提示
:
点击上方
"
证券市场周刊
"
↑
免费订阅本刊
在
AI
加持及需求推动下,人形机器人的“
iPhone
时刻”即将到来,
2025
年有望迎来商业化元年并带来板块性的投资机会。
人形机器人利好催化频出,内外部产业共振,商业化落地进展有望加速。
11
月
28
日,特斯拉
Optimus
机器人官方账号发布视频,展示了其配备
22
个自由度灵巧手的机器人单手稳稳接住迎面抛来网球的画面,相比上一代的
11
个自由度有了大幅提升。
2024
年以来,特斯拉视频展示更多集中在应用端,从
5
月份的电池分拣演示,到
10
月份展现的跳舞、倒水、分发礼物等多组动作,再到
11
月份徒手接网球,其运动流畅度大幅提升。
在人工智能(
AI
)大模型的发展加持下,人形机器人的“
iPhone
时刻”有望在不久到来。
AI
巨头英伟达自然也不甘落后。
2024
年
3
月,英伟达宣布通过
Project GR00T
项目正式进军人形机器人领域。据报道,英伟达已于日前接触多家中国台湾地区的机床和关键零部件制造商,目标包括征求关键零组件的技术与规格,并探索合作企业加入其人形机器人供应链的可能性。此前,英伟达还曾表示,将于
2025
年上半年将其为人形机器人提供动力的新技术
Jetson Thor
推向市场,目的是在快速增长的机器人领域占有一席之地。
国内方面,以华为为代表的科技企业也在加速布局人形机器人领域。
11
月
15
日,在人工智能应用创新成果发布会上,华为(深圳)全球具身智能产业创新中心宣布正式运营,当日,华为与乐聚机器人、大族机器人等
16
家企业签署了战略合作备忘录,未来将共同推进具身智能机器人的创新应用。
政策方面,自工信部
2023
年印发《人形机器人创新发展指导意见》后,各地陆续出台了有关人形机器人发展的文件。近期,为抢抓具身智能机器人产业发展的重大机遇,推动重庆市具身智能机器人产业创新发展,重庆市经济信息委、市科技局等七部门联合印发了《重庆市支持具身智能机器人产业创新发展若干政策措施》,坚持科技创新与产业创新并举,推动具身智能机器人产业快速生成和迭代发展。
12
月
6
日,安徽省工业和信息化厅发布的《安徽省人形机器人产业发展行动计划
(2024
—
2027)
》明确提出,安徽省人形机器人产业发展总体思路为抢抓科技创新、拓展应用场景、优化产业布局、强化组织保障。根据目标任务,到
2027
年,构建安徽省人形机器人产业的“
23456
”创新体系和产业生态,建成在国内具有重要影响力的人形机器人产业发展高地。
浙商证券表示,人形机器人产业趋势已成,行业预计从产业形成期过渡到产业扩张期,产业化发展有望显著提速。随着通用人工智能(
AGI
)技术持续突破、供应链格局趋于完善、下游应用需求持续打开,人形机器人行业作为高端制造成长板块的明珠,
2025
年将迎来板块性投资机会。
国金证券认为,人形机器人
0-1
节点来临,建议持续跟踪。量是人形机器人赛道的核心矛盾,中国供应链
+
海外发达国家需求(高人力成本替代)及国内特种需求是兑现最快的方向。
2025
年是人形机器人商业化元年,
2027
年是人形机器人一般场景大规模商业化元年。
产业供应链方面,国金证券建议关注高
ASP
(应用服务供应商)和高壁垒的灵巧手、丝杠等核心赛道。从产品价值占比来看,灵巧手(占比约
32%
)
>
丝杠(
18%
)
>
微型电机(
18%
)
>
减速器(
12%
)
>
力传感器(
7%
)≈无框电机(
7%
);从产业壁垒看看,灵巧手
>
行星滚柱丝杠
>
六维力矩传感器
>
谐波减速器
>
微型电机
>
无框电机。灵巧手、关节、丝杠、减速器等赛道是人形机器人产业链的核心优质赛道。
11
月
28
日,特斯拉
Optimus
机器人官方账号发布视频新动态:
Optimus
已可稳定接住抛来网球并放下,手指实现相对灵活弯曲。视频中工作人员进行
2
次抛球,将球抛至
Optimus
的右侧,而
Optimus
则用左手在空中对网球完成抓取动作,在抓取数秒后松手。整体过程中动作流畅程度较高,左手手部协调性与人类几乎无异。
特斯拉
Optimus
工程师
Milan Kovac
介绍:新一代
Optimus
与上一代相比,手部拥有双倍自由度,其中手掌有
22
个自由度,手腕
/
前臂上有
3
个自由度。同时,该视频是在实验室里通过遥操作实时完成。
源达信息证券研究所认为,新一代
Optimus
有望增加对传感器和驱控系统的需求。传感器:灵活手需要覆盖更多的触觉感知面,如在手指和手掌拥有足够柔软保护层基础上,同时不影响触觉传感,需要具备更加集成和精准的触觉传感系统。驱控系统:灵巧手是一种高度灵活、复杂的末端执行器,需要配备更加精细、集成的驱控系统,特斯拉展示了一种驱动器外置的三级传动方案可能性:该方案在一级传动中采用行星齿轮箱,二级传动中采用滚珠丝杠,三级传动中采用腱绳方案。
特斯拉
Optimus
迭代速度惊人,人形机器人商业化不断加速。
2021
年
8
月,特斯拉创始人兼
CEO
马斯克在特斯拉
AI DAY
上首次提出
Optimus
的概念,并计划在未来让人形机器人取代人类从事部分危险工作和重复劳动。相比工业机器人,人形机器人的核心在于与智能化和类人化,所以智能制造、商业服务和家庭场景可能会是人形机器人的主要应用场景。
2023
年
12
月,特斯拉发布的
Optimus
Gen2
已能完成单腿瑜伽等复杂动作;
2024
年
12
月,新一代
Optimus
的灵活手已能完成单手空中抓取网球动作,而此时仅距离
2022
年发布的
demo
版本仅两年。
根据
2024
特斯拉股东大会,
2024
年底至
2025
年初改款完成后,
Optimus
将进入有限生产阶段,用于特斯拉工厂测试。马斯克预计,这款人形机器人将于
2025
年开始在特斯拉工厂工作,负责“危险、重复和无聊的任务”。到
2026
年,这款机器人可能会向其他公司推出。
按照马斯克的预计,
Optimus
的定价将为
3
万美元左右,不过之后会降价到
2
万美元,并且将支持任何语言。马斯克还放言称,
Optimus
将成为特斯拉有史以来最大的产品,展望未来,人形机器人的数量可能会超过人类,可能达到
100
亿至
200
亿个。
国信证券认为,特斯拉
Optimus
机器人产品迭代迅速,有望给全球机器人市场带来“鲶鱼效应”,激发人形机器人玩家的活力。
在
ITF World 2023
大会上,英伟达创始人兼
CEO
黄仁勋表示, 人工智能下一个浪潮将是 “具身智能”。英伟达在机器人市场的布局始于
2018
年,这一年英伟达宣布推出包含全新硬件、软件和虚拟世界机器人模拟器的
NVIDIA Isaac
,同时还推出专为机器人设计的计算机平台
Jetson Xavier
和相关的机器人软件工具包。其后的几年,英伟达从底层芯片到计算平台到训练与验证进行全方位布局。
2024
年,英伟达成立
GEAR
并入股
Figure AI
,提供一套服务、模型以及计算平台用于开发、训练和构建下一代人形机器人,从软件平台到硬件本体,全面切入人形机器人赛道。
中国也是全球机器人应用及研发大国。根据国际机器人联合会(
IFR
)发布的《
2024
年世界机器人》报告显示,中国机器人应用速度持续加快,在机器人密度方面,
2023
年度中国已经超过德国与日本,跃居世界第三。目前,中国工业机器人密度达到了每一万名员工配有
470
台机器人。中国是迄今为止全球最大工业机器人市场,数据显示,
2023
年中国安装的工业机器人数量达到
27.6
万个,占全球新安装量的
51%
。
企查查数据显示,近十年,中国工业机器人相关企业注册量逐年增加,
2023
年注册
6.95
万家相关企业,创近十年注册量新高。截至
11
月
29
日,
2024
年中国已注册
6.07
万家工业机器人相关企业。企业存量方面,中国现存
30.2
万家工业机器人相关企业,行业分布上,超三成企业归属科学研究和技术服务业。
慧博投研表示,作为新兴产业的战略领导者和门户看守者,国内人形机器人企业正在茁壮成长,未来或出现苹果、特斯拉这般带动整条产业链一同成长的龙头企业,中国也正迎来国产人形机器人的商业奇点。
优必选是国内最早开始研究人形机器人的企业之一,于
2016
年开始研发人形机器人
Walker
系列,
2018
年成功推出第一代大型双足仿人服务机器人
Walker
,成为中国首家实现人形机器人商业化的企业。随后,该产品经历了几次重要的技术迭代,在
2019
年推出第二代
Walker
,并在春节晚会上进行了表演。
2021
年推出了
WalkerX
,该机器人身高
130cm
,体重
63kg
,拥有
41
个高性能伺服关节构成的灵巧四肢,并搭载了多维力觉、多目立体视觉、全向听觉和惯性、测距等全方位的感知系统。
2023
年优必选推出工业版人形机器人
Walker S
,身高
1.7
米,体重
60kg
,可替换末端执行器,搭载
41
个高性能伺服关节以及多维力传感器,机器人自主运动及决策能力大幅提高,可在工业及商用场景广泛应用。
作为国内科技企业的龙头,华为也在加码具身智能关键能力,优选合作伙伴打造合作生态圈。
2017
年,华为
Wireless X Labs
无线应用场景实验室和软银签署了联网机器人领域相关合作谅解备忘录
(MoU)
。
2022
年
4
月,华为与达闼机器人签署合作协议,共同推进人工智能和云端机器人产业繁荣发展。
2023
年
6
月,由华为全资持股的东莞极目机器有限公司正式成立,注册资本
8.7
亿元;近日,该公司发生工商变更,注册资本增至
38.9
亿元,增幅约
347%
。
11
月
15
日,华为(深圳)全球具身智能产业创新中心宣布正式运营。该中心由华为与深圳前海合作区管理局共同合作建立,布局具身智能产业,将围绕华为具身大模型积极布局相关根技术与产业创新赋能,并与超百家企业共同搭建具身智能生态圈。会上华为与乐聚机器人、大族机器人、拓斯达、中坚科技、中软国际、禾川人形机器人、兆威机电等
16
家企业签署了战略合作备忘录。
国金证券表示,在以特斯拉为首的科技巨头持续发力投入以及人工智能技术不断进步的共同推动下,人形机器人产品和成本迭代速度显著加快,成为未来最确定的产业方向之一。
从产品端看,
2024
年特斯拉人形机器人围绕关节、灵巧手方案、算法训练等快速迭代,运动和认知能力大幅提升。从成本端看,随着丝杠、灵巧手、传感器等产业链迭代加速,大规模量产线的加速研发和投入使用,生产成本开始走向大幅度下降的通道。人形机器人会先从高人工成本、较低任务复杂度的领域开始迭代。预计
2025
年,人形机器人在欧美等高人力成本地区或者国内特殊作业领域,具备商业化价值。
2023
年
11
月
2
日,工信部发布的《人形机器人创新发展指导意见》指出,到
2025
年,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;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。国金证券预计,人形机器人
2027
年将会在国内一般应用场景具备商业化价值。
国金证券认为,中国供应链
+
高成本场景整机应用将成为兑现度最高的方向。人形机器人最核心矛盾在于量,有量就有产品和成本的快速迭代。中国供应链拥有研发效率高、成本低、迭代快的优势,欧美等高人工成本场景将是量突破最早的方向,中国供应链
+
欧美高人工成本场景的特斯拉等整机公司或率先放量。
根据特斯拉等公司公开信息,
2025
年人形机器人产品将率先在自有工厂迭代和使用,预计
2025
年下半年开始或逐步加单放量,特斯拉将拥有“超过
1000
个,甚至可能达到数千个”
Optimus
机器人在运行;
Agility Robotics
官推显示,其部署在
GXO Spanx
仓库的人形机器人
Digit
,已经批量交货并完成了
10000
个物流订单的履约。海内外各家公司的人形机器人预计到
2026
年将达到上万台的订单量。
浙商证券认为,在劳动力短缺、人工成本昂贵背景下,人形机器人时薪性价比高。以美国为例,人形机器人有助于缓解美国制造业工人结构性短缺,且用工成本攀升的难题。特斯拉美国工厂、德国柏林工厂、中国上海工厂就业人数合计用工人数约
7
万人,对于人形机器人的需求,在产业化初期、中期、远期有望分别达
0.7
万台、
3.5
万台、
6.3
万台。
美国家政服务业劳动力紧缺且昂贵,对人形机器人需求大。根据劳工部劳工统计局
2019
年
5
月数据,美国家庭保健和个人护理助理,包括精神科护理的从业人员将近
150
万人,对于人形机器人的需求,预计在产业化初期、中期、远期有望分别达
15.0
万台、
44.9
万台、
89.9
万台。
花旗全球洞察分析师
Wenyan Fei
大胆预测,到
2050
年,人形机器人的市场规模有望达到
7
万亿美元之巨。尽管家用市场潜力巨大,但人形机器人更有可能首先在工业环境和劳动力中得到广泛应用。
国内方面,国金证券预计,在政策指引下,人形机器人产业有望在
2025
年实现技术突破,
2027
年实现商业化突破。
2023
年
8
月
28
日,工信部组织开展
2023
年未来产业创新任务揭榜挂帅工作,面向元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能
4
个重点方向,通过“揭榜挂帅”聚力解决机器人产业短板问题和“卡脖子”技术难题,推动机器人核心技术迭代升级、产业链成本降低、典型场景优化推广,加快实现人形机器人规模化生产和应用。
2023
年
11
月
2
日,工信部又印发了《人形机器人创新发展指导意见》,提出到
2025
年人形机器人创新体系初步建立,整机产品达到国际先进水平,并实现批量生产;到
2027
年,人形机器人技术创新能力显著提升,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。
自上而下的政策支持体系,产生了一系列区域集群效应,各地区积极响应,北京、上海、深圳等地相应的支持性举措已加速落地,有效地推动了人形机器人行业的快速发展。
2023
年
3
月
13
日,上海经委等八部门联合发布《上海市智能机器人标杆企业与应用场景推荐目录》,促进产业成果赋能工业、医疗、建筑、农业、商业、家用、应急等领域智能应用升级。提出力争到
2025
年,上海将打造
10
家行业一流的机器人头部品牌、
100
个标杆示范的机器人应用场景、
1000
亿元机器人关联产业规模。
2023
年
4
月
20
日,北京经信局发布《北京市机器人产业创新发展行动方案(
2023-2025
年)(征求意见稿)》,提出到
2025
年,北京市机器人产业创新能力大幅提升,培育
100
种高技术高附加值先进产品、
100
种具有全国推广价值的示范场景、
100
家专精特新“小巨人”企业,建成
5
个国家级机器人产业公共服务平台。全市机器人核心产业收入达到
300
亿元以上,打造国内领先、具有国际先进水平的机器人产业集群。
12
月
5
日,“机器人和智能制造技术与标准创新发展(杭州)大会”在杭州举办。大会以“标准引领高质量发展,创新赋能新质生产力”为主题,围绕智能制造、机器人、工业软件、仿生制造、工业数据等重点领域,通过技术创新研讨、标准制定研讨、产业链生态研讨等形式进行深入交流,并发布了《人形机器人标准化白皮书》。
《人形机器人标准化白皮书》凝聚众多科研人员、企业精英以及行业专家的心血与智慧,精准把握标准化建设的迫切需求与未来发展方向,绘制人形机器人产业
/
技术
/
标准图谱,布局人形机器人标准化发展路线,助力各方深入洞察人形机器人产业发展趋势,加速技术创新与应用场景的深度融合,为未来人形机器人标准化指明方向。
据杭州市经信局相关负责人介绍,杭州始终高度重视智能制造装备和机器人产业发展,将智能物流装备、增材制造、机器人等列为重点细分产业赛道,着力在主体培育、科技创新、推广应用等方面加大支持力度。
目前,杭州市在智能制造装备领域共有规上企业
217
家,专精特新“小巨人”企业
66
家。机器人领域企业
700
余家,规上企业
46
家,专精特新“小巨人”企业
17
家,上市公司
3
家。
2024
年
1-9
月,工业总产值
102.97
亿元,营收
110
亿元,利润总额
3.32
亿元,覆盖了零部件、本体、系统集成等产业链主要环节,技术研发和产业发展水平总体处于国内前列。
长期来看,人形机器人相对于其他形态机器人,无论在工业生产或是专业服务场景都具有极高的通用性并能够完成多种工作。
据国际机器人联合会(
IFR
)的相关统计数据,
2021
年全球工业机器人市场装机量达到
57.1
万台,
2025
年预计达到
69
万台,机器替人趋势明显。根据分析机构
Markets and Markets
的数据,人形机器人市场规模预计将由
2023
年的
18
亿美元提升至
2028
年的
138
亿美元,年复合增速约为
50.2%
。根据高工机器人产业研究所(
GGII
)发布的《
2024
中国人形机器人产业发展蓝皮书》,预计
2024
年全球人形机器人销量为
1.19
万台,并预计至
2030
年销量有望达
60.57
万台,年复合增速将达到
92.60%
。
国金证券表示,根据特斯拉
Optimus
的公开信息,预计
Optimus
量产
BOM
(量产物料)成本中运动系统(包含线性执行器
+
旋转执行器
+
灵巧手)成本最高,约占
70%
以上。从
ASP
看:灵巧手(占比约
32%
)
>
丝杠(
18%
)
>
微型电机(
18%
)
>
减速器(
12%
)
>
力传感器(
7%
)≈无框电机(
7%
)。从壁垒看:灵巧手
>
行星滚柱丝杠
>
六维力矩传感器
>
谐波减速器
>
微型电机
>
无框电机。
作为结合了仿生学新型末端执行器的灵巧手,拥有灵巧性高、适应性强、可完成多种不同类型的复杂操作等优点。人形机器人产业的快速发展将为灵巧手市场带来增量需求,根据头豹研究院预测,预计保守情况下,
2030
年全球人形机器人灵巧手市场规模为
320.6
亿元,年复合增长率为
81.2%
,乐观情况下达
879.7
亿元,年复合增长率为
109.3%
。
国金证券认为,灵巧手涉及仿生结构、驱动、传动、感知、复合
/
智能材料、建模与控制等多方面综合能力把控。综合性能上,灵巧手的难点在于高灵巧性、高自由度与低驱动数低重量小体积之间的权衡;商业化落地上,存在性能和成本之间取得合理平衡的困难。
灵巧手自由度提升是必然发展方向。根据特斯拉公开信息,
Optimus
GEN3
灵巧手相比于
GEN2
的主要变化在于:手部增加自由度,预计对应的电机数量将从原本的
6
个提升到
13-17
个;同时,驱动器装载在手腕部位。
当前灵巧手单手纯
BOM
成本约
4.5
万元(采用国产空心杯电机和滚柱丝杠,
13
个主动自由度)至
13.3
万元(采用进口空心杯电机和滚柱丝杠
,17
个主动自由度)。量产后,随着空心杯电机、丝杠、传感器等通过设备国产化和规模化等措施降本后,成本会大幅度下降。国金证券预计量产后单手价格有望做到
1
万元以下。
机器人目标价格
1
万
-2
万美元
/
台,假设灵巧手的价值量占比约
13%
,则单手目标造价约为
0.91
万元人民币,降本空间约为
395%-1330%
。当空心杯电机和滚柱丝杠通过设备国产化和规模化等措施降本后,造价会无限往原材料成本靠近。
目前,灵巧手产业化还处于起步状态,迭代能力决定长期竞争力。根据国金证券研报显示,当前美国在机器人灵巧手技术上处于领先地位,特别是在人工智能、传感器融合以及仿生技术领域有显著优势。
灵巧手核心技术指标包括自由度、抓握力等,从自由度角度看,海外特斯拉、
Shadow Hand
、
SCHUNK
和
ILDA
已经将
DOF
自由度做到
20
个以上,国内青龙灵巧手自由度做到
19
个,处于国内较为领先地位。从抓握力角度看,海外的
QBhand
和国内的星动纪元较为领先,抓握力分别达到
62N
和
80N
,国内市场的兆威机电、因时机器人、傲意、腾讯
Robotics X
实验室等企业也在积极布局。目前,国内灵巧手技术稍落后于海外,但是迭代效率上领先,长期看,灵巧手及核心供应链将由国内公司主导。
驱动上,电机驱动是当前主流的灵巧手驱动方式,由于第三代灵巧手自由度增加,所需电机数量增加,利好空心杯电机和无刷有齿槽电机供应商;传动上,腱绳
+
蜗轮蜗杆是特斯拉第一代方案,随着行业手部灵巧手丝杠的日渐成熟,叠加特斯拉提升单手承载力的需求,手部采用丝杠进行传动可能是一种发展方向,若单手丝杠为
13
根,则单个人形机器人需要
26
根丝杠,价值量占比约
47.9%
,利好丝杠产业链供应商;传感器上,第一代采用霍尔传感器,第二代新增触觉传感器,由于触觉传感器价值量较大,利好相关公司。
其中,作为灵巧手的核心部件,空心杯电机性能优异,是电机领域“皇冠上的明珠”。空心杯电机是一种特殊的直流电机,在结构上突破了传统直流电机的结构形式,由于采用无铁芯转子,空心杯电机性能优异,具备节能特性、控制特性、拖动特性、轻量化特性等优点。受益于上述优良的性能,空心杯电机下游应用场景广泛。
随着工业技术飞速发展及下游需求不断增加,全球空心杯电机行业市场规模持续不断扩大。根据
QY Research
的数据,
2022
年全球空心杯电机行业市场规模预计为
7.48
亿美元,预计
2028
年市场规模将达到
11.9
亿美元,
2022-2028
年的复合增长率约为
7.98%
。
中国是全球最大的空心杯电机市场,发展前景广阔。根据
QY
Research
的数据,中国
2021
年空心杯电机市场为
2.36
亿美元,占全球份额
34.8%
,预计
2028
年中国市场规模达到
4.7
亿美元,占全球份额
39.8%
。
2022-2028
年的复合增长率约为
10.44%
。
分产品类别看,无刷空心杯电机占比持续提升。
2022
年全球有刷空心杯电机市场规模
4.92
亿美元,占比
65.8%
,无刷空心杯电机市场规模
2.56
亿美元,占比
34.2%
。但随着电子控制技术的发展与普及,驱动器的价格有望降低,无刷空心杯电机的市场份额将会持续提升。根据观研报告网的预测,至
2028
年无刷空心杯电机的市场份额将上升至
42.2%
。
根据
QY Research
的数据,
2021
年全球前三大厂商占据空心杯电机市场
55.43%
的市场份额,市场集中度较高。海外厂商如德国
Faulhaber
和瑞士的
Maxon
等企业深耕行业多年,行业地位较高,且掌握了大批量生产的核心工艺。国内厂商如鸣志电器、鼎智科技等通过本土化的销售战略逐渐打开国内市场,但核心技术与海外老牌龙头企业比仍有一定差距。
人形机器人产业链由上游的零部件生产、中游的人形机器人本体制造以及下游的终端应用等环节构成。在上游零部件环节中,涵盖了感知系统、控制系统、执行系统以及相关软件等多个部分。具体到执行系统,其核心零部件主要包括电机、减速器、丝杠、编码器和力传感器等。
其中,丝杠是位于直线执行器末端的线性传动装置,其作用是减速器输出的扭矩转换成线性往复运动力,从而驱动关节完成轴向往复运动。以特斯拉
Optimus
为例,对其成本进行拆分分析,可以得到滚珠丝杠占到机器人总制造成本的
12.07%
,其中行星滚柱丝杠占比
9.85%
,滚柱丝杠占比
2.22%
。
其中,行星滚柱丝杠技术壁垒较高,由于在精度保持性、功能可靠性、寿命、精度、刚度等关键性能指标上落后于海外产品,国产品牌市场占有率低。国产落后的地方主要体现在制造设备、加工工艺、原材料等方面。国金证券研报显示,由于人形机器人带来行业研发灵巧手丝杠研发热潮,预计后续更多的公司将研发完成手部的滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。根据各公司公告显示,当前
KGG
和新剑传动已完成手部丝杠研发,五洲新春正在研发中。
目前,中国滚柱丝杠行业市场规模仅占全球的
5%
,约为
4.4
亿元,
2023-2028
年中国行星滚柱丝杠行业市场将以
7.5%
的年复合增速扩大,预计
2028
年达到
6.79
亿元。
慧博投研预测,人形机器人可能采用反向式行星滚柱丝杠作为其核心零部件,以一台人形机器人需要使用
14
个线性执行器,每个执行器配备一个反向式行星滚柱丝杠,如果人形机器人年产量达到
500
万台,可为行星滚柱丝杠带来
668
亿元市场空间。
国金证券表示,在机器人丝杠设备的国产替代大潮中,
2025
年有望迎来丝杠专用磨床的效率和精度提升。
丝杠核心加工流程中,单位价值量最高的设备是热处理和高精度磨床。机器人丝杠总体流程类似于行星滚珠丝杠,要经过热处理、车、铣、磨或冷锻等流程,中间涉及的设备包含圆锯机、热处理设备、车床或滚丝机、铣床、磨床(外螺纹磨床、内螺纹磨床、端面磨床、外圆磨床等)、检测仪等。
国产丝杠具备较强的实用性需要同时具备高精度、高良率和高效率。但目前国内丝杠设备很难同时做到三点。存在精度达不到机器人行星滚柱丝杠高精度需求、良率较低的问题,同时高精度磨床当前存在效率较低、加工速度慢的问题,因此国产设备要满足大批量量产需求还需要同时解决效率低的问题。预计
2025
年通过专用定制设备的出现,将有效提升国产丝杠加工设备的精度和效率,当前国产设备已经开始突破。
慧博投研综合各大券商研究机构的观点认为,短期看人形机器人使用的行星滚柱丝杠采用海外成熟供应商舍弗勒的概率较大,但长期看量产爬坡压力巨大,作为加工流程短的纯打铁件,国内企业技术突破的可能性较大、大规模工业化量产经验丰富,看好在设备和团队上领先的厂商。
同时,丝杠供应链还将影响着人形机器人关节总成中对线性执行器还是旋转执行器的选择。国金证券认为,丝杠供应链越成熟,使用线性执行器概率越高。
特斯拉第一代人形机器人包含
28
个活动关节,包含
3
种类型的旋转执行器和
3
种类型的线性执行器。旋转执行器主要位于肩部和盆骨,关节需要大范围地旋转;而线性执行器放置在膝盖肘部和脚踝,关节只需要
1-2