报告行业投资评级 - 维持基础化工行业“推荐”评级 [1][12][103] 报告的核心观点 - 六维力矩传感器是性能最优、力觉信息最全面的力矩传感器,基于应变效应工作,具有高行业壁垒 [7][18][22] - 其广泛应用于多领域,行业出货量和市场规模持续增长,有望成为人形机器人标配,特斯拉Optimus Gen2搭载4个该传感器 [8][35][41] - 应变片式六维力矩传感器是主流,由弹性体、应变片、PCB板、外壳与接口组成,需精密结构设计 [9][49] - 制造流程复杂,涉及多道工序和制造工艺,原材料费用在成本端占比最高 [10][53] - 人形机器人大规模量产将带动六维力矩传感器及其原材料同步放量,进而带动化工行业发展 [12][103] 根据相关目录分别进行总结 六维力矩传感器有望成为人形机器人标配 - 六维力矩传感器能同时测量三个轴向力和三个轴向力矩,将物理变化转换成电信号,可精确测力并反馈控制末端执行器姿态,监测力矩安全 [18] - 其基于应变效应工作,弹性体受力应变使应变片电阻变化,经放大、转换、采集和处理得到测量结果 [22] - 具有高技术和设备壁垒,标定与检测依赖自行研制的六维联合加载设备 [26] - 产业链包括上游组件、中游制造和下游多元应用场景,下游应用于工业机器人、人形机器人等领域 [27] - 2023年中国六维力矩传感器行业出货量约9450台,预计2024年达1.13万台,市场规模从2020年的1.81亿元增长至2023年的2.35亿元,预计2025年超3亿元 [35] - 特斯拉Optimus Gen2在手腕及脚踝处应用六维力矩传感器,若以其为范式,当人形机器人出货量达100万台时,可拉动400万个六维力矩传感器销量 [41] - 当前六维力矩传感器价格昂贵,国内多家上市公司已布局相关产品,部分实现批量销售 [43][45] 六维力矩传感器制造流程拆解:结构及原材料 - 应变片式六维力矩传感器由弹性体、应变片、PCB板、外壳与接口组成,弹性体设计和应变片粘贴位置影响传感器性能和精度 [9][49] - 制造流程分选料、贴片、温漂和零漂控制、标定等环节,原材料费用在成本端占比最高,达73.62% [53] - 弹性体结构包括弹性梁、柔性板簧和受载圆台,材料一般为铝合金、合金钢等,需进行表面处理 [59][60] - 应变片分金属和硅应变片,硅应变片性能优但成本高,加工涉及抛光、光刻及刻蚀等步骤 [65][69] - 刻蚀工艺分湿法和干法,干法市场占比高,对形貌控制更精确 [77] - 光刻是将掩膜版图形转移到硅片表面的工艺,所需材料包括光刻胶及配套试剂等 [80] - 化学气相沉积用于氮化硅镀膜,低压化学气相沉积适合大规模工业生产 [87] - 硅应变片制造需使用含硅气体、超纯氨等电子特气 [88] - 化学机械抛光是实现晶圆表面平坦化的关键工艺,耗材包括抛光液、抛光垫等 [93] - PCB板由基材、导电层、阻焊层等组成,覆铜板是其产业链核心,可分为刚性和挠性覆铜板 [97][101] 行业评级及投资建议 - 考虑到六维力矩传感器及其原材料放量对化工行业的带动效应,维持基础化工行业“推荐”评级 [12][103]
AI赋能化工之五:化工行业深度报告:六维力矩传感器对应的材料
国海证券·2025-04-01 22:01