机械设备行业人形机器人_自动驾驶的下一个风口：高性能MEMS_IMU-20231019-华安证券-36页_1mb

报告摘要

IMU（惯性测量单元）是测量物体加速度和角速度变化，从而推算出三维空间中物体位置和姿态的关键设备。它通常由三轴陀螺仪和三轴加速度计组成，部分还包括磁力计和气压计。IMU在消费电子、自动驾驶、人形机器人等领域均有广泛应用。

在自动驾驶领域，IMU是高精度定位系统的重要组成部分，特别是在L3级及以上自动驾驶中，其精度要求达到 $1^{\circ}/\mathrm{h}$ 以内。目前，高精度MEMS IMU芯片主要依赖海外进口，而随着国产技术突破，未来有望实现自主可控，迎来市场爆发。

在人形机器人领域，IMU用于姿态控制、身体稳定以及头部稳定补偿，以实现灵活运动和精准导航。特斯拉Optimus等高端人形机器人要求达到较高精度，因此需要增加IMU数量，单机预计需要4颗IMU。随着人形机器人市场的发展，高性能MEMS IMU的需求将持续增长。

IMU的作用：IMU是实现位置和姿态控制的核心设备，具有自主性、隐蔽性、实时性等优势，是自动驾驶和人形机器人不可或缺的传感器。
自动驾驶需求：L3级及以上自动驾驶对IMU精度要求较高，目前国产高性能三轴芯片已实现突破，未来市场增长空间巨大。
人形机器人需求：人形机器人对IMU的精度和数量需求较高，单机需4颗以上，且需达到 $1^{\circ}/\mathrm{h}$ 精度。随着技术进步，IMU在人形机器人中的应用将更加广泛。
市场空间测算：根据不同渗透率和单价假设，预计2025年高性能MEMS IMU市场规模最高可达100亿元，其中自动驾驶和人形机器人是主要增长驱动因素。

IMU的误差类型：包括偏移误差、比例误差、背景白噪声等，其中偏移误差和比例误差在积分过程中会逐渐累积，影响定位精度。
IMU的分级：根据精度分为消费级、战术级、导航级和战略级，其中导航级和战略级适用于自动驾驶和人形机器人，目前国产已能实现战术级精度。
IMU在自动驾驶中的优势：不依赖外部信号，具有高稳定性、高实时性，是自动驾驶系统在定位领域的最后一道防线。
IMU在人形机器人中的应用：包括惯性导航、惯性测量和惯性稳控，是实现机器人平衡和稳定行走的关键。
市场预测：2025年自动驾驶L3及以上渗透率预计为10%-20%，人形机器人出货量预计50万-100万台，单颗IMU价格预计降至300元，市场空间可达30-100亿元。
产业链布局：上游芯片主要由海外厂商主导，如霍尼韦尔、TDK、ST等；国内厂商如芯动联科、上海矽睿科技等正逐步布局。下游惯导系统则由国内外厂商共同参与，如中海达、华测导航、华依科技、星网宇达等。