第三十五篇（公众号福利）：被忽视的传感器隐形冠军，人形机器人触觉和测距传感器潜力挖掘

  IMU全名叫惯性测量单元，是测量物体三轴姿态角（或角速率）及加速度的装置。一个 IMU 通常包含三个轴向的陀螺仪和三个轴向的加速度计，以测量物体在三维空间中的角速率和加速度，下图1是IMU外观图和模组示意图，图2是IMU功能示意。

  当然在生活中我们大家常常会听到的MEMS 加速度计与 MEMS 陀螺仪，这2个产品和IMU一起可以叫做MEMS惯性传感器。2021 年度 MEMS 惯性传感器市场仍由国际大厂主要占据，MEMS 加速度计、MEMS 陀螺仪、IMU 市场的前五大厂商均为国际大厂，分别占据各自市场的 84%、83%、88%。

  在无人驾驶领域我们常听到的组合导航就是使用 GPS(或北斗)和IMU（惯性传感器）两个核心装置组合在一起使用，两者是无人驾驶定位系统的重要组成部分。

  IMU在人形机器人中发挥的作用大多数表现在精确的姿态控制和平衡维持、导航和定位、动作执行和路径规划、安全性这4个方面：具体说明如下

  1、姿态控制和平衡：IMU能够实时测量机器人的角速度和加速度，从而帮助机器人维持稳定的姿态和平衡。人形机器人在行走、跑步、跳跃等动作中，需要精确地控制身体的姿态和平衡，否则就容易摔倒或没办法完成动作。

  2、导航和定位：IMU可以与GPS等其他传感器结合，提供准确的室内和室外定位信息。这对于人形机器人在复杂环境中导航和定位至关重要。

  3、动作执行和路径规划：基于IMU的测量数据，人形机器人能更精确地执行各种动作，如行走、转弯、跳跃等。此外，IMU数据还能够适用于路径规划，帮助机器人避开障碍物，规划出更合理的运动轨迹。

  4、提高安全性：通过IMU的实时监测，人形机器人能更快地响应外部变化，如忽然出现的障碍物或地面不平等情况。这有助于提高机器人的安全性，防止意外事故发生。

  全球MEMS惯性传感器的市场规模从2018年的28.31亿美元增长至2021年的35.09亿美元，并预计将于2027年增长至49.43亿美元销售额及销售量的复合增长率分别为 6.39%。

  IMU作为惯性传感器的重要组成，其市场规模从18年的13.79亿增加到21年的18.3亿并将在2027年增长至27.92亿元，年复合增速8.9%高于MEMS传感器的整体增速。（未考虑仿生机器人爆发带来的因素影响）

  2021年度MEMS惯性传感器市场仍由国际大厂主要占据，IMU市场的前五大厂商均

  为国际大厂，分别是博世、ST、TDK、霍尼韦尔和ADI，合计占据整个市场的88%，国内MEMS IMU的市场前五大企业分别是BOSCH、ST、TDK、Analog和Honeywell，国产替代的空间还有很大潜力。

  国内IMU制造商（部分潜在在研）包括应用在 3C、汽车等消费市场以及部分工业端市场的芯动联科华依科技、深迪半导体、明皜传感（苏州固锝参股）、矽睿科技、士兰微美泰科技这几家，还有应用在军工和航空航天领域的星网宇达理工导航等，我个人着重关注的几家情况做下说明如下：

  芯动联科的基本的产品包括MEMS陀螺仪（主营）、MEMS加速度计和惯性测量单元（IMU），公司直接客户及最终客户主要为高端工业、无人系统及高可靠领域的各大科研院所和央企集团，公司惯性测量单元IMU2022年收入达到987万元并在23年中报披露达到835万，处于快速增长中，大概率今年可以超过加速度计的收入，通过对惯性测量单元的单价可以看到价格的下降幅度非常明显，单值价格还是可以达到5500块钱，当然陀螺仪和加速度计也是一样降速没那么快而已，电子产品的特性。

  进一步我们对比看公司的产品毛利率情况，无论整体还是惯性测量单元IMU都是非常高的，平均达到85%，IMU也达到76%，当然IMU的还在不断下降，22年卖了1700多个IMU，如果汽车L3自动驾驶和人形机器人能爆发这块必定可以营收增长多倍，建议重点关注，同时对毛利率这块建议不报太高期望，按照华依科技45%的毛利来进行估算和后续量产测算相对更合理一点。

  同时公司在研开发项目有车规级L3+自动驾驶的高性能 MEMS IMU、汽车级功能安全6轴MEMS IMU也是不错的关注点，有研究的朋友可以一起多交流

  华依科技成立于1998年，公司主要专注于新能源汽车动力总成和自动驾驶技术领域，提供开发测试和工程验证、智能测试设备、自动驾驶组合惯导系统等业务，2022年公司的动力总成测试设备营收2.06亿占比61%，动力总成测试服务1.28亿，占比38%，其他只有0.03亿。

  公司从18年开始布局自动驾驶赛道，IMU2022年才发布，公司 IMU 产品进度保持行业领先，产品与多家主机厂已完成车型匹配工作，同时与国内多家厂商建立了深度合作关系，已获得部分客户的产品定点，其中奇瑞汽车定点、智己汽车定点已公告。

  华依科技主要IMU产品为 IMU3000 和 INS4050，IMU3000 车规级超过精度 1°/h IMU，成本可控，超高的一致性，高精度1°/h，INS4050 是一款性能接近战术级别的惯性测量单元。

  从公司的产品营收情况和毛利率情况整体还是不错的，由于23年中报没有披露IMU的营收信息，后续作为公司的接力产品多关注跟整车厂及仿生机器人等新兴应用场景的推进情况。

  深迪是中国首家设计、生产商用MEMS陀螺仪系列惯性传感器的MEMS芯片公司。公司产品涵盖六轴IMU、陀螺仪、磁传感器和IMU模块等。

  深迪的六轴惯性测量单元IMU的三种主要型号为SH3011、SH3001、SH2100。三种型号产品都具有出色的温度稳定性，在-40℃到 85℃的工作范围内能保持高分辨率；尺寸小，功耗低，适用于消费电子市场应用，能提供高精度的实时角速度与线）敏芯股份

  敏芯股份是我国MEMS芯片上市第一股，是国内少数掌握MEMS芯片设计和制造工艺的企业，公司的MEMS芯片主要产品线包括MEMS麦克风、MEMS 压力传感器和加速度计。

  从公司的营收构成来看，公司的MEMS惯性传感器（加速度计）23年H1占比7.65%，按照22年的毛利率看其实不是太高，相对偏产业链的上游。

  上海矽睿科技成立于2012年，公司产品有多款MEMS传感器，如六轴 IMU、加速度计、环境传感器、组合传感器等；磁性传感器芯片，如磁力计、磁编码器、电流传感器、霍尔传感器等；

  矽睿科技主要IMU产品为QMI8658，尺寸为 2.5mm×3.0mm×0.86mm，产品集成了运动预处理引擎和传感器融合，可用于消费领域的智慧手机、TWS耳机、游戏手柄、无人机、扫地机器人、监控摄像头、升降桌、二轮电动车、投影仪及工业应用中的倾斜检测等。

  星网宇达成立于2005年，是中国卫星导航定位50强企业、中国智能驾考领域杰出企业、中关村高成长TOP100企业，星网宇达的主要IMU产品为 XW-IMU5100。该产品是一款高可靠的战术级MEMS 惯性测量单元，产品尺寸为 48mm×46mm×22mm，重量仅85g。

  公司所生产的高精度惯性导航（IMU+北斗或GPS）主要用于舰船、潜航器、飞行器、制导武器、陆地车辆、机器人等方面。此外，在电子交通、汽车安全、无人驾驶、自动控制、人形机器人等领域都可以应用，目前这部分输入属于公司信息感知模块。

  当然公司的核心属性还是军工和航空航天领域，公司专注惯性技术创新应用及产业化，技术能力国内首屈一指，截止23年H1中报披露的在手订单逾7亿元，其中无人系统期末在手订单 56,067 万元；卫星通信期末在手订单 8,862 万元；信息感知期末在手订单 6,982万元。

  IMU根据其性能和精度分为不同等级，如战略级、导航级、战术级和消费级，对应的价格也相差较大，消费级的IMU，则主要应用于消费电子的智能手机、TWS耳机、游戏手柄、消费无人机、扫地机器人等产品，上，价格几十元以内；战术级的IMU主要应用于高端领域，如航空航天、无人系统、无人驾驶和我们关注的人形机器人等产品上。

  根据芯动联科招股书数据，2022年高性能惯性测量单元单价约为5588元，但其单价近3 年呈现明显的下降趋势。人形机器人和无人驾驶上对IMU的要求类似，有些方面可能要求更高，人形机器人目前还未实现量产，其采用的数量和单价必将随着规模化的优势价格快速下探，但根据能够准确的通过稍微简单一点的加速度计和陀螺仪的价格之锚进行简单估算，30-40%的毛利率大批量用起来成本降到2000块是没有过大问题的，即IMU 成本为1500-2000元左右。

  我自己按照对高性能IMU应用场景进行预估，消费级肯定是非常卷的，侧重对人形机器人和智能驾驶这2块进行一个预估，价格可以借鉴，产量做参考就可以。

  这2家是上市公司里不错的公司，后面也会安排单独进行进一步的深度专篇进行解析，欢迎各位关注。针对比较多的读者关注的激光雷达我这边也打算在IMU这块分析完2家后作为下一个研究专题，大家有更好的模块推荐也欢迎大家留言说下您的逻辑和看好的原因，一起发掘人形机器人这个大赛道。人形机器人或者说具身智能目前还在产业高质量发展从0-1的阶段，很多时候我们不难发现一个行业了解一个公司不是为了立刻就能从它们身上收获什么，但随着我们对这个行业不断深入了解，将行业的版图不断补充完善，我们将看到不一样的世界，那时面对外界的任何一则关于此行业的消息你的理解和解读也将会更全面和深刻，这段话送给有缘人，如果愿意交流和好看这个行业的可以V我，谢谢。

  人形这块除了最早的日本阿西莫和优必选的人形用了多了IMU，目前了解的确实都是用了1个，我的理解一个是成本，一个是具体的应用场景还没真正落地大家的方案还在一直在变化，传感器很多都没有上，后面产量起来了，IMU成本降下来后从运动控制的便捷性和产品稳定性来看上多个还是利大于弊，有些人形的厂家在交流的时候也是这么讲的。