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1、M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M22024人形機器人產業鏈白皮書人形機器人產業鏈白皮書M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心觀點核心觀點人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產業鏈分析人形機器人產業鏈分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人主
2、要生產企業分析人形機器人市場投資建議人形機器人市場投資建議目錄目錄2M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人產業核心洞察:人形機器人產業核心洞察:1.人形機器人作為另一個顛覆性產品賽道,在滿足社會發展需求的背景下迎來了巨大的發展機遇。預計到人形機器人作為另一個顛覆性產品賽道,在滿足社會發展需求的背景下迎來了巨大的發展機遇。預計到2035年,人形年,人形機器人市場將保持機器人市場將保持50%以上的高增
3、速發展,全球需求總量將達到以上的高增速發展,全球需求總量將達到100200億臺,為人形機器人開辟了巨大的市場空間。億臺,為人形機器人開辟了巨大的市場空間。2.產業鏈:上游硬件市場基本成熟,中國本土企業市場滲透不斷突破;人形機器人核心技術攻關將聚焦軟件和算法;產業鏈:上游硬件市場基本成熟,中國本土企業市場滲透不斷突破;人形機器人核心技術攻關將聚焦軟件和算法;3.產品層面:掃描人形機器人制造的主流企業,從技術路線上總結兩大方向:體能型和智能型;產品層面:掃描人形機器人制造的主流企業,從技術路線上總結兩大方向:體能型和智能型;4.從應用場景上看:對比服務業,制造業更能快速實現商業化場景落地;從應用場
4、景上看:對比服務業,制造業更能快速實現商業化場景落地;5.市場前景:人形機器人迎來產業元年,市場規模保守估計市場前景:人形機器人迎來產業元年,市場規模保守估計2035年將達千億美元。年將達千億美元。33M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人處于從“人形機器人處于從“0”到“”到“1”的導入期:東風已至,產業等待量產,場景落地呼之欲出”的導入期:東風已至,產業等待量產,場景落地呼之欲出數據來源:Ca
5、nalys;乘聯會;M2覓途咨詢40%70%智能手機新能源汽車行業發展階段滲透率下游需求導入期(0 1)成長期(1 N)成熟期衰退期發發展展背背景景先進的生產力的探索先進的生產力的探索人口增速變緩,老齡化趨勢加深人口增速變緩,老齡化趨勢加深發發展展機機遇遇AI賦能賦能技術端技術端與工業機器人及汽車協同大腦 小腦產業端產業端巨頭紛紛布局巨頭紛紛布局高校重點扶持高校重點扶持政策端政策端中央中央+地方地方1N的的挑挑戰戰通用性通用性成本成本倫理道德倫理道德兆兆億級市場空間億級市場空間2035CAGR 50%+全球總需求量100200億臺億臺市市場場規規模模人形機器人目前正處于人形機器人目前正處于01
6、的發展萌芽期的發展萌芽期人形機器人是繼智能手機和新能源汽車后的另一個顛覆性產品的賽道,目前尚處于發展的導入期,在社會發展背景的需求下以及產品、產業和政策等條件的促進下商業化落地將加速。硬件成熟硬件成熟4M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.產業鏈:上游硬件市場基本成熟,中國本土企業市場滲透不斷突破;技術攻關聚焦軟件和算法產業鏈:上游硬件市場基本成熟,中國本土企業市場滲透不斷突破;技術攻關聚焦軟件和算法人形機
7、器人三大核心技術能力:運動控制能力、環境感知能力和人機交互能力;在三大能力中涉及硬件和軟件兩部分:硬件包含運動控制系統重的動力、關節執行器以及環境感知系統重的力矩、觸覺、視覺傳感器以及電子皮膚等。目前市場均有較成熟且商業化的產品,且國產滲透不斷加強;算法層面,如何與硬件綜合協同以提高人形機器人的運動控制能力以及人機交互能力還有待突破和加強。未來25年內將是人形機器人大腦發展的關鍵時期。2023 AI技術成熟度曲線技術成熟度曲線人形機器人核心硬件的產品的生命周期分析人形機器人核心硬件的產品的生命周期分析時間國產滲透率HD減速器行星減速器無框力矩電機行星滾柱絲杠三維力矩傳感器六維力矩傳感器空心杯電
8、機三維觸覺傳感器六維觸覺傳感器激光雷達滾珠絲杠高端軸承RV減速器萌芽期發展期成熟期衰退期電子皮膚20%40%60%腦機接口動力電池環境感知硬件運動執行硬件數據來源:;M2覓途咨詢數據來源:;Gartner5M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人技術發展路徑人形機器人技術發展路徑從迭代路徑看,人形機器人是“自動”與“自主”高度耦合的產物,其發展路徑將經歷多個階段,由“機構層”向“決策層”演進。Sou
9、rce:技術發展路徑參考自動駕駛技術國標 GB/T40429-2021(FSD自動駕駛技術,是主流人形機器人的核心算法之一,也同樣是“自動”與“自主”高度耦合的產物,因此部分內容初步參考借鑒)結構驅動算法驅動執行規劃關節驅動感控一體環境感知定位導航任務推理知識圖譜語義地圖非結構環境自主決策&行動復雜任務執行+可同時同時持續執行動態任務中的橫向橫向AND縱向運動控制縱向運動控制可持續執行全部全部動態任務+可自動執行最小風險策略最小風險策略可在任何條件下任何條件下持續執行全部動態任務并自動執行最小風險策略關節層運動層機構層自動自動認知層感知層自主自主決策層核心環節核心環節可持續執行動態任務中部分部
10、分目標&事件探探測與響應測與響應+可持續持續執行動態任務中的橫向橫向OR縱向運動控制縱向運動控制工業機器人工業機器人服務機器人服務機器人產品形態產品形態價值主張價值主張應用場景應用場景To B 工業制造工業制造汽車生產、3C等To C 民生服務民生服務家庭、醫院及其他商業服務等人人人形機器人人形機器人6M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人產品分兩大陣營:體能型和智能型,聚焦兩大商業化落地場景的方
11、向人形機器人產品分兩大陣營:體能型和智能型,聚焦兩大商業化落地場景的方向體能型體能型智能型智能型AtlasDigitOptimus新勢力新勢力星動紀元小星、宇樹星動紀元小星、宇樹科技科技、智元機器人、智元機器人定位:工業、物流定位:工業、物流小米小米、三星電子三星電子、追覓追覓、戴森戴森定位:家庭服務定位:家庭服務智能家居智能家居LNP-拓爾思、1X達闥科技、科大訊飛、有鹿機器人、洛必德尤達大師、加速進化定位:康養定位:康養、陪伴陪伴AI企業企業開普勒機器人、優必選優必選追覓科技、純米科技定位:教育定位:教育、商業商業、工業工業服務機器人服務機器人豐田、小鵬定位:工業定位:工業、特殊環境特殊環
12、境汽車生產汽車生產SophiaAmeca體能型體能型以美國波士頓動力的Atlas,Agility 的 Digit,特斯拉Optimus為代表;智能型智能型以香港Hanson Robotics的Sophia 以及英國Engineered Arts的Ameca為代表;從商業化定位上來看體能型產品更偏向制造業及物流領域的落地場景,而家庭、康養類的人形機器人則兼具運動及智能定位:工業定位:工業定位:物流定位:物流定位:娛樂定位:娛樂、陪伴陪伴隨著技術的發展,體能型與智能型高度融合隨著技術的發展,體能型與智能型高度融合基于基于AGI的具身智能最終實現的具身智能最終實現7M2 2024 Proprieta
13、ry and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人商業化落地優先從制造業開始人形機器人商業化落地優先從制造業開始1.制造業的商業化優先落地式政策及產業雙輪推動的首要目標;2.制造業的環境的相對簡單及標準化的工序決定了人形機器人首先商業化落地。應用場景:對比服務業,制造業更能快速實現商業化場景落地應用場景:對比服務業,制造業更能快速實現商業化場景落地制造業和服務業對人形機器人的需求不同:制造業需要人形機器人在魯棒性及命令執行的準確性上要求較高;
14、而家庭服務對人形機器人的功能多樣性、高度自主性以及交互的流暢性上有較高的要求。目前受限于交互的能力及協同能力等技術的發展,人形機器人的市場滲透應該從環境相對封閉,工序相對簡單且標準的場景開始,有標準的操作流程,有明確的評判標準,在自動化發展受限的情況下,替代部分的人工。因此自動化發展受限的制造工廠(如汽車的總裝車間)將是人形機器走進商業化切入的最佳場景。指標指標制造業制造業服務業服務業服務對象物人應用場景相對封閉多樣化識別對象少多路徑規劃標準復雜突發狀況少多產出的一致性高低工序簡單、明確不確定性高生產效率的測量標準簡單復雜質量標準明確難以標準化魯棒性、命令執行的準確性多功能、流暢交互、高度自主
15、人形機器人人形機器人潛在場景潛在場景及需求特征及需求特征制造業制造業服務業服務業應用場景應用場景(潛在)(潛在)結構化工序(裝配、檢測、維護等)非結構化工序(人-機-環境協同)如汽車小型零部件總裝、整車總裝等,補充原有工業機器人無法實現的精細組裝環節,增強人機交互能力,提升不同場景提供綜合家政服務(如做飯、打掃等多功能綜合)提升人機交互可靠安全性(復雜區域引導、靈活操作、魯棒行走、多模態人機交互)落地潛力落地潛力中短期潛力較大,落地應用預計優先釋放目前已有人形機器人企業與車企進行聯動,將汽車生產工廠作為首要落地場景,應用潛力較大中短期潛力居中,人機協同技術要求較高、落地應用逐步釋放家政服務市場
16、需求較大,但市場認可度待持續開發精準度精準度制造環節為標準化流程,但對于總裝等環節的細節處理要求較高非標準化場合,對于人形機器人的靈活性要求高,精準度要求居中人機交互人機交互主要用于生產環節,需要有一定的人機交互能力面向群體為人,對于人機交互能力要求更高技術壁壘技術壁壘運動控制能力,手部精細化操作能力對于不同場景、不同群體適配性要求更高,模型訓練及泛化能力要求更高,研發時間更長8M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Rese
17、rved.人形機器人迎來產業元年,市場規模保守估計人形機器人迎來產業元年,市場規模保守估計2035年將達千億美元年將達千億美元 第一階段從制造業工廠切入:“替代相對簡單且重復性的勞動”為應用標準。市場特點:產品不能執行更復雜的任務,且用戶對新事物的接受程度不高,應用場景較為局限;第二階段,工廠的場景滲透加強,在產品改良持續降本的基礎上人形機器人逐漸走進餐廳、商場等商業場景 第三階段,AGI與人形機器人結合,最終實現具身智能,人們對人形機器人的接受程度達到頂峰,人形機器人開始走入家庭 技術得到革命性突破的理想狀態下,M2從勞動力缺口及收入成本角度分析給出人形機器人市場規模的兩種估計預測:在保守估
18、計下,預計2024年全球市場將有千臺的突破,到2030年市場規模將達7.6萬臺;在樂觀估計下打破2030年市場規模將突破百萬臺。20232035年全球人形機器人市場規模預測年全球人形機器人市場規模預測 單位:億美元單位:億美元 制造業制造業商業商業家庭家庭人形機器人的商業化落地的三個發展階段人形機器人的商業化落地的三個發展階段來源:高盛投資;M2覓途咨詢;自主性功能性多強階段一20242027年階段二20282030年階段三2030年以后6.06.214.228.629.249.66.07.719.252.9130.0305.02023E2024E2025E2026E2027E2028E202
19、9E2030E2035E0.6 0.81,102.71,938.8保守估計樂觀估計9M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心觀點核心觀點人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產業鏈分析人形機器人產業鏈分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人市場投資建議人形機器人市場投資建議目錄目錄10M2 2024
20、Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.社會環境分析:人口增速變緩,結構老齡化為人形機器人發展創造了機遇社會環境分析:人口增速變緩,結構老齡化為人形機器人發展創造了機遇-1%0%1%2%2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022全球及主要國家總人口數量增長率(全球及主要國家總人口數量增長率(2010-2022)來源:世界銀行人口增速變緩,為人形機器人提供發展機
21、遇:人口增速變緩,為人形機器人提供發展機遇:全球人口呈總體下滑趨勢,各主要國家除德國因戰爭導致的移民因素影響,其他國家人口增長均低于全球平均水平;日本、韓國和英國人口負增長率逐年加大,中國也于2022年開始呈現人口負增長現象。人口結構老齡化趨勢加劇,使人形機器人發展緊迫感加劇。人口結構老齡化趨勢加劇,使人形機器人發展緊迫感加劇。全球65歲以上人口占有率呈上升趨勢,各主要國家無一例外均高于全球平均水平以上,其中日本表現最為嚴重,人口老齡化已接近30%;美國其次,老齡化占比20%以上。0%5%10%15%20%25%30%201220142016201820202022全球及主要國家全球及主要國家
22、65歲以上人口占有率(歲以上人口占有率(20102022)全球中國美國日本英國德國法國韓國全球中國美國日本英國德國法國韓國 人口增速變緩,結構老齡化等現象加劇了社會勞動力供給緊張,企業用工成本不斷提高,機器人替人需求增大 老齡化帶來康養需求的不斷提升,為人形機器人提供新的落地場景。根據世界經濟合作與發展組織的預測,到2030年世界65歲以上人口將呈現年均3%左右的增速發展,養老護理人員缺口進一步加大,因此醫療健康及養老護理方面的市場需求,將給人形機器人帶來廣闊的空間。來源:世界銀行11M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserve
23、d.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.12經濟環境分析:機器替人是拉動經濟增長的長期必要手段經濟環境分析:機器替人是拉動經濟增長的長期必要手段全球及主要國家工業增加值占全球及主要國家工業增加值占GDP的比重的比重來源:世界銀行在成熟工業體國家,工業增加值占在成熟工業體國家,工業增加值占GDP的比重與從業人數的分布大致穩定。但在全球制造業回流以及人口增長減緩的或負增長的趨勢下,機器的比重與從業人數的分布大致穩定。但在全球制造業回流以及人口增長減緩的或負增長的趨勢下,機器替人成為必然。替人成為必然。在中國等發展中國家,
24、機器人可有效提高生產效率,促進經濟的發展和產業結構的升級及轉型。在中國等發展中國家,機器人可有效提高生產效率,促進經濟的發展和產業結構的升級及轉型。全球主要國家工業從業人數占其各國人口總數的比全球主要國家工業從業人數占其各國人口總數的比 對人口以及勞動力的依賴是經濟發展的基礎。但人口增長下滑是世界共同面臨的課題。為規避供應鏈的風險,美國等西方國家提出“中國+1”戰略;同時,也加緊布局制造業的回流,面臨綜合素質勞動力緊缺趨勢,給人形機器的發展帶來了機遇。隨著中國在國際地位的不斷提高,科技興國、產業結構升級等發展背景下,人形機器人的發展受到充分重視。來源:世界銀行01020304050200220
25、04200620082010201220142016201820202022中國美國日本英國德國法國韓國0102030405020022004200620082010201220142016201820202022全球中國美國日本德國英國韓國法國M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.13技術環境分析:人形機器人技術在飛速發展,硬件市場成熟,軟件市場技術環境分析:人形機器人技術在飛速發展,硬件市場成熟,軟件市
26、場25年內將迎來重大突破年內將迎來重大突破2023 AI技術成熟度曲線技術成熟度曲線來源:人民網研究院人形機器人是人形機器人是AI具身智能的最佳載體。具身智能的最佳載體。隨著生成式AI與人形機器人的融合,機器人開啟了“具身智能”的全新時代。從技術成熟度上看未來25年是人形機器人“大腦”發展的關鍵期。專利技術體現了產業發展的創興力和產出績效,近幾年人形機器人相關專利頻出。專利技術體現了產業發展的創興力和產出績效,近幾年人形機器人相關專利頻出。截止目前,人形機器人技術領域的專利已接近2萬件,90%以上分布在本體結構、驅動控制以及智能感知領域;中國、日本、韓國、美國和法國是目前持有專利數量最多的國家
27、。人形機器人技術專利數量布局情況人形機器人技術專利數量布局情況 單位:件單位:件從2023年7月份Gartner繪制的AI技術成熟度曲線上來看,目前大部分AI技術已經進入距離成熟還有25年的發展關鍵期,生成式AI、因果AI等技術的發展讓人形機器人的大腦更加靈活。除大腦外,人形機器人軀干及“小腦”等相關技術也在迅速發展。從人形機器人相關技術專利的分布領域來看,目前已經積累的技術主要集中在本體結構部分,驅動控制以及智能感知領域其次,狠心零部件以及支撐環境分支目前相對較少;從國別來看無論是技術專利還是有效發明專利中國、日本、韓國、美國和法國都是目前持有專利數量最多的國家;從企業來看日本本田、中國的優
28、必選以及韓國的三星是全球持有人形機器人有效發明專利數量前三的企業。來源:Gartner7,9494,8004,191927506本體結構驅動控制智能感知核心零部件支撐環境659476424332328224203179147107本田優必選三星豐田精工愛普生索尼波士頓動力軟銀達闥北理工人形機器人各技術分支專利布局情況人形機器人各技術分支專利布局情況全球各國人形機器人有效發明專利數量排名全球各國人形機器人有效發明專利數量排名主要申請人有效發明專利數量排名主要申請人有效發明專利數量排名全球各國人形機器人技術專利累計申請量全球各國人形機器人技術專利累計申請量6,6186,0581,279766685
29、13566393329中國日本韓國法國美國德國英國加拿大意大利印度1,7431,69967435824560141266日本中國韓國美國法國德國英國意大利加拿大印度M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.政策環境分析:歐美、日韓等國,政府和產業協作共同設立專項資金推動人形機器人市場發展政策環境分析:歐美、日韓等國,政府和產業協作共同設立專項資金推動人形機器人市場發展人形機器人產業的巨大潛力引起各國政府高度重視
30、,美國國家機器人計劃、日本新機器人戰略、歐盟地平線歐洲計劃、德國高科技戰略等都將發展重點瞄向機器人,通過政策和資金扶持產業鏈各環節的技術研發和生產應用。國家名稱國家名稱相關政策相關政策首次發布時間首次發布時間核心內容核心內容美國國家機器人計劃(NRI)2011年旨在尋求對集成機器人系統的研究,美國政府在2021年向NRI-3.0基金提供了1400萬美元的支持,鼓勵學術界、工業界、政府、非營利組織和其他組織之間的合作,通過協同研究和開發顯著提升機器人性能日本新機器人戰略(New Robot Strategy)2015年旨在使日本成為世界頭號機器人創新中心,為此日本政府在2022年投入了超過9.3
31、05億美元,制造業和服務業的研發計劃包括自動駕駛、先進空中交通及將成為下一代人工智能和機器人核心的集成技術。韓國第三次智能機器人基礎研究計劃-旨在推動機器人成為第四次工業革命的核心產業歐盟地平線歐洲(Horizon Europe)2021年旨在加強歐盟的科技基礎,提升歐洲的創新能力、競爭力和就業機會,落實公民優先權利,維護社會經濟模式和價值觀。該計劃為期7年(2021年至2027年),預算為943億美元。德國高科技戰略2025(Germanys High-Tech Strategy 2025,HTS 2025)2018年旨在利用整個社會和工作領域的技術變革來造福人民。該計劃到2026年,德國政
32、府每年將提供約6,900萬美元的資金,五年的總預算為3.45億美元,重點課題包括數據眼鏡、人機協作、支持員工進行體力工作的外骨骼等。信息來源:IFR;M2覓途咨詢14M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.中國人形機器人產業頂層戰略:以重塑全球產業發展格局為目標中國人形機器人產業頂層戰略:以重塑全球產業發展格局為目標明確人形機器人戰略意義:“有望成為及計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品,將深刻變革人類
33、生產生活方式,重塑全球產業發展格局有望成為及計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品,將深刻變革人類生產生活方式,重塑全球產業發展格局”國家頂層明確部署了人形機器人中短期戰略路徑,并通過制定多項關鍵任務(技術、產品、場景、生態等)清晰引導未來產業發展方向。關鍵任務關鍵任務技術攻關、產品培育、場景拓展、生態營造及強化支撐能力技術攻關、產品培育、場景拓展、生態營造及強化支撐能力關鍵任務三:場景拓展關鍵任務三:場景拓展 制造業典型場景試點示范(汽車、制造業典型場景試點示范(汽車、3C等)等)結構化工序結構化工序:推廣在裝配、運轉、檢測、維護等應用 非結構化非結構化工序:加強交互(人-機-環境)民生
34、及重點行業應用推廣(家政、醫療;物流等)民生及重點行業應用推廣(家政、醫療;物流等)民生民生服務:提升人機交互可靠安全性(復雜區域引導、靈活操作、魯棒行走、多模態人機交互)其他其他重點行業:人機交互、靈巧抓取、分揀搬運、智能配送.特種環境應用加速(要地警戒、救援等)特種環境應用加速(要地警戒、救援等)強化復雜環境下本體控制、快移、精確感知/決策、防護等人形機器人產業人形機器人產業3年、年、5年戰略部署年戰略部署關鍵任務一:技術攻關關鍵任務一:技術攻關 開發基于開發基于AI大模型的大模型的“大腦”“大腦”感知-決策-控制一體化AI大模型 增強環境感知、行為控制、人機交互能力 開發控制運動的“小腦
35、”開發控制運動的“小腦”復雜地形通過、全身協同、精細作業 突破靈巧“肢體”突破靈巧“肢體”高動態、高爆發、高精度運動結構 高強度高集成本體、輕量化骨骼、高精傳感2023.10工信部工信部人形機器人創新發展指導意見)人形機器人創新發展指導意見)到到2025年,人形機器人創新體系初步建立,年,人形機器人創新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等關鍵技術取得突破,確保核心部組件安全有效供給到到2027年,產業加速實現規?;l展,年,產業加速實現規?;l展,技術創新力顯著提升,形成安全可靠供應鏈體系,構建有國際競爭力的產業生態關鍵任務二:產品培育關鍵任務二:產品培育 整機整機 基礎型:類人外觀、雙腿行走
36、和雙臂雙手基本操作功能 功能型:交互型、高精度型、極端環境高可靠型產品 基礎部件基礎部件 傳感:高精度傳感器(視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等)執行:高功率密度液壓液壓伺服執行器、高精度電驅電驅執行器 軟件軟件 高實時、高可靠、高智能操作系統;多場景應用軟件、開發平臺其他關鍵任務:生態營造及強化支撐能力其他關鍵任務:生態營造及強化支撐能力生態營造:培育優質企業、完善創新載體和開源環境、推動產業集聚發展;支撐能力:健全產業標準體系、提升檢驗檢測和中試驗證能力、加強安全治理能力。123培育2-3家家有全球影響力的生態型企業打造2-3個產業發展集聚區應用場景更豐富場景更豐富,相關產品深度融入實體經濟,成為重
37、要的經濟增長新引擎經濟增長新引擎15M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.創新體系初步建立 關鍵技術突破 整機達國際先進、量產中國將人形機器人發展定位為國家產業戰略高度,中央及地方雙重推動,構建國家競爭力中國將人形機器人發展定位為國家產業戰略高度,中央及地方雙重推動,構建國家競爭力工信部工信部-人形機器人創新發展指導意見人形機器人創新發展指導意見2025年年 技術創新能力提升,構建產業生態 綜合實力達世界先
38、2027年年上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃(2023-2025年)瞄準人工智能技術前沿,構建通用大模型。構建產業生態:打造10家頭部品牌;100個示范應用場景;1000億相關聯產業規模。建設國際算法創新基地,加快人形機器人創新發展。人工智能大模型產業生態算法基地深圳市加快推動人工智能高質量發展高水平應用行動方案(2023-2024年)北京市機器人產業創新發展行動方案(2023-2025年)(征求意見稿)山東省制造業創新能力提升三年行動計劃(2023-2025年)聚焦通用大模型、智能算力芯片、智能傳感器、智能機器人、智能網聯汽車等領域;開展通用型具身智能機器人的研發和應用;加快組建廣東省
39、人形機器人制造業創新中心。發揮粵港澳大灣區制造業優勢,開展人形機器人規?;瘧?。通用大模型具身智能制造業規?;瘧?以公司+聯盟模式成立產業聯盟。2025年建成人形機器人通用行為控制大模型開發平臺,形成完善的超算環境及軟件生態,完成百臺(套)級原型機的小批量生產,并在34個典型場景中開展示范應用。創新中心批量制造示范工程產業鏈基礎提升加快布局推進研發及應用 加快布局人形機器人、元宇宙、量子科技、未來網絡、碳基半導體、類腦計算、深海極地、基因技術、深??仗扉_發等前沿領域,推進6G技術研發和應用。上上海海深深圳圳北北京京山山東東“以重塑全球產業發展格局為目標,將人形機器人發展定位為國家產業戰略層面
40、”用產業政策和國家力量推動人形機器人的發展。目前中國國家層面以工信部為主導對人形機器人產業發展已經明確了市場發展的戰略目標,地方層面上海、深圳、北京、山東等地政府牽頭制定出了詳細的行動方案16M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心觀點核心觀點人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產業鏈分析人形機器人產業鏈分析人形機器人主要生
41、產企業分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人市場投資建議人形機器人市場投資建議目錄目錄17M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人范圍界定人形機器人范圍界定大型雙足人形機器人大型雙足人形機器人計算機視覺深度學習自主導航路徑規劃決策制定計算機視覺語音識別自主導航自然語言處理語音識別自主導航自然語言處理語音識別自然語言處理教育內容設計自主導航路徑規劃教育、娛樂公共及商業引導機公共及商業引導機器人器人公
42、共及商業功能型公共及商業功能型機器人機器人公共及商業公共及商業服務機器人服務機器人通用人形機器人通用人形機器人工業、醫療、商業、其他服務靈巧手雙足柔性關節靈巧手柔性關節多自由度關節人工智能程度類人體結構計算機視覺自主和決策制定自然語言處理本報告涉及的人形機器人范圍為通用型人形機器人,主要為大型雙足人形機器人本報告涉及的人形機器人范圍為通用型人形機器人,主要為大型雙足人形機器人。注:小型教育及娛樂機器人、商業功能型機器人以及商場或博物館引導型機器人,因類人程度以及人工智能的應用程度均與通用人形機器人差距較大,因此不在本次研究范圍。18M2 2024 Proprietary and Confide
43、ntial All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人的定義人形機器人的定義定義:人形機器人是一種模仿人類外形的機器人,除具備人形和模擬人類動作外還兼具智慧化和可交互性等特點。人形機器人主要包含三大核心技術模塊:環境感知模塊、運動控制模塊和人機交互模塊。環境感知模塊環境感知模塊人機交互模塊人機交互模塊運動控制模塊運動控制模塊眼、耳、鼻、皮膚軀體及四肢大腦構造獲取信息傳感器技術 圖像 語音 雷達 壓感 光感等算力系統芯片及AI技術的應用 語音、圖像識別 語音合成 NLP 機器
44、學習等動力系統+關節機構 電機 控制器 減速器 絲杠 電源等人形機器人:仿人形人形機器人:仿人形+三大核心技術能力三大核心技術能力環境感知能力環境感知能力 視覺 位置 聽覺 觸覺 嗅覺人機交互能力人機交互能力 識別 反饋 交互運動控制能力運動控制能力動力系統關節機構 靈巧的手 旋轉關節 線性關節19M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人初具人形人形機器人初具人形 算法有一定的發展算法有一定的發展
45、但尚未被應用到機器的自主學習但尚未被應用到機器的自主學習深度學習被引入到運動規劃、環境感知深度學習被引入到運動規劃、環境感知和人機交互系統中和人機交互系統中技術領域算力和工具方面都有了突破技術領域算力和工具方面都有了突破強化學習讓人形機器人在與環境的交互中強化學習讓人形機器人在與環境的交互中不斷優化動作和行為,情感識別和語言交不斷優化動作和行為,情感識別和語言交互技術互技術有有了較快的進步了較快的進步市場基于實用性探索產品開始出市場基于實用性探索產品開始出現功能性分化的通用人形機器人,現功能性分化的通用人形機器人,商業化進程有望提速商業化進程有望提速1927年:西屋Televox機器人1986
46、年:本田的人形機器人問世ASIMO-E01991年:MIT的 Cog 項目開始研究仿人形機器人的認知能力2004年:Aldebaran發布了能夠識別情感的機器人Nao。2005年,隆肯特大學的“KASPAR”,2006年:Hanson Robotics發布了能夠模擬人類面部表情的機器人。2013年代:波士頓動力發布的機器人 Atlas。2015年軟銀“Papper”上市2016年法國Inria Flower實驗室開發的POPPY 上市2018年中國優必選Walker系列機器人上市特斯拉發布Optimus 搭載自動駕駛級FSD芯片小米發布CyberOne,Mi-Sense深度視覺模塊及AI算法構
47、造三維空間感知英國Engineered Arts為Ameca接入GPT-3/4增強了其語言的靈活性并增強了其面部表情中國傅利葉推出GR-1通用人形機器人,多模態大模型、高度仿生的軀干構型、擬人的運動控制全球人形機器人的發展歷程全球人形機器人的發展歷程技術探索期技術探索期(20002010年)年)技術發展期技術發展期(20112020年)年)技術融合期技術融合期(20212030年)年)概念形成期概念形成期(2000年以前)年以前)算法:算法:1982年,英國科學家霍普爾德發明了神經網絡算法語音及圖像識別技術開始發展算力算力1997年,IBM用CPU搭建深藍Deep blue計算機戰勝了象棋冠軍
48、卡斯帕羅夫。深藍超級國際象棋電腦有32個微處理器,每秒計算2億步,可搜索及估計隨后的12步棋。結構模仿運動模仿深度學習多模態感知自主導航圖像語音識別算法:算法:2006年喬治 塞曼提出“深度學習”(Deep Learning)的概念算力:算力:2006年,AWS云計算發布2006年,Hadoop大數據存儲與計算平臺發布2009年,GPU被使用進行大規模無監督式機器學習工作工具:工具:2010年:Willow Garage發布了開源 機器人操作系統ROS,促進了機器人領域的合作研究。靜態系統算法:算法:NLP技術迅速發展:Google Transformer架構模型提出,并基于該模型BERT、G
49、PT和T5,也成為了生成式預訓練模型的基礎算力:算力:GPU普及,2017年Google推出TPU 人工智能計算專用芯片4G普及5G迅速發展、云計算分布式計算、量子計算高速發展工具:工具:2016年和2018年Google開源推出Tesorflow深度學習平臺和Dopamine強化學習平臺應用:無人駕駛技術、計算機視覺、AR/VR技術融合算法:算法:元學習(Meta-Learning)和自監督學習等領域獲得更多關注,提升了模型的泛化能力2023學術論文重點方向多模態大模型文本圖像歸因自監督學習時間序列腦機接口強化學習NLP自適應ANI商業化AGI人體工程學人形機器人始于1927年,到目前市場經
50、歷了4個時期;技術發展期,軟銀paper的上市掀起了人形機器人發展的小高潮,但由于沒有找到適合的商業化落地場景,現已經停產;隨著特斯拉Optimus的發布掀開了人形機器人發展的新篇章,商業化、AGI、人體工程學將是未來中短期的發展重點。特點特點技術能力技術能力關鍵詞關鍵詞20M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人的發展人形機器人的發展_國外國外主要集中在歐美及日本,運動控制主要集中在歐美及日本,運
51、動控制+AI模型是未來的發展方向模型是未來的發展方向日本日本-本田本田ASIMOH:1.3mW:48kgF:57個V:2.7 km/h法國法國-Aldebaran RomeoH:1.4mW:36.7kgF:37個日本日本-軟銀軟銀 PepperH:1.21mW:28kgF:20個日本日本-豐豐田田T-HR3H:1.54mW:75kgF:32個美國美國-波士頓動力波士頓動力 AtlasH:1.5mW:75kgF:28個美國美國-敏捷機器人公司敏捷機器人公司 DIGIT H:1.65mW:42.2kgF:16個美國美國-特斯拉特斯拉 Optimus H:1.72mW:56.7kgF:40個運動控制
52、:精致的髖關節可實現平穩旋轉運動控制:提出中心控制架構,可獲得高質量的被動步態模式,可完成開門握手弄復雜行為語音識別:可以分析表情和聲調的情緒識別技術,可與人類進行交流可穿戴式控制裝置:可模仿用戶的動作運動控制+視覺識別:“雙眼”是兩個立體傳感器、配備RGB相機和深度傳感器避障、上下樓梯。配合自動駕駛車輛送快遞交付包裹基于視覺神經網絡預測能力的自動駕駛技術,與汽車共用AI2010.102012.112014.62017.112018.520202022.92023,3美國美國-1X Technologies NEOH:1.680mW:83kg擁有先進 AI大腦,可在空間內自由移動,并能遠程操控
53、。2020年之前人形機器人的發年之前人形機器人的發展主要以展主要以運動控制能力的發展運動控制能力的發展為主,從能實現平穩的旋轉到為主,從能實現平穩的旋轉到波士頓動力波士頓動力Atlas的跑酷,人的跑酷,人形機器人的運動控制能力得到形機器人的運動控制能力得到了飛躍的提升。了飛躍的提升。DIGIT雖然能在復雜場景下進雖然能在復雜場景下進行避障,實現快遞的交付,但行避障,實現快遞的交付,但仍然是基于預設場景下的遠程仍然是基于預設場景下的遠程操控來完成。操控來完成。2021年后,隨著大模型技術年后,隨著大模型技術的發展,的發展,人形機器人正被賦予人形機器人正被賦予強大的大腦,核心能力不斷提強大的大腦,
54、核心能力不斷提升,市場基于實用性的探索產升,市場基于實用性的探索產品開始出現功能性分化,商業品開始出現功能性分化,商業化進程有望提速化進程有望提速技術融合期技術融合期縱觀全球人形機器人的發展,主要集中在日本和歐美,尤其是美國,波士頓動力Atlas是目前運動控制技術最強的產品;敏捷機器人公司的Digit是目前第一個有商業化落地的人形機器人,與自動駕駛車輛一起完成快遞包裹的交付,而特斯拉的Optimus是目前被譽為最具市場發展潛力的產品。運動控制技術的發展運動控制+AI模型21M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2
55、024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人的發展人形機器人的發展_中國中國起步較晚,但發展并不緩慢起步較晚,但發展并不緩慢達闥機器人達闥機器人Cloud Ginger XR-1H:1.6mW:65kgF:34個優必選優必選 Walker XH:1.3mW:63kgF:41個實現了中國雙足機器人行走能力的突破實現了中國雙足機器人行走能力的突破阿凡達阿凡達機器人機器人 i寶寶H:1.05mW:12.5kgF:24個自然語言對話;情緒表達,簡單肢體To C端的探索,重點在交互上2010.102012.112014.62017.
56、620202021.72023,7傅利葉智能傅利葉智能 GR-1H:1.65mW:55kgF:40個AI模型+通用人形機器人 中國的人形機器人相較中國的人形機器人相較于國外起步較晚,但發于國外起步較晚,但發展并不緩慢。展并不緩慢。2020年后得益于技術的年后得益于技術的突破和政策的賦能,優突破和政策的賦能,優秀企業不斷脫穎而出秀企業不斷脫穎而出 在通用機器人領域,傅在通用機器人領域,傅利葉智能、宇樹科技、利葉智能、宇樹科技、智元機器人等先后推出智元機器人等先后推出通用人形機器人。通用人形機器人。商業落地是目前企業重商業落地是目前企業重點探索的方向點探索的方向技術融合期技術融合期2022.8小米
57、小米 CyberOneH:1.77mW:52kgF:21個2023,8宇樹科技宇樹科技 Unitree H1H:1.8mW:47kgF:18個智元機器人智元機器人 遠征 A1H:1.73mW:53kgF:49個中國的人形機器人市場業處于商業化探索的起步階段,初步商業化落地方向是嘗試商業場景和家庭場景的產品迭代和推廣;但中國大多數企業認同制造業能夠率先真正實現人形機器人商業化落地。其中智元機器人是與特斯拉對標做的汽車生產線落地場景應用的最具潛力企業之一。22M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Propr
58、ietary and Confidential All Rights Reserved.核心觀點核心觀點人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產業鏈分析人形機器人產業鏈分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人市場投資建議人形機器人市場投資建議目錄目錄23M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人產
59、業鏈人形機器人產業鏈上游:零部件及系統上游:零部件及系統中游:研發及生產中游:研發及生產下游:應用場景下游:應用場景軍事軍事工業工業屠宰業食品加工化工業汽車制造電子組裝煤礦服務服務家庭服務公共服務醫療護理商業服務 教育 陪伴 娛樂 餐飲 清潔 安保 科研 物流 護理 養老熱管理系統熱管理系統動力動力電池、充電裝置結構件結構件機體骨架、玻璃面罩、觸摸屏控制與控制與交互交互算法和系統芯片步態規劃、人機交互、手眼協調、視覺與導航、語言交互、IoT物聯網GPU CPU 感知感知力傳感器視覺傳感器壓力傳感器、應變傳感器、磁電傳感器、壓電傳感器、扭轉傳感器圖像傳感器、相機、攝像頭、雷達編碼器 減速器 無框
60、電機 力矩傳感器 絲杠 空心杯電機 軸承 伺服電機 紅外探測 步進電機執行器執行器旋轉執行器線性執行器靈巧手 組裝 測試系統集成系統集成本體生產本體生產研發研發 軟件系統集成 場景訓練24M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人核心硬件成本構成人形機器人核心硬件成本構成以特斯拉Optimus為例:2023年人形機器人核心零部件價值量分布模塊模塊產品產品數量數量(個(個/套)套)大腦FSD1眼睛攝像頭
61、8動力電池1靈巧手(2)空心杯電機12精密行星減速器12力傳感器12線性執行器(14)無框力矩電機14力傳感器14行星滾柱絲杠14單列向心球軸承14旋轉執行器(14)無框力矩電機14力傳感器14諧波減速器14交叉棍子軸承14其他結構件/通訊/熱管理等-19.0%16.0%13.0%11.0%8.0%5.5%27.5%絲杠無框力矩電機減速器力傳感器空心杯電機軸承其他M2覓途咨詢根據產品價值量核算,三大執行器(線性執行器、旋轉執行器、靈巧手)占人形機器人主要零部件價值量的73%;主要由:絲杠、無框力矩電機、減速器、力傳感器、空心杯電機及軸承構成。2023年人形機器人核心零部件價值量分布年人形機器人
62、核心零部件價值量分布來源:M2覓途咨詢;特斯拉AI Day25M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心零部件核心零部件絲杠絲杠絲杠是機械設備中將回轉運動、直線運動相互轉換的傳動元件。市場特點:市場特點:廣泛應用于數控機床、制造設備、機器人、精密儀器等領域絲杠在加工工藝、生產設備、原材料方面具備較高的壁壘。梯形絲杠結構簡單,壁壘相對較低,市場集中度低;滾珠絲杠和行星滾柱絲杠在中國發展較晚,尤其是行星滾柱絲杠
63、中國企業尚處于起步階段;以特斯拉以特斯拉Optimus為代表的人形機器人主要使用滾珠絲杠和行星滾柱絲杠為代表的人形機器人主要使用滾珠絲杠和行星滾柱絲杠主要代表企業:主要代表企業:外資+臺資:上銀 銀泰 TBI NSK THK 黑田SHUTON 斯凱孚 伊維萊 力士樂本土:南京工藝 漢江機床外資:Rollvis GSA 伊維萊 CMC本土:南京工藝 濟寧博特 優士特滾滾珠珠絲絲杠杠行行星星滾滾柱柱絲絲杠杠26M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential A
64、ll Rights Reserved.梯形絲杠梯形絲杠滾珠絲杠滾珠絲杠行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠特點傳動效率高、精度較高高承載、體積小、高精度運動原理通過梯形絲桿的螺紋副實現轉動運動和直線運動的轉換。在旋轉絲杠時,螺母會隨著絲杠的旋轉而沿著絲杠前進或后退,實現機械傳動絲杠相對螺母旋轉時,絲杠的旋轉面通過滾珠的循環滾動推動螺母軸向移動,化旋轉為線性,絲杠和螺母之間的滑動摩擦轉變為滾珠與絲杠、螺母之間的滾動摩擦行星滾柱絲桿以絲桿旋轉作為驅動,當絲桿旋轉時,滾柱圍繞絲桿作行星運動,同時通過螺旋傳動原理將絲桿旋轉運動轉化為螺母直線往復運動示意圖傳動效率低,僅26%-24%高,可達92%-98%,可顯著節
65、能較高,摩擦力較小時可達90%轉速慢,滑動摩擦發熱嚴重,一般轉速不超過3000RPS較快,點接觸滾動摩擦熱效應小,額定轉速在3000-5000RPS快,線接觸滾動摩擦熱效應小且承載力強,轉速可達6000RPS導程精度低,品質參差不齊較高,受滾珠直徑限制,常為毫米級的滾珠絲杠高,可通過調整螺紋頭數等因素使導程達到更小的微米級使用壽命短,滑動摩擦對元器件的損傷大長,滾動摩擦損傷小,保持清潔、潤滑即可很長,是滾珠絲杠的10倍以上,荷載運動可達1000萬次以上微進給難以實現,滑動運動存在爬行現象可實現,滾珠運動的啟動力矩小可實現,滾柱運動的啟動力矩小自鎖性有,與導程角大小和工作面粗糙度有關無,需加裝制
66、動裝置無,需加裝制動裝置應用場景有多種方案可選,價格較低,適用于利潤率低、用量大、對工作轉度及精度要求不高的場景,多用于傳統行業適用于無自鎖要求、精度要求高、成本控制要求低的場景,如機床、醫療適合用于精度要求高、高速重載工作的應用場合,如機器人、飛行起落架、精密機床、火炮升降架基本定義:基本定義:絲桿主要由絲桿和螺母兩部分組成。絲桿是一種具有螺紋母線的長條狀零件,而螺母則是一種外部具有螺紋母線的零件。螺母可以通過轉動絲桿來移動沿絲桿的方向。絲杠是能將回轉運動轉化為直線運動,或將直線運動轉化為回轉運動的一種高精度零件,可主要分為梯形絲杠、滾珠絲杠和行星滾柱絲杠3種類型。在機器人領域,絲杠主要用于
67、關節和運動機構傳動,實現高精度運動控制27核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹絲杠絲杠-產品介紹產品介紹梯形絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠對比梯形絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠對比絲杠是一種轉換運動形式的高精度零件,主要可分為梯形絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠結構簡單、精度較低Data Source:M2覓途咨詢M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.28核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹絲杠絲杠-市場增長市場增
68、長2023年中國絲杠市場規模約25.7億,其中滾珠絲杠銷售額占比最多,約61%,梯形絲杠占比約35%,行星滾柱絲杠應用尚少,占比約4%20202030年中國絲杠市場增長情況(不含人形機器人)年中國絲杠市場增長情況(不含人形機器人)單位:單位:Mn RMBKey Comments46461076861598391099042%10%7%13%14%17%21%23%20201,37280202118%1,1351,728982022-15%1,55410420231,0641,6631182024E1,9131592025E1,0612,2591832026E1,1112,7112572027E
69、1,2393,36331332%2028E1,4374,3062029E1,7895,685271,4102,4362,9612,5682,8452030E3,5034,0804,9156,2078,0853,062整體市場趨勢:整體市場趨勢:1)2020-2022:數字化的進程使得半導體、電動汽車、智能制造等行業持續擴張,醫療保健、物流、包裝等與疫情相關的產業也有突破性增長,從而帶動了絲杠產品市場規模的擴張,CAGR高達45%2)2023-2025:全球通脹攀升、俄烏沖突等不確定因素使得全球經濟增長動力缺乏,同時機械制造、電子信息、醫藥等下游行業向東南亞轉移,絲杠增長乏力,預期增速降低至10
70、%以下。3)2025-2030E:隨著經濟的不斷恢復、隨著經濟的不斷恢復、智能制造轉型升級,絲杠企業逐漸突破技術瓶頸,同時隨著智能制造的升級,科技的進步AI、機器人、智慧制造等行業需求也開始爆發,M2預計絲杠市場尤其是滾珠絲杠和行星滾柱絲杠的市場將保持在20%左右的市場增長。分產品趨勢:分產品趨勢:1)梯形絲杠:梯形絲杠:目前銷售量最大的絲杠產品,但單品價值量較小,且下游行業多為自動化等傳統行業,市場增長主要依賴于傳統市場的增長預期2030年CAGR在10%左右;2)滾珠絲杠:滾珠絲杠:目前銷售額最大的絲杠產品,未來也有廣泛的應用前景,成本下降后部分替代梯形絲杠,預計市場CAGR為20%3)行
71、星滾柱絲杠:行星滾柱絲杠:下游行業多為軍工、航空、機器人這類高精尖行業,需求還未充分發揮,同時技術壁壘較高,需要較長時間才能得到廣泛應用,預計市場占比將從2023年的5%提升至2030年的8%,期間CAGR為31%Data Source:M2覓途咨詢20202030年絲杠市場增長情況年絲杠市場增長情況 市場增速梯形絲杠滾珠絲杠行星滾柱絲杠M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.29核心零部件市場介紹核心零部件
72、市場介紹梯形絲杠梯形絲杠-競爭格局及行業應用競爭格局及行業應用梯形絲杠的市場參與玩家多,集中度較低,CR5僅占整體市場規模的13%;行業應用廣泛,最大應用市場為機床行業,市場占比達23%23%7%6%7%53%3%1%機床物流包裝新能源醫療機器人其他梯形絲杠特點:梯形絲杠特點:產品特點:產品特點:1)安全性高:安全性高:梯形絲杠可以自鎖,不會對電機等其他部件造成沖擊2)空間利用率高:空間利用率高:體積小,可以在緊湊空間應用3)低價:低價:可以有效降低成本市場特征:市場特征:1)集中度低:集中度低:技術門檻低,市場中參與者眾多。頭部企業沒有顯著的技術優勢,小廠家反而能憑借較低的價格獲取較多的訂單
73、2)國產化程度高:國產化程度高:市場中有大量的國內廠家參與梯形絲杠的生產和銷售,國外產品沒有太多競爭優勢,產品國產化較充分下游行業特征:下游行業特征:行業分布廣:行業分布廣:梯形絲杠是一種比較基礎的傳動零部件,行業應用很寬泛,機床、物流、包裝等行業都會使用Key Comments2023年中國梯形絲杠市場競爭格局年中國梯形絲杠市場競爭格局2023年中國梯形絲杠市場行業分布年中國梯形絲杠市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢3%3%3%87%2%2%伊格斯藍冰KKS伊維萊凌途智能其他910.0Mn RMB單位:Mn RMB單位:Mn RMBM2 2024 Proprietary and
74、 Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.30滾珠絲杠的發展歷程滾珠絲杠的發展歷程萌芽期萌芽期1950年年發展期發展期19502000年年成熟期成熟期2000至今至今1874年,滾珠絲杠的基本構造在美國以專利申請的形式問世1917年,螺紋磨床問世和螺紋磨削技術的進步,使其在精度和性能上有所提高1940年,美國首先將滾珠絲杠用于汽車轉向裝置上,使其正式商品化1952年,第一臺數控機床問世,其后續發展大大推動了滾珠絲杠的專業化生產1954年,瑞典人申請了標準式
75、和反向式行星滾柱絲杠專利1970年,歐美各大廠商各類型滾珠絲杠產品成熟博世力士樂、NSK、Hiwin、黑田精密等品牌在高端市場占據壟斷地位,產品已應用于工業機械、生命科學、醫療設備、電子設備、光學和半導體設備等領域1964年中國自研的第一套滾珠絲杠誕生1982年,行業標準JB3162-1982滾珠絲杠副的誕生1991年,國產制造標準已經完全與國際標準接軌目前,中低檔產品與國外同類產品差距較小或基本持平,但生產效率低于國外;高性能、高檔次的產品與NSK、THK、INA等知名企業有明顯差距,尚無在國際上有影響力的知名品牌產品誕生于美國,商業化產品誕生于美國,商業化起步于汽車行業起步于汽車行業技術進
76、步,行星滾柱絲杠開始發展技術進步,行星滾柱絲杠開始發展中國技術開始發展中國技術開始發展市場格局形成,市場格局形成,中國技術進步,開始步入國產替代階段中國技術進步,開始步入國產替代階段滾珠絲杠在國外起步早、發展快、技術成熟,歐美市場在高端滾珠絲杠制造領域占據壟斷地位,并且廣泛應用到各領域;在國內發展迅速,市場規??焖僭鲩L,同時國內大型生產企業如南京工藝、江漢機床等技術逐漸提升,有望逐步實現國產替代滾珠絲杠的發展歷程滾珠絲杠的發展歷程Data Source:M2覓途咨詢M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024
77、Proprietary and Confidential All Rights Reserved.31核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹滾珠絲杠滾珠絲杠-競爭格局競爭格局中國滾珠絲杠市場主要被臺資企業和外資企業壟斷,中國本土企業目前規模較??;總體來看滾珠絲杠的市場集中度較高CR10占比94%2023年中國滾珠絲杠市場競爭格局年中國滾珠絲杠市場競爭格局 單位:單位:Mn RMB Data Source:M2覓途咨詢140202959219264112106155124171606(39%)547(35%)339(22%)62(4%)2023臺系14日系17歐美1231本土1,554606547
78、33962199210612495112155171140202264126220231,554市場特點:市場特點:市場集中度高 歐美系和日系主要面向偏向高端的應用領域;臺資和本土品牌主要面中低端的市場應用領域 由于中國企業入局較晚,目前技術成熟度不斷提高,未來國產化進程有望加快上銀銀泰TBINSKTHK黑田SHUTON斯凱孚伊維萊力士樂南京工藝漢江機床其他M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.32核心零部
79、件市場介紹核心零部件市場介紹滾珠絲杠滾珠絲杠-行業應用行業應用滾珠絲杠相比梯形絲杠傳動效率和精度更高,相比行星滾柱絲杠有更高的效率、更低的后驅力和價格,所以廣泛適用于有精密度要求的傳動場景;數控機床目前仍然是滾珠絲杠應用最大的市場2023年中國滾珠絲杠市場行業分布年中國滾珠絲杠市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢45%6%5%5%4%4%3%2%2%1%23%機床物流醫療包裝半導體新能源汽車鋰電光伏機器人其他 滾珠絲杠利用滾珠循環將旋轉運動轉化為直線運動,結構較為復雜,對于加工技術的要求更高,價格也較梯形絲杠更高 使用滾珠絲杠的廠商相對更看中滾珠絲杠的品質,如較高的精度和較長的壽命
80、 有傳動需求、要求一定精度的行業都有可能使用滾珠絲杠,但是目前數控機床是滾珠絲杠應用的最主要的市場 隨著制造業向數字化智能化的轉型升級的深入,滾珠絲杠在機械工業領域的應用呈現均衡化發展,而且應用場景也趨于多元化Key Comments單位:Mn RMBM2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.33行星滾柱絲杠的發展歷程行星滾柱絲杠的發展歷程瑞典瑞典的發明家Carl Bruno Strandgren1942年,申
81、請了第一個循環式滾柱絲杠的專利。1954年,又申請了標準式的滾柱絲杠專利1942年年美國美國William J.Roantree申請了差動式差動式行星滾柱絲杠的專利1968年年1970年年1987年年2020年年瑞士瑞士Oliver Saari申請了軸承環式行星滾柱絲杠的專利。蘇聯蘇聯生產工藝研究所開始批量生產螺紋長度可以達到1500和2000mm的特長型行星滾柱絲杠副。中國中國的博特精工、優勵聶夫、揚州眾孚及精密機電控制設備研究所等都對行星滾柱絲杠進行了試制和少量的生產瑞士瑞士的Rollvis 公司開始研制行星滾柱絲杠,瑞典瑞典的SKF也同時研制行星滾柱絲杠.美國美國的Moog、德國德國的O
82、rt lieb和英國英國的Power Jacks等也都在此時期入局紛紛入局中國中國北京精密機電控制設備研究所開始研制行星滾柱絲杠。行星滾柱絲杠的發展歷程行星滾柱絲杠的發展歷程 行星滾柱絲杠的歷史起源于1942年的瑞典,美國、瑞士、德國、英國等紛紛在19世紀七八十年代開始入局。蘇聯也在1987年進入批量生產狀態;2020年中國企業開始少量生產,行星滾柱絲杠產品,比美國晚近50年,比蘇聯晚30年;目前中國本土企業生產的行星滾柱絲杠產品在效率、承載能力和精度等性能上與國外的產品尚存在較大差距。滾珠絲杠的發展歷程滾珠絲杠的發展歷程2010年年Data Source:M2覓途咨詢M2 2024 Prop
83、rietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.34核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠-競爭格局競爭格局2023年中國行星滾柱絲杠市場規模1.07億,市場在中國仍處于起步階段,本土企業規模尚小,市場主要由歐美系企業占有,市場集中度較高CR580%以上2023年中國行星滾珠絲杠市場競爭格局年中國行星滾珠絲杠市場競爭格局 單位:單位:Mn RMBData Source:M2覓途咨詢513615272991(85%)16
84、(15%)202334外資22本土外資本土107911656131527293262023107RollvisGSA伊維萊力士樂CMC南京工藝濟寧博特優仕特其他 市場特點:市場特點:市場集中度高,歐美系為主導;由于中國企業入局較晚,小批量生產的起步階段 產品產品特性:特性:相比于滾珠絲杠,行星滾柱絲杠具備高承載、耐沖擊、體積小、高速度、高精度等優勢行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠能承受的靜載為滾珠絲杠的3倍,壽命是滾珠絲杠的15倍,但相對價格也遠高于滾珠絲杠 行業應用:行業應用:行星滾柱絲杠通常運用于高速重載且整體價值量更高的行業,如精密機床、飛行器起落架、軍工火炮升降架、高精度要求的機器人M2 20
85、24 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.預計特斯拉Optimus方案有兩個可能方案:方案方案1:全部使用行星滾柱絲杠,共14個:1)小臂使用小型行星滾柱絲杠2)大臂和小腿使用中型行星滾柱絲杠3)大腿使用大型行星滾柱絲杠方案方案2:1)上半身負載要求較低,使用6個滾珠絲杠2)下半身負載要求較高,使用8個行星滾柱絲杠考慮到成本和技術成熟度,目前的人形機器人更適用方案1,即同時使用滾珠和滾柱絲杠,未來會逐漸向方案2過渡35人
86、形機器人領域的絲杠產品應用人形機器人領域的絲杠產品應用Data Source:M2覓途咨詢單側大臂:單側大臂:1個絲杠個絲杠單側小臂:單側小臂:2個絲杠個絲杠單側大腿:單側大腿:2個絲杠個絲杠單側小腿:單側小腿:2個絲杠個絲杠特斯拉特斯拉Optimus方案方案絲杠產品在人形機器人硬件設備中的成本占比絲杠產品在人形機器人硬件設備中的成本占比絲杠是人形機器人領域的重要傳動件,預計特斯拉Optimus有兼用滾珠絲杠和行星滾柱絲杠的方案和只使用行星滾柱絲杠的方案人形機器人領域的絲杠產品應用人形機器人領域的絲杠產品應用19%16%13%11%8%6%絲杠無框力矩電機減速器力傳感器空心杯電機軸承28%其他
87、M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.036人形機器人領域的絲杠產品市場規模預期人形機器人領域的絲杠產品市場規模預期人形機器人未來更多使用行星滾柱絲杠,預計2030年規模到達7億元;隨著市場規模的不斷擴大,技術的不斷成熟,行星滾柱絲杠的價格也將不斷降低193218262318381676341475665192182024E372123125830937544786818,8342035E14,7404,0
88、942030E2029E2028E2027E2026E2025E+86%+85%滾珠絲杠行星滾柱絲杠量產進程:量產進程:目前人形機器人還處在研究階段,預計2025年有望實現量產,2030年-2035年銷售規模有較為明顯的增長未來應用:未來應用:行星滾柱絲杠在未來技術更成熟、價格更低的情況下會被更多應用于人形機器人20232035年人形機器人為絲杠市場帶來的增量空間(全球)年人形機器人為絲杠市場帶來的增量空間(全球)單位:單位:Mn RMB20232035年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)絲杠絲杠20232024E2025
89、E2030E2035E全球人口(億人)8080.5818587人形機器人滲透率0.0 0.1 1.7 8.9 360.9 人形機器人銷量(萬臺)00.121.47.57314滾珠絲杠單價(元/個)500 480 461 376 248 平均單臺用量(個)6 6 6 66 滾珠絲杠市場空間(百萬元)-3 37 1924,094 行星滾柱絲杠單價(元/個)2,000 1,840 1,693 1,116 589 平均單臺用量(個)8 8 8 811 行星滾柱絲杠市場空間(百萬元)-18 193 67614,740M2 2024 Proprietary and Confidential All Rig
90、hts Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心零部件核心零部件無框力矩電機無框力矩電機電機用以產生驅動轉矩,安裝在機器人的關節上控制運動,是機器人的核心硬件之一。無框力矩電機無框力矩電機體積小、結構緊湊、質量輕、轉動慣量小、啟動電壓低、空載電流小,可打造輕量化的機器人關節市場特點:市場特點:以特斯拉以特斯拉Optimus為代表的人形機器人中電機主要采用無框力矩電機和空心杯電機為代表的人形機器人中電機主要采用無框力矩電機和空心杯電機無框力矩電機體積小、質量輕、集成方式多樣、可中空走線等特點,被廣泛應
91、用于協作機器人關節;無框力矩電機國內技術壁壘已被打破,本土品牌產品可與外資對標;本土品牌依靠其價格優勢在市場競爭中有一定的優勢;主要代表企業:主要代表企業:外資+臺資:科爾摩根、日本產電本土:步科股份、昊志電機、航天電器、微精電機無無框框力力矩矩電電機機37M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.38核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹無框力矩電機無框力矩電機-產品介紹產品介紹無框力矩電機只有轉子和定子兩個部
92、件,具有體積小、扭矩高、性能穩定的優點Data Source:M2覓途咨詢無框力矩電機產品介紹無框力矩電機產品介紹結構:結構:組成:組成:無框力矩電機沒有軸、軸承、外殼或端蓋,只有轉子和定子兩個部件 轉子:轉子: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;永磁體可作為內轉子,也可作為外轉子 定子:定子:外部部件,包含有齒鋼疊片,外面包裹著能產生電磁力的銅繞組,緊湊地安裝在機器外殼的主體內原理:原理:運動原理:運動原理:無框力矩電機以輸出扭矩為衡量指標,由驅動器供電,驅動器控制 U/V/W三相電形成電磁場,永磁體的轉子在磁場的作用下轉動 控制方法:控制方法:以扭矩為控制方向,采
93、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無框力矩電機示意圖無框力矩電機示意圖優點:優點:體積?。后w積?。簾o框電機中空式設計,最大限度減小電機所占空間,更方便走線布置 扭矩高:扭矩高:無框力矩電機具有較高的功率,在低轉速的情況下,能夠輸出更大扭矩 性能穩定:性能穩定:無框電機的電機組件直接整合到機器元件內,不會受到外界高壓、高溫環境、輻射的影響難點:難點:轉矩密度:轉矩密度:關節朝著扭矩不變尺寸更小的方向發展,要求關節電機不斷提高功率密度 溫升:溫升:較小的尺寸使電機易溫升 額定和最高轉速:額定和最高轉速:對于電機系統來說,轉矩需求
94、固定,額定速度上限附近將損失轉矩,提速意味著更高的電磁設計要求。成本:成本:作為關鍵部件,電機的成本備受關注。核心零部件國產化是必經之路M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.39核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹無框力矩電機無框力矩電機-市場增長市場增長2023年中國無框力矩電機市場規模約6.3億(不含人形機器人);未來下游需求將拉動市場規模高速增長20202030年中國無框力矩電機市場增長情況(不含人形
95、機器人)年中國無框力矩電機市場增長情況(不含人形機器人)單位:單位:Mn RMBKey Comments2104635396267911,0261,3871,9532,6493,658121%16%26%30%35%41%36%38%41%40%2020202116%202220232024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E5,146市場增速無框力矩電機整體市場趨勢:整體市場趨勢:1)2020-2022:流行病爆發催生多領域對無人化、自動化、智能化生產的需求,也產生對于勞動力的旺盛需求。在此期間,機器人、醫療等無框力矩電機的下游行業均出現明顯的需求增長,
96、拉動無框力矩電機的銷售,期間CAGR為60%2)2023-2025:在高通脹、國內外消費需求疲軟的背景下,機器人等無框力矩電機的主要應用行業仍然不斷釋放需求,保持著較高增速。預計在此期間無框力矩電機市場綜合增長率接近30%3)2026-2030:經濟逐步復蘇,工業制造業、服務業等領域的自動化替代需求進一步釋放,機器人行業也將有更快的增長。M2預計,此階段無框力矩電機市場在多種需求疊加拉升和本身技術發展的情況下高速發展,綜合增長率接近40%,如果人形機器人行業發展良好有望實現更高增長Data Source:M2覓途咨詢20202030年中國無框力矩電機市場增長情況(不含人形機器人)年中國無框力矩
97、電機市場增長情況(不含人形機器人)M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.40核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹無框力矩電機無框力矩電機-競爭格局及行業應用競爭格局及行業應用無框力矩電機市場向頭部集中,步科股份為目前最大的供應商;無框力矩電機主要應用于機器人領域,最主流的應用為協作機器人Key Comments2023年中國無框力矩電機市場競爭格局年中國無框力矩電機市場競爭格局2023年中國無框力矩電機市場
98、行業分布年中國無框力矩電機市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢45%15%4%31%3%2%步科股份科爾摩根航天電器昊志機電微精電機其他626.0Mn RMB單位:Mn RMB單位:Mn RMB80%7%5%6%1%1%機器人通用自動化醫藥航空航天軍工其他市場特征:市場特征:1)頭部頭部集中度高:集中度高:無框力矩電機目前還存在較高的技術壁壘,國內只有少量廠商能提供品質較高的無框力矩電機。其中步科股份依靠生產技術和較低否成本占據了較大的市場,是行業內最大的無框力矩電機供應商??茽柲ΩM入中國市場較早,能生產高品質無框力矩電機,但因為產品價格偏高,使用科爾摩根產品的企業相對較少2)國
99、產化程度高:國產化程度高:除了少量高端應用場景需要使用科爾摩根等國外廠商的無框力矩電機,大部分下游場景都已經開始使用國產產品下游行業特征:下游行業特征:1)行業分布集中行業分布集中:無框力矩電機主要應用于機器人行業,包括協作機器人、移動機器人、四足機器人、人形機器人等。其中協作機器人是目前應用最廣的分支,無框力矩電機被廣泛使用于協作機器人關節模組。機器人領域的其他前沿應用還包括在AGV輪上使用無框力矩電機,以減小AGV體積;在其他行業的主流應用包括醫療或軍工中使用的轉臺、在航空航天領域使用的慣導等M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights R
100、eserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.41無框力矩電機在協作機器人和人形機器人領域應用對比無框力矩電機在協作機器人和人形機器人領域應用對比相比協作機器人,無框力矩電機在人形機器人上用量更多、應用范圍更廣Data Source:M2覓途咨詢無框力矩在協作機器人領域的應用無框力矩在協作機器人領域的應用協作機器人是目前應用無框力矩電機最多的場景數量:數量:一般單臺協作機器人使用6-7個應用:應用:主要用于協作機器人關節。協作機器人的一體化關節一般包括無框力矩電機+諧波減速器+制動器+力矩傳感器+輸出軸編碼器+
101、電機端編碼器+驅動器+機械集成優勢:優勢:無框力矩電機中空的結構、較高的扭矩和扭矩正好能與協作機器人的結構相適應。對于協作機器人,安裝無框力矩電機便可以在電機的中空部分布線,有限節省空間無框力矩在人形機器人領域的應用無框力矩在人形機器人領域的應用人形機器人未來將大量應用無框力矩電機數量:數量:一般單臺人形機器人使用20個以上,特斯拉Optimus共使用28個,優必選Walker機器人共使用36個應用:應用:應用范圍更廣,既可以用于人形機器人關節(旋轉執行器),也可以用于手臂或腿部的線性運動部分優勢:優勢:可以適應多個應用場景,在節省空間的同時滿足人形機器人對精度和扭矩的需求M2 2024 Pr
102、oprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.線性執行器:線性執行器:14個,實現類似人體肌肉的拉伸運動運動,構成為無框無框力矩電機力矩電機+力傳感器+絲杠+軸承等42人形機器人領域的無框力矩電機產品應用人形機器人領域的無框力矩電機產品應用Data Source:M2覓途咨詢特斯拉特斯拉Optimus方案方案無框力矩電機產品在人形機器人硬件設備中的成本占比無框力矩電機產品在人形機器人硬件設備中的成本占比無框力矩電機可以同時用于人形機器
103、人線性執行器和旋轉執行器中,特斯拉Optimus預計共使用28個無框力矩電機人形機器人領域的無框力矩電機產品應用人形機器人領域的無框力矩電機產品應用旋轉執行器旋轉執行器線性執行器線性執行器旋轉執行器:旋轉執行器:14個,實現類似人體關節的旋轉運動,構成為無框力矩無框力矩電機電機+力傳感器+諧波減速器+軸承等預計特斯拉Optimus中共使用28個無框力矩電機,分別使用在14個線性執行器和14個旋轉執行器中不同人形機器人廠商會使用不同的無框電機方案,需要根據裝配難度、結構適用性、成本等方面綜合考慮。在靈活度需求低、要求成本的情況下可能使用比Optimus更少的無框力矩電機19%16%13%11%8
104、%6%絲杠無框力矩電機減速器力傳感器空心杯電機軸承28%其他M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.43人形機器人領域的無框力矩電機產品市場規模預期人形機器人領域的無框力矩電機產品市場規模預期隨著人形機器人靈活度增加、無框力矩電機價格下降,無框力矩電機將在人形機器人領域有更廣泛的應用2023E2024E2025E2030E2035E全球人口(億人)8080.5818587人形機器人滲透率(臺/百萬人)0.0
105、0.1 1.7 8.9 360.9 人形機器人銷量(萬臺)00.121.47.57314無框力矩電機單價(元/個)1,500 1,470 1,441 1,302 1,177 平均單臺用量(個)20 20 20 20 20 單臺價值量30,000 29,400 28,812 26,044 23,542 無框力矩電機市場空間(百萬元)-44 498 2,319 84,966 2402602823183533964505192023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2035E2,165+8%+13%+33%量產進程:量產進程:目前人形機器人還處在研究階段,預計2
106、025年有望實現量產,2030年-2035年銷售規模有較為明顯的增長未來應用:未來應用:無框力矩電機的單機使用量可能隨人形機器人靈活度需求的增加及裝配難度和成本的下降而增加20232035年人形機器人為無框力矩電機市場帶來的增量空間(全球)年人形機器人為無框力矩電機市場帶來的增量空間(全球)單位:單位:Mn RMB20232035年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)無框力矩電機無框力矩電機M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Pro
107、prietary and Confidential All Rights Reserved.核心零部件核心零部件空心杯電機空心杯電機空心杯電機空心杯電機是人形機器人靈巧手的關鍵部件,具有良好的節能效果、動力性能以及控制性能。市場特點:市場特點:空心杯電機的特點是高效、低噪音、壽命長和高轉矩,廣泛應用于電動工具、機器人、無人機、航空航天器和醫療器械等領域;空心杯電機具有較高的技術壁壘,在中國85%以上的市場被外資品牌把控;市場集中度高,CR380%,全部為外資品牌;主要代表企業:主要代表企業:外資:MAXON、Faulhaber、Poetescap本土:鳴志電器、未藍智控、西鐵城、鼎智科技、拓邦
108、股份空空心心杯杯電電機機44M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.基本定義:基本定義:空心杯電機是一種采用無鐵芯轉子的直流永磁伺服控制電機,由于采用無鐵芯轉子結構空心杯電機消除了因鐵芯形成渦流而造成的電能損耗,同時其重量和轉動慣量大幅降低,減少了轉子自身的機械能損耗,大幅提高了電機的運轉性能。電刷是有刷電機的一個重要組成元件,負責在旋轉部件與靜止部件之間傳導電流,空心杯電機主要分為有刷空心杯電機和無刷空心杯
109、電機。在機器人領域,空心杯電機主要用于機械關節控制,力度控制更精準靈敏。45核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹空心杯電機空心杯電機-產品介紹產品介紹傳統直流電機、空心杯電機對比傳統直流電機、空心杯電機對比空心杯電機是一種特殊的直流電機,和傳統電機相比節能、控制、輕量化等特性更有優勢Data Source:M2覓途咨詢傳統直流電機示意圖傳統直流電機示意圖空心杯電機示意圖空心杯電機示意圖空心杯電機采用了無鐵芯轉子和空心杯線圈的獨特結構,相對于傳統直流電機,具備以下顯著特點:節能特性節能特性:無鐵芯設計消除了渦流損耗,效率高,最大效率通常在70%以上,部分可達90%以上,遠超過鐵芯電機;控制特性控
110、制特性:啟動、制動迅速,響應快,機械響應時間小于28毫秒,部分產品甚至小于10毫秒(鐵芯電動機一般在 100 毫秒以上),對轉速的靈敏調節能力強;拖動特性拖動特性:運行穩定,轉速波動小,作為微型電動機的轉速波動可控制在2%以內;輕量化特性輕量化特性:相同功率下,重量和體積減輕1/3到1/2,能量密度顯著提高M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.46核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹空心杯電機空心杯電機-市
111、場增長市場增長2023年中國空心杯電機市場規模11億,預計未來受醫療以及機器人行業的拉動,市場將以16%的增速穩步上漲20202030年中國空心杯電機市場增長情況年中國空心杯電機市場增長情況 單位:單位:Mn RMBKey Comments整體市場趨勢:整體市場趨勢:1)2020-2022:疫情期間醫療器械產業規模持續提高,上市醫療器械企業數量快速增長達163家,期間CAGR達到30%以上。疫情期間防控核酸檢測常態化及相關醫療器械需求提高,帶動空心杯電機需求量上升。2)2023-2030E:空心杯電機市場未來將保持:空心杯電機市場未來將保持16%的增速的增速擴大,原因如下:擴大,原因如下:隨著
112、人口老齡化進程加快,對醫療設備配套措施的需求也在增加。據iFind統計,2021年中國醫療器械市場增速達16%,M2預測空心杯市場的主要下游行業-醫療器械市場將進一步擴大,帶動空心杯電機市場的增長空心杯電機潛力市場還和傳統行業數字化轉型相關,工信部明確到2025年,突破50種以上智能監測裝備、核心零部件,部分高端裝備達到國際先進水平,并深化智能檢測裝備再機械、汽車、航空航天、醫藥等多個領域規?;瘧?,智能裝備的應用將推動空心杯電機的應用Data Source:M2覓途咨詢20202030年空心杯電機市場增長情況年空心杯電機市場增長情況 7328439601,1001,2671,4781,735
113、2,0312,3732,7613,2002020202120222023 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E+16%空心杯電機市場規模注:該市場規模測算不考慮人形機器人板塊M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.47核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹空心杯電機空心杯電機-競爭格局競爭格局2023年中國空心杯電機市場規模11億,該市場在中國仍處于大力研發階段,市
114、場主要由外資企業占有,市場集中度較高CR380%以上2023年中國空心杯電機市場競爭格局年中國空心杯電機市場競爭格局 單位:單位:Mn RMBData Source:M2覓途咨詢934(85%)166(15%)202253%26%15%6%外資33%26%13%8%5%14%本土外資本土1,1009341669445514324249522137720221,100MAXONFAULHABERPORTESCAP鳴志電器未藍智控西鐵城鼎智科技拓邦股份其他 市場特點:市場特點:市場集中度高,空心杯電機CR380%,主要為外資企業;中國企業2015年陸續入局,但空心杯電機繞線技術在設計、制造工藝兩方
115、面仍需攻關。目前參與該產品市場的企業都以小批量出貨為主,量產能力有待提升 產品技術產品技術:外資龍頭企業的繞線技術給性能帶來的增益優于本土企業:Maxon傾向于使用直繞型和馬鞍形的繞制方法,Faulhaber和Portescap傾向使用斜繞型;本土廠商在生產加工、工藝設計中的繞組環節需要提高精度、自動化程度來提高繞組電阻值、啟動電流以及速度常數等電機參數M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.48核心零部件市
116、場介紹核心零部件市場介紹空心杯電機空心杯電機-行業應用行業應用空心杯電機體積小、重量輕、功率體積比大的特征適用于對裝備有結構、高靈敏要求的領域,目前空心杯電機市場集中應用于醫療及國防領域2023年中國空心杯電機市場行業分布年中國空心杯電機市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢35%30%10%9%5%4%7%醫療國防航空航天智能家居機器人自動化其他醫療、軍工行業為空心杯電機主要應用下游行業,合計占比超過65%。目前空心杯電機以進口為主目前空心杯電機以進口為主,價格較高,這兩個下游行業占比較高原因是對價格敏感度不高。醫療行業目前主要用于外科醫療器械、復健和假肢中:醫療器械醫療器械:外科
117、手持電動工具(骨鉆、脊椎電動鉆、外科縫合器、電動耳鼻喉刨削器等)、手術機器人、呼吸機復健和假肢復健和假肢:康復訓練機器人、機器人外骨骼、仿生手國防領域主要用于兵器制造兵器制造中,其中包括軍用望遠鏡、移動監測系統、精密衡器等。中國在2020年人口老齡化率達13.5%,根據國務院發展研究中心課題組預測,到2035年,中國老齡化率達到20.5%。隨著老齡化規模增加,醫療器械相關需求將提高,M2預測醫療下游行業占比到2030年預計將擴大至40%。Key Comments單位:Mn RMBM2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M
118、2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.49核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹空心杯電機空心杯電機-產品分析產品分析Maxon、鳴志電器同直徑空心杯電機產品對比、鳴志電器同直徑空心杯電機產品對比Maxon鳴志電器鳴志電器型號RE 16DCU16025G12示意圖額定電壓12 V12 V空載轉速13900 rpm10600 rpm額定轉矩(最大連續轉矩)4.36 mNm2.11 mNm電刷類型石墨電刷石墨電刷最大效率79%75%重量40 g24.3 g價格¥1,483(電機價格)¥763(電機+齒輪箱配套價格)Data S
119、ource:M2覓途咨詢產品特點:產品特點:國產空心杯電機在空載轉速、額定轉矩性能上雖未達到進口產品水平,但是以鳴志電器為代表的空心杯電機可滿足人形機器人手部電機需求,以及在價格上較進口產品有更大優勢國產空心杯電機雖性價比優勝于進口空心杯電機,但是市面上仍然以進口空心杯電機為主M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.50核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹空心杯電機空心杯電機-產品分析產品分析Maxon、鳴志
120、電器空心杯電機相關專利分析、鳴志電器空心杯電機相關專利分析Data Source:M2覓途咨詢研發進度:研發進度:外資企業中,空心杯電機產品以Maxon為主,對于空心杯電機的生產工藝、設計研發生產工藝、設計研發上比國內企業投入力度更大。目前國內企業暫未將空心杯電機作為主營業務并投入大量的研發費用,主要因為下游行業的需求有限。國內空心杯電機企業還需突破更多的技術壁壘(繞線工藝)來降低材料成本及實現量產國產空心杯電機研發進度較慢,國內目前暫無企業把空心杯電機作為主營業務公開(公告)號公開(公告)號申請日申請日發明名稱發明名稱申請專利人申請專利人WO2023073158A12022.10.28用于外
121、轉子電機的轉子,以及由轉子組成的外轉子電機MAXON INT AGWO2023021180A12022.08.19用于關節驅動裝置,特別是機器人關節驅動裝置的輸出軸承組件MAXON INT AGWO2023285574A12022.07.13無槽定子和制造這種定子的方法MAXON INT AGWO2022214344A12022.03.28用于電機的快速制造氣隙繞組MAXON INT AGEP4175124A12021.10.29外轉子電機的轉子和帶有轉子的外轉子電機MAXON INT AGEP4120518A12021.07.16無槽定子和制造這種定子的方法MAXON INT AGEP420
122、0957A12021.06.17具有優化定子的電動機MAXON INT AGUS2021246945A12021.04.27帶軛繞組的有源徑向磁軸承MAXON INT AGEP4070956A12021.04.07用增材制造方法生產的用于電機的氣隙繞組MAXON INT AGUS2023075415A12021.01.18運行可靠的無刷直流電機MAXON INT AGEP4082104A12020.12.23振動性能得到改善的有刷直流電機MAXON INT AGUS2023013171A12020.12.23改進了振蕩性能的有刷換向直流電機MAXON INT AGEP3920377A12020
123、.06.05轉子厚度小的電機MAXON INT AGEP3859954A12020.01.30功能安全的無刷直流電機MAXON INT AGEP3876418A12020.03.06檢測雙柱電機轉子極性方向的方法MAXON INT AG公開(公告)號公開(公告)號申請日申請日發明名稱發明名稱申請(專利權)人申請(專利權)人CN218514187U2022.10.30 一種無刷空心杯電機結構鳴志電器(太倉)有限公司CN216016568U2021.09.01 一種自承式空心杯繞組及帶有該繞組的電機上海鳴志電器股份有限公司CN113612330A2021.09.01 一種自承式空心杯繞組及其制作方
124、法上海鳴志電器股份有限公司CN113922560A2021.08.25 一種可延長含油軸承壽命的電機上海鳴志電器股份有限公司CN113922548A2021.02.24一種空心杯電機繞組及制造方法、帶該繞組的電機上海鳴志電器股份有限公司M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.靈巧手預計采用空心杯電機空心杯電機+蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿的設計方案,單手共有6個執行器(包含包含6個個空心杯電機,每個手指一個空心杯電機,每
125、個手指一個/拇指兩個拇指兩個),共11個自由度,可使用工具,實現小物體的準確抓取,舉起20磅的重量。51人形機器人領域的空心杯電機產品應用人形機器人領域的空心杯電機產品應用Data Source:M2覓途咨詢單側單側靈巧手靈巧手:6個空心杯電機個空心杯電機特斯拉特斯拉Optimus方案方案空心杯電機產品在人形機器人硬件設備中的成本占比空心杯電機產品在人形機器人硬件設備中的成本占比空心杯電機對應人形機器人靈巧手的手指關節輕量化、高精度等需求,預計特斯拉Optimus一共使用12個空心杯電機人形機器人領域的空心杯電機產品應用人形機器人領域的空心杯電機產品應用空心杯電機空心杯電機19%16%13%1
126、1%8%6%絲杠無框力矩電機減速器力傳感器空心杯電機軸承28%其他M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.052人形機器人領域的空心杯電機產品市場規模預期人形機器人領域的空心杯電機產品市場規模預期人形機器人未來將使用空心杯電機應用于靈巧手中,預計2024年規模到達1億元;隨著市場規模的不斷擴大,技術的不斷成熟,空心杯電機的價格也將降低2023E2024E2025E2030E2035E全球人口(億人)8080.
127、5818587人形機器人滲透率(臺/百萬人)0.0 0.1 1.7 8.9 360.9 人形機器人銷量(萬臺)00.121.47.57314空心杯電機單價(元/個)2,000 1,960 1,862 1,441 991 平均單臺用量(個)12 12 12 12 12 單臺價值量24,000 23,520 22,344 17,289 11,886 空心杯電機市場空間(百萬元)-28 313 1,309 37,323 283133574345346481,3092023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2035E037,323+90%+95%量產進程:量產進程
128、:目前人形機器人還處在研究階段,預計2025年有望實現量產,2030年-2035年銷售規模有較為明顯的增長未來應用:未來應用:未來人形機器人量產后將帶動空心杯電機銷量上漲,價格隨銷量上漲而下降;價格下降后空心杯電機將應用到更廣的下游行業中20232035年人形機器人為空心杯電機市場帶來的增量空間年人形機器人為空心杯電機市場帶來的增量空間(全球全球)單位:單位:Mn RMB20232035年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)空心杯電機空心杯電機M2 2024 Proprietary and Confidential All
129、Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心零部件核心零部件減速機減速機人形機器人中主要用到精密行星減速器、精密行星減速器、RV減速器、諧波減速器減速器、諧波減速器,價值量占比約13%。市場特點:市場特點:減速器行業日系廠商占主導,國內廠商關鍵技術已攻克,在工藝經驗積累方面仍有提升空間。精密行星減速機以日本新寶市場份額最大;在人形機器人中主要應用于關節部位;RV減速機以日本納博特斯克占市場Top1,在人形機器人中主要應用于下肢及腰部;諧波減速機以日本哈默納克市場份額最大,在人形機器人中主要
130、應用于上身及手部。主要代表企業:主要代表企業:外資:日本新寶、紐卡特、斯德博、威騰斯坦本土:湖北科峰、精銳科技、精精密密行行星星減減速速機機RV減減速速機機諧諧波波減減速速機機外資:納博特斯克、住友本土:環動科技、珠海飛馬、中大力德、湖北斯威特外資:哈默納克、日本新寶本土:綠的諧波、來福、同川、大族53M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.54核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹精密減速機產品種類介紹精密減
131、速機產品種類介紹精密減速機作為連接動力源和執行機構的中間機構,通過降低轉速和提升扭矩,精準調節機器轉動角度;目前應用在人形機器人中減速機基本鎖定在精密行星減速器、RV減速機和諧波減速機中,由于減速機產品技術的不同,在應用場景和性能表現上各具特點Data Source:M2覓途咨詢人型機器人中常見的精密減速機種類對比人型機器人中常見的精密減速機種類對比精密行星減速機精密行星減速機RV減速機減速機諧波減速機諧波減速機產品定義產品定義傳動結構主要由行星輪、太陽輪、內齒圈三部分組成的精密減速器,其結構簡單并且傳動效率高,多安裝在伺服電機上,用來降低轉速,提升扭矩,精確定位通過多級減速實現傳動,一般由行
132、星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成,組成的零部件較多通過柔輪的彈性變形傳遞運動,主要由柔輪、鋼輪、波發生器三個核心零部件組成示意圖示意圖產品性能產品性能大體積、傳動效率高、承載能力強大體積、高負載能力、高剛度體積小、傳動比高、精密度高應用場景應用場景目前行星減速器已應用于四足機器人和小型仿人機器人中一般應用于多關節機器人中機座、大臂、肩部等負重載的位置主要應用于機器人小臂、腕部和手部終端領域終端領域自動化產線、機器人技術、航空航天、醫療器械、精密測量設備、新能源設備汽車、運輸、港口碼頭等行業中通常使用配有RV減速器的重負載機器人3C、半導體、食品、注塑、模具、醫療等行業中通常使用由諧
133、波減速器組成的30KG負載以下的機器人優點優點傳動效率高,承載力強、抗沖擊和振動性能好,運動平穩。結構簡單,成本相對諧波、RV低負載能力強與RV及其他精密減速器相比,諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降缺點缺點單級精密行星減速器傳動比小,多級減速的長度重量限制其使用場景。需要定期維護,高精度高效率等特殊要求會帶來更高的制造成本重量、體積較大由于柔輪的反復變形,存在疲勞強度的問題,承載力有限M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rig
134、hts Reserved.55核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹精密行星減速機精密行星減速機-市場發展走勢市場發展走勢2023年中國精密行星減速機市場規模約15.21億元,隨著自動化、智能化產品在需求端釋放和技術革新的發展下精密行星減速機有望實現增長突破,預計2030年中國精密行星減速機的市場規模將達41.55億元20182030年中國精密行星減速機市場增長情況(不含人形機器人)年中國精密行星減速機市場增長情況(不含人形機器人)單位:單位:Mn RMBKey Comments整體市場發展趨勢:整體市場發展趨勢:在“機器人+”應用行動實施方案、“十四五”智能制造發展規劃政策驅動下,推動精密行星
135、減速器行業發展,并帶動銷售規模呈現出穩定增長趨勢;在整體市場穩定增長的背后,也出現了階段性的表現差異階段性的市場發展趨勢:階段性的市場發展趨勢:2019-2021年疫情激發出智能化運作拐點,帶動需求爆發:年疫情激發出智能化運作拐點,帶動需求爆發:在流行病爆發和勞動力旺盛需求的背景下,催生生產制造、服務運輸行業對無人化、自動化、智能化生產設備的需求,因此精密行星減速機市場發展出現增速爆發點,并在2021年精密行星減速機的增長率達到20%2021-2023年后疫情時代的經濟疲軟波及產業表現:年后疫情時代的經濟疲軟波及產業表現:在國內經濟情況疲軟的背景下,機械設備、機器人制造以及服務運輸行業對精密行
136、星減速機的需求出現明顯下滑的趨勢,市場規模增速放緩;2024年,隨著生產制造、機器人、服務運輸市場逐步復蘇,預計行星減速機的增幅將會有所回升 2024-2030年在需求釋放和技術迭代的雙重加持下,發展進入新一輪年在需求釋放和技術迭代的雙重加持下,發展進入新一輪突破:突破:隨著經濟和消費復蘇,機械設備、機器人制造以及新能源、服務運輸等領域對自動化替代需求進一步釋放。預計,精密行星減速機市場可以在行業需求和本身技術發展的情況下可以實現高速發展Data Source:M2覓途咨詢20202030年中國精密行星減速機市場增長情況年中國精密行星減速機市場增長情況9019561,0701,2841,464
137、1,5271,7311,9772,2892,6763,1223,5934,15520186%201912%202020%202114%20224%202313%202414%202516%202617%202717%202815%202916%2030M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.56核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹精密行星減速機精密行星減速機-競爭格局及行業應用競爭格局及行業應用目前中國精密行
138、星減速機市場的主要參與者為外資廠商,本土企業正面對市場競爭和技術升級瓶頸,國產化程度有待提高;在智能制造等技術的快速發展下,自動化設備的需求不斷增長,加速拓寬精密行星減速機的下游應用場景Key Comments2023年中國精密行星減速機市場競爭格局年中國精密行星減速機市場競爭格局2023年中國精密行星減速機下游市場行業分布年中國精密行星減速機下游市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢20%12%9%7%5%5%3%3%3%3%30%日本新寶湖北科峰紐氏達特精銳科技利茗中大立德紐卡特斯德博威騰斯坦摩多利其他25%20%20%10%6%4%15%機床新能源設備(光伏、風電機)工業機器人
139、服務機器人激光切割液晶產線其他市場競爭格局特征:市場競爭格局特征:精密行星減速機行業頭部企業精密行星減速機行業頭部企業集中度高,外資企業占據主要市場份額,國產化程度有待提高:集中度高,外資企業占據主要市場份額,國產化程度有待提高:在國內精密減速機市場中,一半以上的精密行星減速機產品由排名前五名的生產企業制造生產;在主要的十家精密行星減速機企業中,外資企業占據70%的市場份額;其中日本新寶的市場份額最大,占比20%;湖北科峰作為中國市場排名第二,國產品牌中排名第一的精密行星減速器制造企業,其占比為12%;內資品牌紐氏達特緊隨其后排在第三位,占比為10%;位于第四和第五位的企業均為臺資品牌,精銳科
140、技和利茗,占比分別為7%和5%精密減速器作為智能制造的關鍵核心零部件,目前還存在較高的技術壁壘;在中國精密行星減速器的市場格局中長期被歐美、日本等發達國家壟斷,因此內資品牌面臨著激烈的市場競爭和技術升級的挑戰,未來需要繼續加大研發投入,專注于創新升級,來提高內資企業的核心競爭力下游市場行業特征:下游市場行業特征:行業應用廣泛:精密行星減速機多應用于機床、新能源設備(用于生產光伏、風電機設備)和工業、服務機器人領域,除此之外還廣泛應用在激光切割和液晶產線中。隨著自動化、智能化、無人化設備的需求趨勢愈發明顯,精密行星減速器的下游應用場景也在不斷擴大1,527.0Mn RMB1,527.0Mn RM
141、BM2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.57核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹RV減速機減速機-市場發展走勢市場發展走勢2023年中國RV減速機市場規模約49.4億元,隨著智能制造的不斷發展,工業機器人市場不斷擴大,預計2030年中國RV減速機市場規模將達110億20182030年中國年中國RV減速機市場增長情況(不含人形機器人)減速機市場增長情況(不含人形機器人)單位:單位:Mn RMBKey Comm
142、entsRV減速機因剛性好、抗沖擊力強、傳動平穩、精度高在中、重負載的工業機器人市場得到廣泛應用。但因其結構復雜、工藝難度較大,加之生產成本高,因此目前市場主要應用在多關節機器人中。2023年中國工業機器人市場RV減速機的市場規模為49億人民幣,同比增長6%。未來隨著工業機器人市場競爭不斷加劇,小型、中、輕負載的比重不斷提高,RV減速機市場增長速將略微降低。未來在人形機器人領域,因RV減速機有較好的抗沖擊能力,有望在人形機器人的下半身的4個旋轉關節上有所應用。Data Source:M2覓途咨詢20202030年中國年中國RV減速機市場增長情況減速機市場增長情況2,3462,1262,5353
143、,8804,6394,9175,4096,2207,1538,0118,97310,04911,2552018-9%201919%202053%202120%20226%202310%202415%202515%202612%202712%202812%202912%2030M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.58核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹RV減速機減速機-競爭格局及行業應用競爭格局及行業應用R
144、V減速機市場被納博特斯克壟斷,中國本土企業技術創新能力不斷加強,國產化進程有望加速Key Comments2023年中國年中國RV減速機市場競爭格局減速機市場競爭格局2023年中國年中國RV減速機下游市場行業分布減速機下游市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢70%6%4%4%3%3%3%1%1%4%納博特斯克環動科技住友珠海飛馬中大力德湖北斯微特秦川機床南通振康北京智同其他5,195.3Mn RMB單位:Mn RMB市場競爭格局特征:市場競爭格局特征:RV減速機市場目前仍然被外資品牌的壟斷,僅納博特斯克一家就占據中國70%的市場份額。目前本土品牌RV減速機與外資品牌主要的差距依然還
145、在于控制的精度與穩定性,未來的市場成長空間較大,隨著國產技術的不斷突破,本土品牌的比重將不斷提高。下游市場行業特征:下游市場行業特征:工業機器人市場是RV減速機應用最主要的市場,占據市場份額的95%,其他在精密機床等工廠自動化設備上也有少量的應用。95%5%工業機器人工廠自動化5,195.3Mn RMBM2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.59核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹諧波減速機諧波減速機-市場發
146、展走勢市場發展走勢2023年中國諧波減速機市場規模約26.0億元,隨著低、中載機器人比重的不斷擴大,協作機器人市場應用前景區域廣泛,預計2030年中國諧波減速機市場規模將達77億人民幣。20182030年中國諧波減速機市場增長情況(不含人形機器人)年中國諧波減速機市場增長情況(不含人形機器人)單位:單位:Mn RMBKey Comments諧波減速機在工業機器人市場中應用非常廣泛,幾乎能夠應用到各種機械結構的工業機器人中,與RV減速機相比諧波減速機結構簡單緊湊,被廣泛應用于小型、低中負載的工業機器人中。2023年中國諧波減速機市場規模約25.9億,同比增長下滑11%。未來隨著工業機器人市場低、
147、中載工業機器人的比重不斷增大,以及協作機器人市場的迅速擴大,預計諧波減速機的應用空間也將隨之更大,中短期內市場將保持10%以上的速度繼續發展。Data Source:M2覓途咨詢20202030年中國諧波減速機市場增長情況年中國諧波減速機市場增長情況1,230 1,2191,5442,4822,9132,5862,7423,0713,5314,0614,5485,0945,8582018-1%201927%202061%202117%2022-11%20236%202412%202515%202615%202712%202812%202915%2030M2 2024 Proprietary a
148、nd Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.60核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹諧波減速機諧波減速機-競爭格局及行業應用競爭格局及行業應用諧波減速機市場雖然短期內外資主導地位還將持續,但中國本土優秀品牌也在不斷崛起。Key Comments2023年中國諧波減速機市場競爭格局年中國諧波減速機市場競爭格局2023年中國諧波減速機下游市場行業分布年中國諧波減速機下游市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢40%18%10%7%6%3%3%3%1%
149、0%10%哈默納科綠的諧波來福新寶同川大族福德山卓中技克美本潤其他3,204.0Mn RMB市場競爭格局特征:市場競爭格局特征:諧波減速機市場集中度較高,其中日本哈默納科2023年市場占有率達40%;雖然短期內外資主導地位還將持續,但中國本土優秀品牌也在不斷崛起,面前中國本土大約有30余家諧波減速機廠商,其中蘇州綠的諧波在技術上不斷取得突破,2023年市場占有率已達18%,且市場份額進一步擴大。下游市場行業特征:下游市場行業特征:工業機器人市場是諧波減速機應用最主要的市場,占據市場份額的75%,其他在半導體生產設備以及機床等工廠自動化設備上也有少量的應用。75%25%工業機器人工廠自動化3,2
150、04.0Mn RMBM2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.61人形機器人領域的精密行星減速機產品應用人形機器人領域的精密行星減速機產品應用Data Source:M2覓途咨詢特斯拉特斯拉Optimus方案方案減速器產品在人形機器人硬件設備中的成本占比減速器產品在人形機器人硬件設備中的成本占比人形機器人大臂和關節均需要使用減速機,盡管目前階段以諧波為主,但由于諧波承載能力存在局限性,未來諧波+精密行星減速機的
151、組合將被廣泛采用人形機器人領域的減速機產品應用人形機器人領域的減速機產品應用特斯拉特斯拉 Optimus減速機可能應用的方案:減速機可能應用的方案:特斯拉 Optimus會使用減速器+電機的傳統機械驅動模式 上身+手部的 20 臺減速器會使用諧波減速器;下肢及腰部 8 個減速器使用負載能力較強的 RV 減速器;關節部位將采用6個行星減速器 其中,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+減速器關節特斯拉特斯拉 Optimus旋轉關節可能采用的方案旋轉關節可能采用的方案:無框電機+諧波減速器+
152、扭矩傳感器+位置傳感器+軸承(角接觸球軸承+交叉圓柱滾子軸承)+編碼器根據目前的市場情況,根據目前的市場情況,阻礙人形機器人量產的關鍵因阻礙人形機器人量產的關鍵因素是電機素是電機+減速機減速機+絲杠的運動控制結構,無法兼顧高絲杠的運動控制結構,無法兼顧高效率和低成本效率和低成本19%16%13%11%8%6%絲杠無框力矩電機減速器力傳感器空心杯電機軸承28%其他M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.62人形
153、機器人領域的減速機產品市場規模預期人形機器人領域的減速機產品市場規模預期在“機器人+”應用行動實施方案鼓勵高端機器人制造的政策背景下,推動人形機器人的發展,激發出對減速機的規?;枨?,減速機的成本價格也將呈現略微下降的趨勢485466458142062643326982543294198881,3072029E2,7372030E36,47428,247107,9532035E1371412741,0071,2731,6332,0584,3242024E1662025E1991638492026E2027E1,0402028E172,675+97%+109%精密減速機RV減速機諧波減速機量產進
154、程:量產進程:目前人形機器人還處在研究階段,預計2025年有望實現量產,2030年-2035年銷售規模有較為明顯的增長未來應用:未來應用:諧波減速機是人形機器用量最大的減速機,保守估計到2035年,人形機器人市場諧波減速機的市場規模將達到百億人民幣市場空間20232035年人形機器人為減速機市場帶來的增量空間(全球)年人形機器人為減速機市場帶來的增量空間(全球)單位:單位:Mn RMB20232035年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)減速機減速機人機器人銷量人機器人銷量2023E2024E2025E2030E2035E全
155、球人口(億人)80 80 81 85 87 人形機器人滲透率(臺/百萬人)-0 2 9 361 銷量(萬臺)(保守估計)-0 1 8 314 精密減速機價格2,000 1,983 1,976 1,956 1,936 用量6 6 6 6 6 人形機器人市場規模(Mn)-14 166 888 36,474 RV減速機價格5,000 4,950 4,900 4,613 4,498 用量2 2 2 2 2 人形機器人市場規模(Mn)-12 137 698 28,247 諧波減速機價格2,000 1,980 1,950 1,808 1,719 用量20 20 20 20 20 人形機器人市場規模(Mn)
156、-48 546 2,737 107,953 M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心零部件核心零部件力傳感器力傳感器力傳感器力傳感器是將力的量值轉換為相關電信號的器件。人形機器人使用的力傳感器可分為一維、三維、六維三種感知維度。一維力傳感器用于手臂和腿部等直線關節;三維力傳感器用于肩部、肘部和腰部、六維力傳感器用于腳腕和手腕。六維力傳感器最為復雜,非線性力學特征明顯。市場特點:市場特點:力矩傳感器行業仍處
157、在初期階段,競爭格局較為分散;相比于單軸壓力傳感器,六軸力矩傳感器可以感受六維的力和力矩,可測量在任何方向、任何軸上的應用負載,并能承受額定測量范圍5到20倍的負載;六維力矩傳感器生產技術和流程較為復雜,具備較高的技術壁壘,六維力傳感器在國內處于卡脖子環節,國內外產品仍存在差距。主要代表企業:主要代表企業:外資:ATI本土:坤維科技、宇立儀器、瑞爾特、藍點觸控六六維維力力傳傳感感器器63M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights
158、Reserved.不使用傳感器不使用傳感器使用力傳感器使用力傳感器關節電流反饋關節電流反饋多軸力傳感器多軸力傳感器關節式單軸傳感器關節式單軸傳感器特點特點結構簡單、成本低,但精度有限測量方式簡單直接、精度高,但結構復雜、成本高易于位置控制和力控制,但易諧振代表產品代表產品電流環末端力傳感器&底座力傳感器關節扭矩傳感器示意圖示意圖位置位置伺服電機中內置的控制系統受力位置的上方或下方機械臂關節處,減速器輸出端原理原理電機以恒定的電流運轉,以產生恒定的加速力矩,從電流反饋獲得外界力信息間隔部分機械本體,通過形變直接測量測量力的大小和方向在關節通過形變直接測量測量力的大小和方向,可以感知扭轉力矩優點優
159、點無需額外傳感器,結構簡單,成本低檢測方式簡單直接,精度較高避免關節摩擦力的影響,精度很高缺點缺點需要排除摩擦力,而關節摩擦力通常難以精確建模,力矩精度差;彈簧或減速器結構會使力反饋延時和衰減,不確定性大檢測元件的檢測量與實施元件不在一起,會限制機器人力控的動態性能,在剛性較大的環境下穩定性也較低結構復雜,不易走線;會增加關節結構的復雜度,且會降低關節傳動鏈的剛度適用適用只適用直驅電機或減速比很小的情況應用廣泛,從小負載到大負載都適用小負載輕型機械臂中使用場景使用場景如小負載機器人、電動夾爪如工業機器人末端或底座、汽車安全測試、風洞測試等如協作機器人關節64核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹
160、力傳感器力傳感器-產品介紹產品介紹力傳感提供力反饋信息,是環境感知中重要的一環,使用力傳感器可以有效提高感知精度,實現精細化作業Data Source:M2覓途咨詢常見力傳感方式對比常見力傳感方式對比M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.65核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹力傳感器力傳感器-分類分類力傳感器可以受力情況分為一維、三維和六維力傳感器,也可以按原理分為應變片式、光學式和壓電/電容式力傳感器D
161、ata Source:M2覓途咨詢力傳感器按受力情況區分力傳感器按受力情況區分一維力傳感器一維力傳感器力的方向和作用點固定時使用三維力傳感器三維力傳感器力的方向不定,但作用點固定時使用六維力傳感器六維力傳感器力的方向和作用點都不固定時使用力傳感器按原理區分力傳感器按原理區分傳感傳感原理原理應變片式(硅應變傳感器應變片式(硅應變傳感器/金屬箔傳感器)金屬箔傳感器)通常采用的硅應變片或金屬箔,利用材料本身發生形變產生的阻值變化提供變形信息,從而計算出光學式光學式通過光纖、光柵反映形變,再轉化成力壓電壓電/電容式電容式伺服電容是通過極距的變化導致電壓變化,壓電則是通過形變改變電荷電機中內置的控制系統
162、M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.66核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹六維力傳感器六維力傳感器-市場增長市場增長2023年中國六維力傳感器市場規模約2.49億元(不含人形機器人);智能化帶來的力感知和力控需求將拉動市場規模持續增長20202030年中國六維力傳感器市場增長情況(不含人形機器人)年中國六維力傳感器市場增長情況(不含人形機器人)單位:單位:Mn RMBKey Comments108163
163、2102493143995337419831,3041,70750%26%39%33%31%31%2020202129%202219%20232024E27%2025E34%2026E 2027E33%2028E 2029E 2030E市場增速六維力傳感器整體市場趨勢:整體市場趨勢:1)2020-2022:六維力傳感器作為目前難度最大、力覺信息反饋最全面的力覺傳感器,逐漸從實驗室、航空航天、國防軍工等場景的小范圍應用擴展到醫療、機器人等領域更廣泛的應用,國內企業也逐步進入市場,六維力市場綜合增長率接近40%2)2023-2025:雖然宏觀經濟環境總體緊縮,但六維力傳感器處于初期發展階段,市場規
164、模有較大增長空間,下游的機器人、醫療等行業也持續增長,帶動六維力傳感器市場規模增長。預計在此期間力傳感器市場綜合增長率約為27%3)2026-2030:工業制造業、服務業等領域的智能化、自動化進程繼續,對于機器與人類安全交互、適應未知環境、動態控制的需求都不斷增加,因此對于力學感知和控制的需求也將增加。人形機器人的發展也將是六維力傳感器市場規模的增長因素。預計此期間六維力傳感器需求持續增長,綜合增長率高于30%Data Source:M2覓途咨詢20202030年中國六維力傳感器市場增長情況(不含人形機器人)年中國六維力傳感器市場增長情況(不含人形機器人)M2 2024 Proprietary
165、 and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.67核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹六維力傳感器六維力傳感器-競爭格局及行業應用競爭格局及行業應用六維力傳感器頭部集中度高,目前處于持續國產化中;六維力傳感器的主要應用于機器人Key Comments2023年中國六維力傳感器市場競爭格局年中國六維力傳感器市場競爭格局2023年中國六維力傳感器市場行業分布年中國六維力傳感器市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢36%29%13%4%3%2%2%
166、10%ATI坤維科技宇立儀器常州瑞爾特北京藍點觸控海伯森鑫精誠其他249.2Mn RMB單位:Mn RMB單位:Mn RMB80%5%3%2%9%1%機器人醫療汽車航空航天國防軍工其他市場特征:市場特征:1)頭部頭部集中度高:集中度高:六維力傳感器由于維度較多,存在串擾問題,從設計和仿真水平都有很高壁壘。六維力傳感器的標定和解耦,需要傳感器廠商的深入理解和長時間積累。ATI作為發明六維力傳感器的公司,在六維力產品的生產和應用上都比較成熟,占據36%的市場份額;坤維科技在六維力傳感器的精度上與ATI比肩,目前在使用壽命和穩定性上還與ATI有一定差異,但也屬市場頭部公司下游行業特征:下游行業特征:
167、1)行業分布集中行業分布集中:六維力傳感器主要應用于機器人行業。機器人在完成與環境存在力作用的任務時,為使用合適的力度完成任務并包裝對交互對象和自身的安全性,需要通過力感知和力控制來協助各種功能的實現。六維力傳感器的精度高、檢測方式直接,能夠協助機器人與復雜環境交互。除了機器人外,其他六維力傳感器應用包括假肢、汽車測試、風洞測試等領域M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.68人形機器人領域的力傳感器產品應用
168、人形機器人領域的力傳感器產品應用Data Source:M2覓途咨詢特斯拉特斯拉Optimus方案方案力傳感器產品在人形機器人硬件設備中的成本占比力傳感器產品在人形機器人硬件設備中的成本占比人形機器人直線關節和旋轉關節均可以使用力傳感器,視方案不同,不同傳感器存在用量和使用部位的區別人形機器人領域的力傳感器產品應用人形機器人領域的力傳感器產品應用預計特斯拉Optimus在力傳感器應用上有兩個可能方案:方案方案1:1)六維力傳感器:共六維力傳感器:共5個,個,每個足底使用2個六維力傳感器,脖子使用1個六維力傳感器2)一維力傳感器:共一維力傳感器:共14個,個,14個直線關節,每個使用1個一維力傳
169、感器3)關節扭矩傳感器關節扭矩傳感器:共共14個,個,14個旋轉關節,每個使用1個關節扭矩傳感器方案方案2:1)六維力傳感器:共六維力傳感器:共4個,個,2個踝關節和兩個手關節各使用1個六維力傳感器2)一維力傳感器:共一維力傳感器:共14個,個,14個直線關節每個使用1個一維力傳感器3)關節扭矩傳感器:共關節扭矩傳感器:共10個,個,除踝關節和手關節外的10個旋轉關節,每個使用1個關節扭矩傳感器出于成本考慮,人形機器人在發展初期會較少使用六維力傳感器,更多使用一維力傳感器和關節扭矩傳感器19%16%13%11%8%6%絲杠無框力矩電機減速器力傳感器空心杯電機軸承28%其他M2 2024 Pro
170、prietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.69人形機器人領域的六維力傳感器產品市場規模預期人形機器人領域的六維力傳感器產品市場規模預期目前六維力傳感器處于發展初期,價格較高,價格進一步下降后會有更廣應用2023E2024E2025E2030E2035E全球人口(億人)8080.5818587人形機器人滲透率(臺/百萬人)0.0 0.1 1.7 8.9 360.9 人形機器人銷量(萬臺)00.121.47.57314六維力傳感器單價(
171、元/個)25,00024,50024,01021,26017,335平均單臺用量(個)2.02.02.02.02.0應用率50,00049,00048,02042,52034,670單臺價值量12%12%12%16%20%六維力傳感器市場空間(百萬元)-7 84 513 22,139 7841041361822395132023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2035E022,139+104%+112%六維力傳感器量產進程:量產進程:目前人形機器人還處在研究階段,預計2025年有望實現量產,2030年-2035年銷售規模有較為明顯的增長未來應用:未來應用
172、:六維力傳感器是優秀的力感知方案,但目前價格還較高,預計價格下降后有望在量產的人形機器人中使用20232035年人形機器人為六維力傳感器市場帶來的增量空間(全球)年人形機器人為六維力傳感器市場帶來的增量空間(全球)單位:單位:Mn RMB20232035年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)六維力傳感器六維力傳感器M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Re
173、served.核心零部件核心零部件軸承軸承軸承是機器人的重要組成部件,主要應用在人形機器人的電機、減速器以及絲杠等環節市場特點:市場特點:中國軸承市場規模龐大,2023年達2572億人民幣市場格局較為分散,CR15僅為30%;高端軸承市場以外資廠商為主導;本土軸承在農機、普通電機以及通用機械軸承市場有較高的競爭優勢同時向汽車軸承等高端市場不斷滲透。以特斯拉以特斯拉Optimus為代表的人形機器人為代表的人形機器人中共使用中共使用70個軸承,分布在個軸承,分布在14個旋轉關節處和個旋轉關節處和14個線性關節處的減速器和絲杠上個線性關節處的減速器和絲杠上主要代表企業:主要代表企業:外資:斯凱孚 舍
174、弗勒 鐵姆肯 恩斯克 恩梯恩 美蓓亞 不二越本土:人本軸承 天馬 萬千錢潮 瓦房店軸承 五洲新春 晉西車軸軸軸承承70M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.基本定義:基本定義:軸承是一種機械設備上常見的高精密機械基礎運動零部件高精密機械基礎運動零部件,主要作用是支撐機械旋轉體,起到固定和減輕摩擦的作用,以保證回轉的精度。軸承作為基礎機械部件,廣泛應用于工業制造的各個細分領域及各個產業鏈環節。71核心零部件市
175、場介紹核心零部件市場介紹軸承軸承-產品介紹產品介紹軸承介紹軸承介紹軸承是一種幫助物體轉動,使機器順暢運動的零件,其種類和規格繁多,被廣泛應用到各個工業制造領域當中。Data Source:M2覓途咨詢滾動軸承結構圖示意滾動軸承結構圖示意結構:結構:常見的滾珠軸承結構主要由滾道圈、滾珠和保持架三部分組成。滾道圈是軸承的主體部分,滾珠是軸承的運動部分,保持架則是固定滾珠的位置。原理原理:利用滾珠在軸承內部滾動從而減少摩擦力和能量損失,提高機械部件的運轉效率。軸承的產品種類繁多軸承的產品種類繁多。目前全世界已生產的軸承品種超過5萬種,規格超過15萬種,被廣泛應用到各個領域當中。不同軸承的差異主要在于
176、載荷大小、承載方向、轉速、精度等特性不同,可按結構、滾動體形狀、承載力方向等多種不同維度進行分類。一般根據具體工況選擇合適的軸承類型使用。一般根據具體工況選擇合適的軸承類型使用。當前主流軸承指的是滾動軸承,占實際應用當前主流軸承指的是滾動軸承,占實際應用90%。根據工作的摩擦性質,軸承分為滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)、滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)。滾動軸承具有摩擦系數小、消耗功率少、效率高的優點,在實際應用中占據絕大多數。通常所說的軸承就指滾動軸承。滾動軸承滑動軸承按承載方向和公稱接觸角分為:按滾動體分為:按能否調心分為:按滾動體的列數分為:按部件能否分離分為:向心軸承推力軸承球軸承滾子軸承調
177、心軸承非調心軸承單列軸承雙列軸承可分離軸承不可分離軸承軸承產品(此外還可進一步按照結構形狀、尺寸分類)M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.72核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹軸承軸承-市場增長市場增長2023年中國軸承市場規模約2573億元(不含人形機器人);短期內市場將隨下游投資建設減緩增長,長期看重大裝備領域將帶來增量20202030年中國軸承市場增長情況(不含人形機器人)年中國軸承市場增長情況(
178、不含人形機器人)單位:單位:Mn RMBKey Comments193,000227,800245,000257,250272,685289,046312,170337,143370,858411,652461,05018%5%6%6%8%8%10%11%12%9%202020218%202220232024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E市場增速軸承市場趨勢:市場趨勢:2020-2022:2020-2022年期間軸承市場CAGR達到9%,主要原因是:1)新能源汽車的爆發為汽車領域軸承的需求帶來突破性增長。2)同時口罩機等疫情相關領域的工業電機設備也為
179、軸承市場提供了強有力的支撐。2023-2025:作為工業領域的通用零件,軸承產業基本與宏觀經濟增速掛鉤,預計2023到2025年軸承市場每年增速減小至5%-7%,主要原因是:1)此前新能源汽車為軸承產業帶來的爆發性紅利將逐漸減少。2)與此同時房地產、建筑和基建投資放緩。2026-2030:2026-2030年期間中國軸承整體市場將加速擴大,預計此期間CAGR可達8%。1)隨著中國軸承產業技術進步、制造業逐步實現產業轉型升級,國產軸承產品將在重大裝備領域得到更大占比應用,該部分因價值量更高,將為中國軸承產業帶來新的市場空間。2)同時,疫情后經濟慢慢復蘇,下游房地產投資、基建、工業等疲軟局面可能逐
180、步得到扭轉。Data Source:M2覓途咨詢20202030年中國軸承市場增長情況(不含人形機器人)年中國軸承市場增長情況(不含人形機器人)M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.73核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹軸承軸承-行業應用行業應用汽車是軸承最大的應用領域,重大裝備領域是我國當前軸承行業重點突破和產品研發方向,具有重要戰略意義,未來國產化代替潛力較大。2023年中國軸承市場行業分布年中國軸承
181、市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢43.0%18.0%18.0%1.2%1.2%0.2%0.1%0.4%18.0%汽車家電電機工程機械農機冶金礦山機械風電鐵路車輛其他根據終端產品不同,軸承下游可分為四大領域根據終端產品不同,軸承下游可分為四大領域:汽車領域,輕工機械領域,以重型機械領域,以及重大裝備領域。1)汽車:)汽車:汽車是軸承應用占比最大的領域,其消費量已占軸承行業總量 43%,主要因為單臺汽車對軸承的用量較大(平均每輛在裝配及售后維修用備件所使用的各類軸承平均 80 余套),且行業本身體量大。軸承在傳統汽車上用在動力、轉向、傳動、底盤及輔助系統等區域,在新能源汽車上用在電
182、機、減速器等部件。新能源汽車的高速發展下,汽車行業對軸承新能源汽車的高速發展下,汽車行業對軸承產的需求會持續增加產的需求會持續增加。2)輕工機械領域:)輕工機械領域:包括家電、電機、電梯和其他通用機械,其中軸承消費量最大的為家電和電機(指工業電機)產品,合計占比 36%。近年來近年來我國房地產行業下滑、人口增速減緩,家電和電機領域需求可能會下滑。我國房地產行業下滑、人口增速減緩,家電和電機領域需求可能會下滑。3)重型機械領域:)重型機械領域:包括各類工程機械、農用機械、冶金礦山工程機械等。其中工程機械廣泛用于房產基建、水利交通。受當前宏觀地產政策調整,當前宏觀地產政策調整,建筑業和基礎設施投資
183、放緩,工程機械部分對軸承需求可能減少。我國農建筑業和基礎設施投資放緩,工程機械部分對軸承需求可能減少。我國農業機械化整體水平較低,預計該領域軸承需求增速緩慢。業機械化整體水平較低,預計該領域軸承需求增速緩慢。4)重大裝備領域:)重大裝備領域:包括軌道交通、航空航天、船舶軍工、大功率風力發電機主軸承,以及P4 級以上的精密數控機床主軸所用的軸承。重大裝備使用的高端軸承產品具備技術復雜、附加值高等特點,當前基本被國際八大家壟斷。以重大裝備領域為代表的高端軸承領域是我國軸承行業未來發以重大裝備領域為代表的高端軸承領域是我國軸承行業未來發展的重要目標,預計在未來會逐步實現國產化替代。展的重要目標,預計
184、在未來會逐步實現國產化替代。下游領域分布及發展趨勢下游領域分布及發展趨勢單位:Mn RMBM2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.74核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹軸承軸承-競爭格局競爭格局當前中國軸承行業集中度較低,其中高端市場被外資占據,未來具備研發實力的中國企業有望提升市占率,產業格局將走向集中。2023年中國軸承市場競爭格局年中國軸承市場競爭格局單位:單位:Mn RMB中國軸承市場競爭格局分析中
185、國軸承市場競爭格局分析 整體來看,中國軸承市場集中度較低,整體來看,中國軸承市場集中度較低,CR15僅為僅為30%。中國軸承企業數量眾多,具備規?;a能力的有1300家,且因主要在中低端市場,技術門檻較低、市場競爭較為激烈。從從產品結構來看,高端軸承領域外資品牌占主導地位;而中國軸承企業占產品結構來看,高端軸承領域外資品牌占主導地位;而中國軸承企業占據中低端市場。據中低端市場。中國企業在中低端通用軸承領域已發展較為成熟,憑借價格優勢占據中低端市場,應用于農業電機、普通產業電機、通用機械設備電機等對性能要求相對低的場景。而在汽車、航空航天、精密機床等對軸承精度與性能要求高的場景仍以斯凱孚、舍弗
186、勒、恩斯克、恩梯恩、鐵姆肯和不二越為代表的外資軸承品牌為主導。未來中國軸承市場集中度將提升,同時中資企業將在高端軸承產品上提升未來中國軸承市場集中度將提升,同時中資企業將在高端軸承產品上提升市場份額。市場份額。政策層面,重大裝備軸承的自主可控是中國軸承產業重要發展目標,2021年6月全國軸承行業“十四五”發展規劃明確了“高端軸承研發工程化產業化”的總體目標。企業層面,人本股份、哈爾濱軸承、瓦房店軸承、洛陽軸承等為代表的中國企業積極布局高端軸承產品的研發,與海外跨國軸承公司的差距逐漸縮小。行業當前處于產業升級、轉型調整的關鍵時期。在此趨勢下預計 1)低端產能將逐漸被淘汰,市場趨向集中化.。2)高
187、端軸承產品國產替代將逐步實現。Data Source:M2覓途咨詢2023年中國軸承市場競爭格局年中國軸承市場競爭格局5.5%2.6%3.5%3.5%3.9%2.0%1.2%0.8%0.7%0.3%2.4%0.9%0.8%0.8%0.5%70.4%斯凱孚舍弗勒鐵姆肯恩斯克恩梯恩捷太格特美蓓亞不二越人本軸承天馬萬向錢潮新強聯瓦房店軸承五洲新春晉西車軸Others257,250Mn RMBM2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights R
188、eserved.75人形機器人領域的軸承產品應用人形機器人領域的軸承產品應用Data Source:M2覓途咨詢特斯拉特斯拉Optimus方案方案軸承產品在人形機器人硬件設備中的成本占比軸承產品在人形機器人硬件設備中的成本占比軸承主要用于人形機器人關節處的減速器中,特斯拉根據不同位置受力特點選擇四款軸承產品,預計共使用70個軸承人形機器人領域的軸承產品應用人形機器人領域的軸承產品應用 另外的14個線性關節上,每處關節使用1個四點接觸軸承和1個深溝球軸承。共計28個軸承使用量。特斯拉Optimus中共使用70個軸承,分布在14個旋轉關節處和14個線性關節處的減速器和絲杠上。特斯拉根據不同位置的受
189、力特點選擇了四款軸承產品。14個旋轉關節上,每處關節使用2個角接觸軸承和1個交叉滾子軸承。共計42個軸承使用量。人形機器人上軸承應用示意圖人形機器人上軸承應用示意圖19%16%13%11%8%6%絲杠無框力矩電機減速器力傳感器空心杯電機軸承28%其他M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.76人形機器人領域的軸承產品市場規模預期人形機器人領域的軸承產品市場規模預期人型機器人預計將在2026年開始對全球軸承市場
190、帶來明顯增量,目前人形機器人以外資品牌為主,中國品牌可能會在2026年人形機器人全面商業化后迎來新的發展機遇2023E2024E2025E2030E2035E全球人口(億人)8080.5818587人形機器人滲透率(臺/百萬人)0.0 0.1 1.7 8.9 360.9 人形機器人銷量(萬臺)00.121.47.6314角接觸軸承單價(元/個)4039383535平均單臺用量(個)2828282828單臺價值量(元)112010981076992992交叉滾子軸承單價(元/個)10098968989平均單臺用量(個)1414141414單臺價值量(元)14001372134512391239四
191、點接觸軸承單價(元/個)20.019.619.217.717.7平均單臺用量(個)1414141414單臺價值量(元)280274269248248深溝球軸承單價(元/個)30.029.428.826.626.6平均單臺用量(個)1414141414單臺價值量(元)420412403372372軸承在人形機器人上單臺價值量(元)32203156309328512851軸承市場空間(百萬元)-3.843.3215.88950.9量產進程:量產進程:目前人形機器人還處在研究階段,預計2025年有望實現量產,2030年-2035年銷售規模有較為明顯的增長未來應用:未來應用:預計2030年開始全球軸承
192、需求將隨人形機器人的滲透產生明顯提升,此外2026年后可能逐步替換國產軸承,屆時人形機器人軸承價格將明顯降低。20232035年人形機器人為軸承市場帶來的增量空間(全球)年人形機器人為軸承市場帶來的增量空間(全球)單位:單位:Mn RMB20232035年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)年人形機器人為上游零部件市場帶來的增量市場預期(全球)軸承軸承4434963801012162023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2035E08,951+96%+111%M2 2024 Proprietary and Confidential All
193、 Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心觀點核心觀點人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產業鏈分析人形機器人產業鏈分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人市場投資建議人形機器人市場投資建議目錄目錄77M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confident
194、ial All Rights Reserved.小米小米、三星電子三星電子、追覓追覓、戴森戴森定位:家庭服務定位:家庭服務特斯拉特斯拉、豐田小鵬、本田定位:工業定位:工業、特殊環境特殊環境運動能力(高)汽車生產汽車生產智能家居智能家居LNP-拓爾思、OpenAI達闥科技、科大訊飛、有鹿機器人、洛必德尤達大師、加速進化定位:康養定位:康養、陪伴陪伴AI企業企業開普勒機器人、優必選優必選追覓科技、純米科技定位:教育定位:教育、商業商業、工業工業服務機器人服務機器人新勢力新勢力星動紀元小星、宇樹星動紀元小星、宇樹科技科技、智元機器人、智元機器人定位:工業、物流定位:工業、物流智慧程度(高)產業鏈上游
195、產業鏈上游帕西尼感知科技高擎機電協作機器人企業協作機器人企業大象Mercury熵洛智能銀河通用機器人定位:零售場景定位:零售場景2023年中國人形機器人市場入局者眾多,但商業化進程不明朗,企業目的多為預先站位年中國人形機器人市場入局者眾多,但商業化進程不明朗,企業目的多為預先站位目前大多數企業從教育及商業服務側切入人形機器人市場,可觸達的商業化方向為商業展演;企業正在積極探索汽車、物流等工業自動化生產以及醫療服務、巡檢等方面的商業化通路;在行業發展過程中企業的定位或回歸或整合原有業務的可能性大,不確定性高;但最終人形機器人市場的參與者將如工業機器人一樣企業布局及定位將回歸到較為明顯的傾向的零部
196、件企業、模組企業、本體生產商及行業系統集成商的格局。上游零部件通用模組通用本體基于行業的系統集成78M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.特斯拉人形機器人緣起于特斯拉人形機器人緣起于Model3的“產能地獄”的“產能地獄”20172019年年Model3 面臨面臨“產能地獄”“產能地獄”每周每周5000輛輛的訂單需的訂單需求求全自動化設計的生產線全自動化設計的生產線工業機器人無法在精細化環節替代人工工業機器
197、人無法在精細化環節替代人工電池包的纖維條處理車窗密封條的處理其他線束處理的問題1.召回工人召回工人2.極大限度的減少線束的使用極大限度的減少線束的使用3.人形機器人開始孕育人形機器人開始孕育2017年年 特斯拉特斯拉 Model3 開始預售開始預售特斯拉的人形機器人Optimus目前是全球最受矚目的產品,其運動能力及交互能力處于目前市場的前沿,其人形機器人的理念其實起源于Model3的全自動化產線的失敗教訓。79M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidentia
198、l All Rights Reserved.2021年年 概念機概念機特斯拉特斯拉Optimus_2年內快速迭代,兩萬美元內的售價限制,商業化進程最受矚目年內快速迭代,兩萬美元內的售價限制,商業化進程最受矚目2022年年 正式樣機正式樣機2023年年4月月 造自己造自己 特斯拉人形機器人特斯拉人形機器人Optimus(擎天柱)兩年內從概念到樣機落地,快速開發迭代。(擎天柱)兩年內從概念到樣機落地,快速開發迭代。特斯拉人形機器人復用電動汽車技術與產業鏈,加速商業化落地。特斯拉人形機器人復用電動汽車技術與產業鏈,加速商業化落地。Optimus采用汽車同款FSD芯片及算法,使用Dojo超級計算機進行
199、訓練,在熱管理系統、傳感器、電池系統等諸多方面與汽車產品有共同之處,產業鏈更易實現規?;б?。人形機器人與外界有更多交互,比汽車自動駕駛技術更為復雜,特斯拉可在車端AI技術的基礎上進一步深化升級。2022年特斯拉年特斯拉AI Day,馬斯克預計到,馬斯克預計到2025-2027年年Optimus售價將控制在售價將控制在2萬美元以內,成本大幅下降,市場空間遠期或超汽車業務。萬美元以內,成本大幅下降,市場空間遠期或超汽車業務。真人扮演直立行走、搬運、灑水等基本的行為能力平穩行走、擰螺絲等更加復雜、精準的動作及控制力度特斯拉特斯拉Optimus兩年的進化歷程兩年的進化歷程2023年年12月月 精細和
200、流暢精細和流暢 雙手協調拿雞蛋、做深蹲,動作流暢度更像人80M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.特斯拉特斯拉 Optimus綜合情況分析綜合情況分析特斯拉將人形機器人視為企業價值新的增長點;2021年底宣布人形機器人Optimus計劃后,開發迭代穩步進行。Optimus不斷技術革新、開發有序進行不斷技術革新、開發有序進行 自21年8月特斯拉首次發布人形機器人概念機以來,不到2年時間,實現了機器人開發平臺的
201、搭建及機器人性能的持續迭代。目前已經實現了直立行走、搬運物體、灑水等復雜任務,是機器人在AI訓練、環境感知、精確控制等方面底層技術不斷革新,不斷接近能夠現實應用的目標。Optimus最新公布參數最新公布參數高高:173cm重重:63kg靈活度靈活度:關節數50負重負重:可拿取約20千克重物品行走速度行走速度:(概念機)最快8英里/h耗電量:靜坐100W;慢走500W應用場景應用場景:首先應用于特斯拉工廠,長期目標為進入社會應用及家庭生活場景2021.82022.22022.42022.82022.92023.12023.10Optimus實現手臂擺動。官方招聘機器招聘機器人生產主管人生產主管,
202、負責管理執行器生產線、目目標實現生產標實現生產“世界上最大“世界上最大扭矩和功率密扭矩和功率密度的執行器”。度的執行器”。開開發發進進程程2023.3投資者日公布最新開發進展,可實現插可實現插拔插頭、拔插頭、使用電動使用電動工具。工具。于股東大會公布最新進展。性性能更穩定、體態更自然能更穩定、體態更自然操作控操作控制、傳感和學習能力超出預期。制、傳感和學習能力超出預期。具備電機扭矩控制、環境探測具備電機扭矩控制、環境探測與記憶、雙手復雜任務的能力。與記憶、雙手復雜任務的能力。能夠實現流暢行走。2023.5 在首屆AI day宣布將宣布將開展人形開展人形機器人計機器人計劃。劃。公布機器人概念機設
203、計方案。發布新進展,可實現生產、可實現生產、維修工作,維修工作,并可獨立行并可獨立行走、執行簡走、執行簡單任務。單任務。于于AI day正式正式亮相。亮相。展示了展示了澆水、澆水、搬運等搬運等工作能工作能力。力。邁出第一步。完成人完成人形機器形機器人開發人開發平臺建平臺建造。造。預計實現量產。預期年預期年產能超過百產能超過百萬臺萬臺。目標實現單臺價單臺價格不超過格不超過2萬美元。萬美元。2025以打造超越新能源汽車的新的價值點為目標以打造超越新能源汽車的新的價值點為目標 特斯拉將人形機器人業務定義為今后公司最具價值的業務。馬斯克在2022年財報會議上指出,人形機器人業務價值將在今后逐步顯現,最
204、終超越新能源汽車的新核心業務;在2023年股東大會再次強調通用型AI算法支持的人形機器人是特斯拉未來的價值所在。Optimus的應用遠景目標是進入千家萬戶進行生活工作。潛力方向主要面向制造業、航天探索、生活服務業、高??蒲械?。預計2025年有望實現制造業場景應用突破,小批量應用于電子、汽車的生產制造。81M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.特斯拉特斯拉 Optimus綜合情況分析綜合情況分析Optimus
205、可借助新能源汽車產業帶來的技術積累、應用場景及規模效應帶來的生產成本及價格優勢,被認為是最有望實現商業化落地的機器人方案;Optimus計劃2025年發售,分三階段開拓市場空間。階段1(2024-2026)階段2(2026-2030)階段3(2030-2035)55,871113,260+15,146%最具商業化落地可能性的人形機器人方案最具商業化落地可能性的人形機器人方案 特斯拉新能源汽車業務能夠為Optimus提供巨大支持,解決技術積累及應用場景方面的痛點,產業端看好Optimus突出重圍。新能源汽車的FSD自動駕駛技術具有可遷移性經調整后可適配人形機器人;特斯拉超級工廠能夠提供穩定的作業
206、場景,幫助人形機器人實現初期大量應用及收集海量的迭代數據。外Optimus量產后成本有望降至2萬美元,在1:1替代流水線工人的情況下,僅需2年可收回成本,回本效率遠超同類廠家,具備商業化基礎。Oputimus市場空間預測(臺套數:萬臺)階段滲透,市場廣闊階段滲透,市場廣闊 階段1(2024-2026):“代替重復勞動”、場景:特斯拉工廠+高凈值消費者 階段2(2026-2030):“被商業領域接受”、場景:制造業+服務業 階段3(2030-2035):“被大眾接受”、場景:個人場景+家庭場景廠商廠商特斯拉特斯拉工業機器人工業機器人(中位數)(中位數)小米小米波士頓波士頓動力動力本田本田價格(萬
207、元)142070140017402022年中國制造業平均工資(萬元)7.06回本時間(年)2310198248主要廠商人形機器人回本周期預測主要廠商人形機器人回本周期預測特斯拉人形機器人應用場景預測特斯拉人形機器人應用場景預測82M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.特斯拉特斯拉Optimus Gen2的升級為人形機器人走入汽車生產車間更近一步的升級為人形機器人走入汽車生產車間更近一步靈巧手靈巧手*12執行
208、關節執行關節空心杯電機行星減速器力/力矩傳感器觸覺傳感器滾柱絲杠.旋轉執行器旋轉執行器*14諧波減速器無框力矩電機力/力矩傳感器軸承.線性執行器線性執行器*14無框力矩電機力/力矩傳感器行星滾柱絲杠軸承.頭部頭部搭載FSD系統Dojo D1芯片Autopilot攝像頭激光雷達.Optimus 配置配置軀干軀干傳感器SoC系統電池組2.3kwh 52V.圖片:圖片:藍色部分:電子系統藍色部分:電子系統 橙色部分:執行器橙色部分:執行器文字:文字:Gen 1 配置配置 Gen 2 改進改進Optimus Gen2 結構升級結構升級距離走進生產線更近一步距離走進生產線更近一步3,足部增加2個扭矩傳感
209、器,鏈接腳趾,模擬人類足部幾何學,更穩更靈活。1,頸部增加2個自由度,使頭部更靈活,全身平衡運動功能提升2,靈巧手每個手指加入指尖傳感器,11個自由度,便于協同及使用工具??傃b車間-汽車底盤裝配總裝車間-汽車零部件檢測2023年12月特斯拉發布Optimus Gen2,Optimus Gen2對頸部、靈巧手以及足部做了升級,使得全身平衡運動能力提升的同時,手部的靈活性以及雙手的協調性也得到了很大的提升,距離將來走入工廠使用各種生產工具進行操作的能力進一步提升。83M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 P
210、roprietary and Confidential All Rights Reserved.Agility Robotics Digit _亞馬遜工廠測試使用的人形機器人,但價格較高(亞馬遜工廠測試使用的人形機器人,但價格較高(25萬美元)萬美元)公司名稱:Agility Robotics產品名稱:Digit量產時間:2024年交付第一批,2025年全面上市身高:175cm體重:65kg載重:16kg續航:16h特點:反向膝設計目標市場:物流搬運2015年 由俄勒岡州立大學孵化 推出Cassie(僅雙足)2019年在Cassie基礎上加上軀干和手臂 推出第一代Digit2022年4月,獲得
211、AIIF(亞馬遜工業創新基金)參投的1.5億美元 B+輪融資,并開始建設RoboFab機器人制造工廠,計劃2023年底投產數百臺,2024年交付第一批,2025年全面上市2023年,推出新版本Digit 頭部和機械手得以升級,專注倉儲物流場景2023年10月,亞馬遜宣布將在其倉庫對Digit進行應用測試,幫助亞馬遜倉庫員工拾取和移動空手提箱,未來計劃增加貨物裝卸、配送等場景應用2020年被福特公司收購Digit 發展歷程發展歷程信息來源:Agility官方網;M2覓途咨詢Digit 基本信息:基本信息:售價:售價:25萬美元萬美元從俄勒岡州立大學工程學院拆分出來的機器人公司,曾經獲得過美國國防
212、部高級研究計劃局的資助,在2020年被福特公司收購;樣機試運行,最新產品在亞馬遜物流倉庫進行試驗。84M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.Atlas機械性能最強的人形機器人,但因成本過高商業化前景渺茫機械性能最強的人形機器人,但因成本過高商業化前景渺?;拘畔⒒拘畔⑸砀撸?50cm體重:80kg步行速度:1.5m/s自由度:28個特點特點1.Atlas具有超強的運動能力:能夠流暢完成分腿跳躍,360度旋
213、轉跳躍,倒立動作,甚至是翻筋斗等超高難度的動作。2.離線軌跡庫+在線精細控制的 MPC 控制器,確定機器人當前應該進行的最優動作,從而隨著時間的推移產生最佳行為。波士頓動力1992年從學術領域實驗室誕生,受美國軍方資助,經歷三次易主,先后被谷歌、軟銀收購,2021年6月被現代汽車接管。軍方背景奠定了對成本不敏感的基礎,采用液壓驅動以及3D打印技術打造零部件,成本高昂,商業化進程緩慢采用采用3D打印技術制造匹配液壓驅動的零部件打印技術制造匹配液壓驅動的零部件為實現液壓系統與肢體的完美融合,第二代Atlas開始使用3D打印技術制作機器人的腿部,從而將伺服閥、執行器、液壓管路完全嵌入到四肢機構件中。
214、獨特的液壓伺服驅動獨特的液壓伺服驅動Atlas搭載一個重5kg,功率5kW的液壓驅動裝置,可以為其提供極具爆發性的驅動力。高昂的成本基因Atlas的基本介紹的基本介紹成本:成本:200250萬美元萬美元85M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.優必選優必選1/2:中國人形機器人企業上市第一股:中國人形機器人企業上市第一股 優必選總部位于中國,是中國人形機器人及智能服務機器人解決方案的頭部企業。于 2018年
215、首次發布第一代大型雙足仿人服務機器人Walker,2021年發布人形服務機器 人Walker X,高1.3m,63kg,擁有41個自由度,Walker的目標是在家庭場景家庭場景和辦公場景辦公場景自由活動和服務。截至2020年3月26日,優必選已經匯集9輪融資,2015年3月A輪融資科大訊飛領投,2018年騰訊投資、海爾資本、鼎暉 投資等參與,2020年居然之家參與。2023年8月25日更新港交所IPO材料。優必選的人形機器人歷次迭代優必選的人形機器人歷次迭代2016年Walker 原型機2018年Walker 第一代2019年Walker 第二代2021年Walker XWalker X現已具
216、備上下樓梯、操控家電、按摩、端茶倒水等 功能,滿足人類情感、教育、陪伴等需求。優必選的融資歷程優必選的融資歷程序號序號 披露日期披露日期交易金額交易金額融資輪次融資輪次估值估值比例比例投資方投資方12020/3/26未披露D輪-紫荊資本、朗瑪峰創投、居然之22019/3/6未披露C+輪-1.10%兩江資本、富眾投資32018/5/38.2億美元C輪51.25億美元16%騰訊投資、工銀投資、海爾資本、民生證券、澳電創投、居然控股、居然之家、正大集團、民生銀行、宜信、中廣核投資、山東鐵投、松禾資本、深圳君信達、鼎暉投 資、朗瑪峰創投、中匯金、久友 資本、灝浚投資、利得股權、騰 訊開放平臺、長鷹資本
217、、鼎暉百 孚、宏博基金、匯聯投資42018/1/23未披露戰略融資-耀萊投資、金晟資產、時代伯樂、52017/4/6未披露B+輪-鴻灝資本、珠??苿撏?、華發集62016/7/251億美元B輪10億美元-鼎暉投資、金石投資、科大訊飛、72015/8/1900萬美元A+輪3億美元3%科大訊飛82015/3/12000萬美元A輪10000萬美元20%科大訊飛、啟明創投92013/10/21 2000萬人民幣 天使輪10000萬人民幣20%力合華睿、正軒投資86M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Propri
218、etary and Confidential All Rights Reserved.優必選優必選2/2:人形機器人在制造業的布局規劃:人形機器人在制造業的布局規劃Walker X 在制造業場景中的規劃布局在制造業場景中的規劃布局20232024年年以新能源汽車制造場景作為人形機器 人在工業場景的切入點,實現人形機器人在搬運、涂料等工業場景中的測試;20252027年年逐步拓展至中等難度任務,重點打造 3-5 個專用場景下的應用,逐 漸實現規模商業化,橫向拓展至消費電子制造業等其它行業及應用場景;20282030年年進一步拓展到較為復雜的任務場景,具備超過 10+種技能,成為多任務通用型工業人
219、形機器人。軟件+算法硬件制造人形機器人合資公司人形機器人合資公司優先落地場景復刻新能源汽車作為人形機器人工業場景應用的切入點,到2027年拓展至消費電子等其他行業,2030年打造出能夠完成多任務的通用工業人形機器人。優必選與天奇股份合作開發工業人形機器人擬于12月底交付首臺樣機。計劃量產產品首先應用于比亞迪工廠,后復刻到奇瑞、未來、長安等生產車間87M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.智元機器人智元機器人
220、1/2:高效新生團隊,專注具身智能:高效新生團隊,專注具身智能 智元機器人于2023年2月成立,是一家致力于以AI+機器人的融合創新,打造世界級領先的具身智能機器人產品及應用生態的創新企業。2023年3月開始天使輪融資,到8月21日進行A+輪融資,半年內迅速完成4輪融資,匯集高瓴、鼎輝、經緯、百度、比亞迪等。2023年8月18日,智元發布遠征A1人形機器人。序號序號披露日期披露日期交易金額交易金額融資輪次融資輪次投資方投資方12023/8/21未披露A+輪比亞迪 沃賦創投 藍馳創投22023/4/28未披露A+輪BV百度風投 經緯創投 司南園科32023/4/1未披露A輪高瓴創投 鼎暉投資高榕
221、資本 臨港新片區基金42023/3/7未披露天使輪高瓴創投 奇績創投智元機器人的融資歷程智元機器人的融資歷程基本信息基本信息身高170cm,體重55kg,步行速度7km/h,承重80kg,單臂最大負載5kg。特點特點1.具備多模態感知、少樣本學習、任務閉環、強人機交互能力。2.自研關節電機PowerFlow、靈巧手SkillHand、反曲膝設計反曲膝設計等關鍵零部件。智元機器人的基本介紹智元機器人的基本介紹88M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential
222、 All Rights Reserved.智元機器人智元機器人2/2:集合多項創新型設計,瞄準工業制造落地場景:集合多項創新型設計,瞄準工業制造落地場景多項自研產品以控制總成本在20萬元以內;產品以商業化落地為目標,主要瞄準工業制造領域。自研自研1:腿部核心關節:腿部核心關節Powerflow自研自研2:靈巧手:靈巧手自研自研3:“輪足二相腿”:“輪足二相腿”自研自研:4:AgiROS系統系統 具備輪和足的兩種形態,能夠靈活地適應各種地形,還具有極高的 續航性。使用了并聯連桿加萬向節的方式,降低小腿和大腿的慣量以實現“輪”“足”之間的自由切換。主動自由度12,被動自由度5,所有驅動內置。指尖集
223、成基于視覺的之間傳感器,可 分辨操作物顏色、形狀、材質,基于算法數據融合,得到近似壓力傳感器效果。通過末端視覺閉環設計,可降低整機對空心 杯電機的精密度要求。徑向磁動外轉子鼓篩電機方案,低齒槽轉矩設計 小體積下集成液冷循環散熱系統。搭配一體化矢量控制驅動器,控制扭矩超過350Nm,質量1.6kg。反曲膝設計可以在冗余度有限的情況下擁有更大的空間,更適用于生產場景。成成本本目目標標控控制制在在20萬萬元元以以內內主要瞄準工業制造領域(3C制造,汽車制造等),目前,已經和國內相關行業龍頭企業進行了對接。是一套機器人運行時中間件系統,在AI感知決策與視覺控制等大模型算法方面,能夠實 現自主任務編排、
224、常識推理與規劃執行等商業化落地目標商業化落地目標89M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.宇樹科技:宇樹科技:宇樹成立于2016年8月,是專注于消費級、行業級高性能四足機器人,靈巧六軸機械臂等研發、生產及銷售。2023年8月發布人形機器人H1,計劃2023年Q4左右發貨,預計售價幾十萬人民幣以內。宇樹2022年4月20日完成B輪系列融資,合計數億元,由經緯創投和敦鴻資產分別領投,世界500強戰略方??怂箍导?/p>
225、團(Hexagon AB)、老股東順為資本、知名股權投資機構容億投資、深創投跟投,此前獲得由紅杉資本種子基金、祥峰投資、初心資本聯合投資的Pre-A+輪以及順為資本領投的A輪融資?;拘畔⒒拘畔⑸砀?80cm,體重47kg,步行速度1.5m/s,潛在運動能力5m/s。特點特點1.自由 度:單腿5(髖*3+膝*1+踝*1)*2+單臂4*2+靈巧手選配(在研)。2.搭配自研M107關節 電機,峰值扭矩密度89Nm/kg,最大關節扭矩360Nm,采用中空走線。宇樹宇樹H1人形機器人的基本介紹人形機器人的基本介紹序號序號披露日期披露日期交易金額交易金額融資輪次融資輪次投資方投資方12022/4/20
226、數億人民幣B+輪頓紅資產??怂箍淀樜毁Y本容億投資深創投中網投22022/1/5未披露B輪經緯創投32021/7/30千萬級美元A輪順為資本42020/5/21未披露Pre-A+輪紅杉中國種子基金初心資本祥峰投資中國基金52020/1/22數千萬人民幣Pre-A輪紅杉中國種子基金德迅投資62018/5/24未披露天使輪安創加速器變量資本72017/1/1未披露種子輪個人投資者宇樹科技的融資歷程宇樹科技的融資歷程90M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidentia
227、l All Rights Reserved.傅利葉:傅利葉:傅利葉是國內頭部康復機器人企業。2023年7月,傅利葉在上海人工智能大會發布第一款通用人形機器人GR-1。2023年9月23日開放預售,主要用于工業、康復、居家、科研,具備高度可擴展的設計。截至目前傅利葉已經進行到D輪融資,該輪融資由軟銀愿景基金2期領投。沙特阿美旗下風險投資基金 Prosperity7 Ventures、元璟資本跟投。IDG資本從2015年天使輪開始多次加注(2018年A輪、2019年B輪融資)。序號序號披露日期披露日期交易金額交易金額融資輪次融資輪次投資方投資方12022/1/264億人民幣D輪軟銀愿景二號基金 P
228、rosperity Ventures 元璟資本22021/7/9數千萬美元C+輪Prosperity7 Ventures32021/3/8數千萬人民幣C+輪臨港科創投42020/10/261億人民幣C輪元璟資本 前海母基金52020/5/6數千萬人民幣B+輪前海母基金62019/7/11數千萬人民幣B輪國中資本 火山石投資 IDG資本72018/2/263000萬人民幣 A輪景旭創投 火山石投資 IDG資本 前海母基金82016/9/141500萬人民幣 Pre-A輪火山石投資92015/7/1800萬人民幣天使輪IDG資本 張江科投傅利葉的融資歷程傅利葉的融資歷程身高165cm,體重55kg
229、,行走速度5km/s,44個自由度,32個FSA關節,最大模組峰值扭矩230Nm,自研一體化執行器,擬人直腿行走,自適應平衡算法避障上下坡抗干擾。傅利葉人形機器人傅利葉人形機器人 GR-1 簡介:簡介:91M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.達闥科技達闥科技:達闥機器人成立于2015年,總部位于上海。主要產品包括云端智能機器人開發平 臺,以Cloud Ginger為代表的人形服務云端機器人,按實際應用可分
230、為配送、巡邏遞送、清潔、售貨等多功能型云端機器人;主要用于酒 店、學校、商超、產業園區等生活場景。達闥科技已進行到C輪融資,投資方包括軟銀中國資本、啟明星辰、深創投、中關村發展集團、金地集團、富士康等。該公司在2019年7月曾嘗試 赴美上市,以失敗告終。序號序號披露日期披露日期交易金額交易金額融資輪次融資輪次投資方投資方12023/7/6超10億人民幣C輪知識城集團水木春錦上海國盛投資集團22021/6/18超10億人民幣B+輪上海城投、大橫琴集團上海國盛投資集團、海創基金君正資本、疆亙資本東方富海、新機創投誠鼎創投、澤潤基金珠??苿撏?、日贏控股格力金投、涵崧資產、中科招商桉樹資本、邦明資本3
231、2019/3/262.7億美元B輪軟銀愿景基金、朗瑪峰創投金地集團、博將資本42017/3/11800萬美元A+輪前期投資機構52017/2/191億美元A輪軟銀中國資本、中關村發展集團富士康科技集團、華登國際博將資本、凱旋創投啟明星辰、中科樂創62016/5/193000萬美元種子輪軟銀中國資本、華登國際富士康科技集團達闥科技的融資歷程達闥科技的融資歷程達闥科技達闥科技 人形機器人小紫人形機器人小紫 XR-4 簡介:簡介:基本信息基本信息身高1.68米,體重65KG,有60個以上的智能柔性關節,步行速度將為5公里/小時。階段階段目前小紫的研發 還處于第二階段。雙足目前主要能實現站和走路的功能
232、,其他還都處于開發階段92M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.小米科技:小米科技:2023年4月21日,小米在北京投資5000萬 元設立北京小米機器人技術有限公司。小米于2022年8月發布首個全尺寸人形仿生機器人“Cyber One”,尚無法實現量產;正在積極推進人形機器人在自有制造系統中落地。積極推進人形機器人在自有制造系統中落地,產業布局將分為三階段:基本信息基本信息身高1.77米,重52kg;支持2
233、1個自由度,動力峰值扭矩300Nm,峰值 扭矩密度96Nm/kg;速度3.6km/h特點:特點:自研Mi-Sense深度視覺模組,敏銳的下視覺,三維重建真實世界8米內深度信息精度可達1%,辨別85種環境語義,45種 人類語義情緒。尚未實現量產小米科技人形機器人小米科技人形機器人 CyberOne 簡介:簡介:小米科技人形機器人商業化落地路徑規劃:小米科技人形機器人商業化落地路徑規劃:Step1短期將扎根某一個場景,實現多個功能做產品技術的驗證,進行原型機的開發;Step2中期將融入小米制造、智能制造多個場景來做產業驗證,進行規?;尿炞C,實現 仿人機器人在制造場景當中的數據積累和模型迭代;長期
234、拓展至 3C 和汽車制造 場景之外更多場景中的應用和價值實現,形成 7:2:1 的“黃金法則”。Step370%自動化設備20%仿人機器人10%人未來智能制造配置93M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.科大訊飛:以人形機器人為牽引推進多模態具身大模型科大訊飛:以人形機器人為牽引推進多模態具身大模型2023年的科大訊飛1024全球開發者節上,公司發布星火認知大模型V3.0,以及大模型+具身智能的人形機器人。
235、基于AIBOT 開發,具備復雜地形行走、開放場景尋物、復雜任務拆解等一系列高階能力。未來將以人形機器人為牽引,推動視覺-語言-動作多模態具身大模型,助力機器人腦力升級??拼笥嶏w人形機器人樣機:科大訊飛人形機器人樣機:機器人領域的“訊飛超腦機器人領域的“訊飛超腦2030計劃”計劃”20222023年年針對醫療、教學、健康等領域的底層技術,實現軟硬一體機器人和數字虛擬人的制造;實現自適應行走的外骨骼機器人,讓外骨骼機器人進入人類生活;2023-2025年年2025-2030年年實現懂知識、會學習、能進化的陪伴機器人、自主學習的虛擬人,讓機器人擁有交互動作,推動其進入家庭。94M2 2024 Pro
236、prietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.核心觀點核心觀點人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產業宏觀環境分析人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產品定義及發展歷程人形機器人產業鏈分析人形機器人產業鏈分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人主要生產企業分析人形機器人市場投資建議人形機器人市場投資建議目錄目錄95M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2
237、024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.市場規模前景:人形機器人有望成為千億美元級藍海市場。市場規模前景:人形機器人有望成為千億美元級藍海市場。隨著人形機器人功能邁向多樣化和普適化,產業分工日趨成熟,成本持續下探,潛在應用場景有望涵蓋制造業、家庭服務等多個領域,市場機遇廣闊。1.41.72.22.83.67.61.52.16.220.358.6161.72023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2035E0.1 0.2314.12,317.1保守估計樂觀估計6.06.214.228.629.
238、249.60.86.07.719.252.9130.0305.02023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2035E0.61,102.71,938.8保守估計樂觀估計20232035年全球人形機器人市場規模預測年全球人形機器人市場規模預測 萬臺萬臺20232035年全球人形機器人市場規模預測年全球人形機器人市場規模預測 億美元億美元來源:M2覓途咨詢;長城證券產業研究院96M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential
239、 All Rights Reserved.制造業或將是人形機器人商業化落地的導入市場制造業或將是人形機器人商業化落地的導入市場工業工業商業商業家庭家庭人形機器人的商業化落地場景人形機器人的商業化落地場景受益于高端制造、新材料等技術的快速發展和產業化落地,人形機器人機械運動系統難題有望率先被攻克,從而滿足基礎工業級操作需求。另一方 面,隨著勞動力成本上漲、人口老齡化問題加劇,全球多國出現比較嚴重的制造業勞動力缺口和人力成本持續升高,對人形機器人在制造業的普及起到推動作用。-1%0%1%2%20122013201420152016201720182019202020212022全球中國美國日本英國
240、德國法國韓國全球及主要國家總人口數量增長率(全球及主要國家總人口數量增長率(2010-2022)0%5%10%15%20%25%30%201220142016201820202022全球中國美國日本英國德國法國韓國全球及主要國家全球及主要國家65歲以上人口占有率(歲以上人口占有率(20102022)來源:世界銀行97M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.98人形機器人市場資本市場活躍,但大多處于早期投資階段
241、人形機器人市場資本市場活躍,但大多處于早期投資階段20172023年年11月人形機器人市場投融資事件月人形機器人市場投融資事件人形機器人資本市場的特點:1.2023年開始人形機器人市場投資熱度高漲;但基本處于早期階段,天使輪和A輪企業較多;2.核心零部件是投資的熱點;區域上以廣東居首、上海和江蘇其次;3.從投資企業上看,目前仍然是以投資機構的投資為主。2017年至今,有40企人形機器人相關領域的投資事件發生,其中2017年2019年受優必選上市籌備影響,獲投金額較大。人形機器人的發展還處于起步階段。從整體人形機器人相關企業的融資輪次上看,天使輪數量最多12次,A輪其次10次。人形機器人的投資事
242、件主要發生在廣東(14家)、上海和江蘇(7家)、浙江(5家)、北京(4家)、其他(2家)。來源:M2覓途咨詢;IT 橘子20.357.119.80.80.57.511.2410442412-12-8-404812010203040506070802017201820192020202120222023(111月)投資數量(起)投資金額(億元)人形機器人市場投資輪次分布人形機器人市場投資輪次分布(20172023.11)3122103315種子輪天使輪PreAAA+BB+戰略投資來源:M2覓途咨詢;IT 橘子M2 2024 Proprietary and Confidential All Rig
243、hts Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人產業分布人形機器人產業分布廣東、上海、北京、江蘇是人形機器人產業鏈的聚集省份廣東、上海、北京、江蘇是人形機器人產業鏈的聚集省份南海諸島人形機器人市場區域分布特點:1.以北上廣為中心,以下游應用為依托的區塊鏈發展初見雛形;2.廣東省是人形機器人產業崛起最迅速的區域;其次是北京、上海及江蘇;山東、安徽及福建也在超前布局。人形機器人相關企業區域分布人形機器人相關企業區域分布中游:小米、鋼鐵俠、星動紀元等下游:理想、北汽等車企;誠益通等醫療康復企業上游:
244、綠的諧波、埃斯頓、江蘇雷利、貝斯特等零部件企業中游:追覓、南京機器人研究院下游:天奇物流、偉思醫療、麥瀾德等上游:步科股份、鳴志智能等零部件企業中游:達闥科技、智元機器人、傅利葉智能下游:蔚來汽車、上汽集團等車企;中通、德邦等物流企業上游:匯川技術、昊志電機等上游零部件企業中游:優必選下游:比亞迪、廣汽等車企;順豐等物流企業廣東廣東上海上海江蘇江蘇北京北京根據M2覓途咨詢初步統計,全國人形機器人相關企業約150家,其中55家集中在廣東省,北京16家、江蘇15家、上海12家,其他區域分布相對較少。來源:M2覓途咨詢99M2 2024 Proprietary and Confidential Al
245、l Rights Reserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.人形機器人產業鏈核心企業人形機器人產業鏈核心企業減速機減速機外資外資本土本土諧波哈默納克、新寶綠的諧波、來福、同川、大族RV納博特斯克、住友環動科技、珠海飛馬、中大力德、斯威特精密行星新寶、紐卡特、斯德博威騰斯坦湖北科峰、精銳科技、中大力德、環動科技絲杠絲杠外資外資本土本土/臺資臺資滾珠絲杠NSK THK 黑田、SHUTON 斯凱孚 伊維萊 力士樂南京工藝 漢江機床、上銀銀泰 TBI 行星滾柱絲杠RollvisGSA 伊維萊 CMC MOOG 南
246、京工藝 濟寧博特 優士特空心杯空心杯電機電機外資外資本土本土MAXON、Faulhaber、Portescap鳴志電器、未藍智控、西鐵城、鼎智科技、拓邦股份軸承軸承外資外資本土本土斯凱孚 舍弗勒 鐵姆肯 恩斯克恩梯恩 美蓓亞 不二越人本軸承 天馬 萬千錢潮瓦房店軸承 五洲新春 晉西車軸六維力六維力傳感器傳感器外資外資本土本土ATI坤維科技、宇立儀器、瑞爾特、藍點觸控 拓普集團 鳴志電機 富臨精工 精鍛科技 SCHUNK Shadow Robot Qb Robotics Clone Robotics 因時機器人 藍胖子機器智能 騰訊RoboticsX實驗室 特斯拉 Agility Figure 1X 小米 小鵬 智元 科大訊飛 宇樹 達闥 傅利葉 追覓 星動紀元 開普勒 逐際動力 鋼鐵俠上游核心零部件企業上游核心零部件企業執行器總成企業執行器總成企業人形機器人主機廠人形機器人主機廠旋旋轉轉執執行行器器線線性性執執行行器器靈靈巧巧手手未來在人形機器人核心零部件的銷售環節,執行器總成企業將成為品牌決策環節上影響力較重要的一環。來源:M2覓途咨詢100