“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-华创证券-2024.3.docx

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1、证券研究报告“人形机器人的OPtimUS时刻”系列（六）推荐（维持）IMU（姿态感知）：旧火新茶，其时已至华创证券研究所 IMU（惯性测量单元）：姿态测量和惯导的核心传感器。IMU是测量物体三轴角速率及加速度的装置，通常由两个及以上的加速度计和陀螺仪组成。IMU作为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按使用性能从低到高可分为消费级、工业级和军用级，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，涵盖从消费电子、汽车电子到工业与通信、医疗健康等各个领域。 IMlJ

2、成长空间广阔,国产替代蓄势待发。MEMS传感器细分种类繁多，IMU及核心零部件在所有细分产品中占比最高。据Yole数据，全球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；消费电子、汽车电子是其下游主要的应用领域。受益于新能源车需求增量和替换量的双重利好，2027年我国IMU市场有望达到75.5亿元。博世、ADl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，形成了核心壁垒，2021年全球IMU市场的前大厂商均为国际大厂，总计占据88%的市场份额。国内IMU市场中，相比外资厂商，本土厂商在本地化服务、供应链整

3、合等方面积极进行差异化竞争，未来国产替代空间广阔。 人形机器人和智能汽车双轮驱动，IMU迎来发展新机遇。1）智能汽车：1.2车型选择七NSS+IMU”组合导航方案正迅速普及。据百度Apollo,GNSS+IMU的卫惯组合可以实现85%左右的场景覆盖，增强导航系统在各类环境下的稳定性。伴随着我国自动驾驶1.2+级别的渗透率到2030年有望达到65%的水平经过我们的测尊，2023年我国自动驾驶领域车载IMl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%02）人形机器人：在特斯拉近期发布的视频中，OPtimUS可以做出高难度的瑜伽、舞蹈动作，展示出强大平衡

4、控制和行走导航能力。IMU在人形机器人中主要应用在平衡维持、导航定位和动作执行三个方面，基于合理假设，经过我们的测算.，在特斯拉OPtimUS量产达到10/50/100万台时，对应的IMU市场规模分别为2.4/10/16亿元。 国产厂商迎难而上，加速破局。1）华依科技：公司前睇布局惯性导航业务，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。公司积极进行IMU前期研发布局，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，惯导产品实现从“0”到“1”的突破。2）芯动联科：公司以陀螺仪为核心产品，

5、向IMU积极延伸。公司的高性能MEMS惯性传感器具有小型化、高集成、低成本的优势，核心性能指标达到国际先进水平，具备较强的市场竞争力。3）明崎传感：公司形成了以MEMS加速度计为核心的产品组合，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。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。 行业投资评级与投资建议。IMU应用空间广阔，核心技术壁垒高筑，人形机器人、智能汽车等新兴产

6、业驱动IMU市场高速增长。国内厂商有望通过多年产业、技术积累和高性价比，加速导入核心客户，实现国产替代。给予IMU行业推荐”评级。重点关注华依科技、芯动联科 风险提示：人形机器人进展不及预期；国内厂商产品开发进度、核心客户导入不及预期；原材料价格上涨增加成本风险；市场竞争加剧等。证券分析师：范益民电话：021-20572562邮箱：fanyimin执业编号：S0360523020001证券分析师：丁祎邮箱:dingyi执业编号：SO36O523O3O1股票家数（只）总市值（亿元）流通市值（亿元）%绝对表现相对表现一2潦）3-32%-相关研究报告61141,881.2032,371.86占比0.

7、084.794.78IM6M12M23/0514.8%-7.9%-14.0%机械沪深3机械行频报（20240225-2024（）302）：2月PMI环比微降，大中小型企业PMI呈现差异化2024-03-04机械行业重大事项点评：从四大更新维度思考推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案2024-03-03科学仪器行业重大事项点评：国常会通过大规模设备更新方案，科学仪器板块22Q4贴息行情有望重演2024-03-02投资主题报告亮点“旧火”指的是惯性传感器历史悠久，从基于牛顿经典力学原理、基于萨格奈克效应到当下基于哥氏振动效应和微纳加工技术到未来基于现代量子力学技术，有着非常长的研发周期和丰富

8、的应用场景0“新茶”指的是人形机器人、智能汽车等新兴应用场景，带来IMU全新发展机遇。报告第一章参考国际大厂ADI的产品线，对IMU、加速度计和陀螺仪进行详细原理层、产品层和应用层介绍；第二章梳理了MEMS传感器产品结构，并对惯性传感器的市场规模、结构占比、下游应用和竞争格局进行分析；第三章拆解了两大增量市场，智能汽车和人形机器人，并对未来空间进行测算；第四章挖掘了核心标的。投资逻辑IMU应用空间广阔，核心技术壁垒高筑，人形机器人、智能汽车等新兴产业驱动IMU市场高速增长。国内厂商有望通过多年产业、技术积累和高性价比，加速导入核心客户，实现国产替代。1）华依科技：公司前瞻布局惯性导航业务，20

9、20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。公司积极进行IMU前期研发布局，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，惯导产品实现从“0”到“1”的突破。2）芯动联科：公司以陀螺仪为核心产品，向IMU积极延伸。公司的高性能MEMS惯性传感器具有小型化、高集成、低成本的优势，核心性能指标达到国际先进水平，具备较强的市场竞争力。3）明崎传感：公司形成了以MEMS加速度计为核心的产品组合，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、歌尔等行业知名终端客户批量供货。此外

10、，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。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。给予IMU行业“推荐”评级。重点关注华依科技、芯动联科一、IMU（惯性测量单元）：姿态测量和惯导的核心传感器6（一）IMU：测量物体三轴姿态角和加速度6（二）IMU核心组成部分（1）：加速度计9（三）IMU核心组成部分（2）：陀螺仪11二、IMU成长空间广阔，国产替代蓄势待发13（一）MEMS传感器细分种类众多，应用场景丰富13（二）惯性传感器市场蓬勃发展，IMU占比快速提升16（三）海外

11、龙头占据主要份额，国内厂商奋力突围17三、人形机器人和智能汽车双轮驱动，IMU迎来发展新机遇19（一）“GNSS+INS”组合导航系统加速成为1.2+智能汽车的方案19（二）IMU是人形机器人导航和稳控的关键22四、国产厂商迎难而上，加速破局24（一）华依科技：IMU获得车厂定点，实现从“0”到“1”的突破24（二）芯动联科：陀螺仪为优势产品，性能指标己达国际先进水平25（三）明幅传感：2021年位列全球MEMS加速度计厂商第七位26口、行业观点及重点关注个股27六、风险提示29图表目录图表1IMU结构6图表2IMU价格&使用场景7图表3IMU应用领域7图表4IMU测量大物理量8图表5组合惯性

12、导航系统8图表6三轴加速度计工作原理9图表7加速度计性能指标9图表8不同技术加速度计性能情况10图表9各类别加速度计主要应用领域、主要技术10图表10ADl加速度计划分指标11图表11ADI加速度计应用版图11图表12陀螺仪工作原理II图表13MEMS陀螺仪内部结构示意图12图表14MEMS陀螺仪与“两光陀螺”具体差异12图表15不同技术陀螺仪性能情况13图表16MEMS声学传感器结构示意图13图表17MEMS传感器芯片构成13图表18手机集成多种MEMS传感器14图表192018-2027年全球MEMS传感器市场规模（亿美元）14图表202020年全球MEMS传感器下游应用占比15图表212

13、026年全球MEMS传感器下游应用占比预测15图表222020年全球MEMS传感器细分产品占比15图表232026年全球MEMS传感器细分产品占比预测15图表24全球MEMS惯性传感器市场结构（亿美元）16图表25全球MEMS惯性传感器市场结构（亿颗）16图表262018年全球MEMS惯性传感器产品结构16图表272027年全球MEMS惯性传感器产品结构预测16图表282021年全球惯性传感器应用领域17图表292027年全球惯性传感器应用领域17图表302018-2027年我国惯性传感器市场规模（亿元）17图表312021年全球MEMS惯性传感器市场占有率18图表322022年我国MEMS加

14、速度计市场占有率18图表332022年我国IMU市场竞争格局19图表34GNSS示意图19图表35GNSS/INS组合导航算法流程20图表36GNSS/INS组合系统用于汽车导航20图表37全球各级别自动驾驶渗透率21图表38我国各级别自动驾驶渗透率21图表39部分搭载高精导航技术的车型21图表40我国自动驾驶领域IMU市场空间测算22图表41OPtimUS展示平衡控制能力22图表42OPtimUS展示行走导航能力22图表43IMU在人形机器人上的应用23图表44优必选WalkerX采用高精度IMU24图表45小米机器狗配置IMU24图表46人形机器人IMU市场空间测算24图表47华依科技组合

15、导航系统（车规级GNSS模块和ASI1.-B级别IMU）25图表48公司已获定点项目25图表49芯动联科MEMS传感器产品应用25图表50公司高性能MEMS陀螺仪与海外龙头陀螺仪的核心指标对比26图表51明端传感下游客户27图表52明端传感加速度计与海外竞品性能对比27图表53相关公司盈利预测（2024年3月11日）28一、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（InertialMeasurementUnit）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ASlC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