风险提示：本文内容参考各研究所相关研报及公开资料（详见附录），不代表本人观点，也不构成任何投资建议。您看过本文后做出的任何投资决策与本人无关，市场有风险，投资需谨慎。

相关股票：

• 电池系统。热管理：三花智控、拓扑集团、银轮股份、盾安环境 ； FPC：东山精密
• 电驱系统。伺服电机/液压缸体：汇川技术 ；直流无刷电机：恒帅股份、中科三环 ；微型电机：江苏雷利、德昌电机 ； 精密减速器：绿的谐波、双环传动； 熔断器：法拉电子； 电机控制器：英博尔
• 智能感应系统。视觉/传感器：联创电子、韦尔股份、蓝思科技
• 结构件&外涂覆层。结构件：爱柯迪、拓普集团、旭升股份 ；外涂覆层/碳陶：金博股份、天宜上佳

投资要点：

• 核心零部件是关键，占整机成本的70%。主要是伺服系统（25%）、控制器（10%）、减速机（35%）、本体制造（15%）等。从盈利水平看，减速器毛利率为 40%，伺服系统为 35%，控制器为 25%。
• 重视减速器环节机会，国产减速器厂商有望获得更大份额。
• 机器人向轻量化、柔性化发展，可能将带动新领域如碳纤维复合材料和稀土钕铁硼电机等需求。
• 服务机器人较工业机器人产业链更为复杂，当下存在与电动车共享部分产业体系的可能。

以下正文

一、人形机器人有望成为继手机、汽车后的又一入口

2021 年 8 月，特斯拉 CEO 马斯克于“人工智能日”首次公开展示特斯拉人形机器人 Tesla Bot。2022 年 6 月，马斯克再次于推特宣称，特斯拉将于 2022 年 9 月 30 日公布人形机器人原型机，并将其命名为 Optimus（擎天柱），预计最早将于 2023 年开始生产。根据公开信息，Optimus 身高 1.72m，体重 57kg，可负载 20kg，最快运动速度达到8km/h。

考虑到特斯拉强大的产业化能力与市场影响力，我们认为特斯拉 Optimus 的推出有望拉开人形机器人产业化序幕。

人形机器人较其他服务机器人更容易被人们接受。参照“恐怖谷效应”，在中等程度偏上的逼真性以前，无论是静态仿真物还是动态仿真物，人们对它的好感程度是随逼真性的提高而增加。也就是说，中等偏上程度的仿真时最受人们欢迎的，最能够赢得受众。而随着逼真性向较高程度增强，人们的好感度会陡然下降。在“恐怖谷理论“第一段曲线上升部分，人类与人形机器人更容易产生情感上的交流。人形机器人在外形和行为设计上模仿人类，具有手部、足部、头部和躯干等，容易获得人类好感、亲近感并能满足情感认同。并且它们与人类接近程度越高，被接受和认可的程度就越高，具有人的外形是机器人成为人类伙伴并为人们带来乐趣的非常重要的因数。

从基础功能角度来看，人形机器人已初步具备产业化条件；从现状来看，人形机器人距离真正产业化仍有一定距离。一是缺少明确的具备刚需的应用场景；二是成本高企，产品性价比较低；三是实际应用场景中技术仍需完善，主要是人工智能仍不够智能、机器视觉在复杂场景下容易失败。
综合而言，尽管人形机器人距离真正实现产业化仍有诸多困难需要克服，我们仍十分期待特斯拉新一代 Optimus 人形机器人，若其能够明确市场需求，并且在成本控制和技术水平之间形成有效平衡，就有望实现商业化的落地和规模化的量产。

二、产业链视角：核心零部件重要性凸显

机器人核心零部件为伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等。机器人产业链的上游主要为零部件供应商，核心零部件为伺服系统、减速器、控制系统等；产业链的中游为机器人本体提供商与集成供应商，主要负责机器人本体的生产，并根据不同的应有场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发。下游包括工业应用与服务应用，工业应用主要为汽车、电子、金属加工等产业，服务应用范围较广，主要从事维护保养、修理、运输、清洁、保安、救援、监护等工作。从目前特斯拉公布的应用范围来看，人形机器人为服务机器人的技术升级，涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多种技术融合，机械产业链方面主要涉及到机器人的核心零部件（伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等）与机器视觉等方面。

核心零部件占整机成本的 70%，机器代人趋势下核心零部件有望直接受益。从工业机器人的成本拆分来看，伺服系统/控制器/减速器/本体制造分别占机器人整机成本的25%/10%/35%/15%，其中核心零部件成本合计约占整机成本的 70%。而对服务机器人来说，除上游核心零部件外，算法（导航定位算法、识别类算法等）、智能交互等核心技术模块也将是主要成本，本体制造的价值量占比较低。特斯拉人形机器人将搭载公司的人工智能设备，包括自动驾驶相机（提供机器人视觉）、自动驾驶计算机（充当大脑和心脏），以及其他人工智能算法和工具。

机器人的核心技术包括感知模块、交互模块和运控模块。感知能力类似人的各类感官的作用，需要敏锐的传感系统，交互能力类似大脑反应，需要AI软件能力和强大的芯片，运动控制能力类似四肢协调能力，需要灵敏的关节能力。

2.1 重视减速器环节机会

特斯拉Optimus 将搭载约 40 个电机，实现对颈部、手臂、手指、躯干、腿部等部位的控制，电机数量较传统工业机械人和服务机器人有大幅提升。类比工业机器人，“电机+减速器”的集成有望成为人形机器人大关节的主要动力组合，减速器需求空间将被打开。我们根据人形机器人关节自由度、承载要求与空间容量估算减速器数量，同时考虑部分关节可能使用直驱电机（舵机）、电缸等无减速器的技术路径。

（1）谐波减速器：据国盛证券预测，肩部、肘部、腿部、腕部、腰部、颈部等几个主要关节的谐波减速器用量为 9~14 个，假设谐波均价为 1500 元，单台用量为 10 个，则单台机器人谐波减速器价值量约为 1.5 万元，100 万台人形机器人销量对应谐波需求量约为 1000 万个，对应市场规模 150 亿元。

（2）RV减速器：据国盛证券分析，人形机器人腰部、髋部空间较大，且对承载能力要求较高，预计配备 RV减速器 2~4 个。假设均价为 3000 元，单台用量为 2 个，则单台机器人RV 减速器价值量约为 6000 元，100 万台人形机器人销量对应 RV 减速器需求量约为 200 万个，对应市场规模 60 亿元。

产能+成本优势明显，国产减速器厂商有望获得更大市场份额。工业机器人时代由海外厂商主导，国产替代趋势正逐步显现。

（1）谐波减速器技术较 RV 偏低，因此从技术上看对国产厂商而言更加易于突破，目前国产谐波减速器厂商已经开始进行国产替代，其中绿的谐波国内市占率已超过 20%。从技术上看，国产品牌减速比、输出转速、传动精度等已经和国外缩小差距，仅在传导效率上还需提升。

（2）RV 减速器构型复杂，长期以来全球市场格局高度集中，纳博特斯克占据全球 70%以上市场份额。近年来，伴随国产 RV 减速器的发展，纳博特斯克在中国的市场份额已低于全球水平，并呈下降趋势，根据高工机器人数据，2021 年双环传动的国内市场份额仅次于纳博特斯克。

目前国产谐波减速器替代趋势相对明显，国产 RV 减速器接受度正在提高。国产谐波减速器替代相对明显，目前已涌现如绿的、来福等优质厂商，2021 年仅绿的谐波已达到 25%的市场份额。RV减速器有较高的技术和投资门槛，龙头厂商纳博特斯克占据一半以上市场份额，剩余竞争格局较为分散，如双环传动、南通振康、中大力德等开始出现，其中双环传动占比最高，2021 年 RV 减速器市占率达 14%。

2.2 伺服系统：机器人的动力系统，工业领域市场规模近 300 亿元

伺服系统是能精确控制执行机构的自动控制系统，主要由伺服驱动器、伺服电机和编码器组成。使伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出量，随着输入量的任意变化而变化的自动控制系统，是工业自动化的关键零部件，是实现精准定位、精准运动的必要途径。伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机和编码器组成，编码器通常嵌入于伺服电机。

伺服系统由伺服驱动器发出信号给伺服电机驱动其转动，同时编码器将伺服电机的运动参数反馈给伺服驱动器，伺服驱动器再对信号进行汇总、分析、修正。整个工作过程通过闭环方式精确控制执行机构的位置、速度、转矩等输出变量。

（1）稀土磁材为重要原材料，下游应用覆盖广泛。伺服电机产业链涉及稀土磁材、电子原器件、伺服系统制造、机器人等。上游来看，伺服电机行业的上游主要是稀土磁材和电子零部件等其他材料，稀土磁材是伺服电机制造过程中必需的重要原材料。中游来看，除伺服电机制造以外，伺服系统还包括伺服驱动器制造以及数控系统研发等环节。下游来 看，伺服电机可以广泛应用于医疗器械、机器人制造、汽车制造和工业装备制造等领域，具备广阔的应用前景。

（2）伺服电机在控制精度、过载能力、速度响应等方面均优于步进电机，更适用于通用自动化和机器人领域。在数字控制的发展趋势下，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。

目前我国伺服供应商由国外品牌主导，国内企业处于成长阶段。根据 MIR数据统计，在 2020 年的伺服市场中，前三名仍被日系伺服品牌牢牢占据，合计占比达 40%，其中安川占比 11.3％，排名第一位，紧随其后的是松下（10.5%）和三菱（9.9%）。日台系厂商业绩普遍下滑；国内伺服企业增长迅速，以汇川、禾川技术和埃斯顿比较典型。

2.3 控制系统

控制系统相当于机器人的大脑，负责向机器发布和传递指令动作，控制机器人在工作中的运动位置、姿态和轨迹。典型的运动控制系统主要包括控制器、伺服系统和传感器三个部分，运动控制器向伺服系统发送指令，进而带动工作机械（负载）实现特定运动。同时，电机和机械系统的多种传感器经过信号处理将实时信息反馈给控制器，控制器进行实时调整，保证整个系统的稳定运转。

控制器的市场份额基本和机器人本体保持一致。相对于减速器而言，控制器市场集中度略低。以发那科、安川、库卡、ABB 为代表的四大家族普遍采用自产自用的生产模式，四大家族的控制器合计占据约 53%的市场份额，其中发那科占比为 16%，库卡占比为 14%，ABB 为 12%，安川为 11%。国内控制器份额约为 16%。

2.4 本体+视觉控制等外围：本体材料轻量化，传感技术或仍以视觉为主

（1）本体：轻量化的复合材料、金属材料为首选，对触感要求高的部位或采用硅胶

本体在整个机器人中属于辅助部分，主要起到支撑、连接各个关节的作用，在整个机器人成本占比中也是最低的，原因在于相比内部的核心部件，外部的损伤是较易于修复的。人形机器人本体在成本中比重要低于工业机器人。由于负载的要求，工业机器人的本体一般需要由铸铁、高强度钢制成。相比之下，人形机器人的本体一般采用密度更小的复合材料，或密度更小的金属材料，如铝硅、铝镁等，其密度比合金钢更小，但强度、支撑能力也能够满足负载的要求，关键是材质相对更软，可塑性更好。除此之外，有些机器人的本体也会采用碳纤维，在保证横端拉力的情况下，质量也较轻。而在手指等末端、对质感和触感要求较高的部位也会采用硅胶作为材料。

（2）传感：仍以视觉传感为主，或引入工业级双目/多目相机

与人相同的是，人形机器人也需要很多传感器。根据检测对象的不同，可以分为内部传感器、外部传感器。内部传感器一般用来检测机器人本身状态，多为检测位置和角度的传感器。
外部传感器一般用来检测机器人搜出环境状况，如物体识别传感器、物体探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器、听觉传感器等。

从已经发布的几款人形机器人来看，视觉、语音、触觉、力觉、测距、姿态等需要基本都需要配备相应的传感器，传感器的数量少则十数个，多则上百个（如 Nao 机器人）。一般视觉传感多采用双目或多目的高清摄像头、立体摄像机，姿态传感器采用陀螺仪，探测器包括激光雷达、声纳、超音波感应器等，语音识别多以麦克风形式。

2.4 散热：风冷、散热器散热、导热材料+新兴散热解决方案

由于要面对大量信息，大量的动作，人形机器人运算量非常大，其所有的元件都在发热，因此，散热也是研制人形机器人需要解决的最重要问题之一。
在设计机器人时，通常需要通过各种软件的模拟来实现，尽可能让其少发热，或发热相对更集中、更易于散热，这就需要用到一些工程软件。此外，在散热方面，一般有风冷、液冷、散热器、导热材料等方式。

2.5 电池：三元锂电池或为主要解决方案

机器人的电池主要有镍氢电池、锂电池、铅酸蓄电池三类。其中，镍氢电池主要用于成本控制严格，不需要大容量和大电流放电、安全性要求较高的玩具机器人、扫地机器人等领域。
铅酸蓄电池技术较锂电池更为成熟，但由于比较笨重，移动不方便，基本用于不需要移动的机器人领域，由于污染较为严重，正在逐渐被锂电池取代。

锂电池主要应用于智能服务机器人、娱乐经纪机器人、探险排爆等特种用途机器人领域。一般，对于成本不敏感的机器人，切要求电池较轻、可提供大电流放电、保障长使用寿命的机器人一般会选择聚合物锂电池，如竞技机器人、特种机器人。

磷酸铁锂在不需要电池大电流放电、低温性能的 AI 服务机器人、工业较大型机器人领域应用较多。三元锂电池相比聚合物电池成本更低，且能量密度较磷酸铁锂电池更大，在机器人领域应用较为广泛，尤其是 18650 锂电池。

三、tesla bot产业链（国金证券梳理）

特斯拉bolt原型机将在今年9月30日现身。国金证券梳理的产业链图谱如下：

参考研报：

1.《国盛证券-机械设备行业点评：特斯拉人形机器人即将推出，相关产业链有望持续受益-220621》

2.《国盛证券-机械设备行业人形机器人深度二：TESLA BOT硬件拆解-220704》

3.《国金证券-机器人行业深度研究：机器人新纪元开启，Tesla Bot带来新猜想-220715》

4. 《东吴证券-自动化设备行业深度报告：人形机器人迎产业化机遇，建议关注核心零部件环节-220720》

5. 《广发证券-机械设备行业深度分析：人形机器人的场景、技术和产业化趋势-220728》

6. 《民生证券-机械行业深度报告：人形机器人，开启新长征-220728》

北京时间10月1日，特斯拉举办2022 AI Day活动，CEO埃隆·马斯克与特斯拉工程师团队现身会场，带来了Tesla Bot人形机器人“Optimus”擎天柱原型机全球首秀。马斯克透露，该机器人产量应该可以达到数百万台，预估最终价格将在2万美元以下，3至5年间即可量产上市。

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责任编辑：周莎

校对：祝甜婷

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