电子皮肤帮助机器人走向仿生人
如何定义电子皮肤？
电子皮肤是把机器变成人的核心组件。电子皮肤帮助人形机器人在外观上更接近于人类，同时也赋予机器人皮肤所附带的 触觉、感知能力，为机器人带来与人类交互的更多可能。
电 子 皮 肤 市 场 高 速 扩 容
人形机器人市场高速扩容，电子皮肤随之受益。根据高工产业研究院预测，2024年全球人形机器人销售量约为1万台，到2030年销售 量将达到61万台/年。而与机器人息息相关的电子皮肤在2024年全球市场总值约为63亿美元，Precedenceresearch预测电子皮肤市场 将会在未来十年保持17%以上的年复合增长率，到2034年超过300亿美元。
电子皮肤应用场景
人形机器人领域：当前电子皮肤价值量占机器人总成本比 重小，随着电子皮肤从局部（如灵巧手）扩展至全身覆盖 ，价值量有望提升。 可穿戴设备：电子皮肤可应用于智能手表、健康监测手环 等可穿戴设备，实现对人体生理状态的实时监测，为健康 管理提供数据支持。也可以应用于微型电脑或处理器。 医疗健康监测：电子皮肤可以用于监测患者的生理指标， 如心率、血压、体温等，为疾病诊断和治疗提供重要依据 。例如，电子皮肤可以应用于智能绷带、健康监测手环等 产品，实时监测患者的生理指标，为疾病预防、诊断和治 疗提供重要数据支持 。 智能假肢：电子皮肤还可以用于康复治疗和义肢制造，帮 助患者恢复功能和提高生活质量。电子皮肤赋予假肢更接 近真实皮肤的外观和触觉感知能力，提高假肢的灵活性和 实用性，帮助残疾人更好地适应日常生活。
电子皮肤的技术难点
材料层面：电子皮肤需模拟人类皮肤的感知能力（如压力、温度、湿度等），同时兼具柔韧性、延展性、自修复性及生物相容性。目前 电子皮肤的实验室产品折叠寿命有限，若用于大规模工业化生产仍需材料学进步。 制造工艺层面：柔性电子器件需在拉伸、扭曲时保持功能稳定，这对材料设计和制造工艺提出极高要求。密集的电子元器件布局需要面 对大量外界干扰（如电磁干扰）如何在毫米甚至微米的尺度上进行有效电磁屏蔽也是一个难题。 传感器壁垒：人体皮肤厚度平均在0.5-4毫米，电子皮肤的厚度与人体皮肤相似，这就要求柔性传感器对厚度较好的控制。此外传感器 的的研发需要大量传感实验数据和算法累积，进一步增加研发成本。目前各种传感器路线之间存在竞争关系，因此专利卡位也会对后进 厂商造成压力。总的来看，以传感器起家的，拥有自研技术和相应专利厂商具有先发优势。 工业化壁垒：目前电子皮肤领域各厂商在选型和设计上百家争鸣，还未出现能够得到市场普遍认可、适合工业化大规模生产的产品。若 企业能抢先完成工业化生产，树立起新的行业标准和主流技术路线，将有更大可能性杀出重围。 总的来看，以传感器起家的厂商具有更多先发优势，但这一优势可能会被先行完成工业化的厂商掩盖，因此传感器厂商需要积极寻求下 游合作和工业化。反过来说，外围大厂或者工业龙头可能依靠与传感器厂商合作的方式入局，通过注入算法、提供硬件、协助工业化等 方式加持电子皮肤。
柔性传感器是电子皮肤的核心组件
传 感器结构 一览
当前触觉传感器领域百家争鸣，目前比较成熟的技术路线有以下五种，分别是电阻式、电容式、压电式、光学式和霍尔效应传感器。
电阻式传感器
优点：量程宽、灵敏度高、信号采集系统简单、设计逻辑简单 。缺点：在宽量程压力范围内（极低压力和极高压力）信号一致性不佳、国产压阻材料的一致性和长期可靠性与国际水平有差距 。斯坦福大学鲍哲南：研制弹性聚合物PDMS，通过把这种材料粘贴到有机晶体管实现读取表面电流变化 。 RMIT的巴斯卡兰团队：将氧化物涂层与弹性橡胶混合起来制备电子皮肤。在铂和硅层上制备一层薄薄的金属氧化物模型，并在高温下 “退火”，使电路既透明又导电。他们将模型嵌入柔软的 PDMS 中，并将其从铂基上剥离，留下透明的金属氧化物薄膜，用于导电 。 剑桥大学的马拉亚拉斯团队：将一种名为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯的离子液体与聚合物结合在一起，由此得到的胶体可以容纳一个 金电极和导电聚合物，由此制成了一种凝胶形态的导电材料
电容式触觉传感器
优点：传感材料大规模量产一致性高、空间分辨率和灵敏度比电阻式高。 缺点：信号采集电路比电阻式复杂、需要电磁屏蔽结构去除外部干扰。
压电式触觉传感器
优点：在宽量程内（极低压力和极高压力），信号的线性度高、PVDF压电材料为单一组分，无需复合材料，大批制造一致性高、PVDF 压电材料国产化充分，性能与国际相仿 。 缺点：仅能测量动态信号，低频相应信号弱（如<0.01Hz) 、信号采集电路略复杂，需要高阻抗、电荷放大。
重点公司分析
福莱新材：电子皮肤集成式供应商
电子皮肤集成式供应商：公司立足于传统业务成熟的涂布工艺制备柔性传感器所需的电极和压阻层，利用原有工艺加速规模化生产 。公司深耕复合膜领域多年，目前最高能够制备微米级别的透明胶，预计可用于封装和基材层面，未来或可解决仿生皮肤材料问题 。传感器领域，公司自研柔性传感器采用电阻式技术路线和蚀刻工艺，适合规模化生产。 提供温度、压力和距离柔性传感器。 工业化进程：柔性传感器中试产线建设中。 公司已经拥有10项传感器领域的技术专利，在行业内形成技术卡位。
电子皮肤样品问世，实现人机高效互动：公司首次展示电子皮肤/柔性传感器样品，同时将装备柔性传感器的灵巧手向投资者开放 。公司灵巧手样品实现了与人手的高效互动。人手在触碰到灵巧手手指部分时，手指将由放松状态及时转为直立，由此基于柔性传 感器实现了灵巧手对触觉感知能力的模拟。与灵心巧手的合作开发：公司发布会期间公开了与灵心巧手在灵巧手方面的合作。灵心巧手公司推出的Linker Hand灵巧手产品最 高拥有42个自由度，成为全球自由度最高的商用灵巧手产品。
汉威科技：传感器行业的“百货商场”
核心技术与产品：1998年研制出第一款天然气传感器产品，公司深耕气体传感器、车用智能仪表、车用传感器等领域多年，是国 内气体传感器龙头。在柔性传感器领域，汉威科技已构建稳定的纳米敏感材料体系，掌握了柔性压阻、柔性压电、柔性电容、柔性 汗液四大核心技术。公司形成了柔性压力传感器、柔性压电传感器、柔性织物、柔性应变传感器、柔性温湿度传感器、柔性热敏传 感器、柔性电容传感器等七大产品系列。
产业链布局丰满，但电子皮肤表面材料缺位：汉威科技投资了包括主营激光传感器业务的威晶光电；具备 MEMS芯片设计、制造 、封测的嘉兴纳杰以及与柔性传感器互补的韧和科技等项目。叠加上汉威科技本身的传感器制造能力和专利累积，使得汉威科技打 通了电子皮肤领域除皮肤表面材料外的每一环。因此我们认为汉威科技后续收并购的重要潜在目标是具有仿生皮肤或柔性基材生产 能力的新材料企业（塑料或者硅胶领域）或者直接参股机器人整机企业。通过补齐短板，汉威科技可以集齐电子皮肤所需的全产业 链。
柯力传感：国内力学传感器龙头
柯力传感是国内力学传感器龙头，是智能传感器领军企业，产品包括流量计、车载系统、粮食水分仪、物联网电子称重仪等 。在机器人领域，公司布局了多维力传感器、关节力传感器、微型力传感器，此外公司还有工业用压力传感器、惯性传感器 等，未来或可向机器人应用转移的产品和技术。 产业化进程：目前公司正在积极研发六维传感器。 人形机器人领域拳头产品：六轴传感器。公司已成功开发六维力/力矩传感器系列产品，用于测量xyz三个轴向上的力的大小 与方向，包括测量力量与扭矩。该产品主要应用于人形机器人的手腕、脚腕、工业机械臂末端等关键部位，实现了对复杂力 与扭矩的高精度测量。其六维力传感器在结构设计、标定系统精度方面具备技术壁垒，尤其适合高强度的工业应用场景，例 如协作机器人对承重和精准操作的需求。
麦格米特：全球首款MFS系列柔性光纤传感器
柔性光纤传感器MFS系列：麦格米特开发的MFS系列柔性光纤传感器在2019年成功量产，该系列传感器具有超高精度和高信 号强度，抗电磁干扰和原子辐射的能力，耐水、耐高温、耐腐蚀、耐化学性能等优点。 传感过程：传感原理类似于光电式，解调模块控制光源发光，光源发出的光进入传感头，经过传感头弯曲调制的光进入光电 探测器产生电信号，最后由解调模块采集处理信号。 产业化进程：该产品已经于2019年成功量产，被用于VR数据手套、医疗健康监测、智能穿戴设备、机器人手臂和关节运动捕 捉系统等。
安培龙：MEMS 硅压阻式压力传感器
传感器全产业链：公司构建有领先的智能传感器高端研发平台，自主掌握从材料到芯片到传感器全产业链关键核心技术；公 司践行“多产品、梯次化布局”的发展思路，产品布局包括成熟产品线温度传感器和热敏电阻，战略产品线陶瓷电容式压力 传感器及储备产品线MEMS压力传感器、氧传感器等。
产业化进程：2024年，公司多项六维力传感器专利获得授权；在MEMS传感器领域，公司已开发出MEMS硅压阻式压力传感 器，目前已与东风汽车等汽车企业开展了深度合作；用于机器人的相关产品则仍处于送样与技术交流阶段，安培龙实验室已 获得蔚来汽车、比亚迪汽车等车企的认证，成为授权认可的供方实验室。
MEMS 硅压阻式压力传感器原理与优势：MEMS 硅压阻式压力传感器原理见下图；相对于传统的机械量传感器，MEMS压力 传感器的尺寸更小，最大不超过一厘米，且MEMS压力传感器可以用类似集成电路的设计技术和制造工艺，进行高精度、低 成本的大批量生产，相对于传统机械制造技术，其性价比大幅度提高。
祥源新材：国内发泡材料领跑者
高性能的发泡材料：祥源新材专注于发泡材料的研发、生产和销售。公司生产的高性能发泡材料可作为传感器的压电功能层， 实现对压力和震动的感知。这些材料具有高灵敏度、超薄、超轻、低声阻抗和低成本等优势,应用于人形机器人灵巧手及电子 皮肤等柔性传感领域。 超薄PE防水泡棉：电子领域专用超薄聚烯烃泡棉，最薄至0.06mm，产品性能稳定，结构稳固，独特的闭孔结构，为您解决 电子产品当中密封、防水、缓冲、填缝等方面的需求，广泛用于TFT-LCD、OLED中，提升手持电子产品整体的抗冲击性能。 微孔聚氨酯发泡材料（PU泡棉）：拥有良好的可压缩性、优异的抗压缩形变能力、突出的抵抗应力松弛能力、优秀的服帖性、 出色的密封性及优良的冲击吸收能力，且易于加工，可配合多种胶粘剂使用，广泛应用于电子、影音设备及新能源汽车领域。 产业化进程：在电子皮肤领域，公司通过提供高性能的发泡材料，与下游的柔性传感器制造商和机器人制造商合作，形成了 从材料供应到终端应用的完整产业链。
报告节选：
（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。）
