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人形机器人拉开产业化序幕

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特斯拉入局人形机器人有望拉开产业化序幕,国内零部件龙头上市公司将受益于此。

杜鹏/文

2022年6月,马斯克多次透露特斯拉有望在2022年9月30日前公开推出人形机器人“Optimus(擎天柱)”的原型机,海内外为之振奋。

随着擎天柱原型机上市临近,A股人形机器人成为近期市场上的热门概念,相关概念股被疯狂炒作。

其中,减速器龙头中大力德半个月内录得8个涨停板并创下历史新高,近两个月股价最大涨幅超260%。6连板的鸣志电器两个月内股价最大涨幅超200%,绿地谐波6月以来最大涨幅超过170%,埃斯顿、禾川科技、汉宇集团、巨轮智能等相关概念股均有不错表现。

主流机构认为,特斯拉入局人形机器人有望推动产业链从研发阶段进入量产阶段,拉开人形机器人产业化序幕。

人形机器人未来市场空间巨大,国内零部件供应商有望凭借成本优势快速切入特斯拉机器人零部件和本体制造的环节,有望复制国内新能源汽车的发展路径。尤其是从事减速器生产的国内龙头上市公司,有望成为人形机器人产业化的最大受益者。

市场空间巨大

事实上,早在2021年8月19日的“人工智能日”活动中,马斯克就宣布了制造人形机器人的计划。从已发布的信息来看,特斯拉人形机器人体型和常人类似,身高约1.73m,重57kg,可负重20kg,硬举重量68kg,行进速度约8km/h。马斯克在一次采访中表示,机器人未来的量产成本有望低于一辆汽车,约2.5万美元,人民币16万-17万元。

马斯克对特斯拉机器人未来的应用场景有非常丰富的构想:它将可以用来“消除危险、做重复性和无聊的工作”,执行工业生产和家庭服务中的各种任务,包括组装汽车零部件、采购杂货等,并最终“将体力劳动变成一种选择”。

东吴证券认为,考虑到特斯拉强大的产业化能力与市场影响力,特斯拉擎天柱的推出有望拉开人形机器人产业化序幕。平安证券认为,特斯拉高调入局人形机器人有望推动产业链从研发阶段进入量产阶段,助推产业链发展。

在平安证券看来,特斯拉在电动汽车领域已展现出强劲的技术、工程、市场能力,有望在机器人领域大放异彩;虽然制造人形机器人充满挑战,但凭借其技术、工程和市场能力,特斯拉仍有望为机器人产业吹响向未来冲锋的号角,其表现值得期待。

对于产业化时间表,根据马斯克接受采访的公开说辞,“擎天柱”预计2023年年底开始交付,目标量是2023年10万台、2024年50万台、2025年100万台。马斯克还宣称,擎天柱将比汽车和全自动驾驶更有价值,擎天柱的重要性将在未来几年显现。

根据全球市场研究机构Marketsandmarkets的预测,全球人性机器人市场规模将从2022年的15亿美元提升至2027年的173亿美元,千亿元蓝海市场未来可期。

民生证券预计到2025年人形机器人市场规模将达到630亿元,到2030年达到3720亿元。华西证券研报预计,2030年人形机器人有望达到万亿元规模。

人形机器人产业链包括上中下游三部分。上游为核心软硬件,硬件主要包括伺服电机、减速器等,软件主要包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等;中游则是人形机器人本体制造商,国外包括特斯拉、波士顿动力等,国内包括优必选、北京钢铁科技等;下游的应用场景包括迎宾接待、展厅引导、高校科研等。

从技术和成本两方面看,核心零部件的重要性尤为突出。一方面,人形机器人技术的本质是3D空间中高维度的感知与运动,高性能的核心零部件是实现感知与运动的基础。另一方面,成本上核心零部件占据重要地位,以传统工业机器人为例,核心零部件占据整机70%以上的成本。人形机器人自由度高达30-40个,远高于传统工业机器人的2-6个,所需零部件更多,其成本占比将会更高。

马斯克把特斯拉人形机器人的价格定在2.5万美元,波士顿动力旗下的四足机器人在美国卖到了7.45万美元,由此估测技术复杂程度和成本比四足机器人都高的人形机器人Atlas如果开放售卖,应该大幅高于7.45万美元。

这样的售价如果想盈利,离不开竞争力最强的中国零部件。何况,所谓机器人供应链本就是期望复用目前电动车的超级工厂和供应链。

中航证券认为,“擎天柱”有严格的成本控制要求,降本需求下人形机器人有望复制国内新能源汽车的发展路径,国内供应商有望凭借成本优势快速切入特斯拉机器人零部件和本体制造的环节,加速关键技术国产替代进程,完善相关产业链布局。

减速器最受益

在人形机器人各种核心零部件中,市场最看好减速器前景。

减速器是连接动力源和执行机构的中间机构,具有匹配转速和传递转矩的作用。

精密减速器具有更高控制精度,主要应用于机器人、数控机床等高端领域,机器人使用的减速器主要为谐波减速器与RV减速器。

据东吴证券统计,在工业机器人整机成本中,减速器占比约36%,为成本占比最高的核心零部件,且精密减速器是机器人生产过程中技术壁垒最高的零部件。中航证券统计显示,减速器毛利率高达40%,显著高于伺服系统和控制器的35%、25%。

根据GGII数据,2021年中国工业机器人减速器总需求量为93万台,同比增长78.1%。

GGII预计,2022-2026年,中国工业机器人用减速器需求总量在940万台左右。

减速器是配合电机使用的器件,在人形机器人中的用量基本和伺服电机数量一致。根据平安证券研究,人形机器人减速器的单机用量约30-40台,将远高于现有工业机器人单机减速器用量的2-6台。

机器人是精密减速器下游的主要应用领域,人形机器人快速普及将对精密减速器市场规模具有极为明显的拉动作用。

中航证券研报称,2017年以来,全球机器人减速器市场规模维持在100亿元以上水平,其中2018年受机器人减速器需求大增的影响,市场规模更是突破120亿元。

2020年,全球机器人减速器市场规模为106.5亿元。

而根据民生证券预计,2025年人形机器人减速器可以为全球机器人减速器市场贡献126亿元的增量市场,2030年贡献的增量市场空间达到744亿元。

目前,工业机器人减速器市场集中度较高,日本厂商地位领先,国产厂商处于追赶阶段。

在RV减速器市场,日本纳博特斯克处于垄断地位,2021年占据了中国市场一半以上的份额,国内厂商双环传动市场份额紧随其后;其他参与者还包括日本住友,以及国内的珠海飞马、中大力德、南通振康、秦川机床等。

在谐波减速器市场,日本哈默纳科处于垄断地位,2021年占据了中国市场30%以上的份额,国内厂商绿的谐波市场份额紧随其后;其他参与者还包括日本新宝,以及国内的来福谐波、汉宇集团子公司同川科技、中技克美等。

平安证券认为,人形机器人未来对精密减速器市场规模的拉动作用将最为明显,绿的谐波和双环传动作为国内谐波、RV减速器龙头,业绩有望大幅受益。

除了减速器以外,伺服系统也有望受益人形机器人的大发展。

伺服系统是一种可以精准输出运动状态的驱动系统,由伺服电机、伺服驱动器、编码器共同构成。机器人使用的伺服系统属于通用伺服系统,2021年中国通用伺服市场规模超过230亿元,同比增长超35%。

从机械设计原理出发,若要输出确定的运动,机器人的原动件数,即电驱系统中的电机数,应当等于其自由度。

市场现有的人形机器人自由度在30-40左右,远高于工业机器人2-6的自由度,加入灵巧手后自由度会更高;未来人形机器人的量产有望推动伺服电机需求量上升,从而推升伺服系统市场规模。

根据睿工业数据,2021年中国通用伺服厂商占国内市场比例达到42%,首次超过日韩厂商。

睿工业认为,国产厂商份额大幅增加的原因主要包括:供应链管理良好、响应速度高、性价比高。2021年,汇川技术伺服系统业绩大幅增长,超过日系公司,一跃成为国内伺服系统市占率第一名。

平安证券认为,上市公司汇川技术、禾川科技、埃斯顿等是国产伺服系统优秀代表,持续推进高端伺服系统国产化进程,人形机器人有望成为其新的增长点。



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