人形机器人的稳定行走、精准操控和自主导航离不开MEMS传感器的精密感知。国元证券报告指出，MEMS惯性传感器中的IMU（惯性测量单元）是人形机器人保持平衡及运动控制的关键传感器，可测量三维空间角速度和加速度。全球MEMS惯性传感器市场规模预计从2024年55亿美元增至2029年155亿美元，CAGR达23%，是MEMS传感器中增速最高的细分领域，人形机器人量产将成为核心驱动力。
MEMS传感器：人形机器人的感知神经网络
MEMS传感器可用于测量和感知机器人的加速度、角速度、磁场、光照等环境参数，帮助机器人定位、导航和识别物体。MEMS压力传感器、声学传感器和惯性传感器可应用于人形机器人的重要传感器。MEMS传感器具有低功耗、微型化、智能化、高集成度及大批量生产等特点，能够满足人形机器人对传感器微型化、低功耗及低成本的需求。
据Yole数据，2022年全球MEMS传感器市场规模为140亿美元，2028年有望提升至200亿美元，CAGR为6.1%。其中工业MEMS传感器从25亿美元提升至31亿美元，CAGR达到4%。MEMS传感器在人形机器人中的用量远高于智能手机，单台人形机器人通常搭载10-30颗各类MEMS传感器。
MEMS传感器在人形机器人中的应用场景包括：IMU用于姿态控制和平衡维持；压力传感器用于手部抓取力反馈和足底压力检测；声学传感器用于语音交互和环境声音感知；磁力计用于地磁导航和方向判断。多种MEMS传感器的协同工作构成了人形机器人的感知神经网络。
MEMS惯性传感器（IMU）：人形机器人的“小脑”
MEMS惯性传感器包括MEMS加速度计、MEMS陀螺仪、磁力计和IMU（惯性测量单元）。IMU可测量物体在三维空间中的角速度和加速度，是人形机器人保持平衡及运动控制的关键传感器，可以帮助人形机器人实现姿态控制、平衡维持、导航定位等需求。IMU在人形机器人中的作用类似于人类小脑——实时感知身体姿态变化、计算调整量、输出控制指令。
据DataBridge数据，预计2024年全球MEMS惯性传感器市场规模为55.2亿美元，2029年有望达到155.5亿美元，CAGR达到23%。人形机器人单台通常搭载1-2颗高精度IMU（如Optimus的IMU位于躯干核心位置），随着人形机器人量产放量，IMU需求增速在MEMS传感器各子类中最为显著。
据共研网数据，中国MEMS惯性传感器市场规模从2020年的118.5亿元提升至2023年的178.8亿元，CAGR为14.7%。国内IMU供应商在人形机器人领域的布局逐步深化，部分厂商已进入头部机器人厂商的验证和送样阶段。
MEMS压力传感器：触觉感知的核心器件
MEMS压力传感器可分为电容式、电阻式及压电式，主要集成于机器人的手指或脚部，用于内部压力检测、触觉反馈等作用。在手部，压力传感器感知抓取力度避免损坏物体；在足部，压力传感器检测地面反作用力辅助平衡控制。
据观研天下数据，2023年全球MEMS压力传感器销售额约为21.6亿美元，预计2027年增加至26.4亿美元，CAGR为5%；出货量从2023年的18亿颗提升至2027年的25.4亿颗，CAGR达到9%。量增快于价增反映MEMS压力传感器正从高端应用向中低端应用普及渗透。
中国MEMS压力传感器市场规模增速高于全球。据前瞻产业研究院数据，2021年中国MEMS压力传感器市场规模约为161亿元，2025年有望增加至289亿元，CAGR为15.75%。从下游应用占比变动来看，工业领域占比从2020年的14%提升至2026年的16%，人形机器人是工业MEMS压力传感器增长的重要驱动力。
投资机会：MEMS传感器产业链梳理
国内MEMS传感器相关标的包括：柯力传感沿着机器人力学、触觉、视觉、惯性传感器的主投方向重点突破，六维力/力矩传感器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。奥比中光围绕各类型机器人推出丰富且全面的3D视觉感知方案，可提供3D结构光、IToF、激光雷达等全技术路线3D视觉传感器方案。
纳芯微主要产品包括传感器、信号链和电源管理产品，隔离器为核心产品，人形机器人将带动传感器及主控芯片需求。士兰微功率业务处于快速扩张期，同时也在加大MEMS传感器投入，加快机器人领域的布局。
人形机器人量产后，MEMS传感器的用量将呈指数级增长。以IMU为例，单台人形机器人搭载1-2颗高精度IMU（单价50-200美元），百万台量产规模下对应数亿美元增量市场。建议关注在IMU、压力传感器、触觉传感器等方向具备技术积累和客户突破能力的国内MEMS传感器厂商。
全球MEMS传感器细分市场规模及增速| 细分领域 | 2022/2023年规模 | 2027/2029年E规模 | CAGR |
|---|
| MEMS传感器（总体） | 140亿美元（2022） | 200亿美元（2028E） | 6.1% |
| MEMS惯性传感器 | 55.2亿美元（2024） | 155.5亿美元（2029E） | 23.0% |
| MEMS压力传感器（销售额） | 21.6亿美元（2023） | 26.4亿美元（2027E） | 5.0% |
| MEMS压力传感器（出货量） | 18亿颗（2023） | 25.4亿颗（2027E） | 9.0% |
