人形機器人產業鏈梳理 或帶動上游核心零部件發展

人形機器人或帶動上游核心零部件發展

人形機器人或帶來機器人上游核心零部件投資機會。參考工業機器人零部件及 特斯拉公布的人形機器人技術細節和應用場景，人形機器人可能受益的環節有減速器、 電機、結構件、半導體芯片及器件、傳感器、面板玻璃和材料等。成本構成方面，工業機器人的核心零部件主要為減速器、伺服系統和控制系統， 分別為 32%、22%和 12%，成本占比超過 65%。我們判斷人形機器人零部件中減速器的 價值量較大。

減速器：機器人成本占比最高的零部件

減速器產品主要可分為 RV 減速器、諧波減速器、擺線針輪行星減速器和精密行星減速器。減速器的作用是連接動力源和執行機構的中間機構，具有匹配轉速和傳遞轉矩的作用，減速器將電機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。目前工業領域的機器人主要使用 RV 減速器和諧波減速器， 根據兩者的特點各有不同的應用位置。

RV 減速機與諧波減速機均可應用于人形機器人的不同部位。RV 減速器的特點是擁有較高的傳動效率、輸出扭矩和扭轉剛性，通常應用于機器人的腿部、腰部和肘部等承重關節；諧波減速器的特點是噪聲小、體積小、重量輕、運動精度高，主要應用于輕型、小型工業機器人的末端部位。對于人形機器人來說，在進行搬運物品時，承重較大的腰部、腿部等關節處可配置 RV 減速器，而進行精細化操作時，機器人的小 臂和腕部可配置諧波減速器。

01減速器行業情況介紹

根據中國通用機械工業協會數據，2020 年中國減速機產量達到 917 萬臺，較 2013 至 2018 年的平均值增長近 54%。除此之外，近年來諧波減速機規模呈現平穩增加的 態勢，2020 年諧波減速機規模達 12.6 億元。根據《“十四五”機器人產業發展規劃》， 到 2025 年，機器人產業營業收入年均增速超過 20%。我們預計到 2025 年我國機器人 諧波減速機規模有望達到 31.4 億元。

國內減速機行業領先公司側重點有較大差別。綠的諧波主要專注于精密諧波減速機的開發及其銷售工作，是中國第一家成功量產諧波減速機的企業，打破了國外企業長久以來的壟斷地位。而國茂股份專注于齒輪減速機、行星減速機領域和提供一體化 的減速電機設備，即減速器+電機機電一體化。寧波東力主要生產專用齒輪箱、非標 齒輪箱、標準減速機、傳動裝置、特種高效電動機等設備。中技克美以諧波減速機為 其主要產品，而香農芯創、昊志機電也同樣擁有諧波減速機產品構成。

行業整體進入投資積累階段，非流動性資產逐年提高。從 2017 年到 2021 年， 綠的諧波、國茂股份、昊志機電等國內減速機行業領先企業均處于加大固定資產投資 的階段，固定資產的投資將有助于企業未來產能釋放，進一步提高國產減速機的供給量和市場占用水平。從圖表中我們可以看到綠的諧波、國茂股份、中大力德、香農芯創等在去年均有超過 30%的增速，處于較高的增長水平。

行業內公司利潤率逐年提升，國產減速機表現良好。國內減速機行業領先企業 近 5 年利潤均有較大幅度提升，整體表現良好，其中綠的諧波、昊志機電等公司去年均實現凈利潤增長超過 100%，凈利潤的快速增長意味著公司前期投資已經逐漸得到 回報，國產減速機的質量也得到了其他企業的認可，隨著減速機需求的進一步提升， 行業內公司的利潤率有望保持較高增長。

諧波減速器市場格局方面，內資企業滲透率逐漸提升。日企哈默納科和電產新 寶在 2021 年合計市占率為 43.9%。較 2020 年下滑 2.1 個百分點。內資企業綠的諧波 在近兩年國內市占率位于行業第 2 名，2021 年占比（24.7%）相比 2020 年提升 3.7 個百分點。在國產替代的大背景下，內資企業有望進一步提高市場滲透率。

RV 減速器市場格局方面，日企占據主導地位。日企納博特斯克和住友在 2020 年 和 2021 年市占率均超過 50%。內資企業雙傳環動市占率由 2020 年 9.3%提升至 2021 年 15.10%；上市公司中大力德市占率穩中有升，較 2020 年提升 1 個百分點，從行業 第 4 名上升至行業第 3 名。

02重點企業分析

雙環傳動：齒輪領域龍頭，RV 減速器國產替代。雙環傳動是國內汽車齒輪龍頭 企業，在行業深耕多年，客戶覆蓋海內外主流車企。公司自 2012 年開始研發 RV 減速 器，不斷在關鍵領域實現技術突破，目前已成為國內 RV 減速器龍頭。公司 2021 年實現營收 53.91 億元，同比增長 47.13%，實現歸母凈利潤 3.26 億元，同比增長 536.98%。

中大力德：國內 RV 減速器 top2 上市公司。中大力德是從事機械傳動與控制應 用領域關鍵零部件的研發、生產、銷售和服務的高新技術企業，主要產品包括精密減速器、傳動行星減速器、各類小型及微型減速電機等，為各類機械設備提供安全、高效、精密的動力傳動與控制應用解決方案。公司 2021 年實現營收 9.53 億元，同比增 長 25.3%，實現歸母凈利潤 0.81 億元，同比增長 15.85%。

綠的諧波：打破海外壟斷，國內首家諧波減速器企業。綠的諧波從事精密傳動 裝置的生產與銷售工作，主要產品為諧波減速器以及其他精密設備，早年國內的諧波減速器領域由海外企業壟斷，公司通過技術攻堅打破海外壟斷，成為國內首家諧波減 速器廠商。公司 2021 年實現營收 4.43 億元，同比增長 104.77%，實現歸母凈利潤 1.89 億元，同比增長 130.56%。

電機：機器人實現精準操作的核心部件

01伺服電機

伺服電機市場持續增長，機器人應用占比基本穩定。伺服電機的下游較為廣泛， 包含機床、電子制造設備、包裝機械、紡織機械、機器人、塑料機械、醫療機械、食品機械以及其它領域，隨著下游需求的不斷提升，伺服電機的市場規模持續增長，據統計，伺服電機規模已從 2011 年的 25 億元提升至 2020 年的 83 億元，總體保持穩定增長態勢。從應用占比來看，早期機器人的伺服電機應用占比較低，而在 2015 年已快速提升至 9%，之后占比保持在 6%-9%的范圍內，而隨著市場規模整體的擴大，機器人領域所對應的伺服電機規模也將提升。

02液冷電機

除傳統的伺服電機外，液冷電機也有望應用于機器人領域。液冷電機的特點在于通過液體冷卻技術同時實現了高效散熱以及防水的功能。在高端電子產品、超級計算機的 CPU 散熱中，液冷電機已有一定程度的應用，而在電動車領域綠源電動車也通過液冷技術來降低電機的工作溫度，大幅提高運行效率，有效解決了傳統電機因為發熱 而導致的性能降低問題，但液冷電機目前依然存在價格較高的問題。

03空心杯電機

空心杯電機主要由后蓋、接線端子、電刷、杯形繞組（轉子）、轉軸、定子等部 件構成，其中定子由永磁體、殼體、法蘭組成。外殼提供了恒定的磁場，使電機無鐵損耗，所產生的轉矩是均勻的，在較高的速度下可以減少振動及噪音，在低速下也能運行平穩?？招谋姍C的主要應用領域為需要快速響應的隨動系統，如光驅的隨動控制、高 靈敏的記錄和檢測設備、工業機器人、仿生義肢等產品。針對人形機器人的應用場景， 空心杯電機可使用在機器人的手指部位，實現手指的快速響應以滿足工作需求。

空心杯電機可歸類為微特電機，當前微特電機高端市場中由日本電產主導，國內龍頭企業主要為鳴志電器、江蘇雷利、大洋電機等。其中僅鳴志電器生產以應用方向為機器人的空心杯電機，且具有美國沃爾瑪 AGV 機器人獨供經驗。此外，當前鳴志電器發展路徑與世界龍頭日本電產相似，通過橫向并購海外公司并發展海外業務。

04控制器

工業機器人控制系統分為硬件類控制器和軟件類控制軟件?？刂破骺煞譃樯衔恢?控計算機和下位多軸關節伺服控制器，主控計算機負責下達指令以控制各伺服驅動裝置，實現對機器人的工作順序、位置、運動速度、時間間隔的控制。工業機器人的控制方式包括運動控制和力控制。運動控制主要控制機器人的位置，而力控制則控制機 器人末端執行器的作用力與力矩，主要用于會與環境接觸的加工機器人、裝配機器人?？刂破鳟a品的精密性會極大影響機器人的工作表現，目前海外部分企業的控制器 產品在性能表現上較為領先，能夠滿足絕大多數應用的需求，國產控制器產品仍有較 多提升空間。

04重點企業分析

目前國內伺服電機市場主要由海外企業所主導，2020 年國內匯川技術、臺灣臺達、禾川科技的市占率合計為 22.2%，國內許多企業的伺服電機產品仍主打中低端市場，隨著伺服電機相關核心技術的進一步突破，國內廠商在未來有望上攻高端市場加 速國產化替代進程。

匯川技術：工控領域龍頭，伺服國內第一。匯川技術早期從事變頻器供應，目前 已成為機電液綜合產品及解決方案供應商，公司的工控產品廣泛應用于各制造業裝備， 其中伺服系統在 2021 年以 15.9%的市占率居于國內首位。公司 2021 年實現營收 179.43 億元，同比增長 55.87%，實現歸母凈利潤 35.73 億元，同比增長 70.15%。

禾川科技：國內工業自動化控制設備領軍企業，伺服系統國產品牌位列第二。禾川科技是一家技術驅動的工業自動化控制核心部件及整體解決方案提供商，主要從 事工業自動化產品的研發、生產、銷售及應用集成。禾川科技的主要產品包括伺服系 統、PLC 等，覆蓋了工業自動化領域的控制層、驅動層和執行傳感層和工業富聯、寧 德時代、順豐控股、三通一達、隆基股份、捷佳偉創、先導智能、藍思科技、埃夫特 等多家行業龍頭企業。公司 2021 年實現營收 7.51 億元，同比增長 38.13%，實現歸 母凈利潤 1.1 億元，同比增長 3%。

鳴志電器：借力技術儲備優勢，空心杯電機前景廣闊。鳴志電器利用早期在直 流無刷系統的研發中所儲備的技術優勢，進一步研發出獨特的無齒槽空心杯無刷電機， 具有無齒槽轉矩、低振動噪音及運轉平順等特點，控制模型線性化，最高轉速可達 10 萬轉，在生物醫療、小型精密機器人等領域擁有廣泛的應用前景。公司 2021 年實 現營收 27.14 億元，同比增長 22.66%，實現歸母凈利潤 2.80 億元，同比增長 39.27%。

審核編輯：郭婷