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黄奇帆预言的这万亿美元市场正在爆发!高端传感器迎国
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-02-13 22:29:24 浏览:6

  此前,原重庆市长黄奇帆在中国制造强国论坛、中国宏观经济论坛等多个重要会议发言,提出今后二三十年能够形成万亿美元市场级别的五大件,已经出现,中国要积极进行前瞻性的布局和主动出击,围绕这些重点产业,形成一批具有全球竞争力的产业链集群。

  专注于传感器技术领域,致力于对全球前沿市场动态、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务,是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台。基于传感器产品与技术,对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接。

  近日,随着华为成立机器人新公司,马斯克人形机器人“擎天柱”(Optimus)的问世,全球机器人产业迎来蓬勃发展。

  人形机器人产业链图谱中,人形机器人感知环节必不可少的传感器部分及人形机器人的“大脑”(软件算法)部分的相关环节,是价值量占比较高的上游核心零部件部分,本文梳理机器人全产业链,包括传感器、伺服系统、算法软件的恩核心环节,并对相关公司进行了罗列梳理,将对人形机器人行业有全面了解。

  随着人形机器人产业的磅礴发展,其对传感器的需求将拉动传感器市场高速增长。若是国内传感器企业能把握住这一时代机遇,占据先发优势,将能够快速扩张市场份额,加快高端传感器国产化进程。

  上游主要是零部件和软件系统供应商,包括电机、关节、传感器、、操作系统等,这些零部件和软件系统的质量和技术水平直接影响到机器人的性能和稳定性。中游是人形机器人本体的制造商,负责将各个零部件组装成完整的机器人产品,并进行测试和质检。下游则是人形机器人的终端应用市场,包括医疗、教育、救灾救援、公共安全、生产制造、家庭陪护等多个领域。

  以特斯拉人形机器人为例,硬件由以传感器、减速器、电机、滚柱丝杠、轴承为主的零部件构成,组装形形机器人本体,经过与算法软件的耦合测试,最后应用于工业、服务、教育、医疗、巡检、清洁和娱乐等下游终端应用需求领域。

  随着互联网、计算机技术不断发展,机器人从机械自动化转变为人工智能化,未来将融合5G、云计算等向自主服务型发展。针对减速器、伺服、传感器等核心零部件技术,国内国产化进程加快,优质企业涌现,为机器人制造提供坚实基础。对于这部分下文我们还会详细论述。

  人形机器人行业处于初期,不断探索应用场景,从早期应用的工业机器人领域和小型事故驱动器到现在的服务型机器人领域,下游需求场景不断开发。

  具身智能或将是AI的终极形态,人形机器人是实现具身智能的最佳形态之一。由于结构设计接近,人形机器人的活动场景可覆盖人类活动的方方面面,可应用于家庭、商用、工业等场景。人形机器人可参照进行仿生学设计,结构设计过程难度降低。

  机器人按照应用领域可分为工业机器人、个人/家用服务机器人、公共服务机器人、特种机器人和其他应用领域机器人。黄奇帆提到的家用机器人即属于服务型机器人范畴。

  机器人传感器可以根据检测对象不同分为内部传感器和外部传感器。内部传感器:用来感知机器人的自身状态的传感器,比如位置、速度、加速度。外部传感器:用以感受机器人周围环境、目标物的状态信息的传感器,比如视觉、触觉、听觉、嗅觉、温度、力觉等。

  相较于雷达,人形机器人更可能采用摄像头方案,未来机器视觉、AI解决方案公司有望进入市场。交互模块以AI技术的应用核心,完成对于大脑分析判断工作的模拟实现;视觉是人机交互三大核心功能的基础,未来机器视觉、AI公司前景广阔。

  图像传感器:车载摄像头基本采用CMOS传感器,约占摄像头成本的50%。CMOS图像传感器难点:1)设计工程:需要具备全方面的技术储备及快选设计能力,这对设计公司的技术积累和行业经验提出了较高要求;2)可靠性:对寿命、稳定性要求高,需要经过多年的积累,储备大量的修正数据,确保产品可靠性。

  镜头:约占摄像头成本的20%。目前车载摄像头镜头供应商形成一超多强的格局:一超指国产的舜宇光学,其市占率常年稳定在30%以上,多强指日立、三协、世高、桑来斯等美日韩厂商。近年国内的联创电子、欧菲光发展迅猛,积极发展技术并抢占市场,跻身多强行列。

  2022年中国机器视觉市场规模增速暂时放缓,预计未来会有显著提升。根据GGII预测数据显示,2027年中国机器视觉市场规模预计可达550亿元,其中2D视觉市场规模超过400亿元,3D视觉市场规模超150亿元。

  人形机器人视觉传感产业链或与自动驾驶汽车类似:厂商通过外购摄像头结合自研软件算法或直接寻求一套成熟解决方案。特斯拉机器人/汽车均采用自研的FSD系统和感知计算单元,光学镜头、摄像头模组的难度高、壁全深,实力雄厚的光学公司有望率先参与人形机器人产业链。

  激光雷达难点主要在于:1)芯片:激光雷达专用芯片,目前国产尚未有完全成熟的自研芯片,处于研发阶段;2)算法:算法需要经过不断的实验进行更新完善,时间越长,优势越大,国内厂商起步晚。

  目前机械旋转多线激光雷达的主要供应商有Velodyne、Ouster、禾赛科技、速腾聚创,产品主要面向无人驾驶和服务型机器人市场。

  目前美国、欧洲和日本在毫米波雷达技术和研究方面处于领先地位,博世、前装量产的毫米波雷达产品已经发展到第五代,保持2-3年1代的更新速度,改进低分辨率和提升探测距离。

  中国24GHz雷达市场:主要由法雷奥(Valeo)、海拉(Hella)和博世(Bosch)主导,市场占比60%以上;中国77GHz雷达市场:主要由集团(Continental)、博世(Bosch)和德尔福(Delphi)主导,占比约80%。

  毫米波雷达难点:1)设计:天线设计决定了方位角和俯仰角性能。2)软件算法:信号处理算法、数据处理算法。中国企业大多数在2014-2016年成立,起步较晚,但正在异军突起。24GHz国产化比较高,而77GHz仅少部分中国企业实现了量产。

  力传感器是将力的量值转换为相关电信号的器件。六维力传感器技术壁垒高,多应用于高精密场景:六维力传感器能够同时测量沿三个坐标轴方向的力和绕三个坐标轴方向的力矩,是维度最高的力传感器,能够给出最全面的力觉信息,相较于低维力传感器,六维力传感器的技术难度和使用难度高,但对于机器人产业链的智能装配和其他场景的精密场景非常重要。

  六维力传感器在国内处于卡脖子环节,国内外产品仍存在差距。目前国产六维力传感器厂商较为稀缺,以柯力传感、宇立仪器、坤维科技为代表厂商,其中宇立虽是KUKA、ABB等“四大”的力传感器合作商,但目前与海外龙头TDK、ST、ADI等仍有一定差距。

  我国力矩传感器行业仍处在初期阶段,竞争格局较为分散。相比于单轴压力传感器,六轴力矩传感器可以感受六维的力和力矩,可测量在任何方向、任何轴上的应用负载,并能承受额定测量范围5到20倍的负载,同时六维力矩传感器生产技术和流程较为复杂,具备较高的技术壁垒,目前我国参与企业主要有昊志机电、宇力仪器、坤维科技、柯力传感、汉威科技、八方股份等。

  MEMS IMU市场份额分布相对集中,国际厂商占据垄断地位。前三名国际厂商共占据近80%市场份额,前五名国际厂商共占据超90%市场份额。其中BOSCH以33%的市场份额排名第一,ST和TDK分别以25%和21%的市场份额紧随其后。

  相较于前五名国际厂商,本土厂商市场份额比较小,面临的市场竞争压力也较大。由于MEMS IMU产品生产工艺难度大,只有头部企业才有足够的资金、技术和资源来应对市场竞。

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