模拟芯片设计行业专题报告-模拟芯片行业专题二：机器人核心零部件，磁传感器需求高速增长

模拟芯片设计 行业专题报告 1 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 模 拟 芯 片 设 计 行 业 专 题 报 告 模拟芯片行业专题二：机器人核心零部件，磁传感器需求高速增长 分析师 郑震湘 登记编号：S1220523080004 佘凌星 登记编号：S1220523070005 行 业 评 级 : 推 荐 行 业 信 息 上市公司总家数 33 总股本(亿股) 95.27 销售收入(亿元) 567.39 利润总额(亿元) 70.67 行业平均 PE 88.82 平均股价(元) 57.28 行 业 相 对 指 数 表 现 数据来源：wind 方正证券研究所 相 关 研 究 磁传感器：外资龙头垄断市场，工业+汽车双轮驱动。磁传感器市场规模成长动能强劲，2022 年达 65.1 亿元，预计 2027 年将增至 146.2 亿元。目前我国磁传感器市场主要由外国企业垄断，Allergo 和英飞凌市占率位居前二。近年来国内企业加速追赶，纳芯微等企业均推出了磁传感器产品。在汽车及工业领域，相比光传感器，磁传感器可减小尺寸、降低成本，渗透率不断提高，有望带动磁传感器市场规模成长。 机器人核心零部件，磁传感器需求高速增长。人形机器人加速渗透，预计2026 年全球人形机器人在服务机器人市场中的渗透率有望达 3.5%，规模达 20 亿美元，2030 年我国服务机器人市场规模将突破 50 亿美元。随着国内外厂商入局人形机器人赛道，人形机器人产业趋势加速，自由度不断提升。磁传感器作为电机/编码器中的核心零部件，将深度受益人形机器人的需求增长。 推荐标的：纳芯微 风险提示：研发不及预期、行业竞争加剧、需求不及预期 方 正 证 券 研 究 所 证 券 研 究 报 告 -21%-14%-7%0%7%14%22/12/17 23/2/28 23/5/12 23/7/24 23/10/5 23/12/17模拟芯片设计沪深300模拟芯片设计 行业专题报告 2 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 1 磁传感器：外资龙头垄断市场，工业+汽车双轮驱动 磁传感器市场规模成长动能强劲。据半导体行业观察，2022 年中国磁传感器市场达 65.1 亿元，预计未来几年保持良好增长势头，2027 年将增长至 146.2 亿元，CAGR 达 17.6%， 图表1:2018-2027F 中国磁传感器市场（单位：亿元） 资料来源：半导体行业观察，方正证券研究所 下游需求扩张推动磁传感器市场规模扩大。分下游领域来看，磁传感器芯片下游应用领域包括汽车电子、消费电子、医疗健康、智能安防等。2022 年，汽车占磁传感器终端市场比例最高，达 47%，其次为消费市场，占比 22%。 图表2:2022 年中国磁传感器下游市场情况 资料来源：半导体行业观察，方正证券研究所 国际龙头占据主要份额，国内企业加速追赶。目前，我国磁传感器市场主要被国际企业占据，但近年来整体市占率由 80%下降到 73%。2022 年，Allegro 占据中国磁传感器市场最大份额，达 16%。其次为 Infineon，占比达 15%。国内本土企业主要包括纳芯微、圣邦股份、灿瑞科技、矽睿科技等。 37.140.545.151.965.182.599.5112.4130.3146.202040608010012014016020182019202020212022 2023E 2024F 2025F 2026F 2027F47.0%22.0%12.0%19.0%汽车消费工业其他模拟芯片设计 行业专题报告 3 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表3:2022 年中国磁传感器市场竞争格局 资料来源：半导体行业观察，方正证券研究所 相比光传感器，磁传感器可减少尺寸、降低成本。据 MPS 官网，MPS 的 MagAlpha 角度传感器通过感测电机的旋转位置来确定角度位置，即使在高转速下也能高精度地测量磁场角度。由于移除了光学组件，这些磁传感器最多可以将解决方案的尺寸减少 90%，并将成本降低 80%。 图表4:“磁编码器+电机”模式 资料来源：MPS 官网，方正证券研究所 高灵敏度读取元件 TMR 适用汽车电子或工业设备。据 TDK，磁阻传感器可分为AMR（各向异性磁阻效应）元件、GMR（巨磁阻效应）元件和 TMR（隧道磁阻效应）元件三类。TMR 元件由 1 至 2nm 的薄绝缘体制成的阻挡层夹在两个铁磁层（自由层/引脚层）之间，引脚层的磁化方向固定，自由层的磁化方向会根据外部磁场方向而变化，TMR 元件的电阻随着自由层的这种变化而变化。TDK TMR 传感器的输出达到 3,000mV，是 AMR 传感器的 20 倍，是 GMR 传感器的 6 倍。由于TMR 温度漂移小、低老化劣化，适用于汽车元件及工业设备。 16.0%15.0%10.0%9.0%9.0%41.0%AllegroInfineonAKMTDKMelexis其他模拟芯片设计 行业专题报告 4 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表5:TMR 原理 图表6:使用 AMR、GMR 和 TMR 元件的磁传感器特性比较 资料来源：TDK 官网，方正证券研究所 资料来源：TDK 官网，方正证券研究所 2 机器人核心零部件，磁传感器需求高速成长 人形机器人规模增长，有望带来商业价值。据 GGII，2026 年全球人形机器人在服务机器人市场中的渗透率有望达 3.5%，市场规模预计将超过 20 亿美元；2030年全球市场规模有望突破 200 亿美元。若按照中国服务机器人市场占全球 25%的规模，2030 年中国人形机器人市场规模约 50 亿美元。 图表7:2026-2030 年全球及中国人形机器人行业市场规模预测 资料来源：GGII，方正证券研究所 人形机器人产业趋势加速，自由度不断提升。以优必选 Walker 系列产品为例，2016 年发布的原型机具备 12 个自由度，2018 年发布的 Walker-1 具备 14 个自由度，2021 年发布的 Walker-2 具备 36 个自由度，2023 年最新发布的 Walker X具备 41 个自由度。随着人形机器人产品迭代，自由度上升，未来用于机器人的关节数将不断提升。 05010015020025020262030全球中国模拟芯片设计 行业专题报告 5 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表8:2023 年全球人形机器人代表性企业产品分析 公司 机器人 自由度 （关节数） 功能及应用场景 1X technologies（美国） EVE / 安保、护理、调酒等 NEO / 主要应用于安保、物流制造、机械操作以及处理复杂的作业 特斯拉（美国） Optimus 50 浇水植物、移动金属棒、环境感知和记忆力较好、力度控制较精准等 Boston dynamics（美国） Atlas