特斯拉 2023 年年度股東大會上發(fā)布了 Optimus 人形機(jī)器人最新演示視頻，馬斯克表示，特斯拉的長期價(jià)值可能來自于 Optimus 人形機(jī)器人，如果人形機(jī)器人和人的比例是2:1 左右，那么人們對機(jī)器人的需求量可能是 100 億乃至 200 億個(gè)，遠(yuǎn)超電動車的數(shù)量。
以 ChatPGT 為代表的大模型正在引領(lǐng)新一輪人工智能浪潮，特斯拉的 Optimus 人形機(jī)器人顯示了其相關(guān)技術(shù)正在快速發(fā)展，有望推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)降本，加速人形機(jī)器人商用化場景落地。#人工智能#
根據(jù)麥肯錫報(bào)告，到2030年，全球約有4億個(gè)工作崗位將被自動化機(jī)器人取代，按20%滲透率和15-20萬人形機(jī)器人單價(jià)來測算，全球人形機(jī)器人市場空間可達(dá)到12—16萬億元。中性預(yù)測下，2030年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模855億元，2021-2030年市場規(guī)模CAGR可達(dá)到71%。#人形機(jī)器人#
在人形機(jī)器人商業(yè)化趨勢下，具備高性價(jià)比優(yōu)勢的國產(chǎn)零部件供應(yīng)商有望受益。產(chǎn)業(yè)鏈中四大環(huán)節(jié)值得重點(diǎn)關(guān)注：
核心零部件在機(jī)器人生產(chǎn)過程中的成本占比較高，控制器、伺服系統(tǒng)及減速器的占比分別為15%、20%、35%，是影響下游機(jī)器人性能和利潤空間的關(guān)鍵。
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減速器是一種精密的動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，使伺服電機(jī)在一個(gè)合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各部位需要的速度，提高機(jī)械體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。RV減速器和諧波減速器是工業(yè)機(jī)器人最主流的精密減速器。RV減速器由于具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度，一般放置在機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置，而諧波減速器一般放置于放置在小臂、腕部或手部。
減速器類型包括諧波減速器與RV 減速器。
相較于RV減速器，諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降，具備體積小、傳動比高、高精密度等特性，主要應(yīng)用于機(jī)器人小臂、腕部或手部。
價(jià)格方面諧波減速器也更為便宜。根據(jù)綠的諧波招股說明書披露，諧波減速器1000-5000元/臺，而RV減速器為5000-8000元/臺。#機(jī)器人#
工業(yè)機(jī)器人中多關(guān)節(jié)機(jī)器人所需諧波減速器較多，且多關(guān)節(jié)機(jī)器人滲透率仍有望繼續(xù)提升。
諧波減速器產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域示意圖：
市場格局方面來看，在RV減速器領(lǐng)域，2021年日本巨頭納博特斯克國內(nèi)市場銷量雖占五成，但較2020年收縮3%，而雙環(huán)傳動市占率上行6%，達(dá)到15%，國內(nèi)廠商中珠海飛馬、中大力德、南通振康、秦川機(jī)床等也占據(jù)一定的市場份額。
從產(chǎn)品類型來看，國產(chǎn)諧波減速器替代相對明顯，目前已涌現(xiàn)如綠的、來福等優(yōu)質(zhì)廠商，2021年，僅綠的諧波已達(dá)到25%的市場份額。
伺服系統(tǒng)以物體的位移、角度、速度為控制量，能夠跟蹤目標(biāo)任意變化的自動化控制系統(tǒng)，通常由伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)組成。伺服系統(tǒng)是在變頻技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸產(chǎn)品，能夠按控制命令的要求，對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，精準(zhǔn)、快速、穩(wěn)定地控制驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置。
伺服系統(tǒng)上游原材料供應(yīng)充足，下游需求十分旺盛。
上游原材料包括電子元器件、IC 芯片、五金件、PCB 四大類，其中具體又包括連接器、電容器、晶體管、接口器件、處理器、隔離器件、壓鑄件、沖壓件等。
下游應(yīng)用廣泛，涵蓋紡織、電子、機(jī)器人、醫(yī)療、光伏行業(yè)和鋰電等多個(gè)行業(yè)。
目前以機(jī)器人、鋰電、光伏為代表的行業(yè)處于高景氣度區(qū)間，整體行業(yè)規(guī)模增速較高，未來有望有力支撐伺服系統(tǒng)的發(fā)展。
伺服系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈：
資料來源：信達(dá)證券
伺服為國產(chǎn)化率較高環(huán)節(jié)。國內(nèi)工控巨頭匯川以變頻器技術(shù)同源發(fā)展伺服，根據(jù)MIR數(shù)據(jù)，匯川伺服系統(tǒng)市場份額從2015年的5.7%提升至2022年Q3的20.9%，榮登全球第一的寶座，市占率領(lǐng)先于第二名西門子10.6pp。對比曾占據(jù)中國市場一時(shí)的松下、安川等企業(yè)，國產(chǎn)伺服已獲市場認(rèn)可，未來滲透率有望進(jìn)一步提升。
資料來源：MIR DATABANK、工控網(wǎng)、西南證券
旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器包括無框電機(jī)、諧波減速器、雙編碼器、力矩傳感器、角接觸軸承交叉滾子軸承。從早期階段推演到終局狀態(tài)（單機(jī)售價(jià)2萬美金時(shí)），降價(jià)空間最大的為無框電機(jī)（降價(jià)75%）、諧波減速器（降價(jià)75%）、角接觸軸承（降價(jià)64%）。
旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，多個(gè)零部件具有較大降本空間：
特斯拉機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用高低速雙編碼器和力矩傳感器。編碼器方面，目前國產(chǎn)編碼器的精度和綜合性能和國外差距較大，國內(nèi)高精度市場被日本廠商多摩川和尼康壟斷，國內(nèi)廠商主要面向中低端市場。傳感器方面，全球傳感器市場的主要廠商有霍尼韋爾、意法半導(dǎo)體、飛思卡爾、博世、飛利浦等，中國市場上的高端傳感器進(jìn)口占比高達(dá)85%，國產(chǎn)化率低，未來國產(chǎn)化空間較大。
特斯拉機(jī)器人關(guān)節(jié)處使用的軸承可以復(fù)用新能源汽車的軸承供應(yīng)鏈，加速降本。
國際八大軸承公司在國際軸承市場的市場占有率合計(jì)達(dá)70.70%，中國企業(yè)占20.30%。
我國軸承產(chǎn)業(yè)目前大而不強(qiáng)，國內(nèi)軸承行業(yè)規(guī)模較大，但參與者多且同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，行業(yè)集中度低。中國前六大軸承公司的營業(yè)收入在國內(nèi)市場占比僅為20.30%。
高端軸承市場被以SKF、NSK為代表的國際廠商占據(jù)，國內(nèi)廠商以生產(chǎn)小型、中低端軸承為主。因此，國產(chǎn)軸承廠供應(yīng)深溝球軸承、角接觸軸承以及四點(diǎn)接觸軸承更具備優(yōu)勢。
深溝球軸承示意圖：
滾動體以日本椿中島、美國NN為主的外資品牌掌握全球最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)中，以力星股份、五洲新春為代表的企業(yè)能夠滿足I級精度的要求，正在向更高端滾動體突破，同時(shí)此類國產(chǎn)企業(yè)正在擴(kuò)充產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)部分滾動體的國產(chǎn)化。此外，國內(nèi)仍有一部分中部規(guī)模（千萬元以上、1億元以下）、以及以低技術(shù)含量產(chǎn)品為主的小規(guī)模滾動體企業(yè)。#5月財(cái)經(jīng)新勢力#
線性關(guān)節(jié)價(jià)值占比較高，國內(nèi)生產(chǎn)商較稀缺。
特斯拉機(jī)器人全身使用12個(gè)線性執(zhí)行器（亦稱為伺服電缸），采用無框電機(jī)+滾柱絲杠的方案。絲杠的傳動精度高，輸出力能力強(qiáng)，但反驅(qū)透明度差（所以需要力傳感器），響應(yīng)速度偏慢。這套驅(qū)動方案可以實(shí)現(xiàn)高剛性，但可能會限制下肢高動態(tài)的運(yùn)動能力。
滾柱絲杠是滾珠絲杠的一種細(xì)分品類，制造難度較大。目前高精度滾珠絲杠技術(shù)壁壘高，海外廠商占據(jù)壟斷地位。國內(nèi)僅有少量具備小批量研發(fā)制造能力的企業(yè)，包括秦川機(jī)床、新劍傳動、鼎智科技。
特斯拉機(jī)器人線性、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)處使用的無框電機(jī)是去掉軸、軸承、外殼、反饋或端蓋的伺服電機(jī)，只包含定子和轉(zhuǎn)子。海外廠商包括科爾摩根、Maxon、日本電產(chǎn)、Moog電機(jī)位列全球無框電機(jī)市場第一梯隊(duì)，國內(nèi)供應(yīng)商包括步科股份、昊志機(jī)電。
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