人形机器人行业专题报告：AI赋能下空间可期看好特斯拉供应链（附下载）
原标题：人形机器人行业专题报告：AI赋能下空间可期，看好特斯拉供应链（附下载）
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工业机器人市场空间：2021年全球工业机器人市场强劲反弹，市场规模为1190亿元，同比增长26%；2021年全球工业机器人安 装量达52万台，同比增长35%。随着市场需求持续释放以及工业机器人的进一步普及，工业机器人市场规模有望保持稳定增长， IFR预计2024年市场规模有望达到1564亿元，5年CAGR为10.8%。工业机器人是实现自动化生产的终端设备，下游是汽车制造 业、3C行业、化工、金属加工业、食品制造等。服务机器人市场空间：2021年全球服务机器人市场规模达1170亿元，同比增长25%。服务机器人应用场景和服务模式正不断拓 展，IFR预计2024年全球服务机器人市场规模达1972亿元，5年CAGR为20%。
工业机器人竞争格局：全球工业机器人市场长期由外资垄断，日本发那科、瑞士ABB、日本安川、德国库卡“四大家族”的市场 占有率超过50%。国产替代显著加速，一方面，外资企业在生产、交货、售后服务等多方面均受到全球供应链影响，国产机器人 厂商凭借国内较为完整的供应链体系、强大的技术服务能力和灵活的市场策略，在锂电、光伏、新能源汽车零部件等新兴领域持 续渗透，国产化工控产品份额持续加速提升；另一方面，国产龙头机器人厂商发展势头良好根据MIR睿工业数据，2017-2022 年 中国工业机器人国产化率由24.2%提升至35.7%。
不同于工业机器人，“四大家族”占据核心地位，人形机器人多为科技、互联网企业
传统工业机器人龙头“四大家族”在人形机器人赛道竞争力不强，目前没有明显的人形机器人研发进展，只有一些人性化设计的 双臂机器人，如ABB推出的双臂协作机器人Yumi。人形机器人赛道上科技、互联网龙头参与，其中互联网探索应用场景。近几年人形机器人迎来较高关注度，除了传统机器人厂商， 车企、互联网企业纷纷入驻，多方势力的交流丰富了机器人的可用性，通过技术迁移，向多领域不断渗透。1）头部科技企业对人 形机器人赛道的关注可赋能自身消费娱乐等主要业务，AI赋能探索下游应用场景，侧面推动技术向工业等领域的落地应用。2）科 技企业电新系特斯拉依托业务理解优势，整合多方资源，加速降本和规模化量产。
一直以来，人形机器人行业发展的痛点具体体现在1）运动能力不达标：2）成本居高不下；3）缺乏能落地的应用的场景。随着近几十年的发展，人形机器人有了可商业化落地的场景（EVE可应用到安保行业），我们认为当前产品的核心矛盾在于运动控制能 力不达标，具体体现在：
运动控制技术不成熟：当前人形机器人的难点主要集中在下肢，尤其是在下肢运动时，能否保持全身的稳定性。由于下肢对力量要求、 稳定性要求、肢体动作的连贯性要求更高，这就导致目前下肢运动的研发只能是缓慢探索。
力感知能力差易摔倒：正如我们周围的世界，无论是户外道路、台阶，还是室内柜子、门等等一切的环境机物体，都是围绕人体工程学 和人体力学而设计的。人形机器人要实现种种功能和应用，如何融合一个非结构化的世界，便是首要面对的问题。
关节扭矩技术需发展：在硬件层面上，要做到与人类关节同等的扭矩密度，现在几乎实现不了。但个中的差距问题，究竟是一个关于学 术理论的问题，还是一个涉及工程制造的问题，当前在学术界和工业级都没有对此达成一个共识。
总体上看，我们认为人形机器人已经过了“展示为主+噱头性大”的阶段，目前技术已有初步基础，现阶段重点在于解决技术和成本痛点， 一旦技术接近临界点，人形机器人有望在各个非结构化场景下创造需求。
考虑到目前人形机器人的已投入应用的情况和经济性，我们认为人形机器人第一步渗透的场景或为安保、仓储物流行业，率先渗 透的地区或在欧美等高人力成本国家。
已投入应用情况：2023年5月23日，由OpenAI支持的机器人公司1X的CEO透露，其开发的人形机器人已经在美国和欧洲投入 使用，这款机器人在两个工业现场担任保安工作：与其他安保机器人不同，它有一个头、一张脸、两条手臂，并且可以自主导航。
经济性：此前，马斯克表示未来目标是将人形机器人的成本降至2万美元（约合14万人民币），目前市面上的人形机器人价格动 辄上百万元，从上百万降至十几万元难度较大。但我们近期了解发现，美国特斯拉工厂工人起薪在16美元/h，若人形机器人能替 代，即使定价7万美元（合50万元人民币，此外，目前普通工业机器人中位数价格在15W），按照5年折旧，1年工作350天 *24h，对应小时成本在1.7美元，远低于人工成本16美元/h。欧美市场的高人力成本，使得其对低成本的机器人需求迫切性十足。
依托电动汽车协同优势，TSL人形机器人有望在24年实现量产，26年实现商业化
特斯拉电动车产业化第一步历时5年，从成立到大批量交付历时15年。特斯拉成立于2003年，历史5年于2008年推出Roadster， 随后又过了4年于2012年推出Model S，随后2015年推出Model X，线月特斯拉的AI Day 上，马斯克宣布做人形机器人“擎天柱”（Tesla Bot），22年9月发布人形机器人 “Optimus”的原型机，该机器人重73公斤、高1.72米，能够搬运货物、给植物浇水以及移动金属棒。
从目前进展看，机器人进展明显或快于电动车，我们认为原因或在于特斯拉彼时公司刚刚成立，资金、管理还不到位等，而人形 机器人可基于电动车已有的研发团队、管理团队，甚至是电车的产业链、算法可复刻到机器人，故进展更快。
特斯拉车端打造FSD和Dojo加速数据训练、模型迭代的速度。1）FSD Beta 已在超过16万辆车上测试，一年内就训练7.5万个神经网络模型，相当于每8 分钟就训练一个。2）超级计算机Dojo是训练加速器，让特斯拉在代码、设计 方面的训练速度提升30%（如果采用人工标注，训练一个神经网络模型需一 两周甚至几个月时间），并且具备成本和能耗优势。
人形机器人产业链主要包含软件端（环境感知模块、智能AI芯片模块、操作系统模块）和硬件端（运动控制模块）。我们认为软 件端特别是算法相关的大概率特斯拉自己做，故从A股投资机会看，国内硬件供应商机会更大。
从大的产业链上看，机器人可分为上游核心零部件（占大头）、中游机器人本体，下游系统集成商，考虑到人形机器人行业尚处 于早期+本体制造的高壁垒，我们认为国内企业的机会多在核心零部件，故后文重点分析核心零部件。
工业机器人是一个典型的机电一体化产品，由三大部分、六个子系统组成，三大部分分别是机械部分、传感部分、控制部分，六 个子系统分别是：驱动系统、机械结构系统、控制系统、人—机交互系统、感受系统、机器人—环境交互系统。工业机器人三大核心零部件分别为减速器（成本占比35%）、伺服电机（成本占比20%左右）、控制器（成本占比15%左右）。
定义：在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了由 于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。供应商：1）国外：瑞士MAXON，德国FAULHABER（两家空心杯电机+齿轮箱+编码器集成件年销售额约32亿欧元）；2）国 内：鸣志电器，鼎智科技（江苏雷利子公司）、伟创电气。
定义：T型丝杠是梯形丝杠，是螺母不带钢珠的滑动丝杆，其螺牙成梯形状。主要供应商：鼎智科技。技术优势：独立设计T型丝杆的牙形及滚压轮，采用国际先进滚压设备和生产工艺，产品表面光洁度Ra＜0.2，导程精度 ±0.002mm，行程误差＜0.，具有良好的丝杆精度、光洁度及传动效率；自主研发的丝杆校直机构及测量系统可 实现T型丝杆的自动校直，产品直线mm。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
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