一、综述MEMS技术与触觉传感应用趋势MEMS传感器技术在触觉传感器市场中占据约40%的份额，主要应用于智能机器人和车载智 能系统。相比之下，PDMS等聚合物材料技术占据约60%的市场份额，广泛应用于医疗检测 等领域。虽然MEMS传感器和基于油性材料的触觉传感器在性能和价格上存在差异，但具 体比较数据需要进一步调研。一、综述MEMS技术与触觉传感应用趋势MEMS传感器技术在触觉传感器市场中占据约40%的份额，主要应用于智能机器人和车载智 能系统。相比之下，PDMS等聚合物材料技术占据约60%的市场份额，广泛应用于医疗检测 等领域。虽然MEMS传感器和基于油性材料的触觉传感器在性能和价格上存在差异，但具 体比较数据需要进一步调研。MEMS传感器市场与成本分析技术路线差异：MEMS传感器中的mx （假设代指某型号）技术具有体积小、精度高的优点， 但对工况要求较高，量产时成本可降低。相比之下，pdms类传感器体积较大，精度不高， 重复性及部分性能指标略逊一筹。成本分析国内外晶圆成本并无显著差异，主要区别在于良率和特殊要求。MEMS传感器的 整体成本控制在1-2元，量产后可能更低。应用分布与要求：不同应用领域对MEMS传感器的精度、重复性、寿命等指标要求各异。 例如，机器人所需的传感器成本相对较高，并受产量影响大。特斯拉人形机器人采用MEMS 技术，由于空间和性能要求的限制，使其成为唯一选择。提升MEMS传感器性能之难题MEMS传感器技术挑战半导体特性导致温度漂移较大，需要进行温度补偿。日本的MEMS 技术工艺复杂，主要使用PECVD工艺在薄膜上溅射电阻。MEMS芯片脆弱性问题核心难点在于芯片的脆弱性，承载力有限，目前尚无法很好地解决 在六维力矩中的脆弱性问题。成本降低趋势：尽管利用MEMS技术和半导体应变片可能短期内难以大幅降低六维力矩传 感器的成本并提高量产效率，但由于半导体应变片灵敏度高，尽管热稳定性差限制了其在极 端环境下的应用，但仍预示着市场对MEMS传感器的需求将保持增长。MEMS传感器成本与技术分析产品技术升级：采用半导体工艺对MEMS传感器生产进行自动化升级可以提高效率和产量， 但成本并未大幅降低，仍需人工贴片。对于客户端而言，成本可能降低，但效率提升不显著。行业动态：国内外均有公司沿着MEMS六维力矩传感器开发路线进行研发生产。尽管存在 脆弱性问题，但由于新兴机器人和智能驾驶对力量要求较低，应用场景广泛，预计市场对 MEMS传感器的需求将持续增长。成本构成分析：核心弹性体的制造工艺占据了 MEMS传感器成本的40%-50虬 而半导体技 术的工艺成本高，材料成本相对较低。这意味着创新点需要放在成本控制和工艺改进上。专家探讨MEMS传感器设计与应用MEMS传感器的设计和制造难点MEMS传感器在设计和工艺上存在挑战，如动态响应、非 线性问题和高制造一致性要求，这些因素促成了其较高的成本。国内对于六维力传感器技术的掌握不足国内企业尚未在六维力传感器领域展现出显著的技 术突破和产品呈现，与国际先进水平存在较大差距。特斯拉及国内机器人对MEMS传感器的使用趋势特斯拉倾向于采用尖端标准技术的MEMS 传感器，而国内机器人可能更多采用成本效益更高的柔性传感器。预计未来趋势是MEMS 传感器的主导性将更加明显。MEMS力矩传感技术及其挑战MEMS力矩传感器技术正在发展中，当前适用于负荷较轻的场合，如某些手术，但需进一步 研究和优化才能适用于更复杂场景。成本问题是MEMS力矩传感器面临的挑战，特斯拉等公司正寻求解决此问题。传统六维力 矩传感器价格高昂，而MEMS技术有望实现成本降低。MEMS传感器市场潜力巨大，一方面需求持续增长，另一方面进入门槛较高。对于未来开发 更高承载力、体积更小的传感器具有明显的商业前景。MEMS传感器成本腰斩可期压力传感器精确度提升后，价格可达到上千元。半导体成本在量产和工艺改进后至少可减半。设计质量占传感器性能的80%，剩余20%由工艺质量决定。设计优化对降低工艺成本有着至 关重要的影响。 传感器在高智能化设备中占据较高成本比例，如人形机器人中传感器等部件占总成本的近 50%。随着技术的进步和成本的降低，MEMS传感器的成本有望大幅降低。二、Q&AQ：目前有哪两种主流的触觉传感器技术，它们的性能和价格对比如何？A：当前市面上主要有两种触觉传感器技术：一种是基于MEMS的技术，另一种是运用所谓 的弹性材料，如PDMS或PTV等。就性能而言，MEMS技术被广泛应用于先进的产品中， 尤其在某些机器人和智能车载系统中占据较大的比重，大约占到60%左右。弹性材料技术在 市场上的占比约为40%。至于价格，具体数据在对话中未提及，所以无法进行准确的对比。 MEMS技术由于其精密和先进的特性，可能在成本上会高于使用弹性材料的传感器，但由于 未给出具体数据，这只是基于行业常识的推测。Q：在哪些具体的应用领域，MEMS技术的触觉传感器优于其他技术？A： MEMS的触觉传感器，由于它们的先进性，主要被应用在高端的产品上。例如，在某些 高级机器人上，以及车载智能系统中，MEMS传感器更受青睐。此外，MEMS传感器也因其 柔性特性而在医疗领域有所应用，特别是在手术中和术后检测参数时供医生使用，它们在这 方面的应用也相对较多。Q： MEMS传感器的技术路线和特点有哪些？市场上不同技术路线的MEMS传感器价格和性 能上有什么差异？A： MEMS传感器的技术路线有麦克斯（MAX）和基于PDMS材料的两种路径。麦克斯技术 具备体积小、精度高的优势，但由于其采用半导体工艺，存在温飘问题，即在不同温度下输 出波动较大，难以适应极端工作环境。如无补偿，体积小、精度高的麦克斯传感器会因量产 导致成本较高。另一方面，PDMS技术制成的触觉传感器体积较大，精度和重复性相对较低。 价格方面，麦克斯传感器单个晶圆成本在0.55T元之间，而PDMS传感器则在几块钱甚至 更高，但随着产量增加，价格有所下降。对于高性能需求的应用，如机器人，对MEMS传 感器的精度、重复性和寿命要求更高，因而成本显著提升，售价可能从10几块到几十块不 等。Q：国产和海外的MEMS传感器在成本上有什么区别？ MEMS传感器在机器人等高端应用中 的成本比例如何？A：由于MEMS技术目前并不需要像IC那样的先进纳米工艺，因此国产及海外的MEMS传 感器在成本上差异不大。但在产率和特殊工艺要求方面会有一些区别。在高端应用如人形机 器人领域，MEMS传感器的成本占整机的比例相对较低，以特斯拉人形机器人为例，触觉传 感器的成本占比大约为3%。对性能要求较高的情况下，MEMS的晶圆片或芯片在重复性、 精度以及其他关键参数方面需要提升，因此成本相应增加。Q：全球来看，MEMS技术在六维力矩传感器上的应用为什么相对较少？A： MEMS技术在六维力矩传感器上的应用较少，主要是因为市场规模较小。传统力矩传感 器多用于工程机械等领域，其应用场景要求传感器的扭矩极大，与MEMS技术的目标应用 领域和性能特点不尽相同。而且，像德国HBM这样的公司已经在传统力矩传感器上有较为 成熟的技术和市场份额，MEMS技术进入该领域的创新成本较高，收益相对有限。Q： MEMS传感器技术面临哪些核心难点？目前这些问题有什么解决方案？A： MEMS传感器技术的核心难点之一是其承载能力不大，主要源自材料脆弱性问题。例如， 这方面的技术难度表现在MEMS技术的生产过程中，如日本的MEMS技术使用pecvd工艺， 将半导体工艺用于电阻溅射到薄膜上，工艺难度较大。国内做得好的企业很少。解决方案方 面一些公司正在尝试将MEMS的敏感组件构建在例如17-4这种特殊不锈钢薄膜上以增加 弹性，从而解决脆弱性问题，但这还主要局限于学术研究阶段，并未广泛应用。Q：当前传统滤波器在降本方面遇到困难，是否可以通过MEMS技术来降低成本？ MEMS技 术能否在短期内提高六维力矩的量产效率？A：传统的滤波粒子确实在成本降低方面比较困难，业界考虑使用MEMS技术以实现成本降 低。六维力矩传感器的成本通过采用MEMS技术有可能降低，因为半导体硬件片已经可以 使用硅和楮等半导体材料替代金属应变片，这不仅可以提高生产效率，而且还降低了成本。 利用半导体技术，可以将传统的合金材料更换为半导体材料，这使得传感器更为灵敏，并且 能够探测到微小的力矩变化。然而，尽管存在优势，半导体材料的热稳定性较差，导致在极 端工作条件下应用较少。这一局限也是MEMS技术降成本并提升量产效率时需要考虑的因 素之一。Q： MEMS传感器改用半导体工艺后，量产效率和成本会有什么变化？A：目前来说，成本并没有显著下降，因为应用不多，整个半导体制程的工艺成本分摊并不 多。不过新工艺的亮点在于体积非常小，能够测六维的力和力矩，特别是可以放置在非常小 的空间内。虽然有这样的技术进步，量产效率并没有相比于以前提高太多。对于只是卖硬垫 片或者制造硬垫片的厂家效率提升，但如果是客户使用，效率提升不大。不过可能相应的成 本会稍有降低。Q：为何国内厂商选择继续沿用MEMS技术开发制造六维力矩传感器？A：国内的某些厂商如坤维科技仍然继续沿用MEMS技术研发生产，是因为他们的应用工况 不需要很大的力矩。例如人形机器人的手指尖等应用，不会出现过于严苛的力矩要求，所以 继续这一研发线路是有市场基础的。即使MEMS技术存在脆弱性问题，对于不需要特别高 承载力的应用，其技术和成本还是可接受的。Q：单个MEMS力传感器的成本构成大致是什么？A：传感器的成本构成中，制造弹性体的工艺占了 40%~50%的比例，这是最大的成本支出。 其他部分包括了敏感元件、外围器件如采集£、制造装配以及校准等。如果技术不成熟， 弹性体制造的工艺成本比例会更高。核心的制造工艺有专利保护，而一些不太重要部分如芯 片器件可能会外购，但核心的弹性体制造通常会保留在厂家内部完成。 Q：设计和制造MEMS传感器的主要挑战是什么？国内有哪些公司在这一领域表现出潜力？A：设计MEMS传感器的主要挑战包括解决动态响应和非线性参考问题，而制造过程则需要 极高的精度和一致性，尤其是涉及到高精度蚀刻工艺，这往往导致成本增加。在国内，一些 公司如坤为等通过设备采购和团队建设等方式尝试进入这个市场，但目前真正能够做好 MEMS传感器的国内企业并不多。Q：在6-D0F （六自由度）传感器领域，国内外制造商在技术原理上是否存在差异？是否具有技术优势或面临障碍？A：在6-D0F传感器领域，国内外制造商的技术原理基本相同或相近。对于已经在IMU （惯 性测量单元）制造方面有深厚积累的公司来说，他们在转向新兴市场如机器人市场的6-D0F 传感器制造时具有一定的优势。主要障碍可能在于对新兴市场的理解，例如对机器人市场的 熟悉程度。Q：国内哪些从事MEMS （微机电系统）器件制造的企业在6维力矩传感器方面可能具有优 势？A：国内一些企业如新中联科、四通科创和新京城等在制造6维力矩传感器方面显示出潜力。 他们宣称可以生产直径从9.5mm到300mm，覆盖从几牛到几千牛力矩范围的传感器。这表 明国内企业在技术开发和专利获取方面取得了进步，尽管具体产品尚未在市场上广泛出现。Q： MEMS压力传感器和MEMS 6-DOF力矩传感器在技术原理上是否相同？哪个更难制造？A： MEMS压力传感器的技术原理相对简单，主要依赖线性响应。而MEMS6-DOF力矩传感 器涉及更多的非线性问题，其工艺与陀螺仪和加速度计相似，制造难度明显更高。目前，国 内成功制造出高质量陀螺仪和加速度计的公司并不多，这些产品在核心参数和寿命方面与国 外产品存在显著差距。Q：在机器人传感器方面，MEMS传感器和柔性传感器在特斯拉和国产机器人中的使用比例 如何？两者的技术发展趋势是怎样的？A：虽然没有具体的使用比例数据，但趋势显示特斯拉等公司更倾向于使用MEMS技术，这 可能是因为尚未找到满足其标准的柔性传感器产品，或者考虑到成本因素。相比之下，国产 机器人在某些情况下可能会更多地使用柔性传感器。然而，总体来看