六维力传感器是人形机器人完成类人精细操作的核心传感器,也是力觉传感中技术难度最大、价值量最高的品类。平安证券报告指出,2030年全球人形机器人力传感器市场规模预计达328亿元(CAGR 138%),其中六维力传感138亿元(CAGR 134%)。当前中国六维力传感市场国内厂商市占率仅21.7%,国产替代空间广阔。柯力传感、昊志机电等上市公司已率先取得突破。本文从市场规模、技术壁垒、竞争格局三个维度分析六维力传感的国产替代机遇。
市场爆发:2030年力传感器市场328亿,六维力传感138亿
人形机器人放量将驱动力传感器市场爆发式增长。根据GGII数据,全球人形机器人力传感器市场规模预计从2024年1.79亿元增长到2030年328.06亿元(CAGR 138%),其中六维力/力矩传感器从0.85亿元增长到138.40亿元(CAGR 134%)。六维力传感在力传感器市场中占比约42%,是价值量最高的力传感器品类。人形机器人中,六维力传感器主要用于手部力控和脚部力控,助力机器人实现复杂的力控操作、行走平衡以及安全控制;颈、肩、肘、膝等关节则需搭载力矩传感;臂、腿线性执行器需要力传感。单台人形机器人对六维力传感器的需求量为2-4个(手腕+脚腕),单台价值量可达数千至数万元,是人形机器人感知系统中价值量最高的单一传感器品类。
技术壁垒:六维力传感是力传感器中难度最大的品类
六维力传感器能提供X、Y、Z三个方向的力以及Mx、My、Mz三个维度的力矩信息,是维度最高的力传感器,同时技术难度最大。六维力传感器面临的核心技术挑战:非线性力学特征明显,需考虑多通道信号的温度漂移、蠕变、交叉干扰等问题;数据处理的实时性要求高;六维联合加载标定极为复杂。六维力传感需攻克的三大核心技术:结构设计(决定传感器刚度、灵敏度、抗过载能力)、标定系统(六维联合加载标定设备和解耦算法)、解耦与补偿算法(消除各维度间的交叉干扰)。根据传感元件不同,六维力传感器分为应变片式(主流,性能均衡)、光学式(可靠性高、抗电磁干扰)、压电/电容式(高灵敏度、高频响),当前以应变片式为主,后续呈多元化发展趋势。
竞争格局:国产厂商市占21.7%,进口替代空间广阔
2023年中国六维力传感市场呈现“外资主导、国产追赶”的格局。Top10市占率接近70%,其中国内厂商有三席——宇立仪器、蓝点触控、坤维科技,合计市占率21.7%,其他7家均为外资品牌(ATI、OnRobot、Robotiq等)。国内多家上市公司在六维力传感领域取得突破:柯力传感六维力已完成人形机器人手腕、脚腕、工业臂、协作臂末端的产品系列开发,掌握结构解耦、算法解耦、高速采样通讯等技术要点,已向多家国内协作机器人、人形机器人客户送样;昊志机电六维力传感产品已应用于按摩机器人,并形成批量销售。随着人形机器人市场放量,国内厂商凭借性价比优势和本地化服务,有望在六维力传感这一高价值量品类中持续提升市占率。
投资逻辑:六维力传感是国产替代确定性最高的感知子赛道
六维力传感是国产替代确定性最高的感知子赛道。核心逻辑:价值量最高——单台机器人六维力传感器价值量数千至数万元,是人形机器人感知系统中价值量最高的单一品类;国产替代空间大——当前国产市占率仅21.7%,且外资品牌占据高端市场,国产替代空间广阔;技术壁垒提供护城河——六维力传感需要攻克结构设计、标定系统、解耦算法三大核心技术,先发企业具备技术护城河;头部企业已获验证——柯力传感已向多家客户送样,昊志机电已批量销售,国产技术路线已获初步验证。建议关注柯力传感(六维力传感突破,连续14年力学传感器国内市占率第一)、昊志机电(六维力已应用于按摩机器人并批量销售)。
中国六维力传感市场份额(2023年)| 厂商类型 | 代表企业 | 合计市占率 | 竞争地位 |
|---|
| 外资品牌 | ATI、OnRobot、Robotiq等7家 | 约48% | 主导地位 |
| 国内厂商 | 宇立仪器、蓝点触控、坤维科技 | 21.7% | 追赶态势 |
| 其他 | — | 约30% | 分散 |