【巨头纷纷入局人形机器人，传感器产业迎来发展机遇期】
2023年 8 月 9 日，三星宣布将于 10 月份的三星技术日推出“半导体人形机器人”计划，三星电子系统 LSI 部门总裁 Park Yong-in 预计将发表主题演讲，概述人形机器人进展和商业化战略。这是继特斯拉、谷歌、微软布局人形机器人领域后，又一科技巨头入局这一领域。
据了解，三星的“半导体人形机器人 ”预计除了力控、速度、加速度等感知外，还将具有嗅觉、味觉等人类感官功能，人形机器人传感器种类进一步增多。
随着人形机器人技术进步与量产将带动传感器数量快速增长。一方面，人形机器人功能逐步完善有望带动单机传感器数量逐步增多。另一方面，人形机器人量产后，销量提升也有望推动传感器总体需求规模提升。
【人形机器人持续推进，力学传感器与编码器迎来发展机遇】
2022年9月，特斯拉推出 Optimus(擎天柱)原型机， 目标价低于 2 万美元，相比传统工业机器人，未来人形机器人将拥有比汽车更大的市场空间，因为人形机器人理论上可以完成所有人类进行的非标任务。
根据券商研报近日指出，力传感器与编码器是人形机器人的核心部件，其中力传感器感知并度量力，在人形机器人关节上具有应用，编码器可测量旋转角度与速度，可通过伺服系统应用于人形机器人中。从竞争格局来看，高端编码器与多维力矩传感器由于技术壁垒较高，国内可量产的企业较少。
据了解，力矩传感器又称为扭矩传感器，可对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测，能够将扭力的物理变化转换成精确的电信号，具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。
按照测量维度，力传感器可以分为一至六维力传感器。六维力传感器是目前维度最高、力觉信息反馈最为全面、难度最大的力觉传感器，最早应用于航空航天市场，后逐步应用于打磨、铣削、焊接及装配场景的工业机器人以及对传感性能要求更高的协作机器人，一台进口的六维传感器价格接近国内一台协作机器人的价格。
力矩传感器大量应用于高性能汽车领域，作为工业自动化领域的重要支柱，扭矩传感器将会在未来的工业互联网、无人工厂和新型机器人产业中发挥极其重要的作用，预计2025年国内力矩传感器市场规模能够达到282亿元。
编码器是测量位移、角度的高精度传感器。编码器是集光、机、电、算技术于一体的高精度位移传感器，可将机械运动转换为电信号输出。
编码器基于莫尔条纹与光电转换原理工作，当电动机旋转时，光栅盘与电动机以相同速度旋转，光栅盘与固定光栅发生相对位移，产生莫尔条纹，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
编码器主要应用于电梯产业、机床、电动机、食品和包装等领域，预计 2028年全球编码器市场达 67 亿美元，结合伺服电机的市场规模，预计 2022 年全球编码器市场空间为 115 亿元，7.4 亿美元，2022-2028CAGR 为 9.9%!高精度编码器依然依赖进口，国产替代逐步推进。
【人形机器人功能逐步增多，嗅觉传感器国产替代广阔】
机器人嗅觉技术是通过模拟人的嗅觉和呼吸系统(电子鼻)，对空气中的化学物质进行快速检测，以识别气体的类型、浓度等信息，常见的传感器类型为气体传感器。
气体传感器的工作原理是借助敏感材料(氧化锌、氮化硅等)与气体分子进行物理、化学反应，引起电学性质(电阻、电流、电压、光吸收等)发生变化，从而将气体的类别、浓度等信息转化为电信号并进行传输。
按照技术原理，气体传感器可分为半导体气体传感器、催化燃烧气体传感器、电化学气体传感器、光学气体传感器、超声波气体传感器、光电离子探测气体传感器等。
气体传感器广泛应用于智能家具、汽车电子、消费电子、工业过程、环境监测、 可穿戴设备、医疗等行业，随着智慧工业、智能家居、环境监测等物联网场景需求剧增，应用范围逐步扩大。
受益于下游景气度提升，气体传感器市场规模有望保持快速增长。MordorIntelligence 数据显示，全球气体传感器市场规模预计将由2023年的13.9 亿美元增长至 2028 年的 22.8 亿美元，复合增长率达到 10.40%。当前气体传感器企业主要集中于美国、日本和欧洲等地，国外企业占据中高端气体传感器市场较大份额。
Yole Development 数据显示，2020 年全球气体传感器 44%的市场被博世 (Bosch)、 德尔福(Delphi)、特殊陶业(NGK-NTK)三家外资厂商占据，国内龙头企业汉威科技及子公司炜盛电子仅占全球气体传感器市场的 4%。随着国内人形机器人等相关产业发展及传感器技术进步，未来国产替代进程有望加快。
国内气体传感器公司包括汉威科技、华工科技、四方光电、南华仪器等，其中汉威科技是国内最早从事气体传感器研究、生产的厂家之一，可检测气体300余种，公司产品占国内气体传感器市场数量的 70%。
据此，我们认为，随着人形机器人产业的推进，应用传感器的品类、数量将实现双增，传感器作为人形机器人的重要部件，相关细分链条有望迎来快速发展。在国产替代背景下，行业龙头有望率先受益!
参考资料：
开源证券-行业点评报告：高精度传感器国产替代加速，关注驱动力传感器与光通信探测器发展机遇
-230626.pdf
开源证券-机械设备行业周报：巨头纷纷入局人形机器人，传感器迎来发展机遇期-230814.pdf
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