人形机器人专题报告：人形机器人产业链梳理

　　人形机器人或带动上游核心零部件发展

　　人形机器人或带来机器人上游核心零部件投资机会。参考工业机器人零部件及 特斯拉公布的人形机器人技术细节和应用场景，人形机器人可能受益的环节有减速器、 电机、结构件、半导体芯片及器件、传感器、面板玻璃和材料等。成本构成方面，工业机器人的核心零部件主要为减速器、伺服系统和控制系统， 分别为 32%、22%和 12%，成本占比超过 65%。我们判断人形机器人零部件中减速器的 价值量较大。

　　减速器：机器人成本占比最高的零部件

　　减速器产品主要可分为 RV 减速器、谐波减速器、摆线针轮行星减速器和精密行星减速器。减速器的作用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。目前工业领域的机器人主要使用 RV 减速器和谐波减速器， 根据两者的特点各有不同的应用位置。

　　RV 减速机与谐波减速机均可应用于人形机器人的不同部位。RV 减速器的特点是拥有较高的传动效率、输出扭矩和扭转刚性，通常应用于机器人的腿部、腰部和肘部等承重关节;谐波减速器的特点是噪声小、体积小、重量轻、运动精度高，主要应用于轻型、小型工业机器人的末端部位。对于人形机器人来说，在进行搬运物品时，承重较大的腰部、腿部等关节处可配置 RV 减速器，而进行精细化操作时，机器人的小 臂和腕部可配置谐波减速器。

　　01减速器行业情况介绍

　　根据中国通用机械工业协会数据，2020 年中国减速机产量达到 917 万台，较 2013 至 2018 年的平均值增长近 54%。除此之外，近年来谐波减速机规模呈现平稳增加的 态势，2020 年谐波减速机规模达 12.6 亿元。根据《“十四五”机器人产业发展规划》， 到 2025 年，机器人产业营业收入年均增速超过 20%。我们预计到 2025 年我国机器人 谐波减速机规模有望达到 31.4 亿元。

　　国内减速机行业领先公司侧重点有较大差别。绿的谐波主要专注于精密谐波减速机的开发及其销售工作，是中国第一家成功量产谐波减速机的企业，打破了国外企业长久以来的垄断地位。而国茂股份专注于齿轮减速机、行星减速机领域和提供一体化 的减速电机设备，即减速器+电机机电一体化。宁波东力主要生产专用齿轮箱、非标 齿轮箱、标准减速机、传动装置、特种高效电动机等设备。中技克美以谐波减速机为 其主要产品，而香农芯创、昊志机电也同样拥有谐波减速机产品构成。

　　行业整体进入投资积累阶段，非流动性资产逐年提高。从 2017 年到 2021 年， 绿的谐波、国茂股份、昊志机电等国内减速机行业领先企业均处于加大固定资产投资 的阶段，固定资产的投资将有助于企业未来产能释放，进一步提高国产减速机的供给量和市场占用水平。从图表中我们可以看到绿的谐波、国茂股份、中大力德、香农芯创等在去年均有超过 30%的增速，处于较高的增长水平。

　　行业内公司利润率逐年提升，国产减速机表现良好。国内减速机行业领先企业 近 5 年利润均有较大幅度提升，整体表现良好，其中绿的谐波、昊志机电等公司去年均实现净利润增长超过 100%，净利润的快速增长意味着公司前期投资已经逐渐得到 回报，国产减速机的质量也得到了其他企业的认可，随着减速机需求的进一步提升， 行业内公司的利润率有望保持较高增长。

　　谐波减速器市场格局方面，内资企业渗透率逐渐提升。日企哈默纳科和电产新 宝在 2021 年合计市占率为 43.9%。较 2020 年下滑 2.1 个百分点。内资企业绿的谐波 在近两年国内市占率位于行业第 2 名，2021 年占比(24.7%)相比 2020 年提升 3.7 个百分点。在国产替代的大背景下，内资企业有望进一步提高市场渗透率。

　　RV 减速器市场格局方面，日企占据主导地位。日企纳博特斯克和住友在 2020 年 和 2021 年市占率均超过 50%。内资企业双传环动市占率由 2020 年 9.3%提升至 2021 年 15.10%;上市公司中大力德市占率稳中有升，较 2020 年提升 1 个百分点，从行业 第 4 名上升至行业第 3 名。

　　02重点企业分析

　　双环传动：齿轮领域龙头，RV 减速器国产替代。双环传动是国内汽车齿轮龙头 企业，在行业深耕多年，客户覆盖海内外主流车企。公司自 2012 年开始研发 RV 减速 器，不断在关键领域实现技术突破，目前已成为国内 RV 减速器龙头。公司 2021 年实现营收 53.91 亿元，同比增长 47.13%，实现归母净利润 3.26 亿元，同比增长 536.98%。

　　中大力德：国内 RV 减速器 top2 上市公司。中大力德是从事机械传动与控制应 用领域关键零部件的研发、生产、销售和服务的高新技术企业，主要产品包括精密减速器、传动行星减速器、各类小型及微型减速电机等，为各类机械设备提供安全、高效、精密的动力传动与控制应用解决方案。公司 2021 年实现营收 9.53 亿元，同比增 长 25.3%，实现归母净利润 0.81 亿元，同比增长 15.85%。

　　绿的谐波：打破海外垄断，国内首家谐波减速器企业。绿的谐波从事精密传动 装置的生产与销售工作，主要产品为谐波减速器以及其他精密设备，早年国内的谐波减速器领域由海外企业垄断，公司通过技术攻坚打破海外垄断，成为国内首家谐波减 速器厂商。公司 2021 年实现营收 4.43 亿元，同比增长 104.77%，实现归母净利润 1.89 亿元，同比增长 130.56%。

　　三、电机：机器人实现精准操作的核心部件

　　01、伺服电机

　　伺服电机市场持续增长，机器人应用占比基本稳定。伺服电机的下游较为广泛， 包含机床、电子制造设备、包装机械、纺织机械、机器人、塑料机械、医疗机械、食品机械以及其它领域，随着下游需求的不断提升，伺服电机的市场规模持续增长，据统计，伺服电机规模已从 2011 年的 25 亿元提升至 2020 年的 83 亿元，总体保持稳定增长态势。从应用占比来看，早期机器人的伺服电机应用占比较低，而在 2015 年已快速提升至 9%，之后占比保持在 6%-9%的范围内，而随着市场规模整体的扩大，机器人领域所对应的伺服电机规模也将提升。

　　02、液冷电机

　　除传统的伺服电机外，液冷电机也有望应用于机器人领域。液冷电机的特点在于通过液体冷却技术同时实现了高效散热以及防水的功能。在高端电子产品、超级计算机的 CPU 散热中，液冷电机已有一定程度的应用，而在电动车领域绿源电动车也通过液冷技术来降低电机的工作温度，大幅提高运行效率，有效解决了传统电机因为发热 而导致的性能降低问题，但液冷电机目前依然存在价格较高的问题。

　　03、空心杯电机

　　空心杯电机主要由后盖、接线端子、电刷、杯形绕组(转子)、转轴、定子等部 件构成，其中定子由永磁体、壳体、法兰组成。外壳提供了恒定的磁场，使电机无铁损耗，所产生的转矩是均匀的，在较高的速度下可以减少振动及噪音，在低速下也能运行平稳。空心杯电机的主要应用领域为需要快速响应的随动系统，如光驱的随动控制、高 灵敏的记录和检测设备、工业机器人、仿生义肢等产品。针对人形机器人的应用场景， 空心杯电机可使用在机器人的手指部位，实现手指的快速响应以满足工作需求。

　　空心杯电机可归类为微特电机，当前微特电机高端市场中由日本电产主导，国内龙头企业主要为鸣志电器、江苏雷利、大洋电机等。其中仅鸣志电器生产以应用方向为机器人的空心杯电机，且具有美国沃尔玛 AGV 机器人独供经验。此外，当前鸣志电器发展路径与世界龙头日本电产相似，通过横向并购海外公司并发展海外业务。

　　04、控制器

　　工业机器人控制系统分为硬件类控制器和软件类控制软件。控制器可分为上位主 控计算机和下位多轴关节伺服控制器，主控计算机负责下达指令以控制各伺服驱动装置，实现对机器人的工作顺序、位置、运动速度、时间间隔的控制。工业机器人的控制方式包括运动控制和力控制。运动控制主要控制机器人的位置，而力控制则控制机 器人末端执行器的作用力与力矩，主要用于会与环境接触的加工机器人、装配机器人。控制器产品的精密性会极大影响机器人的工作表现，目前海外部分企业的控制器 产品在性能表现上较为领先，能够满足绝大多数应用的需求，国产控制器产品仍有较 多提升空间。

　　05、重点企业分析

　　目前国内伺服电机市场主要由海外企业所主导，2020 年国内汇川技术、台湾台达、禾川科技的市占率合计为 22.2%，国内许多企业的伺服电机产品仍主打中低端市场，随着伺服电机相关核心技术的进一步突破，国内厂商在未来有望上攻高端市场加 速国产化替代进程。

　　汇川技术：工控领域龙头，伺服国内第一。汇川技术早期从事变频器供应，目前 已成为机电液综合产品及解决方案供应商，公司的工控产品广泛应用于各制造业装备， 其中伺服系统在 2021 年以 15.9%的市占率居于国内首位。公司 2021 年实现营收 179.43 亿元，同比增长 55.87%，实现归母净利润 35.73 亿元，同比增长 70.15%。

　　禾川科技：国内工业自动化控制设备领军企业，伺服系统国产品牌位列第二。禾川科技是一家技术驱动的工业自动化控制核心部件及整体解决方案提供商，主要从 事工业自动化产品的研发、生产、销售及应用集成。禾川科技的主要产品包括伺服系 统、PLC 等，覆盖了工业自动化领域的控制层、驱动层和执行传感层和工业富联、宁 德时代、顺丰控股、三通一达、隆基股份、捷佳伟创、先导智能、蓝思科技、埃夫特 等多家行业龙头企业。公司 2021 年实现营收 7.51 亿元，同比增长 38.13%，实现归 母净利润 1.1 亿元，同比增长 3%。

　　鸣志电器：借力技术储备优势，空心杯电机前景广阔。鸣志电器利用早期在直流无刷系统的研发中所储备的技术优势，进一步研发出独特的无齿槽空心杯无刷电机， 具有无齿槽转矩、低振动噪音及运转平顺等特点，控制模型线性化，最高转速可达 10 万转，在生物医疗、小型精密机器人等领域拥有广泛的应用前景。公司 2021 年实 现营收 27.14 亿元，同比增长 22.66%，实现归母净利润 2.80 亿元，同比增长 39.27%。