【华创证券】“人形机器人的Optimus时刻”系列(六): IMU(姿态感知):旧火新茶,其时已至.pdf

2024-03-12
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一、IMU(惯性测量单元):姿态测量和惯导的核心传感器

(一)IMU:测量物体三轴姿态角和加速度


IMU(Inertial Measurement Unit)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。IMU 通常由两个及以上惯性测量 MEMS 芯片及 ASIC 芯片合封后具有 完整功能的器件。根据内置传感器(三轴磁传感器、三轴加速度计和三轴陀螺仪)的不 同,分为六轴和九轴 IMU,能够满足不同应用场景下高精度测量的需求。最常见的六轴 IMU 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。IMU 是惯性定位技术的核心设备,经过误差补偿和惯性导航解算,最终输出 载体相对初始位置的坐标变化量、速度等导航信息。


IMU 使用性能从低到高可分为消费级、工业级和军用级。消费级 IMU 主要应用于日常 电子设备,如智能手机、可穿戴设备等,其性能注重成本效益和轻便设计。工业级 IMU 则更专注于工业自动化、机器人、车辆导航等领域,具有更高的精度和稳定性,以适应 复杂和要求更为苛刻的环境。而军用级 IMU 则是最高级别的,被广泛用于导弹、飞行器、 战术导航系统等军事应用,具备卓越的抗干扰能力、高精度和可靠性,以确保在复杂和 敌对环境下的精准导航和定位能力。不同级别的 IMU 在设计、制造和成本方面都有所差 异,以满足不同领域对性能和可靠性的需求。




IMU 下游应用广泛,高性能产品聚焦高精尖领域。IMU 广泛应用于工业与通信、高可靠、 汽车电子、医疗健康、消费电子等多个领域。从消费电子、汽车电子到工业与通信、高可 靠、医疗健康,IMU 的应用涵盖了各个领域。随着 MEMS 惯性技术的持续进步,高性 能 MEMS 惯性传感器应用逐渐拓展,到无人系统、自动驾驶、高端工业、高可靠等领 域,而中低性能 MEMS 惯性传感器主要应用于消费电子和汽车等领域。IMU 的高性能 产品在推动技术创新和满足复杂任务需求方面发挥着关键作用。


IMU 与卫星等其他导控模块形成惯性导航系统、组合惯性系统。从技术层次来看,惯性 技术领域可以分为惯性器件与惯性系统两个层级,惯性器件主要包括测量角速率的陀螺 仪和测量线加速度的加速度计;惯性系统是以惯性器件为核心,经下游应用端客户集成 在相关设备中发挥惯性导航、惯性测量和惯性稳控的作用。其中惯性导航应用领域最为 广泛,可以与卫星导航结合使用,形成组合导航系统。


(二)IMU 核心组成部分(1):加速度计


MEMS 加速度计是一种惯性传感器,通常由质量块、阻尼器、弹性元件、电容极板(适 用于电容式加速度计)和 ASIC 芯片(专用集成电路芯片)等部分组成。根据测量维度的 不同,加速度计分为单轴、二轴、三轴三种类型。相比单轴、二轴加速度计仅能检测平面 的运动状态改变,三轴加速度计可以实现单一产品测量三维空间的加速度,从而满足微 型化及更多领域的应用需求。根据感测原理,MEMS 加速度计可分为压阻式、电容式以 及压电式等多种类型;电容式 MEMS 加速度计具有高灵敏度、高精度、低温度敏感的特 点,在市场中占据主导地位。


零偏稳定性是衡量加速度计性能的主要核心指标。加速度计的理论基础是牛顿第二定律, 传感器在加速过程中,可通过对质量块所受惯性力的测量计算出加速度值。如果初速度 已知,就可以通过对时间积分得到线速度,再次积分即可计算出直线位移。零偏稳定性、 零偏重复性、线速度随机游走和标度因数精度是衡量加速度计性能的主要核心指标。


按照性能和应用场景,加速度计分为战略级、导航级、战术级(工业+汽车)、消费级。 战略级加速度计通常被用于航空航天等军事应用,要求精准测量和极高的性能。战术级 加速度计在工业和汽车领域得到广泛应用,用于提高机械系统和车辆的性能。在工业领 域,可用于监测和控制生产设备的运动,优化生产流程。在汽车领域,可用于车辆稳定 性控制、车载导航和智能驾驶系统,以提高驾驶体验和道路安全性。消费级加速度计则 广泛应用于智能手机、智能手表和其他便携式设备中,主要用于检测设备的运动和方向, 实现屏幕旋转、步数计算和游戏体验等功能,关键特点是小型化、低功耗和经济性,以满足大众消费市场的需求。


针对不同应用领域,对加速度计的性能进行选择至关重要。加速度计可用于测量被测物 体加速度,监测物体倾斜、震动或冲击情况。消费电子、汽车、工业、军事武器和航空航 天导航等领域对被测物体加速度、倾斜、振动或冲击等方面的测量需求存在差异。例如, 手机、可穿戴等消费电子对加速度计成本、功耗要求高,对稳定性、误差等方面无严苛 要求。而战术、导航等应用对加速度计误差和稳定性要求更高,成本、功耗不是该类应 用关注重点。因此,根据应用领域差异针对性地对加速度计性能参数进行选择至关重要。


(三)IMU 核心组成部分(2):陀螺仪


陀螺仪是测量角速率的一种器件,是惯性系统的重要组成部分,主要用于导航定位、姿 态感知、状态监测、平台稳定等应用领域。陀螺仪通过按时间对角速度进行积分可得到 角度位置,以此可以用来检测设备的姿势变化。陀螺仪传感器有多种类型,用途也很丰 富。根据俯仰角、横滚角、航向角的检测轴数,分为单轴、双轴或三轴传感器。




陀螺仪主要包括激光陀螺仪、光纤陀螺仪和 MEMS 陀螺仪,技术发展相对成熟。激光陀 螺仪和光纤陀螺仪分别属于第一代光学陀螺仪和第二代光学陀螺仪,激光陀螺仪利用光 程差的原理来测量角速度,光纤陀螺仪与激光陀螺仪基本原理相同,但由于光纤可以进 行绕制,激光回路长度增加,检测灵敏度和分辨率也提高,能有效克服激光陀螺仪的闭 锁问题。MEMS 陀螺仪具备小型化、高集成、低成本的特点,加之高性能 MEMS 陀螺仪 精度的不断提升,可解决光纤陀螺和激光陀螺由于体积较大、抗冲击能力弱的问题,满 足高可靠、无人系统等领域智能化升级的要求,MEMS 陀螺仪的增量市场进一步拓展。


MEMS 陀螺仪较基本的分类方式是根据速率性能指标进行划分。根据性能指标,MEMS 陀螺仪可分为速率级、战术级和惯性级。其中,速率级性能要求最低,是目前使用最为 常见的MEMS陀螺仪类型,广泛用于消费电子和汽车电子等领域。战术级性能要求较高, 多用于工业物联网、机器人、自动驾驶、工业无人机和军事武器制导等领域。惯性级性 能要求最高,多用于航空航天等领域。MEMS 陀螺仪在应用领域中的功能用途丰富,可 为消费电子、汽车、工业、航空航天等领域提供低成本和高度智能化的技术实现方案。


二、IMU 成长空间广阔,国产替代蓄势待发

(一)MEMS 传感器细分种类众多,应用场景丰富


MEMS 传感器由 MEMS 芯片和 ASIC 芯片封装形成。MEMS(Micro Electromechanical System)微机电系统,是微电路和微机械系统按功能要求在芯片上的集成,通过采用半导 体加工技术能够将电子机械系统的尺寸缩小到毫米或微米级。MEMS 产品主要分为 MEMS 传感器和 MEMS 执行器。其中,MEMS 传感器能感知某些物理、化学或生物量 (如压力、可见光、声音、温度等)的存在和强度,并能将感知到的信息按一定规律转换 成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足系统对信息传输、处理、存储、显示、记 录和控制等要求,包括声学传感器、压力传感器、惯性传感器等;MEMS 执行器是一种 实现机械运动或者产生力和扭矩等行为的器件,主要负责接收由传感器送来的电信号并 将其转化为微动作或微操作,包括 MEMS 射频器件、喷墨打印头等。


新型应用场景增加,全球 MEMS 传感器发展空间进一步拓宽。随着科技的不断进步和各 行业对智能化解决方案的需求增加,MEMS 传感器作为一种核心技术在众多应用领域上 迅速崭露头角。微小而高灵敏度的 MEMS 传感器在汽车、消费电子、医疗保健、工业制 造等领域发挥着关键作用,为设备提供了更强大的感知和控制能力。根据 Yole 数据显示, 全球 MEMS 传感器市场规模从 2018 年的 99.94 亿美元增加至 2021 年的 135.95 亿美元, 预计 2027 年将达到 222.53 亿美元,2021 年至 2027 年复合增长率达 8.56%。同时,MEMS 传感器的小型化、低成本以及低功耗特性,也进一步推动了其市场的蓬勃发展。随着智 能城市、物联网和自动驾驶等领域的不断拓展,全球 MEMS 传感器市场预计将持续迎来 更为显著的增长,为未来科技发展带来更多创新可能性。


消费电子、汽车电子和工业控制为 MEMS 传感器主要应用领域,合计占比超 80%。MEMS 传感器下游应用领域广泛,在消费电子、汽车电子、工业控制、医疗和通信行业均有着 不可或缺的作用。据 Yole 的数据,2020 年 MEMS 传感器在消费电子、汽车电子和工业 控制领域占比分别为 59.22%、16.86%、12.21%,合计为 88.29%;预计 2026 年,三大领域占比将分别达到 61.69%、15.65%、11.49%,合计为 88.83%。在消费电子领域,MEMS 传感器被广泛应用于智能手机、可穿戴设备和家用电器中,为用户提供更智能、便捷的 体验。在汽车电子方面,MEMS 传感器在车辆安全系统、导航系统和驾驶辅助技术中发 挥关键作用,提升了驾驶的安全性和舒适性。而在工业控制领域,MEMS 传感器的高精 度和可靠性使其成为生产自动化和工业物联网中不可或缺的组成部分,为制造业带来了 更高效、智能的生产流程。随着这些领域的不断拓展和深化,MEMS 传感器将继续发挥 关键作用,推动着相关行业的技术升级和创新发展。


IMU及核心零部件在所有MEMS细分传感器中占比最高。MEMS传感器细分种类繁多, 涵盖了广泛的应用领域;射频传感器、压力传感器、视觉传感器等等在汽车制造、医疗 设备和工业自动化等领域扮演着重要的角色。MEMS 传感器因其小型化、低功耗和成本 效益等特点,正成为各行业智能化和自动化发展的重要推动力。在所有种类的 MEMS 传 感器中,IMU 及核心零部件占比最高。据 Yole,2020 年全球 IMU 及核心零部件占整体 MEMS 传感器市场规模的比例为 28.07%。(注:IMU 及核心零部件统计口径为 IMU、 加速度计、陀螺仪和磁力计)


(二)惯性传感器市场蓬勃发展,IMU 占比快速提升


全球 MEMS 惯性传感器市场有望在 27 年达到近 50 亿美元。根据 Yole 的预测,全球 MEMS 惯性传感器市场规模从 2018 年的 28.31 亿美元、31.21 亿颗增长至 2021 年的 35.09 亿美元、39.39 亿颗,预计将于 2027 年增长至 49.43 亿美元、60.60 亿颗,2018 年至 2027 年复合增长率分别为 6.39%和 7.65%。其中,MEMS 加速度计市场规模预计将从 2018 年 的 9.14 亿美元、10.23 亿颗增长至 2027 年的 16.41 亿美元、24.28 亿颗;MEMS 陀螺仪的 市场规模预计将从 2018 年的 4.85 亿美元、5.13 亿颗减小至 2027 年的 3.41 亿美元、2.32 亿颗;IMU 市场规模有望从 2018 年的 13.79 亿美元、12.04 亿颗增长至 2027 年的 27.92 亿美元、22.82 亿颗。


IMU 集成多种惯性传感器能力,结构占比持续提升。从 MEMS 惯性传感器产品结构来 看,MEMS 加速度计和 IMU 的需求量持续增长,MEMS 陀螺仪则呈现逐年萎缩态势, 主要原因系独立的 MEMS 陀螺仪在高端消费电子和汽车电子市场中逐渐被 IMU 所替代。 据 Yole,IMU(按需求量口径)产品结构占比预计将从 2018 年 43.9%提升至 2027 年 46.2%。由于 IMU 集成了多种 MEMS 惯性传感器的功能,且在功耗、尺寸和信号处理上 更有优势,未来有望在汽车电子稳定控制系统、高端消费电子等更多领域也对独立的 MEMS 惯性传感器进行替代,占比将进一步上升。




消费电子、汽车电子是 MEMS 惯性传感器的主要应用领域。随着智能手机市场回暖以及 汽车智能化的进一步发展,根据 Yole 的统计数据,按照销售量来看,消费电子占 MEMS 惯性传感器应用领域的绝大部分,其占比预计从 2021 年的 83.16%增加至 2027 年的 85.50%;其次是汽车电子市场,其占比从 2021 年的 16.68%降为 2027 年的 14.21%。


汽车电动、智能化催生国内 IMU 市场新增量。芯谋数据显示,在 2022 年我国惯性传感 器市场中,IMU 是市场份额最大的品类,占比约为 56%。随着 IMU 技术的成熟和系统综 合成本的下降,整个 MEMS 惯性传感器市场正在经历巨大的变革,独立的 MEMS 加速 度计和陀螺仪越来越多地被 IMU 所取代。在汽车市场,IMU 正在逐渐取代独立的加速度 计和陀螺仪应用,被更多地用于主动转向、翻滚检测、ESC 以保障 ADAS/AV 高度自动 化和完全自动化驾驶。因此,国内 IMU 市场将会在新能源车、智能汽车需求增量和替换 量双重利好的情况下快速增长,2022年我国IMU市场规模达到43.1亿元,预计将以11.9% 的复合增速增长,至 2027 年将达 75.5 亿元。


(三)海外龙头占据主要份额,国内厂商奋力突围


海外巨头占据主导地位,核心壁垒高筑。根据 Yole 的统计数据,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%。Honeywell、ADI、 博世等海外大厂在技术研发、制造工艺和市场拓展方面拥有雄厚的实力和经验,形成了 核心的壁垒,能够在全球范围内取得竞争优势。


我国 MEMS 惯性传感器市场仍主要由国际大厂占据。2022 年我国加速度计市场前三大 厂商分别为 BOSCH、ST 和 Murata,分别占据了 28%、18%和 12%的市场份额。相比国 际领先企业,本土企业仍处于跟随状态,市场占有率相对较低。随着本土加速度计的技 术逐渐成熟,目前各大本土厂商正在持续发力追赶。本土企业中,士兰微和美新半导体 份额最大,在所有厂商中占比为 9%和 7%。其余前五大本土厂商为明皜传感、矽睿科技 和敏芯股份。我国陀螺仪市场主要厂商和加速计类似,国际巨头 Bosch、ST、TDK 和国 内企业芯动联科、矽睿科技均有布局。


我国 IMU 市场相对集中,国产替代空间广阔。2022 年,我国 IMU 市场前五大厂商均为 外资厂商,合计占据了 93%的市场份额,本土厂商市场份额比较小,面临市场竞争压力 较大。2022 年我国 IMU 市场最大本土厂商为矽睿科技,市场份额占比为 2%;其余厂商 占比均小于 1%。IMU 作为一个重要的传感器应用领域,随着智能化、自动化等领域的不 断拓展和应用,市场前景十分广阔。相比国际厂商,本土厂商在本地化服务、供应链整合等方面进行差异化竞争,未来国产替代空间广阔。


三、人形机器人和智能汽车双轮驱动,IMU 迎来发展新机遇

(一)“GNSS+INS”组合导航系统加速成为 L2+智能汽车的方案


全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,简称 GNSS)是目前最常用的车 辆定位方法。典型的 GNSS 平均精度从几米到 20 米以上,限制了其在无人驾驶汽车上的 应用,逐渐衍生出 DPGS、AGNSS 和 RTK-GNSS。尽管 DGNSS、AGNSS 和 RTK-GNSS 提高了传统 GNSS 的精度,但它们仍适用于开阔区域,由于信号遮挡、多路径误差和其 他因素,在包括高层建筑和大树等在内的遮挡环境中可靠性较差。此外,GNSS 输出频率 较低,而无人驾驶的规划控制子系统需要高频率的定位信息。因此,单靠 GNSS 无法提 供一致可靠的定位精度,GNSS 需要与其他传感器融合进行定位。


为充分发挥 GNSS 和 IMU 的优势,二者通常组合形成 GNSS/INS 组合导航。单独的 IMU 测量受到多种噪声的影响,在多次积分过程中被放大,呈指数增长,并随着时间的推移 而累积。GNSS/INS 组合导航可以分为松耦合,紧耦合和深耦合三种常用的集成方式。松 耦合结构简单,将 GNSS 和 INS 独自解算的定位结果进行组合。紧耦合直接使用 GNSS 原始数据对 INS 进行量测更新。深耦合更进一步地利用 GNSS 信息,是一种硬件层面的 组合方式,使得 GNSS 能够辅助 INS 量测更新的同时使得 INS 的解算结果能够辅助 GNSS 接收机的跟踪环路,提升组合导航系统的性能。


智能汽车导航通常使用卫星导航系统与惯性导航系统相结合。在卫星信号微弱或丢失的 情况下,车辆可依靠惯性导航系统继续导航,确保其稳定运行,提升了自动驾驶系统的 可靠性和稳定性。惯性导航利用惯性测量组件(IMU)测量载体的角速率和加速度信息, 根据牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息,不受外界信息、能量辐射或干 扰影响,并具有较高的隐蔽性。卫星导航覆盖了大多数应用场景,而惯性导航则主要作 为卫星导航的辅助,两者结合使用可增强导航系统在各类环境下的稳定性。


自动驾驶 L2+等级渗透率在全球及我国快速增长。根据 ICV Tank 数据显示,全球范围内 L0 级别汽车的渗透率正在显著下滑,而 L1 级别汽车则呈现先上升后下滑的走势。与此 同时,L2 级及以上高级别自动驾驶汽车的渗透率持续增长,预计到 2026 年,L0、L1、 L2+渗透率将分别达到 5.8%、27.3%和 66.9%。另据罗兰贝格数据显示,预计到 2025 年, 我国 L2 级及以上自动驾驶汽车的渗透率将达到 41%,而到 2030 年将达到 65%的水平。


GNSS+IMU 组合导航方案正迅速普及,成为 L2 级及以上车型的主流选择。部分 L2 级 车型通过搭载高精定位和高精地图实现了高速领航自动驾驶,如小鹏 P7,蔚来 EC6、ES6、 ES8,广汽埃安 V、埃安 LX 等车型可以选装高精定位模块,一汽红旗 E-HS9、2021 款理 想 ONE 等车型标配高精定位模块。除了现有量产车型,2021 年以来各主机厂又相继推 出了 10 多款搭载高精度定位技术的车型,如小鹏 P5、蔚来 ET7、哪吒 U Pro、埃安 V Plus、埃安 LX Plus 等。据百度 Apollo 研究测试结果显示,GNSS-RTK 可实现 65%的综 合场景定位误差小于 20cm 的覆盖率,GNSS+IMU 的卫惯组合则可以实现 85%左右的场 景覆盖,GNSS+IMU+感知与地图的融合高精度定位系统可以实现 97.5%的覆盖率。


我们对国内自动驾驶领域 IMU 的未来空间进行测算,参考产业链相关情况,我们做出如 下假设: 1、参考罗兰贝格,国内 L2+渗透率 2025 年为 41%,2030 年为 65%,期间稳定增长。 2、参考佐思汽研给出的 2021 年中国 L2 级自动驾驶乘用车的单颗 IMU 装配率已突破 20%,并伴随自动驾驶渗透率等级的提升,装配率平滑提升至 65%。 3、参考中国汽车工业协会,2023 年全国乘用车销量为 2606 万台,并预计每年保持 5% 的递增。 4、2023 年车载 IMU 单价为 1300 元左右,逐年递减。


根据测算结果,2023 年我国自动驾驶领域车载 IMU 市场规模为 31.51 亿元,到 2030 年 将提升至 154.94 亿元,期间 CAGR 为 25.55%。


(二)IMU 是人形机器人导航和稳控的关键


Optimus 展示强大平衡能力和行走导航能力。2023 年 9 月发布的 GEN1 视频中,Optimus 除了能灵活抓取物品外,已经可以做出多个单腿支撑的动作并且能在拉伸的同时保持躯 干平衡,摆出较高难度的瑜伽姿势,表现了出众的姿态控制能力。2023 年 12 月份发布的 GEN2 视频中,运动能力更为超预期,Optimus 不仅能完成较为精细化的动作如步速提升 30%的较快行走,而且在深蹲、跳舞等任务上也展现了较强的运动和核心控制能力。


IMU 在人形机器人中发挥的作用主要体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三个方面。首先,在姿态控制和平衡方面,IMU 通过连续监测系统 姿态与位置变化,并利用伺服机构动态调整系统姿态,帮助机器人维持稳定的姿态和平 衡,尤其在人形机器人执行各种动作时,需要精确地控制机体姿态和平衡。其次,在导 航和定位方面,IMU 利用对角速率和线加速度按时间积分以及叠加运算,可以动态确定 自身位置变化,不借助外源信息,独立使用。同时,结合卫星定位,IMU 可以提供准确 的室内和室外定位信息,从而大大提升人形机器人在复杂环境中导航和定位的能力。最 后,在动作执行和路径规划方面,基于 IMU 的测量数据,人形机器人可以更精确地执行 各种动作,如行走、转弯、跳跃等,并利用 IMU 数据进行路径规划,避开障碍物,规划 出更合理的运动轨迹。




IMU 有望集成在众多行业标杆人形机器人和机器狗中。特斯拉的 Optimus、波士顿动力 的 Atlas、优必选的 Walker X、宇树的 H1、小米的 Cyber One 以及智元的远征 A1 等代表 性人形机器人产品均有望采用IMU方案,以满足对高精度导航和稳控的需求。不仅如此, 小米的机器狗 Cyber Dog 也配置了 IMU,有望打开更广泛的“机器人”应用前景。


我们对特斯拉人形机器人 IMU 的未来空间进行测算,参考产业链相关情况,我们做出如 下假设: 1、假设目前可用于人形机器人的 IMU 价格约为 600 元,并随量产规模价格递减。 注:考虑到人形机器人的应用场景更偏向于室内的制造或者陪护,精度要求低于车规级 但高于消费级。 2、参考德国的 Mihaela Popescu 团队研发的人形机器人 RH5 需要 4 个 IMU 以控制姿态 和稳定机体。 根据测算结果,在特斯拉 Optimus 量产达到 10/50/100 万台时,IMU 的单 BOT 价值量 分别为 2400/2000/1600 元;对应的市场规模分别为 2.4/10/16 亿元。


四、国产厂商迎难而上,加速破局

(一)华依科技:IMU 获得车厂定点,实现从“0”到“1”的突破


华依科技成立于 1998 年,是一家专注于汽车动力总成智能测试技术开发的高新技术企 业,2004 年交付首台发动机冷试台架,打破外资垄断局面,2013 年以来,将产业范围拓 展至变速箱、涡轮增压器、水油泵、新能源总成等动力总成细分测试领域,2016 年进入 汽车动力总成测试服务领域,由测试设备供应商向测试服务商转型,2020 年惯导组合系 统通过上汽乘用车前瞻技术研究部的验证测试,标志着华依正式进入自动驾驶智能传感 器领域,随着 IMU 项目逐步落地,有望打开公司的新成长空间。


新获 IMU 项目定点,加快高精度定位领域布局。公司前瞻布局惯性导航业务,2020 年 与上汽集团签署技术合作开发备忘录,联合开发高级别自动驾驶中的定位技术。公司通 过对 IMU 前期的研发布局,现已进入收获期。继 2022 年获奇瑞汽车定点后,2023 年公 司分别获得智己汽车某项目惯性导航总成和某客户某车型惯性导航定点的开发通知书, 充分彰显了公司在车载惯性导航行业的技术优势,公司惯导产品逐渐得到市场认可。


(二)芯动联科:陀螺仪为优势产品,性能指标已达国际先进水平


芯动联科以陀螺仪为核心产品,向 IMU 积极延伸。芯动联科成立于 2012 年,公司的惯 性传感产品主要包括 MEMS 陀螺仪和 MEMS 加速度计,均包含一颗微机械(MEMS) 芯片和一颗专用控制电路(ASIC)芯片,并通过惯性技术实现物体运动姿态和运动轨迹 的感知。公司高性能 MEMS 惯性传感器经过下游模组和系统厂商的开发与集成,可以成 为适用于不同领域的惯性系统。目前,公司产品广泛应用于国内高端工业、无人系统和 高可靠领域。


产品性能比肩海外龙头,市场竞争力强。公司高性能 MEMS 惯性传感器具有小型化、高 集成、低成本的优势,其核心性能指标达到国际先进水平。分别选取 Honeywell 产品线 中的两款代表性激光陀螺仪,以及 Emcore 产品线中的两款代表性光纤陀螺仪进行对比, 公司产品零偏稳定性、角度随机游走、标度因数精度等核心指标达到或接近上述产品, 同时,具有小型化、高集成、低成本的优势,技术特点明显,具备较强的市场竞争力。


(三)明皜传感:2021 年位列全球 MEMS 加速度计厂商第七位


明皜传感成立于 2011 年,公司围绕 MEMS 惯性传感器进行布局,形成了以 MEMS 加速 度计为核心的产品组合,主要应用于智能手机、智能穿戴、平板/笔记本电脑等消费电子 领域,智能家居、智慧畜牧等物联网领域以及车载应用领域。凭借小型化、低成本、高性 能、高可靠性的优势,公司已向荣耀、小米、联想、歌尔、三星、谷歌、Comcast 等行业 知名终端客户批量供货。此外,公司车规级 MEMS 加速度计已向东软集团批量供货,并 已导入比亚迪等汽车级客户。


公司产品具有小型化、低成本、失效风险低等优势,在关键性能指标上达到或优于国际 竞品水平。公司研发团队拥有丰富的 MEMS 设计和工艺平台开发经验,自研完成了晶圆 级 3D MEMS-CMOS 微加工工艺平台技术,可满足包括 MEMS 惯性传感器在内的多种电 容式 MEMS 传感器的研发与生产需求。公司提供的 da718 芯片在分辨率、输出数据速率、 噪声密度、零点偏移等性能指标上均达到或优于国际竞品。根据公司招股书披露,2021 年度公司 MEMS 加速度计全球市占率 2.11%,位列 MEMS 加速度计厂商的全球第七位, 打破海外厂商垄断局面。





(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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