触觉传感器：人形机器人迭代新方向，蓝海市场正在开启

触觉传感器：人形机器人迭代新方向，蓝海市场正在开启 行业评级：增持 分析师：邹润芳 证券执业证书号：S0640521040001 研究助理：闫智 证券执业证书号：S0640122070030 分析师：卢正羽 证券执业证书号：S0640521060001 行业报告：先进制造行业周报 2024年1月15日 中航证券研究所发布证券研究报告请务必阅读正文后的免责条款部分 股市有风险入市需谨慎 重点推荐：鼎泰高科、华中数控、新莱应材、纽威股份、宝明科技、骄成超声、贝斯特、软通动力、天融信、航锦科技、奥特维 核心个股组合：鼎泰高科、华中数控、新莱应材、纽威股份、宝明科技、骄成超声、五洲新春、贝斯特、国茂股份、天融信、软通动力、航锦科技、华伍股份、奥特维、罗博特科、高测股份、捷佳伟创、科威尔、绿的谐波、埃斯顿 本周专题研究：触觉传感器是机器人与外界环境交互的重要元件，使机器人拥有人类触觉。近日，特斯拉发布的OptimusGen-2每根手指搭配触觉传感器，有望引领行业新趋势。触觉传感器按照原理主要分为电容式、压阻式、压电式、磁敏式、光纤式等。据QYResearch数据，预计2029年全球机器人触觉传感器市场空间将达到4.3亿美元，2022-2029年CAGR达10.2%。竞争格局方面，全球机器人触觉传感器市场集中度高，主要企业包括Tekscan、PressureProfileSystem、SensorProductsInc.等，据QYResearch数据，2022年全球CR5市占率约为76%；近年来聚合物/纳米复合材料、3D打印等工艺技术进步推动量产提速，国内企业有望在人形机器人浪潮中崭露头角。建议关注：汉威科技、申昊科技、奥迪威等。 重点跟踪行业： 锂电设备，全球产能周期共振，预计21-25年年均需求超千亿，国内设备公司优势明显，全面看好具备技术、产品和规模优势的一二线龙头； 光伏设备，设备迭代升级推动产业链降本，HJT渗透率快速提升，同时光伏原材料价格下降有望刺激下游需求，看好电池片、组件设备龙头； 换电，2025年换电站运营空间有望达到1357.55亿元，换电站运营是换电领域市场空间最大的环节，看好换电站运营企业； 储能，储能是构建新型电网的必备基础，政策利好落地，发电、用户侧推动行业景气度提升，看好电池、逆变器、集成等环节龙头公司； 半导体设备，预计2030年行业需求达1400亿美元，中国大陆占比提高但国产化率仍低，看好平台型公司和国产替代有望快速突破的环节； 自动化，下游应用领域广泛的工业耗材，市场规模在400亿左右，预计2026年达557亿元，看好受益于集中度提高和进口替代的行业龙头； 氢能源，绿氢符合碳中和要求，光伏和风电快速发展为光伏制氢和风电制氢奠定基础，看好具备绿氢产业链一体化优势的龙头公司； 工程机械，强者恒强，建议关注行业龙头，看好具备产品、规模和成本优势的整机和零部件公司。 触觉传感器是机器人与外界环境交互的重要元件，使机器人拥有人类触觉。触觉是人类通过皮肤感知外界环境的一种形式，机器人触觉主要感知机器人与外界环境接触时的温度、湿度、压力和振动等物理量,以及目标物体材质的软硬程度、物体形状和结构大小等，从而实现对物体的精准定位以及执行各种操作任务。 特斯拉OptimusGen-2手指搭配触觉传感器，有望引领行业新趋势。12月13日，特斯拉发布Optimus-Gen2演示视频，灵巧手新方案共11个自由度，每根手指搭配触觉传感器，操作更加灵活，是相比上一代最大的边际变化之一，在特斯拉引领下国内机器人厂商也有望持续推进触觉传感器的应用。 图表：帕西尼感知科技-基于视触觉双模态模型控制架构图表：特斯拉Optimus-Gen2手部搭配触觉传感器 电容式、压阻式和压电式是常见的触觉传感器。触觉传感器按照原理主要分为电容式、压阻式、压电式、磁敏式、光纤式，其中压阻式传感器适 用于监测恒定的压力变化，电容式传感器结构简单、在可穿戴和医疗保健设备中广泛应用，压电式传感器适用于检测压力频繁变化的场景。 大阵列、柔性化、多功能化、多维度、自供电等是触觉传感器的重要发展趋势。大阵列：触觉传感器与物体表面接触面积越大，获取的信息量越多，阵列化、高密度触觉传感器可获取不同位置、不同时间的触觉信息。柔性化：柔性传感器能够覆盖在非规则、非平整的表面上，便于携带和安装。多功能化：多功能触觉传感器可同时实现压力、拉力、温度、表面粗糙度等多种参数的测量。 压电式 基于压电效应，当对压电元件施加外部压力时，压电材料产生的自发极化现象会在界面处产生电荷，形成电场，通过检测电信号变化来反映压力的变化。 动态范围宽，机械性能耐久性好 压电响应与热电响应同时存在 压阻式 利用弹性材料的电阻率随压力大小的变化而变化的性质制成，并把接触面上的压力信号变为电信号。 动态范围宽，过载承受能力较强 体积大，不易集成，信号采集电路复杂，压敏电阻漏电流不稳定 磁敏式 在外力作用下磁场发生变化，并把磁场的变化通过磁路系 统转换为电信号，从而感受接触面上的压力信息。 机械位移量大、结构简单 各触觉传感点较难做到一致性，磁铁的磁 场分布不均匀，分辨率很难提高 空间分辨率；容易受到噪声干扰 结构简单，适应性强 电容变化，通过检测电容变化量来获取受力信息。 在外力作用下两极板间的相对位置发生变化，从而导致动态范围大，良好的线性响应，动态响应快，电容值随物理尺寸的增加而增加，限制了 电容式 缺点 优点 原理 结构示意图 原理 图表： 图表：触觉传感器主要包括电容式、压阻式、压电式、磁敏式、光纤式 光纤式 将传感器所受压力映射为光信号强度、波长等性质的变空间分辨率高，不受电磁干扰，处理电路空 化，通过检测光学信号来检测传感器所受压力。 间上与传感器分开 两向力以上共同作用时，很难保持线性关 系，标定困难，精度难以提高 预计2029年全球柔性触觉传感器市场规模53.22亿美元。除了智能机器人领域发展较快外，柔性触觉传感器在工业设备、医疗器械、消费电子、体育器材等领域也得到广泛应用。据QYResearch数据，2022年全球柔性触觉传感器的市场规模约15.3亿美元，预计2029年将增长至53.22亿美元，2022-2029年CAGR为17.9%。 预计2029年全球机器人传感器市场规模约4.3亿美元。目前触觉传感器在机器人中主要应用于手/手指，未来各场景更精细的触觉感知能力需求将推动机器人触觉传感器需求进一步增加，如人形机器人的肢体、胸腔等部位有望成为潜在应用场景。据QYResearch数据，预计2029年全球机器人触觉传感器市场空间将达到4.3亿美元，2022-2029年CAGR达10.2%。 图表：2022-2029年全球柔性触觉传感器市场规模CAGR为17.9%图表：2029年全球机器人触觉传感器市场规模将达4.3亿美元 触觉传感器研发制造加工大，工艺技术进步推动量产提速。1）材料：需要弯曲、延展、挤压、扭转或变形成复杂的形状以适用于各种凹凸不平的表面；2）制造：高灵敏度电子皮肤触觉传感器的制作通常涉及聚合物加工、氧等离子体处理等复杂的工艺和技术，加工难度大、设备价格较高；3）信号处理：触觉传感器测量变量多、不同信号间存在干扰，标定机制较为复杂。近年来聚合物/纳米复合材料、3D打印等技术的出现使得触觉传感器的制造痛点逐渐被解决，产业规模量产正在提速。 国内触觉传感器厂商有望借助人形机器人产业链崭露头角。全球机器人触觉传感器市场集中度高，主要企业包括Tekscan、PressureProfileSystem、SensorProductsInc.等，据QYResearch数据，2022年全球CR5市占率约为76%；国内领先布局企业包括汉威科技、奥迪威、申昊科技、帕西尼、墨现科技等，有望在人形机器人浪潮中实现弯道超车。 图表：2022年全球机器人触觉传感器CR5合计市占率达76%图表：国内触觉传感器主要企业及进展情况 公司 触觉传感器进展情况 汉威科技 子公司苏州能斯达专注于柔性微纳传感技术的研发和生产，应用领域包括消费电子、健康医疗、IOT等。 申昊科技 围绕电子皮肤应用场景，公司布局包括远距离的距离感知传感器、近距离的位置感知、触碰接触感知、指尖力传感、柔性电子皮肤等方向。 奥迪威 公司可用于人形机器人的产品包括隐藏式超声波避障传感器、触觉传感器、超声波材质识别传感器、触觉反馈执行器等。 帕西尼（未上市） 拥有行业一流机器人产品及方案，包含多维度触觉传感器PX-6AX、消费级触觉传感器PX-3A、触觉灵巧手DexH5以及人形机器人Tora。 墨现科技（未上市） 现有的柔性压力传感器解决方案，可以满足了高可靠性、低触发力度、大量程、低成本的需求，广泛适用于机器人、电子乐器、医疗检测、成人玩具等领域。 光伏设备：1）N型电池片扩产项目多点开花，光伏设备企业技术持续突破，需求与技术共振，推动光伏产业高景气增长。建议关注：迈为股份、捷佳伟创等。2）光伏产业链价格调整将会使产业链利润重新分配，同时刺激下游需求，有望引导整个产业链向好发展。在产业链调整的过程中，看好以下几个方向：靠近下游的电池组件、电站运营环节；非硅辅材、耗材环节；光伏设备等。建议关注：双良节能、奥特维等。 锂电设备：从新技术带来新需求、扩产结构性加速度和打造第二成长曲线等角度出发筛选公司，2024年重点推荐以下方向：1、新技术：①复合集流体从0到1加速渗透，推荐关注相关设备商东威科技、骄成超声；②若大圆柱渗透率提升，激光焊接等环节有望受益，推荐关注联赢激光；2、主业拓展：锂电设备是少有的能出现千亿级别大市值公司的领域，推荐关注平台型公司先导智能；电力电子、激光加工技术具备延展性，需求增长持续性有望更强，推荐关注星云股份等；3、出口链：海外扩产有望出现结构加速，推荐关注杭可科技。 储能：发电侧和用户侧储能均迎来重磅政策利好，推动储能全面发展。1）发电侧：2021年8月10日，《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》出台，首次提出市场化并网，超过保障性并网以外的规模按15%的挂钩比例（4小时以上）配建调峰能力，按照20%以上挂钩比例进行配建的优先并网，抽水蓄能、电化学储能都被认定为调峰资源，为发电侧储能打开。2）用户侧全面推行分时电价，峰谷价差达3到4倍，进一步推动用户侧储能发展。星云股份是国内领先的以锂电池检测系统为核心的智能制造解决方案供应商，与锂电池、储能行 业头部企业进行战略合作并推广储充检一体化储能电站系列产品。科创新源通过液冷板切入新能源汽车和储能赛道，已进入宁德时代供应商体系，随着下游需求不断提升，未来有望放量增长。 氢能源：绿氢符合碳中和要求，随着光伏和风电快速发展，看好光伏制氢和风电制氢。建议关注：隆基绿能、亿华通、兰石重装、科威尔等。 激光设备：激光自动化设备市场格局分散，且其通用属性较强，下游分散，行业集中度提高难度较大。激光加工相对于传统方式，优势明显，重点关注其在锂电、光伏等高成长性行业的大规模应用。以锂电池激光焊接为例，若按照激光焊接设备占比10%计算，2021-2025年合计新增需求约487亿元。重点关注深耕细分高景气赛道的激光加工设备龙头，帝尔激光、联赢激光、大族激光、海目星等。（详见《2023年投资策略：复苏可期，成长主导，星光渐亮》报告） 工程机械：强者恒强，建议关注龙头公司。推荐关注：三一重工、恒立液压、中联重科等。 半导体设备：全球半导体设备市场未来十年翻倍增长，国产替代是一个长期、持续、必然的趋势：1)根据AMAT业绩会议，预计2030年半导体产业规模将达到万亿美元，即使按照目前14%的资本密集度，设备需求将达到1400亿美元，而2020年为612亿美元。2)SEMI数据显示，2020年中国大陆市场的半导体设备销售额较上年增长39％，至187.2亿美元，排名全球第一。2021Q1，中国大陆