人形机器人各环节核心

B站影视 港台电影 2025-09-25 23:11 1

摘要:精密丝杠的高精度及高负载特性得到工业级具身智能机器人的青睐,丝杠行业历来由海外龙头占据绝对市场份额。近年国内丝杠投入热潮持续,国产厂商有望打通行星滚柱丝杠/微型丝杠的高性价比之路。

1)核心零部件:丝杠

精密丝杠的高精度及高负载特性得到工业级具身智能机器人的青睐,丝杠行业历来由海外龙头占据绝对市场份额。近年国内丝杠投入热潮持续,国产厂商有望打通行星滚柱丝杠/微型丝杠的高性价比之路。

定义:丝杠是将旋转扭矩转换为线性扭矩的机械传动装置(部分情况下,反之亦可)。行星滚柱丝杠主要用于机器人的四肢部位,Optimus的单机丝杠价值量或超2万元,对应BOM占比约10%。

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球行星滚柱丝杠新增市场规模有望达30亿元。当前行星滚柱丝杠的全球拟投产能约100-200万根/年,已建成产能超过10万根/年。

竞争格局:国内行星滚柱丝杠市场中,以Rollvis、GSA、Ewellix为代表的海外厂商占据超过80%的市场份额。受机器人等下游需求带动,以恒立液压为代表的本土企业加速丝杠领域突破。

相关公司:恒立液压、五洲新春(新剑供应商)、贝斯特、浙江荣泰(拟2.45亿收购狄兹精密51%)、雷迪克(1.35亿收购誉展精密51%股权)、金沃股份、北特科技、震裕科技、双林股份(收购科之鑫-磨床)。

2)核心零部件:电机及伺服驱动系统

行业观点:驱动系统类似于专用化的伺服。国内整机企业早期阶段自主设计为主,有利于提升整机设计的灵活性,但是保障长期稳定运行的工程难度较高。随着技术形态逐步确定,行业有望开启小批量量产,关注通用工控企业在电控产品经验、人才积累以及规模化生产的降本优势。

定义:驱动系统是机器人的动力来源,技术形态相当于专用化的伺服,主要由无框力矩电机/空心杯电机+驱动器+编码器构成,上述零部件均需要针对机器人进行高功率密度、小型化的特殊设计。

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则驱动系统新增市场规模有望超117亿元。

竞争格局:根据MIR,国内伺服行业已经实现较高比例的国产化替代,2024年汇川技术、雷赛智能、信捷电气、埃斯顿等市占率分别达到28%/4%/4%/3%/,主要外资企业包括西门子、Maxon、Faulhaber等。

相关公司:汇川技术、兆威机电、鸣志电器、伟创电气、峰岹科技、雷赛智能、禾川科技、步科股份。

3)核心零部件:力矩传感器

定义:力矩传感器是一种电子装置,用于监测、检测、记录施加在其上的线性力和旋转力,将力信号转化为电信号,主要分为扭矩传感器和六维力传感器,已大量使用于协作机器人打磨、抛光碰撞检测等领域。

行业观点:力矩传感器是机器人中最优的力控传感方案,具有精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点,目前机器人关节中基本上都应用了力矩传感器,在双手和双足关节中一般使用六维力传感器,在其他关节中更多地使用扭矩传感器,随着机器人的放量,力矩传感器将会取得快速放量。

市场规模:若2028年全球机器人出货量达到30万台,则力矩传感器增量有望达到900万台,且不包括目前工业及消费领域的扭矩传感器数量(每年约100万台),均价有望从上千元人民币降至小几百元。

竞争格局:全球力控传感器的主要厂商有ATI、霍尼韦尔等,国内力传感器行业未上市公司实力较强,代表公司包括坤维科技、宇立仪器、蓝点触控、鑫精诚等,上市公司主要有柯力传感、安培龙、东华测试、凌云股份、昊志机电等,目前国产化率在快速提升。

相关公司:柯力传感、安培龙、东华测试、凌云股份、昊志机电、瀚川智能(参股坤维科技)。

4)核心零部件:减速器

行业观点:当前减速器处于国产替代加速、技术逐步收敛、应用由工业→具身智能机器人拓展的关键时点,为全球谐波/行星减速器市场带来较大产能缺口。国产厂商有望依托产品高性价及快速扩产,实现高弹性成长。

定义:减速器主要功能为降低输入端电机的转速,从而增大扭矩提高输出端机械臂的负载能力。谐波/行星减速器为具身智能机器人的核心零部件,单机价值量或超1万元,BOM占比约5%。

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球谐波减速器新增市场规模有望超37亿元。当前谐波减速器的全球产能约300-400万台/年,30万台机器人的出货量有望带来数百万台的产能缺口。

竞争格局:2024年谐波减速器全球市场,日本厂商哈默纳科仍占主导地位。国产厂商加速追赶,根据MIR,国内市场绿的谐波/来福谐波/杉川谐波/同川科技的份额分别占24.8%/8.9%/7.9%/4.6%/1.5%。

相关公司:哈默纳科、绿的谐波、中大力德、环动科技、瑞迪智驱、国茂股份、蓝黛科技、科达利。

5)主控芯片

行业观点:当前部分具身智能整机厂采用工控机(搭载英伟达GPU)作为主控,但是随着算力发展和量产需要,高算力主控模组的需求和渗透率会快速提升,用于“大脑”的高算力模组会从当前200-500T逐步提升至500-1000T。算法优化可使同等任务算力需求下降,技术路径趋向"效能优先"而非粗放式算力堆砌。

定义:控制系统可分为具身智能系统和运动控制系统,即大脑和小脑。高算力主控(>100Tops)一般应用于大脑,运行VLA模型,中低算力主控(

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球高算力主控SoC芯片新增市场规模有望达50亿元,高算力主控制器新增市场规模有望达100亿元。

竞争格局:高算力主控SoC芯片由特斯拉、英伟达和高通占主要份额,国产智驾芯片厂商地平线等加速布局。主控模组国产替代加速,玩家主要为传统通信模组、域控制器模组厂商横向拓展至高算力主控模组。

相关公司:1)高算力主控SoC芯片:特斯拉、英伟达、高通、MTK、英特尔、地平线机器人、黑芝麻智能等;2)高算力主控制器模组:英伟达、英特尔、广和通、天准科技、移远通信、美格智能等。

6)核心零部件:腱绳

行业观点:目前腱绳材料仍在验证阶段,UHMWPE(超高分子量聚乙烯)纤维性能优异,钢丝绳成本优势明显,建议密切跟踪产业链验证进展和相关企业的市场拓展情况。

定义:腱绳传动因仿生性强、结构紧凑等特性在国内外多款灵巧手中得到广泛应用。灵巧手的自由度达到24个后,腱绳及相关部件单机价值量或超5,000元,对应BOM占比约3%。

市场规模:腱绳需求同时受益于灵巧手自由度提升、新增机器人出货的增量需求和存量机器人的更换需求,若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球腱绳合计市场规模有望接近7亿元。

竞争格局:2023年全球UHMWPE纤维产能为6.7万吨,其中国内产能为4.5万吨。根据各公司官网,目前南山智尚/同益中/恒辉安防产能分别为3,600/7,960/3,000吨,其中南山智尚在机器人领域已有在手订单。

相关公司:南山智尚、同益中、恒辉安防、大业股份。

7)核心零部件:轻量化材料PEEK

行业观点:材料轻量化是未来机器人减重主攻方向,综合考虑性能指标、经济性及机器人规模化生产带来的需求弹性,建议重点关注PEEK。目前海外厂商占据主导,看好国产厂商依靠性价比优势加速国产替代。

定义:PEEK是全球公认的性能最好的工程塑料之一,近年来逐步在中高端领域替代金属材料。PEEK可应用于机器人的外壳、骨骼等结构件,Optimus的单机PEEK价值量或超3000元,对应BOM占比约1.5%。

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球PEEK新增需求0.30万吨,新增市场规模有望超7亿元。

竞争格局:根据头豹研究院,2024年PEEK全球市场,英国厂商威格斯仍占主导地位,市占率(产能口径)超5成。全球市场中中研股份/沃特股份/浙江鹏孚隆的市占率(产能口径)分别占6%/6%/4%。

相关公司:中研股份、沃特股份、新瀚新材、中欣氟材、肯特股份、唯科科技、恒勃股份。

8)轴承

行业观点:当前轴承行业处于加速国产替代进程中,部分领先国产厂商具备高壁垒具身智能机器人用轴承技术储备,且靠近机器人全球重要零部件供应商生产中心,有望凭借性价比优势切入,实现高弹性成长。

定义:轴承的主要功能为支撑机械旋转体,传递力和运动,通过降低其运动过程中的摩擦系数降低摩擦损失,并保证其回转精度。轴承为机器人的核心零部件,主要应用于旋转执行器及线性执行器中。

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则轴承领域新增市场规模有望接近15亿元。

竞争格局:根据头豹研究院,2024年轴承全球市场中斯凯孚、舍弗勒等头部“轴承八大家”企业总计市占率约7成,技术全球领先。受益于下游减速器等行业的国产化率提升,头部企业逐步实现国产替代。

相关公司:国机精工、长盛轴承、龙溪股份、五洲新春、金沃股份、力星股份、南方精工。

9)核心零部件:动力电池

行业观点:固态电池是当前锂电池行业重要的技术发展路径和行业趋势。由于具身智能机器人体积、质量有限,其对能量密度及安全性要求较高,属于固态电池的潜在应用场景。随着2027年固态电池逐步迈向商业化量产,具身智能机器人电池环节有望实现从液体电池向固态电池的转变。

定义:电池为具身智能机器人动力来源,具备高能量密度、高倍率、高安全和长寿命等多重要求,当前BOM占比约1%。相比于液态锂离子电池,固态电池能量密度可达到500Wh/kg(液态锂电池约为250Wh/kg),能量密度与安全性占优。

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则锂电池新增市场规模有望超12亿元。从技术路线来看,2027年固态电池有望大规模量产,技术渗透率有望达到50%,对应8.8亿元市场空间。

相关公司:

1)固态电池制造:重点推荐宁德时代、比亚迪、欣旺达、国轩高科、鹏辉能源;

2)固态电池设备:重点推荐a.整线设备环节:海目星、利元亨,b.专用设备环节:赢合科技、杭可科技、联赢激光、骄成超声、纳科诺尔、曼恩斯特;

3)非固态方面:宁德时代、亿纬锂能、蔚蓝锂芯、珠海冠宇。

10)核心零部件:电子皮肤

行业观点:电子皮肤能够赋予机器人更高感知维度,丰富多维信息数据采集的同时大幅增强机器人处理复杂任务的能力,同时也是机器人仿生化的重要发展趋势,潜在市场空间广阔,看好国产厂商发展潜力。

定义:电子皮肤即柔性触觉传感器,兼具柔性、触觉反馈及仿生特性,旨在模拟人类皮肤的传感功能。电子皮肤能够提升机器人在复杂环境中的自适应移动、灵活处理物品,以及以安全的方式对身体与周围物体的接触做出适当反应的能力,满足现阶段机器人开发对于高效、精确与多维度触觉信息数据采集需求。

市场规模:按单台Optimus电子皮肤价值量3600元计算,若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,全球电子皮肤新增市场规模达9亿元。

竞争格局:现阶段电子皮肤主要应用于消费电子及医疗保健领域,机器人领域应用仍处于合作开发、送样实验阶段,国际厂商MC10、Xenoma、索尼、三星占据领先地位,国产厂商汉威科技、福莱新材、华威科后来居上加速崛起。

相关公司:福莱新材、汉威科技、祥源新材、日盈电子、东方电热。

11)核心零部件:视觉传感器

行业观点:当前视觉传感器处于核心技术不断突破、应用场景不断丰富的快速增长时期,产品由2D→3D、由工业级→消费级拓展,大规模产业化和商业化有望实现,为全球中高端视觉传感器市场带来较大产能缺口。国产厂商有望依托自主产权研发和产品性能优化,实现量与质的同步提升。此外,由于3D激光雷达算法成熟度高、稳定性强,宇树、智元、众擎、星海图等重点人形厂商采用3D激光雷达+视觉模组的融合方案。

定义:将光信号转化为电信号,以提取目标物体特征数据的智能设备,并通过内置算法实现检测、测量、识别或决策,是机器人的核心部件之一。消费级产品价格在数百至数千元不等,工业级产品价格更高。

市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,全球视觉传感器新增市场规模有望超11亿元。

竞争格局:2024年视觉传感器全球市场,美国康耐视、日本基恩士仍占主导。根据GGII,工业视觉领域,国内市场奥比中光/凌云光/思看科技/天准科技的份额分别占1.6%/8.1%/5.1%/7.2%。

相关公司:奥比中光、凌云光、思看科技、天准科技。

12)核心零部件:惯性测量单元(IMU)

行业观点:伴随技术进步及精度提升,当前MEMSIMU正从消费及汽车等传统应用场景,逐步拓展到高端工业甚至国防军工领域。其中,壁垒相对较低的模组集成环节正涌现出越来越多的国产厂商,难度较高的MEMS陀螺仪芯片等也正迎来加速国产替代。MEMSIMU为具身智能机器人中的关键传感器,但技术路径暂未收敛,精度、应用部位、数量等方面主流公司有一定差异。

定义:IMU的主要功能为感知物体的角速度及加速度,通常由3轴陀螺仪及3轴加速度计组成,部分品类涵盖3轴磁力计。IMU为具身智能机器人的核心零部件,单机价值量约2000元以上。

市场规模:我们预计2023年全球MEMSIMU市场规模约20亿美元。若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球MEMS惯性传感器新增市场规模有望超3亿元。

竞争格局:根据明皓传感招股说明书,海外大厂占据全球IMU主导地位,2021年博世/意法半导体/TDK/霍尼韦尔/ADI分别占全球市场的35%/20%/20%/6%/7%,行业CR5约88%。

相关公司:芯动联科、华依科技。

13)核心加工工艺设备:机床及刀具

行业观点:机床是具身智能机器人重要零部件的核心加工设备,若机器人大规模放量,则有望对标新能源汽车对机床的需求拉动弹性,“以车代磨”、旋风铣等技术路径值得关注。

定义:金属切削机床主要通过车铣刨磨等多种方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度。丝杠等多类零部件均需经过机床加工,目前技术方案尚未收敛,磨削精度有保障但效率较低。

市场规模:2024年国内金属切削机床、金属成形机床、切削工具的市场规模分别为1,687亿、930亿、1,077亿元。若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则新增磨床数量有望超1100台。

竞争格局:根据中国机床工具工业协会,高端磨床的进口比例仍然较高,2022-24年,磨床品类均为金属加工机床进口金额排行的第三位,进口金额分别达8.1亿、7.7亿、8.3亿美金。秦川机床旗下的汉江机床螺纹磨床市占率位列国内第一。

相关公司:秦川机床、浙海德曼、华辰装备、日发精机、津上机床中国、创世纪、沃尔德、鼎泰高科。

来源:全产业链研究一点号

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