特斯拉發(fā)布人形機(jī)器人，宏偉藍(lán)圖計(jì)劃盡顯

1 特斯拉發(fā)布人形機(jī)器人，宏偉藍(lán)圖計(jì)劃盡顯

1.1 馬斯克偉大暢想

概念機(jī)：2021 年 8 月，馬斯克在首屆 AI DAY 上發(fā)布特斯拉人形機(jī)器人 Tesla Bot。 原型機(jī)：2022 年特斯拉 AI DAY 上，人形機(jī)器人 Optimus 首次亮相。從 步態(tài)行走技術(shù)來看，Tesla Bot 在 2022 年 4 月完成第一次步態(tài)行走，其后在 6 月、8 月、9 月持續(xù)完善行走功能。從功能來看，2022 年 10 月，Tesla Bot 具備了一定的抓取、搬運(yùn)、上下料功能。 原型機(jī)新版本：特斯拉 2023 年度股東大會(huì)上，馬斯克現(xiàn)場(chǎng)展示了 Optimus 最新的流暢行走、協(xié)同行走、識(shí)別并記憶周邊環(huán)境等功能，并能在工 廠中執(zhí)行簡(jiǎn)單任務(wù)。本次股東大會(huì)上，Optimus 展示了雙手處理復(fù)雜任務(wù)的 能力，這是當(dāng)前人形機(jī)器人較難做到的一部分。

僅 6 個(gè)月時(shí)間 Tesla Bot 從概念走向現(xiàn)實(shí)，隨后 8 個(gè)月實(shí)現(xiàn)最 新版本 Optimus 推出，多版本迭代速度快，最新一版 Optimus 體現(xiàn)出： 1）精準(zhǔn)控制力：Tesla Bot 電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制精密度提高，能夠在運(yùn)動(dòng)過程 中執(zhí)行多種任務(wù)，包括視覺分類積木和簡(jiǎn)單瑜伽動(dòng)作。 2）精確神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視覺能力：目前特斯拉汽車的 FSD(全自動(dòng)駕駛)系統(tǒng) 和人形機(jī)器人的底層模塊已經(jīng)打通，人形機(jī)器人可以使用 FSD 構(gòu)建強(qiáng)大的視 覺系統(tǒng)。Optimus 擁有了自我校準(zhǔn)手臂和腿部的能力，僅使用視覺和關(guān)節(jié)位 置編碼器，可在空間中精準(zhǔn)定位自己的肢體。

遠(yuǎn)期規(guī)劃宏大，長(zhǎng)期價(jià)值有望超越電動(dòng)車。人形機(jī)器人是通用型機(jī)器人， 將在工廠、服務(wù)業(yè)、家庭等各個(gè)場(chǎng)景替代人工。馬斯克在 2023 特斯拉股東大 會(huì)上對(duì)于人形機(jī)器人的長(zhǎng)期空間做出了樂觀的預(yù)測(cè)，他強(qiáng)調(diào)：“如果按照人和 機(jī)器人的數(shù)量為 2：1 比例的話，機(jī)器人的需求會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過車，特斯拉的長(zhǎng)期 價(jià)值，其大部分價(jià)值將是擎天柱?！?/p>

1.2 解構(gòu) Optimus

1.2.1 硬件：Optimus 具有 28 個(gè)自由度，可演繹多高難度動(dòng)作

特斯拉人形機(jī)器人借鑒汽車設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將從傳感到融合、再到充電管理 都匯集到這一系統(tǒng)內(nèi)。機(jī)器人軀干處搭載了 2.3kWh、52V 電池包，集成充電 管理、傳感器和冷卻系統(tǒng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)上，Optimus 擁有 28 個(gè)身體執(zhí)行器，模 擬人類關(guān)節(jié)與肌肉形態(tài)，形成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和線性關(guān)節(jié)演繹類人動(dòng)作;靈巧手中單 手擁有 6 個(gè)執(zhí)行器，11 個(gè)自由度，采用金屬肌腱帶動(dòng)機(jī)器人精確抓住小而薄 的物體。

1.2.2 軟件：FSD 自動(dòng)駕駛 + Dojo 大腦，與電車共享數(shù)據(jù)源

特斯拉 FSD 系統(tǒng)已儲(chǔ)備海量數(shù)據(jù)，人形機(jī)器人與電車共享數(shù)據(jù)源。 電車傳回的數(shù)據(jù)與場(chǎng)景仿真生成的數(shù)據(jù)共同構(gòu)成特斯拉 FSD 系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 收集。特斯拉打通了 FSD 和機(jī)器人的底層模塊，實(shí)現(xiàn)了一定程度的算法復(fù)用， Optimus 可共享已有的大量 FSD 數(shù)據(jù)。2022 年 FSD beta 測(cè)試版本使用量 已由 2000 輛車提升到 16 萬輛車。特斯拉計(jì)劃于 22 年底向全部地區(qū)推 出 FSD beta，目前測(cè)試版軟件的累計(jì)行駛里程已經(jīng)突破 4000 萬英里，至 22 年底數(shù)據(jù)量將大幅提升，有望超過 1 億英里。

Tesla 超算 Dojo 發(fā)布，可進(jìn)行大規(guī)模 AI 訓(xùn)練，加速 FSD 迭代。Optimus 大腦使用超算集群 Dojo,Tesla AI 公布 7 月 Dojo 已正式投產(chǎn)，Dojo 加入 了更多計(jì)算模塊以換取更高的算力和效率，特斯拉算力將進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。 每個(gè) Dojo 集成了 120 個(gè)訓(xùn)練模塊，內(nèi)置 3000 個(gè) D1 芯片，將有超過 100 萬個(gè) 訓(xùn)練節(jié)點(diǎn)。特斯拉推特官方賬號(hào) TESLA AI 預(yù)計(jì)，2024 年 2 月特斯拉的算力 規(guī)模將進(jìn)入全球前五，2024 年 10 月特斯拉的算力總規(guī)模將達(dá)到 100 ExaFlods，相當(dāng)于 30 萬塊英偉達(dá) A100 顯卡的算力總和。Dojo 能夠處理龐大數(shù) 據(jù)量，一方面加速特斯拉的 Autopilot 和 FSD 系統(tǒng)的迭代，另一方面為 Optimus 提供算力支持。

1.3 多重優(yōu)勢(shì)，看好人形機(jī)器人廣闊藍(lán)海市場(chǎng)

政策支持，通用人工智能發(fā)展有望加速。北京市發(fā)布《北京市促進(jìn)通用 人工智能創(chuàng)新發(fā)展的若干措施(2023-2025 年)(征求意見稿)》，其中提出探索 具身智能、通用智能體和類腦智能等通用人工智能新路徑，包括推動(dòng)具身智 能系統(tǒng)研究及應(yīng)用，突破機(jī)器人在開放環(huán)境、泛化場(chǎng)景、連續(xù)任務(wù)等復(fù)雜條 件下的感知、認(rèn)知、決策技術(shù)。 行業(yè)演變，推動(dòng)具身智能發(fā)展。5 月 17 日，英偉達(dá)創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行 官黃仁勛在 ITFWorld2023 半導(dǎo)體大會(huì)表示，人工智能下一個(gè)浪潮將是“具身 智能”。 同時(shí)他也公布了 Nvidia VIMA 多模態(tài)具身人工智能系統(tǒng)，能夠在視 覺文本提示的指導(dǎo)下執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。具身智能是將智能算法與機(jī)器人的感 知、行動(dòng)和環(huán)境交互等能力結(jié)合，使機(jī)器人以更自然、更智能的方式與周邊 環(huán)境進(jìn)行交互并完成任務(wù)。馬斯克也表示通用型 AI 算法未來將長(zhǎng)期支持的特 斯拉機(jī)器人發(fā)展。因此，人形機(jī)器人能夠和具身智能非常好地結(jié)合，是具身 智能的終極形態(tài)。

產(chǎn)品端原型機(jī)方案基本確立，特斯拉邁出關(guān)鍵的第一步。特斯拉人形機(jī) 器人原型機(jī)方案基本確立，后面進(jìn)入驗(yàn)證和小批量量產(chǎn)階段，有望快速迎來 量產(chǎn)落地,機(jī)器人行業(yè)將迎來整體性機(jī)會(huì)。我們認(rèn)為特斯拉人形機(jī)器人的優(yōu)勢(shì) 在于：1）廣泛 To C 市場(chǎng)：人形機(jī)器人基于通用大模型計(jì)算學(xué)習(xí)，不限制固 定應(yīng)用領(lǐng)域，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可根據(jù)指令生成相關(guān)代碼并自主學(xué)習(xí)周遭環(huán)境。從專用 到通用場(chǎng)景的升級(jí)，人形機(jī)器人有望打開機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景，遠(yuǎn)期市場(chǎng)空間大。 2）迭代和進(jìn)化速度快：特斯拉人形機(jī)器人和自動(dòng)駕駛汽車都使用占用網(wǎng) 絡(luò)遵循“感知-認(rèn)知-決策-執(zhí)行”的運(yùn)行邏輯, 數(shù)據(jù)引擎自成閉環(huán)，驅(qū) 動(dòng)迭代開發(fā)。3）降本能力強(qiáng)：與電車技術(shù)同源利于降本，成熟供應(yīng)鏈可直 接遷移。

2 優(yōu)勢(shì)一：廣泛 To C 市場(chǎng)，人形機(jī)器人賽道遠(yuǎn)期市場(chǎng)規(guī)模達(dá)萬億

2.1 人形機(jī)器人具有場(chǎng)景通用性，可廣泛運(yùn)用多種工作場(chǎng)景

人形機(jī)器人打開通用場(chǎng)景大門，在特種工作場(chǎng)景具有不可替代性。相比 工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人使用場(chǎng)景具有通用性，理論上能完成所有人類進(jìn)行 的非標(biāo)任務(wù)，可被賦予更多商業(yè)價(jià)值。人形機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于具有較高的行 動(dòng)靈活性和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，并具有直接交互對(duì)話能力，可運(yùn)用在多種 場(chǎng)景和廣泛 C 端市場(chǎng)，在特種工作場(chǎng)景具有不可替代性。

2.2 AI 賦能，多場(chǎng)景遠(yuǎn)期空間大

AI 賦能感知能力、思考和決策能力，機(jī)器人更加通用。1）感知：一方 面，大模型的強(qiáng)擬合能力使得人形機(jī)器人在進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、避障、三維重建、 等任務(wù)時(shí)擁有更高的精確度；另一方面，大模型基于海量數(shù)據(jù)，提升場(chǎng)景泛 化效果。2）思考和決策：大模型讓機(jī)器人擁有常識(shí)，從而具備通用性去完成 各種任務(wù)，徹底改變通用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)的模式。

人形機(jī)器人商業(yè)化未來可期，藍(lán)海市場(chǎng)遠(yuǎn)期空間大。根據(jù)優(yōu)必選招股書， 預(yù)期 2026 年全球人形機(jī)器人解決方案市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 80 億美元。高工機(jī)器 人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）預(yù)計(jì) ，2026 年全球人形機(jī)器人在服務(wù)機(jī)器人中的滲透 率有望達(dá)到 3.5%，市場(chǎng)規(guī)模超 20 億美元，到 2030 年，全球市場(chǎng)規(guī)模有望突 破 200 億美元。

3 優(yōu)勢(shì)二：數(shù)據(jù)引擎自成閉環(huán)，迭代進(jìn)化速度快

3.1 純視覺解決方案，硬件造價(jià)低，技術(shù)門檻高

特斯拉采用純視覺解決方案，技術(shù)突破造就高壁壘?？v觀國(guó)內(nèi)外自動(dòng)駕 駛公司解決方案主要分為兩大路線：1）特斯拉純視覺方案；2）其他公司多 模態(tài)（雷達(dá)、相機(jī)）融合方案。特斯拉 Optimus 將會(huì)使用“Occupancy Network” 占用網(wǎng)絡(luò)從純視覺方案出發(fā)解決通用障礙物檢測(cè)來識(shí)別可行動(dòng)區(qū)域。占用網(wǎng) 絡(luò)是一種新的三維重建方法，可隱式地將三維曲面表示為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類 器的連續(xù)決策邊界。占用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)如下： 1）硬件造價(jià)低，技術(shù)門檻較高 2）通用障礙物檢測(cè)具備良好的泛化能力 3）視覺圖像相較于雷達(dá)更為精確，數(shù)據(jù)源角度上限更高 通過占用網(wǎng)絡(luò)，特斯拉可以把一些當(dāng)前場(chǎng)景下遮擋靜止物體和動(dòng)態(tài)物體 也用體塊來表示出來，這樣就增加了特斯拉的視野域，讓特斯拉可以對(duì)接下 來路徑規(guī)劃有了更多信息。

3.2 強(qiáng)化自動(dòng)標(biāo)注+訓(xùn)練能力，海量數(shù)據(jù)集自成閉環(huán)，追求高效

強(qiáng)化自動(dòng)標(biāo)注和訓(xùn)練能力，數(shù)據(jù)集自成閉環(huán)。對(duì)于深度學(xué)習(xí)，為了讓模 型不斷擴(kuò)張感知領(lǐng)域，就需要不斷將路面上可能出現(xiàn)目標(biāo)類別添加數(shù)據(jù)集來 重新訓(xùn)練模型。數(shù)據(jù)引擎是特斯拉數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分，另外兩個(gè)部分分 別為自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)。 1）通過數(shù)據(jù)引擎，采集到的高價(jià)值數(shù)據(jù)將被送到自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)快速的 生成 corner case 數(shù)據(jù)集，用來迭代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。通過這一數(shù)據(jù)集，特斯拉得以建成數(shù)據(jù)閉環(huán)。 2）通過如此循環(huán)，特斯拉能夠借助量產(chǎn)車隊(duì)的擴(kuò)張，收集并訓(xùn)練更多 的 corner case，從而逐步化解長(zhǎng)尾難題，而這又要求特斯拉具備 更高效的數(shù)據(jù)標(biāo)注及訓(xùn)練能力。 3）為了從海量數(shù)據(jù)中高效率篩選優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，特斯拉采用人工 +自動(dòng)標(biāo)注的方式，建立了針對(duì)海量原始視頻數(shù)據(jù)的視頻訓(xùn)練庫(kù)。這 一訓(xùn)練庫(kù)的優(yōu)勢(shì)在于將數(shù)據(jù)直接提供給云端進(jìn)行訓(xùn)練，進(jìn)一步提升 了訓(xùn)練效率。

特斯拉的數(shù)據(jù)閉環(huán)追求高效。不僅對(duì)數(shù)據(jù)引擎、自動(dòng)標(biāo)注和仿真系統(tǒng)效 率的不斷提升，且與感知、算力系統(tǒng)擬合，使數(shù)據(jù)閉環(huán)提效的同時(shí)做到降本。

4 優(yōu)勢(shì)三：與電車技術(shù)同源利于降本，成熟供應(yīng)鏈可直接遷移

4.1 與電車技術(shù)同源，降本核心為中國(guó)零部件供應(yīng)鏈

特斯拉已有技術(shù)積淀可在人形機(jī)器人中復(fù)用，軟件和電池基本都有成 熟的供應(yīng)鏈或能夠自制，但核心硬件零部件需要外采。根據(jù) OFWeek 數(shù)據(jù)顯 示，減速器、伺服、控制器占工業(yè)機(jī)器人成本的比例分別為 35%、20%、15%。 特斯拉已有技術(shù)積淀可在人形機(jī)器人中復(fù)用，Optimus 采用與特斯拉自動(dòng)駕 駛汽車相同的計(jì)算硬件，比如 Optimus“大腦”運(yùn)行在 Tesla SoC（系統(tǒng)級(jí) 芯片）上，導(dǎo)航用的 Autopilot 系統(tǒng)和電動(dòng)車上類似。其成熟的汽車產(chǎn)業(yè)鏈 可直接遷移至機(jī)器人端，有利于大幅降低制造成本。

5 產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚嚎焖夙憫?yīng)+降本增效，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈增量機(jī)會(huì)

在人形機(jī)器人商業(yè)化的大趨勢(shì)下，國(guó)產(chǎn)高性價(jià)比的零部件優(yōu)勢(shì)凸顯。在 行業(yè)拐點(diǎn)、政策催化、市場(chǎng)主題的共同催化下，機(jī)器人行業(yè)將迎來整體性機(jī) 會(huì)。我們認(rèn)為國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)遇主要在硬件端，國(guó)內(nèi)部分汽車零部件企業(yè)積極 拓展業(yè)務(wù)，布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵零部件環(huán)節(jié)，有望在產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)期受益。

5.1 Optimus 價(jià)值量拆解，核心為精密減速機(jī)、行星滾柱絲杠、空心杯電機(jī)和 編碼器

全身共 40 個(gè)關(guān)節(jié)執(zhí)行器，軀干部分 28 個(gè)。特斯拉機(jī)器人全身共使用 40 個(gè)關(guān)節(jié)執(zhí)行器，其中手部執(zhí)行器 12 個(gè)為空心杯關(guān)節(jié)，軀干部分共 28 個(gè)， 主要分為旋轉(zhuǎn)和線性兩大類各 14 個(gè)。

機(jī)器人軀干執(zhí)行器核心零部件為精密減速機(jī)、行星滾珠絲杠等。1）精 密減速器是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的 作用。2）行星滾珠絲杠為核心傳動(dòng)部件，直接影響設(shè)備精度和穩(wěn)定性。

5.2 旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器核心部件：諧波減速器

5.2.1 諧波減速器由波發(fā)生器、柔輪和剛輪三部分構(gòu)成

旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器由角接觸軸承、諧波減速器、交叉滾子軸承、編碼器、無框 電機(jī)和力矩傳感器等組成。諧波減速器是機(jī)器人的核心傳動(dòng)部件，可用于降 低伺服電機(jī)的高轉(zhuǎn)速，通過齒輪減速比放大伺服電機(jī)的原始扭矩，并提供高 剛性保持、高精度定位。

諧波減速器由波發(fā)生器、柔輪和剛輪三部分構(gòu)成。1）波發(fā)生器：由柔 性軸承與橢圓形凸輪組成，波發(fā)生器通常安裝在減速器輸入端，柔性軸承內(nèi) 圈固定在凸輪上，外圈通過滾珠實(shí)成彈性變形成橢圓形。2）柔輪：帶有外齒 圈的柔性薄壁彈性體零件，通常安裝在減速器輸出端。3）剛輪：帶有內(nèi)齒圈 的剛性圓環(huán)狀零件，一般比柔輪多兩個(gè)齒輪，通常固定在減速器機(jī)體上。

諧波減速器通常采用波發(fā)生器主動(dòng)、剛輪固定、柔輪輸出形式。1）當(dāng) 波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時(shí), 迫使柔輪產(chǎn)生彈性變形而呈橢圓狀，使其長(zhǎng)軸處 柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完 全不接觸的脫開狀態(tài)。從嚙合到脫開的過程之間則處于嚙出或嚙入狀態(tài)。2） 當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪輪齒在進(jìn)行嚙入、 嚙合、嚙出、脫出的過程中不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，從 而實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動(dòng)傳遞。

5.2.2 廣泛應(yīng)用于輕負(fù)載，優(yōu)勢(shì)顯著

諧波減速器體積小、重量輕、傳動(dòng)比大，廣泛應(yīng)用于輕負(fù)載領(lǐng)域。諧波 減速器和 RV 減速器廣泛應(yīng)用于精密減速器行業(yè)。RV 減速器由一個(gè)行星齒輪 減速機(jī)的前級(jí)和一個(gè)擺線針輪減速機(jī)的后級(jí)組成，與諧波減速器相比：1）諧 波減速器：具有單級(jí)傳動(dòng)比大、體積小、質(zhì)量小、運(yùn)動(dòng)精度高并能在密閉空 間和介質(zhì)輻射的工況下正常工作的優(yōu)點(diǎn)。且在輸出力矩相同時(shí)，諧波減速器的體積可減少 2/3，重量可減輕 1/2，在機(jī)器人小臂、腕部、手部等部件具有 優(yōu)勢(shì)。2）RV 減速器：具有傳動(dòng)比范圍大、精度較穩(wěn)定、疲勞強(qiáng)度較高，有更 高的剛性和扭矩承載能力，在機(jī)器人大臂、機(jī)座等重負(fù)載部位擁有優(yōu)勢(shì)。RV 減速器因重量重、外形尺寸較大，無法向輕負(fù)載領(lǐng)域發(fā)展。此外，RV 減速器 零部件數(shù)量多、制造和裝配難度大，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

5.2.3 海外企業(yè)壟斷，市場(chǎng)空間復(fù)合增速達(dá) 19%

諧波減速器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)空間增速快。諧波減速機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛， 市場(chǎng)空間廣闊，目前以各種機(jī)器人為主，除機(jī)器人外，諧波減速機(jī)還廣泛運(yùn) 用于數(shù)控機(jī)床、光伏設(shè)備、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體設(shè)備、航空航天等其他領(lǐng)域。 據(jù)《華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院》統(tǒng)計(jì)，2021 年全球機(jī)器人下游諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模為 23 億元，預(yù)計(jì) 2022 年達(dá)到 29 億元，2025 年接近 49 億元，2022-2025 年市場(chǎng)空間 CAGR 為 19.1%左右。

全球龍頭為日本哈默納科，全球市占率超 80%。諧波減速器最初用于美 國(guó)航天運(yùn)動(dòng)控制，谷川齒輪將其引入日本并量產(chǎn)，于 1970 年成立哈默納科。 產(chǎn)品包括精密減速機(jī)（諧波減速器、減速器組件和行星減速器）和機(jī)電一體 化產(chǎn)品（執(zhí)行器、控制器）。哈默納科技術(shù)迭代、產(chǎn)品矩陣豐富、海外版圖擴(kuò) 張，壟斷了全球諧波減速機(jī)市場(chǎng)份額。據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心數(shù)據(jù)，2020 年 哈默納科全球市占率超 82%。

5.2.4 國(guó)產(chǎn)廠商受益增量需求，持續(xù)進(jìn)口替代

特斯拉機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)需要更輕量、小型、集成化的傳動(dòng)裝置，全身 14 個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中各使用 1 個(gè)諧波減速器。按單個(gè)諧波減速器 1300 元計(jì)算， 當(dāng)特斯拉機(jī)器人實(shí)現(xiàn)100萬產(chǎn)量時(shí)，諧波減速器新增市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到182億元。 國(guó)產(chǎn)廠商受益于技術(shù)進(jìn)步，加大減速器投資，部分廠商有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。

5.3 線性執(zhí)行器核心部件：行星滾柱絲杠

5.3.1 行星滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化

行星滾柱絲杠可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化，具有承載力強(qiáng)、體積 小和高精度等特點(diǎn)。特斯拉機(jī)器人線性執(zhí)行器采用電機(jī)、行星滾珠絲杠、力 矩傳感器和位置傳感器方案。行星滾柱絲桿主要由絲桿、螺母和滾柱組成， 在主螺紋絲杠的周圍行星式地布置了 6-12 個(gè)螺紋滾柱，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換為絲杠或螺母的直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)把傳統(tǒng)滾珠絲杠式的點(diǎn)接觸變換成了精度 與承載力更高的線/面接觸，能夠在極端環(huán)境下承受重載上千個(gè)小時(shí)，具有較 強(qiáng)承載力。

行星滾柱絲杠可替換滾珠絲杠和傳動(dòng)液壓傳動(dòng)方式。1）替代滾珠絲杠： 不需要滾珠返回器，可規(guī)避噪音。且行星滾柱絲杠擁有更多嚙合點(diǎn)，在惡劣 工況具備更優(yōu)剛度和承載能力。2）替代液壓傳動(dòng)：采用行星滾柱絲杠，總體 積縮減，規(guī)避漏油問題，拆裝維修簡(jiǎn)單。可有效實(shí)現(xiàn)電控化、易替換。

5.3.2 行星滾柱絲杠精確、穩(wěn)定與高效操控優(yōu)勢(shì)明顯

行星滾柱絲杠優(yōu)勢(shì)明顯，利于 Optimus 進(jìn)入工廠精確、穩(wěn)定與高效的操 作。 1）精度保持性好：相比較旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，直線關(guān)節(jié)中的行星滾柱絲杠通過 預(yù)壓螺母的形式，易實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)零背隙，而旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的減速器則需通過繁瑣工藝去保證； 2）剛度強(qiáng)：相較于諧波減速器的柔輪，行星滾柱絲杠由于線/面接觸， 剛度保持性好，更加利于上肢精巧平穩(wěn)操作；在相同絲杠直徑下承載能力提 高 6 倍，相同負(fù)載下比滾珠絲杠節(jié)省 1/3 空間、壽命提高 14 倍、工作環(huán)境溫 度范圍提高 2 倍，提升了剛度和抗沖擊能力。 3）旋轉(zhuǎn)速度大和加速度大：能夠提供更高旋轉(zhuǎn)速度和加速度，轉(zhuǎn)速可 達(dá) 16000r/min，直線速度 2m/s，加速度 3g。 4）耐沖擊能力強(qiáng)：行星絲杠的耐沖擊性好于滾珠絲桿，遠(yuǎn)好于諧波傳 動(dòng)，原因?yàn)橹C波每次的受力齒數(shù)較少，柔輪壁厚薄，容易斷齒與筒裂。而行 星絲杠受力均勻，壽命長(zhǎng)； 5）能量效率高：腿部由于行星滾柱絲杠的自鎖特性，站立作業(yè)時(shí)腿部 電機(jī)無需出力，能量效率高，續(xù)航長(zhǎng)；

5.3.3 外資廠商主導(dǎo)，機(jī)器人帶來增量空間

外資廠商主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)廠商稀缺。截止 2022 年，全球主要的滾珠絲桿廠 商有 NSK、THK、SKF 等，CR5 市占率達(dá)到約 46%。國(guó)內(nèi)行星滾柱絲杠生產(chǎn)商稀 缺，僅有少量具備小批量研發(fā)制造能力的企業(yè)。特斯拉首次把行星滾珠絲桿 用在人形機(jī)器人端，行業(yè)有望迎來新的成長(zhǎng)機(jī)遇。 行星滾柱絲杠應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，未來十年復(fù)合增速預(yù)計(jì) 5.8%。行星滾柱 絲杠可用于機(jī)床設(shè)備、醫(yī)療器械、智能汽車等多領(lǐng)域，應(yīng)用范圍廣泛。根據(jù) Persistence market research 預(yù)計(jì)，2023 年全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)空間約 為 3.0 億美元，預(yù)計(jì) 2033 年全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)空間達(dá) 5.3 億美元，未來 十年復(fù)合增速為 5.8%，同時(shí)人形機(jī)器人的成長(zhǎng)可能帶來更大成長(zhǎng)空間。

5.3.4 首次用于人形機(jī)器人端，國(guó)內(nèi)廠商受益

特斯拉首次把行星滾珠絲桿用在人形機(jī)器人端，國(guó)內(nèi)行星滾柱絲桿目前 還處于早期階段，生產(chǎn)難度較大，隨國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)持續(xù)送樣，外資主導(dǎo)行業(yè) 競(jìng)爭(zhēng)格局有望快速打破，行業(yè)有望迎來新的成長(zhǎng)機(jī)遇。

6 重點(diǎn)關(guān)注擁有核心部件制造、進(jìn)口替代能力企業(yè)

6.1 拓普集團(tuán)：平臺(tái)型 tier0.5 供應(yīng)商，機(jī)器人執(zhí)行器項(xiàng)目進(jìn)展順利

平臺(tái)化集成化發(fā)展，產(chǎn)品線相互賦能。公司定位 tier0.5 供應(yīng)商，具備 同步研發(fā)、機(jī)電軟件一體化整合、模塊化及全球供貨能力。公司同時(shí)保持平 臺(tái)化發(fā)展，九大產(chǎn)品線相互賦能，護(hù)城河穩(wěn)固。

設(shè)立機(jī)器人事業(yè)部，中長(zhǎng)期確定性強(qiáng)。公司拓展能力邊界，進(jìn)軍機(jī)器人 執(zhí)行器業(yè)務(wù)。機(jī)器人業(yè)務(wù)尚處藍(lán)海，公司布局運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器，是機(jī)器人的核心 部件之一，樣品已獲得客戶的認(rèn)可，后續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?。未來隨新產(chǎn)品業(yè)績(jī)釋 放，公司中長(zhǎng)期發(fā)展確定性強(qiáng)。我們假設(shè)公司運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品分別做悲觀/中 性/樂觀假設(shè)，單個(gè)價(jià)值量分別為 2/3/4 萬元，機(jī)器人年出貨量分別做悲觀/中性/樂觀假設(shè)為 10 萬/50 萬/100 萬臺(tái)。

營(yíng)收和凈利潤(rùn)保持快速增長(zhǎng)，受益機(jī)器人事業(yè)部有望更上一層樓。公司 20-22 年?duì)I收快速增長(zhǎng)，從 20 年的 65.11 億增長(zhǎng)至 22 年的 159.93 億元， CAGR 達(dá) 56.73%。歸母凈利潤(rùn)從 20 年的 6.28 億元增長(zhǎng)至 22 年的 17 億元， CAGR 達(dá) 64.53%。公司 2023 年上半年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 91.60 億元，同比增長(zhǎng) 34.83%； 歸母凈利潤(rùn) 10.94 億元，同比增長(zhǎng) 54.57%；扣非凈利潤(rùn) 10.27 億元，同比增 長(zhǎng) 49.99%。隨公司成立機(jī)器人事業(yè)部，業(yè)績(jī)有望受益增長(zhǎng)。

6.2 三花智控：熱管理龍頭研發(fā)能力強(qiáng)，聚焦機(jī)器人執(zhí)行電機(jī)

汽車和儲(chǔ)能雙輪驅(qū)動(dòng)，熱管理龍頭自主研發(fā)能力強(qiáng)。公司自主研究能力 強(qiáng)，閥門類產(chǎn)品具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)，是國(guó)內(nèi)最早自主研發(fā)出車用電子膨脹閥的企 業(yè)，同時(shí)產(chǎn)品序列豐富，覆蓋除壓縮機(jī)外所有熱管理部件，未來有望持續(xù)受 益于新能源汽車滲透率提升。公司同時(shí)開辟儲(chǔ)能賽道，閥、泵、換熱器等技 術(shù)與汽車同源，有望直接復(fù)制汽車端成功經(jīng)驗(yàn)。

聚焦機(jī)器人電機(jī)執(zhí)行器，打開遠(yuǎn)期成長(zhǎng)空間。公司攜手綠的諧波布局機(jī) 器人機(jī)電執(zhí)行器業(yè)務(wù)。綠的諧波是國(guó)內(nèi)諧波減速器龍頭，深耕諧波傳動(dòng)領(lǐng)域 近 20 年。公司通過與綠的諧波合作，提高執(zhí)行器技術(shù)壁壘，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，遠(yuǎn)期 成長(zhǎng)空間大。我們假設(shè)公司運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)品分別做悲觀/中性/樂觀假設(shè)，單 個(gè)價(jià)值量分別為 2/3/5.7 萬元，機(jī)器人年出貨量分別做悲觀/中性/樂觀假設(shè) 為/10 萬/50 萬/100 萬臺(tái)。

公司營(yíng)收近兩年快速增長(zhǎng)，接近翻番。公司營(yíng)收從 20 年的 121.10 億元 增長(zhǎng)到 22 年的 213.48 億元，CAGR 達(dá) 32.77%。歸母凈利潤(rùn)從 20 年的 14.62 億元增長(zhǎng)至 22 年的 25.73 億元，CAGR 達(dá) 32.66%。23H1 實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 125.29 億 元，同比增長(zhǎng) 23.32%；歸母凈利潤(rùn) 13.95 億元，同比增長(zhǎng) 39.03%。公司業(yè)績(jī) 增長(zhǎng)動(dòng)能強(qiáng)勁，有望隨機(jī)器人業(yè)務(wù)更上一層樓。

6.3 雙環(huán)傳動(dòng)：減速器業(yè)務(wù)發(fā)力，享受機(jī)器人時(shí)代紅利

機(jī)械傳動(dòng)齒輪龍頭，轉(zhuǎn)型精密減速器實(shí)力強(qiáng)勁。公司深耕機(jī)械傳動(dòng)齒輪 領(lǐng)域四十余年，借助高精度齒輪優(yōu)勢(shì)，發(fā)展 RV 減速器業(yè)務(wù)，具有精度高、噪 音小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)公司具備高精度小偏心曲軸雙頂磨削技術(shù)、強(qiáng)力高效擺線磨齒技術(shù)等精加工及配套技術(shù)，已成為國(guó)產(chǎn) RV 減速器龍頭。 2018 年公司開始研制諧波減速器，現(xiàn)已形成多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的批量供貨，產(chǎn)品 性能獲客戶認(rèn)可。 精密減速器業(yè)務(wù)放量，迎接時(shí)代紅利。公司機(jī)器人精密減速器業(yè)務(wù)快速 放量，銷量同比大幅增長(zhǎng)。機(jī)器人業(yè)務(wù)邁入發(fā)展快車道，公司產(chǎn)品已基本覆 蓋國(guó)內(nèi)主流機(jī)器人客戶，得益于客戶的快速發(fā)展，機(jī)器人核心零部件企業(yè)加 速成熟，公司有望充分享受機(jī)器人時(shí)代紅利，打開業(yè)績(jī)成長(zhǎng)空間。

營(yíng)收大幅增長(zhǎng)，業(yè)績(jī)邁入成長(zhǎng)期。公司 2020-2022 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 36.64/53.91/68.38 億,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 0.51/3.26/5.82 億元;2020-2022 年 實(shí)現(xiàn)收入復(fù)合增速 36.61%、歸母凈利潤(rùn)復(fù)合增速 237.81%。23H1 公司實(shí)現(xiàn) 收入 36.86 億元,同比增長(zhǎng) 18.99%;歸母凈利潤(rùn) 3.69 億元,同比增長(zhǎng) 46.89%， 公司業(yè)績(jī)邁入快速成長(zhǎng)期。

6.4 貝斯特：自研高精度滾珠絲杠副，直線滾動(dòng)部件已具備成熟優(yōu)勢(shì)

多層次布局業(yè)務(wù)，導(dǎo)入工業(yè)母機(jī)賽道。公司業(yè)務(wù)格局清晰，第一層次渦輪增壓器基本盤業(yè)務(wù)，提供穩(wěn)定現(xiàn)金流，并向增程式、混動(dòng)汽車零部件拓展； 第二層次向新能源汽車零部件賽道的轉(zhuǎn)型升級(jí)，定位電動(dòng)汽車、氫燃料汽車 核心零部件；第三層次全面布局直線滾動(dòng)功能部件，導(dǎo)入“工業(yè)母機(jī)”新賽 道。 自研高精度滾珠絲杠副，布局直線滾動(dòng)功能部件。公司積累大量整車廠、 機(jī)床等優(yōu)質(zhì)客戶，充分利用現(xiàn)有資源，全面布局直線滾動(dòng)功能部件。22 年設(shè) 立全資子公司無錫宇華精機(jī)，生產(chǎn)的滾珠絲杠副、直線導(dǎo)軌副等首臺(tái)套已實(shí) 現(xiàn)成功下線。

營(yíng)收和凈利潤(rùn)保持正向增長(zhǎng)。公司營(yíng)業(yè)收入從 20 年的 9.31 億元增長(zhǎng) 至 22 年的 10.97 億元，歸母凈利潤(rùn)從 20 年的 1.77 億元增長(zhǎng)至 22 年的 2.29 億元。公司成本控制能力強(qiáng)，20-22 年的汽車零部件毛利率分別為 38.9%、 34.5%和 33.6%。隨公司滾珠絲杠副下線，加碼業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。

6.5 精鍛科技：精煅齒輪龍頭，加速布局差速器總成

汽車精煅齒輪龍頭，加速布局差速器總成。公司積累差速器錐齒輪以及 部分結(jié)合齒的鍛造、機(jī)加、模具等經(jīng)驗(yàn)，逐步打造差速器總成廠商產(chǎn)品涉及 差速器總成、行星架總成等。公司發(fā)展升級(jí)機(jī)器人業(yè)務(wù)，已與潛在客戶交流。 差速器總成產(chǎn)品營(yíng)收占比快速提升，業(yè)績(jī)受益快速放量。公司營(yíng)收從 20 年的 12.03 億增長(zhǎng)至 22 年的 18.08 億，CAGR 達(dá) 22.59%；歸母凈利潤(rùn)從 20 年 的 1.56 億增長(zhǎng)至 22 年的 2.47 億,CAGR 達(dá) 25.83%。隨公司差速器總成訂單 快速放量，以及發(fā)展?jié)撛跈C(jī)器人業(yè)務(wù)，公司業(yè)績(jī)有望放量增長(zhǎng)。