DONGXINGSECURITIES人形機器人專題（一）：傳感器的技術路徑、競爭格局與產業重構——新技術前瞻專題系列（八）2025年3月6日摘要Q1：人形機器人傳感器是什么？

傳感器是機器人感知物理世界的窗口，也是機器人邁向智能化的基礎。包含各類視覺傳感器、聽覺傳感器、觸覺傳感器、力傳感器等，用于感知環境，獲取關于周圍世界的信息。視覺傳感器是具有圖像采集處理、數據傳輸能力的功能專門化嵌入式視覺系統，可實現目標識別定位、尺寸測量、缺陷檢測、條碼識別等功能；人形機器人的聽覺傳感器主要為麥克風，包括聲音接收器、信號處理器和音頻處理軟件等部分；力傳感器主要為力矩傳感器，其可以在各種旋轉或非旋轉機械部件上對扭轉力矩感知進行檢測，將扭力的物理變化轉化為精確電信號；觸覺傳感器可覆蓋于人形機器人三維載體表面，實現與環境接觸力、溫度、濕度、震動、材質、軟硬等特性的檢測。MEMS傳感器是一種集成了微型機械、電路、傳感器及控制器的復雜系統,具備微米甚至納米級尺寸,在靈敏度、響應速度、尺寸和成本方面具有獨特優勢。Q2：人形機器人大概需要多少傳感器?以特斯拉的人形機器人為例，一臺人形機器人需要1套視覺傳感器、1套位置傳感器、14個一維力矩傳感器、14個一維壓力傳感器、

4個六維力矩傳感器、10個MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem，微機電系統）觸覺傳感器（手指部位）、1套薄膜傳感器。目前傳感器方面的整體趨勢是向多維度、高精度、高集成度、高延展性方向發展，高維力矩傳感器和高維觸覺傳感器是傳感器方面的當前研究重點。傳感器成本占比約為30%。Q3：人形機器人傳感器機遇與挑戰？政策支持，規劃發展，形成安全可靠的產業鏈供應鏈體系，提高國際競爭力。同時中國也面臨起步較晚、技術積累有限，與世界領先水平存在一定差距的難題，非標、混亂的生態亟需調整，核心技術亟待突破和創新，法規與倫理、安全與隱私、規模化落地應用等問題還未解決。傳感器產業的特點是品類多、單一傳感器產值低、產出慢，但是產業整體價值大、壁壘高、下游應用商資源可復用。這些特點決定了傳感器產業的發展不是簡單的“拼盤”，而是要“融合發展”。一家傳感器企業如果要發展壯大，投資并購是重要的路徑。Q4：人形機器人傳感器市場規模？通過測算人形機器人在不同領域的滲透率，GGII預測，2024年全球人形機器人市場規模為10.17億美元，到2030年全球人形機器人市場規模將達到150億美元，2024-2030年CAGR將超過56%，全球人形機器人銷量將從1.19萬臺增長至60.57萬臺。2024年全球智能傳感器市場規模將達到520.4億美元,2024年中國智能傳感器市場規模將達到1551.2億元。其中，國內MEMS行業正處于“規模擴張”向“質量升級”轉型期。目前在MEMS傳感器市場上主要企業有芯動聯科、豪威集團、歌爾微電子、瑞聲科技、華潤微等，伴隨著需求旺盛，歷年持續保持快速增長，2031年中國MEMS傳感器行業市場規模有望達到2593.76億元。Q5：人形機器人MEMS傳感器有哪些相關的投資標的？當前，人形機器人產業正加速發展，全球范圍內技術競爭日趨白熱化。傳感器作為實現機器人感知與交互的核心部件，其需求將隨產業擴張和技術迭代持續攀升，而具備技術優勢的國內企業有望在該領域占據先機，受益標的：柯力傳感、漢威科技、華培動力、安培龍、蘇州固锝、奧比中光、瑞芯微、芯動聯科等。風險提示：下游需求放緩、技術導入不及預期、客戶導入不及預期、貿易摩擦加劇Q1人形機器人具有哪些傳感器？1.1.人形機器人傳感器的概念傳感器是機器人感知物理世界的窗口，也是機器人邁向智能化的基礎。機器人在智能化發展過程中，不斷對感知、交互、運動和控制等多個模塊提出更高要求，而傳感器在這些模塊中發揮著重要作用。圖1：傳感器的組成資料：知網，東興證券研究所傳感器機械臂、雙足或微處理器、計算機或神經網絡處理分析輪子等移動裝置或加熱/制冷設備等非移動裝置執行相關工作感知環境，獲取關于周圍世界的信息感知決策執行1.2.人形機器人傳感器發展目標2023年11月2日，工業和信息化部印發《人形機器人創新發展指導意見》指出，想要讓機器人智能化、類人化，需要聚焦人形機器人專用傳感器，面向復雜環境感知需求，突破視、聽、力、嗅等關鍵技術，形成人形機器人專用傳感器產品譜系。開發高分辨率和具有多點接觸檢測能力的仿人電子皮膚（觸覺傳感器）開發集成高精度仿生眼與類腦處理算法的視覺傳感器推出寬頻響、高靈敏的仿生聽覺傳感器推出高靈敏檢測多種氣體的仿生嗅覺傳感器1.3.視覺傳感器視覺傳感器是具有圖像采集處理、數據傳輸能力的功能專門化嵌入式視覺系統，可實現目標識別定位、尺寸測量、缺陷檢測、條碼識別等功能，其低成本、小型化、開放式接口、簡單易用等優點使其成為機器人應用的必然發展趨勢。圖2：奧比中光視覺傳感器體系奧比中光在投資者關系活動中表示，目前市面上主流的人形機器人視覺方案為使用3D結構光相機、iToF相機或同時使用3D結構光及iToF相機。3D結構光相機方案宇樹的G1以及傅利葉智能的GR-1全球知名人形機器人公司Sanctuary

AI的PhoenixiToF相機方案以及騰訊的小五資料：奧比中光2024半年報、東興證券研究所3D結構光+iToF星塵智能的S11.4聽覺傳感器人形機器人的聽覺傳感器主要為麥克風，包括聲音接收器、信號處理器和音頻處理軟件等部分。語音識別:建立人和機器之問的對話。通過模式識別技術識別未知的輸入聲音,通常分為特定話者和非特定話者兩種方式,特定語音識別是預先提取特定說話者發音的單詞或音節的各種特征參數并記錄在存儲器中,后者為自然語音識別。聲檢測型：主要用于測量距離等。由于超聲波傳感器處理信息簡單、成本低、速度快,廣泛的被應用于機器人聽覺傳感器圖3：優必選人形機器人技術機器人的聽覺功能通過聽覺傳感器采集聲音信號,經聲卡輸人到機器人大腦。機器人擁有了聽覺,就能夠聽懂人類語言,實現語音的人工識別和理解資料：優必選官網、東興證券研究所1.5.力傳感器圖4：坤維科技力傳感器人形機器人的力傳感器主要為力矩傳感器，其可以在各種旋轉或非旋轉機械部件上對扭轉力矩感知進行檢測，將扭力的物理變化轉化為精確電信號的一種傳感器，為機器人的力控和運動控制提供了力感信息，從而對完成一些復雜、精細的作業，實現機器人智能化其著重要作用。圖5：力傳感器分類0

0年資料：機器人技術與應用公眾號、東興證券研究所資料：坤維科技公眾號、東興證券研究所1.6.觸覺傳感器圖6：帕西尼多維觸覺人形機器人大多被排列成矩陣組成陣列觸覺傳感器，空間分辨率可達毫米級，接近人類的皮膚，因而被稱為“電子皮膚”。可覆蓋于人形機器人三維載體表面，實現與環境接觸力、溫度、濕度、震動、材質、軟硬等特性的檢測，是人形機器人實現類人觸覺的關鍵。限于批量化生產技術的限制，柔性觸覺傳感器/電子皮膚仍處于起步階段，且國內廠商柔性觸覺傳感器產品性能與國外存在一定差距，主要應用在消費電子領域，在人形機器人領域的應用處于驗證階段。代表廠商如帕西尼亦推出了多維觸覺傳感器、消費級觸覺傳感器、觸覺靈巧手等相關產品。20

7年圖7：帕西尼多維觸覺手資料：帕西尼官網、東興證券研究所1.7.主要人形機器人傳感器——MEMS傳感器技術簡介圖8：MEMS傳感器再人性機器人產品的應用MEMS傳感器是一種集成了微型機械、電路、傳感器及控制器的復雜系統,

具備微米甚至納米級尺寸,

在靈敏度、響應速度、尺寸和成本方面具有獨特優勢。MEMS傳感器廣泛應用于壓力、溫度、加速度、角速度、力、扭矩和流量等物理量的測量,并在汽車、電子、工業自動化及機器人等領域發揮著重要作用。在機器人領域,MEMS傳感器具有至關重要的作用。資料：MEMS、東興證券研究所Q2人形機器人大概需要多少傳感器?2.1.傳感器是機器人的重要組成部分成本占比約30%以特斯拉的人形機器人為例，一臺人形機器人需要1套視覺傳感器、1套位置傳感器、14個一維力矩傳感器、14個一維壓力傳感器、

4個六維力矩傳感器、10個MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem，微機電系統）觸覺傳感器（手指部位）、1套薄膜傳感器。目前傳感器方面的整體趨勢是向多維度、高精度、高集成度、高延展性方向發展，高維力矩傳感器和高維觸覺傳感器是傳感器方面的當前研究重點。傳感器成本占比約為30%。以特斯拉Optimus為例，當前整體BOM成本為42.08萬元，傳感器是價值占比最大的環節，成本達12.86萬元，占比約為30%。圖9：特斯拉人形機器人資料：珠海先進集成電路研究院、東興證券研究所Q3人形機器人傳感器具有哪些機遇與挑戰?3.1.人形機器人有望接力成為顛覆性產品《人形機器人創新發展指導意見》文件指出，人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，發展潛力大、應用前景廣，是未來產業的新賽道。2025年2027年人形機器人創新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。人形機器人技術創新能力顯著提升，形成安全可靠的產業鏈供應鏈體系整機產品達到國際先進水平，并實現批量生產，在

特種、制造、民生服務等場景得到示范應用，探索形成有效

的治理機制和手段。構建具有國際競爭力的產業

生態，綜合實力達到世界先進水平產業加速實現規模化發

展，應用場景更加豐富，相關產品深度融入實體經濟，成為重要的經濟增長新引擎培育2-3家有全球影響力的生態型企業和一批專精特新中小企業，打造2-3個產業發展集聚區，孕育開拓一批新業務、新模式、新業態。3.2.人形機器人傳感器水平亟待提升力傳感器MEM傳感器觸覺傳感器到2025年，完成人形機器人系列化力傳感器的設計與制造，滿足驅動關節、手指、足底等肢體末端力測量需要，并在人形機器人上開展實際應用。傳感器采用低成本、高性能的設計，精度達到0.5%FS，響應時間優于到2025年，完成高性能、低成本的MEMS傳感器研制，具有較強的抗振動和抖動性能，俯仰角和橫滾角靜態精度為0.1°，零偏穩定性（1σ，10s平滑）不低于0.3°/h，MEMS姿態傳感器具有強的魯棒性和智能穩定算法。到2025年，完成小體積高可靠性高穩定性的手部觸覺傳感器研制，實現指尖、指腹和掌面部位傳感器陣列密度1mm×1mm（厚度≤0.3mm）；力檢測范圍0.1N/cm2~240N/cm20.03s，具有智能信息采集與處理能力，提升力傳感器的智能化水平。(10g/cm2~24kg/cm2)±5%；最小檢測力10g。3.3.人形機器人傳感器國產化任重道遠傳感器作為現代信息技術的支柱之一，各國都投入大量資源予以支持。其中，美國、日本、德國的市場份額合計占到近七成，而我國起步較晚、技術積累有限，與世界領先水平存在一定差距。但近年來，國家出臺了一系列政策支持國內傳感器產業的發展，政策重點聚焦在加快推進基礎理論、基礎算法、裝備材料等研發突破與迭代應用。在此大背景下，中國消費類電子的傳感器，在市場的拉動下已經有了很大的進步。在工業領域，任重道遠部分領域已有成功的“”案例和經驗。但高端產品目前卡之路任重道遠，但在市場、政策、技術的多重催化下有望加速前行。情況仍較為嚴重，安全與隱私問題非標混亂的生態亟需調整法規與倫理挑戰法規制定與更新機器人權利與責任核心技術亟待突破和創新硬件未標準化算法存在路徑分歧融合化高性能化低成本化微型化系統安全個人隱私保護物理安全人工智能偏見與歧視數據收集在不同場景中割裂數據泄露風險3.4.行業尚處起步階段，快速迭代發展產業特點價值大壁壘高品類多語產出慢單一傳感器產值低下游應用商資源可復用融合發展，投資并購在國際上，全球傳感器廠商超6500家，而2017-2021年全球傳感器產業有超過200家公司被行業巨頭收購。在國內，傳感器行業以中小企業為主，整體實力較弱，產品同質化嚴重，競爭格局呈現小而散狀態。隨著行業集中度正逐步提高，眾多小規模企業因技術落后、制造水平低下、資金鏈緊張等問題，預計在日益激烈的市場競爭中將逐步被淘汰或者通過被行業同行投資并購，從而進一步提升行業集中度。人形機器人的發展仍處于快速迭代過程中，并未形成定型化和標準化，目前整個行業都處于向前發展的過程中。Q4MEMS傳感器全球市場規模以及競爭格局是怎樣的？4.1.人形機器人市場規模圖10：全球人形機器人均價與市場規模圖11：中國人形機器人均價與市場規模圖12：人形機器人銷量通過測算人形機器人在不同領域的滲透率，GGII預測，2024年全球人形機器人市場規模為10.17億美元，到2030年全球人形機器人市場規模將達到150億美元，2024-2030年CAGR將超過56%，全球人形機器人銷量將從1.19萬臺增長至60.57萬臺。中國在人形機器人賽道的年均增速將高于全球平均水平，2024年中國人形機器人市場規模為21.58億元，到2030年將達到近380億元，2024-2030年CAGR將超過61%，中國人形機器人銷量將從

0.40萬臺左右增長至

27.12萬臺。資料：高工咨詢中國人形機器人產業發展藍皮書，東興證券研究所4.2.智能傳感器市場規模圖13：全球智能傳感器市場規模圖14：中國智能傳感器市場規模中國作為全球最大的電子市場之一，智能傳感器的市場規模也在不斷擴大。2023年中國智能傳感器市場規模為1336.2億元，近五年年均復合增長率達15.96%，高于全球水平。研究院分預測，2024年中國智能傳感器市場規模將達到1551.2億元。資料：研究院，東興證券研究所4.3.中國MEMS傳感器企業競爭格局表1：中國MEMS市場主要競爭企業全球MEMS傳感器代表性企業主要包括博世、博通、TDK、Qorvo、惠普、意法半導體、TexasInstruments（德州儀器）、Skyworks、Honeywell（霍尼韋爾）、Canon（佳能）等。芯動聯科

公司主營業務為高性能硅基MEMS慣性傳感器的研發、測試與銷售公司是全球排名前列的中國半導體設計公司，致力于提供傳感器解決方案、模擬解決方案和觸屏與顯示解決方案，為客戶提供更好的產品與服務。豪威集團歌爾微電子

企業是一家MEMS系列產品生產商，主要產品為MEMS麥克風、壓力傳感器。瑞聲科技

企業是一家MEMS系列產品生產商，主要產品為MEMS麥克風、壓力傳感器。國內MEMS行業正處于“規模擴張”向“質量升級”轉型期。國內MEMS行業近年來快速發展，在產業技術進步和產業規模擴張上都得到了快速提升，產業政策環境持續改善，但由于MEMS傳感器產業在國內起步較晚，尚未形成產業聚集效應，行業基礎、人才儲備、技術積累、產業規模、工藝配套等方面有待提升，與國外的領先企業相比仍存在差距。在MEMS傳感器行業面臨全球范圍內充分競爭的背景下。目前在MEMS傳感器市場上主要企業有芯動聯科、豪威集團、歌爾微電子、瑞聲科技、華潤微等。華潤微是中國領先的擁有芯片設計、晶圓制造、封裝測試等全產業鏈一體化經營能力的半導體企業，主要生產加速度計、磁力計。華潤微公司是一家專業從事微電子機械系統傳感器研發設計的企業，公司主要有MEMS麥克風、MEMS壓力傳感器和MEMS慣性傳感器三大產品線。敏芯股份美泰電子

企業主要生產慣性傳感器、RF

MEMS。納芯微企業是一家高性能高可靠性模擬及混合信號芯片公司，主要生產壓力傳感器。矽睿科技是一家MEMS智能傳感器平臺公司，它專注于通過MEMS智能傳感器，為用戶提供智能應用方案和服務。矽睿科技西人馬西人馬是一家芯片IDM公司，具備芯片和傳感器材料合成、設計、制造封裝和測試全方位能力。明縞傳感

企業主要從事MEMS傳感器的研發、設計和生產，并提供相關技術服務。資料：智研咨詢、東興證券研究所4.4.中國MEMS傳感器市場規模圖15：2023年中國MEMS傳感器市場規模示意（億元）94108.72025年中國MEMS傳感器行業市場規模有望達到1550.37億元。中國MEMS傳感器行業市場規模預測中國MENS傳感器市場的起步和發展與中國3C產品（包括計算機、通信和消費類電子產品）及汽車電子產品保持快速增長、全球電子整機產業向中國轉移密切相關。近年來，隨著消費電子、汽車電子產品等下游行業的快速發展，我國MEMS傳感器市場需求旺盛，歷年持續保持快速增長，同時伴隨人形機器人產業正加速發展，2031年中國MEMS傳感器行業市場規模有望達到2583.76億元。599.1275.3消費電子市場規模汽車電子市場規模工業電子市場規模生物醫療市場規模圖16：2025-2031年中國MEMS傳感器市場規模預測（億元）資料：研究院，東興證券研究所Q5人形機器人MEMS傳感器有哪些相關的投資標的？5.與MEMS相關的投資標的臺開發出世界上最小的電阻應變式六維力傳感器，傳感器直徑僅2024高工人形機器人年會上，作為人形機器人國產核心零部件品牌商，坤維展示了人形機器人方向的力傳感器產品。其中包括機器人腕部、踝部六維力傳感器、機器人關節扭矩傳感器及指端壓力傳感器。目前，坤維高精度機器人智能六維力傳感器已為多個人形機器人品牌提供定制化力控解決方案。柯力傳感連續

14年保持力學傳感器國內市場占有率第一，六維力/力矩傳感器已完成人形機器人手腕、腳腕，工業臂、協作臂末端的產品系列開發，掌握了結構解耦、算法解耦、高速采樣通訊等技術要點，并已給多家國內協作機器人、人形機器人客戶送樣，通過自研和外延式投資并購，布局力學、電量、光纖測溫、氣體、流量、光幕等十多種傳感器9.5mm，感知精度可達

0.01N和0.001N.m。成功開發了

IP67防護級別的六維力傳感器，該傳感器在高防護性能下而不損失傳感器的性能和分辨率，使得六維力傳感器不懼在潮濕環境及水下被使用圖18：鑫精誠最小六維力傳感器圖17：坤維科技獲獎資料：公司官網，東興證券研究所資料：鑫精誠傳感器官網，東興證券研究所資料：坤維科技公眾號，東興證券研究所5.與MEMS相關的投資標的圖20：人形機器人TORA-ONE帕西尼開發了業內首款多維觸覺+AI視覺雙模態靈巧手DexH13，靈活運動，輕松實現精細化操作。語言學習平臺圖19：帕西尼靈巧手DexH13人形機器人TORA-ONE的雙臂集成了近2000個自研的ITPU多維觸覺傳感單元，能夠實現對物體的精準識別和抓取。采用的VTLA-Model視觸覺多模態感知模型，使得TORA-ONE能夠實現對物體6D位姿的識別與抓取，進一步提升了其操作精度和效率資料：帕西尼官網，東興證券研究所漢威科技已經構建了穩定的納米敏感材料體系，掌握了柔性壓阻、柔性壓電、柔性電容、柔性汗液四大核心技術，由其研發的柔性微納傳感器是一種基于高靈敏柔性納米敏感材料實現具有人類皮膚感知功能的超薄柔性電子傳感器件，實現了在消費電子、健康醫療、IOT等戰略新興產業中的廣泛應用資料：各公司官網、公眾號，東興證券研究所5.與MEMS相關的投資標的公司利用多年深耕汽車傳感器業務的優勢，切入機器人傳感器賽道，通過并購+自主研發等方式布局磁編碼器、MEMS壓力傳感器、六維力矩傳感器等多款傳感器，部分產品將逐步送樣各人形機器人企業。目前公司已有車規級MEMS壓力芯片和硅應變計的自主設計及封裝測試的能力，尋求從玻璃微熔MSG高壓壓力傳感器向六維力矩傳感器延展的研發突破。公司是目前國內唯一自產力傳感芯片的公司，可以和公司的力傳感器高度擬合，公司下屬芯片公司與傳感器部門高度協同，具有領先的設計和成本優勢。目前公司下屬子公司盛美芯車規級MEMS壓力芯片已實現量產縣已有小批量供貨，能應用于人形機器人領域。深圳安培龍現已組建了專門的力傳感器研發團隊，主要聚焦于機器人力控傳感器的研發，并已在積極布局相關領域的技術研究、市場拓展以及專利申請。截至目前，公司用于機器人場景的單向力傳感器及力矩傳感器已開發完成，正在進行客戶技術對接及樣品交付驗證中。公司六維力傳感器目前正處于樣品研發的階段，尚未實現交付。公司管理層會密切關注人形機器人產業發展動態，積極評估市場需求，持續加大研發投入，為機器人行業提供安全、可靠的力傳感器產品及解決方案，滿足下游用戶需求圖21：安培龍曲軸箱通風壓力傳感器（左）圖22：安培龍壓差壓力傳感器（右）蘇州固锝旗下的蘇州明皓前身為美國明銳光電，在MEMS-CMOS三維集成制造方面擁有130余項專利，IMU產品性能指標國內領先，已實現頭部機器人廠商送樣，實現小批量量產，有望成為除三花、拓普、鳴志外的第四個tier1廠商。資料：各公司官網、東興證券研究所5.與MEMS相關的投資標的公司2024上半年推出的Gemini

335和336系列全場景雙目3D相機，兼顧高可靠性、高性能、高性價比和易用性，能夠在不同光照條件和復雜多變的動態環境中穩定輸出高質量深度數據，可滿足各類人形機器人在室內外復雜場景下執行視覺應用。目前公司已就