人形机器人产业大趋势,产业链及个股梳理!

文摘   2024-11-04 22:31   广东  

今天市场盘面比较精彩,市场高标集中跌停板开盘,一度引发市场恐慌,然后核心标的开始引导反弹。高位淘汰一批,新起一批,行情继续,指数稳住且今天上破了3300点:

指数向下空间不大,连续爆量2万亿的市场,即使高位股跌下来,也会换其他方向涨上去,周五选择的是稀土永磁等有色金属方向、基建房地产、消费等方向,下周预期相对低位的方向也会有轮动表现。
价值趋势社,公众号:价值趋势社周末大消息,关注下周将迎来超级周!

高位股分歧退潮尽管反核,向上空间预期不大,多重视低位启动且符合新质生产力方向的大主线、大趋势、大容量方向。今天机器人就符合这样的方向选择,重新引爆市场

另外今天市场还需要注意的一点是稀土、有色金属板块,上周五领涨市场,今天普遍高开瞬间就翻绿,核心票中国稀土、北方稀土很快跳到深水区。意味着低位新启动的票,也不能无脑追。逻辑不好、市场节点不好板块个股都难有持续性

明天市场关注重点:

今天领涨市场的机器人方向,明天关注重心:

(1)今天低位新启动的机器人,明天啊是否能放量延续趋势;

(2)高位反核标的常山、欧菲光、上海电气等人气核心明天反馈如何;

(3)看观察明天成交量和赚钱效应如何。

今天全市场最靓的仔无疑是机器人。机器人是价值趋势社未来5年最看好的大产业、大趋势之一。未来5-10年,机器人赛道可能是市场规模最大、渗透率提升速度最快的赛道。

人形机器人从0到1,众多明星玩家入局加速产业大趋势,工业/服务机器人成熟有业绩高增长,手术机器人迎来商业化突破阶段。板块有逻辑,有催化,有业绩。产业趋势浪潮形成,投资机遇期是长期且稳定的,持续跟踪关注未来人形机器人产业大趋势的投资机遇。

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人形机器人开启产业大趋势?

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人形机器人看好什么?

人形机器人产业链!

以下是正文:

从产业链上看人形机器人可以分为上游基础原材料和核心零部件中游本体制造和系统集成以及下游的各大应用领域

人形机器人产业链

来源国信证券研究院

上游环节中的减速器伺服系统控制器是人形机器人的三大核心零部件共同决定了机器人的精度稳定性负荷能力等重要性能指标技术壁垒和成本占比均较高这三大零部件分别占总成本的35%20%和15%合计达70%毛利率方面减速器最高达到40%伺服系统控制器和本体制造依次为35%25%15%

人形机器人成本构成

来源浙商证券研究所

机器人产业链毛利率

来源中航证券研究院

1.减速器

精密减速器类似于工业机械的肌腱是连接动力源和执行机构的中间机构可将电机的转数减速到所要的转数具有降低转速+提升扭矩的作用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机器人减速器主要包括RV减速器和谐波减速器两大类二者适用领域各有侧重相辅相成人形机器人旋转关节预计将大量使用谐波减速器这将给相关企业带来巨大的增量市场

RV减速器与谐波减速器对比

来源国海证券研究院

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绿的谐波公司是国内排名第一世界第二的谐波减速器龙头客户涵盖新松埃斯顿ABB通用电气等国内外知名厂商近几年公司发展迅速市占率不断提升今年4月份公司与三花智控签署战略合作框架协议将在墨西哥工业园成立谐波减速器合资公司通过此次合作绿的谐波可充分利用三花智控海外客户关系渠道资源优势开拓海外市场有助于公司进入人形机器人产业链未来如果能实现量产将打开谐波减速器的市场空间

2020-2021年国内谐波减速器市场竞争格局变化

双环传动公司RV减速器于2016年小批量生产目前已进入国产机器人龙头产业链未来将继续完善RV减速器的产品谱系并加大对重负载机器人减速机的研发投入公司当前的谐波减速器也已经形成多个型号产品的批量供货并开发出3大衍生新型号谐波减速器将有助于公司打开工业机器人减速器市场成为第二成长曲线

巨轮智能公司是首批参加机器人核心零部件CR认证的企业接受的性能测试耐久试验及工厂实地审查等内容均已顺利完成公司自主研发的RV减速器具有精度稳定效率高传动平衡噪音小寿命长等特点各项技术达到国际先进水平目前已经进入新的产业化阶段将继续扩大产能近日公司也与藦卡机器人签订了战略合作协议藦卡机器人计划向巨轮股份分批次采购约50000套RV减速器

中大力德公司是国内唯一同时提供精密减速器伺服驱动永磁直流电机和交流减速电机的机械传动控制核心部件制造商2018年公司RV减速器导入国产工业机器人本体三线品牌伯朗特后导入二线品牌广州数控新松机器人并形成紧密合作目前产品正与一线本体品牌埃斯顿汇川技术进行多轮验证导入供应链概率较大但公司产品目前暂无相关人形机器人方面的应用

昊志机电谐波减速器作为公司的核心产品具有高精度使用寿命长体积小重量轻传动平稳承载力大扭动刚性大等特点产品的精度和寿命在市场上具有较强的竞争力此外公司还正在进行RV减速器的研发持续升级产品性能但根据公司6月30日公告公司的谐波减速器等产品目前尚未应用于人形机器人领域

2.伺服系统

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伺服驱动器接收上位控制器发来的控制指令信号同时驱动器对编码器反馈的电机状态及控制器的指令进行比较调整供给电机的电流控制电机转矩输出使电机加速或者减速伺服系统是工业自动化的关键零部件能够控制物体的位置方位状态等输出量是实现精确定位精准运动的必要途径

伺服系统工作原理

来源中航证券研究院

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汇川技术伺服系统是先进制程的基石下游行业以工业机器人电子设备制造光伏等新兴制造业为主汇川技术在通用伺服领域定位中高端市场国内市场份额逐年提升至2022年的21.5%稳居国内第一公司的工业机器人业务成长性十分强劲2016-2022年汇川工业机器人营收年化复合高达64%毛利率为49.2%大幅高于同期国内同行埃斯顿33.4%新时达16.5%

2022年我国通用伺服品牌市场份额

新时达公司主营业务涵盖机器人业务控制与驱动业务和电梯控制器业务三大板块其中公司工业机器人产品主要有关节型机器人与SCARA机器人两大品类广泛应用于3C新能源白电医药等各个行业

步科股份特斯拉机器人旋转关机线性关节以及手部关节均使用低压伺服驱动器将给相关市场带来广阔的增量步科股份的低压伺服驱动器目前应用于移动机器人医疗影像等领域公司产品实力强新松机器人等协作机器人厂商西门子医疗联影医疗等医疗器械厂商都是公司的主要客户

伟创电气公司去年二季度成立了机器人行业部主要开拓的市场为移动类协作类服务类的机器人领域目前主要是以机器人大配套为出发点执行端主要以低压伺服空心杯电机特种无框力矩电机谐波减速器等这类产品为主

奥普光电编码器是测量位移角度的高精度传感器综合了光算等各项技术可将机械运动转换为电信号输出是机器人关节电机的重要部件奥普光电的控股子公司禹衡光学是国内编码器领域的龙头企业规模居国内首位且是唯一被国家认定为编码器工程中试基地的公司

峰岹科技公司主要从事BLDC无刷直流电机驱动控制专用芯片的研发产品广泛应用在汽车机器人通讯设备计算机等领域客户包括大洋电机美的松下日本电产等厂商BLDC电机在机器人领域具备效率和精度优势因此在机器人应用中更有用武之地特斯拉人形机器人带动产业热情BLDC电机芯片市场也将迎来新增量

3.控制器

控制器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其性能直接关系到机器人运行的稳定性可靠性和精准性控制器一般由工业机器人企业自主开发目前国外厂商占据主导地位国内企业竞争力较弱市占率偏低

2021年国内机器人控制器市场格局

来源浙商证券研究院

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埃夫特公司是国内工业机器人第一梯队企业业务覆盖工业机器人核心零部件机器人本体和系统集成三大核心环节汽车行业是公司目前的主要收入来源短期内还暂无人形机器人的布局规划

埃斯顿公司是国内第一工业机器人品牌构建了机器人全产业生态链公司业务包括工业机器人核心零部件两大块现有的部分核心部件技术与人形机器人产品开发有一定相关性

国内工业机器人市场竞争格局

4.空心杯电机

空心杯电机属于微特电机的一种在高精度高速响应紧凑高效场景得到广泛应用相比普通电机空心杯电机具有能量转换效率较高起动制动迅速响应较快和运行稳定性可靠转速的波动较小等优势因此适合需要快速响应的系统例如导弹飞行方向快速调节工业机器人和仿生义肢等在特斯拉的Optimus人形机器人中空心杯电机可以运用在手部从而满足手部运动的快速响应需求

空心杯电机爆炸图

空心杯电机优势和应用范围

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江苏雷利公司微特电机行业的领先企业产品覆盖家电汽车医疗等领域2019年收购了鼎智科技成为其控股股东目前持股比例达34.52%鼎智科技研发的线性传动组件空心杯电机精密齿轮箱处在国内领先地位可应用于人形机器人部分产品在样品测试阶段已得到客户认可

5.丝杠

丝杠主要功能是将旋转运动转换成线性运动或将扭矩转换成轴向反复作用力同时兼具高精度可逆性和高效率的特点所以丝杠在精度强度及耐磨性等方面都有很高的要求行星滚柱丝杠倒置滚柱丝杠是线性关节中价值量占比较高零部件特斯拉的Optimus人形机器人上就应用行星滚柱丝杠将旋转运动转化为直线运动相比传统丝杠行星滚柱丝杠凭借其在功率密度速度加速度刚度等性能上的显著优势在航空航天船舶装备工业自动化精密机床等领域应用广泛

来源国海证券研究所

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鼎智科技公司创始人丁泉军曾任美国海顿的常州分公司总经理海顿被公认是全球精密梯形丝杠和有刷和无刷电机以及完全定制系统的领先制造商公司的核心产品线性执行器打破了海外企业的垄断产品定位于高端市场主要应用于医疗及工控领域在市场具备很强的竞争力竞争对手较少因此公司线性执行器具有很高的议价权毛利率较高三花智控的母公司三花集团看好鼎智科技的产品及未来发展在公司上市前就参与了战略配售目前两家公司在丝杠部件上保持合作关系

贝斯特公司通过与国内知名机床厂商北京精雕宁波海天等联合攻克丝杠导轨首台套已成功下线目前主营产品包括高精度滚珠丝杠副高精度滚动导轨副等公司也在大力布局包括滚珠丝杠在内的直线滚动功能部件切入工业母机新赛道开辟新的业绩增长点

秦川机床作为老牌机床国企秦川有多类产品可用于机器人产业链公司攻克了机器人关节减速器的核心技术是国内唯一全系列RV减速机供应商公司的RV减速器设计产能为18万套目前已投入使用产能在9万套左右预计近两年减速器业务营收增长能保持在30%以上另外公司具备行星结构滚珠丝杠生产能力可以应用于人形机器人传动系统

恒立液压公司是国内液压件领军企业并且凭借在液压行业多年截拥有了很强的精密加工制造能力具备生产滚珠丝杠的技术工艺和设备基础在2022年的50亿定增项目中公司布局了线性驱动器产线项目完成后将大幅提升公司在滚珠丝杠业务的生产能力

6.轴承

轴承是机械传动轴的支承减少机械运动中产生的摩擦损失特斯拉人形机器人根据不同位置的受力特点选用4种不同的轴承旋转关节使用2个角接触轴承和1个刚性强的交叉滚子轴承线性关节使用1个四点接触轴承以及1个深沟球轴承其中交叉滚子轴承制造难度大主要供应商集中在日德国机精工具备技术储备和产品轴承加工对磨床需求量大且要求高国内秦川机床具备较强的国产替代实力

特斯拉机器人不同关节选用的轴承

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国机精工交叉滚子轴承是和谐波减速器配套使用制造难度大全球范围内可大规模量产的企业少主要包括日本THK日本IKO日本NSK日企哈默纳科和德国的INA国内目前仅有国机精工具备相关技术储备和产品

特斯拉机器人使用轴承单机价值量大

苏轴股份公司是滚针轴承的专业制造商且苏轴是国内第一家生产滚针轴承的公司属于是隐形冠军公司通过蒂森克虏伯秦川等客户间接供货工业机器人和人形机器人近日传闻公司也已经通过中间商给特斯拉人形机器人提供了样品未来有望进入相关供应链

五洲新春公司在机器人减速器轴承领域研发成功RV减速器轴承和谐波减速器柔性轴承其中RV减速器轴承和谐波减速器轴承分别为国内知名机器人减速器企业南高齿来福谐波等客户送样

7.传感器

传感器相当于机器人识别外部信息的器官能够感受到被测量的信息将感受到的信息按一定规律换成电信号或其他形式的信息输出是实现自动检测和自动控制的首要环节通常将机器人传感器分为内部传感器和外部传感器力矩传感器是重要的内部传感器之一用于监控检测记录和调节施加在其上的线性力和旋转力六轴传感器是当前最流行的力矩传感器能够测量各个方向的力被广泛应用在各类机器人的关节

机器人所需感官及传感器一览

来源浙商证券研究院

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柯力传感从机器人零部件的壁垒上看六维力矩传感器>空心杯电机>行星滚柱丝杠>精密行星齿轮箱传感器产品与普通元器件产品不同传感器还包括芯片陶瓷基板等必须由上游配套企业提供因此传感器企业自身需要具备整合技术的能力另一方面传感器工艺技术要点繁多流程复杂设计材料控制工艺控制等增加了供应链协同难度柯力传感在工业无人化中的传感器产业链是核心卡位和领军企业产品涵盖机器人关节测力传感器微型传感器工程机械测力传感器视觉传感器气体传感器等

8.机器视觉

机器视觉的本质是为机器人植入眼睛利用环境和物体对光的反射来获取及感知信息人形机器人识别外部环境主要使用摄像头激光雷达等传感器与自动驾驶场景存在类似之处特斯拉在算法和数据放的具有深厚的积累因此在自动驾驶上采用摄像头+纯视觉的技术路线其他绝大多数车企采用的是多器件融合路线毫米波雷达和激光雷达等传感器在自动驾驶中也有广泛应用

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奥比中光公司产品和技术可应用于人形机器人如单目双目机构光Lidar等其中3D视觉传感器模拟人类眼睛的功能实时建立规划路线全面感知空间环境状况并转化成深度场景可为机器人提供更为准确的导航与路径规划环境感知物体识别与抓取等能力从而有机会结合深度学习强化学习等人工智能技术

9.机器人本体

机器人本体处在产业链中游负责将上游各种零部件按要求组装成各类机器人不同类型或行业的机器人对技术指标有不同的侧重要求如汽车行业的焊接机器人对关节机器人本体有较高精度和速度的要求搬运机器人则对负载能力要求比较高机器人本体企业需要具备有效整合上游零部件和下游系统集成商的入口能力

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巨能股份公司主要提供各类机器人自动化生产线和自动化辅助单元的智能制造解决方案公司需要对下游各行业客户的技术标准和技术需求进行准确理解对机器人本体进行二次开发把握客户生产线的精度位置轨迹节拍和稳定性等技术和工艺要求下游覆盖的行业领域较为广泛主要应用于汽车行业工程机械航空航天等

2019-2022年巨能股份前五客户占比

来源亿渡数据

恒为科技公司已经完成第一代光伏清扫巡检机器人以及能源可视化综合管理平台的开发和试商用部署机器人领域一直是公司战略布局的方向之一未来将继续在该领域投入研发资源优化机器人产品线依托在轨道交通等领域的市场优势开拓石化水务光伏等能源市场

博实股份公司主营特种机器人包括出炉机器人捣炉机器人巡检机器人是国内工业机器人综合实力排名前十的企业产品在多晶硅水泥钢铁等领域应用广泛另外公司参股了思哲睿13.46%的股权成为第二大股东借此布局医疗机器人赛道思哲睿对标美国达芬奇目前已经申报科创板IPO

躯干与手部是人形机器人主要的活动关节从特斯拉的Optimus机器人硬件来看躯干有28个驱动器分为旋转关节14个执行器和线性关节14个执行器另外手部有12个驱动器旋转关节采用旋转式驱动器由电机+谐波减速器+力矩传感器+位置传感器+交叉滚子轴承+向心止推滚珠轴承构成线性关节采用线性驱动器由电机+滚珠/行星滚珠丝杠+力矩传感器+位置传感器构成灵巧手每个手有6个驱动器由空心杯电机+螺纹丝杠+精密行星齿轮箱+编码器构成

特斯拉Optimus躯干及手部情况

来源国海证券研究院

从目前的特斯拉机器人供应链情况看三花智控与拓普集团已经直接对接了特斯拉分别负责旋转关节和线性关节的执行器总成鸣志电器今年3月份第三轮送样给特斯拉并得到了进一步改进的反馈未来大概率能进入特斯拉机器人的第一批供应商名单绿的谐波通过对接三花智控实现间接供货与特斯拉江苏雷利/鼎智科技是拓普集团滚珠丝杠的核心供应商另外也跟三花智控在丝杠部件上保持合作

特斯拉人形机器人核心供应链

来源天风证券

三花智控公司是热管理零部件行业的龙头企业为包括特斯拉在内的众多著名车企提供空调及热管理系统2022年公司也开始积极布局机器人产业重点聚焦仿生机器人机电执行器业务在今年4月公司与绿的谐波达成战略合作框架将在三花墨西哥工业园成立谐波减速器合资公司加快公司进入人形机器人产业链的步伐在6月20日公司公告拟发行GDR募资不超过50亿元其中一项资金用途就是机器人机电执行器研发项目将进一步加码人形机器人业务

拓普集团公司是汽车零部件供应商拥有NVH减震智能驾驶热管理车身轻量化等业务系统是特斯拉在中国最核心的供应商之一公司也在积极布局机器人产业链产品广受客户认可据了解公司的线性执行器已经做到了第三代市场上仅有拓普一家能做公司采用的是无框力矩电机+行星滚柱丝杠+传感器的方案目前也组建了一支博士团队自主开发丝杠部件旋转执行器也进入了C轮样品阶段

鸣志电器公司作为微特电机龙头企业产品品类丰富先后通过收购美国AMPLin瑞士T Motion等具备全球竞争力的电机及驱动公司掌握了空心杯电机无刷电机等领域全球领先的技术

公司在人形机器人领域专注于手掌模组及指模所用的空心杯电机的研发和制造技术位居国际前列目前已向特斯拉提交全套技术解决方案和样机由于特斯拉人形机器人有强烈的降本诉求相比瑞士的maxon和德国的faulhber这两大空心杯巨头鸣志电器在性价比和响应速度具备较大优势大概率能够进入特斯拉机器人的第一批供应商名录届时空心杯电机的销售有望随着人形机器人的量产而大幅增加

公司步进电机相关的三次重大收购

T Motion在空心杯/无刷/伺服电机等电机品类扩张提供驱动技术及渠道支持

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