2024年中国六维力传感器行业现状及格局趋势研判：人形机器人商业化进程加速使六维力传感器大规模上量成为可能[图]

内容概况：力/力矩传感器可将力或力矩的量值转换为相关电信号。虽然我国六维力传感器出货量不断增加，但目前市场仍相对小众。2023年全年出货量不足万台，市场规模刚刚突破2亿元。六维力传感器行业未能形成规模化出货的原因在于：一是产品生产技术难度大，调试时间长，生产效率低，价格昂贵，二是力控算法以及基于力控场景工艺算法等技术存在堵点，导致下游需求乏力，始终未能形成规模化出货。近年来，人形机器人发展十分火热，人形机器人商业化进程的加速使六维力传感器大规模上量成为可能。从竞争格局来看，国内仍处产业早期，国内可量产的企业较少，美日企业先发优势明显。2023年，外资仍占据我国六维力传感器67.9%市场份额。同时，在“国产替代”战略下，叠加国产产品性能不断提升，本土市场份额日益扩大，2020-2023年期间，本土品牌市场份额增加了13个百分点，达32.1%。本土企业发展起步较晚，近年来，坤维科技、宇立仪器、蓝点触控等国内企业不断加强六维力传感器产品研发，国产与外资主流产品在精准度方面已基本对齐，但在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面仍存在差距。

一、基本情况概述：六维力传感器技术壁垒较高

力/力矩传感器可将力或力矩的量值转换为相关电信号。根据测力的维数，力传感器通常分为一维、三维和六维力传感器。简单来说，任何力在空间坐标系中都可被拆分为三个坐标轴方向的力（力的大小）和力矩（围绕坐标轴的转矩），即六个维度。一维力传感器：测定一个方向的力，要求待测力的方向能完全与标定坐标轴重合。常见的压力传感器、称重传感器都属于一维力传感器。三维力传感器：测定三个正交方向的力。如果待测力的方向变化，但力的作用点保持不变，与传感器的标定参考点重合，那么用三维力传感器就能完成测量任务，但如果待测力的作用点不在标定参考点，由于三维力传感器无法测量力矩，则会产生测量偏差。六维力传感器：测量三个正交方向的力和三个正交方向的力矩。即使待测力的方向任意变化，作用点不在标定参考点，六维力传感器也能完成测量任务。

多维力传感器相比于单轴力矩传感器技术壁垒较高，多维力传感器不仅要解决对所测力分量敏感的单调性和统一性难题外，也要解决因结构加工和工艺偏差引起的维间（轴间）扰乱难题、动静态标定难题以及矢量运算中的解耦算法和电路实现等。

六维力传感器品类丰富，根据技术原理可将六维力传感器分为应变片式（硅应变和金属箔）、光学式和压电/电容式传感器，每种类型的传感器具有其独特优势和适用范围。目前，市场应用的六维力/力矩传感器大部分是基于应变式的测量。基于压电、电容和光学等原理测量的传感器有一定的理论研究和实验，下游尚未得到广泛应用。随着相关研究的不断深入，不同测量机理的传感器将会发挥自身优势被应用到各种场合，进而推动六维力传感器向多元化方向发展。

完整的六维力传感器产业链涉及上游组件、中游制造和下游多元应用场景。以当前主流的应变片式传感器为例，其材料组件包括弹性体、应变片、电路板、粘接剂和外壳等，通过几十道工序（分为选料、贴片、温漂和零漂的控制、标定等四大环节）制作而成合格产品，主要应用于汽车行业的碰撞测试、轮毂、座椅等零部件测试以及航空航天、生物力学、医疗领域、科研实验、机器人与自动化等领域，其中在机器人领域的应用占据较大的市场份额，尤其是在协作机器人领域应用广泛。

相关报告：智研咨询发布的《中国六维力传感器行业市场全景调研及前景战略研判报告》

二、市场需求量：行业尚未形成规模化出货

近年来，虽然我国六维力传感器出货量不断增加，但目前市场仍相对小众。2023年全年出货量不足万台，市场规模刚刚突破2亿元。六维力传感器行业未能形成规模化出货的原因在于：一是产品生产技术难度大，调试时间长，生产效率低，价格昂贵，二是力控算法以及基于力控场景工艺算法等技术存在堵点，导致下游需求乏力，始终未能形成规模化出货。

六维力在航空航天领域应用早，可用于测量风洞试验、飞机、卫星、火箭等飞行器各种运动状态下的六维力信息，以及飞机制造、飞行器着陆和起飞过程的监测、机械臂控制、结构健康监测等领域。在工业领域包括打磨/协作/装配/铣削机器人等，应用场景包括力控制、力觉反馈、质量检测、动态控制等。以协作机器人为例，通过将产品安装在机器人末端，可以实现高精密柔性装配、焊接、去毛刺作业、拖动示教等应用。工业自动化也是六维力传感器最大下游应用领域，2023年占比达77.1%。在汽车领域，六维力传感器的主要应用场景包括汽车安全设备测试、高速碰撞测试、车身刚度测试等，在确定新车和部件设计的完整性和最优化方面具有重要作用，并且有助于保证效率、安全性和正确功能。2023年汽车领域应用占比7.6%。在人形机器人领域，六维力传感器可提升机器人手部操作的精细化与柔性化程度以及脚部行走的稳定性，主要安装手腕、脚踝等的末端部位，已成为高性能人形机器人的标配，2023年人形机器人领域占比1.6%。近年来，人形机器人发展十分火热，人形机器人的发展让六维力传感器大规模上量成为可能。

三、竞争格局：本土品牌市场份额不断增加

六维力传感器是维度最高的力觉传感器，能够给出最为全面的力觉信息，技术难度和使用难度都比较大，国内仍处产业早期，国内可量产的企业较少，美日企业先发优势明显。从代表企业分布来看，全球六维力传感器主要分为日韩品牌、欧美品牌和国产品牌三大阵营。2023年，外资仍占据我国六维力传感器67.9%市场份额。同时，在“国产替代”战略下，叠加国产产品性能不断提升，本土市场份额日益扩大，2020-2023年期间，本土品牌市场份额增加了13个百分点，达32.1%。本土企业发展起步较晚，近年来，坤维科技、宇立仪器、蓝点触控等国内企业不断加强六维力传感器产品研发，国产与外资主流产品在精准度方面已基本对齐，但在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面仍存在差距。

中国六维力传感器市场格局较为集中，各家厂商下游应用的侧重有所差异。2023年，TOP10厂商合计市场份额达69.5%，其中ATI以22.4%的市场份额领跑各大厂商，ATI作为全球龙头企业，经过多年的积累，产品应用面相对更广。前十企业中，本土企业仅占据三席位置。本土企业宇立仪器市场份额仅次于ATI，排名第二，占比12.2%，宇立仪器在工业机器人磨抛行业和汽车碰撞测试行业应用更多。蓝点触控、坤维科技也具备较强竞争力，分别占比4.8%、4.7%，排名第四、第五。坤维科技在协作机器人、医疗手术机器人、医疗检测机器人和康复机器人域具备明显优势，同时其产品在航空航天领域也具备较强竞争力。此外，Epson、Robotiq、AMTI等海外企业也占据了一定的市场份额。

人形机器人的火爆为六维力传感器带来了更加广阔的增长空间，吸引了众多企业入局六维力传感器领域，除了宇立仪器、坤维科技、蓝点触控外，如鑫精诚、海伯森、神源生智能、瑞尔特测控等，均已有相关的产品落地并进入产业化应用。其他厂商如重庆鲁班机器人技术研究院、昊志机电、埃力智能等，通过自主研发力传感器技术，已经具备六维力/力矩传感器的生产能力，部分产品型号开始进入下游用户的验证测试阶段。未来国产企业市场份额将进一步提升。

四、发展趋势：市场将迎来快速扩容期

1、六维力传感器市场将迎来快速扩容期

目前六维力传感器市场基数依然偏小，尚未形成明显规模效应。人形机器人的火热发展使得六维力传感器更多的进入大众视野。目前全球人形机器人行业发展进入黄金时期，市场规模将呈现持续增长态势。预计2026年中国人形机器人市场规模超百亿，2030年有望成长为千亿市场。未来随着人形机器人商业化进程的加速，中国六维力传感器市场将迎来快速扩容期，预计2030年中国六维力传感器市场规模将扩大至143.31亿元。

2、六维力传感器价格将进一步下滑

在人形机器人量产加速、降价迫切的预期下，六维力传感器或将迎来降价潮。六维力传感器成本在数千元，对比2-3万元的产品单价，其利润率较高，降价空间充足。对于六维力传感器行业而言，为拥抱人形机器人产业，降价将是未来数年市场的主旋律之一，单个六维力传感器成本有望达到千元级。同时在降本增效需求下，行业也将迎来新一轮的洗牌，国产企业在价格方面更具优势。

3、六维力传感器将更加智能化、微型化

未来，六维力传感器将会更加智能化、微型化，能够实现更加精准的测量和控制系统。同时，随着人工智能技术的不断发展，六维力传感器将会与人工智能技术相结合，实现自适应控制和自主学习等功能，助力工业自动化、人形机器人等领域的发展。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国六维力传感器行业市场全景调研及前景战略研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。