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  • 产品名称:安信证券:六维力传感器国产替代有望加速 人形机器人
  • 更新时间:2024-02-15 05:52:00 来源:AYX在线 作者:ayx最新官网下载
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产品详细信息

  安信证券发布研究报告称,近年来以人形机器人为代表的新兴应用场景逐步出现,随着对力控要求的增强,机器人用力传感器、高精度压力传感器的需求日益提升。据测算,人形机器人年产10/50/100万台将为六维力传感器带来20/80/100亿的市场规模增量,增长空间广阔。该行认为传统应用替代空间充分,人形机器人放量进一步拉动需求增长。目前有相关技术背景、掌握标定设备研制技术的玩家更有利于打造自身先发优势,加速国产替代节奏。

  分类方式:①测量原理:可分为应变式、压电式、电容式、光学式等,其中应变式最为常见;②测力维数:可分为1-6维力传感器,其中以一维、三维、六维力传感器最为常见;③输出方式:可分为模拟传感器、数字传感器;④力的种类:可分为压力传感器,称重传感器,力矩传感器等。

  力传感器下游应用广泛,包括汽车电子、通信电子、消费电子、专用设备等。根据前瞻产业研究院数据,2022年我国传感器市场规模达3532亿,2025年传感器市场规模有望增长至5952亿,CAGR达19.07%。其中,力传感器市场规模约671亿元,占比19%。此外物联网用称重传感器,人形机器人用力传感器等新兴领域亦日渐兴起。

  1)机器人用六维:下游主要为协作机器人,人形机器人有待放量。六维力传感器可应用于汽车测试、航空航天等领域,搭载六维力传感器的协作机器人目前应用于工业打磨、力控装配、拖动示教、医疗健康等场景,未来人形机器人在手腕、脚腕处有望搭载六维力传感器以释放广泛需求。

  2)准度:六维力传感器的核心指标。影响六维力传感器测量精度的因素包括:串扰、滞后、线性、蠕变等,准度综合考量了所有因素,衡量了测定值与实际值的差异,是六维力传感器的核心指标。国内大多数产品准度可达到1-5%,国内外顶尖企业可达到0.5%甚至更高水平。

  3)高精度六维力核心技术:结构解耦、算法解耦与六维联合加载设备。①结构解耦:通过设计六维力传感器的结构降低维间耦合;②算法解耦:建立电信号与待测力、力矩间的正确映射。③六维联合加载设备:经过标定和检测以确定模型参数的非标设备。使用一维加载设备标定的六维力传感器准度约为5%,尚不能满足部分精密力控场景需求。为将准度提高至0.5%,必须通过六维联合加载设备标定和检测。该设备为非标设备,主要依靠自主研发,依赖长时间的工程经验。(4)弹性体材料配方:影响零漂、温漂等重要精度指标。弹性体一般由合金构成,其中各个元素的配比对弹形体的温度敏感性和稳定性有较大影响。

  特斯拉Optimus预期单价2万美元,目前六维力传感器单价约2万元,假设在手腕、脚腕处共使用4个,其价值量占比较高。随着MEMS技术的应用和下游需求放量、六维力传感成本有望快速下降。据测算,人形机器人年产10/50/100万台将为六维力传感器带来20/80/100亿的市场规模增量,增长空间广阔。

  中国传感器研制起步较晚,技术积累与世界领先水平存在一定差距,当前国产化率约40%。国内六维力传感器企业包括坤维科技、宇立仪器、鑫精诚、蓝点触控等;海外企业包括ATI、SCHUNK、Robotiq、OnRobot等。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%,销量TOP1为国内龙头坤维科技,市占率超50%。目前,六维力传感器国产化难点主要在于技术壁垒和品牌壁垒,借助国内企业成本优势,有望加速推动国产化。

  从行业层面来看,国家政策推动叠加价格优势,力传感器国产替代势在必行。传统应用替代空间充分,人形机器人放量进一步拉动需求增长。该行认为六维力传感器技术壁垒高,新玩家进场难度大。目前有相关技术背景、掌握标定设备研制技术的玩家更有利于打造自身先发优势,加速国产替代节奏。

  建议关注:柯力传感(603662.SH):深耕应变式传感器领域,国内市场占有率达25%,进军工业称重物联网,布局起点高。汉威科技(300007.SZ):传感器产品谱系丰富,子公司能斯达自主研发柔性压力传感器,提供机器触觉方案,已与小米等厂商深度合作。坤维科技:航天科研院所技术积淀,自主研发六维联合加载标定设备,六维力传感器准度国内领先,国内市场销量领先。宇立仪器:主营力传感器,汽车假人碰撞领域领先品牌,与国际龙头机器人企业广泛合作。

  风险提示:宏观经济周期性波动风险、新兴应用产业化进度不及预期、市场竞争加剧影响行业盈利水平、应变片原材料价格波动风险、国产替代进度不及预期、测算/假设不及预期。


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