重磅利好（人形机器人有什么机会）

大财经2023-11-14 12:00:500阅

结构单元：占比10%，包括骨骼、皮肤、腹膜等。这些主要是一些新材料的板块，比如骨骼，一般使用轻量化铝合金、耐磨损碳纤维结构件，光威复材、中复神鹰受益。皮肤是用以包覆和感知的有机工程塑料和树脂材料，通常具有感知能力，它旨在重现人类皮肤响应环境因素变化的能力（如热量和压力的变化）。腹膜是用以保护缓冲内部器件的聚氨酯填充材料。

虽然重磅文件出炉，但就目前来看，人形机器人产业还处于起步期，就跟什么元宇宙、GPT一样，有想象空间但还不成熟，从全球来看，也要到2025年才能初步商业化，预计到时候全球销量3万台左右，2030年渗透率1.5-2%，对应存量需求230万台，新增需求100万台，2035年销量有望突破1000万台。

机器人用RV减速器需求量从2014年的18万台增长至2020年的47.5万台。按照RV减速器均价6000测算，2020年RV减速器市场规模约29亿元。

到2025年，我国人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产，在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用，探索形成有效的治理机制和手段。培育2-3家有全球影响力的生态型企业和一批专精特新中小企业，打造2-3个产业发展集聚区，孕育开拓一批新业务、新模式、新业态。到2027年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。

服务机器人：应用范围较广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作，占36%。

德国厂商博世处于第一梯队；日系厂商日本电装和森萨塔处于第二梯队；国产厂商苏奥传感、正扬电子与禾赛科技处于第三梯队。可见，国产替代是传感器增长的主要逻辑，自从芯片被卡脖子后，中国人对产业链的不安全感日益增加，无论什么东西被老外占了大头，我们就想着国产替代，这种危机感成了近几年中国科技发展的直接动力。

对于人形机器人来说，骨骼、皮肤都是边角料，要真正普及，还得看“大块头”能否国产替代并实现降本，也就是动力系统，其中涉及的行业非常多。动力系统能够根据决策层给出的指令做出相应动作，包括能源电池系统和执行机系统（减速器、伺服电机、控制器、丝杆等），减速器、伺服电机、控制器占比分别约为35%/20%/15%。

不说这个，最近工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出：

相较于传统工业机器人，人形机器人的自由度大幅提升，预计将使用比工业机器人更多的减速器与电机，9年复合增速91%，大于行业整体增速。

无框力矩电机长相如下图，看得出主要用于机器人的关键中，用于驱动，目前主要用于协作机器人，主要由定子和转子两部分组成，没有外壳及端盖等，可为负载提供稳定的力矩。

既然是人形机器人，就必须要实现人类的行为动作功能，比如基本的抓握，因此减速器是人形机器人中的刚需。

特种机器人：应用程度相对较低，占11%。

现在要找个年增速20%的行业很难了，人形机器人作为一项新兴产业，有望保持10年以上的持续高增速，而且我们和发达国家的起跑线差距并不远。

市场格局方面，海外企业科尔摩根、TQGroup、日本电产等具有较大领先优势；国内无框力矩电机行业处于发展初期，主要包括步科股份、昊志机电。

波发生器由一个专门设计的薄滚珠轴承组成，该轴承安装在椭圆轮毂上，通常用作输入并连接到伺服电机，大概就是这么一个原理。

ABB和安川占据国内机器人控制器约58%的市场份额，国内厂商竞争力较弱，市占率不足20%。国内主要有埃夫特、埃斯顿，但市场份额非常低。

谐波减速器主要由3个部分构成：刚轮、柔轮、波发生器。

我国谐波减速器市场规模2020年约15.7亿元，预计到2025年谐波减速器市场规模有望达47亿元，2021-2025年CAGR约25%，其中机器人用谐波减速器市场规模约30亿元，2021-2025年CAGR约25%。

而中国制造最大的本事，就是在技术能赶上老外的前提下，把成本打下来，让人形机器人得以普及。

想起一部美剧叫《太空部队》，剧中的美国佬们为了和中国开展太空竞争，派了好几个人去月球，这些人被绑上火箭的时候一个个怕得要死，因为出个国都有可能遭遇风险，何况上月球？还能回来吗？家人朋友怎么办？此一去会不会是永别？虽然去月球听起来很让人兴奋，但真的让你来一下，估计都躲远远的。那么为什么不派机器人去呢？

发展中国家钱比人贵，发达国家人比钱贵，我国也必然走向这个结局。我国制造业城镇单位就业人员（非私营单位）平均工资从2010年的30700元上涨到2021年的92459元，年均复合增速达到10.54%，然而，我国15-64岁人口占总人口比例不断下降，2021年仅为68.3%。

中国作为世界最大的工业国，优势在于产业链齐全，电机、丝杠、减速器、传感器等应有尽有。

英伟达创始人兼CEO黄仁勋在ITFWorld2023半导体大会上表示，AI下一个浪潮将是“具身智能”，即能够理解、推理物理世界并与物理世界互动的智能系统。总之，机器越来越像人，要能感知到物理世界并与之互动，这就需要足够多的算力，所以这或许可以解释为什么最近算力又开始炒起来了。

这个后面讲。

减速器的工作是把电机转速减下来，并得到较大的扭矩。比如机器人抬手臂的动作可能是缓慢的，但电机是高转速的，这就是减速器的作用。主要分为RV减速器、谐波减速器。通俗理解，RV减速器用于大关节，比如大臂、肩部等重负载的位置，谐波减速器主要看精密度，用于小臂、手腕、手指头等位置。

但随着美元加息的结束，底部是确定了的，“更差的日子”至少不会有了。

2021年我国工业机器人市场规模约75亿美元，占比全球43%，预计2024年我国工业机器人市场规模有望达115亿美元，在全球工业机器人销售额比重有望达50%。

刚轮带有内齿的刚性环，工作过程中与柔轮外齿相啮合。以日本哈默纳科为代表的国外厂商普遍采用球墨铸铁，球墨铸铁具备切削性能好、自润滑、导热好、比重小等优势，长期以来都是保证减速器寿命的最佳选择，ADI（等温淬火球墨铸铁）材料料在高硬度切削性能、石墨球直径及分布密度、服役温度区间等方面均优于传统球墨铸铁，为国内谐波减速器原材料选择开拓了一条新的道路。

那么，为什么国家要突然提起人形机器人？主要还是解决劳动力下降的问题。

2022年，中国机器人市场占据全球30%以上份额。中国机器人市场规模（所有的机器人）从2017年的64亿美元增长至2022年的174亿美元；且预计至2024年将增长至251亿美元。东吴证券预测，至2035年，中国机器人市场规模将进一步增长至2000亿美元，但中间逻辑没说清楚，这意味着2024-2035年间，该市场规模能持续保持20%以上的复合增速。

柔轮由合金钢制成，呈薄圆柱形杯状，开口端有外齿，径向具备较大的弹性，工作过程中柔轮呈椭圆形，柔轮由于其特殊的运动模式，对材料提出更加严苛的要求，因为柔轮不断变形，并且要同时承受弯曲和扭转两种应力，长时间运转容易导致柔轮疲劳断裂，从而造成谐波减速器失效，影响使用寿命。

伺服电机广泛应用于机器人关节部位，直接影响机器人性能参数，每台机器人需要至少一台伺服系统，所以也是刚需环节。2025年伺服电机市场规模可达287亿元，2021-2025年CAGR约14%。

从OFweek的统计来看，减速器是机器人降本的关键，其次是本体、伺服系统。这是影响机器人降本的三大关键。下文也主要讲讲减速器、伺服系统。

预计全球服务机器人市场规模将从2020年的138亿美元增长至2024年的290亿美元，2020-2024年CAGR约20%。从国内看，2024年我国服务机器人市场规模将达102亿美元，2020-2024年CAGR约29%。

从特斯拉擎天柱机器人的成本拆解来看，最贵的硬件是灵巧手，涉及到空心杯电机、行星减速器等，其次是谐波减速器、编码器、电机。而骨架、传感器、摄像头之类的价值不大。

什么叫劳动力替代？就是随着AI、机器人行业的发展，可以被替代的劳动力，两年后将达到1.2亿人。机器代替人其实是社会的进步，然而每个时代，都有蠢货想逆时代潮流而动，比如卢德分子，是19世纪英国民间对抗工业革命、反对纺织工业化的社会运动者。在该运动中，常常发生毁坏纺织机的事件。这是因为工业革命运用机器大量取代人力劳作，使许多手工工人失业。后世也将反对任何新科技的人称做卢德主义者。

2021年上半年，国产品牌汇川技术市场占有率从9.8%升至15.9%，反超安川等日系厂商，首次问鼎。

工业机器人：面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，能自动执行工作，靠自身动力和控制能力来实现各种功能，目前市场占比53%。

空心杯电机长相如下图，它应用于人形机器人的机械手部关节。空心杯电机的定子是位于电机内圈的永磁体，转子是杯状的自支撑线圈，位于电机外侧。

智能AI系统：占比15%，是机器人的大脑和神经系统，又可以细分为感知层、传输层、决策层，类似人类从五感，到神经系统，到大脑的过程。

感知层相当于人类的感觉器官，涉及各类传感器。2016年中国智能传感器市场规模约108亿美元，2020年增长至148亿美元，复合增速约8%。从国产化率方向看，我国智能传感器国产化率从2016年的13%增长至2020年的31%，复合增速24%。

从细分领域来看：

这里聊一聊电机，它分为无框力矩电机、空心杯电机。

然而纺织机发明后，导致失业者增多、饿殍满地了吗？没有，因为劳动力从这个行业里释放了出来，人们不用再操心怎么制造更多衣服的问题，因此才出现了各类新行业。然后互联网出现了，人类开始发Email，邮差失业了，但是互联网催生了新产业和新岗位。

决策层相当于人类的大脑，用于分析感知层收集的数据，并给出相应反馈动作指令，此层级涉及计算能力硬件和机器学习算法等。决策层其实就是之前我们熟悉的ChatGPT、AI产业链，关于这方面的文章，林教头写过很多了，不再罗嗦。

2030年我国劳动力总数约9.58亿人。据《中国企业综合调查（CEGS）报告》数据，2025年中国劳动力替代率可达4.7%，2030年此数值约15%，复合增速26%。若以此增速估计，中国被替代劳动力数将从2021年的0.15亿人增加到2025年的1.2亿人。

海外厂商占据主要市场份额，以Maxon、Faulhaber、Portescap等为代表的外资企业拥有较大优势。国内厂商如鸣志电器、江苏雷利、兆威机电等均布局了空心杯电机产品，但是无法自动化量产导致成本高，应用较少。

人形机器人涉及的产业很广，但主要是三大系统。

行星滚柱丝杠主要起到将电机的旋转运动转换为直线运动的作用。其主要由滚柱丝杠、滚柱螺母、滚柱、内齿圈、压盖和挡圈组成，国内行星滚柱丝杠当前还处于发展的早期阶段，生产难度较大，以往产能主要集中于欧洲、美国等，主要企业包括瑞士GSA和瑞典Ewellix，国内企业较少布局。

按照使用场景，人形机器人大致可以分为：

鸣志电器是国产龙头，品达到了国际先进水平，有望率先在人形机器人细分赛道实现国产替代，鸣志电器是特斯拉的供应商，容易打入人形机器人供应链，有望用在特斯拉擎天柱上。

人形机器人的产品力能否满足需求，取决于机器人运动控制、人工智能等方面的技术进步，而且人形机器人的成本仍处于高位，如ASIMO和Atlas成本在200万美元水平；WalkerX、CyberOne、Ameca等成本在10万美元的水平。展望远期，特斯拉期望将人形机器人的量产成本下降至2万美元上下。

2024年，A股的牛市会来吗？不知道，如果我敢打包票，那我是神仙，我只能说我会持续观察。

控制器负责处理用户指令并驱动伺服电机完成相应动作，其性能直接关系到机器人运行的稳定性、可靠性和精准性。机器人控制器需求量从2012年的0.6万套增长为2020年的24万套，复合增速59%。同期机器人控制器市场规模从0.68亿元增长至19.02亿元，复合增速52%。

2022年，全球人形机器人市场规模只有16.2亿美元，但是到2032年，市场有望达到286.6亿美元，10年复合增长率达33.28%，虽然不高，但确实是个高速增长的赛道。

目前RV减速器市场被日企把持，但这几年来国产替代趋势明显。我国的双环传动市占率较高，其次是秦川机床、中大力德。不过有时候市场感兴趣的标的，和基本面的实力并不一定同步，从以往数据来看，双环传动吃掉了日本企业的大部分份额，而中大力德的市占率反而在下降，但是从市场来看，似乎中大力德炒得更多一些。

再往前推，如果卢德分子们担心新科技革命导致人类失业，那么人类回到原始社会、农业社会得了，每个人一醒来就得担心今天的吃饭问题，所以都得脸朝黄土背朝天，这不人人有事干了？你愿意么？