一、人形机器人产业:政策催化叠加巨头带领,行业即将迈入量产元年
人形机器人作为 AI 落地物理世界的重要载体,后续应用场景想象空间极大。国内政策支持力度不断提升,2024 年以来各地产业基金加速落地。市场参与主体从初创型企业,汽车整车厂到各领域头部公司纷纷入局,产业发展将明显提速。根据行业优先者特斯拉的量产计划,2025 年将生产 1 万台 Optimus 机器人,产能扩展至每月 1000 台;2026 年每月产能将达到 1 万台,2027 年进一步提升至每月 10 万台。行业 2025 年进入量产元年,随着数据积累、大模型迭代以及硬件成本下降人形机器人大规模走向工业以及家用场景值得期待。
1.1 海外巨头带领,国内政策支持,人形机器人产业有望进入快速发展阶段
2023 年以来,人形机器人产业发展迅速,海外以特斯拉为例子的科技巨头带领行业发展,国内政策支持力度不断提升,产业基金加速落地,市场参与主体不断丰富。我们认为随着政策催化叠加巨头带领,产业发展将明显提速。
特斯拉人形机器人擎天柱 Optimus 进展迅速,2025 年进入量产元年。2024 年 11 月,特斯拉发布较新人形机器人视频,展示了 Optimus Gen2 的较新进展,包括装配车门、搬运重物、瑜伽动作、灵巧手操作等,机器人动作流畅度、协调性、负载能力等均有特别提升。根据特斯拉量产计划,2025 年将生产 1 万台 Optimus 机器人,产能扩展至每月 1000 台;2026 年每月产能将达到 1 万台,2027 年进一步提升至每月 10 万台。特斯拉作为全球科技头部,其量产计划的推进将极大带动产业链发展,带领人形机器人产业进入快速发展阶段。
国内政策支持力度不断提升,产业基金加速落地。2024 年 5 月,工信部等十四部门印发《推动人形机器人创新发展指导意见》,明确到 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,确保关键部组件安全有效供给,整机产品达到国际先进水平,在特种、制造、民生服务等场景实现规模化应用,综合实力达到世界先进水平。2024 年以来,北京、上海、深圳、天津、苏州等地纷纷出台人形机器人相关支持政策,产业基金加速落地,为人形机器人产业发展提供了有力的政策和资金支持。
市场参与主体不断丰富,从初创型企业到汽车整车厂,再到各领域头部公司纷纷入局。海外除特斯拉外,谷歌、微软、英伟达、OpenAI 等科技巨头也在积极布局人形机器人领域;国内优必选、达闼、智元、傅利叶等初创型企业发展迅速,小米、华为、腾讯等科技公司也纷纷加大在人形机器人领域的投入,比亚迪、广汽、东风等汽车整车厂也开始布局人形机器人产业。市场参与主体的不断丰富将为人形机器人产业发展注入新的活力。
1.2 人形机器人应用场景宽泛,市场空间广阔
人形机器人作为 AI 落地物理世界的重要载体,后续应用场景想象空间极大。人形机器人具有与人相似的外观和动作能力,可以在多种场景下替代人类完成工作,如工业制造、物流配送、家庭服务、医疗护理、教育娱乐等。随着技术的不断进步和成本的不断降低,人形机器人的应用场景将不断拓展,市场空间广阔。
工业制造领域,人形机器人可以在工厂中完成物料搬运、零件加工、质量检测等工作,提高生产效率和产品质量。例如,特斯拉已经在其工厂中使用 Optimus 机器人进行物料搬运和零件加工等工作,未来随着 Optimus 机器人的量产,将在更多工业制造领域得到应用。物流配送领域,人形机器人可以在仓库中完成货物分拣、搬运等工作,提高物流配送效率。例如,亚马逊已经在其仓库中使用 Kiva 机器人进行货物分拣和搬运等工作,未来人形机器人有望在物流配送领域发挥更大的作用。
家庭服务领域,人形机器人可以为家庭提供清洁、烹饪、陪伴等服务,提高家庭生活质量。例如,三星已经推出了一款名为 Bot Handy 的家庭服务机器人,可以完成洗碗、擦桌子等家务工作。医疗护理领域,人形机器人可以为患者提供护理、康复训练等服务,减轻医护人员的工作负担。例如,日本早稻田大学研发的 HAL 机器人可以帮助瘫痪患者进行康复训练。教育娱乐领域,人形机器人可以作为教育工具和娱乐伙伴,为人们提供更加丰富的学习和娱乐体验。例如,索尼推出的 Aibo 机器人可以作为宠物陪伴人们,同时也可以进行一些简单的教育活动。
根据 MarketsandMarkets 预测,全球人形机器人市场规模将从 2023 年的 15 亿美元增长到 2028 年的 173 亿美元,年复合增长率为 61.7%。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,人形机器人市场规模有望进一步扩大。
二、硬件层面:关注执行器、灵巧手、减速器等关键部件投资机会
2.1 执行器:旋转与线性执行器并行,线性执行器渗透率有望提升
以特斯拉为例子的主机厂采用旋转以及线性执行器并行的方案。旋转执行器主要用于实现机器人关节的旋转运动,线性执行器主要用于实现机器人关节的直线运动。特斯拉 Optimus 机器人在肩部、肘部、腕部等关节采用了旋转执行器,在腰部、膝部等关节采用了线性执行器。线性执行器方案基于承载力以及寿命等优势国内主机厂渗透率有望逐步提升。线性执行器具有承载力大、寿命长、精度高等优点,可以更好地满足人形机器人在工业制造、物流配送等场景下的应用需求。随着国内主机厂对人形机器人性能要求的不断提高,线性执行器的渗透率有望逐步提升。
行星滚柱丝杠作为线性执行器的关键部件,价值量以及生产壁垒较高。行星滚柱丝杠是一种高精度、高负载的传动部件,主要由螺杆、螺母、行星滚柱等组成。行星滚柱丝杠具有传动效率高、承载能力大、寿命长等优点,是线性执行器的关键部件。由于行星滚柱丝杠的生产工艺复杂,技术难度高,目前国内能够生产高质量行星滚柱丝杠的企业较少,市场主要由国外企业垄断。随着人形机器人产业的发展,对行星滚柱丝杠的需求将不断增加,国内相关企业有望迎来发展机遇。
手部微型丝杠应用也将带来增量应用场景。手部是人形机器人与外界环境交互的重要部位,对灵活性和精度要求较高。手部微型丝杠可以用于实现手部关节的微小运动,提高手部的灵活性和精度。随着人形机器人在家庭服务、医疗护理等领域的应用不断拓展,对手部微型丝杠的需求也将不断增加。
降本需求倒逼丝杠加工设备国产化以及加工效率提升。行星滚柱丝杠等丝杠产品的生产需要高精度的加工设备,目前国内丝杠加工设备主要依赖进口,设备成本较高。随着人形机器人产业的发展,对丝杠产品的需求不断增加,降本需求日益迫切。为了降低生产成本,提高产品竞争力,国内企业将加快丝杠加工设备的国产化进程,同时提高加工效率,降低加工成本。
2.2 灵巧手:末端执行器的比较好选择,精度、负载和灵活性要求带来技术变革
灵巧手作为末端执行器的比较好选择,精度、负载和灵活性要求带来自由度、传动方式变化。灵巧手是一种模仿人类手部结构和功能的机器人末端执行器,具有多个自由度,可以实现更加灵活和精确的操作。特斯拉 Optimus-Gen 3 自由度有望提升至 22 个,接近人体手部 24 个自由度。随着自由度的增加,灵巧手的灵活性和操作能力将进一步提高,可以更好地完成各种复杂的任务。
传动方式预计将采用行星齿轮箱、微型丝杠、腱绳构成的三级传动方案。行星齿轮箱具有传动效率高、体积小、重量轻等优点,可以提供较大的扭矩。微型丝杠可以实现高精度的直线运动,用于控制灵巧手的手指关节。腱绳可以将电机的动力传递到手指关节,实现手指的弯曲和伸展。这种三级传动方案可以提高灵巧手的传动效率和精度,同时降低重量和体积。
2.3 减速器与传感器:产能缺口与降本需求下的投资机遇
产能缺口以及降本急迫性方面谐波减速器以及六维力矩传感器同样值得关注。谐波减速器具有传动比大、体积小、重量轻、精度高等优点,是人形机器人关节传动的重要部件。目前,全球谐波减速器市场主要由日本企业垄断,国内企业的市场份额较小。随着人形机器人产业的发展,对谐波减速器的需求将快速增长,产能缺口将逐渐显现。同时,由于谐波减速器的成本较高,降本需求也较为迫切。国内相关企业如果能够突破技术瓶颈,提高产品质量和生产效率,将有望在谐波减速器市场取得一席之地。
六维力矩传感器可以测量力和力矩的六个分量,是实现机器人精确控制的关键部件。在人形机器人中,六维力矩传感器可以安装在机器人的关节处,用于感知机器人与外界环境的交互力,从而实现更加精确的运动控制。目前,六维力矩传感器的市场主要由国外企业垄断,国内企业的技术水平和产品质量与国外企业相比还有一定差距。随着人形机器人产业的发展,对六维力矩传感器的需求将不断增加,国内企业需要加快技术研发和产品创新,提高市场竞争力。
三、投资建议
人形机器人产业作为 AI 落地物理世界的重要方向,正处于快速发展的前夜。政策的大力支持、巨头的带领示范以及不断拓展的应用场景,都为产业的爆发奠定了坚实基础。从硬件层面来看,执行器、灵巧手、减速器与传感器等关键部件领域存在着诸多投资机会。
在执行器方面,线性执行器因其独特优势有望在国内主机厂中提升渗透率,与之紧密相关的行星滚柱丝杠及手部微型丝杠,由于其较高的价值量、生产壁垒以及增量应用场景,相关企业值得重点关注。灵巧手作为实现精细操作的关键,其自由度的提升以及创新的三级传动方案,将催生相关技术研发与生产企业的发展机遇。而面对谐波减速器的产能缺口和六维力矩传感器的国产替代需求,率先实现技术突破、具备规模生产能力的企业有望脱颖而出。
建议投资者重点关注在人形机器人关键部件领域具备技术实力、成本优势以及市场份额拓展潜力的企业。这些企业将在人形机器人产业的快速发展过程中,充分受益于行业增长带来的红利,有望实现业绩的快速增长和估值的提升。
四、风险提示
人形机器人产业在发展过程中面临着诸多风险。技术研发方面,尽管目前取得了一定进展,但在关键技术如人工智能算法的优化、硬件性能的进一步提升(包括电池续航能力、执行器的精度与稳定性等)等方面仍存在不确定性。若关键技术研发受阻,将影响人形机器人的性能表现,进而延缓其商业化推广进程。
市场需求层面,虽然人形机器人应用场景宽泛,但目前各应用场景的市场需求尚未完全打开。消费者对人形机器人的接受程度、企业用户的采购意愿以及相关应用场景的商业模式成熟度等均存在变数。若市场需求不及预期,将导致产品销量难以提升,企业盈利面临压力。
政策监管也是重要风险因素之一。随着人形机器人产业的发展,相关政策法规可能逐步完善,在安全标准、数据隐私保护、伦理道德等方面可能出台更为严格的规定。若企业不能及时适应政策变化,可能面临产品合规性风险,甚至影响企业的正常生产经营。
此外,产业竞争风险不容忽视。目前众多企业纷纷布局人形机器人领域,市场竞争日益激烈。新进入者可能带来创新技术和商业模式,加剧市场竞争格局的不确定性。已布局企业若不能持续提升自身竞争力,在技术、成本、品牌等方面保持优势,可能在市场竞争中处于劣势地位。
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