來(lái)源:傳感器專(zhuān)家網(wǎng)
機(jī)器人指數(shù)今年以來(lái)彈性突出,上半年指數(shù)漲幅達(dá)到25%,多個(gè)機(jī)器人傳感器概念企業(yè)漲幅明顯。
編輯:感知芯視界
從市場(chǎng)到資本,目前中國(guó)智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已開(kāi)始爆發(fā),根據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè),長(zhǎng)期來(lái)看,全球人形機(jī)器人市場(chǎng)空間可達(dá)120萬(wàn)億級(jí)別,是一個(gè)嶄新且空間龐大的藍(lán)海市場(chǎng)。據(jù)艾瑞咨詢(xún)預(yù)測(cè),2021年到2025年國(guó)內(nèi)智能機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模的年平均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到40%,2025年中國(guó)智能機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模接近千億。
多家證券公司研報(bào)認(rèn)為,傳感器是機(jī)器人重要組成部分,價(jià)值量或僅次于關(guān)節(jié)模組。傳感器市場(chǎng)高增長(zhǎng)率表明機(jī)器人對(duì)于傳感器有強(qiáng)烈需求。
分析稱(chēng),我國(guó)傳感器領(lǐng)域中,規(guī)模效應(yīng)更強(qiáng)的領(lǐng)域,或率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。中國(guó)消費(fèi)類(lèi)電子的傳感器,由于市場(chǎng)的拉動(dòng),近十年已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。在工業(yè)領(lǐng)域,部分低端領(lǐng)域已有成功案例,但高端產(chǎn)品目前卡脖子情況仍較為嚴(yán)重,國(guó)產(chǎn)替代之路任重道遠(yuǎn)。未來(lái)人形機(jī)器人如果能夠達(dá)到消費(fèi)品級(jí)別的體量,可能推動(dòng)細(xì)分板塊的國(guó)產(chǎn)替代加速。
在人形機(jī)器人的快速發(fā)展中,或?qū)?huì)帶動(dòng)新型柔性傳感器加速落地。
01把握時(shí)代機(jī)遇!布局人形機(jī)器人相關(guān)傳感器領(lǐng)域,有望擴(kuò)大高端傳感器國(guó)產(chǎn)率
傳感器下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,產(chǎn)業(yè)鏈條較長(zhǎng)、產(chǎn)品種類(lèi)眾多,各類(lèi)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程各不相同。規(guī)模效應(yīng)更強(qiáng)的領(lǐng)域,更容易率先進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代。
人形機(jī)器人,傳感器的新機(jī)會(huì)。人形機(jī)器人需要用到多種傳感器,包括力矩傳感器,拉壓力傳感器、編碼器、溫度傳感器、六力傳感器和慣導(dǎo)傳感器等。其中,慣導(dǎo)傳感器(IMU)是實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人姿態(tài)控制的核心,六力傳感器是力控、擺動(dòng)穩(wěn)定控制的核心,可精準(zhǔn)測(cè)量隨機(jī)變化的力。隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張,有望帶動(dòng)傳感器行業(yè)進(jìn)一步擴(kuò)容。
全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模超萬(wàn)億,我國(guó)高端傳感器仍處于起步階段。傳感器行業(yè)龍頭以海外公司為主,如安森美、基恩士、應(yīng)美盛等,這類(lèi)公司在其細(xì)分傳感器賽道收入規(guī)模高、市占率高。我國(guó)企業(yè)普遍規(guī)模較小,成長(zhǎng)空間大。
國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局高技術(shù)傳感器領(lǐng)域,順應(yīng)行業(yè)浪潮打破海外龍頭壟斷。我國(guó)傳感器相關(guān)企業(yè)與海外龍頭相比普遍規(guī)模偏小,但仍然涌現(xiàn)出來(lái)一批如芯動(dòng)聯(lián)科、漢威科技等掌握了核心技術(shù)的傳感器企業(yè)。同時(shí)這些企業(yè)積極布局人形機(jī)器人相關(guān)傳感器領(lǐng)域,把握時(shí)代機(jī)遇,有望順應(yīng)時(shí)代潮流進(jìn)一步擴(kuò)大高端傳感器國(guó)產(chǎn)化率。
02視覺(jué)與力控傳感器:機(jī)器人感知應(yīng)用需求最多
傳感器是機(jī)器人重要組成部分,價(jià)值量或僅次于關(guān)節(jié)模組。根據(jù)YOLE數(shù)據(jù),2015-2021年無(wú)人機(jī)及機(jī)器人傳感器市場(chǎng)從3.51億美元增長(zhǎng)至7.09億美元,復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)12.4%,其中光學(xué)傳感器占比達(dá)74%。
傳感器市場(chǎng)高增長(zhǎng)率表明機(jī)器人對(duì)于傳感器有強(qiáng)烈需求。機(jī)器人傳感器可以分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器,其中內(nèi)部傳感器主要用于測(cè)量機(jī)器人自身狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立行走、動(dòng)態(tài)平衡、一般肢體動(dòng)作等;外部傳感器模仿人類(lèi)感官,包括視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、接近覺(jué)等傳感器。
通常來(lái)說(shuō),關(guān)節(jié)模組是人形機(jī)器人價(jià)值量占比最高的環(huán)節(jié),占比一般在40%以上,我們通過(guò)梳理人形機(jī)器人傳感器的可能應(yīng)用位置與數(shù)量,推測(cè)人形機(jī)器人傳感器價(jià)值量占比或僅次于關(guān)節(jié)模組。
視覺(jué):機(jī)器人視覺(jué)的要點(diǎn)在于移動(dòng)場(chǎng)景、精細(xì)描繪和高集成度。機(jī)器人自主導(dǎo)航與汽車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)系出同源,其中機(jī)器人視覺(jué)受限于內(nèi)部空間,需具有更高集成度。機(jī)器人自主導(dǎo)航與汽車(chē)自動(dòng)駕駛共同的三大關(guān)鍵技術(shù)為環(huán)境感知、規(guī)劃決策與執(zhí)行控制,自動(dòng)駕駛和機(jī)器人主要通過(guò)傳感器來(lái)獲取周?chē)h(huán)境信息。
常用的視覺(jué)和環(huán)境感知傳感器為攝像頭、雷達(dá)(毫米波、激光、超聲波等)、紅外傳感器、GPS、IMU等。
攝像頭:機(jī)器人的眼睛,包括普通單目攝像頭與深度攝像頭。
1)普通單目攝像頭:通過(guò)圖像匹配進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別,再通過(guò)目標(biāo)在圖像中的大小去估算目標(biāo)距離,缺陷在于對(duì)距離的識(shí)別依賴(lài)于圖像識(shí)別的準(zhǔn)確度;
2)單目結(jié)構(gòu)光深度攝像頭:由一個(gè)RGB攝像頭、結(jié)構(gòu)光投射器(紅外)和結(jié)構(gòu)光深度感應(yīng)器(CMOS)組成,通過(guò)投影一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的圖案作為參考圖像(編碼光源),將結(jié)構(gòu)光投射至物體表面,再通過(guò)深度感應(yīng)器接收該物體表面反射的結(jié)構(gòu)光圖案,由于接收?qǐng)D案會(huì)因物體的立體形狀而發(fā)生變形,因此可以通過(guò)該圖案在攝像機(jī)上的位置和形變程度來(lái)計(jì)算物體表面的空間信息;
3)雙目深度攝像頭:雙目攝像頭的原理與人眼相似,通過(guò)對(duì)圖像視差進(jìn)行計(jì)算,直接對(duì)前方景物進(jìn)行距離測(cè)量;
4)ToF深度攝像頭:即飛行時(shí)間攝像頭,由光源、光學(xué)部件、傳感器、控制電路以及處理電路等幾部單元組成,通過(guò)給目標(biāo)連續(xù)發(fā)送光脈沖,利用傳感器接收從物體返回的光,通過(guò)探測(cè)光脈沖的飛行(往返)時(shí)間來(lái)得到目標(biāo)物體的距離。
激光雷達(dá):激光器發(fā)射出脈沖激光打到物體引起散射,一部分光波會(huì)反射到激光雷達(dá)的接收器上,根據(jù)激光測(cè)距原理可計(jì)算出距離信息。脈沖激光不斷地掃描目標(biāo)物,就可以得到目標(biāo)物上全部目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù),用此數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理后,即可得到精確的目標(biāo)物體圖像。激光雷達(dá)分為單線和多線,常見(jiàn)的多線激光雷達(dá)有4線,8線,16線,32線和64線。其缺陷在于激光雷達(dá)易受大氣條件及工作環(huán)境煙塵等影響,難以實(shí)現(xiàn)全天候工作,且成本高昂。
毫米波雷達(dá):毫米波是指波長(zhǎng)在 1-10mm 之間的電磁波,換算成頻率后,毫米波的頻率位于30-300GHz 之間。與紅外、激光等光學(xué)導(dǎo)引頭相比,毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng),傳輸距離遠(yuǎn),具有全天候全天時(shí)的特點(diǎn)。同時(shí),毫米波雷達(dá)性能穩(wěn)定,不受目標(biāo)物體形狀、顏色等干擾。其主要缺陷在于成本較高,價(jià)格僅次于激光雷達(dá)。
超聲波雷達(dá):超聲波雷達(dá)是利用傳感器內(nèi)的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生 40KHz的超聲波,再由接收探頭接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波,根據(jù)超聲波反射接收的時(shí)間差計(jì)算與障礙物之間的距離。超聲波雷達(dá)成本較低,探測(cè)距離近,精度高,且不受光線條件的影響,因此常用于泊車(chē)系統(tǒng)中。其缺陷在于檢測(cè)角度較小,一輛車(chē)可能需要在不同角度安裝多個(gè)超聲波雷達(dá)。
紅外傳感器:紅外傳感器的測(cè)距基本原理為發(fā)光管發(fā)出紅外光,光敏接收管接收前方物體反射光,據(jù)此判斷前方是否有障礙物。根據(jù)發(fā)射光的強(qiáng)弱可以判斷物體的距離,它的原理是接收管接收的光強(qiáng)隨反射物體的距離而變化,距離近則反射光強(qiáng),距離遠(yuǎn)則反射光弱。
馬斯克在股東日表示,特斯拉已經(jīng)打通了FSD和機(jī)器人的底層模塊,實(shí)現(xiàn)了一定程度的算法復(fù)用。FSD算法利用傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境感知,這些傳感器也可以幫助機(jī)器人感知周?chē)h(huán)境,識(shí)別物體、人和障礙物等。
力控:多維力矩/力傳感是目前最優(yōu)解,電子皮膚或?yàn)橛|覺(jué)終極方案。目前機(jī)器人力控方案大致有3類(lèi),分別為電流環(huán)力控、多維力矩/力傳感器力控、被動(dòng)力控(彈性體),其中多維力矩/力傳感器力控是當(dāng)前力控的最佳方案,其硬件包括關(guān)節(jié)部位的單軸力矩傳感器和機(jī)器人執(zhí)行器末端的6軸力傳感器。
同時(shí),機(jī)器人若要模擬人體的觸覺(jué),以及實(shí)現(xiàn)人體皮膚對(duì)溫度、濕度等外界物理量的感知,則電子皮膚可能是最佳路徑之一。電子皮膚需要集成各類(lèi)傳感器和集成電路,并使用柔性的材料制作,壁壘較高,目前尚未在機(jī)器人領(lǐng)域大量應(yīng)用。但從泛用性與仿生性角度,我們認(rèn)為電子皮膚或是機(jī)器人觸覺(jué)的終極方案。
1)電流環(huán)力控:通過(guò)電機(jī)的電流閉環(huán)做力閉環(huán)反饋控制,適用于直驅(qū)電機(jī)或者帶小減速比的應(yīng)用場(chǎng)景。其優(yōu)點(diǎn)在于成本低,不需要增長(zhǎng)額外的傳感設(shè)備,而缺點(diǎn)在于精度較低,響應(yīng)較慢,適用場(chǎng)景有限。
2)力矩/力傳感器力控:機(jī)器人中的力傳感器主要有關(guān)節(jié)部位的單軸力矩傳感器和機(jī)器人執(zhí)行器末端的6軸力傳感器,測(cè)量機(jī)器人內(nèi)部受力情況,以及末端執(zhí)行器與外界環(huán)境交互的受力情況。這類(lèi)力控方法是性能最佳,但成本最高的方案,典型應(yīng)用案例為KUKA LBR iiwa機(jī)械手。特斯拉Optimus在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)執(zhí)行器處配置了力矩傳感器,其在股東日上展示了機(jī)械手控制力道不打碎雞蛋的視頻,顯示出優(yōu)秀的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制能力。
3)被動(dòng)力控(彈性體):在末端執(zhí)行器上添加彈性體,通過(guò)彈性體形變測(cè)量力矩,或用于向終端施加恒定力。該方案常用于低成本、高集成度的場(chǎng)景。
電子皮膚:最具潛力的觸覺(jué)傳感器,有望成為機(jī)器人觸覺(jué)終極方案。機(jī)器人若要模擬人體的觸覺(jué),以及實(shí)現(xiàn)人體皮膚對(duì)溫度、濕度等外界物理量的感知,則電子皮膚可能是最佳路徑之一。想要復(fù)刻天然皮膚的功能,電子皮膚需要集成各類(lèi)傳感器和集成電路,并使用柔性的材料制作,壁壘極高。
在實(shí)現(xiàn)上述工藝的同時(shí),電子皮膚與機(jī)器人本體的包裹結(jié)合、信號(hào)傳輸?shù)确矫婢请y點(diǎn),因此,電子皮膚目前尚未在機(jī)器人領(lǐng)域大量使用。但從泛用性與仿生性角度,我們認(rèn)為電子皮膚或是機(jī)器人觸覺(jué)的終極方案。
力控傳感器領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)尚未出現(xiàn)絕對(duì)龍頭,未來(lái)機(jī)器人有望帶來(lái)大量需求,推動(dòng)國(guó)內(nèi)企業(yè)快速發(fā)展。在力控傳感器領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)企業(yè)與海外龍頭差距較大,海外相關(guān)企業(yè)多為電子元器件綜合供應(yīng)商,而國(guó)內(nèi)企業(yè)尚未出現(xiàn)類(lèi)似于視覺(jué)領(lǐng)域的絕對(duì)龍頭。我們認(rèn)為,機(jī)器人有望帶來(lái)大量力控傳感器需求,國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)有望持續(xù)受益。
03慣導(dǎo)傳感器:人形機(jī)器人的姿態(tài)控制核心
慣導(dǎo)傳感器(IMU)是人形機(jī)器人姿態(tài)控制的核心。慣導(dǎo)傳感器是測(cè)量物體三軸姿態(tài) 角(或角速率)及加速度的裝置,可測(cè)量來(lái)自三個(gè)方向的線性加速度和旋轉(zhuǎn)角速率, 通過(guò)解算可獲得載體的姿態(tài)、速度和位移等信息。
在體育運(yùn)動(dòng)中,慣性傳感器由用 于測(cè)量力和加速度的加速度計(jì),用于指示旋轉(zhuǎn)的陀螺儀和用于測(cè)量人體姿勢(shì)的磁力 計(jì)組成,這些傳感器跨三個(gè)軸收集數(shù)據(jù)并捕獲運(yùn)動(dòng)員的細(xì)微動(dòng)作。
IMU傳感器通常較 為小型、輕便且具有長(zhǎng)時(shí)間的電池待機(jī)時(shí)間。并且可以進(jìn)行編程和設(shè)計(jì),以解決使 用過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題,從而對(duì)動(dòng)作進(jìn)行精細(xì)分析。同時(shí),來(lái)自IMU的數(shù)據(jù)是連續(xù)、實(shí)時(shí)的。
在人形機(jī)器人中,慣導(dǎo)傳感器有望成為其姿態(tài)控制的核心。慣導(dǎo)傳感器是現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一。慣性傳感器按照精度通常分為分 為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)、導(dǎo)航級(jí)和戰(zhàn)略級(jí)這五種。其中,消費(fèi)級(jí)慣導(dǎo)傳感器通常 應(yīng)用在智能手機(jī)和汽車(chē)輔助駕駛,人形機(jī)器人和自動(dòng)駕駛所使用的的慣導(dǎo)傳感器通 常為戰(zhàn)術(shù)級(jí)。
慣導(dǎo)傳感器按技術(shù)原理分為MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))、FOG(光纖陀螺儀)和ROG (激光陀螺儀)。MEMS慣導(dǎo)傳感器在精度上遜色于另外兩種技術(shù)路線的慣導(dǎo)傳感 器,但是由于價(jià)格便宜,體型小加上技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的技術(shù)提升,消費(fèi)類(lèi)、汽車(chē)、高端 工業(yè)、無(wú)人系統(tǒng)、高可靠等領(lǐng)域中對(duì)精度要求較低的應(yīng)用場(chǎng)景主要應(yīng)用MEMS陀螺 儀。
全球MEMS慣性導(dǎo)航傳感器市場(chǎng)規(guī)模超230億,中國(guó)市場(chǎng)超100億。據(jù)芯動(dòng)聯(lián)科招股 書(shū)援引Yole發(fā)布的Status of MEMS Industry 2022中的數(shù)據(jù), 2021年全球MEMS慣導(dǎo) 傳感器市場(chǎng)規(guī)模約35.09億元。據(jù)芯動(dòng)聯(lián)科招股書(shū)援引的頭豹研究院數(shù)據(jù),2021年中 國(guó)MEMS慣導(dǎo)傳感器市場(chǎng)規(guī)模約136億元,增速約為20.63%。
04柔性傳感器潛在市場(chǎng)空間超500億,有望加速落地
柔性傳感器開(kāi)啟智能傳感新時(shí)代,潛在市場(chǎng)空間有望超500億。柔性傳感器是指采用柔性材料制成的傳感器,具有良好的柔韌性、延展性,可以自由彎曲甚至折疊。柔性傳感器采用了柔性基板,其本質(zhì)上是一種薄膜,通常采用聚酰亞胺(PI)、聚酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料制成。
從剛性到柔性的突破,極大拓展了傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景,不僅是游戲領(lǐng)域中的智能穿戴設(shè)備,還有醫(yī)療大健康領(lǐng)域的電子皮膚、疾病診斷設(shè)備、健康監(jiān)測(cè)設(shè)備、智能頸枕、智能按摩設(shè)備,消費(fèi)領(lǐng)域的智能手環(huán)、元宇宙手套,智能家居領(lǐng)域的智能床墊,甚至是馬斯克提出的腦機(jī)接口。
根據(jù)漢威科技微信公眾號(hào)的數(shù)據(jù),2021年至2028年全球柔性傳感器市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)6.8%,預(yù)計(jì)2028年可達(dá)84.7億美元。
電子皮膚開(kāi)啟人機(jī)交互新模式,機(jī)器人和腦機(jī)接口是兩大超級(jí)應(yīng)用。
腦機(jī)接口是柔性傳感器的一大應(yīng)用領(lǐng)域。柔性腦機(jī)接口的代表企業(yè)為Neuralink,2022年11月,Neuralink已經(jīng)向FDA提交了大部分文件,審核通過(guò)后約六個(gè)月內(nèi),將在人類(lèi)身上植入第一個(gè)Neuralink植入物。至此,柔性腦機(jī)接口終于與大部隊(duì)匯合,三種技術(shù)路線的侵入式腦機(jī)接口均已介入人體臨床。腦機(jī)接口行業(yè)有望迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化落地,也表明柔性傳感器在細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景下的進(jìn)一步成熟。
機(jī)器人領(lǐng)域,電子皮膚的基本特征,是將各種電子元器件集成在柔性基板之上從而形成皮膚狀的電路板,像皮膚一樣具有很高的柔韌性和彈性,其能賦予機(jī)器人類(lèi)似人類(lèi)皮膚的敏感性,以及觸覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感知能力。電子皮膚可以廣泛應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域,醫(yī)生佩戴電子皮膚可使手術(shù)機(jī)器人獲取實(shí)時(shí)信息讓手術(shù)更精準(zhǔn),而特斯拉推出人形機(jī)器人后,電子皮膚在機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度有望進(jìn)一步被加快。
柔性傳感器國(guó)內(nèi)外企業(yè)齊發(fā)力,學(xué)術(shù)研究為高階性能蓄力。目前,電子皮膚的研究已經(jīng)取得一些進(jìn)展,奧地利格拉茨技術(shù)大學(xué)最新研究的智能皮膚每平方毫米有2000個(gè)單獨(dú)的傳感器,但當(dāng)前電子皮膚仍存在兼顧高柔性和高彈性難題、擴(kuò)展性難題和制造成本高等痛點(diǎn)。
從國(guó)內(nèi)外知名研究團(tuán)隊(duì)和公司看,Interlink是全球領(lǐng)先的人機(jī)界面解決方案提供商,其持續(xù)在力覺(jué)傳感器上持續(xù)深耕,公司產(chǎn)品已被用于無(wú)數(shù)行業(yè),包括汽車(chē)、機(jī)器人、醫(yī)療和消費(fèi)電子產(chǎn)品等;國(guó)內(nèi)企業(yè)中,漢威科技子公司能斯達(dá)在柔性壓電傳感器領(lǐng)域掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化完全替代,相關(guān)產(chǎn)品已在三甲醫(yī)院進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn),柔性微納傳感器目前已在智能機(jī)器人領(lǐng)域有明確的應(yīng)用;科研團(tuán)隊(duì)當(dāng)中,國(guó)內(nèi)外主要的科研團(tuán)隊(duì)如美國(guó)加州大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、美國(guó)斯坦福大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院等對(duì)于柔性傳感器、電子皮膚的研究進(jìn)展皆處于邁向更高階性能的階段。未來(lái),隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,電子皮膚產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加快落地。
柔性傳感器打開(kāi)想象空間,建議關(guān)注具備機(jī)器人應(yīng)用潛力的國(guó)產(chǎn)標(biāo)的:漢威科技,子公司能斯達(dá)開(kāi)發(fā)的柔性微納傳感器已在智能機(jī)器人領(lǐng)域得到應(yīng)用,該技術(shù)與電子皮膚兼容。
國(guó)產(chǎn)傳感器市場(chǎng)現(xiàn)狀,機(jī)器人逐漸邁入智能時(shí)代,重視傳感器環(huán)節(jié)增量機(jī)會(huì)
傳感器:傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
智能傳感器集傳感單元、通信芯片、微處理器、驅(qū)動(dòng)程序、軟件算法等于一體,具有信息采集、信息處理、信息交換、信息存儲(chǔ)等功能。按照外界輸入的信號(hào)變換為電信號(hào)采用的效應(yīng),可將傳感器分為物理量傳感器、化學(xué)量傳感器和生物型傳感器三大類(lèi),按照“工作原理+應(yīng)用領(lǐng)域”的分類(lèi)依據(jù)具體展開(kāi),可分為壓力傳感器、慣性傳感器、磁傳感器、光學(xué)傳感器等。
萬(wàn)物互聯(lián)的底座,智能傳感器下游行業(yè)應(yīng)用廣泛。從發(fā)展歷程看,傳感器經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)型、固體型、智能型三個(gè)階段,而前兩類(lèi)傳感器,已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)采集、處理等流程的需求,因此,融合了AI技術(shù)的智能傳感器開(kāi)始受到關(guān)注。
當(dāng)前,智能傳感器在工業(yè)4.0時(shí)代扮演著十分重要的角色,其是是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最底層和最前沿,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著十分重要的意義。從產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看,智能傳感器上游主要為設(shè)計(jì)、原材料以生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng),下游涵蓋多個(gè)領(lǐng)域,包括消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車(chē)電子、醫(yī)療電子等。
市場(chǎng)空間將逾500億美元,家電+汽車(chē)+工控是智能傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)Allied Market Research的預(yù)測(cè),2020-2026年,全球智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模年均增速有望超過(guò)14%,預(yù)計(jì)到2026年,全球智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模接近800億美元。從具體的下游分別看,智能傳感器主要聚焦在消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品和工業(yè)類(lèi)產(chǎn)品,2017年家電和汽車(chē)分別占比達(dá)到23.15%和18.52%,占主要部分。此外,工控、醫(yī)療、飛機(jī)和船舶等領(lǐng)域?qū)χ悄軅鞲衅鞯氖褂昧恳草^為普遍。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍由外資主導(dǎo),高端傳感器芯片約 80%依賴(lài)海外。當(dāng)前,我國(guó)傳感器市場(chǎng)仍 舊由外資主導(dǎo),國(guó)內(nèi)供給能力略有不足,全球龍頭企業(yè)如愛(ài)默生、西門(mén)子、博世、意法 半導(dǎo)體、霍尼韋爾等跨國(guó)公司占據(jù)約 60%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額,尤其在高端市場(chǎng),約 80%的 傳感器芯片依賴(lài)海外企業(yè),剩余的份額也只要集中在幾家上市公司手中。從國(guó)內(nèi)格局看, 當(dāng)前市場(chǎng)較集中,我國(guó)傳感器行業(yè) TOP5 企業(yè)占據(jù)了國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)約 40%以上的份額, 其余約 60%為中小企業(yè),產(chǎn)品或主要集中在中低端,或未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
本文部分資料來(lái)自:
廣發(fā)證券《傳感器行業(yè)研究:萬(wàn)物互聯(lián)之眼,數(shù)據(jù)之源》,未來(lái)智庫(kù)
國(guó)盛證券《機(jī)器人硬件拆解2:視覺(jué)與力控》,鳴星制造
國(guó)盛證券《人形機(jī)器人配套:柔性傳感器-電子皮膚,腦機(jī)接口》,F(xiàn)orceInstitute
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審核編輯 黃宇
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