行业投资评级 - 报告未提供明确的行业投资评级 [2] 核心观点 - 随着智能制造和工业4.0的推进，力传感器在工业机器人中的应用愈加广泛，力传感器是检测和测量力的设备，能将感受到的力转换为电信号，是工业机器人系统集成的重要部件 [2] - 多维力传感器技术壁垒高，是实现机器人柔顺控制的关键部件 [2] - 中国作为世界最大机器人市场，在政策加持下，工业机器人装机量不断提升，推动力传感器市场规模扩张 [2] 行业定义 - 力传感器是一种用于检测和测量力的设备，可以将其感受到的力转换为电信号或其他形式的信号，实现对于力的精确控制和测量 [3] - 工业机器人主要是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，用于工业生产过程中的搬运、焊接、装配、加工、涂装、清洁生产等方面，力传感器是工业机器人系统集成的重要部件 [3] 行业分类 - 按照测量维度的分类方式，工业机器人力传感器行业可以分为一维至六维力传感器 [5] - 按照测量原理的分类方式，工业机器人力传感器行业可以分为应变式、电容式、压电式、光电式力传感器 [5] - 按照输出方式的分类方式，工业机器人力传感器行业分为模拟传感器和数字传感器 [5] - 按照力的种类的分类方式，工业机器人力传感器行业可分为压力传感器、称重传感器、扭矩传感器、拉力传感器等 [5] 行业特征 - 多维力传感器技术壁垒高，是机械设计、算法、计量、电子融合的交叉学科，要实现高精度的数据采集和多轴同步校准 [20][22] - 力传感器是机器人实现主动柔顺控制的核心部件，柔顺控制可解决机器人很多传统位置控制难以解决的问题 [23] - 六维力传感器在机器人领域广泛应用，能够同时测量三个方向力及力矩分量，适用于协作机器人等高端应用 [24] 发展历程 - 中国力传感器起步于20世纪60年代，1986年被列为国家重点攻关项目，2001年新型传感器被列为国家重点研究开发项目，2015年逐渐形成完备的产业链 [25] - 2016年以来，中国传感器技术及产业快速发展，受物联网、5G、人工智能等技术的推动，传感器向着MEMS化、智能化、网络化、系统化的方向持续发展 [30] 产业链分析 - 工业机器人力传感器行业产业链上游为半导体材料、金属材料、有机材料等，中游为力传感器的加工制造和封装检测，下游为力传感器在工业机器人应用场景 [31] - 上游应变片和弹性体是力传感器的主要结构组成和成本组成部分，直接材料成本在力传感器总成本中占比超过73.62% [32][36] - 封装技术是力传感器中游制造过程中的关键环节，将由有封装向少封装和无封装发展 [33] - 力传感器是工业机器人系统集成模块重要组成部分，系统集成技术壁垒相对较低导致下游市场集中度较低 [33] 行业规模 - 预计2024年—2028年，工业机器人力传感器行业市场规模由35.20亿人民币元增长至36.47亿人民币元，期间年复合增长率0.89% [44] - 中国工业机器人装机量和国产替代率的提升推动工业机器人力传感器市场的发展，2023年中国工业机器人年安装量达到276288台，占全球机器人需求的51% [44] - 中国工业机器人应用领域持续扩大，覆盖中国国民经济60个行业大类、168个行业中类，推动力传感器市场持续扩张 [45] 政策梳理 - 《"十四五"机器人产业发展规划》鼓励机器人智能化发展，强调加快研制三维视觉传感器、六维力传感器和关节力矩传感器等力觉传感器产品 [48] - 《计量发展规划（2021－2035年）》鼓励加快量子传感器、太赫兹传感器、高端图像传感器、高速光电传感器等传感器的研制和应用 [48] - 《关于推动轻工业高质量发展的指导意见》提出要加快中置电机力矩传感器、无线力与称重传感器等关键技术突破 [49] 竞争格局 - 中国工业机器人力传感器市场竞争激烈，细分市场竞争格局较明朗，中航电测、柯力传感是中国应变式传感器领域的代表企业 [56] - 海外企业产品精度更高，覆盖下游更全面，国内企业多集中在工业自动化的低端市场 [57] - 中国力传感器发展面临核心技术壁垒，尤其是六维力传感器面临结构与算法解耦难题及高成本问题 [58] - 政策推动背景下，中国力传感器"国产替代"加速前行，部分领域已有成功的"国产替代"案例和经验 [59] 企业分析 - 宁波柯力传感科技股份有限公司全面推进"一个智能传感器大脑+十大多物理量传感器+十大工业物联网应用场景+五大工业物联网平台建设"的"1+10+10+5"主线方向 [66] - 常州坤维传感科技有限公司致力于提供高精度力觉传感器（六轴力传感器）及力控解决方案，拥有多轴力/力矩传感器结构优化、六轴联合标校技术等核心技术 [69] - 中航电测仪器股份有限公司聚焦"智能测控"领域，产品覆盖元件级、部件级、设备级、系统级，是国内提供智能测控产品及系统解决方案的骨干企业 [74]