1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明机械设备强于大市强于大市维持2022年 08月 02日（ 评级）分析师 李鲁靖 SAC执业证书编号： S1110519050003联系人 朱晔新时代正在开启！特斯拉 Bot怎么看？行业深度研究2摘要 机器人市场：整体供给紧张，板块回暖势头初显。 目前国内机器人供需关系较为紧张，国内工业机器人产业链纷纷涨价，反映出工业机器人处于供不应求状态。进入 2022年，我国工业机器人行业仍然呈现良好的增长韧性。Q1国内机器人市场规模同比增长 21.4%，而后由于疫情原因， Q2的产量同比下降 13.0%。但在二季度末尾，机器人产量已经开始回升势头， 2022年 6月已经恢复了同比正向增长的趋势，我们预计到 Q3景气度有望重新回升。 特斯拉 Bot引发热潮，行业技术变革蓄势待发 。 在 2022年 Cyber Rodeo活动上，主持人安德森预估特斯拉 Bot价格将定在 2.5万美元，首次将机器人的售价带到消费级别的水准，有望推动人形机器人的大规模商业推广，由于人形机器人的自由度要远高于传统机器人，或将带来产业链变革，我们预计 2025年特斯拉 Bot在服务机器人和工业机器人领域的渗透率中性估计分别达到 15%、 3%，对应市场 567.28、 261.22亿元。 产业链的投资机会分析 ： 1）传统机器臂产业链 ：重点推荐国茂股份；建议关注双环传动、汇川技术、鸣志电器、绿的谐波、禾川科技、中大力德等，长期维度受益于 FA机器人以及服务机器人的双重利好； 2）自动化 ：我们建议重视 FA自动化核心标的，建议关注埃斯顿、凯尔达、埃夫特、新时达等，标的有望受益于目前机器人市场的供需不平衡（我们预期供应链问题在今年内难以缓解）； 3）传感器、激光惯导等 ：关注国内深耕的公司，重点推荐奥普特、汉威科技、华依科技等； 4）人工智能 ：我们建议重视国内上市公司中的：重点推荐柏楚电子、亿嘉和等，有类似特斯拉人工智能技术路径标的。 （注：汉威科技为机械、通信联合覆盖，柏楚电子为机械、计算机联合覆盖） 风险提示 ：原材料价格波动；下游行业景气度下降；供应链受国际经济形势影响整体供给紧张，板块回暖势头初显13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1. 机器人：二季度末尾回暖趋势明显，价格上涨反映供不应求状态4 二季度末尾，工业机器人产量开始回暖，三季度有望实现快速增长。 进入 2022年，我国工业机器人行业仍然呈现良好的增长韧性， Q1国内机器人市场规模同比增长 21.4%，而后由于疫情原因，Q2的产量同比下降 13.0%。但在二季度末尾，机器人产量已经开始回升势头， 2022年 6月已经恢复了同比正向增长的趋势，我们预计到 Q3景气度有望重新回升。 另外，国内工业机器人龙头埃斯顿于 2022年 7月表示公司今年的出货量目标为 1.6-1.8万台， 考虑到 2021年埃斯顿机器人的交货量刚刚破万台，我们可以从中大致判断出国内机器人市场的交货量或将在下半年迎来较快增长。图：国内工业机器人季度产量及增速 图：国内工业机器人月度产量及增速数据来源： MIR睿工业公众号，埃斯顿公告， Wind，国际统计局，天风证券研究所3.643.13 3.28 2.90 2.85 3.193.524.433.253.664.6160.70%42.30%57.40%19.50%10.60%27.90%15.10% 16.60%-8.40%-13.70%2.50%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%00.511.522.533.544.55工业机器人产量（万台） 工业机器人产量当月同比-20.0%-16.1%1.3%35.9%-17.1%12.8%32.5%27.8%93.6%69.4%28.0%28.3%21.4%-13.0%-40%-20%0%20%40%60%80%100%010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00019Q1 19Q2 19Q3 19Q4 20Q1 20Q2 20Q3 20Q4 21Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2国内工业机器人市场规模（台） YoY1. 机器人：二季度末尾回暖趋势明显，供不应求状态仍将持续5 产业链全面涨价，价格上涨反映出供不应求状态。 2022年开始，国内工业机器人上下游产业链纷纷宣布了各自的产品涨价计划，在年初台达、 ABB等上游厂商宣布涨价后，造成的影响开始从机器人产业链上游向下游传递，各大机器人整机厂商也纷纷宣布涨价。 从各企业发布的涨价通知函来看，国内工业机器人产业链涨价具有次数多、范围广、幅度大的特点，我们预计短时间内难以平息，由此压力会同步向着机器人中游本体、下游集成商传递，导致机器人产品价格持续上涨，从中也可看出工业机器人行业的供不应求状态已较为严重，且短期内大概率将延续。表： 2022年机器人整机价格涨幅情况表： 2022年机器人零部件价格涨幅情况数据来源：高工机器人， Ofweek，天风证券研究所企业 产品 涨幅 生效日期台达 变频器、伺服、 PLC 10%-15% 1月 5日ABB PLC、 伺服系统 6%-10% 1月 6日欧姆龙 系统控制类、驱动类、传感器、电子元器件等 10%-15% 1月 24日艾默生 PLC 6.50% 2月 1日三菱 PLC、运动控制模块、伺服系统 5%-10% 2月 1日罗克韦尔 全线自动化产品 6.90% 3月 6日汇川技术 部分通用自动化产品 3%-10% 4月 15日禾川科技 部分产品 3%-10% 4月 15日纳博特 控制产品 10% 4月 15日来福谐波 非标谐波减速器、大尺寸谐波减速器 5%-15% 5月 25日企业 产品 涨幅 生效日期阿童木机器人 全系列机器人 5%-9% 4月 6日汇川技术 全线工业机器人 5%-8% 4月 15日尔必地 全系列机器人 6%-10% 5月 8日ABB 所有机器人 10% 5月 29日埃夫特机器人 所有机器人 3%-10% 7月 1日配天机器人 部分机器人 3%-8% 7月 1日埃斯顿 全系列机器人 5%-8% 7月 1日安川机器人 全系列机器人 约 10% 7月 1日珞石机器人 全系列机器人 5%-8% 8月 1日1. 机器人：二季度末尾回暖趋势明显，供不应求状态仍将持续6 下游行业需求旺盛，驱动机器人市场快速回暖。 由于疫情影响交付 +芯片短缺等问题，在出货期上明显拉长，使得 Q2机器人产量陷入负增长。目前国内疫情管控已趋于稳定，汽车行业回暖趋势明显，半导体行业需求旺盛，根据 MIR预测，MIR预计 2022年工业机器人市场仍将维持两位数增长，同比增速可达 12%。图：机器人下游市场增速（ 2022Q2 对比 2022Q1）图： 2020年机器人下游市场分布数据来源： MIR睿工业公众号，头豹产业研究院，天风证券研究所51%42%25%69%15%61%51%36%11%-3%11%27%8%7% 6% 6% 12% 14%19% 16%6%-28% -30%-12%-22%-32%24% 20%15%37%14%37% 32%18%-11%-19%-2%0%-17%-40%-20%0%20%40%60%80%汽车整车 汽车零部件 汽车电子 锂电池 光伏 半导体 医疗用品 仓储物流 电子 金属制品 食品饮料 化学制品 家用电器2022Q1 2022Q2 2022H129%32%13%7%6%14%汽车电子金属制造锂电食品饮料其他特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发27请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明2. 特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发8 特斯拉发布人形机器人 Optimus，引发行业热潮。 在 2021年 8月上午特斯拉 AI 日发布会上，马斯克向全世界发布了名叫 Tesla Bot的机器人。这个名叫 Optimus的身高 1.72m，重量 57kg，负载 20kg(手臂附加 5kg)，行走速度 2m/s的人形机器人，运用了特斯拉最先进的 AI 技术，基于视觉神经网络神经系统预测能力的自动驾驶技术驱动，拥有算力极强的 DOJO D1 超级计算芯片，人形机器人直观地代表了人工智能具象化的进步。 Tesla Bot整体使用了 40个电机推杆，让它变得十分的灵活和协调，搭载了 FSD计算机 +自动驾驶摄像头，拥有了足够高的算力和感智能力。对特斯拉来说， Tesla Bot带来的热度并不小于汽车本身，成为 2022 年重要的产品开发项目，根据Ofweek网，第一版有望在 2023 年投入生产，特斯拉方面表示希望用它用来填补劳动力缺口。图：特斯拉的 Optimus机器人数据来源： 36氪， EET-China， Ofweek，天风证券研究所9 人形机器人尚未实现大规模商业化推广。 目前来看，全球范围内较为成功的人形机器人厂商主要包括中国优必选、日本本田和丰田、美国波士顿动力和敏捷机器人，但各家产品在设计结构、价格、功能及运用场景方面均有不同，但从产业化角度来看，仅有美国敏捷机器人和优必选实现了一定程度上的产业化销售。 特斯拉将机器人的售价带到消费级别的水准。 在 2022年 Cyber Rodeo活动上，关于特斯拉 Bot的价格，马斯克认为成本可能比汽车还低，主持人安德森预估特斯拉 Bot价格将定在 2.5万美元。相较于 ASIMO 、 Digit，特斯拉 Optimus的价格大幅下降，将人形机器人的价格带到真正消费级的水平，有望推动人形机器人的大规模商业推广。表： 2022年机器人零部件价格涨幅情况数据来源： 36氪，华尔街见闻，优必选官网， Ofweek， Byteclicks， Cnbeta， Robots， Techxplore，智东西， EET-China，深圳新闻网，深圳商报，传感器专家网，维科网机器人公众号，中国传动网，中国机器人网公众号，亿欧网，天风证券研究所2. 特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发日本本田 美国波士顿动力 美国敏捷机器人 优必选 特斯拉机器人名称 ASIMO Atlas Digit Walker X Optimus示意图推出时间 2000年 2013年 2019年 2021年 2023年身高 1.21m 1.5m 1.55m 1.3m 1.72m行驶速度 5.9km/h 1.5m/s - 3 km/h 8km/h售价 300-400万美元（造价） - 25万美元 - 约 2.5万美金功能 跑步、迎接客人、端茶送水 仓库运输、跳跃、翻滚、 360旋转、体操 可以搬运 18公斤的物品，用于物流、仓库、工业检测等领域 上楼梯、下斜坡、下象棋、柔顺力控按摩、视觉定位导航等 主要用于各类“危险、重复性 或者无聊的工作”商业化进展 未能大规模商业化，已停止研 发 前期依靠与美国军方合作，后 遭遇了商业化困局 已经与福特达成协议，可用于 从自动驾驶汽车上装卸箱子全球第一款可商业化的大型仿人服务机器人，已率先在商用服务和科研开发两大方向进行落地应用探索未来可能会走进家庭之中，可以跑杂货店、捡拾家庭物品10 人形机器人的机械结构更复杂，使自由度大大增加。 一般来说，机器人机构能够独立运动的关节数目，称为机器人机构的运动自由度，也称之为轴数。通常自由度作为机器人的技术指标，能反映机器人动作的灵活性，可用轴的直线移动、摆动或旋转动作的数目来表示。机器人的自由度越多，就越接近人手的动作技能，通用性也就越好，但其结构就会更加的复杂，那么对机器人的整体要求就越高，在设计和制造方面就越困难。在更加具体的行业应用中，往往并不需机器人具备很高的灵活性，在目前的工业应用中，用的较多的是三轴、四轴的工业机器人，兼具更高的成本效益、更好的速度优势。 而人形机器人需要实现的功能更加多样化，机械结构也更加复杂，对自由度的要求较高，部分人形机器人的自由度可以达到43个之多。数据来源： Ofweek，圣瑞机器人，埃斯顿官网， Direct Industry， CNDS，天风证券研究所机器人类型 自由度SCARA机器人 4关节型机器人 4-7直角机器人 2-6并联机器人 2-6人形机器人 8-43个（不同机器人差别较大）表：不同机器人类型的自由度图：埃斯顿的六轴（六自由度）机器人2. 特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发11数据来源： IFR， GeeksforGeeks，天风证券研究所 机器人大致可分为工业机器人、服务机器人两类， 工业机器人： 工业机器人是通过对机械设备进行编程而创建的机器人，这些设备可以代替人类执行危险或重复性的任务，这些任务可能需要以更高的精度重复多次且不能发生操作失败，工业机器人用途较为单一，因此设计简单，但对准确性的要求较高。 服务机器人 ：服务机器人是那些以与任何人类相同的方式为您工作的机器人，设计较为复杂，但准确性要求相对较低。2. 特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发图：机器人的分类图：工业机器人的示意图工业机器人 服务机器人适用场景 制造业和工厂中执行危险 任务 主要用于办公室和家庭中 执行人工任务准确性 准确性很高 准确性相对较低设计 设计相对简单 设计更加复杂用途 代替人类工作 协助人类工作图：服务机器人示意图12数据来源： Statista，前瞻产业研究院， IFR，亿欧智库，中国机器人产业联盟，天风证券研究所 工业机器人： 根据亿欧智库的数据，全球工业机器人下游应用主要包括食品、塑料和化学制品、金属和机械、汽车、家电等行业。 服务机器人： 可分为个人家庭服务机器人与专业服务机器人，用途颇为广泛。根据 IFR的数据，服务机器人主要应用于运输物流、专业清洁、医疗、接待、农业等领域。2. 特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发图： 2020年全球服务机器人的下游应用领域占比37.29%28.81%15.25%12.71%5.93%运输与物流专业清洁医疗接待农业图：服务机器人的分类图： 2020年全球工业机器人的下游应用领域占比28.50%22.50%20.90%10.70%9.40%5.00% 3.10%家电未分类汽车金属和机械其他塑料和化学产品食品13数据来源： Statista，天风证券研究所 工业机器人市场空间： 根据咨询公司 Statista的预测数据，全球工业机器人市场规模 2022年预计 6258.15亿元， 2028年将达到 11150.71亿元， 2021 年到 2028年市场空间的 CAGR 为 10.73%。 服务机器人市场空间 ：据 Statista的数据， 2022年全球服务机器人市场空间 2027.36亿元，参考 Globe News Wire的预测，未来年均复合增速为 23.10%，我们假设 2022-2028年均以该速度增长，则 2028年服务机器人市场规模有望达到 7054.71亿元。 从总量来看， 2021年机器人的总市场空间为 7288.86亿元，预计 2028年可达 18205.41亿元， 2021-2028年 CAGR为13.97%。 从结构来看， 2022年工业机器人占比 75.53%，服务机器人占比 24.47%；但未来服务机器人的增速较高，渗透率有望持续提升，预计 2028年服务机器人占比达到 38.75%。2. 特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发图：全球机器人市场规模及预测 图：全球机器人市场规模结构占比29.44% 25.05% 24.47% 26.12% 27.99% 30.28% 32.83% 35.65% 38.75%70.56% 74.95% 75.53% 73.88% 72.01% 69.72% 67.17% 64.35% 61.25%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E服务机器人 工业机器人1558.20 1825.79 2027.36 2495.68 3072.18 3781.85 4655.46 5730.877054.713733.99 5463.07 6258.157057.28 7902.27 8707.479524.80 10343.4911150.715292.19 7288.868285.51 9552.9610974.4512489.3214180.2616074.3618205.4137.73%13.67% 15.30% 14.88% 13.80% 13.54% 13.36% 13.26%-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%05000100001500020000250003000035000400002020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E全球服务机器人市场规模（亿元） 全球工业机器人市场规模（亿元）总市场规模 YoY14数据来源： GeeksforGeeks， EET-China，天风证券研究所 2025年特斯拉 Bot的市占率及销售规模预测： 服务机器人： 特斯拉 Bot属于人形机器人，可以实现复杂功能，且智能化程度较高，因此我们判断，特斯拉 Bot在服务机器人领域会率先展开推广，因此我们预测特斯拉 Bot在服务机器人的市占率为 20.00%（乐观估计） /15.00%（中性估计）/10.00%（悲观估计）。得到特斯拉 Bot在服务机器人领域的销售规模为 756.37亿元 （乐观估计） /567.28 亿元（中性估计）/378.19亿元 （悲观估计）。 工业机器人 ：工业机器人大多功能单一、设计简单且准确度较高，考虑到特斯拉 Bot属于人形机器人，设计较为复杂且智能化程度较高，我们推测特斯拉 Bot在工业机器人领域应用的推广在短期内将面临成本过高、使用场景有限等问题，因此我们预测特斯拉 Bot在工业机器人的市占率为 4.50%（乐观估计） /3.00%（中性估计） /1.50%（悲观估计）。得到特斯拉 Bot在工业机器人领域的销售规模为 391.84亿元 （乐观估计） /261.22 亿元（中性估计） /130.61亿元 （悲观估计）。2. 特斯拉 Optimus引发热潮，行业技术变革蓄势待发图： 2025年特斯拉 Bot规模预测乐观估计 中性估计 悲观估计服务机器人特斯拉 Bot市占率 20.00% 15.00% 10.00%全球市场规模（亿元） 3781.85 3781.85 3781.85特斯拉 Bot销售规模（亿元） 756.37 567.28 378.19工业机器人特斯拉 Bot市占率 4.50% 3.00% 1.50%全球市场规模（亿元） 8707.465 8707.465 8707.465特斯拉 Bot销售规模（亿元） 391.84 261.22 130.61特斯拉 Bot总销售规模（亿元） 1148.21 828.50 508.80Tesla Bot 上游供应链全梳理315请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明数据来源：中商产业研究院、各公司官网、天风证券研究所 163. Tesla Bot 上游产业链全梳理精密减速器（关节）RV减速器：博纳特斯克、中大力德谐波减速器 ：哈默纳科、绿的谐波驱动电机（关节）伺服电机： 欧姆龙、安川电机、汇川技术、禾川科技、江苏雷利、恒帅股份电机控制器（全身）发那科、 ABB、新松机器人、新时达、华中数控、广州数控、汇川技术空心杯电机（手指）鸣志电器芯片主控、计算芯片： 自研MCU： 德国英飞凌、兆易创新传感器力矩传感器： 八方股份位置传感器 ：华测导航力矩、位置外的其他传感器： 保隆科技功率器件IGBT： 时代电气、斯达半导碳化硅： 三安光电图：特斯拉 Bot上游产业链环节代表性企业（注：本文所涉及公司为相关领域内的优质标的，并非认为是特斯拉的供应商）数据来源：亿欧智库、天风证券研究所 17 从应用情况上看，特斯拉人形机器人会首先应用于工业领域。工业机器人上游核心零部件主要是减速器、伺服系统和控制器 ，也是工业机器人核心技术壁垒所在。三大核心部件成本占工业机器人总体成本的 60%，其中减速器成本占比最高， 30%左右，其次是伺服系统（ 20%）禾控制器（ 10%）。 从毛利率来看 ，上游核心零部件的毛利率中占比最高的是减速器（ 40%），其次是伺服系统（ 35%）和控制器（ 25%）。 发达国家在工业上起步早具有先发优势，产品更为成熟，国外厂商占据中国工业机器人上游零部件的主要市场份额。28%12%30% 20%10%60%中游：机器人本体 其他 上游：减速器 上游：伺服系统 上游：控制器40%35%25%15%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%减速器 伺服系统 控制器 本体制造图：各部件平均成本占比 表：产业链各环节毛利率3. Tesla Bot 上游供应链全梳理数据来源：亿欧智库、天风证券研究所3.1 特斯拉人形机器人核心零部件之一：精密减速器18 减速器（ Reducer）是连接动力源和执行机构的中间机构，具有匹配转速和传递转矩的作用。减速器将电机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。一般情况下，工业机器人的每个关节都会配备一个减速器，以达到精准控制的目的。 精密减速器包括 RV减速器和谐波减速器 目前，用在工业机器人上的减速器主要是 RV（ Rot-Vector）减速器和谐波减速器。基于高负载能力、传动范围大、精度较为稳定的特性， RV减速器多用于工业机器人的基座、大臂等部位；而谐波减速器的体积小、精度高、传动比高，因此多用于工业机器人的小臂、腕部或手部。图： RV减速器与谐波减速器应用场景数据来源：亿欧智库、绿的谐波招股 书、高工机器人、天 风证券研究所 19 在单个机器人成本方面 用量方面：一台工业机器人的腿部、腰部和肘部需要 4至 6台 RV减速器，但由于人形机器人的类“人”性，其小关节数量较普通工业机器人数量明显增多，且整机重量并不大，所以我们认为在人形机器人中 RV减速器用量较少，谐波减速机使用数量应明显增多（如多出腕关节、踝关节等）。假设 RV减速机用量为 2-4台（假设仅用在胯部和大臂部），谐波减速机用量为 30台左右（人体有命名关节 78出，假设 40%左右需要用到谐波减速器）。 价格方面：根据绿的谐波招股书，谐波减速机的销售价格在 1000-1500元之间，而 RV减速机价格要高于谐波减速机，价格在 5000-8000元之间，海外采购价格较进口稍微便宜。假设谐波减速器均价为 1200元， RV减速器均价为 5500元。根据以上假设，我们计算特斯拉人形机器人精密减速机价值量约 4.7-5.8万元。 在 2022年 Cyber Rodeo活动上，主持人安德森预估特斯拉 Bot价格将定在 2.5万美元 ，约 17万元人民币，则精密减速机价值量占比约 2834%。 根据以上假设，我们计算特斯拉人形机器人精密减速机价值量约 4.4万元 -6.3万元。按这样的价值量计算，则精密减速机价值量占比约 26%37%。3.1 特斯拉人形机器人核心零部件之一：精密减速器数据来源：绿的谐波招股书、中商情报网、天风证券研究所 20 整体来看，绿的谐波招股书数据显示，全球减速器行业中，谐波减速器行业龙头为哈默纳科， RV 减速器的全球行业龙头为纳博特斯克。上述两家公司占据了全球工业机器人减速器约 70%的市场份额。 谐波减速器方面：竞争格局相对稳定，目前全球谐波减速器市场由日本哈默纳科把持，占据超过 80%的市场份额。经过多年的努力，绿的谐波的谐波减速器在国产工业机器人市场的份额已超过 60%，成功打破了哈默纳科的垄断。 RV减速器方面：垄断格局明显，目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据，国产 RV减速器的整体市占率还不高。近年来，南通振康、双环传动、中大力德和秦川机床等国产 RV减速器企业正在逐步崛起。图： 2021全球机器人减速机竞争格局60%15%10%5% 10%日本纳博特斯克 哈默纳科 日本住友 斯洛伐克 其他3.1 特斯拉人形机器人核心零部件之一：精密减速器数据来源：禾川科技招股书、天风证券研究所 21 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，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。整个工作过程是闭环式，精确控制执行结构的位置、速度、转矩等输出变量。3.2 特斯拉人形机器人核心零部件之二：伺服系统图：伺服系统产品家族 图：伺服系统工作流程数据来源： MIR睿工业、禾川科技招股书、天风证券研究所 22 我国伺服系统产业起步较晚，随着制造业向工业自动化发展的趋势明显，同时人口红利逐步下降，伺服系统得到了快速发展。根据 MIR睿工业的数据， 2020年我国通用伺服系统市场规模为 164.38亿元，预计 2025年达到 295.38亿元。 在市占率方面 ，根据 MIR睿工业的数据， 2020年我国伺服市场中，日韩品牌占据约 51%的市场份额，国产品牌占据约 30%份额，欧美品牌占据约 19%份额；其中，安川、三菱和松下分别以 11.3%、 10.5%、 9.9%的市场份额位列前三。图： 2020年中国伺服系统市场格局3.2 特斯拉人形机器人核心零部件之二：伺服系统11.3%10.5%9.9%9.8%9.4%6.4%3.0%2.5%2.4%34.8%日本安川 日本三菱 日本松下 汇川技术 台湾台达 德国西门子 合川科技 埃斯顿 日本欧姆龙 其他数据来源： MIR睿工业、禾川科技招股书、天风证券研究所 23 国产化率提升 。根据禾川科技招股书， 2020年国产伺服品牌的市场规模达 49.64亿元，同比增长 34.40%。国产品牌占我国整体伺服系统市场比例不断上升。国内伺服电机厂商主要有：汇川技术、禾川科技、江苏雷利、恒帅股份。 2021年，我国国产品牌厂商整体市场份额超越日韩系厂商，占国内整体伺服系统市场 42%，成为中国市场的第一大贡献体。其主要原因有： 供应链视角，国产厂商高速响应市场变化，在疫情、缺芯、原材料涨价的因素叠加下采用国产原材料、扩充产线、对产线进行自动化升级来提高产能。 加大研发投入，打破技术壁垒，持续缩小与国外厂商的技术差距。 高质低价，提高市场认可度禾接受度。 政策加持，国家战略高度推动制造业发展。图：中国伺服系统市场变化3.2 特斯拉人形机器人核心零部件之二：伺服系统50% 43% 39%19% 18%19%31% 39% 42%0%20%40%60%80%100%120%2019 2020 2021日韩 欧美 大陆及台湾数据来源：汇川科技官网、安川官网、天风证券研究所 24 汇川技术创立于 2003年，聚焦工业领域的自动化、数字化、智能化，定位服务于高端设备制造商。主要产品包括智能装备领域的的工业自动化产品；工业机器人领域核心部件、整机及解决方案；新能源汽车领域的动力总成产品。 在工业自动化领域，汇川技术伺服系列产品不断更新迭代 ： 在控制性能上，汇川技术 SV660系列伺服产品响应带宽 k可达 3kHZ，大大提高了伺服性能； 在定位精度上，搭配 23bit绝对值编码器，显著提升了设备重复定位精度和绝对定位精度； 在功率密度方面，新一代伺服驱动器较上一代体积减小 30%，同时大幅提升配线效率。图：中国伺服系统市场变化3.2 特斯拉人形机器人核心零部件之二：伺服系统汇川技术 日本安川伺服驱动器型号 SV660 7S单轴伺服单元 7W双轴伺服单元速 度 频 率 响 应（ kHZ） 3 3.1 1.6伺服电机型号 MS1 7电机精度 编码值 （ bit） 23 24体积 小型化 较上一代产品缩小30% 较上一代缩小 20%同步抖动 同步误差 15ns；同步抖动 20ns 强化震动抑制 ， 停止时震动控制在 10nm产品安全STO防止在故障时造成触电或机械伤害温度上升减少 约 20%，配备温度传感器检测温度防止故障以保障安全 。表：汇川技术与日本安川产品对比数据来源：华尔街见闻 ， 特斯拉 AI日，天风证券研究所3.3 特斯拉人形机器人核心零部件之三：电机控制器25电机控制器价值量如何？ 用量方面：根据特斯拉 AI日发布的数据，整个机器人全身需要 40个电机控制器，其中手臂需要 12个、颈部 2个、躯干部 2个、手部 12个以及腿部 12个。 价格方面：常见的电机控制器应用包括食品、封装、机床和机器人等。人形机器人对动态特性和精度方面要求更高，其中英飞凌 XMC微控制器能以超高精度测量电流、位置和速度。因此，我们以英飞凌在售的 XMC系列两种产品KIT_XMC4400_DC_V1和 KIT_XMC1300_DC_V1作参考，两者的单价分别为 79.83美元、 127.90美元，以两个产品的单价近似特斯拉人形机器人所需要的单个电机控制器的价格。 综上，我们测算特斯拉机器人电机控制器价值量约为 3193.20美元 -5116.00美元，在 2022年 Cyber Rodeo活动上，主持人安德森预估特斯拉 Bot价格将定在 2.5万美元，则电机控制器的价值量占比在 12.77% 20.46%。图： Tesla bot 技术细节数据来源：中商产业研究院、天风证券研究所 26 电机控制器竞争格局？ 竞争格局方面，欧美日厂商占据了市场绝大多数份额，日厂商发那科市场份额最高，达到 18%。国内企业控制器尚未形成市场竞争力，工业机器人控制器国产率不足 20%，代表性的企业有新松机器人、新时达、汇川技术等。表：国内控制器代表企业3.3 特斯拉人形机器人核心零部件之三：电机控制器公司 简介新松机器人新松是国内工业机器人巨头，其 SIASUN-GRC机器人控制器是自主开发、具有自主版权的工业控制器，结合交流伺服驱动、绝对码盘检查等多项技术、形成先进的机器人控制系统。整套系统达到国际先进水平，是国内第一个可商品话的机器人控制器，具有小批量生产能力。新时达 新时达是国产机器人品牌里自主化率最高的企业之一，新时达智能系统中机器人本体、控制器、软件系统、驱动系统均自主研发。汇川技术 凭借变频器和伺服起家， 2013年扩展至控制器，目前主要针对的市场包括小型六轴、小型 SCARA和并联机器人等新兴领域。广州数控 通过机床数控积累，掌握了机器人控制器、伺服驱动、伺服电机的完全自主产权，代表产品为GSK-RC华中数控 华中数控早在 1999年首次开发出了华中 型机器人的控制系统。目前，在控制器、伺服驱动器和电机这三大核心部件领域均有较大技术优势， CCR系列是公司自主研发的机器人控制系统。3.5 特斯拉人形机器人核心零部件之四： 芯片27 一台工业机器人上，需要搭载包括 MCU（微控制器芯片）、 DSP（数字信号处理芯片）等芯片。 工业机器人单支机器手臂中，内建的控制器平均约有八成为 MCU芯片。目前我国工业机器人市场基本被国外机器人品牌占据，但随着国产机器人品牌的崛起，国产 MCU芯片的市场份额正在逐步扩大。除了部分高端市场，国产芯片现在已经可以和国外芯片进行全面竞争，在产品性价比和本地化服务方面甚至更有优势，国产 MCU作为机器人控制芯片的市场发展空间较为广阔。 机器人在位置、速度、动作顺序等控制方式上更加复杂、精细和智能化，这对机器人控制器的功能、性能和接口提出了新的挑战，高性能和高集成度的 MCU成为机器人主控制器芯片的主流方案。目前 40nm已成为 MCU的成熟工艺，未来在更先进工艺下设计的 MCU，采用更高性能的内核，其性能将得到大幅度提升，同时将部分核心控制算法进行硬件化加速，内置更高精度的 ADC等，在提升机器人控制响应速度和精度的同时，还可降低系统成本。图： FSD芯片架构 图：特斯拉 DOJO计算机单个训练模块由 25个 D1芯片组成数据来源： OKTESLA中文网、财经网、 eet-china、 Tesla AI Day、天风证券研究所资料来源：机器人峰会、电子发烧友网、 OFweek机器人网、天风证券研究所 28 芯片龙头入局机器人动作频频，本土品牌加速布局国产替代： 目前可用于机器人的芯片方案很多，高端产品还是以国际品牌为主，但本土品牌已在加速布局国产替代，尤其在 AI芯片领域发展最快。另外，自主芯片对制程工艺的要求不高，中芯国际、华虹集团、华润微电子等本土晶圆制造商都可以满足生产需求，因此受限还比较小。 投资机会： 目前来看长于控制的 MCU仍然是国内机器人厂商最先考虑的选择，也是国内半导体厂商做机器人应用最多的一块领域，国产替代也为国内 MCU厂商创造了大好的商机，国内不少 MCU厂商以 ARM Cortex-M4系列为代表的产品打入了机器人市场，并且在成本周期等多重因素的影响下受到各个机器人厂商的青睐，因此我们看好兆易创新等公司。表：国内外厂商布局机器人芯片行业国际大厂阵营英特尔英特尔是较早一批入局机器人芯片的大厂，其在 2016年 4月宣布收购收购意大利半导体制造商 Yogitech。加速入局无人驾驶领域。而其自身，也研发有专注飞行器、智能机器人、可穿戴设备等领域的通用计算平台 Edison以及实感技术机器人开发工具包 RealSense RDK。不过截至目前，英特尔还没有推出一款专门针对机器人的芯片产品。英伟达2018年，英伟达专门推出了 Jetson AGX Xavier平台，这是一款全新的 AI芯片，可驱动新一代机器人及自动机器，其集成了 90多亿个晶体管，可实现 32 TOPS算力。同时为了满足机器人行业的开发需求，英伟达基于 Isaac软件研发套件及各类框架、工具、应用程序接口及数据库，以此加速机器人算法及软件的研发。高通 高通早些年在骁龙 845处理器的基础上开发了首款机器人芯片 RB3。 2020年 6月 17日，高通再次推出迭代产品机器人 RB5平台，成为高通专为机器人设计的最先进和高集成度整体解决方案。其他 国际知名大厂中，除了以上企业外，瑞萨、恩智浦、 Microchip、意法半导体、英飞凌、赛普拉斯等也提供有多种方案可选，相对来说，这些企业可为机器人企业提供更多的元器件，而不是局限于主控芯片，但专门针对机器人开发的芯片还是寥寥无几。国产替代阵营海思 海思推出了 HiSpark开发板，包括包括 HiSpark WiFi IoT、 HiSpark AI Camera、 HiSpark IPC DIY三款智能硬件开发套件，适于做消费级产品的开发设计，可应用于智能物流、无人车、服务机器人领域。一微半导体 一微半导体是一家以机器人技术和大规模高集成度数模混合芯片设计为主的创新型高新技术企业。推出了 AM380S陀螺仪地图构建导航机器人主控芯片、 AM580激光雷达解决方案机器人主控芯片以及 AM680视觉导航解决方案机器人主控芯片三款产品。炬芯科技 炬芯科技是国内最早一批做智能早教机器人市场的原厂，曾推出的 ATS3X03系列芯片备受行业欢迎，采购的品牌商也非常之多。代表产品中，采用炬芯 ATS3505主控芯片的腾讯小 Q智能机器人就是其中之一。肇观电子 上海肇观电子科技有限公司是一家从事人工智能计算机视觉处理芯片设计和终端应用的科创公司，已成功发布 N系列、 D系列、 V系列视觉处理芯片，可广泛应用于专业安防、辅助驾驶、机器人、家用摄像、人脸识别等领域。瑞芯微 瑞芯微位列全球人工智能企业排行榜第 20位，在中国大陆企业中仅次于华为海思半导体位列第 2位。曾推出 RK3399、 RV1108、 RK3326及 RK3308四款“ AI人工智能扫地机器人”芯片级解决方案。3.5 特斯拉人形机器人核心零部件之四： 芯片资料来源： Yole、 PSMA The Power Technology Roadmap Report (2017)、九鼎投资、半导体行业观察、天风证券研究所 2