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力傳感器是測(cè)量物體因受力變形而產(chǎn)生的應(yīng)變傳感器，將力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出的電子元件，可以檢測(cè)張力、壓力、重量、扭矩、應(yīng)變和內(nèi)應(yīng)力等機(jī)械量。

傳感器技術(shù)與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)并稱現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。

近年來(lái)，隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G等科技快速發(fā)展，傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最重要的數(shù)據(jù)采集入口，將迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年我國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 3532億，預(yù)計(jì)2025年有望增長(zhǎng)至5952億，2022-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)19.07%。力傳感器是傳感器產(chǎn)品的重要組成部分，市場(chǎng)規(guī)模占整個(gè)傳感器市場(chǎng)的19%。

按照測(cè)量維度，力覺(jué)傳感器可以分為一至六維力傳感器。能測(cè)幾個(gè)維度就是幾維力傳感器。常見(jiàn)的是一維、三維和六維力傳感器，二維和五維的力傳感器較少。

其中，力學(xué)量傳感器包括：壓力傳感器、重力傳感器、應(yīng)力傳感器、力矩傳感器、位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，根據(jù)測(cè)量原理的不同，力傳感器上游為半導(dǎo)體材料、金屬材料、有機(jī)材料等；下游包括汽車電子、通信電子、消費(fèi)電子、專用設(shè)備等多種領(lǐng)域。

力傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖解

蓬勃發(fā)展的應(yīng)用市場(chǎng)

汽車電子、消費(fèi)電子、工業(yè)制造是傳感器的主要下游應(yīng)用。以MEMS壓力傳感器為例，汽車電子是第一大下游應(yīng)用領(lǐng)域，約占47.7%的市場(chǎng)份額，其次是消費(fèi)電子占總市場(chǎng)規(guī)模的18.2%。此外，物聯(lián)網(wǎng)、人形機(jī)器人等新興市場(chǎng)推動(dòng)需求持續(xù)擴(kuò)張。

機(jī)器人成為力傳感器的下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)

自21年馬斯克首次在Tesla AI Day上推出Tesla Bot人形機(jī)器人后，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)加快，大量科技和制造企業(yè)向人形機(jī)器人賽道進(jìn)軍，開(kāi)啟智能機(jī)器人新紀(jì)元。

2022 年中國(guó)市場(chǎng)六維力/力矩傳感器機(jī)器人行業(yè)銷量 4840 套，同比增長(zhǎng) 62.58%；2022 年中國(guó)六維力/力矩傳感器機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模 1.56 億元，同比增長(zhǎng) 54.35%。目前，六維力和力矩傳感器市場(chǎng)基數(shù)依然偏小，尚未形成明顯規(guī)模效應(yīng)。隨著入局者的持續(xù)增加，疊加下游細(xì)分市場(chǎng)認(rèn)知的逐年提升以及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，六維力和力矩傳感器有望進(jìn)入高速成長(zhǎng)期，期間將伴隨多技術(shù)路線產(chǎn)品矩陣的完善、產(chǎn)品價(jià)格的下降以及國(guó)產(chǎn)化率的提升。

汽車是壓力傳感器發(fā)展沃土

從功能角度講，汽車傳感器可分為車身傳感器與智能環(huán)境傳感器兩大類，其中車身傳感器也必須用到壓力傳感器。汽車電動(dòng)化使得溫度、壓力等車身傳感器配置量增加。根據(jù) IHS Markit 預(yù)計(jì)，相較于傳統(tǒng)燃油車，輕混車型 HEV 由于電氣化程度的提升增加電流與溫度傳感器共6個(gè)，插電混動(dòng)PHEV車型則增加電流與溫度傳感器超 35 個(gè)。此外，對(duì)于純電動(dòng)汽車而言，電池安全等也需要增加傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)汽車壓力傳感器通常用到2-3組，現(xiàn)在電動(dòng)汽車要用到10-15組。

力傳感器已成為工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵特性，使它們能夠與任務(wù)無(wú)關(guān)并與人類一起安全地運(yùn)行。這些傳感器改進(jìn)了聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。自動(dòng)化的采用已經(jīng)改變了全球格局，因?yàn)檫@些傳感器已成為所有自動(dòng)化設(shè)備的關(guān)鍵，在所有操作中提供準(zhǔn)確性和精度。

隨著國(guó)家不斷出臺(tái)利好政策扶持新能源產(chǎn)業(yè)，新能源汽車行業(yè)也得以快速發(fā)展。我國(guó)新能源汽車的產(chǎn)量和銷量穩(wěn)步上升，在2022年更是出現(xiàn)大幅上升，產(chǎn)量和銷量分別達(dá)到705.8萬(wàn)輛和688.7萬(wàn)輛。這也為包括壓力傳感器在內(nèi)的眾多感知設(shè)備，提供了更廣闊的發(fā)展沃土。

在汽車領(lǐng)域，六維力/力矩傳感器被廣泛地用在汽車部件和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力總成測(cè)試、車輛和試驗(yàn)廠測(cè)試、總裝和最終測(cè)試。它們?cè)诖_定新車和部件設(shè)計(jì)的完整性和優(yōu)化方面都能發(fā)揮重要作用，同時(shí)還有助于保證效率、安全性和正確的功能。

無(wú)限發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景

消費(fèi)電子行業(yè)也是壓力傳感器重要的應(yīng)用場(chǎng)景之一。近年來(lái)中國(guó)消費(fèi)電子行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)上升的態(tài)勢(shì)，2019年我國(guó)消費(fèi)電子市場(chǎng)規(guī)模為17780億元，而2022年上升至18649億元。

航空航天領(lǐng)域是六維力傳感器最早的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，可用于測(cè)量風(fēng)洞試驗(yàn)、飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等飛行器各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的六維力信息，通過(guò)這些信息，飛行器可以更加準(zhǔn)確地感知環(huán)境，控制姿態(tài)，完成各項(xiàng)任務(wù)。隨著航空航天技術(shù)的不 斷發(fā)展和應(yīng)用的深入，六維力和力矩傳感器還可以用于飛機(jī)制造、飛行器著陸和起飛過(guò)程的監(jiān)測(cè)、機(jī)械臂控制、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

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把握力傳感器未來(lái)發(fā)展

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和復(fù)蘇，目前全球的傳感器市場(chǎng)得到了新的發(fā)展，產(chǎn)品的市場(chǎng)容量逐步擴(kuò)大，力傳感器適用于各種工業(yè)設(shè)備或工業(yè)器件當(dāng)中，對(duì)當(dāng)下制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型大有裨益，力傳感器新的發(fā)展趨勢(shì)也正在形成當(dāng)中。

輕重化

力傳感器作為工業(yè)設(shè)備的重要部件之一，在未來(lái)數(shù)年內(nèi)將不斷致力于降低整個(gè)產(chǎn)品的重量并為機(jī)器控制系統(tǒng)減重，向輕量化方向發(fā)展，可應(yīng)用性會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。

定向化

以工業(yè)服務(wù)領(lǐng)域?yàn)槔鞲衅鞔蠖酁橥ㄓ眯援a(chǎn)品，多種類型的應(yīng)用可能使用同一種產(chǎn)品，力傳感器具有高度的兼容性，但未來(lái)發(fā)展勢(shì)必要朝著工業(yè)控制領(lǐng)域的定向化發(fā)展，比如環(huán)保領(lǐng)域、通訊領(lǐng)域或汽車服務(wù)等領(lǐng)域所使用的放心的力傳感器會(huì)有一定的差別。

通過(guò)定向化設(shè)計(jì)能夠使其更與行業(yè)更加兼容，加速力傳感器的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，高端產(chǎn)品數(shù)量也將不斷突破，這充分說(shuō)明力傳感器的質(zhì)量和品種種類都得到了雙重提升。

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審核編輯 黃宇