汽车行业智能化系列报告：人形机器人，智能汽车延伸，具身智能最佳载体-20230921-招商证券-32页_1mb

智能化系列报告总结：人形机器人及产业链分析

核心内容

人形机器人是具身智能的最佳载体之一，其具备与人类相似的身体结构和运动方式，能够适应各类现实生活场景，具有从专用机器人向通用机器人转型的潜力，同时具备规模化效应和成本优势。随着人口老龄化和用工成本上升，制造业和服务业对机器人替代人工的需求日益增长，人形机器人成为当前最具发展潜力的领域之一。

主要观点

1. 特斯拉引领人形机器人发展
   特斯拉于2021年发布Optimus概念机，通过车端积累的AI芯片、自动驾驶技术、电机及传感器等能力快速推进人形机器人开发，仅用两年时间便实现产品亮相和核心功能落地。特斯拉具备强大的供应链体系，有利于其人形机器人实现产业化。

2. 人形机器人结构与价值量分布

   • FSD/AI芯片：成本占比26.5%，是特斯拉的核心竞争力。
   • 旋转执行器：成本占比23%，主要由谐波减速器、无框力矩电机、力矩传感器、编码器等构成。
   • 线性执行器：成本占比28%，主要由行星滚柱丝杠、无框力矩电机、力矩传感器、编码器等构成。
   • 灵巧手：成本占比7%，包含空心杯电机、行星齿轮箱、传感器等。
   • 肢体骨骼：成本占比13%，为力学结构件。

3. 产业链关键环节及国产替代趋势
   人形机器人产业链包含多个高技术壁垒环节，如减速器、丝杠、无框力矩电机、空心杯电机、力矩传感器和编码器等。其中，国产替代空间较大，尤其在中低端市场已有一定市场份额，但高端市场仍由日本企业主导。

关键信息

1. 减速器

• 分类：分为RV减速器和谐波减速器。
• 技术特点：
  • 谐波减速器：单级传动、高精度、适用于小臂、手腕等轻负载部位。
  • RV减速器：多级传动、高负载、适用于大臂、肩部等重负载部位。
• 市场格局：日本企业占据高端市场，2021年纳博特斯克在RV减速器市场占有率53%，哈默纳科在谐波减速器市场占有率35.5%。
• 国产替代：绿的谐波在谐波减速器市场占有率25%，双环传动、中大力德在RV减速器市场占有率14%和4%。
• 技术难点：涉及齿形设计、材料加工、工艺精度和一致性，国产企业需提升制造能力。

2. 丝杠

• 分类：包括滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。
• 技术特点：
  • 滚珠丝杠：高传动效率，适用于中高端市场。
  • 行星滚柱丝杠：线接触滚动摩擦，具备高转速、高载荷、高刚度、高寿命等优势。
• 市场格局：2022年日本和欧洲滚柱丝杠企业占据中国市场90%的份额。
• 国产替代：国内企业在滚珠丝杠市场有一定基础，但在行星滚柱丝杠领域仍处于起步阶段。

3. 无框力矩电机

• 技术特点：无外壳设计，结构紧凑、输出扭矩高、适用于机器人执行器。
• 市场格局：美国科尔摩根为全球龙头，国内企业如步科股份、禾川科技在该领域进展较快。
• 国产替代：国内企业输出扭矩较小，与海外产品仍有差距，但具备性价比优势。

4. 空心杯电机

• 技术特点：微型伺服电机，无铁芯设计，具备高功率密度、高效率、高转速等优点。
• 市场格局：瑞士Maxon、德国Faulhaber为全球龙头，国内企业如鸣志电器、鼎智科技具备一定竞争力。
• 国产替代：内资在同类型产品上具备性价比优势，但高端产品仍由海外厂商主导。

5. 力矩传感器

• 技术特点：六维力矩传感器用于测量机器人接触力和压力，帮助形成触觉功能。
• 市场格局：ATI、宇立仪器、坤维科技、鑫精诚等为国内主要厂商。
• 国产替代：国内厂商在批量供应能力方面仍有提升空间，但部分企业已具备小批量生产能力。

6. 编码器

• 技术特点：用于测量角度、速度和位置，磁编码器具备高可靠性、小型化优势。
• 市场格局：海外厂商如多摩川、海德汉占据国内市场主导地位，国内企业如奥普光电、伟创电气逐步进入市场。
• 国产替代：磁编码器市场渗透率提升，国内企业逐步具备小批量生产能力。

产业链重点公司

风险提示

1. 人形机器人进展不及预期；
2. 国内厂商产品开发进度和核心客户导入不及预期；
3. 相关公司仅为产业链分析概览，不代表投资建议。

行业趋势与前景

• 人形机器人是当前为数不多的大空间、低渗透率、高速发展的黄金赛道之一；
• 国内相关环节及公司有望受益，但需克服高技术壁垒；
• 产业政策支持与技术突破推动国产替代进程；
• 机器人产业链具备较强的协同效应，企业间合作与整合将加速行业发展。

财务与市场表现

• 行业规模：2023年中游制造/汽车行业股票家数249只，总市值3219.8亿元，流通市值2736亿元；
• 行业指数：2023年9月，行业表现优于市场，绝对表现-0.2%，相对表现1.9%。

总结

人形机器人作为具身智能的重要载体，其发展受到人口老龄化与用工成本上升的推动，具备广阔前景。特斯拉凭借车端技术快速推进人形机器人产业化，而国内企业在执行器、减速器、丝杠、空心杯电机、力矩传感器和编码器等环节逐步实现国产替代。虽然部分核心技术仍由海外企业主导，但随着技术进步和政策支持，国内企业有望在中低端市场占据更多份额，并逐步向高端市场拓展。