、西班牙等)、東南亞(越南、印尼等)、南亞(印度等)、南美(巴西等)等多個(gè)國(guó)家及地區(qū)。2022年，公司的海外營(yíng)收占比達(dá)到26.23%，直銷(xiāo)模式比例達(dá)到89.11%，公司通過(guò)積極開(kāi)展國(guó)際營(yíng)銷(xiāo)、尋求合作伙伴、參加國(guó)際展會(huì)等方式，掌握海外市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，開(kāi)辟海外倉(cāng)儲(chǔ)和總代理建設(shè)，在許多國(guó)家和地區(qū)建立了穩(wěn)固的市場(chǎng)渠道和合作關(guān)系，覆蓋客戶(hù)已遍布全球五大洲一百余個(gè)國(guó)家或地區(qū)。（二）東華測(cè)試：深耕結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測(cè)試分析系統(tǒng)三十載，軟硬件獨(dú)立自主研發(fā)東華測(cè)試專(zhuān)注于智能化測(cè)控系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)，擁有結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測(cè)試分析系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)安全在線監(jiān)測(cè)及防務(wù)裝備PHM系統(tǒng)、基于PHM的設(shè)備智能維保管理平臺(tái)、電化學(xué)工作站四大類(lèi)產(chǎn)品線，包含傳感器、測(cè)控系統(tǒng)硬件和分析與控制軟件平臺(tái)，所有產(chǎn)品都是自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，擁有獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。東華測(cè)試目前結(jié)構(gòu)力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)部分應(yīng)用于土木工程、軌道交通、工程機(jī)械、汽車(chē)、電子電器多種民用場(chǎng)景。目前我國(guó)數(shù)字化轉(zhuǎn)型構(gòu)建碳中和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正逐步推進(jìn)，管理數(shù)字化、能源綠色化，以及基礎(chǔ)設(shè)施智能化轉(zhuǎn)型逐步深入，未來(lái)民用場(chǎng)景對(duì)生產(chǎn)工具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)安全的要求有望逐步提高，對(duì)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)省材料、降低能耗、安全保障也有望進(jìn)一步提升，結(jié)構(gòu)性力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用范圍及空間也有望進(jìn)一步增大。（三）坤維科技：力覺(jué)傳感器研發(fā)及應(yīng)用一站式解決方案坤維科技從事各類(lèi)型力覺(jué)傳感器研發(fā)及應(yīng)用力覺(jué)測(cè)量一站式解決方案，致力于高性能力覺(jué)傳感器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及售后服務(wù)。常州坤維傳感科技有限公司成立于2018年，是一家致力于提供高精度力覺(jué)傳感器（六軸力傳感器）及力控解決方案的企業(yè)。公司主營(yíng)智能力覺(jué)傳感器的研發(fā)、制造、銷(xiāo)售、及技術(shù)推廣，開(kāi)發(fā)面向機(jī)器人及其他智能裝備行業(yè)的力覺(jué)傳感器產(chǎn)品，為機(jī)器人及其它智能裝備、工業(yè)過(guò)程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、科研測(cè)試測(cè)量等領(lǐng)域提供力覺(jué)測(cè)量解決方案及相關(guān)產(chǎn)品。公司團(tuán)隊(duì)掌握力覺(jué)測(cè)量核心技術(shù)，力傳感器產(chǎn)品豐富。公司創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)全部來(lái)自于國(guó)內(nèi)航天科研機(jī)構(gòu)，從事多軸力傳感器研發(fā)及應(yīng)用15余年。在多軸力測(cè)量領(lǐng)域有大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可為客戶(hù)提供包括傳感器訂制、結(jié)構(gòu)/傳感一體化設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等完整的全套解決方案。憑借優(yōu)秀的產(chǎn)品技術(shù)已獲得多軸力/力矩傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化、六軸聯(lián)合標(biāo)校技術(shù)等多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。（四）鑫精誠(chéng)：傳感器&力控系統(tǒng)解決方案制造商，打造自動(dòng)化領(lǐng)域品牌專(zhuān)業(yè)提供各類(lèi)力控系統(tǒng)解決方案，提供“力控系統(tǒng)解決方案”與技術(shù)創(chuàng)新。深圳市鑫精誠(chéng)科技有限公司與深圳市鑫精誠(chéng)傳感技術(shù)有限公司，分別成立于2009年與2021年。公司專(zhuān)注于微型壓力、稱(chēng)重、多軸力、扭力等多樣化的智能傳感器與控制儀表等工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)和精益生產(chǎn)。為3C自動(dòng)化設(shè)備、精密醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、新能源鋰電、機(jī)器人、半導(dǎo)體、航空鐵路等領(lǐng)域提供“力控系統(tǒng)解決方案”與技術(shù)創(chuàng)新，以及高校產(chǎn)學(xué)研合作。公司以“質(zhì)量為本，客戶(hù)為先，自主創(chuàng)新，智領(lǐng)未來(lái)，合作共贏”的經(jīng)營(yíng)理念。產(chǎn)品暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外，合作客戶(hù)遍布全球。完善力傳感器產(chǎn)品矩陣，下游應(yīng)用行業(yè)分布多元。鑫精誠(chéng)傳感器始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新、質(zhì)量為本、科學(xué)管理的宗旨、始終堅(jiān)持提供完善的產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案，最大限度的滿(mǎn)足客戶(hù)需求。力傳感器產(chǎn)品覆蓋面廣，從事壓電測(cè)力傳感器、D型單點(diǎn)式稱(chēng)重傳感器、多維力傳感器等多種產(chǎn)品的研發(fā)制造。下游行業(yè)應(yīng)用多元，在機(jī)器人、新能源鋰電池、醫(yī)療設(shè)備、汽車(chē)自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域均有覆蓋。（五）宇立儀器：全球先進(jìn)的六軸力傳感器和智能力控打磨廠商全球先進(jìn)的六軸力傳感器和智能力控打磨廠商，為全球客戶(hù)提供系列化的解決方案。SRI宇立儀器是集研發(fā)、生產(chǎn)為一體的技術(shù)密集型企業(yè)，公司主營(yíng)多軸力傳感器、力控打磨設(shè)備和汽車(chē)測(cè)試設(shè)備，圍繞力測(cè)量和力控制，為全球客戶(hù)提供系列化的解決方案。多軸力傳感器包括六維力傳感器、三維力傳感器、一維力傳感器和關(guān)節(jié)扭矩傳感器。力控打磨設(shè)備包括iGrinder智能浮動(dòng)力控、力控打磨工具和成套的機(jī)器人智能打磨設(shè)備。汽車(chē)測(cè)試設(shè)備包括汽車(chē)耐久測(cè)試力傳感器、汽車(chē)碰撞假人力傳感器、碰撞力墻和輔助駕駛測(cè)試系統(tǒng)ADAS。宇立機(jī)器人力控核心技術(shù)的遷移，在機(jī)器人和汽車(chē)業(yè)跨界換新。宇立的六軸力傳感器和關(guān)節(jié)扭矩傳感器類(lèi)型廣泛，可適應(yīng)于各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人等領(lǐng)域的六維力傳感器需求持續(xù)提升，宇立對(duì)準(zhǔn)了這些市場(chǎng)需求。宇立成功將在機(jī)器人力感知和力控制領(lǐng)域的技術(shù)遷移到汽車(chē)自動(dòng)駕駛測(cè)試設(shè)備中，形成了機(jī)器人力控和汽車(chē)測(cè)試設(shè)備兩大關(guān)鍵業(yè)務(wù)布局，同時(shí)為機(jī)器人行業(yè)和汽車(chē)行業(yè)的客戶(hù)提供服務(wù)。作為六維力傳感器龍頭企業(yè)，宇立在機(jī)器人、汽車(chē)等多方面的龐大市場(chǎng)需求下，快速拓展產(chǎn)品品種，產(chǎn)能也開(kāi)始逐漸增長(zhǎng)。五、行業(yè)觀點(diǎn)及重點(diǎn)公司分析力/力矩傳感器：感知并度量力/力矩信號(hào)。力/力矩傳感器將力/力矩信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，主要由力敏元件、轉(zhuǎn)換元件和電路三部分組成。力傳感器分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)眾多，根據(jù)測(cè)量維度可分為一維至六維傳感器；根據(jù)轉(zhuǎn)化元件可