国信证券经济研究所报告深入分析了六维力传感器的市场格局与技术壁垒。六维力传感器可同时测量三方向力和三方向力矩，在人形机器人手腕、脚踝部位有望普遍搭载。2023年国产六维力传感器市场份额32.1%（较2020年提升13pct），宇立仪器、蓝点触控、坤维科技为国产品牌领先梯队。核心壁垒在于弹性体结构设计、解耦算法、六维联合加载标定设备（需自研）及贴片工艺。人形机器人量产有望打开百亿级增量空间，国产替代进程加速。
六维力传感器为人形机器人精准力控关键部件
六维力传感器可同时测量空间坐标系中三个方向的力（Fx/Fy/Fz）和三个方向的力矩（Mx/My/Mz），是维度最高的力传感器。在人形机器人手腕、脚踝等关键部位，六维力传感器可提升手部操作精细化与柔性化程度、测量脚踝处力和力矩、提高行走稳定性，实现精准柔顺控制。
核心原理为应变式：载荷→弹性体形变→应变片电阻变化→电桥电压输出→解耦算法得到六维力信息。关键性能指标包括串扰（优秀<1%FS，常见2%FS）、精度（重复性）、准度（与理论真值偏差）、分辨率、过载能力等。国标GB/T33010将力传感器分为0.01-1八个级别，人形机器人揭榜挂帅任务要求精度达0.5%FS、响应时间优于0.03s。当前六维力传感器单价约1-2万元，量产后有望逐步降至1000-2000元。
核心壁垒：结构设计、解耦、标定、工艺四维高门槛
六维力传感器技术壁垒体现为结构设计、解耦算法、标定检测、加工工艺四维度。结构设计方面，弹性体需平衡刚度与灵敏度，十字梁结构应用最广但抗过载能力较差。应变片选择（金属应变片vs硅应变片）影响工艺路线，金属应变片需人工贴片、硅应变片可采用玻璃微熔自动化工艺。
解耦方面，消除维间耦合为核心问题，包括结构解耦（加工难度高、成本高）和算法解耦（线性/非线性，各有利弊）。六维联合加载标定方面，六维力传感器样本空间呈指数增长（同取9个样本点，一维9个，六维53万+），标定设备需厂商自研（无标准产品），涉及空间光学定位、载荷位移补偿等综合技术。
工艺方面，弹性体加工需控制加工应力，贴片当前仍依赖人工（大批量一致性自动化难度高），硅应变片+玻璃微熔工艺可实现自动化贴片，有望成为大批量出货方向。安培龙发明专利详述了玻璃微熔工艺将硅应变片与弹性体连接的方法。
国产份额持续提升，人形机器人打开百亿增量空间
2023年全球六维力传感器市场规模2.25亿美元，中国市场规模2.35亿元。2023年国产六维力传感器市场份额32.1%（较2020年19.1%提升13pct）。国内格局：ATI（外资）约25.6%排名第一，宇立仪器12.2%排名第二，蓝点触控4.8%排名第四，坤维科技4.7%排名第五。宇立仪器在工业机器人磨抛和汽车碰撞测试应用较多，坤维科技准度达0.5%FS（行业普遍2-2.5%FS），已服务近300家客户。
人形机器人领域，预计单台机器人需4个六维力传感器（手腕2个+脚踝2个），百台量产对应数百亿增量空间。优必选已在Walker系列标配4个六维力传感器，特斯拉Optimus Gen2在手腕和脚踝新增六维力传感器。柯力传感已完成人形机器人手腕、脚腕系列开发并给50多家客户送样（部分已批量订单），坤维科技六维联合标定检测系统已具备1.5万台/年产能。
技术路线与产业化趋势
应变式六维力传感器是当前主流（使用量占80%+），其中硅应变片在精度和灵敏度方面优于金属应变片。金属应变片+人工贴片为当前主流工艺（小批量出货），硅应变片+玻璃微熔工艺可实现自动化生产、消除零点漂移、改善稳定性，有望成为大批量量产方向。
未来降本路径：结构优化（弹性体简化设计）、工艺升级（玻璃微熔+自动化贴片）、规模效应（标准化生产）。预计六维力传感器单价将从当前1-2万元降至1000-2000元。国产厂商在人形机器人领域进展较快，柯力传感已布局六维力自动化测试设备及机加工设备，2025年4月已启用并实现全自动化标定检测。
| 排名 | 厂商 | 市场份额 | 特点 |
|---|
| 1 | ATI（外资） | 25.6% | 全球龙头，先发优势明显 |
| 2 | 宇立仪器（国产） | 12.2% | 工业机器人磨抛+汽车碰撞测试 |
| 3 | 其他外资 | 42.3% | - |
| 4 | 蓝点触控（国产） | 4.8% | 竞争力较强 |
| 5 | 坤维科技（国产） | 4.7% | 准度0.5%FS，服务近300家客户 |
