機器人行業深度報告：特斯拉Optimus亮點及未來進步點并存建議關注核心零部件環節-221009（29頁）.pdf

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1、證券研究報告行業深度報告自動化設備 東吳證券研究所東吳證券研究所 1/29 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 機器人行業深度報告 特斯拉特斯拉 Optimus 亮點及未來進步點并存，建亮點及未來進步點并存，建議關注核心零部件環節議關注核心零部件環節 2022 年年 10 月月 09 日日 證券分析師證券分析師 周爾雙周爾雙 執業證書：S0600515110002 021-60199784 證券分析師證券分析師 朱貝貝朱貝貝 執業證書：S0600520090001 行業走勢行業走勢 相關研究相關研究 增持（維持）Table_Tag Table_Summary 特斯

2、拉特斯拉 Optimus 首次亮相，預計首次亮相，預計 3-5 年內實現量產年內實現量產 2022 年 9 月 30 日，特斯拉舉行第二屆“人工智能日”，并發布最新版本的 Optimus 人形機器人，全身包含 28 個執行器、雙手、大腦和電池組等部件，驅動方式采用減速機+電機模式，可實現直立行走、搬運、灑水等復雜動作。相較于原型機，Optimus 在體重、行走速度和載重等方面存在優化空間，但也在自由度和執行器數量減少方面取得進步。盡管目前特斯拉與波士頓動力等老牌人形機器人廠商相比，技術還稍顯落后，但考慮綜合實力和發展速度，我們仍十分看好 Optimus 未來在工廠、物流和智慧康養等領域的應用。

3、Optimus 亮點及未來進步點并存，看好人形機器人長期成長性亮點及未來進步點并存，看好人形機器人長期成長性 （1）Optimus 亮點：亮點：電動車和人形機器人在底層技術方面有共通之處。特斯拉作為汽車龍頭，將諸多汽車技術完美融合到人形機器人上，例如自動駕駛技術轉化為視覺識別+自主導航技術，車禍安全模擬技術轉化為硬件安保技術。（2）Optimus 未來進步點：降低成本：未來進步點：降低成本：新版 Optimus 仍使用減速器+電機的驅動模式，盡管執行器數量有所減少（較概念機減少 12 個），但硬件成本依舊較為昂貴。根據我們的測算，在樂觀/中性/悲觀情況下，人形機器人執行器的硬件成本就達到 3.

4、6/6.9/10.1 萬元；運控能力有待提升：運控能力有待提升：據會場技術人員披露，Opitimus 平衡性問題仍需解決，可能需要 18-36 個月，主要系機器人在實際情況下不可避免會受到外力干擾。面對特殊情況機器人需要在數據庫中調用已有的指令。目前特斯拉已建立機器人數據庫，還需要時間來擴充數據樣本。應用場景需拓展：應用場景需拓展：此次 Optimus 推出的同時，有明確給出的應用場景為工廠內的基礎性工作，然而就目前來看人形機器人在工業領域“性價比”不足，期待后續特斯拉在落地應用方面的進一步拓展。綜合而言，盡管 Optimus 距離真正實現產業化仍有諸多困難需要克服，我們仍十分看好，若其能在未

5、來明確市場需求，并且在成本控制和技術水平之間形成有效平衡，就能夠實現規?；慨a。根據全球市場研究機構 Marketsandmarkets的預測，全球人形機器人市場規模（僅考慮單機）將從 2022 年 15 億美元提升至 2027 年的 173 億美元，CAGR=63.5%，千億藍海市場未來可期。產業鏈視角：核心零部件重要性凸顯產業鏈視角：核心零部件重要性凸顯 機器人產業鏈主要包括上游核心軟硬件（硬件包括伺服電機、減速器、控制器、傳感器等；軟件包括機器視覺、人機交互、機器學習、系統控制等）；中游本體制造商和下游應用（包括迎賓接待、高?？蒲械龋?。其中核心零部件重要性十分突出，一方面高性能的零部件是

6、實現機器人感知與運動的基礎；另一方面核心零部件成本占比較高。以傳統工業機器人為例，核心零部件占據了工業機器人整機 70%以上的成本。減速器：減速器：主要包括諧波減速器和 RV 減速器，目前仍主要被日本企業所壟斷，近年來在綠的諧波和雙環傳動等國產龍頭的帶領下國產化率逐步提升?？紤]到人形機器人將為減速器市場需求帶來較大增量，根據測算 2025 年全球諧波減速器市場空間有望達 147.5 億元，2022-2025 年 CAGR=59.5%?？刂破鳎嚎刂破鳎褐饕刂茩C器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡，近年來機器人控制器市場需求穩步增長。競爭格局方面由于機器人控制器多為本體廠商自制，競爭格局與本體

7、類似，國外企業占據主導地位，國內外差距主要體現在軟件算法，近年匯川、埃斯頓等國產機器人龍頭正逐步追趕。伺服系統：伺服系統：主要包括驅動器和伺服電機。相較于通用伺服、機器人用伺服對響應速度，負載能力，體積質量等要求更高，因此國內外差距也更大。近年來匯川、埃斯頓等國產品牌迅速發展，在中低端伺服領域已實現大規模量產，并不斷投入研發向高端伺服系統邁進。投資建議：投資建議：重點推薦綠的諧波、埃斯頓、匯川技術（東吳電新組覆蓋）；建議關注雙環傳動。風險提示：風險提示：人形機器人產業化不及預期，核心零部件國產化不及預期，人形機器人或存在輿論阻力。-34%-29%-24%-19%-14%-9%-4%1%6%11

8、%2021/10/82022/2/42022/6/32022/9/30自動化設備滬深300 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 2/29 內容目錄內容目錄 1.特斯拉特斯拉 Optimus 首次亮相，預計首次亮相，預計 3-5 年內實現量產年內實現量產.5 1.1.Optimus 部分指標值得優化，但進步速度值得肯定.5 1.2.Optimus 細節詳解：執行器&雙手&大腦&軀干.6 2.Optimus 亮點及未來進步點并存，看好人形機器人長期成長性亮點及未來進步點并存，看好人形機器人長期成長性.12 2.1.Optim

9、us 亮點：特斯拉汽車技術完美融合至人形機器人.12 2.2.Optimus 進步點：成本&技術&應用場景問題仍待解決.13 2.3.千億藍海市場，人形機器人未來可期.15 3.產業鏈視角：核心零部件重要性凸顯產業鏈視角：核心零部件重要性凸顯.16 3.1.精密減速器：機器人生產中壁壘最高的零部件.18 3.1.1.精密減速器包含諧波與 RV 減速器，其原理與使用場景各有不同.19 3.1.2.全球精密減速器被日本壟斷，近年國產化率逐步提升.20 3.1.3.考慮到人形機器人需求，2025 年全球諧波減速器市場空間有望達 147.5 億元.22 3.2.控制器&伺服系統：機器人實現運動功能的核

10、心部件.23 3.2.1.控制器：機器人運動控制的“大腦”.24 3.2.2.伺服系統：機器人運動控制的“神經系統”.26 4.投資建議投資建議.27 5.風險提示風險提示.28 PWiWdUmUxU9UrWtYbRaO8OpNoOpNoMiNqRmMfQpOrR6MmNmMxNnNqNxNpOnP 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 3/29 圖表目錄圖表目錄 圖 1：特斯拉 Optimus 示意圖（左圖概念機，中間原型機，右圖最新版本）.5 圖 2：特斯拉 Optimus 僅花費 6 個月時間學會行走.6 圖 3：相

11、較于概念機，新版 Optimus 存在優化空間.6 圖 4：特斯拉 Optimus 的主要構成部分.6 圖 5：特斯拉 Optimus 所使用的減速器和電機.7 圖 6：特斯拉 Optimus 上半身包含 10 個執行器.8 圖 7：特斯拉 Optimus 下半身包含 6 個執行器.8 圖 8：特斯拉通過數據分析模型尋找合適的執行器.9 圖 9：特斯拉通過仿生技術來優化執行器結構.9 圖 10：特斯拉 Optimus 手部特征.9 圖 11：人形機器人手部構造圖.10 圖 12：模塊化電缸示意圖.10 圖 13：特斯拉將 FSD 系統應用于人形機器人，并做出適應性修改.11 圖 14：特斯拉在

12、 FSD 系統中嫁接 Dojo D1 超級計算芯片.11 圖 15：特斯拉通過車禍安全模擬技術的遷移，來保證機器人碰撞損壞在可控范圍內.13 圖 16：在樂觀/中性/悲觀情況下，Optimus 執行器的硬件價格就達到 3.6/6.9/10.1 萬元.14 圖 17：通過捕捉人類運動進行關鍵幀分析，為機器人設計更優化的運動軌跡.14 圖 18：優必選人形機器人 To B 端的應用場景，但缺乏剛性需求推動其規?；?15 圖 19：根據研究機構 Marketsandmarkets 預測，2022-2017 年人形機器人市場規模CAGR=63.5%.16 圖 20：按照樂觀/中性/悲觀假設，至 203

13、0 年全球人形機器人市場空間分別達 750/500/250 億美元.16 圖 21：機器人產業鏈情況.17 圖 22：人形機器人主要部件構成.18 圖 23：工業機器人核心零部件示意圖.18 圖 24：機器人產業鏈各環節成本占比.18 圖 25：伺服電機輸出與本體需求不匹配，需要減速器進行減速增距.19 圖 26：精密減速器包括諧波減速器與 RV 減速器，但其工作原理和應用場景存在區別.20 圖 27：2020 年諧波減速器國內市場銷量占比情況.21 圖 28：2021 年諧波減速器國內市場銷量占比情況.21 圖 29：2020 年 RV 減速器國內市場銷量占比情況.21 圖 30：2021

14、年 RV 減速器國內市場銷量占比情況.21 圖 31：國內外各品牌同型號諧波減速器關鍵參數對比.22 圖 32：國內外各品牌同型號 RV 減速器關鍵參數對比.22 圖 33：考慮人形機器人需求，2025 年全球諧波減速器市場空間有望達 147.5 億元.23 圖 34：運動控制系統應用原理.24 圖 35：控制器分類及特點介紹.24 圖 36：2022 年國內工業機器人控制器市場規模有望達 16 億元.25 圖 37：控制器多為機器人廠商自制，國內機器人控制器市場四大家族合計市場份額占有率超過 50%（2020 年）.25 圖 38：國內企業加速布局工業機器人控制器.25 圖 39：2019

15、年伺服系統下游應用領域占比.26 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 4/29 圖 40：國內伺服系統市場規模及增速.26 圖 41：2015 年國內伺服系統主要供應商市場份額.27 圖 42：2019 年國內伺服系統主要供應商市場份額.27 表 1：氣動、電動、液壓驅動優劣比較.7 表 2：相關公司估值情況（截至 2022.9.30 收盤價）.28 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 5/29 1.特斯拉特斯拉 Optimus 首次亮相，預計首次

16、亮相，預計 3-5 年內實現量產年內實現量產 1.1.Optimus 部分指標值得優化，但進步速度值得肯定部分指標值得優化，但進步速度值得肯定 特斯拉特斯拉 Optimus 首次亮相，預計首次亮相，預計 3-5 年內實現量產上市。年內實現量產上市。2021 年 8 月，特斯拉 CEO馬斯克于首屆“人工智能日”公開展示特斯拉人形機器人概念機 Tesla Bot。2022 年 2 月，特斯拉在提出概念后短短 6 個月內成功推出人形機器人原型機，并作為開發平臺進行深度研發。2022 年 9 月 30 日，特斯拉舉行第二屆“人工智能日”，并發布最新版本的 Optimus人形機器人，其可實現直立行走、搬

17、運、灑水等復雜動作。據馬斯克預計，據馬斯克預計，Optimus 將將于于 3-5 年內實現量產上市，其最終數量將會達到百萬級，而成本將降至年內實現量產上市，其最終數量將會達到百萬級，而成本將降至 2 萬美元左右。萬美元左右。圖圖1：特斯拉特斯拉 Optimus 示意圖（左圖示意圖（左圖概念機概念機，中，中間原型機間原型機，右圖最新，右圖最新版本版本）數據來源：特斯拉官網，東吳證券研究所 相較于概念機，最新版本相較于概念機，最新版本 Optimus 部分指標存在優化空間部分指標存在優化空間，但也有進步之處，但也有進步之處。根據公開信息，對比最新版本 Optimus 和 2021 年發布的概念機：

18、（1）身高方面：）身高方面：新版 Optimus 身高 173cm，與概念機相仿（比概念機高 1cm）；（2）體重方面體重方面：新版 Optimus 體重為 73kg，而概念機體重為 56.7kg，體重增大后會加大能耗，并影響機器人運動能力；（3）行走速度方面：）行走速度方面：概念機設計行走時速為 8km/h，新版 Optimus 雖未公布詳細的行走速度數據，但從人工智能日現場和視頻中的表現來看，行走速度較為緩慢；（4）載重方面：）載重方面：新版 Optimus 可搬運約 20 磅（10kg）重的中小型貨物，預計要實現概念設計的 20kg 負載還需一定時間；（5）自由度方面）自由度方面：新版

19、Optimus 全身自由度為 50 個（其中軀干 28 個，雙手各 11 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 6/29 個），多于概念機的 40 個自由度。在增加自由度的同時全身執行器數量卻由 40 個減少至 28 個。執行器由減速機、電機、絲桿等零部件組成。盡管新一代 Optimus 的部分指標仍存在優化空間，但也不乏進步之處。同時考慮到特斯拉在依托自身汽車制造底層技術的基礎上，僅用6個月時間實現概念初代原型機，隨后 8 個月實現最新 Optimus 的推出，進展非常迅速。盡管目前特斯拉盡管目前特斯拉與波士頓動力與波士

20、頓動力、敏捷機器人等老牌人形機器人廠商敏捷機器人等老牌人形機器人廠商相比，技術還稍顯相比，技術還稍顯落后，落后，但考慮綜合實力和發展速度，但考慮綜合實力和發展速度，我們仍十分看好特斯拉人形機器人未來在工廠、物流和智慧康養等領域的應用我們仍十分看好特斯拉人形機器人未來在工廠、物流和智慧康養等領域的應用。圖圖2：特斯拉特斯拉 Optimus 僅花費僅花費 6 個月時間學會行走個月時間學會行走 圖圖3：相較于概念機，新版相較于概念機，新版 Optimus 存在優化空間存在優化空間 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 數據來源：特斯拉官網，東吳證券研究所（注：標藍色為值得優化指標，標紅色為

21、有進步指標）1.2.Optimus 細節詳解：執行器細節詳解：執行器&雙手雙手&大腦大腦&軀干軀干 特斯拉 Optimus 主要由機械部分（下圖紅色部分）和電子部分（藍色部分）組成，機械部分包含 28 個執行器和雙手；電子部分包含大腦和軀干（冷卻系統、電池包）。圖圖4：特斯拉特斯拉 Optimus 的主要構成部分的主要構成部分 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 7/29（1）執行器：采用減速機）執行器：采用減速機+電機的傳動方式電機的傳動方式 執行器是一種驅動機制，控制系

22、統通過它來執行或操作任務，可以簡單類比為人體執行器是一種驅動機制，控制系統通過它來執行或操作任務，可以簡單類比為人體的肌肉和四肢，大腦會通過控制肌肉和四肢來實現運動。的肌肉和四肢，大腦會通過控制肌肉和四肢來實現運動。人形機器人為實現足式運動，一般采用關節形式進行驅動，而驅動方式主要包括氣動、電動和液壓三種方式。1）氣體）氣體驅動：驅動：氣動的優點是具備壓縮性，能夠使機器人更柔順地進行運動，但是其功率體積比最低，負載能力很差；2）電機驅動：）電機驅動：電動即最常見的電機驅動（需搭配減速器），具有簡單、驅動控制成熟的優點，是最常見的驅動方式，但由于電機負載能力的限制，使得電機驅動的機器人負載能力也

23、較弱；3）液壓）液壓驅動：驅動：液壓驅動雖然成本略高，但具有很大的功率體積比，從而使四足機器人可以具備高動態行走能力且負載能力強。目前在全球頭部人形機器人廠商中，僅有波士頓動力將液壓作為執行器的驅動方式，其余例如優必選、本田等均選用電機+減速器的驅動方式。表表1：氣動、電動、氣動、電動、液壓驅動液壓驅動優劣比較優劣比較 優點 缺點 氣體驅動 具備壓縮性，運動控制柔順 負載能力最差 電機驅動 簡單、驅動控制成熟 負載力較差 液壓驅動 高動態行走能力，負載能力強 成本略高 數據來源：液壓四足機器人驅動控制與穩定行走研究，東吳證券研究所 特斯拉特斯拉 Optimus 也也采用采用了傳統了傳統減速機減

24、速機+電機的電機的傳動傳動模式，模式，在發布會中特斯拉展示了扭矩從 20Nm 到 180Nm 的減速機，力矩從 500N 到 8000N 的電機，均在減速機和電機頭部企業的產品參數范圍內。以哈默納科 HPG 系列和綠的諧波 LCD 系列諧波減速器產品為例，其扭矩范圍分別為 3.9-2200Nm 和 3.2-2100Nm。數量方面，數量方面，最新版 Optimus 全身共有 28 個執行器，較概念機減少 12 個。圖圖5：特斯拉特斯拉 Optimus 所使用的減速器和電機所使用的減速器和電機 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責

25、聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 8/29 分部位來看，分部位來看，根據現場圖片及我們判斷，其上半身包含 8 個伺服電機+減速器關節，2 個線性推桿電機+減速器關節（小臂）；下半身包含 6 個線性推桿電機+減速器關節；雙手包含 12 個執行器（每個手掌 6 個）。圖圖6：特斯拉特斯拉 Optimus 上半身包含上半身包含 10 個執行器個執行器 圖圖7：特斯拉特斯拉 Optimus 下半身包含下半身包含 6 個執行器個執行器 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 執行器是人形機器人非常重要且有挑戰的環節。執行器是人形

26、機器人非常重要且有挑戰的環節。其重要性體現在其重要性體現在，類比于人體執行器就是我們進行生產活動的肌肉，是必不可少的部位。而其挑戰性就在于：而其挑戰性就在于：1）如何設計出高能量密度高穩定的執行器：）如何設計出高能量密度高穩定的執行器：人的肌肉是拉伸運動，因此可以在重量不大的情況下，產生上百公斤的力；目前常用的執行器電機做的是回轉運動，其轉速很快，但如果要產生力，則需要多級的減速傳動，但多級傳導后其穩定性就會有所降低。而機器人如果需要進行高精密復雜運動，就必須在承受巨大力量的同時保障穩定性，如何設計出高能量密度、高穩定的執行器非常關鍵。2）如何設計出滿足運用于多關節的執行器：）如何設計出滿足運

27、用于多關節的執行器：人形機器人關節數量眾多，為滿足不同運動形態需求，勢必會運用到不同類型的執行器。但為了實現降本，必須要找到滿足運用于多關節的執行器。特斯拉非常重視執行器的設計，主要通過運用數據模型分析來尋找合適的執行器。特斯拉非常重視執行器的設計，主要通過運用數據模型分析來尋找合適的執行器。首先需要考慮機器人需要進行的動作，例如步行、轉彎、爬樓梯，得到其關節所需要承受的壓力。其次把這些數據輸入到自主搭建的優化模型中，從而得到執行器需要的參數，例如承受力，扭矩，需要的能耗等等，最后綜合考慮生產成本后選擇合適的執行器。此此外，特斯拉還會通過仿生技術來優化執行器結構。外，特斯拉還會通過仿生技術來優

28、化執行器結構。例如 Optimus 的膝關節部位，和人類膝關節韌帶的結構極為相似。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 9/29 圖圖8：特斯拉特斯拉通過數據分析模型尋找合適的執行器通過數據分析模型尋找合適的執行器 圖圖9：特斯拉通過仿生技術來優化執行器結構特斯拉通過仿生技術來優化執行器結構 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 （2）雙手：搭載大量傳感器，可實現細微操作）雙手：搭載大量傳感器，可實現細微操作 人形機器人的雙手設計方面，特斯拉通過仿生技術全面看齊人手

29、：靈活性：人形機器人的雙手設計方面，特斯拉通過仿生技術全面看齊人手：靈活性：特斯拉 Optimus 單個手掌搭載 6 個執行器，共有 11 個自由度，可以實現自由靈活運動。擁有感知：擁有感知：人手包含數以萬計的“觸覺傳感器”，特斯拉希望機械手也能夠和人手一樣擁有感覺，因此搭載大量的傳感器，例如力敏傳感器和觸覺傳感器等。實現工作：實現工作：根據現場發布會的描述，Optimus 雙手可載重約 10kg，能夠使用工具并拿起細小的東西。此外通過添加特殊的驅動器，特斯拉 Optimus 能夠在不打開手掌的情況下，進行相應的活動。圖圖10：特斯拉特斯拉 Optimus 手部特征手部特征 數據來源：特斯拉

30、AI Day，東吳證券研究所 結構方面，考慮到人形機器人進行的是完全擬人化的動作，因此要求手部靈活且有結構方面，考慮到人形機器人進行的是完全擬人化的動作，因此要求手部靈活且有較高的抓取力，從而需要搭配體積小靈活度高，但較高的抓取力，從而需要搭配體積小靈活度高，但能量能量密度大的執行器密度大的執行器，我們判斷空心 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 10/29 杯電機+精密減速器+絲杠組成的模塊化電缸是人形機器人較好的選擇?？招谋姍C具有重量輕，體積小，能量密度大等特點，與同等功率的鐵芯電動機相比，其重量、體積減輕超過三分

31、之一。目前特斯拉對人形機器人雙手的開發還處于初級階段，還有許多希望能夠實現的功目前特斯拉對人形機器人雙手的開發還處于初級階段，還有許多希望能夠實現的功能：可以同時拿起重物和實現微小動作：能：可以同時拿起重物和實現微小動作：特斯拉希望通過仿生技術設計出機械肌腱，能夠在抓取重物的同時，也能夠實現微小操作，例如拿起很薄很小的紙張。讓雙手實讓雙手實現自我學習：現自我學習：人類在面對從來沒有拿起過的東西時，也可以輕松拿起，特斯拉希望機器人也能夠通過自我學習做到這一點。圖圖11：人形機器人手部構造圖人形機器人手部構造圖 圖圖12：模塊化電缸示意圖模塊化電缸示意圖 數據來源：CSDN，東吳證券研究所 數據來

32、源：神威氣動官網，東吳證券研究所 （2）大腦：搭載）大腦：搭載 FSD 全自動駕駛系統和全自動駕駛系統和 D1 超級芯片超級芯片 在大腦部分，在大腦部分，最新版 Optimus 人形機器人采用了與特斯拉電動車相同的全自動駕駛系統 FSD 和感知計算單元，包括自主研發的算力極強的 Dojo D1 超級計算機芯片以及三顆 Autopilot 級別自動輔助攝像頭。FSD 系統即為全自動駕駛系統系統即為全自動駕駛系統，其使得車輛能夠在駕駛員主動監控的情況下實現車道內自動輔助轉向、加速和制動，減少枯燥的駕駛操作，提升駕駛樂趣。由于人形機器由于人形機器人的需求和形式與電動車存在一定的差異，特斯拉對人的需求

33、和形式與電動車存在一定的差異，特斯拉對植入人形機器人的植入人形機器人的 FSD 系統做了系統做了三方面的改變三方面的改變：1）信息基于多感官輸入：）信息基于多感官輸入：為使 Optimus 的“大腦”更接近人腦，信息將基于多個感官傳感輸入（視覺、聽覺和觸覺），讓機器人能夠處理數據并做出決策；2）植入無線連接和音頻通信支持：）植入無線連接和音頻通信支持：為了方便機器人與人的溝通交流，特斯拉在 FSD 系統中植入無線連接和音頻通訊支持功能；3）增加硬件保護機制：）增加硬件保護機制：為穩定機器人的四肢控制，保護機器人本身和機器人周圍的人，將在硬件上確保 Optimus 的安全性。請務必閱讀正文之后的

34、免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 11/29 圖圖13：特斯拉將特斯拉將 FSD 系統應用于人形機器人，并做出適應性修改系統應用于人形機器人，并做出適應性修改 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 特斯拉在特斯拉在 FSD 系統中嫁接了計算機視覺神經網絡訓練芯片系統中嫁接了計算機視覺神經網絡訓練芯片自研的自研的 Dojo D1 超超級計算芯片。級計算芯片。每個 D1 單元之間無縫連接，相鄰芯片之間的延遲低，訓練模塊實現了更大程度的帶寬保留，實現了高達 9 千萬億次的算力。理論上講，Dojo 超級計算機的性能無上限，實際應用中，與

35、業內其他產品相比同成本下性能提高 4 倍，同能耗下性能提高1.3 倍，占用空間降低 5 倍。圖圖14：特斯拉在特斯拉在 FSD 系統中嫁接系統中嫁接 Dojo D1 超級計算芯片超級計算芯片 數據來源：特斯拉官網，東吳證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 12/29（4）軀干：高度集成傳感器、電池組和冷卻系統）軀干：高度集成傳感器、電池組和冷卻系統 考慮到運動學和量產降本的需求，特斯拉盡量減少機器人四肢所需機電執行器、傳考慮到運動學和量產降本的需求，特斯拉盡量減少機器人四肢所需機電執行器、傳感器的數量，并將傳感

36、器、電池管理和冷卻系統都集成到了軀干部位。感器的數量，并將傳感器、電池管理和冷卻系統都集成到了軀干部位。最新版本 Optimus 的軀干處搭載有容量為 2.3 kWh、52V 的電池組，能夠維持機器人一整天的工作。電池組借鑒了特斯拉電子產品和汽車產品中高度集成的設計，搭載至特斯拉 SoC 系統運行。SoC 系統指的是將一套完整的信息處理系統集成到一塊芯片上，電池組中的單塊芯片可支持所有傳感融合、電池通訊以及充放電管理功能。2.Optimus 亮點及亮點及未來未來進步點并存，看好人形機器人長期成長性進步點并存，看好人形機器人長期成長性 2.1.Optimus 亮點：特斯拉汽車技術完美融合至人形機

37、器人亮點：特斯拉汽車技術完美融合至人形機器人 簡化來看，汽車即為帶有輪子的機器人，因此汽車和人形機器人在底層技術方面有諸多共通之處。特斯拉最為全球汽車龍頭，將諸多汽車技術完美融合到人形機器人上，才能夠使得在 6-8 個月內成功開發出能夠行走承重的人形機器人。（1 1）自動駕駛技術的遷移（視覺識別）自動駕駛技術的遷移（視覺識別+自主導航）：自主導航）：人形機器人自主導航定位是真正實現“擬人”應用的基礎，特斯拉通過汽車自動駕人形機器人自主導航定位是真正實現“擬人”應用的基礎，特斯拉通過汽車自動駕駛技術的遷移快速掌握人形機器人自主導航定位功能。駛技術的遷移快速掌握人形機器人自主導航定位功能。智能機器

38、人的自主導航定位算法包含了機器視覺、定位、導航和避障等核心技術。機器視覺是機器人對外界環境進行描述的過程，表征了機器人對外界環境的理解能力。定位是機器人依托于建圖結果，或與建圖過程同時對自身方位進行準確辨識。導航和避障是機器人自主決策、規劃和控制，從而將自身安全準確地引導至目的地的過程。這與汽車自動駕駛有很多相似之處。在視覺識別方面，在視覺識別方面，特斯拉有非常強的計算機視覺算法和相應的網絡，能夠直接把計算機視覺遷移到機器人上。特斯拉也在努力架構更多的神經網絡，訓練神經元進行高頻率的特征識別，提高機器人的視覺識別功能。在導航和避障方面，在導航和避障方面，通過對機器人進行特定的訓練，讓其記住之前

39、走過的路徑，并結合自動駕駛導航技術，使機器人可以與環境更好地互動，例如在低電量的時候能夠自主去充電。（2 2）車禍安全模擬車禍安全模擬技術的遷移（技術的遷移（安全保障安全保障）：）：人形機器人在工作中碰撞或者摔倒無法避免，特斯拉通過車禍安全模擬人形機器人在工作中碰撞或者摔倒無法避免，特斯拉通過車禍安全模擬技術的遷移技術的遷移，來保證機器人碰撞損壞在可控范圍內來保證機器人碰撞損壞在可控范圍內。特斯拉的車禍安全模擬模型具有強大的物理生產能力和模擬能力，可以實現 3500萬的自由度，所以在 Optimus 的設計中，特斯拉將其應用于機器人損壞控制之上，來保 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀

40、正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 13/29 障機器人硬件的安全性。即使 Optimus 摔倒也最多只會造成表面損傷，而不會影響到核心部件，比如價格昂貴、制作困難的大腦和控制系統等。圖圖15：特斯拉通過車禍安全模擬技術的遷移，來保證機器人碰撞損壞在可控范圍內特斯拉通過車禍安全模擬技術的遷移，來保證機器人碰撞損壞在可控范圍內 數據來源：特斯拉 AI Day，東吳證券研究所 2.2.Optimus 進步點：成本進步點：成本&技術技術&應用場景問題仍待解決應用場景問題仍待解決（1 1）盡管執行器數量有所下降，但）盡管執行器數量有所下降，但硬件硬件成本依舊高昂：成本依

41、舊高昂：在之前發布的報告中我們曾提及，成本問題是阻礙人形機器人量產的重要因素之一，而原因即在于人形機器人自由度極高，相較于傳統的六軸機器人，其對減速器、電機等核心零部件的需求量成倍增加。因此為實現降本市場會著重關注以下三點：是否能夠有更有性價比的新型驅動方式來代替傳統的減速器+電機驅動模式；若仍然使用傳統的機械傳動，能否減少執行器的數量；能否降低減速器和電機的成本。此次新發布的 Optimus 仍然使用減速器+電機的傳統機械驅動模式，并未在傳動方式上做出創新，而減速器和電機的成本在小規模生產的情況下也沒有太大的下降空間。盡管新版 Optimus 在執行器的數量上有所減少（28 個執行器），較概

42、念機的 40 個執行器共減少 12 個。但相對而言，其對核心零部件的需求量仍然是六軸機器人的 4-5 倍，硬件成本依舊較為昂貴。根據上文我們對最新版本 Optimus 的圖解，其上半身包含 8 個伺服電機+減速器關節，2 個線性推桿電機+減速器關節；下半身包含 6 個線性推桿電機+減速器關節；雙手包含 12 個空心杯電機+減速器關節。按照各零部件的市場均價進行測算，則可得在樂觀按照各零部件的市場均價進行測算，則可得在樂觀/中性中性/悲觀情況下，僅僅是執行器的硬件價格就達到悲觀情況下，僅僅是執行器的硬件價格就達到 3 3.6.6/6.9/6.9/1010.1 1 萬元，萬元，人形機器人人形機器人

43、綜合成本難以降低。綜合成本難以降低。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 14/29 圖圖16：在樂觀在樂觀/中性中性/悲觀情況下，悲觀情況下，Optimus 執行器的硬件價格就達到執行器的硬件價格就達到 3.6/6.9/10.1 萬元萬元 數據來源：特斯拉 AI Day 發布會，東吳證券研究所預測 （2 2）人形機器人運動控制能力有待提升：人形機器人運動控制能力有待提升：良好的運動控制是人形機器人真正落地實現應用的重要因素。良好的運動控制是人形機器人真正落地實現應用的重要因素。運動控制范疇中，能夠直立行走僅僅是第一步，在

44、行走中保持平衡，抓取物體時保持穩定性是更大更難的課題。特斯拉在實現機器人運動控制方面進行了很多嘗試。例如特斯拉利用軟件對人類運動進行捕捉后進行可視化處理，形成關鍵幀。然后逐一對軀干，手和腿的位置進行關鍵幀分析，再通過運動學原理映射回人形機器人，從而形成更好的軌跡優化。圖圖17：通過捕捉人類運動進行關鍵幀分析，為機器人設計更優化的運動軌跡通過捕捉人類運動進行關鍵幀分析，為機器人設計更優化的運動軌跡 數據來源：特斯拉 AI Day 發布會，東吳證券研究所 目前目前人形機器人在現實工作中保持平衡仍有很多挑戰人形機器人在現實工作中保持平衡仍有很多挑戰，涉及到多領域的結合。例如需要有足夠好的零部件去支撐

45、機器人的實現動作，需要足夠優化的算法指令來形成軌跡，需要有足夠好的機器視覺和傳感器對周圍世界進行評估。根據會場技術人員披露，請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 15/29 Opitimus 平衡性問題仍需解決，可能需要 18-36 個月時間的開發，主要系人形機器人在實際運行中，不可避免會受到外力干擾，例如被碰撞，地面濕滑等等。但人形機器人很難像人類一樣通過自我學習來應對這些特殊情況，而是需要在數據庫中調用已有的指令，通過算法和硬件的配合來應對。目前特斯拉已經建立起機器人運動數據庫，但面對紛繁復雜的現實世界，還需要更長的時

46、間來擴充數據樣本。（3 3）特斯拉）特斯拉 OptimusOptimus 未實現應用場景的拓展：未實現應用場景的拓展：目前已實現量產的機器人都有著明確的應用場景，而且這些應用場景無論是 To B還是 To C 都有大量的剛性需求，例如工業機器人在工業領域實現的搬運、焊接、點膠等工藝，掃地機器人的家用功能，電力巡檢機器人在電網的應用等等?，F有的人形機器人的主要應用包括商業領域的導覽接待、特殊環境下的搜救搬運等工作，尚無能夠大規模應用的剛需場景。目前頭部人形機器人正在積極尋找有剛需的應用場景，例如優必選目前頭部人形機器人正在積極尋找有剛需的應用場景，例如優必選正在積極探索智能物流、智慧康養等領域人

47、形機器人的應用。正在積極探索智能物流、智慧康養等領域人形機器人的應用。圖圖18：優必選人形機器人優必選人形機器人 To B 端的應用場景，但缺乏剛性需求推動其規?；说膽脠鼍?，但缺乏剛性需求推動其規?；?數據來源：優必選官網，東吳證券研究所 特斯拉特斯拉此次此次發布會中，發布會中，有明確給出的人形機器人大規模應用場景為特斯拉工廠內的有明確給出的人形機器人大規模應用場景為特斯拉工廠內的搬運和上下料等工作，即工業應用中的“基礎性工作”。搬運和上下料等工作，即工業應用中的“基礎性工作”。然而就目前來看，人形機器人然而就目前來看，人形機器人在工業領域“性價比”不足。在工業領域“性價比”不足。以在工業

48、領域實現應用的美國 Digit 雙足機器人為例，其主要用途為在工廠或倉庫內裝載和卸載貨運箱，但其售價高達 25 萬美元，性價比遠低于工業機器人甚至是純人類。綜合而言，此次特斯拉 Optimus 推出的同時，并未展示出有剛需，且人形機器人有性價比的應用場景，期待后續特斯拉在落地應用方面的進一步拓展。2.3.千億藍海市場，人形機器人未來可期千億藍海市場，人形機器人未來可期 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 16/29 綜合而言，盡管人形機器人距離真正實現產業化仍有諸多困難需要克服，我們仍十分看好特斯拉新一代 Optimus

49、 人形機器人，若其能在未來明確市場需求，并且在成本控制和技術水平之間形成有效平衡，就能夠實現商業化的落地和規?；牧慨a。根據全球市場研究機構 Marketsandmarkets 的預測，全球人形機器人市場規模（僅考慮單機）將從 2022 年 15 億美元提升至 2027 年的 173 億美元(按人民幣兌美元 7：1 計算為 1211 億元)，CAGR=63.5%。而而根據特斯拉根據特斯拉 C CEOEO 馬斯克的預計，未來馬斯克的預計，未來全球全球人形機器人數量可達百萬級，最終單臺人形機器人數量可達百萬級，最終單臺成本可能會低于兩萬美成本可能會低于兩萬美元。元。我們按照樂觀/中性/悲觀假設，測

50、算可得至 2030 年全球人形機器人市場空間分別達 750/500/250 億美元，未來可期。具體測算假設如下：1 1）樂觀情況：）樂觀情況：人形機器人降本超市場預期，且在各個工業和家居場景均得到廣泛應用，至 2030 年人形機器人保有量達到 500 萬臺，單臺成本下降至 1.5 萬美元。2 2）中性情況：）中性情況：人形機器人降本順利，在工業場景得到規模應用，并進入部分家居場景，至 2030 年人形機器人保有量達到 250 萬臺，單臺成本為 2 萬美元。3 3）悲觀情況：）悲觀情況：人形機器人降本不及市場預期，僅在少部分工業和家居場景得到應用，至 2030 年人形機器人保有量達到 100 萬

51、臺，單臺成本為 2.5 萬美元.圖圖19：根據研究機構根據研究機構 Marketsandmarkets 預測，預測，2022-2017 年人形機器人市場規模年人形機器人市場規模 CAGR=63.5%圖圖20：按照樂觀按照樂觀/中性中性/悲觀假設，至悲觀假設，至 2030 年全球人形機年全球人形機器人市場空間分別達器人市場空間分別達 750/500/250 億美元億美元 數據來源：Marketsandmarkets，東吳證券研究所 數據來源：東吳證券研究所預測 3.產業鏈視角：核心零部件重要性凸顯產業鏈視角：核心零部件重要性凸顯 人形機器人產業鏈主要分為上中下游三部分。人形機器人產業鏈主要分為上

52、中下游三部分。具體來看，上游為核心軟硬件，硬件主要包括伺服電機、減速器、控制器、傳感器等；軟件包括機器視覺、人機交互、機器學習、系統控制等；中游則是人形機器人本體制造商，國內包括優必選、北京鋼鐵科技、國外包括波士頓動力、美國敏捷機器人、日本豐田、本田、特斯拉等。下游目前還未有 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 17/29 成熟的商業應用，可能的應用場景包括迎賓接待、展廳引導、高?？蒲械?。圖圖21：機器人產業鏈情況機器人產業鏈情況 數據來源：中商產業研究院，東吳證券研究所整理 在此前發布的人形機器人行業深度報告中，我們已

53、經強調過核心零部件的重要性。在此前發布的人形機器人行業深度報告中，我們已經強調過核心零部件的重要性。此次特斯拉此次特斯拉 Optimus 的發布進一步驗證我們的觀點的發布進一步驗證我們的觀點，主要可以體現在兩大方面：1）核）核心零部件成為阻礙量產的關鍵因素：心零部件成為阻礙量產的關鍵因素：上文提及特斯拉此次發布會，超預期的點主要集中在軟件和算法，而阻礙量產的關鍵因素是缺乏高效高性價比的執行器，即以目前電機+減速機+絲杠的運動控制結構，無法兼顧高效率和低成本。2）人形機器人中核心零部件）人形機器人中核心零部件成本占比將會高于傳統工業機器人：成本占比將會高于傳統工業機器人：以傳統工業機器人為例，核

54、心零部件占據了工業機器人整機 70%以上的成本，其中減速器占整機成本約 36%，伺服占整機成本約 24%，控制器占整機約 12%?？紤]到人形機器人自由度更高，所需零部件更多，且未來 3-5 年特斯拉都會作為人形機器人主流量產玩家，而特斯拉軟件和電池基本都有成熟的供應鏈或能夠自制，但核心零部件需要外采，因此核心零部件成本占比可能會高于工業機器人。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 18/29 圖圖22：人形機器人主要部件構成人形機器人主要部件構成 數據來源：優必選官網，東吳證券研究所 機器人核心零部件主要包括精密減速機、交

55、流伺服電機、控制器。精密減速器機器人核心零部件主要包括精密減速機、交流伺服電機、控制器。精密減速器是連接動力源和執行機構的中間機構，具有匹配轉速和傳遞轉矩的作用。伺服電機伺服電機在自動控制系統中，用作執行元件，把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。機器人每個關節運動均需靠伺服電機驅動，以實現多自由度的運動?？刂破骺刂破魇枪I機器人的大腦，對機器人的性能起著決定性的影響。工業機器人控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡，操作順序及動作的時間等。圖圖23：工業機器人核心零部件示意圖工業機器人核心零部件示意圖 圖圖24：機器人產業鏈各環節成本占比機器人產業鏈各環節成本

56、占比 數據來源：Ofweek，東吳證券研究所 數據來源：Ofweek，東吳證券研究所 3.1.精密減速器：機器人生產中壁壘最高的零部件精密減速器：機器人生產中壁壘最高的零部件 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 19/29 3.1.1.精密減速器包含諧波與精密減速器包含諧波與 RV 減速器，其原理與使用場景各有不同減速器，其原理與使用場景各有不同 精密減速器是機器人生產過程中技術壁壘最高的零部件。精密減速器是機器人生產過程中技術壁壘最高的零部件。機器人每個關節運動均需靠伺服電機驅動，伺服電機具有輸出轉速大、輸出扭矩小的特

57、點；而關節結構實際上的需求是輸出轉速小、轉動扭矩大，所以現有伺服電機的輸出不能滿足終端機械本體的運動需求，就需要減速器這一結構進行減速增距。圖圖25：伺服電機輸出與本體需求不匹配，需要減速器進行減速增距伺服電機輸出與本體需求不匹配，需要減速器進行減速增距 數據來源：埃斯頓官網，東吳證券研究所 精密減速器主要包括諧波減速器與精密減速器主要包括諧波減速器與 RV 減速器，但其工作原理和應用場景存在較大減速器，但其工作原理和應用場景存在較大區別：區別：1）諧波減速器：）諧波減速器：由波發生器、柔輪和剛輪組成。當波發生器被放入柔輪內圓時，柔輪產生彈性變形彎曲成橢圓狀，且由于柔輪外側的剛輪比其多 2 個

58、齒，導致柔輪長軸部分正好可以與剛輪的齒輪嚙合，而短軸部分與剛輪的齒輪呈脫離狀態。由于剛輪固定，因此在波發生器逆時針轉動時，柔輪作順時針轉動。當波發生器持續轉動時，柔輪不斷發生變形，兩輪輪齒在嚙入、嚙出的過程中進行錯齒運動，波發生器轉動 180，柔輪正好轉動一個齒數，其轉動角度之比即為減速比。諧波減速器具有以下特點：體積和重量輕：由于諧波齒輪傳動主要構件只有三個，相較 RV 減速器，零部件至少減少 50%，體積和重量均減少 1/3 以上；精度高：由于諧波齒輪為多齒同時嚙合，并且有兩個 180度對稱的齒輪嚙合，因此齒距誤差較小，使位置精度和旋轉精度達到極高的水準；單級傳動比大：波發生器每正時針旋轉

59、 180，柔輪逆時針旋轉 1 個齒數，這也造就了其高傳動比，其單級傳動比可達 50-500 之間。低負載：由于諧波減速器需要借助柔輪變形進行運動傳遞，如果負載過大將導致柔輪變形不均勻，且反復的高速變形使得其比較脆弱，因此其承載力有限。2）RV 減速器：減速器：由兩個減速部構成，在第一減速部中，輸入軸的旋轉從輸入齒輪傳遞到直齒輪，按齒數比進行減速；在第二減速部中，有一個曲柄軸與直齒輪相連接，在 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 20/29 曲柄軸的偏心部分，通過滾動軸承安裝 RV 齒輪，曲柄軸會帶動 RV 減速機做偏心運

60、動，當曲柄軸轉動一周，RV 齒輪就會沿與曲柄軸相反的方向轉動一個齒，從而達到減速效果。RV 減速器與諧波減速器一樣，具有精度高、單機傳動比大等特點；但相較于諧波減速器，RV 減速器組成更加復雜，導致體積和重量較大，且由于不存在變形運動因此具有更高的剛性和扭矩承載能力，主導重負載精密減速器領域。圖圖26：精密減速器包括諧波減速器與精密減速器包括諧波減速器與 RV 減速器，但其工作原理和應用場景存在區別減速器，但其工作原理和應用場景存在區別 數據來源：綠的諧波招股書，東吳證券研究所整理 基于以上分析，由于諧波減速器承載力有限，但重量、體積較??；RV 減速器具有更高的承載力，但重量、體積較大，因此兩

61、種減速器短期內呈現互補、而非替代關系。一般來講，負載 10kg 以下工業機器人主要使用諧波減速器；10-20kg 高負載的工業機器人小臂、手腕關節可以采用諧波減速器；負載 30kg 以上的，在其輕負荷的末端關節上也能夠使用諧波減速器；而如基座、大臂、肩部等重負載部位多使用 RV 減速器。而在人形機器人的特殊應用場景下，我們判斷應該會同時或單一使用到諧波減速器和 RV 減速器，甚至是行星減速器，但數量和具體使用部位會與每家公司的設計息息相關。3.1.2.全球精密減速器被日本壟斷，近年國產化率逐步提升全球精密減速器被日本壟斷，近年國產化率逐步提升 從競爭格局來看，全球機器人減速器市場呈現高度集中狀

62、態，幾乎被哈默納科和納從競爭格局來看，全球機器人減速器市場呈現高度集中狀態，幾乎被哈默納科和納 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 21/29 博特斯克壟斷。博特斯克壟斷。工業機器人減速器市場分析與產業供需格局研究報告（2018 年）顯示，日本納博特斯克是生產 RV 減速器的世界巨頭，約占 60%的全球減速器市場份額；哈默納科則是諧波減速器領域的龍頭，約占 15%的全球減速器市場份額。除此之外，日本住友 RV 減速器和新寶諧波減速器合計占全球 10%市場份額，全球減速器市場呈現出日本企業高度集中的局面。國內減速器市場得益

63、于綠的、雙環等龍頭的帶動，近年來國產化率持續提升。國內減速器市場得益于綠的、雙環等龍頭的帶動，近年來國產化率持續提升。根據高工機器人研究統計，諧波減速器方面，2021 年日本哈默納科和新寶在中國的銷量市占率分別同比下滑 1.5pct和 1.6pct，綠的諧波銷量市占率同比提升 3.7pct；RV 減速器方面，2021 年納博特斯克在中國的銷量市占率同比下滑 3.0pct，雙環傳動銷量市占率同比提升5.75pct。從產品類型來看，技術難度相對較低的諧波減速器國產化進程相對迅速。圖圖27：2020 年諧波減速器國內市場銷量占比年諧波減速器國內市場銷量占比情況情況 圖圖28：2021 年諧波減速器國

64、內市場銷量占比情況年諧波減速器國內市場銷量占比情況 數據來源：高工機器人研究所，東吳證券研究所 數據來源：高工機器人研究所，東吳證券研究所 圖圖29：2020 年年 RV 減速器國內市場銷量占比情況減速器國內市場銷量占比情況 圖圖30：2021 年年 RV 減速器國內市場銷量占比情況減速器國內市場銷量占比情況 數據來源：高工機器人研究所，東吳證券研究所 數據來源：高工機器人研究所，東吳證券研究所 關鍵參數指標相近，實際使用性能仍有較大差距。關鍵參數指標相近，實際使用性能仍有較大差距。在比較國內外各品牌同類產品的哈默納科37%綠的諧波21%新寶9%來福6%福德5%大族4%其它18%哈默納科36%

65、綠的諧波25%來福8%新寶7%同川6%大族4%福德4%其它10%納博特斯克55%雙環傳動9%住友7%中大力德6%南通振康5%珠海飛馬4%秦川2%其它12%納博特斯克52%雙環傳動15%住友5%珠海飛馬4%中大力德4%南通振康4%智同3%秦川3%其它10%請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 22/29 指標時，可以發現傳動精度、減速比、扭矩剛度等關鍵指標參數已十分接近，但真實差距體現在指標之外，在真實使用過程中，壽命、精度、故障率等方面仍有較大差距。根據我們的產業鏈調研，以哈默納科和國內品牌為例，實際使用差距主要體現在兩方

66、面：1）哈默納科諧波減速器在其全生命周期中可保持零故障，而國內品牌仍有故障率；2）在相同環境下，哈默納科諧波減速器的壽命是國內減速器的 1-2 倍，在越惡劣的工況下壽命差距越大。圖圖31：國內外各品牌同型號諧波減速器關鍵參數對比國內外各品牌同型號諧波減速器關鍵參數對比 數據來源：高工機器人整理，東吳證券研究所 圖圖32：國內外各品牌同型號國內外各品牌同型號 RV 減速器關鍵參數對比減速器關鍵參數對比 數據來源：高工機器人整理，東吳證券研究所 3.1.3.考慮到人形機器人需求，考慮到人形機器人需求，2025 年全球諧波減速器市場空間有望達年全球諧波減速器市場空間有望達 147.5 億元億元 工業

67、機器人、協作機器人為諧波減速器提供基礎市場，人形機器人提供增量市場。工業機器人、協作機器人為諧波減速器提供基礎市場，人形機器人提供增量市場。工業機器人：根據 IFR 預測，2020-2025 年全球工業機器人銷量 CAGR=8%；協作 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 23/29 機器人：人機交互需求提升+資本涌入，市場規模加速膨脹，根據 IFR 預測 2020-2025 年全球協作機器人銷量 CAGR=21%；人形機器人：根據我們對目前產業形式的判斷，保守預計至 2025 年人形機器人銷量為 50 萬臺，與工業機器人

68、相當。按照一臺工業機器人搭載按照一臺工業機器人搭載 3.5 臺，一臺協作機器人搭載臺，一臺協作機器人搭載 7 臺諧波減速器來計算，臺諧波減速器來計算，一一臺人形機器人搭載臺人形機器人搭載 10 臺諧波減速器計算。人形機器人搭載諧波減速器數量假設如下：臺諧波減速器計算。人形機器人搭載諧波減速器數量假設如下：以特斯拉 Optimus 為例，全身搭載 28 臺減速器，其中我們判斷下肢及腰部 8 個減速器大概率使用負載能力較強的 RV 減速器。而上身+手部的 20 臺減速器大概率會使用諧波減速器，部分關節還可能會使用行星減速器。諧波和行星減速器均有體積小的特點，但諧波減速器精度較高，不耐沖擊；而行星減

69、速器精度較低，耐沖擊，機器人制造商可能會視情況選擇部分行星減速器。再考慮到為實現降本，機器人制造商會不斷努力減少執行器數量，因此我們保守估計一臺人形機器人將搭載 10 臺諧波減速器。綜合測算下可得 2022-2025 年全球機器人用諧波減速器需求量將分別達182/299/467/738 萬臺，CAGR=59.5%。再按照諧波減速器單價約 2000 元/臺測算，則可得 2022-2025 年全球機器人用諧波減速器市場規模將分別達 36.3/59.8/93.4/147.5 億元。圖圖33：考慮人形機器人需求，考慮人形機器人需求，2025 年全球諧波減速器市場空間有望達年全球諧波減速器市場空間有望達

70、 147.5 億元億元 數據來源：IFR，東吳證券研究所測算 3.2.控制器控制器&伺服系統：機器人實現運動功能的核心部件伺服系統：機器人實現運動功能的核心部件 機器人的運動控制主要通過控制器和伺服系統共同完成，而伺服系統機器人的運動控制主要通過控制器和伺服系統共同完成，而伺服系統主要包括伺服主要包括伺服驅動器和伺服電機。驅動器和伺服電機。運動控制上游包括各類電子元器件，如 PCB 面板、IC 芯片、晶體管、電阻電容等，中游核心部件包含運動控制器、伺服驅動器、伺服電機，下游運用于 請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 24

71、/29 工業機器人、半導體、機床等各行各業。圖圖34：運動控制系統應用原理運動控制系統應用原理 數據來源：雷賽智能招股書，東吳證券研究所 3.2.1.控制器：機器人運動控制的“大腦”控制器：機器人運動控制的“大腦”運動控制器是根據指令和傳感信息控制機器人完成任務的裝置，由控制板卡和算法運動控制器是根據指令和傳感信息控制機器人完成任務的裝置，由控制板卡和算法控制軟件組成，技術路線包括控制軟件組成，技術路線包括 PLC、PC-based 和嵌入式控制器三種。和嵌入式控制器三種。其中 PC-Based 能夠實現更為復雜的運動控制，目前已成為發展最快的運動控制器，隨著下游工業機器人、半導體等行業對運動

72、控制要求的提高，PC-Based 控制將迎來更為廣闊的發展。圖圖35：控制器分類及特點介紹控制器分類及特點介紹 數據來源：雷賽智能招股書，東吳證券研究所 控制器作為機器人的大腦，對機器人的運動性能起著決定性的影響?？刂破髯鳛闄C器人的大腦，對機器人的運動性能起著決定性的影響。工業機器人控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡，操作順序及動作的時間等。而對于不同類型的機器人，其控制器類型與設計方案也有所不同。例如直角坐標機器人售價低，運動控制相對簡單，多采用工控機+運動控制卡的方案；而在多關節機器人和SCARA 的場景下，由于機器人結構緊湊，運動控制較為復雜，多采用示教器+嵌入式控制

73、器的方案。近年來隨著工業機器人的市場擴張，機器人控制器市場需求也穩步增長。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 25/29 根據中商產業研究院統計，2022 年國內工業機器人控制器市場規模有望達 16.2 億元，2017-2022 年復合增長率為 9.1%。圖圖36：2022 年國內工業機器人控制器市場規模有望達年國內工業機器人控制器市場規模有望達16 億元億元 圖圖37：控制器多為機器人廠商自制，國內機器人控制器控制器多為機器人廠商自制，國內機器人控制器市場四大家族合計市場份額占有率超過市場四大家族合計市場份額占有率超過

74、 50%（2020 年）年）數據來源：中商產業研究院，東吳證券研究所 數據來源：埃夫特招股書，東吳證券研究所 工業機器人控制器多為本體廠商自制，競爭格局與本體類似。工業機器人控制器多為本體廠商自制，競爭格局與本體類似。目前國外主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎上進行自主研發，以四大家族和國內主流品牌為例，已均基本實現自主生產。因此從競爭格局來看，工業機器人控制器市場份額與工業機器人匹配，2020 年四大家族合計市場份額占有率達到 50%以上。國內外差距主要集中于軟件算法，近年來國內企業加速布局。國內外差距主要集中于軟件算法，近年來國內企業加速布局。從產品差距來看主要體現在

75、軟件和算法方面，采用的硬件平臺與國外差距不大。一方面國外品牌天然具有先發優勢；另一方面軟件算法等二次開發需要大量的經驗積累，而國外品牌工業機器人占據市場主導地位，能夠在更多更高端的場景下進行開發試錯，因而能夠更加迅速的成長迭代。近年來國內企業加速布局控制器市場，例如埃斯頓收購 TRIO，埃夫特戰略投資 ROBOX，并成立子公司瑞博思，逐步追趕國外品牌的步伐。圖圖38：國內企業加速布局工業機器人控制器國內企業加速布局工業機器人控制器 數據來源：埃夫特招股書，東吳證券研究所 10.511.812.112.714.716.212%3%5%16%10%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%

76、024681012141618201720182019202020212022E國內工業機器人控制器市場規模（億元）yoy(%)請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 26/29 3.2.2.伺服系統：機器人運動控制的“神經系統”伺服系統：機器人運動控制的“神經系統”伺服系統主要包括伺服驅動器和伺服電機，是工業自動化設備的“神經系統”。伺服系統主要包括伺服驅動器和伺服電機，是工業自動化設備的“神經系統”。伺服系統是指以物體的位置、方位、狀態等控制量組成的，能夠跟隨任意變化的輸入目標或給定量的自動控制系統，主要包括驅動器和電機

77、兩部分。伺服系統可按照控制命令的要求，對功率進行放大、變換與調控等處理，通過驅動裝置對電機輸出力矩、速度和位置的控制量，最終形成的機械位移能準確地執行輸入指令要求。伺服系統決定了自動化機械的精度、控制速度和穩定性，因此是工業自動化設備的核心。下游需求升級，市場規模逐步擴大。下游需求升級，市場規模逐步擴大。伺服行業下游應用行業隨高精密設備需求的不斷提升，實現了從紡織、包裝、印刷等傳統領域向電子設備制造、工業機器人等新興領域的轉移。2019 年，電子半導體、機床和工業機器人是伺服應用最主要的三大市場，占比達到 36%。隨著伺服系統下游應用的轉型升級，市場規模也在逐步擴大。根據中商產業研究院測算，2

78、022 年國內伺服系統市場規模有望達 286 億元，2017-2022 年復合增長率為 24.1%。圖圖39：2019 年伺服系統下游應用領域占比年伺服系統下游應用領域占比 圖圖40：國內伺服系統市場規模及增速國內伺服系統市場規模及增速 數據來源：MIR，東吳證券研究所 數據來源：中商產業研究院，東吳證券研究所 外商占據半壁江山，國產奮起直追。外商占據半壁江山，國產奮起直追。由于內資品牌在技術儲備、產品性能、質量、品類上和國外品牌存在一定的差距，且電機編碼器芯片依賴進口，國產伺服電機尚不能完全替代國外品牌，歐美和日系品牌仍然壟斷著中高端伺服系統市場。2019 年，松下、安川、三菱三大日系品牌就

79、占據國內伺服系統全部市場份額的約 45%，西門子、博世力士樂、貝加萊等歐美系品牌主要把握高端市場，部分歐美品牌推出中端產品。隨著國內電機制造水平的大幅提升，交流伺服技術也逐漸為越來越多的國內廠家所掌握，同時交流伺服系統上游芯片和各類功率模塊的不斷進行技術升級，促成了國內伺服驅動器廠家在短短的不足十年時間里實現了從起步到全面擴展的發展態勢。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 27/29 圖圖41：2015 年國內伺服系統主要供應商市場份額年國內伺服系統主要供應商市場份額 圖圖42：2019 年國內伺服系統主要供應商市場份額

80、年國內伺服系統主要供應商市場份額 數據來源：工控網，東吳證券研究所 數據來源：MIR，東吳證券研究所 相較于通用伺服，相較于通用伺服，機器人用伺服系統對性能等各方面要求更高。機器人用伺服系統對性能等各方面要求更高。機器人伺服系統通常指用于多軸運動控制的精密伺服系統，其對伺服系統的反應速度、體積、性能等諸多方面均提出更高的要求。（1）快速響應性：）快速響應性：機器人工作節拍快，對伺服系統的反應靈敏性要求更高，一般以伺服電機的機電時間常數的大小來反應伺服電機快速響應的性能；（2）高負載運作：）高負載運作：由于大型工業機器人負載量十分大，因此要求機器人的伺服電機的起動轉矩大，轉動慣量小，有足夠的起動

81、轉矩慣量比。此外工業機器人會進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并可能在短時間內承受數倍過載；（3）體積質量?。海w積質量?。簽榕浜瞎I機器人的體型，伺服電機必須體積小、質量小、軸向尺寸短，并且還要經受得起苛刻的，可進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內承受數倍過載。正是由于機器人對伺服系統的更高要求，相較于通用伺服，國內外機器人用伺服系正是由于機器人對伺服系統的更高要求，相較于通用伺服，國內外機器人用伺服系統的技術差距更大，這也直接影響到國內外工業機器人性能和穩定性的差距。統的技術差距更大，這也直接影響到國內外工業機器人性能和穩定性的差距。近年來匯川技術、埃斯頓、廣州數控設備等較大規

82、模伺服電機品牌涌現，目前在中低端伺服領域已經可以實現大規模量產，市場占有率不斷提升，并不斷投入研發向高端伺服系統邁進。4.投資建議投資建議 重點推薦【綠的諧波】突出重圍的國產機器人龍頭，【埃斯頓】玉汝于成，國產機器人集大成者，【匯川技術】變革賦能，國產電控&工控龍頭（東吳電新組覆蓋）；建議關注【雙環傳動】高精度齒輪龍頭，RV 減速機開啟第二成長曲線。請務必閱讀正文之后的免責聲明部分請務必閱讀正文之后的免責聲明部分 東吳證券研究所東吳證券研究所 行業深度報告 28/29 表表2：相關公司估值情況（截至相關公司估值情況（截至 2022.9.30 收盤價）收盤價）股票股票 代碼代碼 公司公司 名稱名

83、稱 市值市值 股價股價 歸母凈利潤歸母凈利潤（億元）（億元）PE 投資投資 建議建議（億元）（億元）（元）（元）2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 688017.SH 綠的諧波 198.5 334.7 2.4 3.5 4.8 124 86 64 重點推薦 002747.SZ 埃斯頓 28.3 246.0 2.2 3.4 4.9 95 63 45 重點推薦 300124.SZ 匯川技術 66.1 1,744.6 43.0 56.1 73.0 41 31 24 重點推薦 002472.SZ 雙環傳動 39.6 307.8 5.4 7.7 10.3 58 41 3

84、0 建議關注 平均平均 79 55 41 數據來源：Wind，東吳證券研究所 注：綠的諧波、埃斯頓為東吳機械組預測，匯川技術為東吳電新組預測，雙環傳動為 Wind 一致預期。5.風險提示風險提示（1）人形機器人產業化不及預期：）人形機器人產業化不及預期：人形機器人仍處于發展初期階段，若產業化應用場景不足，則會導致人形機器人產業化不及預期。（2）核心零部件國產化不及預期：）核心零部件國產化不及預期：人形機器人對于產業鏈要求較高，若國產零部件廠商產品性能提升不及預期，無法滿足人形機器人使用需求，則可能導致零部件國產化不及預期。（3）人形機器人或存在輿論阻力：）人形機器人或存在輿論阻力：人形機器人自

85、誕生以來就伴隨著諸多輿論壓力，不同人群對于人形機器人的看法也有差異，若輿論阻力巨大，或導致人形機器人推廣不及預期。免責及評級說明部分 免責聲明免責聲明 東吳證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準，已具備證券投資咨詢業務資格。本研究報告僅供東吳證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議，本公司不對任何人因使用本報告中的內容所導致的損失負任何責任。在法律許可的情況下，東吳證券及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易，還可能為這些公司提供投資銀行服務或其

86、他服務。市場有風險，投資需謹慎。本報告是基于本公司分析師認為可靠且已公開的信息，本公司力求但不保證這些信息的準確性和完整性，也不保證文中觀點或陳述不會發生任何變更，在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本報告的版權歸本公司所有，未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制和發布。如引用、刊發、轉載，需征得東吳證券研究所同意，并注明出處為東吳證券研究所，且不得對本報告進行有悖原意的引用、刪節和修改。東吳證券投資評級標準：公司投資評級：買入：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤在 15%以上；增持：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤介于 5%與 15%之間；中性：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤介于-5%與 5%之間；減持：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤介于-15%與-5%之間；賣出：預期未來 6 個月個股漲跌幅相對大盤在-15%以下。行業投資評級：增持：預期未來 6 個月內，行業指數相對強于大盤 5%以上；中性：預期未來 6 個月內，行業指數相對大盤-5%與 5%；減持：預期未來 6 個月內，行業指數相對弱于大盤 5%以上。東吳證券研究所 蘇州工業園區星陽街 5 號 郵政編碼：215021 傳真：（0512）62938527 公司網址：http:/