触觉传感器行业发展现状、发展背景、竞争格局及发展趋势分析
触觉传感器是一种通过接触测量物体属性的装置或系统,可将压力、振动、温度等物理信息转换为电信号,帮助机器人或设备感知环境并实现交互。主要技术类型包括压阻式、电容式、压电式、光电式等,其中压阻式因成本低、灵敏度高应用最广。
行业发展现状分析
目前,国内外市场仍以海外龙头企业主导,2023年全球触觉传感器市场规模为155.8亿美元,2019-2023年CAGR约为9.64%,由于各技术原理的优劣各不相同,在工业自动化场景或在机器人应用中所使用的场景均有所不同。其中,因压阻式触觉传感器制作成本低、高灵敏度等因素,其应用最为广泛,市场占比约为37%,其次是电容式触觉传感器占比约为28%。
行业发展背景分析
政策环境
年来,物联网和移动互联网等新兴产业快速发展,触觉传感器作为物联网、人工智能和工业机器人等新一代信息技术产业感知层基础核心元器件,其发展已上升为国家战略。为促进触觉传感器行业发展,国家出台一系列法律法规及行业政策,重点聚焦在加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用,为触觉传感器迭代升级提供良好的政策环境。
社会环境
工业机器人在我国的应用涉及汽车、电子、金属制品、塑料及化工产品等多个行业。特别是随着新冠疫情的影响,众多行业加速了数字化转型的步伐,工业机器人成为企业恢复生产的关键工具。中国工业机器人行业的发展,在全球范围内展现出了显著的增长势头。截至2023年,我国不仅已成为全球最大的工业机器人市场,而且在全球市场中占据了45%的份额,市场规模达到711亿元人民币。我国工业机器人规模的迅速扩大将直接带动触觉传感器市场的扩张,有利推动行业技术创新,使得工业机器人能在更复杂,多维度场景工作。
行业竞争格局及重点企业分析
触觉传感器市场呈现出多元化竞争的格局,既有国际巨头如Novasentis,也有国内企业如汉威科技等在积极布局。全球市场规模从2023年的13.46亿美元预计将增长至2030年的30.70亿美元,年增速为12.5%。国内企业在部分技术指标上逐渐接近海外龙头厂商,并在国内市场上展现出较强的竞争力。
汉威科技:汉威科技是国内知名的气体传感器及仪表制造商,其在柔性触觉传感器领域也有显著成就。汉威科技的子公司苏州能斯达在拓展柔性微纳传感器的应用场景,特别是在智能机器人领域有明确的应用。汉威科技判断柔性触觉传感器将是一个增量应用,未来技术将实现更多部位和场景的应用。
苏试试验:苏试试验是一家环境与可靠性试验设备和服务的提供商,其基于石墨烯的柔性应力振动传感器与人形机器人所需的触觉传感器技术同源,有望受益于人形机器人的发展。
弘信电子:弘信电子在柔性电子领域有深厚积累,其子公司瑞湖科技在压力传感器领域取得了不错成绩,特别是在柔性压力传感器和压力感应按键方面有显著进展。
行业产业链分析
上游原材料供应
触觉传感器的上游原材料包括半导体硅片、陶瓷PCB、有机材料、钢材、铝材、箔材等。此外,芯片设计是触觉传感器产业链的核心环节之一,涉及根据应用需求设计具有特定功能的敏感芯片。
中游制造与封装
中游环节主要包括触觉传感器的制造与封装。制造过程中需要使用到铝合金/合金钢、硫酸/磷酸/铬酐、蚀刻液、光刻胶及配套试剂、电子特气(如硅烷/超纯氨)、抛光垫/抛光液、环氧树脂、酚醛树脂、电子级玻纤、聚四氟乙烯、电解铜箔等关键原材料。
下游应用领域
触觉传感器的下游应用领域广泛,主要包括机器人、医疗、智能家居、航天航空和自动驾驶等。在机器人领域,触觉传感器帮助机器人理解现实世界中的物体交互行为,提升人机交互体验。
行业壁垒分析
技术壁垒
技术复杂性和高精度要求:触觉传感器需要具备高灵敏度和高精度,能够准确感知压力、振动、温度等多种感觉信息。这要求传感器在设计和制造过程中需要克服许多技术难题,确保产品的稳定性和可靠性。
材料和工艺要求:触觉传感器的制造需要使用特殊的材料和复杂的工艺。例如,柔性触觉传感器需要使用柔性材料,这些材料的选择和处理对传感器的性能有直接影响。此外,传感器的封装和集成也需要高精度的工艺技术。
市场壁垒
市场竞争格局:目前,触觉传感器市场主要由国外企业主导,国内企业在技术上仍存在差距。国外企业在技术、品牌和市场占有率上具有明显优势,这使得国内企业进入市场面临较大的竞争压力。
客户需求多样性:不同应用领域对触觉传感器的需求差异较大,这要求企业具备快速响应市场变化的能力和多样化的产品开发能力。此外,客户对产品质量和售后服务的要求也较高,增加了市场进入的难度。
法规壁垒
安全标准和认证:触觉传感器应用于许多关键领域,如机器人、医疗设备等,这些应用对产品的安全性和可靠性有严格要求。企业需要通过相关的安全认证和标准测试,这增加了产品的合规成本和时间。
数据隐私和安全:随着触觉传感器在更多领域的应用,数据隐私和安全问题也日益突出。企业需要遵守相关的数据保护法规,确保用户数据的合法使用和保护,这增加了企业的法律风险和管理成本。
未来行业发展趋势分析
市场规模持续增长
近年来,随着物联网、人工智能等技术的快速发展,触觉传感器行业迎来了前所未有的发展机遇。触觉传感器在机器人、可穿戴设备、医疗设备、消费电子等领域的应用日益广泛,市场需求不断增加。
技术迭代速度加快
触觉传感器技术不断进步,从传统的压阻式、压电式到如今的柔性触觉传感器、电子皮肤等,技术迭代速度加快。这些新技术不仅提高了传感器的灵敏度和精度,还拓展了其应用场景。特别是MEMS(微机电系统)触觉传感器技术,因其体积小、成本低、灵敏度高、响应快等特点,成为市场的主流。
应用领域不断拓展
触觉传感器的应用领域将不断拓展,涵盖更多领域。在机器人领域,触觉传感器对于提高机器人的智能化水平和精细操作能力至关重要;在医疗领域,触觉传感器可用于实现医疗设备的精准操作和患者健康监测;在工业领域,触觉传感器则广泛应用于自动化生产线上,提高生产效率和产品质量。此外,触觉传感器在智能家居、智能穿戴设备等新兴领域也将发挥更加重要的作用,推动产业升级和转型。
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