具身智能产业链分析之核心硬件篇

个人整理了一些具身智能产业链的内容，其中涉及的公司不做投资推荐，仅供参考。视频号有同步视频内容。

图片来源：具身智能：AI的下一个大舞台，honey硬汉糖

具身智能（Embodied Artificial Intelligence,简称EAI）是一个集AI、先进制造、新材料等领域先进技术、复杂系统集成及多元应用于一体的朝阳产业赛道。2023年，大语言模型的快速进步加速了具身智能的发展。2025年，具身智能首次被写进政府工作报告，与生物制造、量子科技、6G等并列成为国家重点培育产业。

随着具身智能相关技术迭代步伐的加速，其应用将逐渐渗透到越来越多的领域，展现出巨大的市场潜力。

什么是具身智能呢？具身智能是指智能载体（如人形机器人、无人机、智能汽车）通过物理实体与环境实时交互，实现感知、控制、自主学习、决策和行动一体化的智能体，也即将人工智能算法与机器人实体深度融合，从而使智能体拥有“大脑”和“身体”，具备一定交互、自主学习、积累知识和逻辑推理能力，形成智能并影响物理世界。

比如扫地机器人，它能够通过视觉传感器感知外部环境，并自主生成扫地指令并执行，在打扫过程中，要是碰到障碍物，它会自己想办法绕过去。而且，它还能不断学习新的技能或改进作业方案。第一次打扫时，它可能会出现失误，鲁棒性不佳。比如扫地路径规划不合理，有的地方没有扫到，而有的地方扫了多次，遇到家具及人或宠物时不会避让。但它自己有自主学习能力，随着经验的积累，它会不断优化，会自己思考家里哪里地面不干净，是有积水还是有尘土或杂物，有针对性地自主生成执行方案，最终成为一名优秀的扫地机器人。

产业链图谱

具身智能产业从上游到下游集合了AI、先进制造、新材料、以及遍及各个行业应用场景的参与者，十分庞杂。归纳起来，具身智能的产业链主要分为上游的核心元器件及算法、中游的本体集成及服务支持、下游的各种行业应用。总体而言，产业链中、上游具有较高的技术壁垒，随着技术进步以及技术壁垒的突破，下游的商业化应用也将随着技术突破而不断得到拓展。这些都蕴育着市场增长点，也蕴藏着较大投资机会。

下面我先从上游核心元器件讲起。

核心元器件是机器人的“关节”与“感官”，直接影响运动精度、感知能力与能耗效率。目前，中国在部分关键零部件上虽然已实现国产化突破，但大部分、尤其是高端产品仍依赖进口。如谐波减速器、伺服电机、行星滚柱丝杠、高精度传感器等，技术壁垒极高，长期依赖于进口，比如来自日本哈默纳科的谐波减速器、瑞士ABB的伺服电机。这个赛道的主要投资机会也正是国产替代的市场增长潜力。比如，绿的谐波的谐波减速器和宇智动力的磁编码器的国产替代进程都在加快推进。

从成本占比来看，电机、传感器、减速器、丝杠在具身机器人总成本中占比较高。根据觅途咨询《2024人形机器人产业链白皮书》数据，成本占比分别为：丝杠占19.00%，无框力矩电机占16.00%，减速器占13.00%，力传感器占11.00%，空心杯电机占8.00%，轴承占5.50%。

资料来源：亿欧智库、华经产业研究院、中商产业研究院、国信证券

下面我就详细介绍一下各主要元器件的功能、原理、市场情况以及国产替代情况。

1.丝杠

图为行星滚柱丝杠

资料来源：一天吃透一条产业链：具身智能（AI+机器人），飞跑的鹿

行星滚柱丝杠是高精度丝杠之冠，是线性传动的核心部件，相较于梯形丝杠与滚珠丝杠，具有承载能力大、使用寿命长、速度快等显著优势，在工业领域有较广泛应用。从汽车制造、工程机械、机床设备，到机器人、医疗器械、石油天然气等行业，它正慢慢取代原有技术，成了主流方向。在人形机器人领域，行星滚柱丝杠主要功能是将电机的旋转运动转化为直线运动，实现机器人关节的伸缩动作，主要应用于人形机器人的线性执行器和灵巧手上。

2023 年中国丝杠市场（不算人形机器人）规模约25.7 亿元，其中滚珠丝杠占比最多，占61%，梯形丝杠占35%。行星滚柱丝杠占比较少，只占4%。但如果将人形机器人对行星滚柱丝杠的需求量考虑进去的话，预计到2029年全球行星滚柱丝杠的市场增量将达到112 亿元，增长空间很大。目前行星滚柱丝杠仍主要依赖进口，国内企业如恒立液压、恒而达、鼎智科技、南京工艺、杭州新剑、宁波慈星、长盛轴承等正在努力实现国产替代。

表为人形机器人对行星滚柱丝杠的需求量预测

数据来源：一天吃透一条产业链：具身智能（AI+机器人），飞跑的鹿

2.无框力矩电机

无框力矩电机为机器人的旋转和线性执行器提供驱动力，去掉了传统伺服电机的外壳，由定子和转子两个核心部件组成。跟有框电机比，它的明显优势是结构模块化程度高、安装方便，符合现在驱动系统高度集成的发展要求。

特斯拉Optimus 人形机器人的28个关节驱动系统，核心都是高功率密度的无框力矩电机。按人形机器人主要厂商的量产进度和每台的装配数量算，到2029 年全球无框力矩电机的市场增量能达到140 亿元。

表为人形机器人对无框力矩电机的需求量预测

数据来源：一天吃透一条产业链：具身智能（AI+机器人），飞跑的鹿

国产无框力矩电机企业早先主要在协作机器人领域有较大规模应用，近年正逐步扩展到人形机器人领域。得益于国内政策支持和产能扩张加快，国产替代的进程会一直推进。国内的步科股份、雷赛智能、昊志机电这些无框力矩电机厂商发展得较快。

3.减速器

减速器作为机器人连接动力源与旋转执行系统的关节，主要应用于机器人的旋转执行器上，好比人体的关节，是机器人实现高效运动控制的关键部件。减速器通过纳米级精度的齿轮传动调节转速与扭矩，将电机动能转化为可控扭矩，让机器人的运动更精准、灵活，适应多元化的任务场景。

减速器中以谐波与RV减速器应用最广。谐波齿轮减速器的工作原理不复杂：靠波发生器让柔轮产生有控制的弹性变形，再和刚轮配合，完成运动和动力的传递。它具有体积小、重量轻、传动比大的特点。工业机器人是谐波减速器用得最多的地方，2023年这一领域消费占比达75%。2024年国内工业机器人用谐波减速器消费量有79.55万台。

图为谐波减速器

中国企业绿的谐波柔性减速器打破哈默纳科垄断，市场占有率国内第一。秦川机床 RV 减速器已实现 40%的国产替代率。中大力德的行星减速器等已实现国产化，国产化率从五年前的不足20%提升至65%。

据中商产业研究院统计，2024年，我国减速器市场规模为1448亿元，同比仅增长了4.4%。但是在机器人行业的拉动下，谐波减速器市场规模将会快速增长。

表为人形机器人对谐波减速器的需求量预测

数据来源：一天吃透一条产业链：具身智能（AI+机器人），飞跑的鹿

按特斯拉等公司的量产计划，2026 到2029 年全球人形机器人产量会达到 15 万、30 万、50 万、100 万台。假设每台装14 个谐波减速器，2029 年人形机器人对它的需求会到1400 万台，全球市场增量能有84 亿元。

4.传感器

传感器负责实现环境感知、状态监测与运动反馈，是机器人与外界交互的基础，也是机器人智能化的基石。激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器及 GPS的多模态融合是目前的主流方案，可以实现高精度环境感知与导航定位。

传感器又主要分为内传感器及外传感器。外传感器用于感知外部环境信息，包括视觉（3D相机、超声波传感、激光雷达等）、听觉、嗅觉等。其中视觉传感器在机器人环境感知中占据主导地位，如奥比中光、凌云光等企业在相关领域具备较强技术实力。激光雷达则在精确测距、环境建模等方面发挥重要作用，速腾、禾赛等企业在该领域处于前列。

内传感器主要用于监测机器人自身状态，如触觉传感器、惯性测量单元（IMU）、力或力矩传感器等。触觉传感器能够感知外部接触力、力矩、摩擦力等多种信息。未来随着柔性电子技术的发展，其在人形机器人中的应用将更加广泛，比如在人形机器人灵巧手上的应用。国内触觉传感器代表性企业有帕西尼传感、他山科技、墨现科技、能斯达等。这些企业在技术路径及应用场景上各有侧重。

力传感器使机器人能够感知压力与力量信息，提升操作精度，主要应用于机器人的旋转及线性执行器以及灵巧手上。A股的汉威科技力觉传感器在国内领先。

六维力矩传感器能给出完整的空间力学反馈，能明显提升机器人的定位精度、平衡控制、力量控制、紧急制动、交互安全性和主动抑制振动的能力，技术壁垒相对较高、价格也较贵。目前机器人对六维力矩传感器应用场景较少，柔性化生产的需求是推动六维力传感器出货量提升的主要原因。随着机器人应用场景的拓展，六维力矩传感器需求将迅速增长。

目前这个市场主要由欧美厂商主导，ATI（美国）、Schunk（德国）、AMT（美国）这三家合计占52.48% 的份额。不过近年本土厂商发展势头较猛。坤维科技、宇立仪器、柯力传感、鑫精诚等企业正不断扩大市场份额。

据中商产业研究院统计，2024年，我国智能传感器市场规模为1551.2亿元，同比增长16.09%。在AI 技术和特斯拉Optimus 人形机器人发展下，全球人形机器人量产与商业化进程加速，推动力传感器市场规模在2030 年突破300 亿元。

高工机器人产业研究所预测，2030 年人形机器人力传感器市场规模将达328 亿元，其中六维力传感器细分领域占比42%（138 亿元），成为增长核心引擎。

5.空心杯电机

空心杯电机是给灵巧手提供驱动能力的核心元件。由于灵巧手对空间要求苛刻，一般使用微型电机。目前主流方案包括空心杯电机和无刷直流电机。

空心杯电机属于直流永磁电机，与普通有刷、无刷直流电机的主要区别是采用无铁芯转子，也叫空心杯型转子。由于转子结构的改变，空心杯电机体积小巧，重量和转动惯量大幅降低，拥有铁芯电机所无法达到的控制和拖动特性。此外转子结构彻底消除了因为铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有突出的节能特点。

空心杯电机又细分为无刷空心杯电机和有刷空心杯电机。两者在转向方式、转子构成、寿命、转速、抗干扰等方面存在差异。

空心杯电机技术含量高、生产难度大，同时下游应用领域在不断扩大，对产品的性能要求也存在差异。制造厂商需要具备一定的定制化生产能力才能满足需求。此外，由于技术更新迭代迅速，空心杯电机厂商需及时对产品进行迭代及优化。目前，全球空心杯电机市场仍以海外厂商为主导。2023年国外制造商市场占有率为85.00%。由于海外头部企业技术累积深厚，2022年全球空心杯电机市场前五名，市场占有率合计为67.00%，市场集中度较高。

绕线环节是空心杯电机生产的关键技术壁垒，也是降本以及国产替代的关键。工艺方面，目前国产厂商普遍使用半自动化的卷绕生产，工艺繁琐，耗时较长，良品率低且线圈直径较小，成本压缩及性能提升空间较小。随着中特科技、勤联科技等国产设备厂商产品的应用，有望降低空心杯电机厂商的生产成本，加快国产替代的进程。目前国产厂商鸣志电器的空心杯电机已送样特斯拉，在国内技术领先。

空心杯电机市场规模稳步增长，其中中国市场增速较快。根据中商产业研究院统计，2023年全球空心杯电机市场规模为8.1 亿美元，2024 年增长到8.7亿美元，2028年将增至11.9亿美元，

年复合增长率为9.4%。国内市场方面，2023年中国空心杯电机市场规模为2.9亿美元，2024年增长到3.2 亿美元，2028 年将增至4.7 亿美元，年复合增长率为12.4%。

6.轴承

轴承作为减速器的 "心脏瓣膜"，它决定着传动效率和精度，主要应用于人形机器人的关节连接处、旋转及线性执行器、减速器和空心杯电机上。

轴承是线性 / 旋转执行关节及灵巧手空心杯电机，这些机器人关节里的精密零件，就像人类的膝盖和手肘一样重要。它主要承担支撑、引导旋转及减轻摩擦的作用。它们不仅要能承受快速转动时的巨大力量（比如机器人连续做360度旋转动作），还要能扛住像举重运动员举杠铃那样的超大负载，使机器人的关节在运动中更加平稳，并减少能量损耗。其性能直接影响着机器人关节传动精度、效率与寿命。

摘自《人形机器人轴承潜力巨大，国产替代空间广阔》〈绿蚁红泥〉

关节轴承可以赋予关节在运动时任意角度旋转摆动的能力，适合在机器人手腕和脚踝处安装。随着机器人关节自由度的提高，关节轴承的使用量也将显著增加。以特斯拉 Optimus 人形机器人为例，其关节采用14个旋转执行器和14个线性执行器，配备轴承的种类和数量较多。旋转执行器采用“电机+精密减速器”结构，线性执行器采用“电机+滚柱丝杠结构”。根据特斯拉展示的灵巧手，预计达到22个自由度，假如都采用微型丝杠+微型电机，则相关轴承需求量将大增。

轴承市场长期被日本企业主导，但国产替代进程正在加速中。国产厂商有南方精工、五洲新春、长盛轴承等。

7.灵巧手

灵巧手就像人形机器人的“万能指尖”，相当于人类的手——靠驱动系统提供“力气”；传动系统搭建“骨架”；感知系统充当“神经”。三者配合让机器人能灵活抓握、操作。是实现类人操作的核心部件。特斯拉在大力研发灵巧手，其最新的方案采用空心杯电机+微型滚柱丝杠+腱绳传动的技术路线，有望成为未来的技术主流方案。但目前灵巧手方案未完全收敛，其腱绳传动因其材料性能的突破而备受关注。

目前灵巧手价格占人形机器人整机成本约20%到30%，是成本占比最高的零部件。不同人形机器人的方案不同，灵巧手的成本占比也有差异。

当前灵巧手还只能完成人手的部分功能，软硬件均有较大提升空间，是当前阶段人形机器人硬件上的最大瓶颈。马斯克也曾坦言，灵巧手的研发难度和工程量可能占到整机开发的一半。

目前美国在灵巧手技术上跑在前面，中国近年追得很快。目前灵巧手的市场规模较小，2025年预计全球市场规模只有24亿元，但预计到2029年这个规模将达到300亿元。

表为人形机器人对灵巧手的需求量预测

资料来源：一天吃透一条产业链：具身智能（AI+机器人），飞跑的鹿

参考文献

• 《一天吃透一条产业链：具身智能（AI+机器人）》，飞跑的鹿

• 《具身智能机器人产业链上市公司激战图谱：谁领跑下一个智能时代？》，具身智能观察室

• 《具身智能行业深度：技术路线、市场机遇、产业链及相关公司深度梳理》，慧博智能投研

• 《具身智能：AI的下一个大舞台》，honey硬汉糖

• 《人形机器人四大核心投资机会》，轩元资本

• 《一文熟悉人形机器人常用的四类感知传感器：视觉、力/力矩、触觉、IMU》，楚欣

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