人形機器人拉開產(chǎn)業(yè)化序幕

杜鵬

2022年6月，馬斯克多次透露特斯拉有望在2022年9月30日前公開推出人形機器人“Optimus（擎天柱）”的原型機，海內(nèi)外為之振奮。

隨著擎天柱原型機上市臨近，A股人形機器人成為近期市場上的熱門概念，相關概念股被瘋狂炒作。

其中，減速器龍頭中大力德半個月內(nèi)錄得8個漲停板并創(chuàng)下歷史新高，近兩個月股價最大漲幅超260%。6連板的鳴志電器兩個月內(nèi)股價最大漲幅超200%，綠地諧波6月以來最大漲幅超過170%，埃斯頓、禾川科技、漢宇集團、巨輪智能等相關概念股均有不錯表現(xiàn)。

主流機構(gòu)認為，特斯拉入局人形機器人有望推動產(chǎn)業(yè)鏈從研發(fā)階段進入量產(chǎn)階段，拉開人形機器人產(chǎn)業(yè)化序幕。

人形機器人未來市場空間巨大，國內(nèi)零部件供應商有望憑借成本優(yōu)勢快速切入特斯拉機器人零部件和本體制造的環(huán)節(jié)，有望復制國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展路徑。尤其是從事減速器生產(chǎn)的國內(nèi)龍頭上市公司，有望成為人形機器人產(chǎn)業(yè)化的最大受益者。

事實上，早在2021年8月19日的“人工智能日”活動中，馬斯克就宣布了制造人形機器人的計劃。從已發(fā)布的信息來看，特斯拉人形機器人體型和常人類似，身高約1.73m，重57kg，可負重20kg，硬舉重量68kg，行進速度約8km/h。馬斯克在一次采訪中表示，機器人未來的量產(chǎn)成本有望低于一輛汽車，約2.5萬美元，人民幣16萬-17萬元。

馬斯克對特斯拉機器人未來的應用場景有非常豐富的構(gòu)想：它將可以用來“消除危險、做重復性和無聊的工作”，執(zhí)行工業(yè)生產(chǎn)和家庭服務中的各種任務，包括組裝汽車零部件、采購雜貨等，并最終“將體力勞動變成一種選擇”。

東吳證券認為，考慮到特斯拉強大的產(chǎn)業(yè)化能力與市場影響力，特斯拉擎天柱的推出有望拉開人形機器人產(chǎn)業(yè)化序幕。平安證券認為，特斯拉高調(diào)入局人形機器人有望推動產(chǎn)業(yè)鏈從研發(fā)階段進入量產(chǎn)階段，助推產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

在平安證券看來，特斯拉在電動汽車領域已展現(xiàn)出強勁的技術、工程、市場能力，有望在機器人領域大放異彩;雖然制造人形機器人充滿挑戰(zhàn)，但憑借其技術、工程和市場能力，特斯拉仍有望為機器人產(chǎn)業(yè)吹響向未來沖鋒的號角，其表現(xiàn)值得期待。

對于產(chǎn)業(yè)化時間表，根據(jù)馬斯克接受采訪的公開說辭，“擎天柱”預計2023年年底開始交付，目標量是2023年10萬臺、2024年50萬臺、2025年100萬臺。馬斯克還宣稱，擎天柱將比汽車和全自動駕駛更有價值，擎天柱的重要性將在未來幾年顯現(xiàn)。

根據(jù)全球市場研究機構(gòu)Marketsandmarkets的預測，全球人性機器人市場規(guī)模將從2022年的15億美元提升至2027年的173億美元，千億元藍海市場未來可期。

民生證券預計到2025年人形機器人市場規(guī)模將達到630億元，到2030年達到3720億元。華西證券研報預計，2030年人形機器人有望達到萬億元規(guī)模。

人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上中下游三部分。上游為核心軟硬件，硬件主要包括伺服電機、減速器等，軟件主要包括機器視覺、人機交互、機器學習、系統(tǒng)控制等;中游則是人形機器人本體制造商，國外包括特斯拉、波士頓動力等，國內(nèi)包括優(yōu)必選、北京鋼鐵科技等;下游的應用場景包括迎賓接待、展廳引導、高校科研等。

從技術和成本兩方面看，核心零部件的重要性尤為突出。一方面，人形機器人技術的本質(zhì)是3D空間中高維度的感知與運動，高性能的核心零部件是實現(xiàn)感知與運動的基礎。另一方面，成本上核心零部件占據(jù)重要地位，以傳統(tǒng)工業(yè)機器人為例，核心零部件占據(jù)整機70%以上的成本。人形機器人自由度高達30-40個，遠高于傳統(tǒng)工業(yè)機器人的2-6個，所需零部件更多，其成本占比將會更高。

馬斯克把特斯拉人形機器人的價格定在2.5萬美元，波士頓動力旗下的四足機器人在美國賣到了7.45萬美元，由此估測技術復雜程度和成本比四足機器人都高的人形機器人Atlas如果開放售賣，應該大幅高于7.45萬美元。

這樣的售價如果想盈利，離不開競爭力最強的中國零部件。何況，所謂機器人供應鏈本就是期望復用目前電動車的超級工廠和供應鏈。

中航證券認為，“擎天柱”有嚴格的成本控制要求，降本需求下人形機器人有望復制國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展路徑，國內(nèi)供應商有望憑借成本優(yōu)勢快速切入特斯拉機器人零部件和本體制造的環(huán)節(jié)，加速關鍵技術國產(chǎn)替代進程，完善相關產(chǎn)業(yè)鏈布局。

在人形機器人各種核心零部件中，市場最看好減速器前景。

減速器是連接動力源和執(zhí)行機構(gòu)的中間機構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。

精密減速器具有更高控制精度，主要應用于機器人、數(shù)控機床等高端領域，機器人使用的減速器主要為諧波減速器與RV減速器。

據(jù)東吳證券統(tǒng)計，在工業(yè)機器人整機成本中，減速器占比約36%，為成本占比最高的核心零部件，且精密減速器是機器人生產(chǎn)過程中技術壁壘最高的零部件。中航證券統(tǒng)計顯示，減速器毛利率高達40%，顯著高于伺服系統(tǒng)和控制器的35%、25%。

根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，2021年中國工業(yè)機器人減速器總需求量為93萬臺，同比增長78.1%。

GGII預計，2022-2026年，中國工業(yè)機器人用減速器需求總量在940萬臺左右。

減速器是配合電機使用的器件，在人形機器人中的用量基本和伺服電機數(shù)量一致。根據(jù)平安證券研究，人形機器人減速器的單機用量約30-40臺，將遠高于現(xiàn)有工業(yè)機器人單機減速器用量的2-6臺。

機器人是精密減速器下游的主要應用領域，人形機器人快速普及將對精密減速器市場規(guī)模具有極為明顯的拉動作用。

中航證券研報稱，2017年以來，全球機器人減速器市場規(guī)模維持在100億元以上水平，其中2018年受機器人減速器需求大增的影響，市場規(guī)模更是突破120億元。

2020年，全球機器人減速器市場規(guī)模為106.5億元。

而根據(jù)民生證券預計，2025年人形機器人減速器可以為全球機器人減速器市場貢獻126億元的增量市場，2030年貢獻的增量市場空間達到744億元。

目前，工業(yè)機器人減速器市場集中度較高，日本廠商地位領先，國產(chǎn)廠商處于追趕階段。

在RV減速器市場，日本納博特斯克處于壟斷地位，2021年占據(jù)了中國市場一半以上的份額，國內(nèi)廠商雙環(huán)傳動市場份額緊隨其后;其他參與者還包括日本住友，以及國內(nèi)的珠海飛馬、中大力德、南通振康、秦川機床等。

在諧波減速器市場，日本哈默納科處于壟斷地位，2021年占據(jù)了中國市場30%以上的份額，國內(nèi)廠商綠的諧波市場份額緊隨其后;其他參與者還包括日本新寶，以及國內(nèi)的來福諧波、漢宇集團子公司同川科技、中技克美等。

平安證券認為，人形機器人未來對精密減速器市場規(guī)模的拉動作用將最為明顯，綠的諧波和雙環(huán)傳動作為國內(nèi)諧波、RV減速器龍頭，業(yè)績有望大幅受益。

除了減速器以外，伺服系統(tǒng)也有望受益人形機器人的大發(fā)展。

伺服系統(tǒng)是一種可以精準輸出運動狀態(tài)的驅(qū)動系統(tǒng)，由伺服電機、伺服驅(qū)動器、編碼器共同構(gòu)成。機器人使用的伺服系統(tǒng)屬于通用伺服系統(tǒng)，2021年中國通用伺服市場規(guī)模超過230億元，同比增長超35%。

從機械設計原理出發(fā)，若要輸出確定的運動，機器人的原動件數(shù)，即電驅(qū)系統(tǒng)中的電機數(shù)，應當?shù)扔谄渥杂啥取?/p>

市場現(xiàn)有的人形機器人自由度在30-40左右，遠高于工業(yè)機器人2-6的自由度，加入靈巧手后自由度會更高;未來人形機器人的量產(chǎn)有望推動伺服電機需求量上升，從而推升伺服系統(tǒng)市場規(guī)模。

根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2021年中國通用伺服廠商占國內(nèi)市場比例達到42%，首次超過日韓廠商。

睿工業(yè)認為，國產(chǎn)廠商份額大幅增加的原因主要包括：供應鏈管理良好、響應速度高、性價比高。2021年，匯川技術伺服系統(tǒng)業(yè)績大幅增長，超過日系公司，一躍成為國內(nèi)伺服系統(tǒng)市占率第一名。

平安證券認為，上市公司匯川技術、禾川科技、埃斯頓等是國產(chǎn)伺服系統(tǒng)優(yōu)秀代表，持續(xù)推進高端伺服系統(tǒng)國產(chǎn)化進程，人形機器人有望成為其新的增長點。