力传感器是一种用于测量力的传感器，其中六维力传感器是发展主流，服务于汽车、航天等关键行业。力传感器的市场客户包括汽车制造商、消费电子及医疗设备制造商等，这些领域对力传感器的质量、稳定性和精度有严格要求。力传感器市场竞争激烈，国内外企业各展所长，在发展过程中受国家政策和技术壁垒等多重因素影响。为满足高性能、低成本和便捷使用的市场需求，企业需不断优化产品并提供定制化服务，以提升竞争力和满足监管合规要求。
概念和组成
力传感器能准确测量和检测力的大小和方向，主要由力敏元件、转换元件和电路组成。六维力传感器以其高精度和小体积等特点，在航天、汽车等领域展现出重要作用。
1. 力传感器的概述。力传感器是一种测量和监测力量大小和方向的设备，可以测量压力、张力、扭矩或压缩力，其工作原理是将力的大小转换成相关电信号，这些电信号经过测量和分析后，以确定被施加的大小和方向。力传感器的精准度、稳定性和成本是用户购买力传感器产品的关键考量因素。
2. 力传感器的组成部分。力传感器主要由力敏元件、转换元件和电路部分三部分组成，力传感器的常见材质有铝合金、合金钢、不锈钢等，转换元件最常见的是电阻应变片，电路一般为漆包线、PCB板等。
3. 六维力传感器成为主流。六维力传感器是一种能够同时测量XYZ轴向力和环绕轴的力矩的传感器，通过内部算法解耦各个方向的力和力矩的干扰，使得力觉信息反馈更全面，是多维力传感器中功能最为全面、应用最为广泛的产品类型。六维力传感器具有高精度、高灵敏度、高带宽、高可靠性、小体积、轻质量等优点，广泛应用于航天航空、汽车测试、生物力学和机器人等众多科技领域。
上下游环节
力传感器产业链上游供应充足，关键材料如应变片的性能差异影响产品质量。中游的制造与封装是保证传感器性能的关键环节。下游应用包括工业自动化、汽车电子等，尤以工业自动化对精确力控的需求最为迫切。
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上游材料供应。力传感器的上游材料供应充足，包括半导体材料、金属材料、有机材料等，这些材料是力传感器制造的基础。其中，电阻应变式传感器的灵敏元件主要是应变片，应变片的核心性能指标是灵敏系数和疲劳寿命，国内外生产的应变片主要技术差异体现于此。
2. 制造与封装工序。中游是力传感器的制造与封装工序，这一环节对于力传感器的质量和性能有着重要影响。
3. 下游应用领域。下游应用领域广泛，包括工业自动化、汽车电子、通信电子、专用设备等多种领域。在工业自动化领域，力传感器被广泛应用于各种机械臂、生产线上的力控环节，通过使用力传感器，可以精确地测量和控制力的输出，以确保生产过程中的各个环节都能够准确地完成各自的任务，是应用最广泛的领域之一。
核心客户画像
力传感器的核心客户主要包括汽车制造商、机器人制造商和医疗设备制造商等。这些领域对产品质量、稳定性和精度有较高要求，是力传感器行业的重要支撑。
1. 汽车制造商。力传感器可用于保证作业质量，例如在碰撞测试、轮毂测试、座椅等零部件测试中发挥重要作用。比亚迪、通用五菱、吉利等汽车制造商是力传感器的主要客户。
2. 机器人制造领域。人形机器人领域对产品一致性和稳定性有较高要求，力传感器在机器人的各种场景中具有广泛的应用，如工业打磨、力控装配、拖动示教等。通过搭载六维力传感器的协作机器人，可以提高生产效率并保障操作工人的安全。
3. 医疗设备制造领域。目前，协作机械臂+六维力传感器的组合已广泛应用于血管介入手术机器人、外科手术机器人、医疗检测机器人及远程操控机器人等。中国手术机器人行业处于早期发展阶段，增长潜力较大，据GGII预计，未来3-5年，骨科机器人和泛血管手术机器人将占手术机器人市场的20%以上。随着技术的不断进步和应用的深入，六维力传感器在医疗领域的应用前景将会更加广阔，六维力传感器产品将逐渐成为类似应用场景中的刚需。
市场规模 & 趋势
2020年全球力传感器市场规模为151.21亿美元，预测至2026年增至198.49亿美元，中国力传感器市场规模于2022年达671亿元。六维力传感器市场虽小，增长潜力大，2022年销量同比增长57.97%，未来发展前景广阔。
1. 全球力传感器市场规模。根据Modor Intelligence数据显示，2020年全球力传感器市场价值为151.21亿美元，2026年全球力传感器市场价值将达到198.49亿美元，2021-2026年预测期间的复合年增长率为4.63%。目前市场上的力传感器产品组合在产品供应方面非常标准化，尽管市场具有满足大量应用的潜力，但市场参与者的产品非常有限。
2. 中国力传感器市场规模。根据前瞻产业研究院数据显示，2022年中国力传感器市场规模约671亿元，2022-2025年CAGR预计达19.07%。
3. 中国六维力传感器市场规模。根据高工机器人产业研究所（GGII）数据显示，2022年中国市场六维力传感器销量为8,360套，同比增长57.97%，机器人行业销量达4,840套。假设六维力传感器销售均价为2万元，则2022年中国六维力传感器市场规模约为1.7亿元。目前六维力传感器市场规模尚小，可以预料未来成长性较强。考虑到六维力传感器的高技术壁垒及高价值量，当前应用于工业领域需求较小，但伴随着协作、人形机器人等市场对多维高精度力传感器需求的不断提升，六维力传感器长期市场规模的将持续扩大。
竞争格局 & 市场集中度
力传感器行业存在激烈的市场竞争，市场集中度较高，国产化率逐渐提高，国内外企业在不同类型的产品和市场领域展现出不同的竞争优势。
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增长驱动因素。全球汽车电动化进程加速，中国市场渗透率持续提升，汽车电动化将带动传感器需求增长。预计2024年全球人形机器人行业规模将超过10亿美元，人形机器人对传感器需求量有望提升，市场潜在空间大，量产后有望带动传感器需求。
2. 市场竞争程度。力传感器行业存在着多家具有较强竞争力的品牌，市场集中度较高，竞争格局激烈。机器人力传感器市场上存在多家国内外企业，包括专业的传感器制造商、机器人公司以及科研机构等。国产化率。根据华经产业院的数据显示，我国传感器国产化率已达40%。在技术壁垒较高的六维力传感器领域，国产化趋势更加明显。据高工机器人产业研究所（GGII）的数据显示，2022年中国协作机器人领域六维力传感器国产化率近80%。
3. 区域分布。根据前瞻网数据显示，我国力传感器制造企业主要分布在中部、东部和华南地区。其中，广东省传感器制造企业数量最多，西部地区企业数量较少，河南、湖北、山东、陕西、江苏等地代表企业较多。
技术&成本壁垒
国内测力传感器产业面临核心技术壁垒，包括材料、加工与智能化不足，加之人才和资金短缺、企业恶性竞争。六维力传感器面临结构与算法解耦难题及高成本问题，尤其是应变片成本和人工加工成本高昂，难以短期实现自动化生产，导致整体成本居高不下。
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国内测力传感器产业技术壁垒。国内测力传感器产业的核心技术壁垒主要表现在材料制备技术不成熟、加工工艺水平较低、智能化程度不够等方面。传感器涉及的专业领域繁多，技术囊括了多种学科、理论、材料和工艺知识，技术研发需要全方面的专业型人才。而我国目前正面临着人才匮乏、研发成本不足、企业恶性竞争激烈的情况，导致我国还没有突破传感器一些共性关键技术，行业发展规范尚未形成，导致我国传感器产品不配套且不成系列，重复生产、恶性竞争的现象的多发，使得产品低端偏移较为严重，产业化程度与品种和系列不成正比。
2. 六维力传感器技术难点。六维力传感器是现有机器人产业化的主流选择，测量准确度由串扰、精度、准度等性能决定，技术壁垒高，核心难点在于结构/算法解耦、标定检测和材料配方。六维力传感器的非线性力学特性是主要技术难点，解决非线性力学特性的两种途径包括结构解耦和算法解耦，结构解耦通过减小不同维度间的耦合降低干扰，而算法解耦建立电信号与待测力、力矩间的正确映射。同时，降低零漂和温漂也是技术难点之一。
3.六维力矩传感器成本分析。应变片的成本占比最大，而应变片式测量在六维力矩传感器中占主导地位。单个六维力矩传感器所需应变片数量至少为24个，但考虑到抗温漂、蠕变等需求，实际数量通常达到30-40个。以海外知名应变片厂商HBM的产品为例，其单个应变片的价格范围在100-200元，因此，仅应变片部分的成本就达到3,000-8,000元。人工加工技术壁垒较高，短期内无法实现自动化生产，预计人工成本超过10%。
客户痛点 & 需求
综合来看，用户对于力传感器产品性能的高要求、价格的关注、安装和使用便捷性等方面存在着明显的需求和痛点。针对这些方面，力传感器生产企业需要不断优化产品性能、降低成本、提升使用便捷性，并提供定制化服务以满足市场需求。
1. 用户对产品性能的需求。用户对于高精度、高灵敏度、抗干扰能力强的力传感器有着较高需求，对于汽车安全、消费电子产品功能性能和医疗设备精准度有高需求。随着机器人和自动化技术的发展，对力控和力测量的需求将越来越大，六维力传感器能够满足这些需求。目前力传感器行业的技术壁垒较高，美日企业先发优势明显，国内可量产的企业较少。
2. 用户对产品价格的痛点。市场上未出现与传感器功能相似，性价比更高的产品。六维力传感器成本高，目前为万级价格，预期未来量产后成本会下降至千元级。引入国产二供的主要原因是降低成本，同时对于外资品牌往往议价权较为缺失，引入二供可以实现对某些供应商的价格制衡。
3. 用户对产品安装和使用的需求。力传感器有方便安装，使用寿命久，精度高，反应速度快等优点。而现代加工、制造业的接触过程几乎贯穿了所有环节，因此准确、快速测量以接触载荷为代表的力和力矩显得尤为重要。
4. 定制化用户服务。目前市场正在见证针对特定原始设备制造OEM需求的定制力传感器产品的推出，这种定制化收费模式可能会对市场格局产生一定影响。
