亚商投顾-千亿蓝海已涌动，这个行业价值可期（附股）！

事件驱动：近期，英伟达宣布成立“GEAR”部门进行通用具身智能体研究，并且将于3月18日-21日举办的GTC2024会议上发布加速计算、生成式AI以及机器人领域的最新成果。此外，Tesla发布Optimus最新视频展示更流畅、自然的行走动作，Figure等海外机器人公司不断迎来投资。

 

行业透视

 

2024年是人形机器人发展的加速之年，技术升级、产品发布及产业链验证会持续出现，给板块带来持续的催化。AI多模态领域的快速迭代将深入赋能机器人产业，海外人形机器人主机厂产品陆续发布，有望引领机器人产业率先实现商业化落地，明确应用场景。（文末附产业链及相关上市公司梳理）

 

一、行业概述

 

1.人形机器人的定义

 

人形机器人，顾名思义，就是外形和人类相似的机器人。它们模仿人类的形态，拥有头部、躯干、四肢等结构，甚至可以模仿人类的动作和表情。这种人形机器人的设计初衷是为了更好地融入人类社会，执行那些对机器人来说复杂但对人类来说简单的任务。

 

 

2.人形机器人的组成

 

人形机器人是硬件和软件的高度结合体，是机械、电气、人工智能等多领域交叉打造的明珠。人形机器人包括感知、决策、执行三大系统，由视觉传感器、触觉传感器，芯片、算法，动力单元、旋转关节、线性关节、手部关节等共同组成。具体产业链如下：

 

 

3.人形机器人的应用

 

人形机器人的研究可以追溯到20世纪中叶。最初，它们主要用于商用市场（ToB）工业自动化，帮助人类完成重复性或危险性的工作。但随着技术的进步，人形机器人开始涉足C端市场，如服务业、医疗、教育和娱乐，具体包括：

 

服务业：在酒店、商场等地方提供服务，如引导、咨询等。

 

医疗领域：协助医生进行手术，或者在护理中提供帮助。

 

教育：作为教学助手，帮助孩子们学习。

 

家庭：作为家庭机器人，帮助做家务、陪伴孩子等。

 

灾难救援：在人类难以到达的灾区进行搜救工作。

 

 

二、行业发展现状：功能更迭不止，产业化探索方兴未艾

 

1.纵观人形机器人发展史，可划分为早期探索、系统高度集成及高动态运动三个发展阶段

 

1）1960-1986 年，早期探索阶段。早稻田大学加藤一郎教授研发出包含肢体控制系统、视觉系统和对话系统的 WABOT-1，拉开了人形机器人研究的序幕。

 

2）1986-2013 年，系统高度集成发展阶段。这一阶段以本田仿人机器人为代表。从仅具备下半身、仅能支持静态步行的双足机器人 E0，到具备完整人形结构且能支持动态步行的机器人 P3，再到更小更轻量化、实现搬运物品及奔跑功能的机器人 ASIMO，二十年间本田人形机器人技术更迭不止。

 

3）2013-至今，高动态运动发展阶段。从波士顿动力能实现跳跃、翻滚、倒立的液压驱动人形机器人 Atlas，到特斯拉高调推出人形机器人 Optimus，实现行走、搬运物品、浇花等功能，这一阶段美国公司后来者居上，开始主导人形机器人的研究。受新冠疫情影响，2020年中国中药行业市场规模有所下降，2021年中药行业市场规模为4578亿元，预计2025年市场规模将超5000亿元，2020-2025年复合增速约为5.84%。

 

 

2.人形机器人百花齐放，新入局者众多，产业化有望提速

 

国外人形机器人厂商起步较早，波士顿动力 Atlas 自 2013 年推出后运动能力不断增强，甚至掌握了体操技巧，但目前仍处于实验室阶段。Agility Robotics 于 2019 年推出人形机器人Digit，2023 年 9月宣布其人形机器人工厂已接近完工，预计将于年内投产，在落成首年产能将达到数百台 Digit 机器人，未来有望每年能够生产超过 1 万台人形机器人。

 

3.特斯拉 Optimus 快速迭代

 

2021 年 8 月特斯拉 AI 日，特斯拉提出人形机器人Optimus 的概念。2022 年 9 月特斯拉 AI 日推出 Optimus 第一代原型机，能够实现缓慢行走、挥手、搬运物品、浇花等，并提出量产后 2 万美元售价的目标。2023年 5 月特斯拉股东大会上，Optimus 的灵活性进一步提升，可实现流畅的行走与抓取物品，同时电机转矩控制能力进一步加强，腿部关节能做到在落地的同时不打碎鸡蛋。2023 年 9 月特斯拉官推发布的视频中，Optimus 已具备视觉自标定、颜色分拣任务、单脚保持平衡等能力，并且能够完成难度更高的瑜伽动作。一年时间内特斯拉机器人实现两次性能的跃升，迭代速度远超波士顿动力、本田等传统人形机器人厂商。2023 年 12 月特斯拉发布 Optimus Gen2 的演示视频，相较于此前展示的原型，Optimus Gen2 在提高平衡性的同时，重量减轻了 10 公斤，行走速度提高了 30%，能够实现 90 度深蹲以及手指抓握鸡蛋等动作。

 

 

4.国内厂商起步稍晚，但近年来快速发展

 

优必选于 2021 年发布 WalkerX，并迈出了人形机器人产业化尝试的第一步，2022 年前 9 个月售出两台 WalkerX，确认收入共计 730 万元。2022 年小米在秋季新品发布会上推出其首款全尺寸人形仿生机器人 CyberOne。2023 年达闼机器人、傅利叶智能、宇树科技、智元机器人、小鹏汽车相继推出原型机。其中傅利叶智能 GR-1 已经实现量产，并在 9 月份开启预售，2023Q4 开始陆续交付；宇树科技 H1 预计 2023Q4 实现发货。人形机器人各家产品呈百花齐放态势，新入局者众多，产业化有望提速。

 

三、产业链概览：中国企业加速布局核心零部件，有望充分受益

 

1.产业链全景图

 

人形机器人产业链可分为三大部分，上游为原材料及核心部件，中游为研发、生产及集成，下游为各类应用场景。特斯拉、优必选等处于中游，预计除软件算法及部分核心零部件由中游人形机器人厂商自研外，上游多数零部件来源于外购。上游零部件环节包含传感器、减速机、电机、滚柱丝杠等多个精密传动细分领域。

 

 

2.核心零部件充分受益，国产替代波澜壮阔

 

1）电机：核心的驱动机构。特斯拉 Optimus 机器人中，包含了 28 个无框力矩电机和 12 个空心杯电机，电机占整体价值量的比例高达 28%。在空心杯电机行业，当前全球市场规模在 50 亿量级，外国企业占据大部分份额，国产替代空间广阔。在无框力矩电机环节，当前全球市场规模在 50 亿量级，海外企业仍处于领先地位。

 

相关标的如鸣志电器，空心杯电机国内领先企业；伟创电气，积极拓展机器人电机业务。

 

2）减速器：核心的动力传达机构。特斯拉 Optimus 机器人中，包含了 14个谐波减速器和 12 个行星减速器，电机占整体价值量的比例高达 17%。谐波减速器具有体积小、精度高的优势；目前的竞争格局为哈默纳科一家独大，国内企业奋力追赶。行星减速器是传动效率最高的齿轮传动结构；当前的全球市场规模在 90 亿元左右；竞争格局相对分散，海外企业占据领先地位。

 

 

相关标的如绿的谐波：国内谐波减速器龙头；科峰智能（未上市）：国内精密行星减速器龙头。

 

3）传感器：核心的感知部件。特斯拉 Optimus 机器人中，包含了 40 个力矩传感器和 3 个视觉传感器，传感器占整体价值量的比例高达 19%。在力/力矩传感器方面，六维力/力矩传感器步入加速增长期；国外企业具有先发优势，中国公司加速追赶。在机器视觉方面，当前的全球市场规模在 800 亿元左右；从国内机器视觉整体市场来看，内外资品牌的竞争已开始呈现分庭抗礼的局面。

 

 

相关标的如柯力传感：应变式传感器龙头，积极拓展机器人传感器业务；汉威科技：气体传感器龙头，加速拓展柔性传感器业务。

 

4）执行器：至关重要的“小总成”。执行器是由多种零部件共同组成的、将能量转化为机器人的运动的核心部件。执行器的基本构成包含电机、减速器、编码器、力矩传感器和轴承等部件，各个零部件一起配合，共同完成机器人的运动动作。按照运动类型的不同，执行器可以分为旋转执行器和线性执行器两类。考虑到执行器的重要性以及较高的复杂度，在整个人形机器人行业的产业化进程中，拥有强大生产能力和执行力的执行器 Tier1 厂商至关重要。

 

相关标的如拓普集团：深入绑定特斯拉的汽车零部件企业，发力拓展执行器业务；三花智控：深入绑定特斯拉的热管理龙头企业，发力拓展执行器业务；新兴装备：以伺服控制技术为核心的航空装备企业，发力拓展执行器业务。

 

四、行业投资逻辑

 

1.技术进步与市场需求驱动

 

①技术突破：随着人工智能、机器学习、计算机视觉、高性能计算硬件、精密机械制造、新材料和电池技术等领域取得持续突破，人形机器人的智能化水平和功能性得以显著提升，使其能够更好地模拟人类行为并适应复杂环境，这为行业发展提供了基础技术支撑。

 

②市场需求：老龄化社会背景下，家庭护理、教育陪伴、商业服务、危险环境作业等多元化应用场景催生了对人形机器人的需求，尤其是在劳动力短缺或人力成本较高的领域，人形机器人有可能替代或辅助人类完成任务。

 

2.跨界者跑步入场，产业化有望提速

 

跨界者跑步入场，或将重塑行业格局。当前人形机器人领域，传统人形机器人厂商、汽车企业及消费电子企业三股势力涌现。特斯拉之外，戴森、小米等消费电子企业成为新势力的代表。

 

 

特斯拉Optimus复用汽车领域技术，或将加速人形机器人产业化进程。特斯拉人形机器人的传感器、芯片、AI 系统等均与汽车同根同源。复用汽车领域的传感器、算法与 AI 系统一方面加快了特斯拉人形机器人的开发速度，另一方面有助于降低开发成本。得益于汽车领域的技术积淀与控本能力，特斯拉的入场或将加速人形机器人产业化进程。

 

3.AI 赋能，机器人智能化水平有望提升

 

ChatGPT 有望提升机器人与人类之间的自然语言交互能力。ChatGPT 的出现允许机器人用户（可以是非技术型用户）通过语言模型交互参与到循环中，向机器人无缝部署各种平台与任务。由此可见，ChatGPT 提升了机器人与人类交互的能力。人类无需掌握复杂的编程语言和机器人知识即可与机器人互动，从而较低了机器人使用者的学习成本，有助于机器人的普及与推广。

 

 

4.政策频发，将人形机器人定位为继消费电子、新能源车后的“颠覆性产品”

 

工信部发布顶层设计，地方政府相继发布相关行动方案。2023 年以来，深圳、北京、上海等地方政府相继发布人形机器人相关行动方案，提出人形机器人的发展目标。2023 年 11 月 2 日工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，指出人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，并提出到 2025 年初步建立人形机器人创新体系，大脑、小脑、肢体等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产，在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用，探索形成有效的治理机制和手段，培育 2-3 个全球影响力企业及 2-3 个产业发展集聚区。2027 年综合实力达到世界先进水平。政策催化下，人形机器人产业化有望加速落地。

 

 

 

5.市场规模：中性预测至 2030 年人形机器人可达数百亿美元市场

 

人口老龄化、用工成本上涨背景下，机器替人需求迫切。全球范围来看，人口老龄化已势不可挡。2012 年-2021 年，全球 65 岁以上人口由 5.6 亿人增至 7.6 亿人，占总人口的比重由 7.9%增至 9.6%。此外，用工成本逐年递增。以美国为例，2012-2022 年，美国人均个人收入（现价）由 4.5 万美元增至 6.5 万美元，CAGR达 3.9%。人口结构变化与用工成本高企刺激机器替人需求，人形机器人有望迎来高速发展。

 

我们对 2030 年人形机器人的市场规模进行预测。

单价假设：

假设 2030年人形机器人市场平均售价实现特斯拉 Optimus 预期的量产后 2万美元/台的水平。

 

市场规模测算假设：

（1）假设当前的劳动力缺口数以及家庭户数保持稳定，至 2030 年也未发生变化。

（2）人形机器人进入工业制造、商业服务等场景填补劳动力缺口的难度相对较小，假设悲观、中性、乐观情形下，人形机器人对欧美主流发达国家劳动力缺口的填补程度分别为 3%、5%、7%。

（3）人形机器人进入家庭场景的难度相对较大，假设悲观、中性、乐观情形下，人形机器人在欧美主流发达国家家庭中的渗透率分别为 0.1%、0.15%、0.2%。

 

测算结果显示，悲观、中性、乐观情形下，2030 年人形机器人市场需求量分别为 106.6/171.7/236.7 万台，2030 年人形机器人市场规模分别为 213.2/343.3/473.4亿美元。

 

六、机会显现

 

人形机器人产业蓬勃发展，进入加速增长期。人形机器人预计到 2030 年可形成千亿级别的大市场，当前玩家加速入场、政策高度重视、人工智能技术快速迭代，均有望推动人形机器人产业化提速。我国机械零部件公司纷纷布局相关细分领域，有望凭借供应链成本低、技术迭代响应速度快等优势，成为全球人形机器人产业链不可或缺的一环。相关企业梳理如下：

 

 

风险提示：人形机器人相关技术进步不及预期风险、竞争加剧带来的盈利不及预期风险等

 

参考资料：20240114--光大证券—人形机器人：加速发展，全面进击

                20240114-兴业证券—人形机器人行业深度报告：前路星辰大海，玩家加速入场，产业化有望提速

 

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