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1、AIAI浪潮下一站:具身智能浪潮下一站:具身智能證券研究報告研究助理卞學清執業證書:S0600121070043聯系方式:證券分析師張良衛執業證書:S0600516070001聯系方式:2023年5月23日1核心觀點核心觀點科技巨頭站臺科技巨頭站臺,人形機器人與人形機器人與“具身智能具身智能”再受關注再受關注。特斯拉2023年股東會上,馬斯克表示,人形機器人將是今后特斯拉主要的長期價值來源,“如果人形機器人和人的比例是2比1左右,那么人們對機器人的需求量可能是100億乃至200億個,遠超電動車的數量”。英偉達創始人黃仁勛在ITFWorld 2023半導體大會上也表示,AI下一個浪潮將是“具身智
2、能”?!熬呱碇悄芫呱碇悄堋币庵赣猩眢w并支持物理交互的智能體意指有身體并支持物理交互的智能體,人形機器人為標桿產品人形機器人為標桿產品。具身智能,首先需要聽懂人類語言,分解任務、規劃子任務,移動中識別物體,與環境交互,最終完成任務。我們認為人形機器人很好的契合了具身智能的要求,有望成為標桿應用。機器人研究的關鍵在于讓機器人適應人類環境,最終走進千家萬戶的生活(工業、餐飲、醫療等多領域)。人形機器人有望率先在B端上量,最終打開C端市場。遠期市場空間可觀。感知感知、運動運動、交互為三大模塊交互為三大模塊,重視機器視覺領域發展重視機器視覺領域發展。減速器、電機、控制器、傳感器為核心零部件,前兩者構成機
3、器人的關節,在價值量上占據大頭;傳感器是實現具身智能的基礎,作為“軟硬結合”的核心零組件,后續多模態GPT的發展同樣離不開傳感器,因此同樣值得重視。投資建議:投資建議:產業鏈仍處早期,建議關注戰略性環節。1)核心成本項,減速器(綠的諧波)、電機(鳴志電器)、動力裝置(兆威機電);2)傳感器&機器視覺(韋爾股份、思特威-W、宇瞳光學、奧普特、天準科技)風險提示:風險提示:人形機器人降成本速度低于預期;ChatGPT技術發展不完善、應用不及預期;AI基礎設施不及預期;AI倫理風險等2PZ9YtXhUlXsQoMnQ8ObPaQnPrRsQsRlOpPmRfQpNmQ9PqQvMwMmRpOxNnM
4、nP目錄目錄一、人形機器人概覽,投資前景廣闊二、市場:補充勞力-簡單家務-情感交流三、核心零部件梳理:減速器國產實現替代可能性最大四、感知模塊值得關注:攝像頭/機器視覺廠商存良機五、投資建議&風險提示3一、人形機器人概覽一、人形機器人概覽1.1.機器人概述:應用場景逐漸泛化,由“自動化”向“智能化”演進1.2.機器人可分為工/服二類,人形機器人更偏向服務機器人1.3.人形機器人靈活性強、親和力高,前景廣闊,但尚需技術攻關1.4.國內外科技公司入局人形機器人,投資前景廣闊41.1.機器人概述:應用場景逐漸泛化,且由“自動”向“智能”演進機器人概述:應用場景逐漸泛化,且由“自動”向“智能”演進資料
5、來源:資料來源:IFRIFR、東吳證券研究所、東吳證券研究所機器人是具備一定程度自主能力的可編程多功能操作機機器人是具備一定程度自主能力的可編程多功能操作機。根據美國機器人協會,機器人是一種可編程和多功能的操作機,或是為了執行不同任務而具可編程動作的專門系統。機器人的應用場景逐漸泛化機器人的應用場景逐漸泛化,覆蓋更多客戶覆蓋更多客戶。最初的機器人的核心功能是替代人替代人進行重復的、危險的工作,同時提高效率與精度;之后以“服務人服務人”為功能的機器人走入人們的眼簾,用于迎賓接待等與人類距離更近的場景,娛樂/掃地機器人等大規模進入家庭;接著其高精度的特性被用于物流、醫療,自動取件自動取件、輔助護理
6、機器人輔助護理機器人開始出現。機器人逐步由機器人逐步由“自動化自動化”向向“智能化智能化”演進演進。機器人的發展經歷了三代的演進,第一代為程序控制機器人:通過編程或示教將動作指令輸入機器人中,而由于缺乏外部傳感器,機器人只能刻板地完成程序規定的動作,一旦環境情況略有變化,機器人的工作就會出現問題;第二代為自適應機器人:其帶有視覺、力覺等傳感器,能據傳感器獲得的信息調整工作狀態;第三代為智能機器人:其擁有更豐富的傳感器,不僅能獲取并處理外部綜合信息,甚至能據此自己制定行動目標,其智能主要其智能主要體現在感知交互體現在感知交互、獨立決策獨立決策、自我優化三個方面自我優化三個方面。圖表:機器人演進歷
7、程圖表:機器人演進歷程大部分是具有機械傳動系統的人形裝置,借助人工操縱或發條,移動身體的部位1900以前1954第一個工業機器人機械臂Unimate問世,1961年進入生產線,用于承擔危險工作60年代-70年代工業機器人走向產業化,同時具有視覺、觸覺、肢體控制系統的機器人開始出現80年代機器人特別是機器人玩具進入主流消費市場90年代外科手術機器人、火星漫游機器人和多種機器人寵物出現21世紀00年代出現人形機器人、四腿軍用負重機器人10年代至今控制技術更加精細51.2.機器人可分為工機器人可分為工/服二類,人形機器人更偏向服務機器人服二類,人形機器人更偏向服務機器人資料來源:資料來源:IFRIF
8、R、東吳證券研究所、東吳證券研究所機器人一般分為工業機器人機器人一般分為工業機器人、服務機器人兩大類服務機器人兩大類,對應著不同的應用場景與結構要求對應著不同的應用場景與結構要求。IFR將機器人分為工業/服務機器人兩種大類,前者“運用在工業自動化中,以自動化控制、可編程、多功能、三軸以上為特點,基于搬運、焊接、噴涂、裝配等不同用途裝配特定的末端執行器”。后者則為半自主或全自主工作的機器人,它能完成有益于人類的服務工作,但不包括從事生產。自動化自動化、消費升級不斷擴展著對兩類機器人的需求消費升級不斷擴展著對兩類機器人的需求,且服務機器人市場規模的增速更大且服務機器人市場規模的增速更大。數據受限,
9、工業機器人的市場規模使用“年安裝量”衡量,服務機器人則使用“年銷售量”衡量,口徑不一,但能大抵反映出兩類機器人的規模增速。資料來源:資料來源:IFRIFR、中國電子協會、東吳證券研究所、中國電子協會、東吳證券研究所圖表:全球工業機器人市場規模圖表:全球工業機器人市場規模圖表:全球服務機器人市場規模圖表:全球服務機器人市場規模1.2.1.1.2.1.機器人分類及市場規模機器人分類及市場規模61.2.機器人可分為工機器人可分為工/服二類,人形機器人更偏向服務機器人服二類,人形機器人更偏向服務機器人1.2.2.1.2.2.工業機器人工業機器人資料來源:資料來源:IFRIFR、東吳證券研究所、東吳證券
10、研究所按照工作類型劃分按照工作類型劃分,搬運搬運、焊接工業機器人年安裝量最高焊接工業機器人年安裝量最高。按照工作類型,工業機器人可分為:搬運、焊接、組裝等幾類,根據IFR,搬運、焊接機器人的全球年安裝量最高,這體現出這二者在不同行業都將用到,且相關技術較成熟。工業機器人主要應用領域:以電子工業機器人主要應用領域:以電子、汽車等大批次汽車等大批次、高精度高精度、標準化的作業場景居首標準化的作業場景居首。工業機器人負載大、精度高、前期固定成本高,故在需要進行大批次、標準化作業的領域中更受歡迎。根據IFR,工業機器人在電子、汽車行業的安裝量最高。例如特斯拉、上汽工廠的自動化率都已非常高,依靠機械臂即
11、可完成絕大部分車身組裝工作。但應注意到但應注意到,汽車行業新安裝機器人數近年逐年遞汽車行業新安裝機器人數近年逐年遞減減,這可能說明這一行業的自動化水平接近瓶頸值這可能說明這一行業的自動化水平接近瓶頸值,未來增量空間較少。資料來源:資料來源:IFRIFR、中國電子協會、東吳證券研究所、中國電子協會、東吳證券研究所圖表:不同工種工業機器人年安裝量(千臺)圖表:不同工種工業機器人年安裝量(千臺)圖表:主要領域工業機器人年安裝量(千臺)圖表:主要領域工業機器人年安裝量(千臺)71.2.機器人可分為工機器人可分為工/服二類,人形機器人更偏向服務機器人服二類,人形機器人更偏向服務機器人1.2.3.1.2.
12、3.服務機器人服務機器人資料來源:資料來源:IFRIFR、東吳證券研究所、東吳證券研究所服務機器人可分為專業服務服務機器人可分為專業服務/家庭服務機器人兩類家庭服務機器人兩類,前者技術難度更大前者技術難度更大,價格與利潤更高價格與利潤更高。專業服務機器人使用在商業場景,如物流配送、醫療等,而家庭服務機器人用于家庭教育、娛樂或簡單家務。專業服務機器人面向B端,且價格較高,故其銷量不如家庭機器人。例如根據IFR,2020年專業服務機器人銷售13.18萬臺,而家庭服務機器人銷售1900萬臺,遠多于前者,但前者創造營收67億,后者只有44億。疫情創造了很多疫情創造了很多B B端服務機器人需求端服務機器
13、人需求,如消毒如消毒/送餐送餐/核酸檢測機器人核酸檢測機器人,再隨著人再隨著人形機器人上市形機器人上市,專業服務機器人市場規模預計還將擴大專業服務機器人市場規模預計還將擴大。從應用領域看從應用領域看,物流配送物流配送、專業清潔專業清潔、醫療醫療、接待等在專業服務機器人的銷量里占比較高接待等在專業服務機器人的銷量里占比較高。這些領域中,有些領域本需多個服務機器人的工作可由一個人形機器人完成有些領域本需多個服務機器人的工作可由一個人形機器人完成,如物流配送、專業清潔,有有些領域中人形機器人的親和力將帶來服務效果的提升些領域中人形機器人的親和力將帶來服務效果的提升,如醫療、接待領域。由此來看由此來看
14、,人形機器人人形機器人對于專業服務機器人有較強的滲透空間對于專業服務機器人有較強的滲透空間。資料來源:資料來源:IFRIFR、中國電子協會、東吳證券研究所、中國電子協會、東吳證券研究所圖表:專業服務機器人應用領域分布(圖表:專業服務機器人應用領域分布(20192019)圖表:專業服務機器人應用領域分布(圖表:專業服務機器人應用領域分布(20202020)81.3.人形機器人靈活性強、親和力高,前景廣闊,但尚需技術攻關人形機器人靈活性強、親和力高,前景廣闊,但尚需技術攻關1.3.1.1.3.1.人形機器人概述資料來源:各公司官網、東吳證券研究所資料來源:各公司官網、東吳證券研究所特點:雙足是挑戰
15、也是機遇特點:雙足是挑戰也是機遇,親和力為主打特色親和力為主打特色。人形機器人具有兩大明顯特點:使用雙足而非輪子進行行走,這不僅減緩了移動速度,更陡增了保持平衡的難度,但雙足卻讓機器人得以通過坎坷嶙峋的地帶,或是上樓梯爬斜坡,而這在搜救、物流遞送、家庭服務等場景將大放異彩;類人的外表為它賦予了親和力,由此,它能使“服務人”的工作順利開展。難點:智能交互難點:智能交互、自主行動尚待技術攻關自主行動尚待技術攻關。由于研發難度極高,人形機器人被譽為服務機器人皇冠上的明珠。當前已發布的人形機器人,大部分可由人通過操作軟件操縱其移動,一部分可基于設定的目標自動規劃最短路線,如Atlas、Walker,但
16、還幾乎沒有機器人可以自行決策要做的事。同樣,在人機交互上,部分機器人可與人進行對答,但可能是基于預設語言庫,還幾乎沒有機器人能與人類進行雙向的、自主的交流。以上兩種以上兩種“自主性自主性”,更符合人們對于機器人的期待更符合人們對于機器人的期待,而半自主性而半自主性、全自主性機器人也確實是技術研發者前進的目標之一全自主性機器人也確實是技術研發者前進的目標之一。資料來源:資料來源:IFRIFR、中國電子協會、東吳證券研究所、中國電子協會、東吳證券研究所圖表:雙足、親和力為人形機器人特色圖表:雙足、親和力為人形機器人特色圖表:當前機器人由圖表:當前機器人由L3L3向向L4L4發展,自主性尚待提升發展
17、,自主性尚待提升人形機器人一般機器人91.3.人形機器人靈活性強、親和力高,前景廣闊,但尚需技術攻關人形機器人靈活性強、親和力高,前景廣闊,但尚需技術攻關1.3.2.1.3.2.典型人形機器人功能完善度劃分資料來源:各公司官網、東吳證券研究所資料來源:各公司官網、東吳證券研究所10資料來源:各公司官網、東吳證券研究所資料來源:各公司官網、東吳證券研究所探索階段,功能較簡單具有獨到功能,但其余方面存在短板或總體自主性高,或細分功能極領先19731973全球首臺人形機器人WABOTWABOT-1 1,行動能力較弱西北太平洋國家實驗室研制MannyManny,可模擬人類的復雜運動、身體機能19891
18、98920142014軟銀PepperPepper宣稱可感知人類情感并感知人類情感并回應回應。但其所做回應來自預先設定,較為有限,且運動能力較薄弱。漢森-索菲婭索菲婭面部表情逼真,通過觀察面面部表情逼真,通過觀察面部、識別語言來理解情感,部、識別語言來理解情感,作出回應作出回應。但運動能力不突出,且對話交互受質疑,人們認為技術不可能達此水平2015201520182018DisneyStuntronicsStuntronics電子動畫特技替身,能精確地控能精確地控制身體而在空中制身體而在空中做出各種設定動做出各種設定動作作這一技能幾經迭代、爐火純青,但應不具備其他智能。20162016優必選W
19、alkerWalker復雜地形自適應快速行走、自主規劃路徑,具備半自主具備半自主移動能力移動能力。同時,具備41個伺服電機的它動作柔動作柔軟精準,能進行靈軟精準,能進行靈活操作活操作;又能感知能感知人類情緒,并通過人類情緒,并通過面部表情與語言進面部表情與語言進行回應行回應。DigitDigit,物流倉庫進行高效配送2018201820162016波士頓動力-AtlasAtlas,當前Atlas已推出第三版可以在實時感受環實時感受環境后,從動作庫中境后,從動作庫中選擇最合適的動作選擇最合適的動作,進而進行高難度進而進行高難度的空翻、跳躍等跑的空翻、跳躍等跑酷動作酷動作。目前,Atlas運動能力
20、在運動能力在人形機器人中首屈人形機器人中首屈一指一指,這些驅動、平衡技術也被運用在了波士頓動力的機器狗中。1.4.國內外科技公司入局人形機器人,投資前景廣闊國內外科技公司入局人形機器人,投資前景廣闊資料來源:特斯拉資料來源:特斯拉AIAI日、東吳證券研究所日、東吳證券研究所尺寸及外形尺寸及外形:特斯拉人形機器人身高5尺8寸,約1.73米,頭部帶有顯示屏,用以展示信息。視覺感知模塊視覺感知模塊:沿用在其汽車上已較為成熟的Autopilot系統作為視覺傳感器,共8個攝像頭。重要芯片重要芯片:采用FSD computer作為主控核心,搭載DOJO D1芯片,大幅提升機器學習效率。驅動電機驅動電機:共
21、搭載40個驅動電機,胳膊12個,脖子2個,軀干2個,雙手12個,雙腿12個。結構件與其他信息結構件與其他信息:以輕量材料打造,最高時速達5英里/小時。圖表:特斯拉機器人尺寸、載重與速度參數圖表:特斯拉機器人尺寸、載重與速度參數圖表:特斯拉機器人基本配件圖表:特斯拉機器人基本配件圖表:特斯拉機器人尺寸、載重與速度參數圖表:特斯拉機器人尺寸、載重與速度參數1.4.1.1.4.1.特斯拉人形機器人即將問世特斯拉人形機器人即將問世141.4.國內外科技公司入局人形機器人,投資前景廣闊國內外科技公司入局人形機器人,投資前景廣闊資料來源:小米官網、東吳證券研究所資料來源:小米官網、東吳證券研究所尺寸:尺寸
22、:177cm,52kg視覺感知:視覺感知:搭載自研的Mi Sense視覺空間系統,8m內深度信息精度達1%,同時搭載AI交互相機主打情緒理解主打情緒理解:音頻系統能支持85種環境語義識別、6類45種人類語義情緒識別運動控制運動控制:全身自由度21個,相較Tesla Bot,手部的自由度更少,軀干與腿部則接近復用復用/儲備技術是各公司布局人形機器人的重要原因儲備技術是各公司布局人形機器人的重要原因。特斯拉的自動駕駛、小米的智能家居技術十分領先,通過機器人這一新場景它們能充分發揮優勢。此外,為布局機器人而儲備的技術能在日后帶來效益,如ASIMO雖已停產,其搭載的運動控制技術卻又在本田研制防摔摩托車
23、時得到運用。1.4.2.1.4.2.小米發布人形機器人小米發布人形機器人Cyber OneCyber One圖表:圖表:Cyber OneCyber One的視覺與聽覺感知模塊的視覺與聽覺感知模塊圖表:圖表:Cyber OneCyber One的尺寸參數與運動能力的尺寸參數與運動能力121.5.人形機器人搭配腦機接口可能在宇宙探索計劃中得到運用人形機器人搭配腦機接口可能在宇宙探索計劃中得到運用資料來源:特斯拉材料、東吳證券研究所資料來源:特斯拉材料、東吳證券研究所13腦機接口使通過意愿控制機械成為可能腦機接口使通過意愿控制機械成為可能,當前輔助治療腦部疾病這一應用場景相對成熟當前輔助治療腦部疾
24、病這一應用場景相對成熟。腦機接口是指通過侵入/非侵入的方式,檢測神經元放電情況,并尋找它與生理狀態、特定意圖的對應關系。在馬斯克的 Neuralink公司之前,腦機接口已被嘗試用于帕金森、癱瘓等疾病的治療,它能檢測出患者的部分意圖,并通過語音系統、機械四肢等代替或協助患者完成。而Neuralink的腦機接口在技術上的提升較大,能同時監聽上千個神經元間的信號,當前處于動物實驗階段。人形機器人搭配腦機接口或將為高端消費者提供宇宙探索體驗人形機器人搭配腦機接口或將為高端消費者提供宇宙探索體驗。馬斯克數次提及期望探索月球與火星,而囿于技術水平與環境情況,當前還不適宜大批人同時前往宇宙,可以實現的是小范
25、圍的宇宙旅行。當人形機器人與腦機接口技術更成熟后,或許可實現將人形機器人送上太空,腦機接口佩戴者能實時感受所處環境,并通過意圖操作機器人行動,從而滿足宇宙旅行普及前,部分高端消費者的嘗鮮需求。除此之外,腦機接口還可用于殘疾人或老年人的照料,機器人能更加了解被照料者的身體狀況,從而更及時地提供照料服務。圖表:馬斯克的火星進入與登陸計劃圖表:馬斯克的火星進入與登陸計劃圖表:圖表:20182018年時腦機接口已可實現幫助患者用意念操作平板年時腦機接口已可實現幫助患者用意念操作平板二、人形機器人市場規模預測二、人形機器人市場規模預測2.1.隨技術與成本的變化,人形機器人的應用與量產可能分為三個階段2.
26、2.階段一:特斯拉工廠為人形機器人創造需求,發燒友/高端消費者嘗鮮購買2.2.階段二:人形機器人在商業服務、工業中有了更多場景,家庭場景滲透率提升2.3.階段三:人形機器人的家庭普及度進一步提升,承擔陪伴、照顧功能142.1.隨技術與成本變化,人形機器人應用與量產或將分為三個階段隨技術與成本變化,人形機器人應用與量產或將分為三個階段資料來源:東吳證券研究所繪制資料來源:東吳證券研究所繪制縱軸:成本縱軸:成本/技術成熟度技術成熟度,此處成熟度主要指 控制算法的性能;AI算法性能,前者影響機器人運動控制能力,進而決定人形機器人能否跨場景完成任務,后者影響人機交互能力,進而決定人形機器人能否自主行動
27、、對人做出豐富回應橫軸:時間橫軸:時間成本曲線成本曲線技術成熟技術成熟度曲線度曲線20242024-2025202520292029-20302030特點:特點:移動能力最成熟,自主重復工作的穩定性待檢驗,且較難跨場景工作 價格:量產程度較低,¥45-60萬/臺場景:場景:特斯拉率先量產后,可用在特斯拉汽車工廠 發燒友/高端消費者嘗鮮購買特點:特點:運動穩定性提升,能承擔跨場景、綜合性任務;能較準確地理解人的動作情感,進行一些對話 價格:量產程度提升,¥30-40萬場景:場景:餐廳、便利店等商業服務場景 制造業,應對勞動力不足問題 家庭家務場景滲透率提升特點:特點:運動控制能力進一步完善,同時
28、人機交互能力成熟,可與人進行更富內容的對話交流 價格:量產程度較高,¥20-25萬場景:場景:家庭、養老場景中,發揮陪伴、照顧、情感交流的功能152.2.階段一:特斯拉汽車工廠、發燒友、高端消費者創造需求階段一:特斯拉汽車工廠、發燒友、高端消費者創造需求資料來源:網易、資料來源:網易、3636氪、東吳證券研究所氪、東吳證券研究所2.2.1.2.2.1.Tesla Bot將為首批量產人形機器人,特斯拉汽車工廠或將提供3150億市場規模2 2-3 3年內年內,囿于技術不成熟囿于技術不成熟,人形機器人在人形機器人在B B端難有明晰應用場景端難有明晰應用場景,且未量產的價格對且未量產的價格對C C端用
29、戶恐較端用戶恐較難接受難接受。第一,ASIMO、Atlas、Tesla、小米、優必選發布的機器人側重于其運動能力,對其手眼協同執行生產任務的能力未過多描述,這意味著短期內其難以走入工廠大規模補充勞動力。從技術看,當前人形機器人還只能基于固定規則運動當前人形機器人還只能基于固定規則運動,即使投入生產性工作即使投入生產性工作,亦只能局限在有限動作與場亦只能局限在有限動作與場景景,而這又與對人形機器人而這又與對人形機器人“跨場景靈活工作跨場景靈活工作”的期望相悖的期望相悖,尚待控制算法的進一步成熟尚待控制算法的進一步成熟。第二,當前人形機器人服務能力主要體現在講解引導當前人形機器人服務能力主要體現在
30、講解引導、表演方面表演方面,還無法較好地完成家務還無法較好地完成家務,在家庭場景其與智能音箱的功能更為相似,再加之價格較高,C端用戶在短期內可能不會大量接受。特斯拉汽車工廠或將為特斯拉汽車工廠或將為Tesla BotTesla Bot提供應用場景提供應用場景,推進量產的同時獲取數據,利于迭代優化,推進量產的同時獲取數據,利于迭代優化。Tesla Bot或將是首批量產的人形機器人,而馬斯克曾表達希望用人形機器人增添勞動力、完成危險無聊枯燥的工作?,F階段,特斯拉各個超級工廠中仍有上萬崗位未能被工業機器人替代,這些工作雖需靈活性,但重復度較高,且隨著超級工廠產能提升,工人工作壓力漸增,一些工人難以承
31、受。這些工作恰為測試人形機器人的絕佳場這些工作恰為測試人形機器人的絕佳場景,且景,且TelsaTelsa BotBot入廠還可獲取大量路外數據,入廠還可獲取大量路外數據,對自動駕駛與人形機器人的迭代優化都大有裨益對自動駕駛與人形機器人的迭代優化都大有裨益 由于技術尚處早期,我們假設可能提供由于技術尚處早期,我們假設可能提供5 5-8%8%的崗的崗位給位給Tesla BotTesla Bot,單臺成本,單臺成本5050萬元萬元/臺臺指標指標數值數值上海工廠工人數目(人)19,000加州弗里蒙特工廠工人數目(人)22,000德州奧斯汀工廠工人數目(人)10,000柏林工廠工人數目(人)12,000
32、四大工廠工人總數目(人)63,000滲透率上限8%滲透率下限5%市場規模市場規模(臺臺)6,3006,300-10,08010,080市場規模市場規模(億元億元)31.031.050.450.4162.2.階段一:特斯拉汽車工廠、發燒友、高端消費者創造需求階段一:特斯拉汽車工廠、發燒友、高端消費者創造需求資料來源:各公司年報、東吳證券研究所資料來源:各公司年報、東吳證券研究所2.2.2.2.2.2.發燒友、高端消費者在2025/2026/2027年或將帶來520.5/1,022.0/1,523.5億元市場規模雖實用功能不夠豐富雖實用功能不夠豐富,發布初期仍可能吸引科技發燒友發布初期仍可能吸引科
33、技發燒友/可支配收入充裕的高端消費者進行購買可支配收入充裕的高端消費者進行購買。此時人形機器人滿足的是用戶的科研/嘗鮮/炫耀需求。由于階段一中 Tesla Bot 價格或在50萬元左右,與之相應的消費人群可能與當前豪華車/超豪華車的購買者重合度較高。不過汽車購買后可以駕駛出行,進而同時具備實用性與財富、地位的展示性,而人形機器人購買后實用性較弱且難以攜帶外出展示,故在高收入人群中的滲透率或將顯著低于汽車。預計預計20252025-20272027年年,TeslaTesla BotBot在豪華車購買者中的滲透率將分別為在豪華車購買者中的滲透率將分別為1 1%/2 2%/3 3%,在超豪華車購買者
34、在超豪華車購買者中的滲透率將分別為中的滲透率將分別為6 6%/7 7%/8 8%,帶來的市場規模分別為帶來的市場規模分別為520520.5 5/1 1,022022.0 0/1 1,523523.5 5億元億元圖表:圖表:20212021年超豪華汽車全球銷量(臺)年超豪華汽車全球銷量(臺)圖表:圖表:20212021年豪華汽車全球銷量(萬臺)年豪華汽車全球銷量(萬臺)圖表:圖表:20252025-20272027發燒友發燒友/高端消費者帶來的市場規模測算高端消費者帶來的市場規模測算豪華汽車豪華汽車超豪華汽車超豪華汽車2021全球銷量(萬臺)994.877.712025人形機器人滲透率1%6%機
35、器人銷量(萬臺)9.950.46機器人銷量合計(萬臺)10.41機器人市場規模合計(億元)機器人市場規模合計(億元)520.5520.52026人形機器人滲透率2%7%機器人銷量(萬臺)19.900.54機器人銷量合計(萬臺)20.44機器人市場規模合計(億元)機器人市場規模合計(億元)1,022.01,022.02027人形機器人滲透率3%8%機器人銷量(萬臺)29.850.62機器人銷量合計(萬臺)30.47機器人市場規模合計(億元)機器人市場規模合計(億元)1,523.51,523.5172.3.階段二:進入商業服務、工業制造場景,且家庭場景滲透率提升階段二:進入商業服務、工業制造場景,
36、且家庭場景滲透率提升資料來源:資料來源:制造業人才發展規劃指南制造業人才發展規劃指南、國家統計局、東吳證券研究所、國家統計局、東吳證券研究所2.3.1.2.3.1.隨跨場景工作能力逐漸完善,人形機器人進入制造業,2030年預計創造1,998億市場規模技術的完善助力機器人填補制造業用工缺口技術的完善助力機器人填補制造業用工缺口。階段二,機器人的運動控制能力運動控制能力、續航持久性續航持久性得到提升得到提升,得以發揮優勢得以發揮優勢,承接制造業中跨場承接制造業中跨場景的工作景的工作。據制造業人才發展規劃指南,至2025年我國制造業將有3,000萬的人才缺口,占全球缺口的主要份額。假設人形機器人售價
37、為37萬元,且2026-2030年在制造領域人形機器人對人工的新增滲透率相同。預計階段二中人形機器人對人工的累計替代率分別為9%、11%時,2030年新增滲透率分別為1.8%、2.2%,創造的市場規模分別為1,998、2,442億元企業購買單個人形機器人回本時間在企業購買單個人形機器人回本時間在3 3.2828年年3 3.7575年左右年左右。根據國家統計局,2021年中國城鎮非私營單位就業人員年平均工資為10.68萬元,同時前面預計階段二中人形機器人單價為35-40萬元,由此可計算出回本時間。需要注意的是,此處回本時間未考慮人形機器人使用過程中的能源成本、維修成本,故回本時間將長于此處預計時
38、間。圖表:填補制造業缺口帶來的市場規模敏感度分析圖表:填補制造業缺口帶來的市場規模敏感度分析圖表:人形機器人回本時間圖表:人形機器人回本時間制造業人才缺口制造業人才缺口(萬人)(萬人)3000300030003000300030003000300030003000人形機器人對人工累計替代率5%7%9%11%13%人形機器人對人工單年替代率1%1.4%1.8%2.2%2.6%人形機器人銷量(萬臺)3042546665人形機器人單價(萬元)3737373737人形機器人市場規模(億元)1,1101,5541,9982,4422,405人形機器人人形機器人(萬元)(萬元)35353636373738
39、3839394040工資(萬元)10.68回本時間(年)3.283.373.463.563.653.75182.3.階段二:進入商業服務、工業制造場景,且家庭場景滲透率提升階段二:進入商業服務、工業制造場景,且家庭場景滲透率提升資料來源:資料來源:WindWind、歐盟統計局、中國連鎖經營協會、東吳證券研究所、歐盟統計局、中國連鎖經營協會、東吳證券研究所2.3.2.2.3.2.技術完善,且對機器人接受度提升,商業場景放量,2030年預計創造4,715億元市場規模餐飲服務員餐飲服務員、便利店便利店/超市營業員或被人形機器人取代超市營業員或被人形機器人取代。餐飲服務與商品營業員有較大用工缺口,且這
40、一工作具有一些與人形機器人的特點十分契合的性質且這一工作具有一些與人形機器人的特點十分契合的性質:首先,工作場景較為有限,對機器人識別陌生環境的要求相對不高;其次,承擔商品擺放/分揀/遞送/介紹與引導等綜合性服務功能,人形機器人跨場景工作的靈活性可發揮作用;再次,以人為服務對象,機器人的親人性能促進銷售。階段二中,機器人跨場景工作的穩定性提升,同時在階段一中人形機器人較為充分地走入人們的視野,故人們對其的熟悉度/接受度提升,有助于其對餐飲服務者/商品營業員進行替代。僅以餐飲服務為例僅以餐飲服務為例,預計將創造可觀的市場規模預計將創造可觀的市場規模。在階段二中,人形機器人的售價假設為人民幣37萬
41、元,該價格對大部分私營餐飲店較為昂貴,故人形機器人對餐飲服務者的替代率暫不會太高,其主要是在規模較大的連鎖餐飲店中得到使用。較悲觀場景較悲觀場景中性場景中性場景較樂觀場景較樂觀場景歐洲市場餐飲從業人員數目(萬人)594.30人形機器人對人工的替代率2%3%4%美國市場餐飲從業人員數目(萬人)640.34人形機器人對人工的替代率3%4%5%中國市場餐飲從業人員數目(萬人)2,800.00人形機器人對人工的替代率2%3%4%人形機器人銷售量(萬臺)人形機器人銷售量(萬臺)87.1087.10127.44127.44167.79167.79人形機器人市場規模(億元)人形機器人市場規模(億元)3,22
42、2.563,222.564,715.384,715.386,208.196,208.19圖表:機器人填補餐飲從業缺口帶來的市場規模敏感度分析圖表:機器人填補餐飲從業缺口帶來的市場規模敏感度分析192.3.階段二:進入商業服務、工業制造場景,且家庭場景滲透率提升階段二:進入商業服務、工業制造場景,且家庭場景滲透率提升資料來源:資料來源:StatistaStatista、各國統計局、東吳證券研究所、各國統計局、東吳證券研究所2.3.3.隨做家務、與人交流的能力提升,家庭場景滲透率提升,2030年預計創造2.55萬億市場規模綜合服務綜合服務、情感交互能力的完善情感交互能力的完善提升了人形機器人在家庭
43、場景的提升了人形機器人在家庭場景的滲透率滲透率。階段二中,人形機器人或可完成多種較復雜的家務,實用能力得以提升;同時由于階段一中積累了較多與人互動的場景的數據,其識別并回應人類情感的能力進一步完善;再加之價格下降的因素,此時不局限于高端消費者,有更多家庭愿意在家中添置人形機器人。市場規模預測市場規模預測:假設階段二中機器人價格為25萬元,在較悲觀/中性/較樂觀的三種情境下,分別估分別估計每個市場人形機器人的累積滲計每個市場人形機器人的累積滲透率透率,進而計算人形機器人單年進而計算人形機器人單年滲透率滲透率。家庭場景創造的市場規模分別為11萬/14萬/17萬億元,階段二2030年總計市場規模分別
44、為1.90萬/2.55萬/3.16萬億元。較悲觀場景較悲觀場景中性場景中性場景較樂觀場景較樂觀場景美國市場美國家庭戶數(萬)8,370人形機器人滲透率1.6%2%2.4%人形機器人臺數(萬)133.9167.4200.8歐洲市場德國家庭戶數(萬)4,293.6法國家庭戶數(萬)2,970.0英國家庭戶數(萬)1,940.0人形機器人滲透率1.2%1.4%1.6%人形機器人臺數(萬)110.4128.9147.3亞洲市場中國家庭戶數(萬)49,416日本家庭戶數(萬)5,572.0韓國家庭戶數(萬)2,073.1人形機器人滲透率0.6%0.8%1%人形機器人臺數(萬)342.4456.5570.
45、6人形機器人總臺數(萬)人形機器人總臺數(萬)586.7586.7752.8752.8918.7918.7家庭場景市場規模(億元)家庭場景市場規模(億元)14,667.514,667.518,820.018,820.022,967.522,967.5工業場景市場規模(億元)1,1101,9982,405商業服務場景市場規模(億元)3,222.564,715.386,208.19階段二階段二20302030年總計市場規模(億元)年總計市場規模(億元)19,000.119,000.125,537.425,537.431,580.731,580.7圖表:家庭場景帶來的市場規模及階段二合計市場規模的敏
46、感度分析圖表:家庭場景帶來的市場規模及階段二合計市場規模的敏感度分析202.4.階段三:家庭普及度進一步提升,承擔陪伴、照顧功能階段三:家庭普及度進一步提升,承擔陪伴、照顧功能資料來源:資料來源:StatistaStatista、各國統計局、東吳證券研究所、各國統計局、東吳證券研究所受益于受益于AIAI技術發展技術發展,人機交互進一人機交互進一步提升步提升,能承擔陪伴能承擔陪伴、照顧人的功照顧人的功能能,在有孩子與老人的家庭中滲透在有孩子與老人的家庭中滲透率進一步提升率進一步提升。在第三階段AI技術進一步成熟,助力機器人更好地回助力機器人更好地回應人的情感需求應人的情感需求。與此同時與此同時,
47、機器機器人的自主程度進一步提升人的自主程度進一步提升,能夠通過觀察人的體征與行為而自主作出幫忙倒水/送藥/發起對話等決策,實現呵護人的功能。市場規模預測市場規模預測:20352035年年,假設人形機器人價格為20萬元,且照顧、陪伴功能分別為美國/歐洲/亞洲市場累計新增了5%/7%/4%的滲透率,即單年滲透率分別為1%/1.4%/0.8%。在較悲觀在較悲觀/中性中性/較樂觀的場景中較樂觀的場景中,家庭場景家庭場景的市場規模將分別達到的市場規模將分別達到3 3.0000萬億萬億/3 3.6666萬億萬億/4 4.2626萬億元萬億元。階段三中工業、場景的市場規模也還可能上升。本報告主要考慮機器人交
48、互性、自主性提升為家庭場景創造的規模,故認為工業/商業規模與階段二同。較悲觀場景較悲觀場景中性場景中性場景較樂觀場景較樂觀場景美國市場美國家庭戶數(萬)83702035年機器人單年滲透率1.6%2%2.4%2035新增單年滲透率1%1%1%人形機器人臺數(萬)217.6251.1284.6歐洲市場歐洲家庭戶數(萬)9,203.62030年機器人單年滲透率1.2%1.4%1.6%2035新增單年滲透率1.4%1.4%1.4%人形機器人臺數(萬)239.3257.7276.1亞洲市場亞洲家庭戶數(萬)57,061.12030年機器人單年滲透率0.6%0.8%1%2035新增單年滲透率0.4%0.4
49、%0.4%人形機器人臺數(萬)570.6684.7798.9人形機器人總臺數(萬)人形機器人總臺數(萬)1,027.51,027.51,193.51,193.51,359.51,359.5家庭場景市場規模(億元)家庭場景市場規模(億元)25,688.125,688.129,838.429,838.433,988.633,988.6工業場景市場規模工業場景市場規模1,1101,9982,405商業場景市場規模商業場景市場規模3,222.564,715.386,208.19階段三總規模(億元)階段三總規模(億元)30,020.730,020.736,551.836,551.842,601.842,
50、601.8圖表:交互技術發展使機器人能承擔照顧、陪伴功能,家庭滲透率進一步提升圖表:交互技術發展使機器人能承擔照顧、陪伴功能,家庭滲透率進一步提升21三、人形機器人產業鏈梳理三、人形機器人產業鏈梳理3.1.概覽:環境感知、運動控制、人機交互為三大模塊,關節技術占價值量大頭3.2.視覺傳感器:自動駕駛、計算機視覺技術帶來助益3.3.控制器:控制算法為技術核心,人形機器人領域國內外公司或可縮小差距3.4.伺服系統:運動模塊中樞,國產品牌逐步追趕3.5.減速器:機器人對精密減速器使用量大,且預計人形領域諧波減速器市場增量更多3.6.人形機器人為核心部件帶來的新增市場規模4223.1.概覽:感知、運動
51、、交互為三大模塊,關節技術占價值量大頭概覽:感知、運動、交互為三大模塊,關節技術占價值量大頭3.1.1.3.1.1.人形機器人技術模塊拆分及核心部件價值量分布人形機器人技術模塊拆分及核心部件價值量分布環境感知環境感知、運動控制運動控制、人機交互是服務機器人三大功能人機交互是服務機器人三大功能,人形機器人與之類似人形機器人與之類似。環境感知環境感知為后續行為奠基,依賴視、觸、聽覺等硬件傳感器,在軟件上需要算法整合數據。運動控制運動控制是指:機器人的“大腦”控制器在接受傳感器信息后,做出規劃,并向關節發出指令,使機器人執行動作、保持平衡,有賴于減速器、伺服電機、控制芯片等硬件及有效的控制算法。人機
52、交互人機交互則意味著機器人能夠“聽懂”人的語言、“讀懂”人的表情和動作,并能做出回應,這主要有賴于機器視覺、語義識別等人工智能算法。減速器減速器、電機電機、控制器控制器、傳感器為核心零部件傳感器為核心零部件,前兩者構成機器人的關節前兩者構成機器人的關節,在價值量上占據大頭在價值量上占據大頭。從功能而言從功能而言,上述四個零部件在硬件層面保障感知、運動、交互三大功能的實現;從價值量而言從價值量而言,減速器、伺服系統、控制器占據工業機器人價值量的70%,同時人形機器人與服務機器人類似,具有更多傳感器,故傳感器的價值量也隨之上升。圖表:服務機器人三大核心功能與技術模塊圖表:服務機器人三大核心功能與技
53、術模塊圖表:工業、人形機器人核心部件價值量分布圖表:工業、人形機器人核心部件價值量分布感知能力運動控制能力:根據目標自主規劃路徑、完成移動、保持平衡等交互能力 功能體現 所需技術 運動能力人形機器人成本組成結構預測資料來源:中商產業研究院、東吳證券研究所資料來源:中商產業研究院、東吳證券研究所233.1.概覽:感知、運動、交互為三大模塊,關節技術占價值量大頭概覽:感知、運動、交互為三大模塊,關節技術占價值量大頭3.1.2.3.1.2.人形機器人的技術落地難度人形機器人的技術落地難度運動控制運動控制、自主行動是人形機器人技術落地的核心難點自主行動是人形機器人技術落地的核心難點。雙足行走,相對于一
54、般輪式機器人相對于一般輪式機器人,其移動難度更大其移動難度更大,有賴于高性能的軟硬件尤其是控制算法有賴于高性能的軟硬件尤其是控制算法。第二,相對于一般機器人,它具有冗余的傳感器與運動關節,因而能跨場景地完成任務;但只有當但只有當其無需人的輔助其無需人的輔助,能自主根據環境判斷場景并做出行為決策時能自主根據環境判斷場景并做出行為決策時,靈活性靈活性、綜合性的優勢才能進一綜合性的優勢才能進一步發揮步發揮。這有賴于AI技術的進一步發展,當前人形機器人鮮有能達到全自主甚至半自主的。圖表:人形機器人技術難點圖表:人形機器人技術難點基礎保障運動執行認知決策 電源管理系統電源管理系統:機器人的關節多,對電流
55、供應的要求較大,且完成極限動作時瞬時需極大電流,需在劇烈放電時保證計算單元運行穩定。國內品牌性能足夠滿足要求國內品牌性能足夠滿足要求。熱管理熱管理:散熱器件的研發創新與芯片設計制造的進步,電動汽車供應鏈公司有優勢電動汽車供應鏈公司有優勢。輕質材料與皮膚輕質材料與皮膚:碳纖維、航天鋁等使機器人盡可能減重,表面皮膚則兼具提高與人的相似度、增添傳感器的作用。當前,載有傳感器的柔軟皮膚鮮有性價比高的技術當前,載有傳感器的柔軟皮膚鮮有性價比高的技術。雙足行動雙足行動:機械結構設計上需合理設計機器人腿腳結構、各部分連接與運動方式;運動驅動上,需高功率電機高功率電機以滿足腿部輸出大扭矩的需求;計算控制上,需
56、多個傳感器盡可能地感知環境,并借助算法整合信息、做出決策,對控制算法的要求極高對控制算法的要求極高。國內國內外在減速器性能上差距較小,在伺服電機、控制系統上差距較大外在減速器性能上差距較小,在伺服電機、控制系統上差距較大。多指手和雙手協作多指手和雙手協作:通過指關節處精密的驅動系統精密的驅動系統使手指靈活運動,并通過手眼協調手眼協調技術技術、力矩傳感器力矩傳感器確保機器人以合適方向、合適力度執行任務。導航避障導航避障:涉及對環境的認知,以及路徑規劃、智能避障等決策,與自動駕駛存在相似之處;但人形機器人工作環境非結構化,所需決策或更復雜,有賴有賴AIAI進一步發展進一步發展。自主行動自主行動:當
57、前人形機器人大都只能在固定的場景、規則下行動,并且需要人或終端計算機的指令,較難自己發出行動指令并執行,這是全自主式運動狀態。比如,包括人形在內的眾多服務機器人還只能完成有限的問答而非對話,或自身未搭載成熟計算單元,而需云端控制器進行控制。更高自主性需要更高自主性需要AIAI、控制算法與芯片均充分發展、控制算法與芯片均充分發展。資料來源:東吳證券研究所資料來源:東吳證券研究所243.1.概覽:感知、運動、交互為三大模塊,關節技術占價值量大頭概覽:感知、運動、交互為三大模塊,關節技術占價值量大頭3.1.3.3.1.3.特斯拉人形機器人產業鏈及相關公司特斯拉人形機器人產業鏈及相關公司注:相關公司中
58、,黑色標出的為中國大陸公司,深藍色標出的為中國臺灣地區及國外公司資料來源:東吳證券研究所繪制資料來源:東吳證券研究所繪制253.2.視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益3.2.1.3.2.1.視覺傳感是機器人實現三大核心功能的基礎,具有自動駕駛技術積累的廠商具有先發優勢視覺傳感是機器人實現三大核心功能的基礎,具有自動駕駛技術積累的廠商具有先發優勢機器人的傳感器分為內部傳感器與外部傳感器機器人的傳感器分為內部傳感器與外部傳感器。內部傳感器負責檢測機器人的姿態、運動狀態,如速度/加速度傳感器、指尖的力矩傳感器等;外部傳感器
59、的功能在于感知周圍環境、識別目標對象等,包括視覺傳感器、聽覺傳感器、觸覺傳感器(檢測外部對機器人的作用力)等。環境感知環境感知、運動控制甚至人機交互這三大核心功能均以視覺傳感為基礎運動控制甚至人機交互這三大核心功能均以視覺傳感為基礎。相較工業機器人,人形機器人搭載更多的視覺傳感器,這幫助其識別外部環境,進而做出行為決策,比如智能避障、路徑規劃。此外,視覺傳感幫助機器人識別對象、“看到”人的表情與動作,以此更好地進行人機交互??梢哉f可以說,人形機器人的運動控制人形機器人的運動控制、人機交互均以環境感知為基礎人機交互均以環境感知為基礎,其中又以視覺傳感器為關鍵其中又以視覺傳感器為關鍵。人形機器人的
60、視覺傳感模塊所用器件可以自動駕駛為參考人形機器人的視覺傳感模塊所用器件可以自動駕駛為參考,在后者上具有技術的廠商具有設計生產在后者上具有技術的廠商具有設計生產人形機器人的先發優勢人形機器人的先發優勢。汽車自動駕駛與人形機器人視覺傳感所要實現的基本功能一致:感知環境,而后決策行動。特斯拉、小米的人形機器人視覺傳感均宣稱可復用它們的汽車自動駕駛技術。資料來源:特斯拉官網、資料來源:特斯拉官網、Pro RobotsPro Robots、優必選官網、東吳證券研究所、優必選官網、東吳證券研究所圖表:人形機器人、自動駕駛在功能上的相似性:自身定位與地圖建構、智能避障、自主路徑規劃圖表:人形機器人、自動駕駛
61、在功能上的相似性:自身定位與地圖建構、智能避障、自主路徑規劃智能避障自身定位、建構地圖自主路徑規劃263.2.視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益3.2.2.3.2.2.具有自動駕駛技術儲備、進入自動駕駛供應鏈的公司有望受益具有自動駕駛技術儲備、進入自動駕駛供應鏈的公司有望受益具有自動駕駛技術的廠商具備人形機器人布局優勢具有自動駕駛技術的廠商具備人形機器人布局優勢。如前所述,人形機器人的運動尤其是移動控制與汽車自動駕駛模塊的功能相似性較高,特斯拉、小米等公司具有技術儲備優勢故可先發入局。預計未來機器人廠商或與自動駕駛解
62、決方案公司合作,且百度、華為等公司可能布局人形機器人。純視覺純視覺、多傳感器為自動駕駛的兩條技術路徑多傳感器為自動駕駛的兩條技術路徑,前者壁壘較高前者壁壘較高,且后者功能冗余增添安全性且后者功能冗余增添安全性,隨成隨成本下降后或應用更廣泛本下降后或應用更廣泛。特斯拉汽車未搭載雷達,采用8個攝像頭構成環形。該方案成本較低,但對數據、算力、算法的依賴度高,每輛特斯拉每天采集的數據接近4GB,累計采集數據達1.5PB,且其自研的Dojo芯片具有9PFLOPS的超強算力,這些能力其他公司較難復制。多傳感器由于性能互補而可帶來更高安全性,對算法要求度稍低,Lidar成本下降后或得到更多公司采用。資料來源
63、:特斯拉官網、資料來源:特斯拉官網、ResearchgateResearchgate、東吳證券研究所、東吳證券研究所圖表:純視覺方案中所含圖表:純視覺方案中所含8 8個攝像頭覆蓋范圍個攝像頭覆蓋范圍圖表:多傳感器方案中不同傳感器覆蓋范圍分布圖表:多傳感器方案中不同傳感器覆蓋范圍分布273.2.視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益3.2.3.3.2.3.人形機器人對視覺傳感的要求與自動駕駛存在差異,攝像頭、機器視覺與人形機器人對視覺傳感的要求與自動駕駛存在差異,攝像頭、機器視覺與AIAI重要性提升重要性提升人形機器人與自
64、動駕駛對傳感器的要求存在差異人形機器人與自動駕駛對傳感器的要求存在差異。在短期,人形機器人可能用于工廠、餐廳或家庭等室內場景,或許無需像汽車一樣具備迅速為陌生地形建構地圖的能力或許無需像汽車一樣具備迅速為陌生地形建構地圖的能力。長期來看,機器人視覺傳感不僅需識別障礙,還需能指定對象還需能指定對象,而后者是用戶指定的而非“紅綠燈”這樣固定的,這對視覺傳感提出了嶄新的要求機器人廠商需具備機器人廠商需具備“人體識別人體識別”“”“表情識別表情識別”等相關人工智能技術等相關人工智能技術。相較雷達相較雷達,人形機器人廠商更可能采用攝像頭方案人形機器人廠商更可能采用攝像頭方案。雷達長于測距測速雷達長于測距
65、測速,短于物體識別短于物體識別。同時,人人形機器人的設計與激光雷達不是特別適配形機器人的設計與激光雷達不是特別適配:雷達若搭載在軀干上,測量準確度將因軀干搖動而受影響;搭載在頭部,則又將影響機器人的類人感。綜上,相較汽車,更多廠商會采用攝像頭方案。計算機視覺計算機視覺、AIAI公司有望進入市場公司有望進入市場。人形機器人的大規模應用離不開機器視覺與AI:視覺不僅輔助機器人移動,精準測量精準測量、手眼協調等技術方可使機器人運用在工業巡檢手眼協調等技術方可使機器人運用在工業巡檢、家庭服務場景家庭服務場景,且若走入且若走入家庭家庭,對人類表情對人類表情、動作的識別理解愈加重要動作的識別理解愈加重要。
66、由此,機器視覺、AI解決方案公司有望進入市場。資料來源:各公司官網、東吳證券研究所資料來源:各公司官網、東吳證券研究所圖表:典型人形機器人搭載的視覺傳感器:以攝像頭為主導圖表:典型人形機器人搭載的視覺傳感器:以攝像頭為主導Pepper500萬像素攝像頭、3D攝像頭提供視覺,激光傳感器搭配聲納、陀螺儀、加速計提供導航ASIMO攝像頭提供視覺,激光雷達搭配紅外傳感器進行地面障礙物探測Digit頭部搭載激光雷達,因頭部搭載激光雷達,因此無類人頭部此無類人頭部,立體攝像頭提供視覺Atlas頭部搭載激光雷達,因此無頭部搭載激光雷達,因此無類人頭部類人頭部,激光雷達與立體相機協同生成3D點云Walker
67、X未搭載激光雷達,使用四目立體視覺、雙目RGBD傳感器、超聲波傳感器助測距測速283.2.視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益視覺傳感:自動駕駛技術、計算機視覺技術能為機器人帶來助益3.2.4.3.2.4.自動駕駛攝像頭、計算機視覺公司有望進入產業鏈;鏡頭市場舜宇領銜,模組市場較分散自動駕駛攝像頭、計算機視覺公司有望進入產業鏈;鏡頭市場舜宇領銜,模組市場較分散機器人視覺傳感產業鏈或與車相似:主機廠外購攝像頭結合自研算法機器人視覺傳感產業鏈或與車相似:主機廠外購攝像頭結合自研算法,或尋求成熟解決方案或尋求成熟解決方案。車載攝像頭的上游是鏡片、鏡頭、芯片等零部件廠商,中游是模組
68、封裝、系統集成,而后將攝像頭本體提供給下游汽車廠。如特斯拉兩種模式均有嘗試:起初特斯拉自動駕駛采用Mobileye的方案,當前機器人/汽車均采用自研FSD系統,只需與合適的Tier 1廠商合作。對于車載攝像頭,光學鏡頭光學鏡頭、攝攝像頭模組的難度高像頭模組的難度高、壁壘深壁壘深,實力過硬的光學公司能率先參與人形機器人產業鏈實力過硬的光學公司能率先參與人形機器人產業鏈。車載鏡頭呈車載鏡頭呈“一超多強一超多強”之勢之勢,車載攝像頭模組則格局分散車載攝像頭模組則格局分散,由海外公司主導由海外公司主導。2020年舜宇光學出貨量位居第一,市場占有率超過30%;在規格、壁壘更高的ADAS鏡頭中,舜宇光學市
69、占率超50%。車載攝像頭模組主要由Tier 1、Tier 2組裝,主要企業為麥格納、松下、法雷奧、博世等。資料來源:公司公告、東吳證券研究所資料來源:公司公告、東吳證券研究所圖表:車載鏡頭、攝像頭模組市場格局圖表:車載鏡頭、攝像頭模組市場格局圖表:攝像頭圖表:攝像頭/機器視覺廠商入局機器人的模式機器視覺廠商入局機器人的模式人形機器人視覺傳感自動駕駛傳感器參與者機器視覺廠商邏輯機器人的導航、避障、路徑規劃與自動駕駛功能相似;車規篩選下有資質的廠商產品性能優越參與者 Tier 1廠商:博世、大陸等;自動駕駛解決方案提供商:采埃孚、Mobileye等邏輯對物體進行較精細地識別,以手眼協調操作或承擔巡
70、檢工作;識別人的姿態表情,更好地人機交互參與者 計算機視覺公司:天準科技等 3D視覺廠商:基恩士、梅卡曼德等293.3.控制器:控制算法為技術核心,人形領域有望縮小國內外差距控制器:控制算法為技術核心,人形領域有望縮小國內外差距3.3.1.3.3.1.控制器功能及市場概覽控制器功能及市場概覽控制器是機器人的控制器是機器人的“大腦大腦”,是運動控制的中樞是運動控制的中樞。它接收來自內外部的傳感信息,分析決策,并向關節伺服系統發出行為指令??刂破鳟a業鏈上游是PCB面板、IC芯片、晶體管等零部件生產,中游是控制器本體制造,下游是機器人、半導體廠商??刂扑惴榧夹g核心控制算法為技術核心,知名機器人廠商
71、一般自研控制器知名機器人廠商一般自研控制器,國產化率低國產化率低。除高性能芯片外,控制器所需硬件各廠商相差無幾,主要差距在于軟件:一方面是控制算法的性能與穩定性主要差距在于軟件:一方面是控制算法的性能與穩定性,另一方面是工業另一方面是工業機器人大都搭配公司自己開發的軟件環境和編程語言機器人大都搭配公司自己開發的軟件環境和編程語言。因此,知名機器人廠商大都自研控制算法與控制器,不假外購,故控制器市場格局與機器人本體的市場格局相似。國內自主品牌在中國控制器市場未有市占超過3%的公司,競爭力不強。資料來源:中商產業研究院、中國產業信息網、東吳證券研究所資料來源:中商產業研究院、中國產業信息網、東吳證
72、券研究所圖表:中國工業機器人控制器市場規模圖表:中國工業機器人控制器市場規模(億元億元)圖表:中國工業機器人控制器市場格局圖表:中國工業機器人控制器市場格局(2021)(2021)303.4.伺服系統:運控模塊中樞,國產品牌逐步追趕伺服系統:運控模塊中樞,國產品牌逐步追趕3.4.1.3.4.1.伺服系統功能及市場概覽伺服系統功能及市場概覽伺服系統是運控模塊中樞伺服系統是運控模塊中樞,主要包括伺服驅動器和伺服主要包括伺服驅動器和伺服電機兩部分電機兩部分。在運動控制模塊里,驅動器承接控制器的指令,對功率進行放大、變換等處理,向電機輸出力矩、速度、位置的控制量,使控制指令得以精準執行。伺服系統決定了
73、機器人運控的精度、穩定性、控制速度。資料來源:工控網、資料來源:工控網、MIRMIR、中商產業研究院、禾川科技招股說明書、東吳證券研究所、中商產業研究院、禾川科技招股說明書、東吳證券研究所圖表:中國伺服系統市場規模圖表:中國伺服系統市場規模(億元億元)圖表:中國伺服系統主要供應商市場格局圖表:中國伺服系統主要供應商市場格局(2020)(2020)市場增速較快市場增速較快,市場格局以外資為主導市場格局以外資為主導,但國產份額逐步提升但國產份額逐步提升。根據中商產業研究院,20172022伺服系統CAGR達24.1%,2022市場規模有望達286億元。歐美與日系品牌壟斷中高端伺服系統市場,但三大日
74、系品牌松下三大日系品牌松下、安川安川、三菱的占比由三菱的占比由20152015年的年的4646%,縮小至縮小至20192019年的年的4444%,再至再至20202020年年的的3131.7 7%,國產品牌中匯川技術、禾川科技占比逐漸上升,國產品牌由中低端向高端邁進國產品牌由中低端向高端邁進。313.5.減速器:減速器:機器人對精密減速器使用量大,人形尤以諧波減速器為多3.5.1.3.5.1.精密減速器功能概覽與分類比較精密減速器功能概覽與分類比較減速器連接伺服電機與執行件減速器連接伺服電機與執行件,功能為減速增距功能為減速增距。減速器包括齒輪減速器、行星減速器、精密減速器幾類,其中機器人對精
75、密減速器也即諧波與RV需求較大。它位于伺服電機與執行件間,伺服電機輸出轉速大、扭矩小,而關節執行件實際需求是輸出轉速小、扭矩大,故需減速器進行減速增距。資料來源:大族精密傳動、海洋傳動、綠的諧波招股書、大眾養生網、東吳證券研究所資料來源:大族精密傳動、海洋傳動、綠的諧波招股書、大眾養生網、東吳證券研究所圖表:諧波、圖表:諧波、RVRV減速器相關性質對比減速器相關性質對比圖表:據人體關節預測人形機器人減速器用量圖表:據人體關節預測人形機器人減速器用量精密減速器包括諧波精密減速器包括諧波、RVRV兩類兩類,性能具有不同特點性能具有不同特點,且人形機器人對諧波的使用將更多且人形機器人對諧波的使用將更
76、多。諧波減速器體積小、負載低,當前多應用于小負載工業機器人小臂/腕部/手部以及協作機器人、SCARA機器人的大部分動力關節。人形機器人恰需部件具有較小體積人形機器人恰需部件具有較小體積、較高的集成度較高的集成度,且負載不大且負載不大,故其對諧故其對諧波減速器的需求將會更大波減速器的需求將會更大。根據人體關節相關特點,對人形機器人減速器用量預測如下。諧波減速器諧波減速器RVRV減速器減速器產品性能小體積、低負載能力、高精密度大體積、高負載能力、高剛度應用場景小負載工業機器人小臂/腕部/手部;協作和SCARA機器人的大部分動力關節工業機器人中機座/大臂/肩部等重負載的位置終端領域3C、半導體、食品
77、等行業中30kg負載以下機器人汽車、運輸、港口碼頭等行業的重負載機器人價格區間1,000-5,000元/臺5,000-8,000元/臺圖例關節關節適用減速器適用減速器數目數目肩關節RV減速器2肘關節諧波減速器2腕關節諧波減速器2髖關節RV/諧波減速器2膝關節RV減速器2踝關節RV減速器2指關節諧波減速器14 x 2趾關節諧波減速器14 x 2其他已知關節RV/諧波減速器10323.5.2.3.5.2.精密減速器市場規模、競爭格局精密減速器市場規模、競爭格局諧波諧波、RVRV減速的市場規模保持較快增長;市場格局上日本龍頭公司絕對領先減速的市場規模保持較快增長;市場格局上日本龍頭公司絕對領先,但國
78、產龍頭逐漸得到但國產龍頭逐漸得到市場認可市場認可,國產替代正在進行國產替代正在進行。根據前瞻產業研究院,諧波、RV減速器在20142020年間CAGR分別達到21.0%、17.5%,且隨著協作機器人迅速放量,諧波減速器有望保持較高速率擴張。哈默納科、納博特斯克分別占據諧波、RV減速器的市占頭名,且日本住友等公司緊隨其后,但綠的諧波但綠的諧波、雙環雙環傳動等國產品牌在性能上不斷縮小差距傳動等國產品牌在性能上不斷縮小差距,又具有成本優勢又具有成本優勢,市占率逐步趕上。資料來源:前瞻產業研究院、資料來源:前瞻產業研究院、GGIIGGII、東吳證券研究所、東吳證券研究所圖表:諧波、圖表:諧波、RVRV
79、減速器市場規模減速器市場規模圖表:諧波、圖表:諧波、RVRV減速器競爭格局(減速器競爭格局(20212021)3.5.減速器:減速器:機器人對精密減速器使用量大,人形尤以諧波減速器為多上圖為諧波減速器,下圖為RV減速器諧波減速器競爭格局RV減速器競爭格局333.5.他山之石:海外龍 分析他山之石:海外龍 分析合并而成合并而成,歷史悠遠:歷史悠遠:公司2003年由Teijin Seiki與NABCO合并而成,Teijin Seiki1944年從母公司中獨立,1961年開始生產液壓設備;NABCO1925年創立,1933年開始生產液壓設備,1953年開始生產自動門。上述業務奠定了納博特斯克的技術基
80、礎,也屬于當前主要業務。而在RV減速器領域,納博特斯克(包括兩家公司原身)1985年即投入開發,1986量產,2000累計生產達100萬臺,2014累計生產達500萬臺,2021累計生產達1000萬臺。悠久歷史為納博特斯克筑起技術與客戶的壁壘悠久歷史為納博特斯克筑起技術與客戶的壁壘。3.5.3.3.5.3.納博特斯克納博特斯克納博特斯克發展歷程資料來源:納博特斯克官網,東吳證券研究所資料來源:納博特斯克官網,東吳證券研究所1920193019401950196019701980199020002010+19251925成立,生產銷售鐵路載具剎車器19491949生產液壓設備19531953生產
81、車門發動機19561956生產大樓自動門19631963生產海洋載具控制系統19441944-19451945成立,生產銷售紡織機械19551955生產銷售飛機設備19591959生產銷售機器工具19611961生產銷售液壓設備19661966生產銷售食品打包機器20032003合并,Nabtesco 成立2000200520102020+201519861986生產銷售工業機器人精密減速器20042004成立泰國分公司,生產銷售商業載具設備20082008成立泰國分公司,生產銷售液壓設備20092009成立汽車分部,生產商業載具設備20112011收購GDSAG,生產自動門;成立江蘇分部-鐵
82、路產品20132013上海海洋設備分公司;收購意公司-鐵路產品20152015-20172017設立中國減速器分公司;將NABCO自動門分部、OVALO作為子公司、建立R&D中心343.5.他山之石:海外龍 分析他山之石:海外龍 分析公司具有四大業務條線公司具有四大業務條線,而海外業務與國內業務各占半壁江山而海外業務與國內業務各占半壁江山。從業務結構看,首先,零部件解決方案(CMP)主要提供精密減速器、液壓設備,據2021財年數據,其占比最高(46%);其次是日常生活與福利解決方案(ACB),提供自動門、站臺門、智能膝關節義肢等設備,占比25.0%;第三是運輸解決方案(TRS),它向鐵路車輛、
83、飛機、商用車等載具提供機械設備,占比23.0%;最后是制造解決方案(MFR),提供食品包裝機等制造設備,占比6.0%。從產品結構的變化趨勢來看,零部件解決方案的占比呈上升之勢,同時生活與福利解決方案的占比逐漸超過了運輸解決方案。3.5.3.3.5.3.納博特斯克納博特斯克納博特斯克多項產品在國際國內市場具領先地位納博特斯克業務結構與海內外銷售結構資料來源:納博特斯克官網,東吳證券研究所資料來源:納博特斯克官網,東吳證券研究所353.5.他山之石:海外龍 分析他山之石:海外龍 分析從總體看從總體看,公司公司1818年毛利率大幅下降年毛利率大幅下降,1919年營收下降年營收下降,而后近兩年逐漸修復
84、而后近兩年逐漸修復。18年公司毛利率由10.4%降至7.4%,19年營收降至2,898億日元,20年又由于疫情進一步下滑。公司16-18年營收CAGR=9.7%,16-21則降至4.1%。3.5.3.3.5.3.納博特斯克納博特斯克資料來源:納博特斯克年度報告、納博特斯克官網、東吳證券研究所資料來源:納博特斯克年度報告、納博特斯克官網、東吳證券研究所納博特斯克營收與毛利變化趨勢納博特斯克各業務條線營收變化趨勢從業務分部看從業務分部看,精密零部件在精密零部件在1919年需求不景氣年需求不景氣,近年逐漸修復乃至躍升;運輸設備波動較大近年逐漸修復乃至躍升;運輸設備波動較大,近年近年景氣度不高景氣度不
85、高。零部件分部在營收中占比最高,19年其出現較大下降,這也導致了總營收表現為下降,同時18、19年零部件毛利率也出現下降。這背后原因是這兩年中工業制造下游廠商投資減少,零部件需求下降;20、21年零部件營收上升,主要由汽車行業驅動。自17年始運輸分部營收、毛利率下降,18年更大程度的下跌,這主要由市場狀況變動帶來:鐵路載具領域中國市場銷量減少、波音推出新的B777X機型、船舶建造市場不景氣。20年疫情來,公眾出行受阻,運輸營收進一步減少。363.5.他山之石:海外龍 分析他山之石:海外龍 分析與國內龍頭雙環傳動相較:多產品布局為共同優勢與國內龍頭雙環傳動相較:多產品布局為共同優勢。雙環傳動20
86、13年開始布局減速器,2015年承擔國家863計劃,不斷測試后推出高精密擺線減速器,2016實現量產,2020年成立子公司環動科技專精減速器發展。雙環傳動給與納博特斯克的一大共同優勢是在減速器之外還開展其他業務雙環傳動給與納博特斯克的一大共同優勢是在減速器之外還開展其他業務,第一,這能實現技術的復用,第二,公司能為客戶提供更完備的服務,提升用戶粘性;第三,當市場狀況發生變化,例如NABTESCO 面臨運輸分部或零部件分部的暫時不景氣,其他業務可發揮緩沖作用。雙環傳動還需進一步縮小技術差距雙環傳動還需進一步縮小技術差距,同時憑借成本優勢逐漸獲取客戶信賴同時憑借成本優勢逐漸獲取客戶信賴。雙環傳動的
87、RV減速器與納博特斯克RV減速器相比,一方面在技術參數上還具有略微差距,另一方面納博特斯克歷史更悠長,積累了許多產品制造的一手經驗,其減速器穩定性更強,客戶也更青睞選擇納博特斯克這一受到檢驗的品牌。國內公司尚需通過更低的成本吸引客戶國內公司尚需通過更低的成本吸引客戶,并以過硬技術逐漸取得用戶信任并以過硬技術逐漸取得用戶信任。3.5.3.3.5.3.納博特斯克納博特斯克資料來源:納博特斯克官網、雙環傳動官網、東吳證券研究所資料來源:納博特斯克官網、雙環傳動官網、東吳證券研究所納博特斯克精密減速器產能擴張情況納博特斯克、雙環傳動股價回顧(匯率:CNY/JPY=20.43)373.5.他山之石:海外
88、龍 分析他山之石:海外龍 分析歷史悠久且對諧波減速器制作具有豐厚經驗歷史悠久且對諧波減速器制作具有豐厚經驗。1955年諧波減速器被發明出來,1964年其初次引入日本,1970年哈默納科成立。其以諧波減速器起家,迄今已有接近60年開發生產諧波減速器的檢驗;1975年開始提供機電一體化產品,1980年開始提供行星減速器產品,且其復用了諧波減速器中的優勢技術因而具有優異性能。3.5.4.3.5.4.哈默納科哈默納科資料來源:哈默納科官網、東吳證券研究所資料來源:哈默納科官網、東吳證券研究所哈默納科發展歷程195019601970198019902000201020205555諧波減速器發明6464首
89、次引入日本7070哈默納科成立8787Hdsys設立98 98 場外市場上市99 99 HDL/HIP設立0202-0808取得HDAG份額;上市;HAD/HDLLC 設立1010-1313HDCH/SAMICK ADM設立2020-2121HDLLC/HDSE/WB成為全額子公司歷史歷史產品產品諧波減速器機電一體化產品行星減速器383.5.他山之石:海外龍 分析他山之石:海外龍 分析覆蓋運動控制大部分零部件覆蓋運動控制大部分零部件,提供集成與單體兩種產品提供集成與單體兩種產品,減速器單體營收占比最高減速器單體營收占比最高。公司定位為整體運動控制,對減速器、電機、控制器、傳感器等其均有覆蓋。從
90、具體產品看,其有兩大業務條線:減速器裝置單體與集成式機電產品。前者分為諧波減速器、行星減速器,主要應用于工業機器人中;后者將減速器、電機、傳感器、驅動器等零部件集成,主要用于以半導體制造為首的尖端技術領域。從營收占比看從營收占比看,減速器單體于減速器單體于20212021年年4 4月月-20222022年年4 4月占比月占比8282.7 7%,集成機電產品占比集成機電產品占比1717.3030%。3.5.4.3.5.4.哈默納科哈默納科資料來源:哈默納科官網、東吳證券研究所資料來源:哈默納科官網、東吳證券研究所哈默納科產品下游分布:機器人占據大頭,半導體增速較快393.5.他山之石:海外龍 分
91、析他山之石:海外龍 分析技術技術、產品產品、研發具顯著優勢:研發具顯著優勢:技術上技術上,公司不僅是諧波減速器制造的先驅,且受益于其悠久的歷史,哈默納科在產品制造領域積累了豐厚經驗,不斷更新其產品。其諧波減速器產品從1981年的R系列發展至當今的CSD系列,厚度大幅減小而扭矩與精確性得到提高,產品迭代中的經驗筑成壁壘。產品結構上產品結構上,哈默納科布局整體移動控制,覆蓋多種零部件,且一種產品又提供廣泛的參數與性能選擇,由此覆蓋盡可能多的市場。研發上研發上,公司R&D結構合理,既不斷投入前沿研究,又考慮如何更好地滿足用戶需求,且其市場營銷、研發與生產部門融合為一,能更靈敏地回應用戶需求。3.5.
92、4.3.5.4.哈默納科哈默納科資料來源:哈默納科官網、東吳證券研究所資料來源:哈默納科官網、東吳證券研究所產品研發前沿技術滿足用戶需求New Mechanism Principle LaboratoryNew Mechanism Principle Laboratory研發獨立于現有產品與技術的新概念Harmonic Drive Gearing LaboratoryHarmonic Drive Gearing Laboratory基于對未來趨勢判斷,對基礎技術進行完善與延伸Development Development EndingneeringEndingneering Division
93、Division 根據用戶需求進行開發與設計制造工廠產業鏈條完善Production Technology and Supply Production Technology and Supply Chain Chain DivisonDivison針對產品生產工具設備的研發設計哈默納科研發結構哈默納科在減速器產品迭代中積累豐厚經驗403.5.他山之石:海外龍 分析他山之石:海外龍 分析從經營業績看從經營業績看,1919年營收年營收、毛利率大幅縮水毛利率大幅縮水,主要由市場供過于求所致主要由市場供過于求所致。哈默納科以減速器等運動控制裝置為主要產品,可用于機器人或機床,下游以半導體、汽車等制造領
94、域居多,而這些領域在19年日益加劇的中美貿易戰中受影響較大。下游設備投資減少、客戶與分銷商期望降低庫存,由此造成需求大幅下降。相較哈默納科相較哈默納科,納博特斯克更豐富多元的產品結構減輕了其受到的影響納博特斯克更豐富多元的產品結構減輕了其受到的影響。毛利率的縮水一方面源于運營費用的提升,此外還與固定資產的減值、銷售產品的結構的改變有關,國內諧波減速器龍頭綠的諧波比較國內諧波減速器龍頭綠的諧波比較。與綠的相較,二者共同點是:均既布局減速器單體裝置又布局機電一體化產品,且當前均為減速器單體占據營收大頭,占比80%以上。從差異看,當前哈默納科的營收規模與在中國/全球的市占率均高于綠的;綠的在近三年毛
95、利率維持在43%以上,而哈默納科自2018年后毛利率從24.9%開始下降,近三年修復,當前為15.3%的水平,相較綠的諧波更低3.5.4.3.5.4.哈默納科哈默納科資料來源:哈默納科官網、綠的諧波招股說明書、資料來源:哈默納科官網、綠的諧波招股說明書、WindWind、東吳證券研究所、東吳證券研究所哈默納科營收與毛利變化趨勢哈默納科、綠的諧波股價回顧(匯率:CNY/JPY=20.43)41在在20232023-20252025的第一階段的第一階段,20252025-20302030的第二階段的第二階段,20302030后的第三階段后的第三階段,人形機器人將為減速器人形機器人將為減速器、伺伺服
96、電機服電機、傳感器傳感器、控制器等零部件創造大量市場規??刂破鞯攘悴考撛齑罅渴袌鲆幠?。資料來源:東吳證券研究所測算資料來源:東吳證券研究所測算3.6.人形機器人為核心部件帶來的新增市場規模人形機器人為核心部件帶來的新增市場規模圖表:機器人放量創造的市場規模大增圖表:機器人放量創造的市場規模大增(單位:億元單位:億元)圖表:三階段機器人創造的市場規模測算圖表:三階段機器人創造的市場規模測算成本成本比例比例階段一階段一(億元)(億元)階段二階段二(億元)(億元)階段三階段三(億元)(億元)本體規模1,564.2025,537.4036,551.80減速器25%391.056384.359137.
97、95傳感器20%312.845107.487310.36伺服電機20%312.845107.487310.36結構件15%234.633830.615482.77控制器10%156.422553.743655.18電源10%156.422553.743655.1842四、投資建議四、投資建議&風險提示風險提示4.1.綠的諧波:諧波減速器龍頭,態勢優秀,有望受益人形熱潮4.2.鳴志電器:控制電機龍頭,步進電機與伺服電機皆具優勢4.3.兆威機電:布局新興領域,或受益于機器人量產4.4.韋爾股份:CIS龍頭,復蘇拐點已至,機器視覺打開空間4.5.思特威-W:彈性CIS,受益于多模態發展4.6.宇瞳光
98、學:安防鏡頭龍頭,機器視覺領域快速增長4.7.奧普特:較完整布局機器視覺軟硬件,技術儲備較深厚4.8.天準科技:深耕工業機器視覺,或可間接參與人形機器人產業鏈434.1.綠 諧 綠 諧:諧波減速器龍頭,有望受益人形熱潮:諧波減速器龍頭,有望受益人形熱潮公司營收公司營收/毛利穩健增長毛利穩健增長,毛利率維持較高水平毛利率維持較高水平。公司為專業從事精密傳動裝置研發、設計、生產和銷售的高新技術企業。綠的逐步打破國際巨頭對精密減速器的壟斷,成長為國內諧波減速器龍頭,當前中國市場市占率超20%,僅次于老牌巨頭哈默納科。2017201720202020年度年度,營收營收、凈利潤分別以凈利潤分別以CAGR
99、=CAGR=2626.0 0%、4141.1 1%的速率增長的速率增長,且且20212021年增速均超過年增速均超過100100%;同時;同時,毛利率保持在毛利率保持在5050%左右的較高水左右的較高水平平。以主營業務拆分,諧波減速器對營收、毛利率的貢獻最大。技術積淀技術積淀、高性價比高性價比、諧波減速器供應缺口是公司迅速發展的主要驅動力諧波減速器供應缺口是公司迅速發展的主要驅動力。公司多年的打磨大幅縮小了其余國際巨頭在精密減速器上的差距,而相較國際巨頭具有價格優勢,由此得以在諧波減速器領域與新松機器人、埃斯頓、優必選、Universal Robots等機器人公司建立了深入合作,亦成為ABB、
100、通用電氣、那智不二越等國際知名公司的精密零部件供應商。此外,新建產能釋放+訂單飽滿,以及全球諧波減速器供應缺口是2021業績躍升的重要原因。預計預計20222022-20242024減速器缺口仍然存在減速器缺口仍然存在,再加之疫情下再加之疫情下“機器替人機器替人”可能加速可能加速,以及人形機器人熱潮興起以及人形機器人熱潮興起,公司還將保持迅速擴展態勢公司還將保持迅速擴展態勢。風險提示:風險提示:下游需求不及預期、新品研發不及預期、原材料價格波動風險綠的諧波營收與凈利潤快速增長綠的毛利率、凈利率均保持較高水平且增長較快資料來源:資料來源:WindWind、綠的諧波招股書、東吳證券研究所、綠的諧波
101、招股書、東吳證券研究所444.2.鳴志 鳴志 :控制電機龍頭,步進電機與伺服電機皆具優勢:控制電機龍頭,步進電機與伺服電機皆具優勢公司提供控制電機公司提供控制電機、伺服系統伺服系統、電機編碼器領域成熟產品系列電機編碼器領域成熟產品系列。公司的步進電機、空心杯電機、伺服電機在國內外得到廣泛使用,其混合式步進電機產品地位尤高,占據全球市場10%以上份額。上述電機或集成的伺服系統均可能在人形機器人上搭載。鳴志電器按產品劃分的營業收入構成鳴志電器各產品毛利率及綜合毛利率控制電機相關產品貢獻營收較大份額控制電機相關產品貢獻營收較大份額,且電機且電機技術優勢帶來的高毛利率帶動公司綜合毛利率技術優勢帶來的高
102、毛利率帶動公司綜合毛利率、凈利潤上升凈利潤上升。公司控制電機業務占據大頭且呈上升之勢,2021年達到77.3%,這一領域毛利率維持在40%左右,帶動綜合毛利率介于35-40%間。2021年營業收入同比增速22.6%,凈利潤同比增速39.6%,業績穩步增長。資料來源:資料來源:WindWind、東吳證券研究所、東吳證券研究所45風險提示:風險提示:行業競爭加劇4.3.兆威 兆威 :微型傳動龍頭,布局新興領域,或受益于機器人量產:微型傳動龍頭,布局新興領域,或受益于機器人量產公司為微型傳動領域龍頭公司為微型傳動領域龍頭,微型傳動隨電子產品微型傳動隨電子產品、新能源汽車新能源汽車等產業發展而日益重要
103、等產業發展而日益重要,且行業壁壘深厚且行業壁壘深厚。傳動系統是傳遞動力與運動的裝置組合;微型傳動系統主要用于控制調節、傳遞運動,在通信設備、智能家居、服務機器人、汽車電子、醫療器械等產業中的應用日益廣泛。行業壁壘包含技術、客戶兩方面,前者指微型齒輪模具設計與精密加工能力,后者是客戶認證。公司逐漸積累技術領先優勢與客戶資源,具有先發優勢。公司布局新興領域公司布局新興領域,產品在多款機器人上得到運用產品在多款機器人上得到運用,有較大可有較大可能受益于人形機器人量產能受益于人形機器人量產。公司產品覆蓋傳統的移動通信、汽車電子領域,又在智能家居、智慧醫療、服務機器人等新興領域布局,上述領域均具有較大發
104、展潛力。與此同時,公司產品包括全系列的精密行星齒輪箱減速電機,通用驅動器等,這些零部件在人形機器人中或將應用,且已獲得博世、iRobert等下游客戶的認可,故推測公司將受益于機器人量產。資料來源:英為財情、兆威機電年報、東吳證券研究所資料來源:英為財情、兆威機電年報、東吳證券研究所兆威機電產品已應用于工業、服務、物流機器人兆威機電營收與毛利率走勢兆威機電布局領域分布46風險提示:風險提示:XR、汽車等下游需求不及預期風險4.4.韋爾股份韋爾股份:CISCIS龍頭,復蘇拐點已至,機器視覺打開空間龍頭,復蘇拐點已至,機器視覺打開空間CISCIS龍頭龍頭,機器視覺打開空間機器視覺打開空間。公司致力于
105、提供傳感器解決方案、模擬解決方案和觸屏與顯示解決方案,助力客戶在手機、安防、汽車電子、可穿戴設備、IoT等領域解決技術挑戰。作為CIS龍頭,公司有望分享產業鏈紅利。機器視覺領域屬于新興發展方向,ASP高于傳統產品,未來隨著GPT和具身智能的發展,有望迎來快速增長。復蘇拐點已至復蘇拐點已至,公司有望逐步改善公司有望逐步改善。截止2023Q1末,公司存貨107.7億,較2022年末降低15.87億,Q2有望繼續去化。我們認為隨著經濟復蘇,庫存去化,公司經營有望重回增長軌道。風險提示風險提示:下游需求不及預期韋爾股份存貨變動情況韋爾股份盈利能力變動資料來源:資料來源:WindWind、東吳證券研究所
106、、東吳證券研究所02040608010012014016020Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 23Q1存貨(億元)0%5%10%15%20%25%30%35%40%20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 23Q1毛利率凈利率474.5.思特威思特威-W:彈性:彈性CISCIS,受益于多模態發展,受益于多模態發展安防景氣有望復蘇安防景氣有望復蘇,公司具備潛在彈性公司具備潛在彈性。公司覆蓋高中低端各類像素水平的CMOS產品,廣泛應用于安防、機器視覺、汽車電
107、子和智能手機等領域,其中安防領域占比營收相對較高。公司調整產品結構公司調整產品結構,高端占比不斷提升高端占比不斷提升。隨著AI和5G商用落地,機器視覺CIS逐漸應用到無人機、掃地機器人等新興下游領域,公司在安防和機器視覺產品有較好突破;手機端,也有高像素主攝產品推出。風險提示風險提示:下游需求不及預期思特威盈利能力變動思特威營收與凈利潤變化情況資料來源:資料來源:WindWind、東吳證券研究所、東吳證券研究所-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%20Q421Q121Q221Q321Q422Q122Q222Q322Q423Q1毛利率凈利率-400%-300%-200%-10
108、0%0%100%200%300%-50510152025302020A2021A2022A2023Q1營收歸母凈利潤營收-yoy歸母凈利潤-yoy484.6.宇瞳 宇瞳 :安防鏡頭龍頭,機器視覺領域快速增長:安防鏡頭龍頭,機器視覺領域快速增長安防鏡頭龍頭安防鏡頭龍頭,行業地位穩固行業地位穩固。公司是全球最大的安防鏡頭生產商,產品線布局齊全,廣泛應用于安防、機器視覺和車載等領域。機器視覺新市場機器視覺新市場,遠期需求廣闊遠期需求廣闊。機器視覺為高單價產品,類比于CIS,海內外高精確度、低時延等需求催生此塊市場,預期隨著算力的提升,應用有望普及。積極布局汽車業務積極布局汽車業務,打造第二曲線打造第
109、二曲線。公司攝像頭、激光雷達、AR-HUD等業務均在順利推進,有望貢獻遠期增量。風險提示風險提示:下游需求不及預期宇瞳光學盈利能力變動宇瞳光學營收與凈利潤變化情況資料來源:資料來源:WindWind、東吳證券研究所、東吳證券研究所0%5%10%15%20%25%30%20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 23Q1毛利率凈利率-100%-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%05101520252020A2021A2022A2023Q1營收歸母凈利潤營收-yoy歸母凈利潤-yoy494.7.奧普特
110、奧普特:機器視覺軟硬件布局較完整,技術儲備較深厚:機器視覺軟硬件布局較完整,技術儲備較深厚公司將機器視覺核心軟硬件基本覆蓋公司將機器視覺核心軟硬件基本覆蓋,且已布局且已布局3 3D D視覺傳感技術視覺傳感技術、深度學習技術深度學習技術。奧普特當前下游客戶以3C電子、新能源產線為主,承擔關鍵工序的缺陷檢測、尺寸測量等,暫未廣泛應用于汽車自動駕駛或機器人。但其在機器視覺軟硬件領域布局完整但其在機器視覺軟硬件領域布局完整、技術儲備深厚技術儲備深厚,則當人形機器人廠商為提則當人形機器人廠商為提升對象識別能力而尋求機器視覺方案時升對象識別能力而尋求機器視覺方案時,公司有望進入產業鏈公司有望進入產業鏈。奧
111、普特營收及凈利潤變化情況奧普特產品與技術布局結構受益新能源高景氣度受益新能源高景氣度,公司業績穩步增長公司業績穩步增長,同時研發投入同時研發投入保持增加保持增加。2021年度公司營收增速36.2%,達8.75億元;凈利潤增速24.2%,凈利潤增速之所以低于營收增速,主要由電子器件成本上升使營業成本大幅上升所致。與此同時與此同時,近近三年公司研發費用率不斷提升三年公司研發費用率不斷提升,為公司積累了創新性強為公司積累了創新性強、實用度高的核心技術實用度高的核心技術。公司研發費用率近三年不斷提升機器視覺產品產品機器視覺核心部件技術技術根基深厚,布局前沿光源光源控制器鏡頭相機工業讀碼器視覺控制器光源
112、技術鏡頭技術視覺分析技術深度學習3D視覺技術高精度傳感資料來源:資料來源:WindWind、奧普特、奧普特20212021年年度報告、東吳證券研究所年年度報告、東吳證券研究所50風險提示:風險提示:市場競爭加劇風險4.8.天準科技天準科技:深耕工業機器視覺,或可間接參與人形機器人產業鏈:深耕工業機器視覺,或可間接參與人形機器人產業鏈深耕工業機器視覺深耕工業機器視覺,與廣泛下游建立合作與廣泛下游建立合作。公司主要產品為工業視覺裝備,包括視覺測量、視覺檢測、視覺制程裝備與智能網聯方案等。其面向消費電子、半導體、新能源、汽車等精密制造行業,提供視覺測量視覺測量/檢測檢測/制程制程等高端設備產品,并面
113、向智能網聯提供AI計算單元等智能化解決方案。持續技術投入帶來領先地位持續技術投入帶來領先地位,有望通過機器視覺產線間接參與人形機器人供應鏈有望通過機器視覺產線間接參與人形機器人供應鏈。公司2020年在中國及其視覺行業的市占率為6.7%,處于領跑者位置,并參與多項行業標準的制定,主要客戶包括富士康、德賽、東山精密、博世、三花智控等。產品的高認可度離不開公司的技術儲備,通過自研,公司掌握基于深度學習的缺陷檢測、3D視覺算法等機器視覺算法,自主開發工業視覺軟件平臺ViSpec,實現對4,000余家客戶產品的2D/3D尺寸及視覺檢測,形成數萬個應用案例。公司參與人形公司參與人形機器人產業鏈的方式機器人
114、產業鏈的方式,可能是直接向機器人廠商提供高性能可能是直接向機器人廠商提供高性能AIAI計算單元計算單元,也可能是為減速器也可能是為減速器、電機電機、芯片生產提供機器視覺解決方案芯片生產提供機器視覺解決方案,以此提高產業精度與效率以此提高產業精度與效率,從而間接參與產業鏈從而間接參與產業鏈。風險提示:風險提示:市場競爭加劇風險天準科技凈利率及銷售、管理、研發費用率天準科技營收與凈利潤變化情況資料來源:資料來源:WindWind、東吳證券研究所、東吳證券研究所514.9.投資建議投資建議投資建議:投資建議:產業鏈仍處早期,發展周期較長,遠期想象空間可觀。建議關注戰略性環節。人形機器人相關,機器視覺
115、相關產業均值得關注,如安防產業鏈也可能存在外溢機會。1)核心成本項,減速器(綠的諧波)、電機(鳴志電器)、動力裝置(兆威機電);2)傳感器&機器視覺(韋爾股份、思特威-W、宇瞳光學、奧普特、天準科技)524.10.風險提示風險提示人形機器人降成本速度低于預期:人形機器人降成本速度低于預期:29.9%人形機器人普及依賴于技術降本,如果成本下降幅度低于預期,可能導致市場放量較慢。ChatGPTChatGPT技術發展不完善技術發展不完善、應用不及預期應用不及預期:若ChatGPT等技術發展不及預期,AIGC滲透率未能如期提升、應用場景受限,潛在市場規?;驘o法釋放。AIAI基礎設施不及預期基礎設施不及
116、預期:若AI基礎設施不及預期,大模型訓練或無法完成。AIAI倫理風險倫理風險:AI可能會生產違反常規、違背法律和道德的內容,或幫助人類以作弊等形式完成違反常規、違背法律和道德的行為。53免責聲明東吳證券股份有限公司 中國證券監督管 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”)客戶使用。本公司不會因接收 收到本報告而視其為客戶。在任何情況下,本報告中 信息或所表述 意見并不構成 任何 投資建議,本公司不 任何 因使用本報告中 內容所導致 損失負任何責任。在 律許可 情況下,東吳證券及其所屬關聯 構可 會持有報告中提到 公司所發 證券并進 交易,
117、還可 為這些公司提供投資銀 服務或其他服務。市場有風險,投資需謹慎。本報告是 于本公司分析師認為可靠且已公開 信息,本公司 求但不保證這些信息 準確 和完整,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 本報告所載資料 意見及推測不一致 報告。本報告 版權歸本公司所有,未 書面許可,任何 構和個 不得以任何形式翻版 復 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 本報告進 有悖原意 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 盤在15%以上;增持:預期未來6個月個股漲跌幅 盤介于5%15%之間;中:預期未來 6個月個股漲跌幅 盤介于-5%5%之間;持:預期未來 6個月個股漲跌幅 盤介于-15%-5%之間;賣出:預期未來6個月個股漲跌幅 盤在-15%以下。業投資評級:增持:預期未來6個月內,業指數 強于 盤5%以上;中:預期未來 6個月內,業指數 盤-5%5%;持:預期未來 6個月內,業指數 弱于 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 真:(0512)62938527公司 址:http:/54東吳證券 財富家園55