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1、M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.2024人形機器人核心硬件市場發展白皮書人形機器人核心硬件市場發展白皮書M2覓途咨詢 人形機器人研究團隊M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.核心觀點核心觀點人形機器人核心零部件的迭代路徑人形機器人核心零部件的迭代路徑人形機器人核心人形機器人核心零零部件企業發展現狀部件企業發展現狀核心零部件市場現狀及發展趨勢核心零部件市場現狀及發展趨勢
2、中國企業業務機會分析中國企業業務機會分析目錄目錄2M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.人形機器人核心硬件市場洞察:人形機器人核心硬件市場洞察:1.人形機器人作為新質生產力的典范,融合了人工智能、高端制造、新材料等尖端技術,技術的不斷革新,有望成為繼計算人形機器人作為新質生產力的典范,融合了人工智能、高端制造、新材料等尖端技術,技術的不斷革新,有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車之后的又一場顛覆性創新。機、智能手機、新能源汽車之后的又一場顛覆性創新。2.市場前景:隨著人形機器人技術的不斷突破,人形機器人在市場應用方面展現出巨大潛力
3、,隨著人形方案的基本定型,為市場前景:隨著人形機器人技術的不斷突破,人形機器人在市場應用方面展現出巨大潛力,隨著人形方案的基本定型,為上游核心硬件產業帶來了較為確定性的、前所未有的發展機遇。據預測,到上游核心硬件產業帶來了較為確定性的、前所未有的發展機遇。據預測,到2035年,核心硬件的年市場規模有望達到數千年,核心硬件的年市場規模有望達到數千萬人民幣。萬人民幣。3.產業布局方面:中國以其完整的產業鏈和豐富的企業資源,成為全球人形機器人核心硬件企業分布最為密集的市場,隨著產業布局方面:中國以其完整的產業鏈和豐富的企業資源,成為全球人形機器人核心硬件企業分布最為密集的市場,隨著國家政策的支持以及
4、各地人形機器人創新中心的建立,產業集群效應慢慢形成,為企業的發展帶來了空前的機遇。國家政策的支持以及各地人形機器人創新中心的建立,產業集群效應慢慢形成,為企業的發展帶來了空前的機遇。4.產品技術成熟度方面:盡管中國企業在人形機器人核心硬件的布局上較為廣泛,但產品技術的成熟度與市場需求之間仍存產品技術成熟度方面:盡管中國企業在人形機器人核心硬件的布局上較為廣泛,但產品技術的成熟度與市場需求之間仍存在差距,與國際領先企業相比,仍有提升空間。在差距,與國際領先企業相比,仍有提升空間。5.企業可持續發展方面:人形機器人量產計劃的推遲確實為相關核心硬件企業帶來了技術、資金等方面的壓力。企業要想實企業可持
5、續發展方面:人形機器人量產計劃的推遲確實為相關核心硬件企業帶來了技術、資金等方面的壓力。企業要想實現可持續發展,就必須構建一個產學研協同、產業鏈協作以及政策支持的均衡發展體系?,F可持續發展,就必須構建一個產學研協同、產業鏈協作以及政策支持的均衡發展體系。M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.核心觀點核心觀點人形機器人核心零部件的迭代路徑人形機器人核心零部件的迭代路徑人形機器人核心人形機器人核心零零部件企業發展現狀部件企業發展現狀核心零
6、部件市場現狀及發展趨勢核心零部件市場現狀及發展趨勢中國企業業務機會分析中國企業業務機會分析目錄目錄4M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.5人形機器人核心硬件構成人形機器人核心硬件構成執執行行器器關關節節直線關節直線關節旋轉關節旋轉關節靈巧手靈巧手其其他他主主要要部部件件無框力矩電機無框力矩電機絲杠絲杠傳感器其他部件編碼器驅動器軸承無框力矩電機無框力矩電機諧波減速器諧波減速器傳感器其他部件編碼器驅動器軸承空心杯電機空心杯電機精密行星減
7、速機精密行星減速機傳感器其他部件編碼器驅動器渦輪蝸桿/繩驅六維力傳感器、觸覺傳感器力矩傳感器、位置傳感器力矩傳感器、位置傳感器頭頸部頭頸部軀干部軀干部雙腳部雙腳部FSD、電池、IMU慣導等被動自由度等視覺傳感器等本報告中所指核心硬件為無框力矩電機、絲杠、減速器、電機、傳感器等零部件。企業范圍為核心零部件的生產企業人形機器人人形機器人人形機器人核心硬件主要由執行關節執行關節和身體其他部位的傳感器、芯片、電池等傳感器、芯片、電池等構成。M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidential
8、AllRightsReserved.6核心部件核心部件 PEEK輕量化結構 執行器硬件未改變產品優化:產品優化:1、行走速度提升30%2、工作時間提升至4銷售3、頸部增加2自由度核心部件:核心部件:1、手部自由度增加到22;2、.研發路徑:研發路徑:1、可靠性的增強2、動作靈活性及穩定性的加強3、關鍵結構、硬件設備參數的微調研發路徑:研發路徑:1、降本2、靈活性及穩定性的加強3、“實驗品”向“商品”轉變以特斯拉以特斯拉Optimus為例:為例:人形機器人核心硬件迭代人形機器人核心硬件迭代從特斯拉Optimus的迭代來看,硬件的構成基本定型,未來研發的重點在于成本優化以及對實際應用場景的深度適用
9、。如:調整部分硬件參數;增加手部的靈活性及自由度使其能夠更好的滿足特定任務。Gen3身高:身高:173cm體重:體重:56kg自由度:自由度:74個(預計)個(預計)速度:速度:8km/h(預計)(預計)Gen2身高:身高:173cm體重:體重:56kg自由度:自由度:52個個速度:速度:3.5km/hGen1身高:身高:173cm體重:體重:63kg自由度:自由度:50個個速度:速度:2.5km/h構成構成產品名稱產品名稱應用部位應用部位數量(個)數量(個)直線關節(14)旋轉關節(14)靈巧手(2)T型/滾珠絲杠小臂4行星滾柱絲杠大腿、小腿、大臂10無框力矩電機所有直線、旋轉關節28六維力
10、傳感器手腕、腳踝4空心杯電機靈巧手12諧波減速機旋轉關節14精密行星減速機靈巧手12軸承(球軸承/觸點軸承/交叉滾子、角接觸球軸承)大臂、小臂、大腿、小腿、髖部、肘部、肩部70IMU慣性傳感器胸腔上、下2三維力傳感器手肘、膝蓋4M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.7產品名稱產品名稱應用部位應用部位數量數量T型/滾珠絲杠小臂4行星滾柱絲杠大腿、小腿、大臂10無框力矩電機所有直線、旋轉關節28六維力傳感器手腕、腳踝4空心杯電機靈巧手12
11、諧波減速機旋轉關節14精密行星減速機靈巧手12軸承(球軸承/觸點軸承/交叉滾子、角接觸球軸承)大臂、小臂、大腿、小腿、髖部、肘部、肩部70IMU慣性傳感器胸腔上、下2三維力傳感器手肘、膝蓋4其他((結構件/通訊/動力/FSD/視覺、觸覺等))-以特斯拉Optimus為例:2024年人形機器人核心零部件應用分布M2覓途咨詢根據特斯拉產品的應用,以產品市場價值量平均水平進行核算。六維力傳感器、行星滾柱絲杠、無框力矩電機以及諧波減速機在特斯拉人形機器人的核心硬件中成本占比最高。2024年特斯拉人形機器人核心零部件價值量估算年特斯拉人形機器人核心零部件價值量估算信息來源:M2覓途咨詢以特斯拉以特斯拉O
12、ptimus為例:為例:2024年人形機器人核心零部件應用分布年人形機器人核心零部件應用分布26.2%13.1%7.3%7.3%6.3%5.2%3.1%3.1%2.1%26.0%六維力傳感器行星滾柱絲杠無框力矩電機諧波減速機空心杯電機軸承精密行星減速機三維力傳感器T型絲杠滾珠絲杠其他未來隨著靈巧手的自由度增加,行星滾柱絲杠、空心杯電機、精密行星減速機的成本占比將有所提高M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.8中國中國日本日本德國德國瑞
13、瑞典典瑞士瑞士丹麥丹麥加拿大加拿大美國美國西班牙西班牙英英國國意大利意大利斯洛伐克斯洛伐克企業數量0100從全球版圖上看,中國是人形機器人核心硬件企業分布最多也是最齊全的國家從全球版圖上看,中國是人形機器人核心硬件企業分布最多也是最齊全的國家日本典型企業:減速機:哈默納克、納博特斯克、住友絲杠:NSK、THK、黑田空心杯電機:尼得科、CITIZENMICRO、Orbray軸承:不二越、NTN、恩斯克、捷太格特、美蓓亞中國典型企業:減速機:綠的諧波、雙環、中大力德、大族、湖北科峰絲杠:南京工藝、漢江機床空心杯電機:鳴志電器、昊志機電、拓邦股份六維力傳感器:宇立儀器、坤為科技等軸承:人本軸承、五洲
14、新春等臺資絲杠企業:上銀、銀泰、TBI等美國典型企業:力傳感器:ATI空心杯:AllientInc無框力矩電機:科爾摩根、Parker絲杠:CMC、Moog、Exlar軸承:鐵姆肯*企業名單僅展示重點國家的部分企業信息來源:MDATA;M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.9中國人形機器人核心硬件市場中國人形機器人核心硬件市場成熟度成熟度市場尚未成熟,競爭已然激烈市場尚未成熟,競爭已然激烈0%10%20%30%40%50%
15、60%70%0%3%6%9%12%15%18%21%24%27%人形機器人成本占比精密行星減速機HD減速機行星滾柱絲杠T型絲杠六維力傳感器三維力傳感器高端軸承空心杯電機無框力矩電機滾珠絲杠*人形機器人核心硬件市場雖尚未成熟,但競爭已然日益激烈:1.在目前人形機器人核心硬件占比超過10%的產品,中國本土企業尚無成熟且市場占有率很高的產品,這表明市場對于高性能、高可靠性的人形機器人核心硬件的需求尚未得到充分滿足。2.在人形機器人的成本結構中,行星滾柱絲杠和六維力傳感器等關鍵組件的占比均超過10%,但國產化率相對較低。在這些關鍵技術領域,中國企業仍需實現核心技術的突破。3.另一方面,中國企業在精密行
16、星減速機、無框力矩電機和HD減速機等技術領域已展現出一定的優勢。然而,這些產品在人形機器人的整體成本結構中所占比例相對較小,且本土企業目前主要集中在中低端市場,在高端產品領域的技術水平和市場競爭力仍有待進一步提升。4.*國內部分企業直線關節采用滾珠絲杠方案在成本上較行星滾柱絲杠方案有所減省。中國人形機器人核心硬件市場存在顯著的增長潛力,但同樣也面臨著諸多的挑戰。中國本土企業在技術創新和國產化水平也在逐步提升,但與國際先進水平相比,仍有較大的成長空間。Comments中國人形機器人核心硬件市場市場成熟度分析中國人形機器人核心硬件市場市場成熟度分析擴大成本優勢、提高服務質量壁壘低、市場成熟(銷售服
17、務)持續創新、擴大成本優勢短期戰略(生產銷售服務)傳統市場為基礎長期戰略破壁壘、重合作中期戰略(研發、服務)國產化水平信息來源:MDATA;M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.核心觀點核心觀點人形機器人核心人形機器人核心零零部件的迭代路徑部件的迭代路徑人形機器人核心人形機器人核心零零部件企業發展現狀部件企業發展現狀核心零部件市場現狀及發展趨勢核心零部件市場現狀及發展趨勢中國企業業務機會分析中國企業業務機會分析目錄目錄10
18、M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.11人形機器人核心硬件市場規模及發展預期人形機器人核心硬件市場規模及發展預期人形機器人發展帶來的核心硬件市場增量人形機器人發展帶來的核心硬件市場增量單位:單位:Mn RMB2024E2025E2030E2035E3981,79117,365488,279+350%+58%+95%20252030年人形機器人為上游核心硬件市場帶來的市場增量預期年人形機器人為上游核心硬件市場帶來的市場增量預期2024
19、E2025E2030E2035E全球人口(億人)82838587人形機器人滲透率1*(臺/百萬人)0.10.68.2344.8人形機器人銷量(萬臺)0.10.57.0300.0人形機器人單臺硬件價格2*(萬元/臺)39.835.824.816.3市場規模(銷量*單價)398.01,791.017,365.0488,279.0注*:1、人形機器人的滲透率需要根據各國人口數量、人口結構、經濟環境如消費水平、就業結構、失業率等多重復雜因素綜合考量,本報告僅為概算數據,請選擇性參考。2、單臺造價的預測為通常狀態下,未來在增量刺激下每年5%10%的降價空間進行估算。人形機器人的商業化進程期待爆款場景的出
20、現,從而帶來有效降本催生新的需求場景,形成飛輪效應.市場需求的擴張將給硬件市場帶來指數級的增量空間,預計2035年人形機器人成本降到20萬人民幣以下(含靈巧手部件),硬件市場規模將達到4.9千億人民幣。信息來源:M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.12人形機器人核心硬件市場重點企業人形機器人核心硬件市場重點企業直線關節直線關節絲杠絲杠19.NSK(日本)20.Exlar(美國)21.舍弗勒(德國)22.伊維萊(瑞典)23
21、.南京工藝(中國)24.博特精工(中國)25.優仕特(中國)26.貝斯特(中國)27.江蘇雷利(中國)28.恒立液壓(中國)29.五洲新春(中國)30.新劍傳動(中國)無框力矩電機無框力矩電機1.步科股份(中國)2.科爾摩根(美國)3.航天電器(中國)4.昊志機電(中國)5.微精電機(中國)6.TQ Systems GmbH(德國)7.Paker(美國)8.偉創電氣(中國)9.綠的諧波(中國)10.Aerotech(美國)諧波減速機諧波減速機1.本潤(中國)2.大族(中國)3.福德(中國)4.哈默納科(日本)5.來福(中國)6.綠的諧波(中國)7.山卓(中國)8.同川(中國)9.Nidec(日
22、本)10.中技克美(中國)11.雙環傳動(中國)12.中大力德(中國)13.昊志機電(中國)14.國茂精密(中國)15.湖北科峰(中國)空心杯電機空心杯電機精密行星減速機精密行星減速機軸承軸承旋轉關節旋轉關節靈巧手靈巧手1.Nidec(日本)2.湖北科峰(中國)3.紐氏達特(中國)4.Apex(中國臺灣)5.利茗機械(中國臺灣)6.中大力德(中國)7.紐卡特(德國)8.斯德博(德國)9.威騰斯坦(德國)10.摩鐸利(意大利)1.MAXONMotor(瑞士)2.FAULHABER(德國)3.PORTESCAP(瑞士)4.AllientInc(美國)5.Orbray(日本)6.Nidec(日本)7
23、.鳴志電器(中國)8.未藍智控(中國)9.CITIZENMICRO(日本)10.鼎智科技(中國)11.拓邦股份(中國)12.昊志機電(中國)13.兆威機電(中國)1.斯凱孚(瑞典)2.恩梯恩(日本)3.恩斯克(日本)4.舍弗勒(德國)5.人本軸承(中國)6.鐵姆肯(美國)7.捷太格特(日本)8.美蓓亞(日本)9.萬向錢潮(中國)10.不二越(日本)11.天馬(中國)12.新強聯(中國)13.瓦房店軸承(中國)14.五洲新春(中國)15.晉西車軸(中國)六維力傳感器六維力傳感器1.ATI(美國)2.坤維科技(中國)3.宇立儀器(中國)4.瑞爾特測控(中國)5.藍點觸控(中國)1.海伯森(中國)2
24、.鑫精誠(中國)3.神源生(中國)4.HBM公司(德國)1.上銀(中國-臺灣)2.銀泰(中國-臺灣)3.TBI(中國-臺灣)4.NSK(日本)5.THK(日本)6.黑田(日本)7.SHUTON(西班牙)8.斯凱孚(瑞典)9.伊維萊(瑞典)10.力士樂(德國)11.南京工藝(中國)12.漢江機床(中國)13.GSA(瑞士)14.漢江機床(中國)15.Rollvis(瑞士)16.伊維萊(瑞典)17.力士樂(德國)18.CMC(美國)19.VCS(意大利)20.GSA(瑞士)21.LTK(德國)22.PowerJacks(英國)23.斯凱孚(瑞典)24.Moog(美國)信息來源:MDATA;M2覓途
25、咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.浙浙江江安安徽徽山山東東江江蘇蘇上上海海北北京京深深圳圳13人形機器人在中國的發展規劃人形機器人在中國的發展規劃浙江省人形機器人產業創新發展實施方案浙江省人形機器人產業創新發展實施方案(2024202420272027年)年)安徽省人形機器人產業發展行動計劃安徽省人形機器人產業發展行動計劃(2024(2024-20272027年年)山東省促進人形機器人產業創新發展山東省促進人形機器人產業創新發
26、展實施方案(實施方案(2024202420272027年)年)江蘇省機器人產業創新發展行動方案江蘇省機器人產業創新發展行動方案上海市促進智能機器人產業高質量創新發展上海市促進智能機器人產業高質量創新發展行動方案行動方案(2023(2023-20252025年年)北京市機器人產業創新發展行動方案北京市機器人產業創新發展行動方案(2023(2023-20252025年年)深圳市培育發展智能機器人產業集群行動計劃深圳市培育發展智能機器人產業集群行動計劃(2022(2022-20252025年年)根據各地特色提升零部件供給水平提升零部件供給水平將關鍵部件等列入攻關清單攻關清單,推動關鍵技術攻關和成果產
27、業化鼓勵各地加強與高校高校合作,引進或共建人形機器人高能級研發機構人形機器人高能級研發機構通過合作開發、開源共享方式,打造具身智能開源開發平臺開發平臺推動關鍵技術,重點產品和關鍵部組件攻關關鍵技術,重點產品和關鍵部組件攻關結合現有基礎推動關鍵部組件的研發,加速成果轉化支持機器人企業為人形機器人龍頭企業提供配套支持機器人企業為人形機器人龍頭企業提供配套,對符合條件的企業給予最高300萬元獎補建設產業鏈上下游聯動聚集區,推動上下游一起發展利用已有的基礎條件,推動關鍵零部件的發展支持機器人及關鍵零部件企業建設各類研發平臺建設各類研發平臺圍繞關鍵零部件關鍵零部件展開攻關;推進關鍵功能部件第三方評價和認
28、證體系第三方評價和認證體系建設發展特種機器人及核心零部件,整零協同提升產品供給能力,加快特色產業集群建設特色產業集群建設通過合作開發、開源共享的方式,訓練多模態大模型,打造具身智能開源開放平臺開源開放平臺。加大機器人核心部件攻關支持產業鏈上下游產業鏈上下游企業聯合開展產品攻關和產線建設,加速全產業鏈自主化進程依靠首都科研能力開展關鍵零部件技術攻關技術攻關,對標國際水平支持企業和高校院所高校院所開展人形機器人整機產品、關鍵零部件攻關和工程化鼓勵校企合作校企合作,圍繞精密減速器、伺服系統、控制器等核心零部件開展核心技術攻關核心技術攻關搭建行業知識產權公共服務平臺,完善機器人產業知識產權保護制度,引
29、導企業圍繞智能機器人關鍵零部件和核心技術開展高價值專利培育高價值專利培育國家政策國家政策人形機器人創新發展指導意見 定目標定目標:未來未來3 3年戰略部署年戰略部署 分任務分任務:技術攻關、產品:技術攻關、產品培育、場景拓展、生態營造培育、場景拓展、生態營造及強化支撐能力及強化支撐能力1.1.技術攻關:技術攻關: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2.2.產品培育:產品培育:整機:基礎型/功能性基礎部件:傳感器、高密度執行器、傳感器、高密度執行器、控制器、動力能源等控制器、動力能源等3.3.場景拓展場景拓展人形機器人創新體系初步建立“大腦、小腦
30、、肢體”關鍵技術突破確保核心部組件安全有效供給技術攻關技術攻關開源開放平臺開源開放平臺建設研發平臺建設研發平臺技術攻關技術攻關產業集聚發展產業集聚發展建設開發平臺建設開發平臺技術攻關技術攻關資金支持資金支持產業鏈發展產業鏈發展推動技術發展推動技術發展產業鏈上下游合作產業鏈上下游合作技術攻關技術攻關與高校合作與高校合作校企合作校企合作專利培育專利培育20252025年建體系年建體系20272027年規?;暌幠;a業加速實現規?;l展地地方方政政策策與高校合作與高校合作推動技術攻關推動技術攻關頂層戰略為整機及核心零部件市場提供方向指引,促進技術創新和產業發展;地方層面通過財政補貼、產業園區建設等
31、細化并有效執行技技術術創創新新產產業業集集群群開開放放平平臺臺生生態態建建設設資資金金支支持持信息來源:M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.14中國人形機器人創新中心及產業集群分布中國人形機器人創新中心及產業集群分布南海諸島01000家企業北京人形機器人創新中心北京人形機器人創新中心聯合單位:小米、優必選、京城機電、亦莊機器人專注于人形機器人核心技術、產品研發和應用生態建設推出的“天工”為全球首個純電驅擬人奔跑人形機器人
32、上海人形機器人創新中心上海人形機器人創新中心聯合單位:上海徐匯城投、中電21所專注于人形機器人核心技術、產品研發和應用生態建設,共建產業孵化體系,為孵化企業提供技術支持。浙江人形機器人創新中心浙江人形機器人創新中心聯合單位:寧波政府、浙江大學、中電科、中控技術等已發布整機產品領航者1號具備39個自由度,單臂負載4kg,運動速度達到1m/s。安徽省安徽省人形機器人重點實驗室人形機器人重點實驗室聯合單位:江淮前沿技術協同創新中心、中國科技大學、中科院合肥物質研究院、合肥工業大學、哈工大等近期以新能源汽車生產、居家服務場景下人形機器人應用為研發方向,遠期關注危險環境作業等。山東人形機器人創新中心山東
33、人形機器人創新中心聯合單位:山東省工業信息化廳山東對人形機器人整機生產企業給予獎勵,對核心零部件配套生產企業擇優給予獎補。廣東省具身智能機器人創新中心廣東省具身智能機器人創新中心聯合單位:逐際動力、香港中文大學(深圳)、深圳人工智能與機器人研究院聚焦關鍵共性技術研發,通過共建實驗室、技術平臺的方式加速技術研發落地國家地方共建人形機器人國家地方共建人形機器人創新中心創新中心聯合單位:工信部、上海市政府推出首個開源人形機器人“青龍”并將持續開源迭代后的公版機。錫港滬機器人靈巧智能研究院錫港滬機器人靈巧智能研究院聯合單位:中科院、無形經濟開發區、華中科技大學無錫研究院、香港科技大學鄭家純機器人研究院
34、、上海人工智能研究院計劃3年內團隊規模達到80人,申請發明專利超50項,引進培育10家具有產業化能力的機器人企業。成都人形機器人創新中心成都人形機器人創新中心聯合單位:成都睿樂達機器人發布全國首個基于視覺擴散架構的人形機器人任務生成式模型R-DDPRM。安徽安徽人形機器人創新中心人形機器人創新中心聯合單位:清華大學智能機器人團隊,聯合中科大先研院、蔚來等搭建人形機器人核心關鍵技術全鏈條研發體系。自主研發“啟江一號”人形機器人。信息來源:企查查、公開信息、M2整理在地域分布方面,中國的人形機器人核心硬件企業主要集中在華東地區及華南地區的廣東省。此外,各地政府攜手頂尖高校與行業領軍企業,共同打造了
35、多個集產、學、研于一體的人形機器人創新平臺,旨在為該產業的持續發展注入強勁動力。中國人形機器人核心硬件企業分布情況中國人形機器人核心硬件企業分布情況M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.15中國人形機器人核心硬件市場投融資分析中國人形機器人核心硬件市場投融資分析1919211742020年2024年17月2021年2022年2023年公司名稱公司名稱 人形相關產品人形相關產品融資階段融資階段融資事件融資事件融資金額融資金額投資機構投資
36、機構坤維科技六維力傳感器A+輪2024/2/29數千萬人民幣匯川產投、三花弘道、祿昶投資、明薈致遠投資神源生六維力傳感器A輪2024/3/12未披露中科海創北京智同RV減速機HD減速機B+輪2024/1/18數千萬人民幣河北產業投資引導基金帕西尼感知科技觸覺傳感器A+輪2024/4/30未披露北汽產投、南山戰新投、盈富泰克20202024年中國人形機器人核心硬件企業融資事件數量年中國人形機器人核心硬件企業融資事件數量2024年中國人形機器人核心硬件企業融資事件年中國人形機器人核心硬件企業融資事件2024年至今人形機器人核心硬件市場從融資數量上與去年同期有所減少,但融資階段和規模呈現上升趨勢,這
37、表明市場正在向更成熟的發展階段過渡。特別是,一些企業已經成功上市或完成了多輪融資,這進一步證實了市場的成熟度。2024年的融資企業主要在六維力傳感器、減速機以及傳感器領域企業信息來源:企查查;M2整理分析信息來源:企查查;M2整理分析M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.16中國人形機器人核心硬件市場新增專利數量中國人形機器人核心硬件市場新增專利數量89%89%82%81%89%83%86%82%88%79%84%78%11%11%1
38、8%19%11%17%14%18%13%21%16%22%滾珠絲杠 力傳感器視覺傳感器觸覺傳感器交叉滾子軸承空心杯電機HD減速機靈巧手RV減速機行星滾柱絲杠精密減速機無框力矩電機100%21,70318,5636,6801,321957731898593528544456892023年以后2023年之前人形機器人核心硬件企業專利數量統計單位(個)人形機器人核心硬件企業專利數量統計單位(個)信息來源:企查查;M2整理分析中國企業在人形機器人核心硬件領域的專利積累表現顯著尤其在2023年之后,隨著人形機器人行業的持續升溫,企業的研發投入和創新能力顯著增強。行星滾柱絲杠和無框力矩電機的專利數量增長迅
39、速,占到了總專利數的20%以上;視覺傳感器、觸覺傳感器、空心杯電機、靈巧手以及精密減速機等方面專利占比超過15%;這些技術的專利增長不僅反映了中國企業在人形機器人領域的技術進步,也顯示了市場對高效能、高精度產品的迫切需求。此外,為了加速產業的成熟,需要硬件企業與人形企業協同合作,促進技術創新的快速實施,提高產品性能,降低成本,并推動行業標準的制定。中國企業在人形機器人核心硬件市場的專利數量不斷提升,表明中國企業產品創新以及技術升級方面的能力不斷提高另一方面也說明人形機器人核心硬件的技術成熟度尚有提升空間,零部件企業與人形整機企業的緊密協作顯得尤為重要。CommentsM22024Proprie
40、taryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.核心觀點核心觀點人形機器人核心人形機器人核心零零部件的迭代路徑部件的迭代路徑人形機器人核心人形機器人核心零零部件企業發展現狀部件企業發展現狀核心零部件市場現狀及發展趨勢核心零部件市場現狀及發展趨勢中國企業業務機會分析中國企業業務機會分析目錄目錄17M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRigh
41、tsReserved.人形機器人上游零部件市場概覽人形機器人上游零部件市場概覽18產品名稱產品名稱市場規模市場規模(億人民幣)(億人民幣)現有市場主要應用現有市場主要應用競爭環境競爭環境人形機器人主要應用類型人形機器人主要應用類型絲杠(梯形絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠)31.20機床、注塑機等外資為主,國產化提速行星滾柱絲杠、梯形絲杠、滾珠絲杠無框力矩電機1.97機器人、醫療定制化生產,市場分散-空心杯電機11.36醫療、物流外資主導,市場集中度高-減速機(諧波減速機、RV減速機、精密行星減速機)90.03工業機器人、機床等日系占據市場主導,本土涌現頭部企業諧波減速機力傳感器2.37機器人、醫
42、療行業壁壘高、市場集中度高六維力傳感器、三維力傳感器軸承2,573.00汽車、電機、家電市場分散、高端軸承國產化率低 滾子、角接觸球軸承等Data Source:M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析19絲杠絲杠無框力矩電機空心杯電機減速機力傳感器軸承人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析M22024ProprietaryandConfidentialAll
43、RightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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:傳統市場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。滾珠絲杠和行星滾柱絲杠在中國發展較晚,隨著技術升級本土化提速;主要代表企業:主要代表企業:外資:NSK、THK、黑田、SHUTON、斯凱孚、伊維萊、力士樂本土+臺資:上銀、銀泰、TBI、南京工藝、漢江機
44、床外資:Rollvis、GSA、伊維萊、CMC本土:南京工藝、濟寧博特、優士特、新劍傳動滾滾珠珠絲絲杠杠行行星星滾滾柱柱絲絲杠杠20在人形機器人領域主要應用在線性執行器。在人形機器人領域主要應用在線性執行器。M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.特斯拉Optimus方案:使用行星滾柱絲杠,共10個:1)小臂使用T型絲杠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其他方案:微型滾珠絲杠:手指和手臂會用。21人形機器人領
45、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,特斯拉人形機器人目前用行星滾柱絲杠的方案,國內人形機器人企業部分使用滾珠絲杠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29%15%7%10%6%5%26%力傳感器絲杠無框力矩電機減速機空心杯電機軸承其他M22024Pr
46、oprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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,
47、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
48、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
49、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,絲杠主要用于關節和運動機構傳動,實現高精度運動控制22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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandCon
50、fidentialAllRightsReserved.23核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹絲杠絲杠-市場增長市場增長2023年中國絲杠市場規模約31.2億,其中滾珠絲杠銷售額占比66%,梯形絲杠占比30%,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(不考慮人形機器人未來增長)年中國絲杠市場增長情況(不考慮人形機器人未來增長)單位:單位:Mn RMBKey Comments46%42%3%12%11%14%12%10%11%202064%3%202164%3%2022-9%66%4%202368%5%2024E70%2025E70%2026E71%2027E71%
51、2028E20%71%2029E19%71%2030E2,0662,9443,4193,1253,2093,6094,0154,5745,1135,6146,2175%6%8%4%16%33%21%30%33%30%66%25%23%21%8%9%10%27%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
52、東南亞轉移,絲杠增長乏力,預期增速降低至10%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
53、替代梯形絲杠,預計市場CAGR為20%3)行星滾柱絲杠: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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.24滾珠絲杠的發展
54、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
55、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
56、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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.25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
57、業規模較??;市場集中度較高CR10占比70%以上2023年中國滾珠絲杠市場競爭格局單位:年中國滾珠絲杠市場競爭格局單位:Mn RMBData Source:M2覓途咨詢1712021129213526412495132155106140637(31%)591(29%)364(18%)458(22%)2023臺系59日系72歐美本土2,05063759136445860131臺系日系本土歐美7%8%6%5%5%5%4%6%7%上銀銀泰NSKTHK斯凱孚黑田SHUTON漢江機床伊維萊南京工藝力士樂匯川技術其他13%20232,0503%13%10%8%TBI市場特點:市場特點:市場集中度高 歐美系
58、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黑田THKNSK上銀TBI銀泰SHUTON斯凱孚伊維萊力士樂匯川技術南京工藝漢江機床其他M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.26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-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
59、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40%19%10%10%7%5%9%機床注塑機通用自動化半導體汽車醫療其他 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 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
60、發展,而且應用場景也趨于多元化Key Comments單位:Mn RMBM22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.27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.Roan tree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202
61、0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Ortlieb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
62、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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.28核心零部件市場介紹核心零部件市場
63、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1.38億,隨著中國本土品牌如新劍傳動的技術突破,產品在新能源汽車市場批量應用,未來市場國產化率不斷提速2023年中國行星滾柱絲杠市場競爭格局單位:年中國行星滾柱絲杠市場競爭格局單位:Mn RMBData Source:M2覓途咨詢710101819100(73%)38(27%)202343外資17本土138100384532外資本土107918193602023138245GSARollvisCMC伊維萊南京工藝力士樂新劍傳動濟寧博特優仕特其他 市場特點:市場特點:市場集中度高,國產化提速,新劍傳動市場突飛猛進,
64、在汽車市場取得批量應用。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新劍傳動CMC力士樂Rollvis濟寧博特GSA伊維萊南京工藝優仕特其他M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialA
65、llRightsReserved.29中國本土企業與外資企業產品技術上的差距中國本土企業與外資企業產品技術上的差距新劍傳動新劍傳動Rollvis人形機器人人形機器人系列系列標準式/反向式/循環式/差動式等RV/HRV/RVI/RVR/RVD-絲杠直徑絲杠直徑mm3.51103.52103055傳動效率傳動效率%60%90%80%89%80%動載負荷動載負荷KN3.9986-精度精度G1 G3 G5C0C5C3-C4主要應用行業主要應用行業汽車、人形機器人等汽車、機床、衛星定位、航空航天等人形機器人通過對產品的技術參數的對比分析了解,中國本土企業在產品穩定性和精度方面與國際領先企業相比,仍存在一
66、定差距。然而,在人形機器人領域,并未對絲杠產品的精度要求到最高等級,鑒于此,本土企業在這一領域擁有廣闊的業務發展空間。通過在未來不斷加強產品效率和穩定性的升級,本土企業有望在市場競爭中占據有利地位。數據來源:公司官網;M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析30絲杠無框力矩電機無框力矩電機空心杯電機減速機力傳感器軸承人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析M22
67、024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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。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
68、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:合泰科技、易爾泰、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31M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M220
69、24ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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32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主要用于人形機器人線性執行器和旋轉執行器中,特斯拉Optimus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
70、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個旋轉執行器中考慮到輕量化、集成化需求,人形機器人一般使用定制化的無框力矩電機。人形機器人中,旋轉關節、線性關節皆需采用無框力矩電機。29%15%7%10%6%5%26%力傳感器絲杠無框力矩電機減速機空心杯電機軸承其他M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024Pro
71、prietaryandConfidentialAllRightsReserved.33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
72、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
73、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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.34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
74、增長市場增長無框力矩電機定制需求強,要求供應商具備較高定制量產能力。2023年中國無框力矩電機市場規模約2億;未來隨著需求的增加規模將高速增長。20202030年中國無框力矩電機市場增長情況(暫不考慮人形機器未來的增量)年中國無框力矩電機市場增長情況(暫不考慮人形機器未來的增量)單位:單位:Mn RMBKey Comments931451681972232893905507451,0291,44856%17%41%38%41%35%2020202116%2022202313%2024E30%2025E35%2026E 2027E36%2028E 2029E 2030E市場增速市場規模整體市場趨
75、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,拉動無框力矩電機的銷售,期間CAGR為35%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21%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
76、情況下高速發展,綜合增長率接近39%,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(年中國無框力矩電機市場增長情況(暫不考慮人形機器未來的增量暫不考慮人形機器未來的增量)M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.35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表現出一定的分散性,并沒有形成高
77、度集中的市場格局。這與目前的主要應用在機器人領域有關,尤其是協作機器人領域以定制化需求為主。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16%12%7%5%5%4%2%合泰科技大族電機步科股份派克漢尼汾易爾泰科爾摩根尼得科2%昊志機電2%微精電機2%航天電器1%威騰斯坦其他43%196.80Mn RMB單位:Mn RMB單位:Mn RMB80%7%5%5%1%1%機器人醫療航空航天軍工消費電子其他市場特征:市場特征:1)市場格局分散市場格局分散
78、:目前國內主流的協作機器人企業的無框力矩電機產品以定制為主,因此導致合泰科技、大族等做特種電機的企業市場份額較大;2)性能方面外資優于本土;服務本土優于外資:性能方面外資優于本土;服務本土優于外資:但是從產品技術及品質上看外資在性能及優化電磁封裝尺寸方面均優于本土企業;但在定制化解決方案以及成本方面本土企業優于外資。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
79、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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.36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目前主要應用在協作機器關節,一臺協作機器人一般使用67個;但相比協作機器人,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
80、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+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
81、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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.37中國本土企業與外資企業產品技術上的差距中國本土企業與外資企業產品技術上的差距步科股份步科股份科爾摩根科爾摩根人形機器人人形機器人系列系列FMCTBM2G-050 xx定制轉矩轉矩Nm0.45-3.50.
82、276.030.21.5定子直徑定子直徑mm57.8104501153055額定功率額定功率kW0.11.050.2051.430-轉速轉速rpm25003000310080003000主要應用行業主要應用行業智能機器人手術機器人、協作機器人等人形機器人通過對產品的技術參數的對比分析了解,國內領軍企業與國際領先企業產品之間仍存在一定程度的技術差異。而針對人形機器人領域,市場對緊湊型設計和高轉速性能的需求明顯,但目前成熟產品在滿足這些需求方面仍有提升空間。數據來源:步科、科爾摩根官網;M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.
83、M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析38絲杠無框力矩電機空心杯電機空心杯電機減速機力傳感器軸承人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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
84、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、拓邦股份空空心心杯杯電電機機39M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.靈
85、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,每個手指一個/拇指兩個拇指兩個),共11個自由度(未來將增加到22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。40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
86、需求,預計特斯拉Optimus一共使用12個空心杯電機,未來特斯拉將增加靈巧手的自由度,空心杯電機的成本占比將提高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29%15%7%10%6%5%26%力傳感器絲杠無框力矩電機減速機空心杯電機軸承其他M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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
87、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。41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
88、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M22024ProprietaryandConfidentialA
89、llRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.42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10%以上的高增速上漲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
90、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:空心杯電機市場未來將繼續保持將繼續保持30%以上以上的增速,原因如下:的增速,原因如下:隨著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。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
91、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7328439491,1381,2671,4781,7352,0312,3732,7613,20015%20%17%17%17%17%10%2020202113%202220232024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E11%16%16%市場增速無框力矩電機M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.43核心零部
92、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在中國仍處于初步發展,市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單位:年中國空心杯電機市場競爭格局單位:Mn RMBData Source:M2覓途咨詢202350%14%12%外資31%13%本土9961412%2%3%4%12%36%4%4%6%8%12%88%1,138外資本土5581118120123142495414420231,138322272MAXONFAULHABERPORTESCAPAllient Inc.Nidec未藍智控Orbra
93、y拓邦股份鼎智科技昊志機電兆威機電其他鳴志電器CITIZEN MICRO 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M22024Propriet
94、aryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.44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-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37%15%6%11%5%8%12%6%醫療物流國防航空航天消費電子機器人工業自動化其他醫療、物流、航空航天行業為空心杯電機主
95、要應用下游行業。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
96、比到2030年預計將擴大至40%。Key Comments單位:Mn RMBM22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.45中國本土企業與外資企業產品技術上的差距中國本土企業與外資企業產品技術上的差距鳴志電器鳴志電器Maxon人形機器人人形機器人系列系列ECU10028ECX SPEED-額定轉速額定轉速rpm-40800-額定轉矩額定轉矩 mNm-0.34-最大效率最大效率90%63%-直徑直徑mm1050.0510長度長度mm2822.
97、5-重量重量kg0.020.0020.05主要應用行業主要應用行業醫療、機器人等醫療、機器人、航空航天等人形機器人通過對產品的技術參數的對比分析了解,國內領軍企業與國際領先企業產品在產品的物理特性以及穩定性方面仍然存在差距。鑒于人形機器人領域的需求尚未形成統一標準,企業應積極與需求方建立緊密的合作關系,精準定位市場,共同推動產業的快速發展。數據來源:公司官網;M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.46核心零部件市場介紹核心
98、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內領先的企業正不斷加大在空心杯電機領域的研發力度,這一舉措不僅推動了產品的持續優化,也加速了技術的升級革新公開(公告)號公開(公
99、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WO2024133750A1 2023.12.21 一種電機定子的制造方法MAXON INTAGWO2024105230A1 2023-11-17 用于無刷、電子換向電機的分段轉子及具有該轉子的電機 MAXON INTAGWO2023170267A1 2023.03.10 具有液體冷卻的電子換向電機MAXON INTAGWO2023073158A1 2022.10.28 用于外轉子電機的轉子,以及由轉子組成的外轉子電機MAXON INTAGEP4200957A12021.06.17 具有優化定子的電動機MAXON INTAGEP417512
100、4A12021.10.29 外轉子電機的轉子和帶有轉子的外轉子電機MAXON INTAGEP4070956A12021.04.07 用增材制造方法生產的用于電機的氣隙繞組MAXON INTAGUS2023075415A12021.01.18 運行可靠的無刷直流電機MAXON INTAGEP4082104A12020.12.23 振動性能得到改善的有刷直流電機MAXON INTAGUS2023013171A12020.12.23 改進了振蕩性能的有刷換向直流電機MAXON INTAGEP3920377A12020.06.05 轉子厚度小的電機MAXON INTAGEP3859954A12020.
101、01.30 功能安全的無刷直流電機MAXON INTAGEP3876418A12020.03.06 檢測雙柱電機轉子極性方向的方法MAXON INTAG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CN118539629A2024.06.25一種步進電機定子組件以及具有該定子組件的步進電機上海鳴志電器股份有限公司CN220421556U2023.07.27一種小電機上海鳴志電器股份有限公司CN220087132U2023.04.14帶有相位調整結構的無刷無齒槽電機上海鳴志電器股份有限公司CN218514187U2022.10.30一種無刷空心杯電機結構
102、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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentia
103、lAllRightsReserved.人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析47絲杠無框力矩電機空心杯電機減速機減速機力傳感器軸承人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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、諧波減速器精密行星減速器、諧波減速器,價值量占比約10%。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
104、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;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應用于上身及手部;RV減速機目前在人形機器人的方案中應用較少。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48M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.
105、M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.49人形機器人領域減速機產品應用人形機器人領域減速機產品應用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減速機應用的方案:減速機應用的方案:旋轉關節采用:無框力矩電機+諧
106、波減速器+力矩傳感器+位置傳感器+驅動器+編碼器+軸承等方案 靈巧手采用:空心杯電機+精密行星減速機+六維力傳感器+觸覺傳感器+驅動器+編碼器+蝸輪蝸桿等方案 14個旋轉關節使用14個諧波減速器;靈巧手采用12個精密行星減速機未來特斯拉將增加手部靈活度外,研發方向重點圍繞降本為目的29%15%7%10%6%5%26%力傳感器絲杠無框力矩電機減速機空心杯電機軸承其他M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.50核心零部件市場介紹核心零部件市
107、場介紹精密減速機產品種類介紹精密減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
108、定位通過多級減速實現傳動,一般由行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
109、塑、模具、醫療等行業中通常使用由諧波減速器組成的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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAl
110、lRightsReserved.51核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹精密減速機精密減速機-市場發展走勢市場發展走勢2023年中國精密減速機市場規模約90億元,其中RV減速機因在工業機器人領域廣泛應用,市場占比最大;隨著小型化、輕量化工業機器人以及協作機器人市場的快速發展,未來預計諧波減速機以及精密行星減速機的市場占比將有所提升20182030年中國精密減速機市場增長情況(不考慮人形機器人未來的增量)年中國精密減速機市場增長情況(不考慮人形機器人未來的增量)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
111、展規劃政策驅動下,推動精密行星減速器行業發展,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,因此精密減速機市場發展出現增速爆發點。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星減速機的需求出現明
112、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,預計精密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-4%22%49%28%201920%21%49%30%202
113、049%17%51%32%202118%16%51%32%20220%17%54%29%20239%18%55%28%2024E14%18%55%27%2025E15%18%55%27%2026E14%18%54%28%2027E13%19%54%27%2028E13%19%54%27%2029E14%20%53%28%2030E4,4774,3015,1487,6469,0159,03020%11,26812,97314,74816,64318,73621,26852%27%20189,881HD減速機增速精密行星減速機RV減速機M22024ProprietaryandConfidentia
114、lAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.52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
115、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
116、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
117、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 RMBM22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.53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
118、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%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
119、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3,204.0Mn RMBM22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.54中國本土企業與外資企業產品技術上的差距中國本土企業與外資企業產品技術上的差距綠的諧波綠的諧波哈默納克哈
120、默納克人形機器人人形機器人系列系列LHD-IIICSD-2UH/2UF超薄扁平型產品型號型號14/17/20/20/25/32/4014/17/20/20/25/32/40/50定位精度定位精度 arc-min1.5212-減速比減速比50/80/100/120/16050/80/100/120/160-剛性剛性*104 Nm/rad0.371527.3-起動轉矩起動轉矩 cNm3.2562.8102-屈曲轉矩屈曲轉矩Nm13036001908000-主要應用行業主要應用行業機器人、人型機器人、金屬機床、金屬加工機械、機床等人形機器人、航空航天、半導體及LCD生產設備等人形機器人人形機器人目前
121、主要采用超薄扁平型的諧波減速機,通過對產品的技術參數的對比分析了解,綠的諧波的產品系列在50/80減速比情況下參數差距不大,表明中國本土產品技術水平已達到先進水平,但在型號的豐富性以及高減速比下的產品性能以及穩定性尚有待優化數據來源:公司官網;M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析55絲杠無框力矩電機空心杯電機減速機力傳感器力傳感器軸承人形機器人核心硬件市場分析人形機器人
122、核心硬件市場分析M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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
123、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56M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.57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
124、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目前特斯拉人形機器人主要使用的是力傳感器為:六維力傳感和三維力傳感器,因六維力單價較高,因此占硬件成本的比例最高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在力傳感器應用方案:1)六維力傳感器:共六維力傳感器:共4個,個,手腕和腳踝2)三維力傳感器:共三維力傳感器:共4個,個,手肘和膝蓋29%15%7%10%6%5%26%力傳感器絲杠無框力矩電機減速機空心杯電機軸承其他M22024Propri
125、etaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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
126、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
127、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58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-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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.59核心零部件市場介紹核心零部件市場介紹力
128、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Data 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
129、、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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.60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2.37億元;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年中國六維力傳感器市場增長情況單位:單位:
130、Mn RMBKey Comments1041571942373013835127129441,2521,63950%22%27%39%33%31%31%2020202124%202220232024E27%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,六維力市場高速增長2)2023-2025:雖然宏觀經濟環境總體緊縮,但
131、六維力傳感器處于初期發展階段,市場規模有較大增長空間,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年中國六維力傳感器市場增長情況M22024Proprietaryan
132、dConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.61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38%15%14%4%3%2%2%2%1%19%ATI坤維科技
133、宇立儀器瑞爾特測控藍點觸控海伯森鑫精誠中航科電柯力傳感Others237.0Mn RMB單位:Mn RMB單位:Mn RMB72%13%3%9%1%2%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
134、: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M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.62中國本土企業與外資企業產品技術上的差距中國本土企業與外資企
135、業產品技術上的差距宇立儀器宇立儀器ATI系列系列M37/M47Mini/Nano直徑直徑mm151351785高度高度mm14587.930測量范圍(測量范圍(Fx Fy)N506400322800測量范圍(測量范圍(Tx Ty)Nm0.53203500精度精度0.5%0.5%2%線性誤差線性誤差0.5%0.05%串擾串擾5%0.5%主要應用行業主要應用行業機器人、人型機器人、金屬機床、金屬加工機械、機床等工業自動化、生物實驗、火星探測、手術機器人等人形機器人目前主要采用較小型的六維力傳感器,通過參數對比國內杰出企業在傳感器的尺寸和測量范圍上與國際先進企業相比并無顯著差異。然而,為了進一步提升
136、競爭力,國內企業在傳感器的誤差控制和串擾穩定性方面還需持續優化。展望未來,憑借成本效益和本地化服務的雙重優勢,國內企業在人形機器人領域的發展潛力巨大。數據來源:公司官網;M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析63絲杠無框力矩電機空心杯電機減速機力傳感器軸承軸承人形機器人核心硬件市場分析人形機器人核心硬件市場分析M22024ProprietaryandConfidentia
137、lAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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
138、代表的人形機器人中共使用中共使用70個軸承,包括球軸承、觸點軸承、交個軸承,包括球軸承、觸點軸承、交叉棍子軸承、角接觸球軸承叉棍子軸承、角接觸球軸承主要代表企業:主要代表企業:外資:斯凱孚、舍弗勒、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64M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.65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
139、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,特斯拉根據不同位置的受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
140、29%15%7%10%6%5%26%力傳感器絲杠無框力矩電機減速機空心杯電機軸承其他M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.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。66核心零部件市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
141、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
142、、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
143、(此外還可進一步按照結構形狀、尺寸分類)M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.67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;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年中國軸承市場增長情況單位:單位:Mn RMBKey Comments193,000227,800245,000257,250272,685289,0
144、46312,170337,143370,858411,652461,05018%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
145、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步得到扭轉。Data Source:M2覓途咨詢20202030年中國軸承市場增長情況年中國軸承市場增長情況M22024Proprietarya
146、ndConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.68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市場行業分布Data Source:M2覓途咨詢41.0%16.0%12.0%6.0%7.0%1.6%1.5%1.8%13.1%汽車電機家電工程機械冶金礦山機械農機風電鐵路車輛其他根據終端產品不同,軸承下游可
147、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
148、量最大的為家電和電機(指工業電機)產品,合計占比36%。近年來我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。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
149、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 RMBM22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024Propriet
150、aryandConfidentialAllRightsReserved.69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僅不到僅不到20%。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
151、,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
152、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4.0%3.4%3.5%1.9%1.6%0.4%0.3%0.1%81.4%0.2%0.7%0.7%1.0%1.2%0.7%0.
153、4%斯凱孚恩梯恩恩斯克舍弗勒鐵姆肯人本軸承捷太格特不二越長盛軸承晉西車軸Others美蓓亞萬向錢潮新強聯瓦房店軸承五洲新春257,250Mn RMBM22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.核心觀點核心觀點人形機器人核心人形機器人核心零零部件的迭代路徑部件的迭代路徑人形機器人核心人形機器人核心零零部件企業發展現狀部件企業發展現狀核心零部件市場現狀及發展趨勢核心零部件市場現狀及發展趨勢中國企業業務機會分析中國企業業務機會分析目錄目錄70M2
154、2024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.71人形機器人核心硬件市場潛力巨大,機會空前人形機器人核心硬件市場潛力巨大,機會空前產品名稱產品名稱應用部位應用部位數量數量T型/滾珠絲杠小臂4行星滾柱絲杠大腿、小腿、大臂10無框力矩電機所有直線、旋轉關節28六維力傳感器手腕、腳踝4空心杯電機靈巧手12諧波減速機旋轉關節14精密行星減速機靈巧手12軸承(球軸承/觸點軸承/交叉滾子、角接觸球軸承)大臂、小臂、大腿、小腿、髖部、肘部、肩部70IMU慣性傳
155、感器胸腔上、下2三維力傳感器手肘、膝蓋4其他((結構件/通訊/動力/FSD/視覺、觸覺等))-2024E2025E2030E2035E3981,79117,365488,279+350%+58%+95%從領先企業的人形機器人配置來看,核心硬件規模將在2025年達到近5000億規模人形機器人核心硬件市場規模預測人形機器人核心硬件市場規模預測Data Source:M2覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.72技術創新道阻且長,精
156、準定位尋求發展捷徑技術創新道阻且長,精準定位尋求發展捷徑0%10%20%30%40%50%60%70%0%3%6%9%12%15%18%21%24%27%人形機器人成本占比精密行星減速機HD減速機行星滾柱絲杠T型絲杠六維力傳感器三維力傳感器高端軸承空心杯電機無框力矩電機滾珠絲杠*中國人形機器人核心硬件市場市場成熟度分析中國人形機器人核心硬件市場市場成熟度分析擴大成本優勢、提高服務質量壁壘低、市場成熟(銷售服務)持續創新、擴大成本優勢短期戰略(生產銷售服務)傳統市場為基礎長期戰略破壁壘、重合作中期戰略(研發、服務)國產化水平作為新興的市場,人形機器人對核心硬件的要求與常規市場相比存在顯著差異,因
157、此企業在提高產品技術實力及創新能力的同時,精準把握滿足人形機器人市場的需求是在競爭中脫穎而出的關鍵 技術技術參數參數達到國際領先水平,但產品的誤差控制、穩定達到國際領先水平,但產品的誤差控制、穩定性方面尚有可提升空間性方面尚有可提升空間 主要產品如:六維力傳感器、諧波減速機人形機器人應用領域核心硬件的國內外的技術差異人形機器人應用領域核心硬件的國內外的技術差異 在人形機器人的適用性以及與國際領先企業產品參數在人形機器人的適用性以及與國際領先企業產品參數對標均存在一定的差距對標均存在一定的差距 主要產品如:行星滾柱絲杠、空心杯電機、無框力矩電機、軸承等Data Source:M2覓途咨詢M220
158、24ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.73七大發展策略,助力核心硬件企業長足發展七大發展策略,助力核心硬件企業長足發展市場精準定位技術創新與研發投入產業鏈協同標準化國際合作與市場拓展人才培養政策利用與資金籌措企業發展策略企業發展策略發展驅動力發展驅動力確保產品創新性,以及技術領先性縮小與國際領先企業技術差距強化核心產品研發提升應用中的技術穩定性降本增效降本增效與上下游企業密切合作,優化生產流程,快速響應客戶需求上下游協同優化產業鏈布局產品標準
159、化產品標準化參與或領導行業標準制定,樹立權威,增強信任,優化產品市場兼容性參與國家標準制定推動國內標準國際化建立企業標準體系提高影響力提高影響力獲得新技術、拓展新市場,提高競爭力與國際頭部企業深度合作拓展國際市場可持續發展可持續發展建立有效人才培養體系,吸引尖端人才,提高技能水平,促進企業長期發展強化人才梯隊建立人才培養體系優化人才發展環境實現快速發展實現快速發展充分利用政策優勢和多元化的資金籌措,降低運營成本、確保足夠資金支持用于研發及市場擴張充分利用政策優勢多元化資金籌措基礎及捷徑基礎及捷徑市場精準定位,有效地分配資源,制定有效的市場策略,提高市場占有率,同時避免資源浪費。精準定位客戶需求
160、差異化市場策略品牌建設為確保企業在激烈的競爭中保持領先地位,實現可持續增長,M2為核心硬件相關生產企業構建七大發展策略,在產學研協同、產業鏈協同以及政策支持下,助力企業在不斷變化的市場中保持靜亨利,實現業務的快速增長及盈利M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.1,000,000 條先進制造業市場數據積累條先進制造業市場數據積累Top50世界頂尖能源集團客戶世界頂尖能源集團客戶200+國內本土客戶國內本土客戶(含國央企含國央企、創新民營企業等創新民營企業等)Top 500世界頭部制造業集團客戶世界頭部制造業集團客戶90%長期合作客戶占
161、比長期合作客戶占比能源與電力物流倉儲交通運輸先進制造業石油化工M2 Consulting上海覓途管理咨詢上海覓途管理咨詢15年年+能源電力、先進制造行業咨詢聲譽扎根中國,覆蓋日韓、東南亞等泛亞太市場100+國際客戶,覆蓋美國、德國、法國、荷蘭、瑞士、丹麥、日本、韓國等4名合伙人及40余名專業咨詢顧問電力電子生命科學M2覓途咨詢,更懂制造業的覓途咨詢,更懂制造業的 國際化管理咨詢公司國際化管理咨詢公司我們的客戶和業務我們的客戶和業務關于我們關于我們M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M2 2024 Proprietary and C
162、onfidential All Rights Reserved.關于關于M DATA200,000條產業數據沉淀M DATA泛制造業泛制造業全球全產業鏈數據平臺全球全產業鏈數據平臺覆蓋全球覆蓋全球季度精細化統計季度精細化統計全產業鏈數據全產業鏈數據4大板塊產業數據產業數據持續更新機器人、新能源、工控自動化、新材料15年泛制造業產業研究產業研究經驗1家家獨家合作獨家合作泛制造業精品咨詢公司 覓途咨詢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Re
163、served.化工化工/新材料新材料01 機器人機器人02 新能源新能源工控自動化工控自動化PLC變頻器伺服03 工控自動化工控自動化潤滑油高性能材料04 新材料新材料其他板塊持續更新中機床、電氣設備、物流裝備、智能電網、暖通設備、半導體設備、激光設備、自動門、工程機械M DATA首發首發4大板塊、大板塊、20+產品線產業數據;更多板塊持續更新中產品線產業數據;更多板塊持續更新中工業機器人工業機器人減速機工業機器人人形機器人人形機器人執行器靈巧手本體服務機器人服務機器人專業服務機器人消費服務機器人儲能儲能氫能氫能鋰電池鋰電設備儲能系統電解槽燃料電池加氫站風電風電機組供應鏈M22024Propr
164、ietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.相關產品相關產品 人形機器人本體企業數據庫 人形機器人核心部件數據庫 數據范圍數據范圍數據數據收集方法論收集方法論更新頻率更新頻率本土廠商本土廠商行業行業/協會專家協會專家外資廠商外資廠商政策規劃政策規劃人形機器人數據人形機器人數據核心硬件庫核心硬件庫本體企業數據庫本體企業數據庫基本信息主要資訊投融資產品路線供應鏈專利營業狀況市場規模市場規模行業應用行業應用競爭格局競爭格局滾珠絲杠滾珠絲杠行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠空心杯
165、電機空心杯電機RV減速機減速機諧波減速機諧波減速機精密減速機精密減速機無框力矩電機無框力矩電機六維力傳感器六維力傳感器軸承軸承季度更新季度更新本土及全球頭部企業本土及全球頭部企業技術合作M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.M DATA提供可視化、精細化、定制化的產業數據解決方案提供可視化、精細化、定制化的產業數據解決方案78可視化可視化多元數據呈現形式多元數據呈現形式定制化定制化立體解析產業動態立體解析產業動態市場總結
166、:中國工業機器人市場發展迅猛,尤其是隨著工業自動化進程的加快以及智能制造的深入,機器人應用市場應用領域不斷拓展。2019年四季度開始工業機器人市場開始迎來新的增長機遇。在2020年疫情不利的影響下,全球經濟遭受重創,但中國工業機器人市場逆勢上漲,同比銷量增速達19.1%。2021年,后疫情時代3C領域、汽車市場以及機械加工領域的擴產擴容需求同時發力,帶動中國工業機器市場快速增長。精細化精細化咨詢顧問深度產業洞察咨詢顧問深度產業洞察M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialA
167、llRightsReserved.產業端產業端 驗證產業上下游發展趨勢 驗證各環節主流玩家動向協會端協會端 驗證整體市場規模、趨勢 驗證主要玩家動態供應商端供應商端 跟蹤市場趨勢 更新企業產銷量、業績、產品應用、市場發展等主要供應商主要供應商企業企業協會專協會專家家/數據數據產業鏈上產業鏈上下游專家下游專家PS:MDATA專家聯系人專家聯系人 95%+長期合作長期合作M DATA遵循科學統計方法、多方交叉驗證,優化數據置信度、前瞻產業趨勢遵循科學統計方法、多方交叉驗證,優化數據置信度、前瞻產業趨勢M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved
168、.M2 2024 Proprietary and Confidential All Rights Reserved.2024 機器人產業洞察白皮書重磅發布!機器人產業洞察白皮書重磅發布!2024全球人形機器人企業全球人形機器人企業畫像與能力評估報告畫像與能力評估報告2024年9月中國 上海獲取人形整機白皮書2024人形機器人核心硬件人形機器人核心硬件市場發展白皮書市場發展白皮書2024年9月中國 上海獲取核心硬件白皮書2024工業機器人與減速機工業機器人與減速機產業發展白皮書產業發展白皮書2024年9月中國 上海獲取工業機器人白皮書M22024ProprietaryandConfidentia
169、lAllRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.免責聲明免責聲明81歡迎用戶訂閱M2覓途咨詢的數據及白皮書。M2覓途咨詢作為國內專業的咨詢公司,相關數據及信息的采集均采用科學的市場研究方法論。所涉及企業數據不100%代表企業的真實業績,允許一定范圍的誤差。為尊重知識產權、保障數據貢獻者和服務者的權益,請數據及報告的使用者在相關信息及數據的引用時(包括項目研究報告、財務報告,以及學術論文或畢業論文等)中標注數據來源,并按照文獻引用方式標注來源,同時向M2覓途咨詢進行申請和報備。法律免責:法律免責:1.本報告
170、內所有的數據僅供參考,受范圍、定義、時效等的影響,M2覓途咨詢不保證數據使用時的準確性、完整性、及時性、可靠性,以及對此提供任何明示或暗示的保證。用戶需自行判斷并承擔使用的風險。2.本報告內包含的所有數據不構成任何投資建議,用戶使用我們的數據進行交易決策應自行承擔風險。M2覓途咨詢不對任何因使用我們的數據而導致的任何直接或間接損失或損害承擔責任,包括但不限于因數據錯誤、丟失或損壞而導致的利潤損失、業務中斷、商譽損失或其他任何損失。3.未經書面許可,任何單位及個人不得以任何方式或理由對本報告相關的數據、信息的任何部分進行復制、修改、抄錄、傳播、銷售或用于其他任何商業目的。4.M2覓途咨詢保留對免
171、責聲明的解釋權和修改權,該等解釋和修改將不定期的進行并發布。如果用戶不接受M2覓途咨詢的免責聲明或對我們的服務有任何疑問,請隨時與我們聯系。5.本報告所有的數據由中文、英文或其他語言組成,除非本報告對語言進行特殊標注,否則用戶應當基于對語言的上下文或其普通含義來理解。6.任何對本報告及其所使用的數據提起的任何爭議均適用于中華人民共和國的法律法規。7.請用戶確認已閱讀、理解并接受所有的條款。如用戶不接受所有條款的,請用戶立即停止對M2覓途咨詢的服務,否則,用戶的使用行為將被視為對本免責聲明的接受,和對M2覓途咨詢服務條款的接受。M22024ProprietaryandConfidentialAl
172、lRightsReserved.M22024ProprietaryandConfidentialAllRightsReserved.Thank You!Shanghai Office:801,Building F,Shanghai MIXC,No.3999 Hongxin Rd.Minhang Dist.,Shanghai,ChinaBeijing Office:507,Xiuhui Times Center,No.37 Jianguo Rd,Chaoyang Dist.,Beijing,ChinaChengdu Office:709,Tianzijie Building,No.46 Yihuan Rd.,Jinjiang Dist.,Chengdu,Sichuan,ChinaGermany Ofiice:Stuttgart,Knigstrasse 35,70173,Baden-Wrttemberg,GermanyFAX:+86 21 5479 0359 Tel:+86 139 1664 5025Email: