传感器在机器人感知中的核心地位 [page::0][page::1]

• 人形机器人区别于工业机器人，需实现多模态感知（力觉、视觉、听觉、触觉等）以适应复杂动态环境。

- 传感器与算法融合促使机器人形成感知-决策-执行闭环，推动感知能力飞跃。

传感器方案与市场规模预测 [page::2][page::3]

• 传感器分为“内部”（位置传感器、编码器）和“外部”（视觉、力觉、触觉）两类，外部传感器未来增配潜力较大。

- 基于35万台人形机器人产量假设，2030年传感器市场空间预计达119亿元，2024-30年复合增长率达60%。

力传感器技术解析及产业链格局 [page::3][page::4][page::5]

• 力传感器分为一维、三维、六维力传感器，六维力传感器因可全面感知力和力矩，应用于复杂作业场景如手腕和脚踝。

- 国内六维力传感器市场中，美国ATI公司占领先地位（22.4%份额），下游工业自动化是最大应用，且人形机器人增速最快，六维力传感器销量2023年同比增150%。

电子皮肤技术与市场空间 [page::8][page::9][page::10][page::11]

• 电子皮肤融合多模态柔性触觉传感，提供更丰富的感知信息，是触觉传感器的未来方向。

- 压阻式电子皮肤现为主流技术，产业链上游基底材料和功能材料为核心壁垒，全球高端产能被少数厂商占据。

• 2030年人形机器人触觉传感器市场空间预计约5亿元。

IMU惯导技术现状与发展趋势 [page::12][page::13][page::14]

• IMU是机器人动态平衡的核心传感器，分为战略级、导航级、战术级和消费级，MEMS技术路线最为主流。

- 上游惯性器件技术壁垒高，市场集中度高，国产厂商尚处发展阶段。

• 预计2030年惯导IMU市场空间达11亿元，单机搭载IMU数量将增加至6个。

视觉传感器方案与市场空间 [page::15][page::16][page::17]

• 视觉方案分为特斯拉主导的2D多摄像头+大模型算法与国内多采用的多模态3D视觉（立体视觉、ToF、结构光等）。

- 视觉传感器产业链成熟，硬件成本约占45%，软件算法占35%。

• 预计2030年视觉（含激光雷达）市场规模24亿元，2D方案渗透率受3D方案挤压持续下降，3D方案渗透率稳定提升。

市场风险提示 [page::17]

• 人形机器人商业化不及预期将直接影响传感器需求。

- 传感器技术升级与成本下降速度若不及预期，可能制约整体行业发展。

• 产业链依赖进口核心材料及设备带来一定风险。

中金《人形机器人传感器 高价值量、高壁垒的感知环节》研究报告深度分析

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1. 元数据与报告概览

• 报告标题：人形机器人传感器 高价值量、高壁垒的感知环节

- 作者：王梓琳，孟辞等

• 发布机构：中金公司研究部

- 发布日期：2025年6月25日

• 主题：聚焦人形机器人传感器领域，特别是传感器核心环节的类型、产业链格局、技术路径与市场空间预测。

核心论点：人形机器人作为开放动态环境中的智能执行主体，对于多模态传感器的感知能力需求极高，传感器是人形机器人"感知-决策-执行"闭环系统中的关键基础模块。未来随着人形机器人的商业化推广，传感器市场空间将迎来快速增长，预计2030年相关市场规模高达119亿元，年复合增长率约60%。其中，力传感器、电子皮肤、惯导IMU及视觉传感器均具备高成长潜力。报告将详解各类型传感器的技术特点、产业链结构及未来趋势，并指出潜在风险。

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2. 逐节深度解读

2.1 传感器核心价值与分类（第0-1页）

• 感知能力是人形机器人的“感知-决策-执行”系统核心。区别于传统工业机器人，人形机器人面临更复杂、人类式交互的环境，因此必须具备多模态、高实时性、高精度的感知能力。[page::0,1]

- 主要传感器品类：
- 力传感器：价值量占比最高，关键用于末端执行器感知，涵盖一维、三维和六维力传感器。六维力传感器在手腕、脚踝等关键关节的应用，定会提升机器人末端操作的精度与灵巧性。
- 电子皮肤：作为柔性触觉传感器，补充力传感器能力，覆盖手指尖等接触复杂度高部位，未来有望向全身广泛扩展。
- IMU（惯性测量单元）：航天、汽车等领域成熟应用，关键实现机器人动态平衡，预计人形机器人搭载数量持续增长。
- 视觉传感器：业界方案多元，2D和3D技术路线共存，尚未收敛，但3D视觉具备显著空间信息优势。[page::0]

图表（图1）形象展现人形机器人多种传感器分布，视觉、听觉、力觉、触觉等多模态融合是实现复杂环境感知的基础。[page::1]

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2.2 传感器方案及市场空间测算（第2-3页）

• 传感器分类：内部传感器（位置、速度传感器如编码器）沿用工业机器人成熟技术，主要负责运控反馈；外部传感器（视觉、力觉、触觉、温度）是智能交互核心，增配潜力大。[page::2]

- 传感器市场空间假设：基于2030年全球35万台人形机器人预测，传感器市场空间预计达到119亿元，2024-2030年复合增长率约60%，各类传感器均贡献显著份额，以力传感器为主。[page::2]

• 六维力传感器：

- 介绍不同维度力传感类型：一维测单方向，三维测三向力，六维同时测三向力与三个力矩。
- 六维力传感器为协作和高端人形机器人关键组件，提升末端灵巧度且适应复杂作业环境。
- 产业链上游核心材料集中在弹性体和应变片（成本占40%），中游为传感器加工制造，美国ATI公司位居领先，拥有约22.4%市场份额，整体行业集中度较高。
- 下游以工业自动化为主要应用场景，人形机器人需求快速增长，2023年相关六维力传感器销量同比增150%以上，显著高于其他领域。[page::3,4,5]

图表3和图表6分别展示预计市场规模的巨大扩展（2024年数亿元级至2030年破百亿元）及我国六维力传感器出货量的持续增长趋势，见图3和图6。[page::3,5]

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2.3 六维力传感器制造工艺（第6-7页）

• 六维力传感器生产工艺复杂：

- 关键流程包括弹性体的机械加工（设计形状降低耦合），贴片（敏感元件安装，当前多为人工操作）及高复杂度的多维力标定（依赖非标设备与算法开发）。
- 自动化贴片与标定为成本降低和大规模量产的核心难点。

• 市场容量测算：

- 以单机32个力传感器配置（主要为一维），六维传感器渗透率从2024年的20%升至2030年55%；单价随规模效应逐年下降。
- 力传感器市场到2030年测算空间约79亿元，占整体传感器市场的主导位置。[page::6,7]

图表8清晰展示了应变式力传感器的制造工艺流程，凸显工艺复杂度和环节繁多，技改空间巨大。[page::7]

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2.4 电子皮肤：触觉传感的新未来（第8-11页）

• 技术层面：电子皮肤是一种集成多模态触觉的柔性触觉传感系统，兼具力、温度、湿度等多维度传感能力，提高机器人对环境的感知灵敏度和细致度，接近人类皮肤的功能。[page::8]

- 技术路线：
- 压阻、电容、压电、光电、磁电及超声等多种技术比较，压阻式因覆盖面广、成本较低，目前占主流，但量产尚待突破。[page::9]

• 产业链结构：

- 上游为柔性基底材料（低碳依赖进口）和功能材料，包括碳纳米管、石墨烯、银纳米线等导电材料。
- 传感器层重点为微型传感器制造，国际高端制造商占据大头（TOP5合计57.1%），国内多处于早期研发阶段。
- 封装层关注耐久性，需满足10万次弯折测试，材料老化是制约瓶颈。[page::9,10,11]

图13展示电子皮肤三层结构与生物皮肤类比，并示意产业链上下游覆盖消费电子、医疗、汽车、机器人等多行业，利于市场扩展。[page::10,11]

• 市场空间测算：

- 假设10颗触觉传感器搭载，触觉传感器渗透率2024年40%，2030年70%，单价由400降至200元。
- 2030年触觉传感器市场空间约5亿元，规模虽不及力传感器，但增长潜力大。[page::11]

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2.5 IMU（惯性测量单元）：平衡控制的“神经中枢”（第12-14页）

• 功能与分类：

- IMU包括加速度计和陀螺仪，实时采集角速度和线速度，用于动态姿态估计与控制。
- 按精度划分为战略级、导航级、战术级和消费级，核心应用差异显著。人形机器人对精度需求相对有限，主要采用战术级及消费级产品。[page::12]

• 技术路线：

- MEMS（微机电系统）技术因小型化、低成本和易批量化优势，成为人形机器人惯导主流方案，市场占比较激光和光纤方案更大。[page::12]

• 产业链及竞争：

- 产业链上游为陀螺仪、加速度计等基础元器件，行业技术门槛高，市场由外资巨头霍尼韦尔、Northrop Grumman等主导（高端产品CR3约67%）。
- 中游为模组组装及系统集成商，下游涉及航天、汽车、消费电子等广泛领域。[page::13]

• 工艺流程包括MEMS芯片制造（光刻、刻蚀等半导体工艺）、模组组装（金线键合、封装）、高精度校准测试及系统算法融合。[page::14]

- 市场空间：
- IMU单机搭载数量从3个提高至6个，单价从1000元逐步降至530元，下游需求推动市场空间到2030年约11亿元。[page::14]

图16与18分别描绘产业链图示和市场空间规模预测，呈现出市场空间显著增长趋势。[page::13,14]

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2.6 视觉传感器：机器人的“眼睛”（第15-17页）

• 技术类别：

- 2D视觉方案代表为特斯拉，利用多路摄像头+大模型算法实现；3D视觉方案则融合立体视觉、ToF、结构光、激光三角法等技术，强调空间坐标信息。
- 3D视觉在深度精度、空间感知方面优势明显，且目前结构光、ToF和立体视觉销量占比超90%。

• 产业链构成：

- 上游涵盖光源、镜头、图像传感器（外资品牌主导）、工业相机等硬件与视觉算法软件。
- 中游为设备制造与系统集成，下游涵盖多行业应用如消费电子、汽车、机器人等。[page::16]

• 市场测算：

- 人形机器人2024年2D视觉渗透率约35%，此后逐年下滑，3D视觉对应渗透率逐年上升。
- 激光雷达搭载率接近43%，并持续提升。
- 假设单价2D摄像头约1000元，3D摄像头约2500元，激光雷达约4000元，预计2024-2030年价格持续下降。
- 合计视觉传感器市场空间2030年约24亿元，规模最大的是视觉模块。[page::15,16,17]

图表19与21详细列举3D视觉成像技术的性能对比与未来渗透趋势，体现技术路线和市场走向清晰。[page::15,17]

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2.7 风险提示（第17页）

• 商业化推广不及预期：人工智能技术突破受限、成本无法有效下降或用户采纳不足将直接影响传感器需求。

- 传感器技术升级滞后：小型化、智能化及环境适应性未能实现突破将制约高端感知能力。

• 成本控制困难：高昂传感器成本（力传感器、触觉传感器）若难以大幅下降，导致整体机器人成本居高不下，影响终端市场拓展。[page::17]

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3. 图表与数据深度解读

• 图1（人形机器人传感器一览图）：细分视觉、听觉、力觉、触觉传感器，系统化展示机器人多模感知结构，突显传感器与控制系统间的数据流关系。[page::1]
• 图3（传感器市场规模预测）：从2024年蓝色至2030年，力传感器市场规模由不足10亿飙升至超79亿，视觉传感器和IMU也快速增长，显示市场巨大的成长空间及传感器的价值量分布特征。[page::3]
• 图6、图7（六维力传感器及协作机器人出货量）：有效展示六维力传感器出货量在持续大幅提升同期，协作机器人销量增长趋势彰显下游需求扩张，六维感应器渗透率体现市场潜力。[page::5,6]
• 图8（力传感器工艺流程）：揭示制造过程中的复杂性和技术难点，包括弹性体打磨、贴片、老化和标定，这些环节均对产品性能和成本有关键影响。[page::7]
• 图10、11（电子皮肤传感技术对比）：展示柔性传感器相较刚性传感器在可拉伸性、贴合性与制造速度方面显著优势，压阻式技术动态范围大但量产尚未成熟，技术多样但各有利弊。[page::8,9]
• 图13（电子皮肤产业链与结构示意）：类比生物皮肤多层结构，突出不同材料和工艺层级对电子皮肤整体性能的决定性影响，产业链涉及上游功能材料及下游多行业应用。[page::10,11]
• 图16（IMU产业链图）：详细划分上下游企业和产业结构，国际主导厂商包揽上游核心陀螺仪与加速度计，场景应用广泛。[page::13]
• 图18（IMU市场空间测算）：展示搭载数量走高与单价下降的双重驱动，市场空间有望增至11亿元以上，结合行业应用的详细解析，传达IMU增长潜力。[page::14]
• 图19（3D视觉技术性能对比）：四种3D视觉技术细致列出各项性能指标（探测距离、深度精度、响应时间等），结构光高精度但校准成本高，ToF反应快且低光性能好，帮助理解技术选择权衡。[page::15]
• 图21（视觉传感器未来市场空间预计）：通过渗透率、单机搭载量及价格变化模拟，显示2D路径下降、3D和激光雷达持续增持的趋势，整体视觉传感器市场规模斜率显著。[page::17]

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4. 估值与市场空间总结

本报告核心以市场空间测算为主要“估值”角度，通过结合销量预测（如35万台人形机器人）和单机传感器搭载量、渗透率及价格假设，详细推算了力传感器（79亿）、触觉传感器（5亿）、惯导IMU（11亿）、视觉传感器（24亿）及总计119亿元的市场规模。各子模块均参考了实际企业方案与行业数据，结合成本下降曲线体现技术发展动态。[page::2,3,7,11,14,17]

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5. 风险因素评估

• 商业化风险：核心在于人工智能技术突破能否满足复杂感知和决策要求，成本能否持续下降，以及下游用户对人形机器人的实际采纳程度。[page::17]
• 技术升级风险：传感器领域技术迭代需要满足小型化、智能化、实时性和强环境适应性，高精度、高低功耗等需求不断提升，若研发突破受限，将影响供应链整体增长。
• 成本风险：传感器成本居高不下，尤其是触觉和力传感器，量产规模和制造工艺的成熟度是控制成本的关键。如果成本不降反升，将显著打击人形机器人整体经济性。[page::17]

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6. 批判性视角

• 报告对于市场空间预测较为乐观，基于较高的销量假设（35万台）和多项成本下降预期，这需要依赖行业整体快速成熟和技术垂直突破，存在一定不确定性。

- 六维力传感器渗透率假设显著提升，但其高制造难度及替代技术存在，需谨慎关注工艺革新的推进速度。

• 触觉传感器以电子皮肤为核心，其材料依赖进口且制造工艺复杂，短期内大面积铺开仍面临壁垒。

- IMU市场被外资垄断，国产替代与技术自主化进程对供应链安全和成本控制至关重要，报告中对此提及有限。

• 视觉传感器方面，虽然2D到3D转变趋势清晰，但实际产品集成、算法适应性等存在多种技术路线，可能导致行业整合周期延长。

整体报告立足产业链深度和多维技术测算，严谨明晰，但考虑到人形机器人处于早期爆发期，供应链突破与市场需求真实释放仍具相当不确定，未来研究应持续关注技术验证和下游应用进展。

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7. 结论性综合

本报告系统细致地梳理了人形机器人主要传感器品类——力传感器、电子皮肤、IMU和视觉传感器的技术路径、产业链格局、市场容量及未来成长空间。通过大量基于企业方案、行业数据和技术参数的定量测算，披露了整个传感器行业的高价值量和高技术壁垒特征，以及与机器人具身智能紧密关联的发展趋势。

报告提出，随着人形机器人商业化加速渗透，预计2030年传感器市场规模达到119亿元，年均复合增长率达60%。其中，力传感器凭借在机器人末端的关键作用，将保持最大的市场份额（79亿元）。电子皮肤作为触觉的未来形态，具备变革潜力。IMU和视觉传感器作为机器人动态控制和平面三维环境感知的神经系统与眼睛，其价值空间持续扩张。

产业链保持高度集中，上游核心材料和高端元器件被少数国际巨头主导，国产替代需时间推进。制造工艺复杂，尤其是六维力传感器的多维标定技术和电子皮肤的柔性材料封装，是行业降本提效的关键突破口。

同时，报告谨慎强调潜在风险，包括商业化节奏不及预期、传感器性能升级滞缓及成本降低压力，是影响整个传感器市场扩容的主要制约因子。

综上，报告以翔实的产业链解析和市场测算向投资者描绘了人形机器人感知领域的增长蓝图，传递了“传感器作为人形机器人高价值、技术壁垒环节”的核心判断，具备较强的前瞻指导意义。[page::0-17]

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备注：关键引用页码

• 绝大多数核心数据、预测均出自第0-17页内容，图表结合文本恰当支持结论。

- 技术路线及产业链结构图解主要来自第1、4、9、10、13和16页。

• 市场空间详算见第3、7、11、14、17页。

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本分析系统覆盖了该份中金公司关于人形机器人传感器产业的研究报告的所有核心内容，兼顾技术、产业链、市场及风险，有助于投资机构、技术研发及行业决策者全面把握人形机器人感知环节的发展趋势和价值潜力。

报告