1、證券研究報告|行業深度|機械設備 1/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 機械設備 報告日期：2024 年 01 月 23 日 無框力矩電機無框力矩電機：先進機器的動力之源，受益人形機器人產業興起：先進機器的動力之源，受益人形機器人產業興起 人形機器人人形機器人行業行業系列系列深度報告深度報告 投資要點投資要點 無框力矩電機無框力矩電機匹配先進機器的關鍵部件匹配先進機器的關鍵部件 1、無框力矩電機是一種無框架式永磁直流伺服電機，只有轉子和定子兩個部件。無框電機以輸出扭矩為衡量指標，而普通電機則以輸出功率為評價指標。2、無框力矩電機作為動力源，用途與傳統電機相同，但存在以下優勢：（1）提高機

2、器性能；（2）結構更緊湊、配置靈活，符合驅動系統的高度集成化趨勢；（3）較高的剛度；（4）靜音效果好；（5）維護成本低。3、無框力矩電機因需要一體化設計并集成到機器內部，通常采用定制方式。需求：需求：預計預計 2029 年全球市場超年全球市場超 300 億元，億元，其中其中人形機器人人形機器人下游下游占比占比達達 73%結論：結論：我們預測我們預測 2029 年全球無框力矩電機總市場需求約年全球無框力矩電機總市場需求約 308 億元。億元。其中，機器人、醫療機械、機床等非人形機器人領域市場規模 11.7 億美元（約合人民幣 84億元），而人形機器人所需無框力矩市場為 224 億元，約占到總需求

3、的 73%。1、當前無框電機主要下游：機器人、醫療機械、高端機床等先進機器當前無框電機主要下游：機器人、醫療機械、高端機床等先進機器。根據覓途咨詢，國內無框力矩電機目前主要應用于機器人領域（工業機器人及服務機器人），占據行業 80%左右的市場份額。根據根據 Valuates Reports，不考慮人形機器人不考慮人形機器人帶來的新增需求，帶來的新增需求，2022 年全球無框力矩電機市場規模為年全球無框力矩電機市場規模為 6.7 億美元，預計到億美元，預計到2029 年市場規模將增長至年市場規模將增長至 11.7 億美元，期間復合增速達億美元，期間復合增速達 8%。據覓途咨詢，2022 年中國無

4、框力矩電機市場規模超 5 億元，2020-2022 年行業平均增速超過50%。2、未來人形機器人有望成為無框力矩電機更重要的下游應用。未來人形機器人有望成為無框力矩電機更重要的下游應用。根據特斯拉 AI Day 2022，其人形機器人 Optimus 采用 14 個直線執行器及 14 個旋轉執行器，對應合計需要 28 個無框力矩電機。人形機器人產業剛剛興起，我們預測 2024 年有望實現初步量產，預測預測 2025 年全球人形機器人用無框力矩電機市場規模有望達年全球人形機器人用無框力矩電機市場規模有望達到到 60 億元，億元，2030 年將有望達到年將有望達到 282 億元。億元。供給：國內外

5、供給：國內外部分部分高端產品性能仍存差距，步科股份為國內龍頭高端產品性能仍存差距，步科股份為國內龍頭 1、2022 年國內無框力矩電機市場國產化率較高年國內無框力矩電機市場國產化率較高。國內無框力矩電機起步較晚，但目前國內市場國產化率已達到較高水平。根據覓途咨詢數據顯示，2022 年國內無框力矩電機市場中，國內廠商步科股份的市場份額接近 50%，其他國內頭部廠商包括航天電器、昊志機電、微精電機、大族電機等。2、無框力矩電機具有一定技術壁壘，無框力矩電機具有一定技術壁壘，部分部分高端產品國內外仍存在技術差距高端產品國內外仍存在技術差距。無框力矩電機的高端產品對充磁技術和電機制造工藝要求較高，難點

6、在于：1）轉矩密度；2）溫升；3）額定和最高轉速；4）成本控制。國內無框力矩電機龍頭廠商步科股份，其產品部分性能達到國際一流水平。投資建議投資建議 無框力矩電機是匹配先進機器設備的動力之源，尤其是未來有望充分受益于人形機器人產業的蓬勃發展。我們建議關注：1、步科股份：、步科股份：無框力矩電機國內龍頭，機器人板塊有望快速成長 2、航天電器：、航天電器：航天連接器龍頭，電機業務打造新增長點 3、昊志機電：、昊志機電：國內領先主軸制造商，突破機器人核心功能部件 4、大族激光：、大族激光：激光設備領先企業，電機等多領域布局釋放成長潛力 風險提示風險提示：1、通用設備需求低于預期；、通用設備需求低于預期

7、；2、人形機器人產業發展進度不及預、人形機器人產業發展進度不及預期；期；3、測算偏差風險、測算偏差風險 行業評級行業評級:看好看好(維持維持)分析師：邱世梁分析師：邱世梁 執業證書號：S1230520050001 分析師：王華君分析師：王華君 執業證書號：S1230520080005 分析師：張楊分析師：張楊 執業證書號：S1230522050001 相關報告相關報告 1 創新突圍、周期復蘇、再國際化、重組整合 2024.01.23 2 液氬高位維持，期待液氧、液氮價格拐點向上 2024.01.23 3 大制造行業全球估值手冊 2024.01.23 行業深度 2/19 請務必閱讀正文之后的免責

8、條款部分 正文目錄正文目錄 1 無框力矩電機無框力矩電機匹配先進機器的關鍵部件匹配先進機器的關鍵部件.4 2 需求：預計需求：預計 2029 年全球無框電機市場超年全球無框電機市場超 300 億元，其中人形機器人應用占比達億元，其中人形機器人應用占比達 73%.6 2.1 當前無框電機主要下游：機器人、醫療機械、高端機床等先進機器.6 2.1.1 工業機器人（含協作機器人）作為無框電機主要下游，有望實現較快增長.7 2.1.2 醫療器械：無框電機適配手術機器人、醫學成像等，實現高精確、平穩運動控制.8 2.1.3 高端數控機床：無框力矩電機可用于高精密五軸機床.8 2.2 未來人形機器人有望成

9、為無框力矩電機更重要的下游應用.10 3 供給：國內外高端產品性能仍存差距，步科股份為國內龍頭供給：國內外高端產品性能仍存差距，步科股份為國內龍頭.11 3.1 2022 年國內無框力矩電機市場國產化率已達到較高水平.11 3.2 無框力矩電機具有一定技術壁壘，高端產品國內外仍存在技術差距.12 4 投資建議投資建議.14 4.1 步科股份：無框力矩電機國內龍頭，機器人板塊有望快速成長.14 4.2 航天電器：航天連接器龍頭，電機業務打造新增長點.15 4.3 昊志機電：國內領先主軸制造商，突破機器人核心功能部件.16 4.4 大族激光：激光設備領先企業，電機等多領域布局釋放成長潛力.17 5

10、 風險提示風險提示.18 lUbWrUnYxU9UkU9YNBmOoMsQ9PcM7NoMoOmOnReRrRoPiNoMmR6MoOuNwMtOpONZoPnO行業深度 3/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖表目錄圖表目錄 圖 1：無框力矩電機示意圖.4 圖 2：有框力矩電機示意圖.4 圖 3：典型的無框力矩電機結構安裝設計小巧緊湊.5 圖 4：2022 年機器人（工業機器人及服務機器人）領域占據無框力矩電機 80%下游市場.6 圖 5：預計 2029 年全球無框力矩電機市場規模達 11.7 億美元，2022-2029 年復合增速 8%.7 圖 6：2024-2026 年全球工業機器

11、人年度安裝量復合增速為 7%.8 圖 7：全球手術機器人市場 2017-2023 年 CAGR 為 26%.8 圖 8：中國手術機器人市場 2017-2023 年 CAGR 為 42%.8 圖 9：2022 年中國數控機床市場規模同比增長 6.6%.9 圖 10：2022-2028 年全球五軸數控機床市場規模 CAGR 為 11%.9 圖 11：2022 年中國無框力矩電機市場中，步科股份為國內龍頭.11 圖 12：海外龍頭廠商無框力矩電機設計工藝對比.13 圖 13：步科股份 2018-2022 年營業收入 CAGR 為 14%.15 圖 14：步科股份 2018-2022 年歸母凈利潤 C

12、AGR 為 26%.15 圖 15：2018-2022 年航天電器營業收入 CAGR 為 21%.15 圖 16：2018-2022 年航天電器歸母凈利潤 CAGR 為 12%.15 圖 17：2018-2022 年昊志機電營收/歸母凈利潤 CAGR21%/-19%.16 圖 18：2022 年昊志機電攤薄 ROE/銷售凈利率為 2%/2%.16 圖 19：2019-2022 年大族激光營業收入 CAGR 為 16%.17 圖 20：2019-2022 年大族激光歸母凈利潤 CAGR 為 24%.17 表 1：預計 2030 年全球人形機器人領域所需無框力矩電機的市場規模有望達 282 億元.

13、10 表 2：國內、外無框力矩電機頭部企業業務情況梳理.11 表 3：國內、外無框力矩電機龍頭廠商產品性能對比.13 表 4：無框力矩電機相關公司估值表.14 行業深度 4/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 1 無框力矩電機無框力矩電機匹配先進機器的關鍵部件匹配先進機器的關鍵部件 無框力矩電機是一種無框架式永磁電機無框力矩電機是一種無框架式永磁電機（永磁電機屬于一種直流伺服電機）（永磁電機屬于一種直流伺服電機），只有轉，只有轉子、定子兩個部件子、定子兩個部件（沒有軸、軸承、外殼或端蓋等）（沒有軸、軸承、外殼或端蓋等）。轉子是內部部件，由帶永磁體的旋轉鋼圓環組件構成，直接安裝在機器軸上。定

14、子是外部部件，齒輪外部環繞鋼片和銅繞組，以產生緊密攀附在機器殼體內的電磁力。無框力矩電機讓機器結構設計不再受制于電機殼體的束縛，利用機器的自身軸承支撐轉子，將電機無縫內置于機器設計中。圖1：無框力矩電機示意圖 圖2：有框力矩電機示意圖 資料來源：步科股份官網，浙商證券研究所 資料來源：大族電機官網，浙商證券研究所 不同于傳統伺服電機，無框力矩電機以輸出扭矩為衡量指標，不同于傳統伺服電機，無框力矩電機以輸出扭矩為衡量指標，普通伺服電機更偏向以普通伺服電機更偏向以輸出功率為評價指標。輸出功率為評價指標。無框力矩電機由驅動器供電，驅動器控制 U/V/W 三相電形成電磁場，永磁體的轉子在此磁場的作用下

15、轉動。無框力矩電機可以通過霍爾元件做為反饋信號，也可以通過另外加裝的編碼器信號做為反饋，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度，達到伺服控制的目的。無框力矩電機作為動力源，具有與無框力矩電機作為動力源，具有與普通普通伺服電機相同的用途，但在某些伺服電機相同的用途，但在某些方面方面中具有明中具有明顯的優勢顯的優勢：1、提高機器性能：、提高機器性能：直接耦合（無背隙）、更高的系統帶寬，可直接集成到機器結構中降低風磨損失從而提高機器效率。2、結構更緊湊：、結構更緊湊：機器占用空間更小、單位體積扭矩更高。3、較、較高的剛度：高的剛度：可以做為直驅動力源，不需要皮帶和皮帶輪，絲桿或齒輪箱，

16、就能直驅負載。3、靜音：靜音：由于直接集成到機器的結構中，改變了傳動方式（甚至不用減速機），帶來了明顯的靜音效果。4、減少維護、減少維護：更少的機械部件、無易磨損或需要維護的組件。行業深度 5/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 相較于有框電機，無框電機配置靈活，安裝方便，著眼于目前驅動系統的高度集成化相較于有框電機，無框電機配置靈活，安裝方便，著眼于目前驅動系統的高度集成化趨勢。趨勢。工程師無需像傳統設計那樣考慮電機接口，只需要在系統設計中給予電機相當小的空間位置預留即可，可以最大限度的縮小驅動系統中動力輸出單元的空間占用，以此來達到更高的系統集成。在下圖機器結構中，將無框力矩電機的轉子

17、粘接在機器的高速轉軸上，軸線 O1O2 即支撐了無框力矩電機的轉子，又支撐了機器本身的高速運動。圖3：典型的無框力矩電機結構安裝設計小巧緊湊 資料來源：研一機械，浙商證券研究所 無框力矩電機無框力矩電機因需要因需要一體化設計并集成到機器內部，一體化設計并集成到機器內部，通常采通常采用定制用定制方式方式。機械工程師需要根據具體的機械設計尺寸來確定無框力矩電機的外形尺寸和扭矩/轉速性能，而定制電機需要極其專業化的電磁設計經驗和工藝生產經驗。行業深度 6/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2 需求：需求：預計預計 2029 年全球無框電機市場超年全球無框電機市場超 300 億元，其中人形機億元

18、，其中人形機器人應用占比器人應用占比達達 73%2.1 當前無框電機主要當前無框電機主要下游：下游：機器人機器人、醫療機械、高端機床等先進機器、醫療機械、高端機床等先進機器 根據覓途咨詢，國內根據覓途咨詢，國內無框力矩電機目前主要應用于機器人領域無框力矩電機目前主要應用于機器人領域（工業機器人（工業機器人及及服務機服務機器人器人），共），共占據占據行業行業 80%左右的市場份額。左右的市場份額。它主要用于機器人的關節和手臂，提供高扭矩和高精度的控制。典型應用包括協作機器人的關節，其中每臺機器人通常需要 6-7 個無框力矩電機。無框力矩電機的中空設計使其在協作機器人中占用空間較小，從而提高了效率

19、。此外，在通用自動化領域，模切和層壓、高精密機床、絲網印刷等也會用到大量的無框力矩電機，在醫療領域的 CT 機和 X 光機上、航空航天領域的雷達、慣導系統、轉臺等都有一定的使用。圖4：2022 年機器人（工業機器人及服務機器人）領域占據無框力矩電機 80%下游市場 資料來源：M2 覓途咨詢，浙商證券研究所 行業深度 7/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 根據根據 Valuates Reports，2022 年全球無框力矩電機市場規模為年全球無框力矩電機市場規模為 6.7 億美元，預計到億美元，預計到2029 年市場規模將增長至年市場規模將增長至 11.7 億美元，期間復合增速達億美元，期

20、間復合增速達 8%。圖5：預計 2029 年全球無框力矩電機市場規模達 11.7 億美元，2022-2029 年復合增速 8%備注：以上測算未考慮人形機器人需求 資料來源：Valuates Reports，浙商證券研究所 另據覓途咨詢，另據覓途咨詢，2022 年中國無框力矩電機市場規模超年中國無框力矩電機市場規模超 5 億元，億元，2020-2022 年行業平均年行業平均增速超過增速超過 50%。預計未來隨著協作機器人以及智能化需求的快速增長，無框力矩電機市場規模將保持較高速的發展。2.1.1 工業機器人工業機器人（含協作機器人）（含協作機器人）作為無框電機主要下游，有望實現較快增長作為無框電

21、機主要下游，有望實現較快增長 考慮到機器代人需求的不斷釋放，全球工業機器人銷量有望持續增長。根據 IFR 2023年 9 月的預測，2026 年全球工業機器人年度安裝量將提升至 71.8 萬臺，預計 2024-2026 年三年的復合增速為 7%。協作機器人可以與人在同一工作空間內協同作業，是近年增速較快的工業機器人。根據高工機器人產業研究所數據，2022 年我國協作機器人銷量 2.5 萬臺，預計 2026 年超 9 萬臺，對應 2023-2026 年四年的復合增速為 38%。行業深度 8/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖6：2024-2026 年全球工業機器人年度安裝量復合增速為 7

22、%資料來源：IFR，浙商證券研究所 2.1.2 醫療器械：醫療器械：無框電機適配無框電機適配手術機器人、醫學成像等手術機器人、醫學成像等，實現，實現高精確、平穩運動控制高精確、平穩運動控制 無框力矩電機可用于醫學成像、外科手術無框力矩電機可用于醫學成像、外科手術機器人機器人等等醫學領域醫學領域。在醫學成像中主要用于平滑、精準的運動控制，實現圖像的高分辨率，減少不必要的移動。在外科手術機器人中主要針對于微創手術，可以在遠小于人手可處理的區域中以高精度執行操作。人口老齡化的加劇、外科手術的復雜性以及對具有更高準確性的非侵入性手術需求不斷擴大，推動手術機器人市場增長。弗若斯特沙利文預計 2023 年

23、中國手術機器人市場將達到 72 億元，2017-2023 年 CAGR 為 42%。圖7：全球手術機器人市場 2017-2023 年 CAGR 為 26%圖8：中國手術機器人市場 2017-2023 年 CAGR 為 42%資料來源：弗若斯特沙利文，中商產業研究院，浙商證券研究所 資料來源：弗若斯特沙利文，中商產業研究院，浙商證券研究所 2.1.3 高端數控高端數控機床：機床：無框無框力矩力矩電機可用于高精密五軸機床電機可用于高精密五軸機床 無框力矩電機可以無框力矩電機可以在成型、磨削、鉆孔在成型、磨削、鉆孔等機床中等機床中提高精度和可重復性提高精度和可重復性。無框力矩電機直接嵌入機械設計，安

24、裝簡單能夠提高性能以及延長使用壽命，能夠消除機器連接設備，降低機器的整體尺寸，同時零背隙的設計提供了更好的系統性能。行業深度 9/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 據前瞻產業研究院預測，據前瞻產業研究院預測，2026 年中國數控機床市場規模將超年中國數控機床市場規模將超 6200 億元。億元。目前中國已經成為世界第一大機床市場，數控機床已經成為機床消費的主流。根據中商產業研究院，2022 年我國數控機床產業規模為 3825 億元，同比增長 6.6%。無框電機可用于無框電機可用于高精密五軸聯動數控機床。高精密五軸聯動數控機床。根據 QYResearch 的統計及預測，2021 年全球五軸數

25、控機床市場銷售額達 76 億美元，預計 2028 年將達到 154 億美元，預計 2022-2028 年 CAGR 為 11%。無框力矩電機可以在緊湊、輕質的電磁組件中提供高轉矩密度。直驅電機具備低速大扭矩、高精度定位、高響應速度等特點，能夠應用高端數控系統的開發和產業化中。圖9：2022 年中國數控機床市場規模同比增長 6.6%圖10：2022-2028 年全球五軸數控機床市場規模 CAGR 為 11%資料來源：中商產業研究院，浙商證券研究所 資料來源：QYResearch，浙商證券研究所 行業深度 10/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2.2 未來人形機器人有望成為無框力矩電機更重

26、要的下游應用未來人形機器人有望成為無框力矩電機更重要的下游應用 人形機器人前景廣闊，國內外知名企業加速布局。2023 年 11 月工業和信息化部印發人形機器人創新發展指導意見，提出人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的下一個顛覆性產品，并明確 2025 年實現批量生產、2027 年綜合實力達到世界先進水平的目標。目前典型的人形機器人如海外廠商特斯拉的 Optimus，波士頓動力的Atlas，國內廠商如優必選的 Walker X、小米 Cyberone 等。根據特斯拉 AI Day 2022，其人形機器人 Optimus 采用 14 個直線執行器及 14 個旋轉執行器。無論是直線執

27、行器還是旋轉執行器，每個執行器均包含 1 個無框力矩電機，即單個人形機器人包含 28 個無框力矩電機。人形機器人產業剛剛興起，我們預測人形機器人產業剛剛興起，我們預測 2024 年有望實現初步量產，預測年有望實現初步量產，預測 2025 年全球人年全球人形機器人用無框力矩電機市場規模有望達到形機器人用無框力矩電機市場規模有望達到 60 億元，億元，2030 年將有望達到年將有望達到 282 億元億元。關鍵假設：單個人形機器人所需無框力矩電機 28 個（參考特斯拉人形機器人方案），假設 2024年無框力矩電機均價為 1000 元/個，而后因規模擴大單價逐年降低。表1：預計 2030 年全球人形機

28、器人領域所需無框力矩電機的市場規模有望達 282 億元 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 世界總人口（億人）81 82 83 83 84 85 85 TO C 端 每萬人人形機器人擁有量（臺）0.1 0.3 0.7 1.3 2.2 3.5 5.3 TO C 端人形機器人保有量（萬臺）8 25 58 108 185 297 453 TO C 端人形機器人銷量（萬臺）8 16 33 51 77 112 156 全球勞動力人口（億人）35 35 36 36 36 37 37 TO B 端每萬人人形機器人密度（臺）0.1 0.3 0.7 1.3 2.2

29、 3.5 5.3 TO B 端人形機器人保有量（萬臺）3 11 25 47 80 128 195 TO B 端人形機器人銷量（萬臺）3 7 14 22 33 48 67 匯總：人形機器人保有量（萬臺）12 35 83 155 265 425 648 匯總：人形機器人銷量（萬臺）12 24 48 72 110 160 224 人形機器人銷量增速 103%102%52%52%46%40%無框力矩電機需求量（萬個）無框力矩電機需求量（萬個）336 672 1344 2016 3080 4480 6272 無框力矩電機單價（萬元）無框力矩電機單價（萬元）0.1 0.09 0.08 0.07 0.06

30、0.05 0.045 無框力矩電機市場規模（億元）無框力矩電機市場規模（億元）34 60 108 141 185 224 282 無框力矩電機市場規模增速無框力矩電機市場規模增速 80%78%31%31%21%26%資料來源：浙商證券研究所測算 綜上，我們預測綜上，我們預測 2029 年全球無框力矩電機總市場需求年全球無框力矩電機總市場需求約約 308 億元。其中，機器人、億元。其中，機器人、醫療機械、機床等非人形機器人領域市場規模醫療機械、機床等非人形機器人領域市場規模 11.7 億億美美元（約合人民幣元（約合人民幣 84 億元）億元），而人形，而人形機器人所需無框力矩市場為機器人所需無框力

31、矩市場為 224 億元，約占到總需求的億元，約占到總需求的 73%。行業深度 11/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 3 供給：供給：國內外高端產品性能仍存差距，步科股份為國內龍頭國內外高端產品性能仍存差距，步科股份為國內龍頭 3.1 2022 年國內無框力矩電機市場年國內無框力矩電機市場國產化率國產化率已達到已達到較高較高水平水平 國內無框力矩電機起步較晚，但目前國內國內無框力矩電機起步較晚，但目前國內市場國產化率已達到較高水平市場國產化率已達到較高水平。海外龍頭公司包括 TQ Robodrive（德國）、Kollmorgen（美國）、Allied motion（美國）、Aerotec

32、h（美國）、Parker（美國）等。國內廠商主要有步科股份、航天電器、昊志機電、微精電機等。根據覓途咨詢數據顯示，2022 年國內無框力矩電機市場中，國內廠商步科股份的市場份額接近 50%。圖11：2022 年中國無框力矩電機市場中，步科股份為國內龍頭 資料來源：M2 覓途咨詢，浙商證券研究所 國內、外無框力矩電機企業的具體情況如下表所述：表2：國內、外無框力矩電機頭部企業業務情況梳理 公司 國別 無框力矩電機進展 應用領域 2022 年營業收入 海外 Kollmorgen 美國 提供 17 種標準框架尺寸（直徑 60mm 到850mm，扭矩最高 13,000Nm）的無框電機解決方案，每種尺寸

33、都有多種堆疊長度和繞組選項 機床、醫療影像、機器人、醫療自動化、半導體設備和材料等-Aerotech 美國 S 系列電機是 Aerotech 的高性能無刷無框力矩電機。電機采用稀土磁鐵，可在緊湊的組件中實現最大的扭矩和加速度，同時提供出色的速度穩定性 適合直驅應用，如打印、掃描等-Allied motion 美國 提供多個系列的高性能無框和封閉式無刷力矩電機。無框尺寸范圍從 17.3 毫米（0.68英寸）到 792 毫米（31.2 英寸）和定制尺寸以滿足特定要求 航空航天與國防、醫療設備、半導體設備等 35 億元 Parker 美國 TK 系列無框直驅力矩電機套件可在低速時提供高扭矩，并作為單

34、獨的轉子和定子提供，允許直接系統集成。采用 400VAC 繞組，扭矩高達 21700Nm，額定功率為207kW，速度為 2500min-1 工業制造設備等 Motion systems 0.2 億元 TQ Robodrive 德國 ILM 和 ILM-E 系列的 TQ 定轉子組件套件為驅動技術領域的尖端解決方案提供領先的扭矩密度和重量輕的無框電機 自動化、醫療技術、機械工程、航空和機器人領域 24 億元 tecnotion 荷蘭 Tecnotion 提供 QTL 系列力矩電機，極限扭矩范圍 0.64-2202Nm，連續扭矩范圍 0.29-半導體、機床、機器人、顯示應用和印刷-行業深度 12/1

35、9 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 907Nm，最大轉速 28000rpm 行業等 Maxon Motor 瑞士 提供 EC 無框扁平電機，外徑范圍為 43mm至 90mm 醫療技術、工業自動化和航空航天等-國內 步科股份 中國 國內最早做無框電機的廠家之一，提供FMC 無框力矩電機，具有穩定高效、高功率密度、低齒槽力矩、高空間利用率的特點 協作機器人等 5 億元 林泉電機 中國 航天電器航天電器的子公司，研制微特電機、特種電機、伺服驅動控制和電動機構產品等 航天航空、衛星、兵器、電子信息等 14 億元 昊志機電 中國 提供無框力矩電機產品，轉距力1%，有利于機器人力矩控制，3.5 倍過載能

36、力，加強機器人負載能力 協作機器人、輕型機器人等 10 億元 大族電機 中國 大族激光大族激光的子公司，提供 DDR 系列力矩電機，能夠提供直接驅動、高動態響應、高精度等性能 光伏 PECVD 設備等 4 億元 微精電機 中國 產品包含永磁直流力矩電動機，可在低速情況下輸出較大轉矩，不經齒輪減速與負載直接耦合。航空、航天、船舶重工、兵器、核工業、電子系統-資料來源：各公司官網，Bloomberg，浙商證券研究所 3.2 無框力矩電機具有一定技術壁壘，高端產品國內外仍存在技術差距無框力矩電機具有一定技術壁壘，高端產品國內外仍存在技術差距 無框力矩電機無框力矩電機的高端產品的高端產品對充磁技術和電

37、機制造工藝要求較高對充磁技術和電機制造工藝要求較高，國內外廠商產品性能，國內外廠商產品性能仍存在仍存在一定的一定的差距。差距。目前，機器人關節電機主要采用無刷無框永磁力矩電機，使用先進充磁技術和電機制造工藝，是提升機器人驅動電機轉矩密度和過載能力的重要發展方向。難點在于：難點在于：1）轉矩密度轉矩密度：機器人的關節需求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；2）溫升溫升：基于較小的關節尺寸，在達到很高的功率密度時需要觀測達到熱穩態后電機溫升是否正常；3）額定和最高轉速額定和最高轉速：機器人在某些場景中有不斷提速的需求，理論上對于電機系統來說，轉矩需求固定，額定速度上限附近

38、將損失轉矩。因此意味著更高的電磁設計要求；4）成本控制成本控制：作為機器人等機械設備的關鍵部件，成本控制對核心零部件國產化的提升十分重要，高轉矩密度能夠縮減電機體積，降低成本。外國外國用于機器人關節的無框力矩電機廠商主要有用于機器人關節的無框力矩電機廠商主要有 Kollmorgen 和和 TQ Robodrive。美國Kollmorgen 采用分布式的分數槽及碳纖維綁扎技術，德國 TQ Robodrive 采用模塊化定子和環氧塑封灌膠技術。在極槽設計上，Kollmorgen 采用了分數槽分布繞組的少極多槽的方案使得齒槽轉矩及轉矩脈動較低，保證電機運行平穩且降低對驅動器的要求。TQ Robodr

39、ive采用集中繞組的多級少槽方案，模塊化的定子結構有效提高繞組槽滿率，環氧灌封技術能夠提高電機散熱能力，進而有效提高電機轉矩密度。行業深度 13/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖12：海外龍頭廠商無框力矩電機設計工藝對比 資料來源：基于輻向環充磁的高轉矩密度永磁力矩電機設計與分析，浙商證券研究所 國內無框力矩電機國內無框力矩電機龍頭廠商龍頭廠商步科股份步科股份，其其產品產品部分性能達到國際一流水平部分性能達到國際一流水平。公司 2022年新推出的第三代無框力矩電機首創無框灌封工藝，提供型號完備的低壓力矩電機解決方案，專為需求體積小、質量輕、慣量低、結構緊湊、功率高的應用場合而設計。表

40、3：國內、外無框力矩電機龍頭廠商產品性能對比 美國 Kollmorgen 德國 TQ Robodrive 步科股份 產品 TBM 2G 無框力矩電機 ILM 系列無框電機 FMC 無框力矩電機 額定功率（W）205-1430 70-570 100-1050 額定扭矩（Nm）0.27-6.03 0.032-3.9 0.45-3.5 額定轉速（rpm）2600-8000 1400-22650 2500-3000 定子外徑（mm）50-115 25-115 57.8-104 轉子內徑（mm）24.75-57.5 11.6-74 25-55 資料來源：各公司官網，浙商證券研究所 行業深度 14/19

41、請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4 投資建議投資建議 無框力矩電機是匹配先進機器設備的動力之源，尤其是未來有望充分受益于人形機器人產業的蓬勃發展。目前國內市場國產廠商占據一席之地，步科股份市場份額處于較為領先地位。國產無框電機在部分高端產品與海外龍頭還有一定的技術差距，但隨著下游產業的不斷發展，預計未來國產無框力矩電機企業的成長機會較為確定、也相對較大。我們建議關注以下上市公司：步科股份、航天電器、昊志機電、大族激光等。同時也關注非上市公司，如：微精電機等。表4：無框力矩電機相關公司估值表 證券代碼證券代碼 公司公司 市值市值（億元）（億元）歸母凈利潤（億元）歸母凈利潤（億元）PE 2022

42、 2023E 2024E 2025E 2022 2023E 2024E 2025E 688160.SH 步科股份 44 0.9 0.9 1.1 1.4 48 47 39 31 002025.SZ 航天電器 192 5.6 7.8 10.6 13.6 35 25 18 14 300503.SZ 昊志機電 49 0.2 222 002008.SZ 大族激光 201 12.1 11.0 16.2 19.4 17 18 12 10 平均數平均數 33 30 23 18 備注：上述公司歸母凈利潤預測值均來自 wind 一致盈利預測；時間截止至 2024 年 1 月 14 日收盤；2022 年 PE 平均

43、值剔除昊志機電 資料來源：Wind，浙商證券研究所 4.1 步科股份步科股份：無框力矩電機國內龍頭，機器人板塊有望快速成長：無框力矩電機國內龍頭，機器人板塊有望快速成長 公司主要從事工業自動化控制核心部件與數字化工廠軟硬件的研發、生產、銷售以及公司主要從事工業自動化控制核心部件與數字化工廠軟硬件的研發、生產、銷售以及相關技術服務，并為客戶提供自動化控制、數字化工廠解決方案相關技術服務，并為客戶提供自動化控制、數字化工廠解決方案。公司以智能制造為戰略發展方向，在工業自動化、機器人、工廠數字化方面發展核心技術。核心產品：1）控制系統：人機界面、可編程邏輯控制器，主要應用于物流設備、醫療設備、工業機

44、器人等領域；2）驅動系統：伺服系統、步進系統、低壓變頻器，主要應用于移動工業機器人、協作機器人、特種機器人、服務機器人、物流設備、醫療設備等。收入、利潤增收入、利潤增長穩定，無框力矩電機等驅動系統長穩定，無框力矩電機等驅動系統為主要營收來源為主要營收來源。2018-2022 年，公司營業收入 CAGR 為 14%，歸母凈利潤 CAGR 為 26%，盈利能力逐步增長。公司持續深耕機器人行業，推出移動機器人回轉/頂升動力模組、移動機器人一體化伺服輪、重載移動機器人低壓伺服系統、協作機器人無框力矩電機等產品及解決方案。2022 年驅動系統產生營業收入達 3 億元，2018-2022 年 CAGR 為

45、 19%，在機器人行業實現銷售收入超 1 億元，2020-2022 年 CAGR 為 60%。行業深度 15/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖13：步科股份 2018-2022 年營業收入 CAGR 為 14%圖14：步科股份 2018-2022 年歸母凈利潤 CAGR 為 26%資料來源：步科股份公告，Choice，浙商證券研究所 資料來源：步科股份公告，Choice，浙商證券研究所 推出第三代無框力矩電機，與國際產品尺寸接軌。推出第三代無框力矩電機，與國際產品尺寸接軌。公司于 16 年推出首代無框力矩電機，在國內起步較早。2022 年推出的第三代無框力矩電機 FMC 系列首創無框

46、灌封工藝，可以應用于協作機器人無框電機解決方案中，具備額定扭矩 0.11Nm-3.5Nm、熱敏電阻過載保護、定轉子激光標識確保追溯性、同尺寸多種疊片厚度組合等功能，具有穩定高效、高功率密度、低齒槽力矩、高空間利用率等優勢，助力協作機器人廠商制造出有競爭力的、適配性強的產品，同時幫助協作機器人廠商降低生產成本。4.2 航天電器航天電器：航天連接器龍頭，電機業務打造新增長點：航天連接器龍頭，電機業務打造新增長點 公司主要從事高端連接器、微特電機、高端繼電器、光通信器件（光電模塊）等產品公司主要從事高端連接器、微特電機、高端繼電器、光通信器件（光電模塊）等產品的研制、銷售的研制、銷售，以及為航空、航

47、天、電子等領域提供系統集成互聯一體化方案設計及實施以及為航空、航天、電子等領域提供系統集成互聯一體化方案設計及實施服務。服務。微特電機研制生產的主要品種為伺服電機、無刷直流電機、直流力矩電機、永磁直流系列電機、復式永磁抽油機電機、中小型民用電機，隨著國內在機器人電機、汽車電機等領域產業的長足發展，高轉速、低噪音、節能電機、軟件控制市場需求明顯。收入、利潤穩定增長，2023 年前三季度公司營業收入為 52 億元，同比增長 11%，2018-2022 年 CAGR 為 21%。2023 年前三季度公司歸母凈利潤為 6 億元，同比增長 35%，2018-2022 年 CAGR 為 12%。圖15：2

48、018-2022 年航天電器營業收入 CAGR 為 21%圖16：2018-2022 年航天電器歸母凈利潤 CAGR 為 12%資料來源：航天電器公告，Choice，浙商證券研究所 資料來源：航天電器公告，Choice，浙商證券研究所 行業深度 16/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 依托子公司航天林泉擁有依托子公司航天林泉擁有的的國家精密微特電機工程技術研究中心，國家精密微特電機工程技術研究中心，擴大民用電機業務擴大民用電機業務規模。規模。2007 年公司與中國江南航天工業集團林泉電機廠（改制更名為“林泉航天電機有限公司”）合資組建貴州航天林泉電機有限公司，在繼電器、連接器業務基礎上增

49、加電機、遙測遙控設備、伺服控制系統等新業務。2022 年公司使用自有資金收購關聯企業林泉航天電機有限公司（現企業名稱變更為“通聯航天工業有限公司”）所持的深圳市航天電機系統有限公司 68%股權和深圳斯瑪爾特微電機有限公司 51%股權。1）航電系統：在民用直流無刷電機、交流伺服電機等領域擁有技術積累、客戶資源，主要業務為研制生產銷售伺服電機系統等；2）斯瑪爾特：在同步步進電機、電機驅動控制等領域擁有較多技術積累、客戶資源，主要業務為生產經營同步電機、步進電機等業務，將持續加快民用電機產業布局和業務拓展。4.3 昊志機電：昊志機電：國內領先主軸制造商，突破機器人核心國內領先主軸制造商，突破機器人核

50、心功能功能部件部件 公司是一家專業從事中高端數控機床、機器人、新能源汽車等核心功能部件等的研發設計、生產制造、銷售與維修服務的國家高新技術企業。公司產品涵蓋高端主軸、轉臺、直線電機、數控系統、諧波減速器、伺服電機、驅動器、傳感器、氫能源汽車燃料電池 壓縮機、曝氣鼓風機、直驅類高速風機等。2018-2022 年昊志機電營收、歸母凈利潤復合增速分別為 21%和-19%，營業收入和歸母凈利潤下降主要系全球經濟下行、原材料價格上漲影響。2022 年公司攤薄 ROE 和銷售凈利率均為 2%，盈利能力較 2019 年逐步恢復。圖17：2018-2022 年昊志機電營收/歸母凈利潤 CAGR21%/-19%

51、圖18：2022 年昊志機電攤薄 ROE/銷售凈利率為 2%/2%資料來源：昊志機電公告，Choice，浙商證券研究所 資料來源：昊志機電公告，Choice，浙商證券研究所 公司以自主創新為核心，布局機器人核心功能部件產業鏈。公司以自主創新為核心，布局機器人核心功能部件產業鏈。公司當前的諧波減速器、機器人關節模組、末端執行機構（氣動手指和快換模塊）等產品能夠滿足協助機器人、輕型機器人生產的模塊化、標準化、小型化要求，具有較好的市場前景。公司生產的諧波減速器已經達到較高的精度及壽命標準，相關產品已實現批量銷售，并先后攻克了智能機器人用“高性能諧波減速器”、“高精度編碼器”、“一體化關節模組”、“

52、六維力傳感器”、“控制系統”等一系列核心功能部件技術，打破了智能機器人核心功能部件依賴進口的局面，實現了智能機器人核心功能部件的全國產化。行業深度 17/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4.4 大族激光大族激光：激光設備領先企業，：激光設備領先企業，電機等電機等多多領域領域布局布局釋放釋放成長成長潛力潛力 公司從事智能制造裝備及其關鍵器件的研發、生產和銷售，具備從基礎器件、整機設備到工藝解決方案的垂直一體化優勢，是全球領先的智能制造裝備整體解決方案服務商。主要產品分為通用元件及行業普及產品、行業專機產品、極限制造產品三大類。公司研發生產的多類激光器、伺服電機等通用元件已全面推向市場，有

53、望成為新的業績驅動因素。公司 2023 年前三季度營業收入 94 億元，同比減少 11%，2019-2022 年營收 CAGR 為16%。2023 年前三季度歸母凈利潤為 6 億元，同比減少 38%，2019-2022 年 CAGR 為24%。業績有所下降主要系經濟下行、行業周期變動影響。圖19：2019-2022 年大族激光營業收入 CAGR 為 16%圖20：2019-2022 年大族激光歸母凈利潤 CAGR 為 24%資料來源：大族激光公告，Choice，浙商證券研究所 資料來源：大族激光公告，Choice，浙商證券研究所 子公司大族電機子公司大族電機主要主要業務業務為直線電機、力矩電機

54、等，進一步布局電機產業鏈。為直線電機、力矩電機等，進一步布局電機產業鏈。子公司大族電機參與永磁式直線電動機通用技術條件GB/T 34115-2017 國家標準起草與制定，是公司的核心業務板塊之一，其中 DDR 力矩電機系列可以實現低轉速、高扭力、高精度、響應速度快、過載能力強等指標，主要電機產品能夠應用于鋰電新能源、光伏、激光及加工、顯示及半導體、數控機床、3C 電子、建筑及醫療等行業。目前公司在消費電子、新能源設備、激光加工等領域與多家龍頭企業具備合作關系，如富士康、寧德時代、比亞迪等，整體市占率維持領先，有望推進電機業務增長。行業深度 18/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 5 風險

55、提示風險提示 1、通用設備通用設備需求低于預期需求低于預期 通用設備的需求受宏觀經濟的影響較大，若宏觀經濟出現大幅波動，對應無框力矩電機下游市場如工業機器人、高端機床等需求將受到較大影響。2、人形機器人人形機器人產業發展進度產業發展進度不及預期不及預期 人形機器人作為新興產業，受研發風險、成本限制以及實際應用需求有待持續挖掘等多方面因素的影響，人形機器人發展進度不及預期，將會對無框力矩電機未來的需求增長產生不利影響。3、測算偏差風險測算偏差風險 部分行業數據測算基于一定的假設條件，若實際數據偏離假設，則存在數據不及預期風險。行業深度 19/19 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 股票投資評級說

56、明股票投資評級說明 以報告日后的 6 個月內，證券相對于滬深 300 指數的漲跌幅為標準，定義如下：1.買 入：相對于滬深 300 指數表現20以上；2.增 持：相對于滬深 300 指數表現1020；3.中 性：相對于滬深 300 指數表現1010之間波動；4.減 持：相對于滬深 300 指數表現10以下。行業的投資評級：行業的投資評級：以報告日后的 6 個月內，行業指數相對于滬深 300 指數的漲跌幅為標準，定義如下：1.看 好：行業指數相對于滬深 300 指數表現10%以上；2.中 性：行業指數相對于滬深 300 指數表現10%10%以上；3.看 淡：行業指數相對于滬深 300 指數表現1

57、0%以下。我們在此提醒您，不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系，表示投資的相對比重。建議：投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際情況，比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投資者不應僅僅依靠投資評級來推斷結論。法律聲明及風險提示法律聲明及風險提示 本報告由浙商證券股份有限公司（已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格，經營許可證編號為：Z39833000）制作。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料，但浙商證券股份有限公司及其關聯機構（以下統稱“本公司”）對這些信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證，也不保證所包含的信息和建議不發生任何變

58、更。本公司沒有將變更的信息和建議向報告所有接收者進行更新的義務。本報告僅供本公司的客戶作參考之用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告僅反映報告作者的出具日的觀點和判斷，在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議，投資者應當對本報告中的信息和意見進行獨立評估，并應同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，本公司及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本公司的交易人員以及其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。本公司沒有將此意見

59、及建議向報告所有接收者進行更新的義務。本公司的資產管理公司、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。本報告版權均歸本公司所有，未經本公司事先書面授權，任何機構或個人不得以任何形式復制、發布、傳播本報告的全部或部分內容。經授權刊載、轉發本報告或者摘要的，應當注明本報告發布人和發布日期，并提示使用本報告的風險。未經授權或未按要求刊載、轉發本報告的，應當承擔相應的法律責任。本公司將保留向其追究法律責任的權利。浙商證券研究所浙商證券研究所 上?？偛康刂罚簵罡吣下?729 號陸家嘴世紀金融廣場?1 號樓?25 層 北京地址：北京市東城區朝陽門北大街?8 號富華大廈?E 座?4 層 深圳地址：廣東省深圳市福田區廣電金融中心?33 層 上?？偛苦]政編碼：200127 上?？偛侩娫挘?8621)80108518 上?？偛總髡妫?8621)80106010