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1、2023 年深度行業分析研究報告 1/34 行業研究報告 慧博智能投研 目錄 目錄 一、電機行業概述.1 二、海外電機廠商復盤及我國電機行業發展現狀.6 三、電機行業產業鏈.9 四、機器人行業蓄勢待發,國內廠商相關機遇.12 五、突破壁壘,國產替代進行時.19 六、相關公司.27 一、電機行業概述一、電機行業概述 1.電機定義及組成電機定義及組成電機是一種利用電與磁相互作用從而實現能量轉換與傳遞的機械電磁裝置。廣義的電機包括電動機、發電機和特種電機。電動機從電系統吸收電能,向機械系統輸出機械能,各類型的電機廣泛應用于我國經濟生產各部門以及家用電器中,主要作為驅動各種機械設備的動力;發電機從機械
2、系統吸收機械能,向電系統輸出電能,發電機和相關設備的技術進步,使人們能夠利用熱能、水能、核能以及風能、太陽能、生物質能等能源發電,向國民經濟各部門和廣大城鄉居民提供所需電能;特種電機主要是指使用環境、生產工藝、技術標準等比較特殊而區別于普通電機的電機。從結構上來看,不同類型電機結構雖然不同,但一般都是由三大部分組成,即固定部分、轉動部分和輔助部分。固定部分主要由定子機座、機架、定子鐵心、定子繞組、端蓋及底板等導磁、導電和支撐固定等結構部件組合;電機的轉動部分包括轉軸、轉子鐵心、轉子支架、轉子繞組、集電環、換向器和風扇等部件;輔助部分包括軸承、電刷和冷卻器等。2/34 2.電機分類電機分類 電機
3、有多種分類方式,按照應用領域分為動力電機和控制電機;按照電源類型分為直流電機和交流電機。(1)按照應用領域分為動力電機和控制電機按照應用領域分為動力電機和控制電機 動力電機輸出功率較大,注重電機的驅動、運行及制動性能,主要應用于汽車、家電、小型機床等領域??刂齐姍C側重電機輸出量的幅頻特性、相頻特性及輸出特性的精度、靈敏度、穩定性、線性度等指標,精度高、響應速度快,主要在自動控制系統中承擔執行、檢測和解算功能。1)動力電機動力電機 按照運動方式進一步分為旋轉電機和直線電機。直線電機可看作由旋轉電機展平而得,其定子叫初級、轉子叫次級,其優勢在于可以直接將電能轉換為直線運動的機械能,而無需再借助中間
4、轉換裝置。常見的直線電機可分為 U 型槽式、平板式和管式。其主要應用于自動控制系統、短距離需要巨大直線運動能的裝置或作為長期連續運行的驅動電機,例如用于磁懸浮列車以及無鋼絲繩電梯的驅動。FYkXrXhVkZcVsQsQoN7N8Q8OsQoOtRsReRnNvNjMoOrObRqRqQxNtPoOvPnOtP 3/34 2)控制電機控制電機 按照控制方式進一步分為步進電機、伺服電機、力矩電機。步進電機是一種把電脈沖信號轉換成角位移的電動機,每輸入一個脈沖信號,步進電機就按照設定的方向轉動一個固定的角度。其結構簡單但效率和精度較低,多用于辦公自動化、通信設備、印刷設備等領域。伺服電機相較于步進電
5、機增加了編碼器與反饋機制,使得驅動器可以根據目標值與編碼器的反饋信號之間的差異來調整轉子轉動的角度,從而可實現更精密的控制,主要適用于半導體、光伏、鋰電、工業自動化、機器人等對于控制精度、速度響應、過載能力及穩定性要求高的領域??招谋姍C是一種特殊的伺服電機,采用無鐵芯轉子,呈空心的杯狀結構,內部環繞著繞組和磁鐵。4/34 力矩電機是以扭矩為控制方向的電機,采用開環控制。當負載轉矩增大時能自動降低轉速,同時加大輸出轉矩,當負載轉矩為一定值時改變電機端電壓便可調速。在電動機低速甚至堵轉(轉子無法轉動)時仍能持續運轉,不會造成電動機的損壞,并提供穩定的力矩給負載,具有低轉速、大扭矩、過載能力強、響
6、應快、特性線性度好等優點。力矩電機分為有框力矩電機和無框力矩電機。(2)按照電源類型分為直流電機和交流電機按照電源類型分為直流電機和交流電機 直流電機由直流電源驅動,交流電機由交流電源驅動。直流電機調速性能好、啟動力矩大,適用于在重負載下啟動或需要均勻調節轉速的機械。交流電機效率高、噪音低,常用于家用電器中。1)直流電機)直流電機 按照電刷的有無進一步分為有刷電機與無刷電機。對于直流電機,為使轉子轉動需要不斷改變電流方向。有刷電機采用機械換向,內部的電樞和換向器一起旋轉,而外部的磁極和電刷都不動。通過換向器與電刷的交替接觸,電機運行時電流的方向就會不斷改變,從而改變電機的運動方向。其優勢在于啟
7、動快速、制動及時、調速平穩,并且啟動電流大、在低速時扭矩大,因而能帶很重的負荷,常用在電鉆等日常電動工具中。但由于換向器與電刷之間存在摩擦,因而電刷易損耗、壽命短,并且效率較低。5/34 無刷電機采用電氣換向,以霍爾元件等電子換向器替代了機械電刷裝置,其線圈不動而磁極旋轉。其原理是通過霍爾元件感知永磁體磁極的位置,從而適時切換線圈中電流的方向,以產生正確方向的磁力來驅動電機。無刷電機的優勢在于故障率低、使用壽命長、運行時間和電壓比較穩定。2)交流電機)交流電機 交流電機按照電源類型分為單相電機與三相電機。單相電機采用單相交流電源供電,定子僅含一個繞組,需借助啟動線圈或運行電容器等以產生旋轉磁場
8、。特點是結構簡單、維修方便,多應用于小型家用電器 6/34 等生活場景。三相電機采用三相交流電源供電,定子繞組分為三組,通入互差 120 的交流電就可產生旋轉磁場。三相電機效率高、功率大、可靠性和精度高,多用于水泵、機床等工業領域。交流電機按照轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速是否相同,交流電機分為同步電機與異步電機。同步電機的轉速恒定,而異步電機的轉速可以隨著負載的變化而調節。常見的電力拖動機械大多由異步電機驅動,如空氣壓縮機、鼓風機、大型起重設備等。而同步電機主要適用于要求轉速恒定的大功率生產機械,如連續式軋鋼機、球磨機等,由于其造價昂貴、維修困難而應用較少。二二、海外電機廠商復盤海外電機廠商復
9、盤及我國電機行業發展現狀及我國電機行業發展現狀 Maxon motor(簡稱“maxon”)是一家全球范圍內高精密電機和驅動系統的產品供應商。在 500W 以內的高精密電機和驅動系統中,maxon 處于全球領先地位。該公司在全球范圍內約有 2500 名員工,并在瑞士、德國和匈牙利設有制造工廠,銷售公司遍及全球 40 多個國家,2018 年營業額達到 5.26 億瑞士法郎。1.MAXON 的發展可以分為三個階段的發展可以分為三個階段 1)發展初期(1961-1996):MAXON1961 年成立,開發設計 DC 迷你型電機,并通過收購美國分銷商,逐步打通美國市場,這一時期是公司發展初期,主要是“
10、量增”。7/34 2)快速發展期(1996-2012):公司 1996-1999 年參與 NASA“探路者”計劃,確定了公司高端電機定位,為公司拓展高端領域客戶打下了基礎,同時航空航天相關設計需求也可以復用到其他高端電機場合,這一時期公司完善了公司產品高端定位,是公司產品和品牌“質”飛躍。3)產業鏈布局完善期(2012-2020):2015 年開發電驅系統,2017 年收購瑞士公司 ZUB machine control AG,增加了公司在控制器領域的布局,到 2020 年公司逐漸從元器件供應商轉變為系統供應商。2.國內電機行業國內電機行業現狀現狀 國內電機企業電機處于“量增”到“提質”的過渡
11、期。目前電機的主要應用市場可以分為消費級、車端市場、工業(工控等)、尖端市場等:1)消費級市場進入門檻較低,國產化率較高;2)車端市場對電機企業資金壁壘要求較高,但整體盈利相對一般;3)工業尤其是自動化控制相關電機盈利水平相對較高,在中高端領域國內企業待突破,相關電機需有精密控制、復雜工業環境適應等能力,可以用于機床、機器人等領域;在航空航天、軍工、精密醫療器械,包括部分探索性領域(探索新應用、新產品)等領域,對電機企業要求較高,客戶壁壘高,需要電機企業具有較強的設計能力和生產能力,毛利率相對較高,以 MAXON 等為代表的海外企業占據主導地位。從整體市場來看,國內企業在消費級市場、車端、工業
12、領域都有所布局,中低端電機市占率較高,但在中高端市場依然待突破;而從企業角度來看,以匯川技術、鳴志電器匯川技術、鳴志電器為代表國內企業,技術積累豐富,擁有研發能力+高端客戶資源,有望突破高端電機市場。8/34 以鳴志電器鳴志電器為例,國內頭部企業通過收并購逐漸擁有高端電機定制化設計+核心零部件自產+觸達高端客戶的能力。鳴志電器通過收購 AMP、Lin Engineer ing 等企業擁有了高端步進電機的技術,獲得了觸達北美核心客戶群的機會,另外通過收購 Techno soft Motion AG 公司幫助公司完善無齒槽和空心杯電機+驅動控制器的系統級平臺產品。此外,公司擁有行星齒輪箱、編碼器等
13、零部件的積累,有望在高端電機領域市場實現突破。復盤海外高端電機廠商 MAXON 發展歷程,對比我國頭部電機企業認為,率先布局高壁壘/新興領域+掌握一體化技術,掌握先發優勢是維持電機企業高利潤的關鍵。以人形機器人為代表的高成長賽道或將給國內企業進軍高端電機帶來突破性機會:1)相比如精密醫療器械、航天等領域,人形機器人潛在空間較大,帶來的成長空間大;2)人形機器人電機對精度要求沒有航空等領域高,但需要電機廠商具有設計、調整工藝和大規模制造降本能力,國內企業擅長降本,這將給國內企業帶來與頭部企業合作設計/調整相關電機方案的機會;3)以空心杯電機為代表的微特精密電機,性能優異,可以應用于航空航天、光學
14、、國防等領域,整體市場較小,但毛利率高,人形機器人有望帶動相關市場擴容,促進國內企業對相關領域研發和布局。9/34 三三、電機行業產業鏈電機行業產業鏈 1.電機行業產業鏈梳理電機行業產業鏈梳理 我國電機的上游主要為磁性材料、編碼器、芯片和軸承等原材料;中游為電機制造;下游為電機應用領域,包括水務設備、電力設備、風電設備、火電設備和家電設備、工業機器人等。上游行業中的原材料價格變動與電機企業的產品定價政策、成本水平、銷售業績有較大影響,關聯度較高。目前,電機產品主要原材料是電解銅、硅鋼、碳結鋼等,這些行業的技術工藝成熟、市場競爭充分、產品供應充足,能夠較好的滿足電機行業的生產經營需求,為電機行業
15、的可持續發展提供了重要保障。下游電機產品廣泛應用于國民經濟的各個領域,特別是大中型電機,廣泛應用于冶金、水利、石化、建材、風電等行業。相關產業的快速發展,為電機行業提供了廣闊的市場空間,促進了整個電機行業的有序發展。根據中國企業數據庫企查貓,目前中國電機企業主要分布在江蘇省和山東省。截至 2023 年 2 月,江蘇省共有相關工業電機企業超過 3700 家,山東省工業電機企業約為 3400 家。從中國工業電機供給主體區域分布來看,江蘇省和山東省電機企業數量相對較高。2.磁性材料是電機主要原料之一,對電機性能影響較大磁性材料是電機主要原料之一,對電機性能影響較大(1)電機一般使用磁性較強的材料,強
16、磁電機一般使用磁性較強的材料,強磁性材料包括了永磁材料、軟磁材料以及功能性材料包括了永磁材料、軟磁材料以及功能性磁性材料性磁性材料 永磁的特性在于一經磁化,很難退磁,而軟磁也容易磁化,但是磁化后容易退磁:永磁材料目前的劃分有三大類,金屬永磁、鐵氧體永磁和稀土永磁,而軟磁材料則有鐵氧體軟磁、金屬粉芯、金屬軟磁和非晶納米晶等。兩種磁材料的最不同的特征在于矯頑力不同。矯頑力的定義為使已磁化的磁材無法向外磁路提供能量(但磁體內部仍具有一定能量)而必須施加的、與原磁化方向相反的外磁場強度,單位為Oe 或 A/m。(2)矯頑力越高,材料越不容易退磁矯頑力越高,材料越不容易退磁 1)永磁材料的目標是不斷追求
17、更高的矯頑力,強化不退磁能力,在永磁電機中應用較多;2)軟磁通過降低矯頑力,追求更高的磁導率,可以起到電能參數變換,提高磁性元件效率并節省空間的作用,目前 10/34 作為各類電機、變壓器、繼電器、電感器、濾波器等元器件的磁芯應用在新能源汽車、機器人、光伏等諸多領域。(3)釹鐵硼性能較好,滲透率有望提升釹鐵硼性能較好,滲透率有望提升 釹鐵硼材料在矯頑力上的表現較優異,同時在磁能積上也優于其他材料。磁能積較好也意味著單位磁場強度下釹鐵硼體積更小,這也非常有利于節省電機空間。尤其是高性能釹鐵硼磁材料(矯頑力與磁能積之和大于 60),能大大減小電機體積,減輕電機質量,縮小電機能量損耗并提高整個電機系
18、統效率。唯一的劣勢在于溫度穩定性比較差,需要通過添加鈷等其他元素來改善溫度性能,價格相對較高。(4)國內驅動電機原材料具有明顯優勢國內驅動電機原材料具有明顯優勢 從原材料看,釹鐵硼永磁材料屬于我國優勢資源,硅鋼也基本可以用國產產品替代,作為我國傳統制造業,定轉子生產廠商眾多,總體來看國內驅動電機原材料具有明顯優勢。3.編碼器編碼器(1)編碼器的分辨率和精度與電機運動控制性能有著密切的聯系編碼器的分辨率和精度與電機運動控制性能有著密切的聯系 編碼器是將信號進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸的信號形式的設備,如為伺服電機的閉環控制產生速度或位置的實際測量值。(2)編碼器分類)編碼器分類 編碼器種類繁
19、多,按照讀出方式可分為接觸式和非接觸式兩種;按照檢測工作原理,伺服電機編碼器可主要分為光電編碼器、磁性編碼器、電感式編碼器和電容式編碼器。其中,基于光電轉換原理的光編碼器和基于磁敏感元件感應磁場變化原理的磁編碼器的應用較為廣泛。1)光電編碼器由 LED 光源(通常是紅外光源)和光電探測器組成,二者分別位于編碼器碼盤兩側。碼盤由塑料或玻璃制成,上面間隔排列著一系列透光和不透光的線或槽。碼盤旋轉時,LED 光路被碼盤上間隔排列的線或槽阻斷,從而產生兩路典型的方波 A 和 B 正交脈沖,可用于確定軸的旋轉和速度。2)磁電式編碼器的原理是采用磁阻或者霍爾元件對變化的磁性材料的角度或者位移值進行測量。磁
20、性材料角度或者位移的變化會引起一定電阻或者電壓的變化,通過放大電路對變化量進行放大,通過單片機處理后輸出脈沖信號或者模擬量信號,達到測量的目的。磁性轉盤的磁極數、磁阻傳感器的數量及信號處理的方式決定了磁性編碼器的分辨率,使磁場信號不會受到灰塵、濕氣、高溫及振動的影響。11/34 光編碼器一般精度較高,成本較高,對工業環境有一定要求,粉塵、水汽等可能會影響編碼器精度;磁編碼器成本較為簡單,價格優勢相對明顯。(3)編碼器國編碼器國產化進行時,看好國內企業突破高端編碼器產化進行時,看好國內企業突破高端編碼器 當前,編碼器中的一些芯片、碼盤及磁頭等重要元器件仍然依賴于進口,這是國內編碼器廠商下階段的主
21、要突破目標。以碼盤為例,碼盤的碼道數越多,其最外道被分割的區域就越多,即編碼器的最小分辨率越高。碼盤的生產要求每個碼道刻劃精準,并且要求彼此對準,給編碼器的國產化進程造成了極大阻礙。除碼盤之外,光電編碼器的芯片屬于光敏器件,光電結合緊密且工藝特殊,對參數控制要求較高,需要在高溫條件下持續工作,還要保證信號形態正常,且電流輸出能力較大,有特殊的封裝工藝要求,是國產化的壁壘。12/34 四、四、機器人機器人行業行業蓄勢待發,蓄勢待發,國內廠商國內廠商相關機遇相關機遇 電機是機器人的關鍵組成部件之一,電機的扭矩、功率密度和轉速等指標決定了機器人的性能。機器人相關的電機可以分為伺服電機、直流電機、交流
22、電機和步進電機,參考 Skyquest 數據,目前直流電機占比較高,而伺服電機增長較快,主要應用在工業機器人、CNC 系統對精度要求較高的場合。機器人需要根據不同場景去使用對應的電機,工業機器人、服務機器人、協作機器人等機器人根據應用場景不同,會選擇不同電機。下面主要以工業機器人、協作機器人和人形機器人為例,分析對應電機情況。13/34 1.工業機器人:伺服電機系統是機器人工業機器人:伺服電機系統是機器人“心臟心臟”工業機器人指面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人,在工業生產加工過程中通過自動控制來代替人類執行某些單調、頻繁和重復的長時間作業,主要包括焊接機器人、搬運機器人、碼垛機器人、
23、包裝機器人、噴涂機器人、切割機器人和凈室機器人。工業機器人在機械結構上有類似人類的行走、扭腰、大臂、小臂、手腕、爪子等部件,由計算機控制。工業機器人廣泛應用于電子、物流、化工等工業領域。按照機械機構分類,工業機器人可以分為線性機器人(又叫直角坐標機器人)、多自由度機器人(又叫多關節機器人)、并聯機器人(又叫 delta 機器人)和水平多關節機器人(又叫 scara 機器人)等。工業機器人對精度要求較高,一般使用伺服電機,伺服系統成本在機器人中的占比為 25%。伺服系統作為工業機器人核心零部件,可以將控制層指令準確、及時、穩妥地傳送到執行層。14/34 2.協作機器人:輕量化設計背景下,無框電機
24、成首選協作機器人:輕量化設計背景下,無框電機成首選 協作機器人追求輕量化、人機相互。協作機器人是在 SCARA 機器人以及垂直多關節機器人等機械結構基礎上衍生出的新類型。協作機器人除在外觀形態上與傳統工業機器人有些差別外,在產品特性上也區別于傳統工業機器人追求的“剛度”,協作機器人更多追求輕量化、柔性和安全協作性。此外在結構特點、交互方式、部署成本以及應用場景等方面與傳統工業機器人也存在一定的差距。協作機器人具有緊湊小型化、輕量化特性,因此選擇更加緊湊、高效率的電機方案。協作機器人與傳統工業機器人在構造上有一定差異,協作機器人通常采用整體式的無框電機,采用關節一體化技術。無框電機只由定子和轉子
25、兩個部分組成,相較于傳統電機,去除了軸、軸承和外殼,使其體積更小、結構更緊湊,易于維護,并便于被高度集成到協作機器人本體的中空結構內,從而提高其機械性能。除了伺服電機外,協作機器人通常還使用體積小、重量輕的諧波減速機。隨著未來機器人小型化的發展,協作機器人關節中狹窄的安裝空間和末端力矩的要求顯著增高,對無框電機本身性能的挑戰也不斷提升。15/34 3.人形機器人:全新市場帶來新增量人形機器人:全新市場帶來新增量 人形機器人運動離不開驅動器,目前驅動器方案可以分為剛性驅動、彈性驅動和準直驅。雙足人形機器人關節運動特點和人類關節運動類似,運動速度較快、機動性較好,因此相比其他驅動器,人形機器人驅動
26、器需要具有高功率密度、高響應性、高能量利用效率和耐沖擊性等特性。目前人形機器人電動驅動器方案可以分為三類:1)剛性驅動:)剛性驅動:1983 年,早稻田大學研究的 WL10R 機器人使用剛性驅動器 TSA。自此雙足人形機器人開始廣泛應用剛性驅動器為關節動力源。剛性驅動器主要由電機、高傳動比減速器、編碼器、力矩傳感器和控制板等組成(力矩傳感器是可選擇項)。相比其他方案,剛性驅動較為成熟,但能量效率相對較低一些 2)彈性驅動:)彈性驅動:1995 年,麻省理工學院的 Pratt 等提出了彈性驅動器 SEA(series elastic actuator)的概念。美國宇航局的機器人 Valkyrie
27、 和意大利技術研究院的機器人 Walk Man 都使用了彈性驅動器。彈性驅動器通過增加彈性單元來模擬肌肉系統功能,可以緩沖外部沖擊和儲能,使關節表現出柔順、安全和高能量效率特性。但由于彈性元件引入,系統變為欠驅動系統,因此運動控制精度較低。3)準直驅驅動:)準直驅驅動:2016 提出了準直驅方案,準直驅驅動器含義是依靠驅動器電機開環力控,不依賴于附加力或力矩傳感器,就可以本體感知機器人腳部和外界的交互力,也被稱為本體驅動器。一般方案是采用電機加低傳動比減速器的方案,同時要求負載質量和轉動慣量盡可能地小,這樣可以實現高帶寬力控和良好的抗沖擊能力。準直驅驅動器主要由高扭矩密度電機、低傳動比減速器、
28、編碼器和控制板等組成。相比其他方案,運動控制系統較為復雜。16/34 特斯拉人形機器人在方案方面偏好剛性驅動方案,其一體化關節(旋轉關節)類似協作機器人設計,無框力矩電機是核心,利用高轉速電機+高減速比減速器實現快速響應。以協作機器人為例,一體化機器人關節主要由扭矩傳感器、諧波減速機、力矩電機、制動器、增量編碼器、絕對值編碼器和伺服驅動器組成。一體化機器人關節采用無框力矩電機,電機定子與關節殼體之間一般通過耐高溫樹脂膠粘接或過盈配合連接。電機轉子與電機軸之間一般通過樹脂膠粘接。無框力矩電機的大直徑長度比和多磁極對保證了電機的大扭矩輸出性能和低轉速特性,其轉子中空結構,方便關節的內部走線。人形機
29、器人需要完成復雜的工作,對手部“靈巧性”提出需求。目前靈巧手的傳動方式有很多,常見的有齒輪傳動、連桿傳動和腱傳動等多種方案。腱傳動使用鋼絲繩模仿人手的肌腱部位,將驅動器外置于手掌或者手臂處,用腱繩實現遠距離傳動,精簡了手指處的結構設計,相對齒輪和連桿,鋼絲繩的重量和摩擦更小,推測特斯拉人形機器人采用的是經典的六電機+金屬腱繩方案。17/34 人形機器人采用集成化方案,對輕量化、緊湊結構追求較高,手部采用輕量高效的空心杯電機,身體部位采用無框電機等構成的一體化關節。特斯拉 Optimus 共有 28 個運動關節,包括三種旋轉執行器和三種線性執行器:其中旋轉關節采用電機+傳感器+諧波減速器的方案;
30、而線性關節采用電機+絲杠+傳感器(從形態上,我們推測是無框電機);特斯拉機器人靈巧手采取了折中的方案,使用較為經典的六電機驅動方式,拇指采用雙電機驅動彎曲和側擺,其它四指各用一個電機帶動,電機采用蝸桿傳動機構。從數量來看,共 12 個驅動,手指部分我們推測是空心杯電機+驅動裝置+傳動裝置構成。機器人電機市場占電機市場約 1%,增速相對較快。Skyquest 預計 2021 年全球機器人相關電機規模為11 億美元,2030 年有望達到 28 億美元,復合增速達 13.4%。根據 Fortune Business Insights 公布的數據,2021 年全球電機市場規模約為 1139 億美元,機
31、器人相關電機市場份額約 1%,但增速相對較快。18/34 人形機器人有望復制特斯拉新能源車成長道路,較快實現大規模量產。特斯拉新能源汽車第一個五年突破 10 萬銷量,第二個五年達到百萬銷量,展示了特斯拉較強的量產能力。我們認為有望人形機器人復制特斯拉新能源汽車 0-1 的過程,有望在初步量產后快速上量。目前方案下人形機器人身體擁有 28 個無框電機,手部對應 12 個空心杯電機,假設人形機器人量產后,無框電機價值量為 800 元/個,空心杯電機 1000 元/個,則 100 萬人形機器人對應電機市場空間約為 344 億元。國內企業加速推進人形機器人相關項目+落地場景逐漸清晰,看好人形機器人加速
32、落地:1)國內企業紛紛入局機器人項目,近期傅利葉智能發布了最新研發的通用人形機器人 GR-1,GR-1 是國內領先的自主研發、可商業化落地的人形機器人產品,展示了機器人直腿行走、敏捷避障等功能,國內人形機器人推進迅速。此外,華為、字節跳動也入局機器人業務;騰訊 RoboticsX 實驗室發布了靈巧操作研究成果,并推出自研機器人靈巧手“TRX-Hand”和機械臂“TRX-Arm”。我們認為國內多家企業入局機器人相關環節,有望加速人形機器人落地。19/34 2)人形機器人有望在工廠場景落地。2023 年二季度業績說明會上,特斯拉 CEO 埃隆 馬斯克公布了備受關注的特斯拉人形機器人 Optimus
33、 的最新進展。馬斯克表示,特斯拉已經生產了 10 臺人形機器人。預計在今年 11 月份進行行走測試,計劃明年在特斯拉工廠進行實用性測試。五、五、突破壁壘,突破壁壘,國產替代進行時國產替代進行時 上面已經提及人形機器人行業蓄勢待發,而國內廠商正努力奮發突破高端電機壁壘,那么,具體從哪些方面能夠實現國產替代呢?1.伺服電機:進軍中高端市場,國產替代進行時伺服電機:進軍中高端市場,國產替代進行時(1)伺服電機)伺服電機 伺服電機系統是工業自動化控制設備主要的動力來源之一,伺服系統主要由伺服驅動器、伺服電機和編碼器組成,編碼器通常嵌入于伺服電機。伺服系統可通過閉環方式實現精確、快速、穩定的位置控制、速
34、度控制和轉矩控制,主要應用于對定位精度和運轉速度要求較高的工業自動化控制領域。從原理來看,伺服系統由伺服驅動器發出信號從而驅動伺服電機轉動,同時編碼器將伺服電機的運動參數反饋給伺服驅動器,伺服驅動器再對信號進行匯總、分析、修正。整個工作過程通過閉環方式精確控制執行機構的位置、速度、轉矩等輸出變量。從成本構成上看,驅動器成本占比 42%;電機占比約 35%;編碼器由碼盤、光源和接收器組成,成本占比約為11%。從分類來看,伺服電機系統可以分為通用伺服系統和專用伺服系統,兩種伺服電機系統在產品技術、應用領域等方面存在差異。通用伺服系統下游應用廣泛,包括電子及半導體、機床、機器人、包裝、紡織、塑料、紙
35、巾等。專用伺服系統根據不同行業需求定制化開發,提供專業化產品,主要為交流電伺服以外的其他品類伺服,其市場規模較小。其下游應用領域包括風力發電、礦山機械、纜車索道、電梯等。20/34 (2)市場空間市場空間 從市場規模來看,2022 年前三季度通用伺服市場規模為 173.3 億元,同比下滑 3.45%,主要受到 2022年傳統制造業景氣度較弱以及國內疫情影響。從國產化率來看,國內伺服廠商以較短的貨期和充足的備貨擴大自身競爭優勢,市場份額均實現增長。近年來通用伺服國產化率逐年攀升,2021 年行業國產化率達到 23.57%,2022 年前三季度提升至 30.51%。2.空心杯電機:繞線是核心壁壘,
36、看好國內企業突破繞線壁壘空心杯電機:繞線是核心壁壘,看好國內企業突破繞線壁壘(1)空心杯電機)空心杯電機 空心杯電動機屬于直流永磁的伺服、控制電動機,也可以將其歸類為微特電機??招谋姍C主要由后蓋、接線端子、電刷端蓋、電刷、換向器、杯形繞組(轉子)、轉軸、墊圈、滑動軸承、外殼、磁鐵(定子)、法蘭、定位環組成。定子由永磁體、殼體、法蘭組成。外殼提供了恒定的磁場,使電機無鐵損耗。沒有軟磁性牙齒。所產生的轉矩是均勻的,即使在低速情況下也能運行平穩。在較高的速度下,電機能減少振動,減少噪音。21/34 分類方面,空心杯電機可以分為有刷和無刷兩種,有刷空心杯電機轉子無鐵芯,無刷空心杯電機定子無鐵芯:1)
37、有刷空心杯電機)有刷空心杯電機 空心杯直流有刷微電機采用機械換向,磁極不動,線圈旋轉。電機工作時,線圈和換向器旋轉,磁鋼和碳刷不轉,線圈電流方向的交替變化是通過隨電機轉動的換向器和電刷來完成的。在轉動的過程中會摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷。碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會發生電火花,產生電磁波,干擾電子設備。2)無刷空心杯電機)無刷空心杯電機 無刷空心杯直流電機采取電子換向,線圈不動,磁極旋轉。無刷空心杯直流電機,是使用一套電子設備,通過霍爾元件,感知永磁體磁極的位置,根據這種感知,使用電子線路,適時切換線圈中電流的方向,保證產生正確方向的磁力,來驅動電機。因為是自控式運行的,所以不會
38、像變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產生振蕩和失步。相比普通電機,空心杯電機不含鐵芯,提升了電機的性能??招谋姍C具有能量轉換效率較高,起動、制動迅速,響應較快和運行穩定性可靠,轉速的波動較小等優勢,因此適合需要快速響應的系統,如導彈飛行方向快速調節,高倍率光驅的隨動控制,快速自動調焦,高靈敏的記錄和檢測設備,工業機器人,仿生義肢等。在特斯拉人形機器人中,空心杯電機可以運用在手部,從而滿足手部運動的快速響應需求。22/34 由于空心杯電動機避開了有鐵芯電動機多種技術弊端,使其具備了廣闊的應用領域。尤其是隨著工業技術的飛速發展,對電動機的伺服特性不斷提出更高
39、的期望和要求,使空心杯電動機在很多應用場合擁有不可替代的地位??招谋姍C的應用場景包括:1)需要快速響應的隨動系統。如導彈的飛行方向快速調節,高倍率光驅的隨動控制,快速自動調焦,高靈敏的記錄和檢測設備,工業機器人,仿生義肢等,空心杯電動機能很好地滿足其技術要求。2)對驅動元件要求平穩持久拖動的產品。如各類便攜式的儀器儀表,個人隨身裝備,野外作業的儀器設備等,同樣一組電源,供電時間可以延長一倍以上。3)另外還有光學儀器、醫療設備、機器人等,細分應用有牙科設備、微型泵、紅外鏡頭、移液模塊、電動夾爪、機器人手、點膠閥、手術工具等??招谋姍C常用的線繞組電樞有直繞組、斜繞組、菱形繞組三種,核心壁壘是繞
40、線??招谋姍C常用的線圈繞法有直繞形、馬鞍形、斜繞形三種形式。其中,直繞形繞制方法工藝較為復雜,多用于較長繞組結構,常為多次繞制而成。斜繞形和馬鞍形在繞制工藝上相對簡單,國內外繞線機多采用這兩種方式。歐洲著名品牌 Faulhaber 電機采用的是斜繞形線圈,瑞士 Maxon 電機采用馬鞍形繞制方法,有著較為優越的性能。23/34 生產空心杯電機的關鍵在于線圈的繞制。需要將自粘漆包線緊密排列,最終繞成一個規則的杯狀結構??招谋姍C的繞制方法分為三種,自動化生產技術門檻較高:1)人工繞線,通過復雜的工藝,包括插針、手動卷線、手動排線等步驟進行生產;2)半自動化生產,卷繞式生產技術是半自動化生產,首
41、先將漆包線順序繞到橫截面為菱形的主軸上,達到需要的長度后將其取下,然后壓扁成線板,最后將線板卷繞成杯狀的線圈,此生產方式工藝比較繁瑣,工人勞動強度大,廢品率高;3)一次成型自動化生產技術,通過自動化設備將一根漆包線按規律繞到一主軸上,線圈卷繞成杯狀后取下,完成一個線圈的繞制。(2)海外廠商占據繞線機主導地位海外廠商占據繞線機主導地位 在繞線機廠商上,瑞士的 Meteor 公司是世界上有著較高占有率的繞線機供應商,伺服電機來實現線圈的精密排線+CNC 數控技術進行精準控制,確保了繞線機繞線精度;而日本田中精機株氏協會,第一個將計算機控制用于全自動繞線機上,發明了磁鐵無摩擦張力器,研發出 CNC
42、可翻轉的多軸繞線設備。(3)國內廠商有望突破國內廠商有望突破繞線機壁壘繞線機壁壘 1)根據田中精機招股說明書,田中精機全資子公司田中日本無償受讓日本田中精機株氏與繞線機相關的專利與商標,擁有繞線相關技術,有望在空心杯繞線機上實現突破;2)江蘇雷利及控股子公司鼎智科技圍繞“編碼器+控制器+空心杯電機+精密齒輪箱”產品,不斷加大研發投入,研發繞線機相關產品。海外廠商如瑞士的 MAXON、德國 Faulhaber 等企業深耕行業多年,行業地位較高。國內企業相較海外廠商仍存在一定的技術差距,未來潛在發展空間大,主要原因是:1)相比普通電機,空心杯電機由于少了鐵芯支撐,對線圈要求較高;2)國內廠商更注重
43、成本控制,缺乏對高端技術的投入,導致技術水平相對滯后,同時在減速器等機械件上依然在追趕海外企業。在高端微型電機上,國內企業與海外依然存在差距,但以鳴志電器、江蘇雷利鳴志電器、江蘇雷利為主的國內企業也在不斷進步,依托國產企業降本能力,有望在這塊市場取得相應進展。24/34 (4)國內企業持續布局,有望打開高端空心杯市場國內企業持續布局,有望打開高端空心杯市場 以鳴志電器鳴志電器和鼎智科技鼎智科技產品為例,國內企業空心杯產品已經可以應用在軍工、醫療、半導體等高端領域,且可以定制不同規格產品,并可以以“編碼器+控制器+空心杯電機+精密齒輪箱”方案形式提供產品。工控領域頭部企業偉創電氣也切入機器人板塊
44、,布局空心杯電機、無框電機等產品,其他微傳動頭部企業兆威機電也有相應積淀。疊加國產繞線機器持續突破,國內相關企業加速突破空心杯電機壁壘,有望打開高端空心杯電機市場。3.無框電機:國產企業有望憑借性價比優勢加速突破無框電機:國產企業有望憑借性價比優勢加速突破(1)無框電機)無框電機 無框電機可以將定轉子部件直接裝配在機器中,便于終端產品的高度集成化,縮小體積。無框架電機是傳統電機中用于產生扭矩和速度的部分,但沒有軸、軸承、外殼或端蓋。無框電機只有兩個部件:轉子和定子。轉子通常是內部部件,由帶永磁體的旋轉鋼圓環組件構成,直接安裝在機器軸上。定子是外部部件,齒輪外部環繞鋼片和銅繞組,以產生緊密攀附在
45、機器殼體內的電磁力。25/34 無框電機通常安裝在先進的機器中,具有結構緊湊、易于維護等優勢,可以提升機器性能。無框電機可以運用在多種機器人和自動化領域,包括機器人、醫藥、機床、包裝、印刷、加工和通用自動化。在人形機器人領域,無框電機也有望發揮自身結構緊湊、性能較高的優勢,在機器人四肢等領域應用。機器人需要無框電機具有較強的過載能力、高響應能力和可靠性。機器人諸如行走、跑、彈跳等動作均由機器人關節電機驅動產生。機器人關節電機作為機器人的核心硬件,直接決定機器人的重要性能。機器人對電機總體要求為質量輕、體積小、扭矩大。比如機器人在快跑、彈跳時,需要電機具有瞬時爆發式功率輸出能力,因此關節電機需具
46、備高過載能力、高動態響應能力;另一方面,在復雜工況下,對關節電機提出高可靠性的要求。美國科爾摩根 TBM(S)系列無框電機、德國 TQ 公司研制的 ILM 系列無框電機、Aerotech 公司研制的高性能無框力矩電機等在機器人關節電機上應用較多。26/34 轉矩密度和轉矩波動要求較高,一體磁鋼有利于提升無框電機效率、節省空間。機器人關節的核心部件為關節永磁力矩電機,力矩電機的高轉矩密度和低轉矩波動是實現機器人關節輕量化和高精度運行的基礎。傳統拼接式磁瓦型永磁體存在較大漏磁的情況,降低了電機效率和氣隙磁密,從而降低了關節電機的轉矩密度。永磁電機磁環大多數應用拼接瓦形磁體或者磁環粘結的結構:1)因
47、為粘接劑等非磁性相的出現,磁環粘結的磁功能相當低;2)瓦形燒結磁體加工程序長,材質耗費很大,磁極拼接縫隙漏磁相當大;3)基于全密度輻射取向 Nd-Fe-B 整體永磁環而言,它的磁化取向呈輻射狀,從而在磁環內外兩端構成 N 極以及 S 極,它能夠替代眾多傳統的方形或者瓦形磁體,精簡電機安裝流程,提升安裝精確度,加大了電機運轉的平穩性,合理縮減元件體積并提升其性能,實現了提升效率、節省耗能的意圖。以科爾摩根一體式磁鋼產品為例:1)提升功率密度,新一代 TBM2G 無框電機較上一代 TBM 產品相比,功率提升 70%以上,功率密度提升 80%以上,從而轉矩提升可高達 45%;2)內徑增大,轉矩臂直徑
48、得以增加,并且也進一步提升了電機內部的寶貴空間。(2)無框電機)無框電機市場規模市場規模 根據 Market Research 數據,2022 年全球無框力矩電機市場規模為 6.69 億美元,2029 年預計將達到12.17 億美元,Kollmorgen,Moog,Maxon Motor,BEIKimco,Woodward 和 Shinano Kenshi 等企業在市場占據優勢地位,國產廠商如步科股份有望借助國產產業鏈成本優勢,在市場份額上取得突破。27/34 (3)國內產品性能逐步接近海外企業產品,市占率有望提升國內產品性能逐步接近海外企業產品,市占率有望提升 以步科股份步科股份與科爾摩根
49、60mm 左右的轉子內徑產品對比,可以發現國內頭部企業產品過載能力、額定轉矩等部分性能已經逐步接近海外產品。在此情況下,國產品牌有望憑借價格優勢提升市占率。六、六、相關公司相關公司 人形機器人有望拉動機器人相關電機市場快速增長,驅動國產電機突破中高端電機市場??申P注匯川技匯川技術、旭升集團術、旭升集團;空心杯電機和步進電機頭部企業鳴志電器、兆威機電鳴志電器、兆威機電;工控領先企業偉創電氣偉創電氣、無框電機制造商步科股份步科股份等。1.匯川技術匯川技術 2022 年公司的工業機器人業務(含上海萊恩)實現銷售收入 5.61 億元,同比增長 54.96%。且毛利率持續走高,主要系公司工業機器人的核心
50、部件除了減速機外,電控系統、伺服系統、絲杠、本體均已實現自制,具有較好的成本控制和定制化能力。2022 年,公司工業機器人業務毛利率達 49.2%,較 2020 年提升 16pct。公司市場份額穩定增長,22 年公司工業機器人國內市占份額為 5.2%,同比增長 1.1pct,排名第七,在國產中排名第二;其中 SCARA 機器人在中國市場的份額為 17.0%,同比增長 4.4pct,排名第二,僅次于愛普生(25%),且為內資品牌第一。在新產品方面,22 年公司根據行業及客戶需求變化,全面升級了 SCARA 機器人、桌面型小六關節機器人;布局并推出了 R220 系列 220 公斤負載大六關節機器人
51、,助力鋰電、汽車電子等行業自動化升級。此外,公司對基礎工藝平臺進行強化,提升了工藝類產品、解決方案的競爭力。28/34 公司在工業機器人方面的優勢可歸結為渠道和成本兩方面。在渠道方面:1)公司聚焦 3C、新能源等相關行業,提升與行業大客戶、大終端的戰略合作深度,收獲了大項目、擴大了市場份額。2)強化與通用自動化行業線合作,初步孵化了若干個新行業、區域,培育更多支柱型行業。3)通過區域線運作模式,培育了一批工業機器人應用合作渠道。同時,通過渠道培訓,提升平臺型渠道的數量和份額。在成本方面,得益于核心部件自制和公司高效的內部運營:1)啟動南京匯川江寧基地建設項目,持續擴產提升規模效應。2)升級鑄件
52、等核心物料的供應平臺,持續提升經營效率和管理質量。3)優化預測管理和生產模式管理,提高生產效率,實現交付目標和降本目標。2.旭升集團旭升集團 公司成立 20 年來深耕鋁合金零部件行業,是業內少有的同時掌握了壓鑄、鍛造、擠出三大鋁合金成型工藝的企業。公司主要業務包括汽車類、工業類、模具類等,其中核心業務為新能源汽車領域,2022年汽車類業務占比已突破 90%,產品實現多類別覆蓋,包括傳動系統、控制系統、懸掛系統、電池系統等。此外,公司依托在鋁合金零部件領域的技術積淀和經驗積累,實現業務橫向拓展,發展了儲能類的金屬結構件、消費類的鋁瓶等新業務。公司業務發展經歷了業務主導由工業類向汽車類轉型、客戶結
53、構由依賴特斯拉到多客戶共同貢獻的兩方面結構性變化。從公司發展歷程和營業收入貢獻的變化,可以將公司的發展劃分為三個階段:1)2014年以前:工業類產品收入為主,期間持續精進技術并積累經驗;2)2015-2017 年:與特斯拉的合作關系不斷深入,逐漸從配件加工供應商升級到共同設計、研發和加工供應商,伴隨著特斯拉多款車型陸續落地放量,公司汽車業務進入增長期;3)2018 年至今:2018 年之前,特斯拉帶動了公司汽車類業務大幅提升,但同時公司也面臨下游客戶集中度高的風險。2018 年以來,得益于新能源汽車行業的爆發式增長以及下游客戶如采埃孚、長城汽車、北極星等持續放量,汽車類成為公司核心業務,結構持
54、續改善。橫向拓展戶儲、鋁瓶行業,貢獻業績增量。戶用儲能具有用電積極性、穩定、改善電網負荷等優勢,在地緣政治、政策補貼等因素刺激下,全球戶用儲能迎來爆發增長期。公司依托鋁合金零部件領域的技術沉淀和經驗積累,開發了儲能配套金屬結構件并獲得客戶定點。鋁瓶具有耐腐蝕、可回收、經濟環保等優點,下游應用廣泛,公司成立相關子公司、獲得多項相關專利,并獲得歐洲某快消行業鋁瓶定點。戶儲、鋁瓶等行業是公司在基礎業務上憑借自身優勢實現的橫向拓展,后續有望為公司貢獻業績增量。3.鳴志電器鳴志電器 鳴志電器是全球領先的電機及驅動系統制造商,在步進電機、伺服電機、空心杯電機及前述電機的驅動系統等方面實現了深入布局,同時掌
55、握了運動控制領域的控制電機研發、驅動控制、尖端制造、產品系統集成等技術,核心優勢明顯。29/34 22 年業績短期承壓,長期增長趨勢穩定。22 年鳴志電器實現收入 29.6 億元,同比+9.05%,增速放緩;歸母凈利潤 2.47 億元,同比-11.58%,主要系疫情防控停工停產所致。長期來看,公司增長趨勢穩定,17-22 年收入、歸母凈利潤復合增速分別為 12.7%和 8.27%。17-22 年,控制電機及其驅動系統產品為鳴志電器最主要的業務板塊,此板塊的營收占比穩定增加,22年已接近 80%。差異化競爭提高產品競爭優勢。鳴志電器立足于應用的高技術領域、高附加值領域和新興市場,通過與國內外主要
56、客戶的廣泛磨合與認證,與全球客戶之間培養長期、穩定的戰略供應鏈,充分發揮鳴志電器產品的品牌美譽度。鳴志電器產品重點布局高端應用領域,以滿足各種應用的設計需求為出發點,特別是滿足客戶對各種嚴酷使用場景的苛刻要求。鳴志電器在全球最主要的工業區設立分支機構,現已在國內設立了 11 家辦事處,在美國、意大利、新加坡、日本、德國分別設立了公司,業務已經覆蓋北美、歐洲、東亞及東南亞的主要國家和地區。30/34 4.兆威機電兆威機電 微型傳動系統領先供應商,下游應用多點布局:公司深耕微傳動系統,立足核心精密齒輪制造能力向微驅動系統拓展,憑借“一站式”解決方案持續開拓多領域應用,獲得了下游行業知名企業的廣泛認
57、可。過去幾年,公司受產品結構調整、宏觀沖擊、研發投入等多因素影響業績承壓,2022 年前三季度公司歸母凈利潤 1.03 億元,同比下滑 21.71%。未來,公司將重點聚焦汽車電子、智慧醫療、AR/VR、工業裝備等領域的開拓,傳統通信業務預計穩健,整體業績有望迎來拐點,重回增長趨勢。XR 方興未艾,積極布局創新前沿:2023 年作為蘋果 MR 入局下的硬件大年,行業有望重回高增長趨勢。根據我們測算,2026 年 XR 產品微傳動系統潛在市場空間或達 26.9 億元。公司積極布局 XR 瞳距調節所用微傳動系統,已被國內龍頭 PICO 所采用并量產出貨,未來有望被蘋果 MR 等更多終端采用,公司憑借
58、先發優勢與精密制造能力所構筑的壁壘,長期有望在 XR 微傳動系統市場中占據重要地位。智能汽車長坡厚雪,微傳統系統望迎價量齊升:2022 年全球智能汽車累計銷售 465 萬輛,累計滲透率22.5%,其中新能源汽車智能化累計滲透率 46.09%。汽車智能化帶動微傳動系統價量齊升,公司產品覆蓋智能屏、門把手、尾翼、尾門等 20 余環節,單車價值量合計有望達到千元級別。公司憑借自身行業 Know-How 沉淀,與博世、比亞迪、長城及其他國內主要汽車合作穩固,未來隨著新客戶、新產品的持續拓展,該領域有望成為公司重要成長驅動之一。5.偉創電氣偉創電氣 偉創電氣:聚焦工控細分賽道,發展步入快車道。公司前身深
59、圳偉創成立于 2005 年,自設立以來一直專注于電氣傳動和工業控制領域,業務遍及多個國家和地區。公司的產品種類豐富,主要包括 0.4kW至 5600kW 的變頻器、50W 至 200kW 的伺服系統、運動控制器、PLC 和 HMI 等,廣泛應用于起重、礦用設備、軌道交通、光伏揚水、石油、化工等多種行業。工控行業拐點將至,國產替代加速進行。2022 年中國工業自動化產品和服務整體市場規模達到 2629 億元,制造業的逐漸復蘇帶動主要工控產品需求增長,整個工控市場未來仍有較大的成長空間。國產品牌憑借快速響應、成本、服務等本土化優勢不斷縮小與國際巨頭在產品性能、技術水平等方面的差距,市場份額逐漸增長
60、,工控行業正進入一個國產品牌全面替代進口品牌的快速發展階段,國內廠商市場占有 31/34 率將不斷提高。變頻器、伺服、PLC 作為工業控制的代表性產品,下游應用領域廣泛,在新興行業如新能源、半導體的推動下市場規模均快速增長。但同時海外龍頭廠商憑借自身優勢占據主要市場份額,國產替代需求迫切。立足優勢產品,聚焦機器人核心零部件國產突破。通過多年技術攻關和產業化建設,公司在低壓變頻器等細分市場取得了較強的產品競爭力,市場份額逐年提升。在鞏固自身優勢產品基礎上,公司向伺服系統和控制系統拓展,形成工控整體系統解決方案的能力,實現產品線協同,進一步帶動整體業績快速增長;2022 年公司成立機器人部門致力于
61、空心杯電機、諧波減速器等機器人核心零部件的研制,公司自研的空心杯電機性能領先,可應用于人型機器人等眾多領域。公司采用深耕細分行業的差異化戰略,積極把握下游客戶需求,形成從前期客戶需求調研到產品按期、高質量交付的全流程定制化產品交付能力,打開更廣闊的下游成長空間。拓展海外市場卓有成效,募投項目加碼新興行業。憑借著性價比高、供應及時等優勢,公司加快了進軍海外市場的步伐,積極布局印度、歐洲、東南亞等多個地區,開拓新的業務版圖。2022 年公司海外營業收入為 2.03 億元,同比增長 185.92%,增長勢頭良好。公司募投項目聚焦光伏逆變器、鋰電池設備、碳化硅等新產品、新技術研發,助力公司優化產業布局
62、,加速向半導體材料、光伏發電等高景氣賽道拓展,增加全新的盈利增長點。6.步科股份步科股份 步科股份主營工業自動化設備控制核心部件與數字化工廠軟硬件。(1)工業自動化設備控制核心部件包括工業人機界面、伺服系統、步進系統等,廣泛應用于物流設備、工業機器人等領域。其中工業人機界面產品 19 年市占率國內第八,國產品牌中排名第二。(2)數字化工廠產品包括產線智能終端、智能網關、數據采集器、智能電子看板等,主要應用于制造設備的聯網與上云、數字化工廠建設與改造,中小企業產銷協同制造等領域。收入、利潤增長穩健,盈利能力保持穩定。18-22 年,步科股份收入從 3.19 增長至 5.39 億元,CAGR達 1
63、4.01%;歸母凈利潤從 0.36 增長至 0.91 億元,CAGR 達 26.09%。公司毛利率相對穩定,18-1Q23維持在 40%左右。推出第三代無框力矩電機,產品性能持續提升。步科股份于 16 年推出首代無框力矩電機,其后公司持續進行產品研發和技術迭代,并在第二代無框力矩電機中采用多槽分瓣式結構,極大提高了槽滿率,降低了溫升。22 年步科推出第三代無框力矩電機 FMC 系列,產品優化了電磁方案,轉矩密度進一步提升。目前有 52mm-132mm10 種框架尺寸,覆蓋 3-25kg 負載需求,相同轉矩下,尺寸更小,溫升更低。32/34 7.拓邦股份拓邦股份 拓邦股份為智能控制系統領導者,布
64、局新能源構建增長新引擎。拓邦股份主營智能控制系統解決方案,以電控、電機、電池、電源、物聯網平臺的“四電一網”技術為核心,面向家電、工具、新能源、工業、智能解決方案等五大行業提供各種定制化解決方案。拓邦股份是全球領先的智能控制解決方案商,是家電和工具行業智能控制解決方案的領導者,是新能源和工業行業的創新引領者。拓邦股份收入、利潤長期增勢穩健,17-22 年收入、歸母凈利潤復合增速分別為 27.03%和 22.66%。工具和家電業務為公司基本盤,22 年合計占比超 70%。新能源業務近幾年維持高增,22 年實現收入20.36 億元,同比+63.98%。拓邦股份新能源業務擁有“一芯 3S”(電芯、B
65、MS、PCS、EMS)核心技術,主要聚焦于中小儲能及新能源車應用領域,助力公司構建增長新引擎。在電機方面,拓邦股份重點圍繞電機的高效、低噪聲、高精度、高穩定持續創新,建立了從電機設計和仿真、測試和驗證到規?;圃斓耐暾夹g能力,形成了直流無刷電機(BLDC)、步進電機、伺服電機等數十個先進的電機產品平臺,電機技術已經成功應用于電動工具、自動化設備、智能電器、新能源汽車、機器人等多個領域。33/34 8.江蘇雷利江蘇雷利江蘇雷利是微特電機領域龍頭,電機產品種類豐富。江蘇雷利主營家用電器、汽車微特電機、醫療儀器用智能化組件、工控電機及組件及相關零部件,覆蓋家電、工業、汽車、運動與健康四大領域。公司
66、產品包括空調電機及組件、洗衣機電機及組件、OA 金融設備電機、工業設備電機、新能源汽車電機及組件、商用車電機及組件、醫療器械電機、運動器材電機等。公司是微特電機產品及智能化組件制造行業的領先企業。18-22 年,江蘇雷利營收、歸母凈利潤復合增速分別為 6.56%和 6.68%,整體保持穩定增長態勢。21 年公司歸母凈利潤同比減少 10.53%,主要系原材料價格大幅上漲,毛利率降低所致。22 年得益于產品結構優化,組件化新產品推廣加速,疊加美元升值影響,毛利率提升 2.93pct 至 28.5%,1Q23 毛利率進一步提升至 32.91%。公司重點發展空心杯電機業務,已實現批量生產??招谋姍C業務由江蘇雷利及子公司鼎智科技共同開展,在醫療領域產品的開發與銷售主要由鼎智科技全面承接??招谋姍C是江蘇雷利重點發展業務,目前無刷空心杯電機及其精密傳動組件處于樣品測試階段。根據投資者關系活動記錄表,江蘇雷利現已實現空心杯電機的批量生產,并在繞線工藝、生產效率、精度方面存在領先優勢。江蘇雷利未來將圍繞“編碼器+控制器+空心杯電機+精密齒輪箱”加大研發投入,做好產品技術儲備,形成能提供系統解決方案的能力。