人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?或帶動上游核心零部件發(fā)展

人形機器人或帶動上游核心零部件發(fā)展

人形機器人或帶來機器人上游核心零部件投資機會。參考工業(yè)機器人零部件及 特斯拉公布的人形機器人技術(shù)細(xì)節(jié)和應(yīng)用場景，人形機器人可能受益的環(huán)節(jié)有減速器、 電機、結(jié)構(gòu)件、半導(dǎo)體芯片及器件、傳感器、面板玻璃和材料等。成本構(gòu)成方面，工業(yè)機器人的核心零部件主要為減速器、伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)， 分別為 32%、22%和 12%，成本占比超過 65%。我們判斷人形機器人零部件中減速器的 價值量較大。

減速器：機器人成本占比最高的零部件

減速器產(chǎn)品主要可分為 RV 減速器、諧波減速器、擺線針輪行星減速器和精密行星減速器。減速器的作用是連接動力源和執(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，減速器將電機等高速運轉(zhuǎn)的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的。目前工業(yè)領(lǐng)域的機器人主要使用 RV 減速器和諧波減速器， 根據(jù)兩者的特點各有不同的應(yīng)用位置。

RV 減速機與諧波減速機均可應(yīng)用于人形機器人的不同部位。RV 減速器的特點是擁有較高的傳動效率、輸出扭矩和扭轉(zhuǎn)剛性，通常應(yīng)用于機器人的腿部、腰部和肘部等承重關(guān)節(jié)；諧波減速器的特點是噪聲小、體積小、重量輕、運動精度高，主要應(yīng)用于輕型、小型工業(yè)機器人的末端部位。對于人形機器人來說，在進(jìn)行搬運物品時，承重較大的腰部、腿部等關(guān)節(jié)處可配置 RV 減速器，而進(jìn)行精細(xì)化操作時，機器人的小 臂和腕部可配置諧波減速器。

01減速器行業(yè)情況介紹

根據(jù)中國通用機械工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2020 年中國減速機產(chǎn)量達(dá)到 917 萬臺，較 2013 至 2018 年的平均值增長近 54%。除此之外，近年來諧波減速機規(guī)模呈現(xiàn)平穩(wěn)增加的 態(tài)勢，2020 年諧波減速機規(guī)模達(dá) 12.6 億元。根據(jù)《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》， 到 2025 年，機器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增速超過 20%。我們預(yù)計到 2025 年我國機器人 諧波減速機規(guī)模有望達(dá)到 31.4 億元。

國內(nèi)減速機行業(yè)領(lǐng)先公司側(cè)重點有較大差別。綠的諧波主要專注于精密諧波減速機的開發(fā)及其銷售工作，是中國第一家成功量產(chǎn)諧波減速機的企業(yè)，打破了國外企業(yè)長久以來的壟斷地位。而國茂股份專注于齒輪減速機、行星減速機領(lǐng)域和提供一體化 的減速電機設(shè)備，即減速器+電機機電一體化。寧波東力主要生產(chǎn)專用齒輪箱、非標(biāo) 齒輪箱、標(biāo)準(zhǔn)減速機、傳動裝置、特種高效電動機等設(shè)備。中技克美以諧波減速機為 其主要產(chǎn)品，而香農(nóng)芯創(chuàng)、昊志機電也同樣擁有諧波減速機產(chǎn)品構(gòu)成。

行業(yè)整體進(jìn)入投資積累階段，非流動性資產(chǎn)逐年提高。從 2017 年到 2021 年， 綠的諧波、國茂股份、昊志機電等國內(nèi)減速機行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)均處于加大固定資產(chǎn)投資 的階段，固定資產(chǎn)的投資將有助于企業(yè)未來產(chǎn)能釋放，進(jìn)一步提高國產(chǎn)減速機的供給量和市場占用水平。從圖表中我們可以看到綠的諧波、國茂股份、中大力德、香農(nóng)芯創(chuàng)等在去年均有超過 30%的增速，處于較高的增長水平。

行業(yè)內(nèi)公司利潤率逐年提升，國產(chǎn)減速機表現(xiàn)良好。國內(nèi)減速機行業(yè)領(lǐng)先企業(yè) 近 5 年利潤均有較大幅度提升，整體表現(xiàn)良好，其中綠的諧波、昊志機電等公司去年均實現(xiàn)凈利潤增長超過 100%，凈利潤的快速增長意味著公司前期投資已經(jīng)逐漸得到 回報，國產(chǎn)減速機的質(zhì)量也得到了其他企業(yè)的認(rèn)可，隨著減速機需求的進(jìn)一步提升， 行業(yè)內(nèi)公司的利潤率有望保持較高增長。

諧波減速器市場格局方面，內(nèi)資企業(yè)滲透率逐漸提升。日企哈默納科和電產(chǎn)新 寶在 2021 年合計市占率為 43.9%。較 2020 年下滑 2.1 個百分點。內(nèi)資企業(yè)綠的諧波 在近兩年國內(nèi)市占率位于行業(yè)第 2 名，2021 年占比（24.7%）相比 2020 年提升 3.7 個百分點。在國產(chǎn)替代的大背景下，內(nèi)資企業(yè)有望進(jìn)一步提高市場滲透率。

RV 減速器市場格局方面，日企占據(jù)主導(dǎo)地位。日企納博特斯克和住友在 2020 年 和 2021 年市占率均超過 50%。內(nèi)資企業(yè)雙傳環(huán)動市占率由 2020 年 9.3%提升至 2021 年 15.10%；上市公司中大力德市占率穩(wěn)中有升，較 2020 年提升 1 個百分點，從行業(yè) 第 4 名上升至行業(yè)第 3 名。

02重點企業(yè)分析

雙環(huán)傳動：齒輪領(lǐng)域龍頭，RV 減速器國產(chǎn)替代。雙環(huán)傳動是國內(nèi)汽車齒輪龍頭 企業(yè)，在行業(yè)深耕多年，客戶覆蓋海內(nèi)外主流車企。公司自 2012 年開始研發(fā) RV 減速 器，不斷在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，目前已成為國內(nèi) RV 減速器龍頭。公司 2021 年實現(xiàn)營收 53.91 億元，同比增長 47.13%，實現(xiàn)歸母凈利潤 3.26 億元，同比增長 536.98%。

中大力德：國內(nèi) RV 減速器 top2 上市公司。中大力德是從事機械傳動與控制應(yīng) 用領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，主要產(chǎn)品包括精密減速器、傳動行星減速器、各類小型及微型減速電機等，為各類機械設(shè)備提供安全、高效、精密的動力傳動與控制應(yīng)用解決方案。公司 2021 年實現(xiàn)營收 9.53 億元，同比增 長 25.3%，實現(xiàn)歸母凈利潤 0.81 億元，同比增長 15.85%。

綠的諧波：打破海外壟斷，國內(nèi)首家諧波減速器企業(yè)。綠的諧波從事精密傳動 裝置的生產(chǎn)與銷售工作，主要產(chǎn)品為諧波減速器以及其他精密設(shè)備，早年國內(nèi)的諧波減速器領(lǐng)域由海外企業(yè)壟斷，公司通過技術(shù)攻堅打破海外壟斷，成為國內(nèi)首家諧波減 速器廠商。公司 2021 年實現(xiàn)營收 4.43 億元，同比增長 104.77%，實現(xiàn)歸母凈利潤 1.89 億元，同比增長 130.56%。

電機：機器人實現(xiàn)精準(zhǔn)操作的核心部件

01伺服電機

伺服電機市場持續(xù)增長，機器人應(yīng)用占比基本穩(wěn)定。伺服電機的下游較為廣泛， 包含機床、電子制造設(shè)備、包裝機械、紡織機械、機器人、塑料機械、醫(yī)療機械、食品機械以及其它領(lǐng)域，隨著下游需求的不斷提升，伺服電機的市場規(guī)模持續(xù)增長，據(jù)統(tǒng)計，伺服電機規(guī)模已從 2011 年的 25 億元提升至 2020 年的 83 億元，總體保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。從應(yīng)用占比來看，早期機器人的伺服電機應(yīng)用占比較低，而在 2015 年已快速提升至 9%，之后占比保持在 6%-9%的范圍內(nèi)，而隨著市場規(guī)模整體的擴大，機器人領(lǐng)域所對應(yīng)的伺服電機規(guī)模也將提升。

02液冷電機

除傳統(tǒng)的伺服電機外，液冷電機也有望應(yīng)用于機器人領(lǐng)域。液冷電機的特點在于通過液體冷卻技術(shù)同時實現(xiàn)了高效散熱以及防水的功能。在高端電子產(chǎn)品、超級計算機的 CPU 散熱中，液冷電機已有一定程度的應(yīng)用，而在電動車領(lǐng)域綠源電動車也通過液冷技術(shù)來降低電機的工作溫度，大幅提高運行效率，有效解決了傳統(tǒng)電機因為發(fā)熱 而導(dǎo)致的性能降低問題，但液冷電機目前依然存在價格較高的問題。

03空心杯電機

空心杯電機主要由后蓋、接線端子、電刷、杯形繞組（轉(zhuǎn)子）、轉(zhuǎn)軸、定子等部 件構(gòu)成，其中定子由永磁體、殼體、法蘭組成。外殼提供了恒定的磁場，使電機無鐵損耗，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是均勻的，在較高的速度下可以減少振動及噪音，在低速下也能運行平穩(wěn)?？招谋姍C的主要應(yīng)用領(lǐng)域為需要快速響應(yīng)的隨動系統(tǒng)，如光驅(qū)的隨動控制、高 靈敏的記錄和檢測設(shè)備、工業(yè)機器人、仿生義肢等產(chǎn)品。針對人形機器人的應(yīng)用場景， 空心杯電機可使用在機器人的手指部位，實現(xiàn)手指的快速響應(yīng)以滿足工作需求。

空心杯電機可歸類為微特電機，當(dāng)前微特電機高端市場中由日本電產(chǎn)主導(dǎo)，國內(nèi)龍頭企業(yè)主要為鳴志電器、江蘇雷利、大洋電機等。其中僅鳴志電器生產(chǎn)以應(yīng)用方向為機器人的空心杯電機，且具有美國沃爾瑪 AGV 機器人獨供經(jīng)驗。此外，當(dāng)前鳴志電器發(fā)展路徑與世界龍頭日本電產(chǎn)相似，通過橫向并購海外公司并發(fā)展海外業(yè)務(wù)。

04控制器

工業(yè)機器人控制系統(tǒng)分為硬件類控制器和軟件類控制軟件?？刂破骺煞譃樯衔恢?控計算機和下位多軸關(guān)節(jié)伺服控制器，主控計算機負(fù)責(zé)下達(dá)指令以控制各伺服驅(qū)動裝置，實現(xiàn)對機器人的工作順序、位置、運動速度、時間間隔的控制。工業(yè)機器人的控制方式包括運動控制和力控制。運動控制主要控制機器人的位置，而力控制則控制機 器人末端執(zhí)行器的作用力與力矩，主要用于會與環(huán)境接觸的加工機器人、裝配機器人?？刂破鳟a(chǎn)品的精密性會極大影響機器人的工作表現(xiàn)，目前海外部分企業(yè)的控制器 產(chǎn)品在性能表現(xiàn)上較為領(lǐng)先，能夠滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求，國產(chǎn)控制器產(chǎn)品仍有較 多提升空間。

04重點企業(yè)分析

目前國內(nèi)伺服電機市場主要由海外企業(yè)所主導(dǎo)，2020 年國內(nèi)匯川技術(shù)、臺灣臺達(dá)、禾川科技的市占率合計為 22.2%，國內(nèi)許多企業(yè)的伺服電機產(chǎn)品仍主打中低端市場，隨著伺服電機相關(guān)核心技術(shù)的進(jìn)一步突破，國內(nèi)廠商在未來有望上攻高端市場加 速國產(chǎn)化替代進(jìn)程。

匯川技術(shù)：工控領(lǐng)域龍頭，伺服國內(nèi)第一。匯川技術(shù)早期從事變頻器供應(yīng)，目前 已成為機電液綜合產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商，公司的工控產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各制造業(yè)裝備， 其中伺服系統(tǒng)在 2021 年以 15.9%的市占率居于國內(nèi)首位。公司 2021 年實現(xiàn)營收 179.43 億元，同比增長 55.87%，實現(xiàn)歸母凈利潤 35.73 億元，同比增長 70.15%。

禾川科技：國內(nèi)工業(yè)自動化控制設(shè)備領(lǐng)軍企業(yè)，伺服系統(tǒng)國產(chǎn)品牌位列第二。禾川科技是一家技術(shù)驅(qū)動的工業(yè)自動化控制核心部件及整體解決方案提供商，主要從 事工業(yè)自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及應(yīng)用集成。禾川科技的主要產(chǎn)品包括伺服系 統(tǒng)、PLC 等，覆蓋了工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制層、驅(qū)動層和執(zhí)行傳感層和工業(yè)富聯(lián)、寧 德時代、順豐控股、三通一達(dá)、隆基股份、捷佳偉創(chuàng)、先導(dǎo)智能、藍(lán)思科技、埃夫特 等多家行業(yè)龍頭企業(yè)。公司 2021 年實現(xiàn)營收 7.51 億元，同比增長 38.13%，實現(xiàn)歸 母凈利潤 1.1 億元，同比增長 3%。

鳴志電器：借力技術(shù)儲備優(yōu)勢，空心杯電機前景廣闊。鳴志電器利用早期在直 流無刷系統(tǒng)的研發(fā)中所儲備的技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)一步研發(fā)出獨特的無齒槽空心杯無刷電機， 具有無齒槽轉(zhuǎn)矩、低振動噪音及運轉(zhuǎn)平順等特點，控制模型線性化，最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 10 萬轉(zhuǎn)，在生物醫(yī)療、小型精密機器人等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。公司 2021 年實 現(xiàn)營收 27.14 億元，同比增長 22.66%，實現(xiàn)歸母凈利潤 2.80 億元，同比增長 39.27%。

審核編輯：郭婷