机器人降本关键，千亿减速器市场，中国企业能分得几杯羹？
2021年8月，特斯拉CEO马斯克于“人工智能日”首次公开展示人形机器人TeslaBot。2022年6月，马斯克再次于推特称，将于2022年9月30日公布人形机器人原型机。
考虑到特斯拉强大的产业化能力与市场影响力，其有望拉开人形机器人产业化序幕。
根据Marketsandmarkets的预测，全球人形机器人市场规模(仅考虑单机)将从2022年15亿美元提升至2027年的173亿美元(约合人民币1038亿元)，千亿市场未来可期。
近日，机器人概念在A股持续活跃，板块内超十多只个股涨停，东吴证券从产业链视角阐述了人形机器人的投资机会，而核心零部件在其中的重要性十分突出。
人形机器人产业链主要分为上中下游三部分。
具体来看，上游为核心软硬件，硬件主要包括伺服电机、减速器、控制器、传感器等;软件包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等;
中游则是人形机器人本体制造商，国内包括优必选、北京钢铁科技、国外包括波士顿动力、美国敏捷机器人、日本丰田、本田、特斯拉等;
下游目前还未有成熟的商业应用，可能的应用场景包括迎宾接待、展厅引导、高校科研等。
从技术与成本两方面看，核心零部件的重要性尤为突出。一方面，人形机器人技术的本质是3D空间中高维度的感知与运动，高性能的核心零部件是实现感知与运动的基础。另一方面，成本上核心零部件也占据重要地位。
机器人核心零部件主要包括精密减速机、交流伺服电机、控制器。精密减速器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。伺服电机在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。机器人每个关节运动均需靠伺服电机驱动，以实现多自由度的运动。控制器是工业机器人的大脑，对机器人的性能起着决定性的影响。工业机器人控制器主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等。
机器人的减速器是降低成本的首要因素
随着人力成本上升和人口老龄化不断加剧，中国机器人产业迎来黄金发展期。整个机器人产业链主要分为上游核心零部件、中游设备制造商和下游行业应用商三个层面。
然而，国内还没有能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业。全球市场75%的市场被日本两家企业占据，旋片式真空泵RV减速器约占60%，谐波减速器约占15%。
虽然中国机器人产业经过30年的发展，形成了较为完善的产业基础，但与发达国家相比，仍存在较大差距，产业基础依然薄弱，关键零部件严重依赖进口。
三大核心零部件(减速器、控制器和伺服系统)的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，达30%，其次是伺服系统(20%)和控制器(10%)。
实际上，任何行业发展到一定阶段，都需要考虑降本，而工业机器人领域成本最高的减速器，则成了攻克的关键。
精密减速器成为制约降低国产工业机器人成本的第一因素。相对于减速器，伺服电机和驱动器市场未形成主要厂商垄断现象，而且几大国际厂商在中国也建立了分工厂，供应充足，产品价格相对合理。
从全球精密减速器市场来看，日系品牌哈默纳科(HarmnicDriveSystemInc.)和纳博特斯克(Nabtesco)垄断了近75%的市场份额。
在机器人用谐波减速器领域，哈默纳科全球市场占有率超过80%，在RV减速器领域，目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据，RV减速器国产替代空间较大。
减速器国产替代加速
据亿欧智库《2022中国工业机器人市场研究报告》，三大核心零部件(减速器、控制器和伺服系统)的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，达30%，其次是伺服系统(20%)和控制器(10%)。
实际上，任何行业发展到一定阶段，都需要考虑降本，而工业机器人领域成本最高的减速器，则成了攻克的关键。
业内人士对财联社记者介绍，市面上加速器包括RV减速器和谐波减速器两款主流减速器，前者主要应用于20KG以上的机器人关节，后者则在20KG以内的机器人关节。“比如轻负载机器人采用谐波减速器。”
上述业内人士近一步表示，谐波减速器技术壁垒高，国产替代正在加速进行。国内工业机器人用谐波减速器国产化率约30%，2025年国产化率有望提升至40%。
从全球精密减速器市场来看，日系品牌哈默纳科(Harmnic Drive System Inc.)和纳博特斯克(Nabtesco)垄断了近75%的市场份额。
在机器人用谐波减速器领域，哈默纳科全球市场占有率超过80%，在RV减速器领域，目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据，RV减速器国产替代空间较大。
中大力德(002896.SZ)相关负责人对财联社记者表示，公司生产的减速器与国外产品在性能上差距不大，国产替代有加速的趋势，目前下游需求旺盛，并增加了很多新的应用场景，公司近几年一直在扩产，并计划将来进一步扩产。
华福证券表示，借鉴日本工业机器人崛起之路，核心零部件的自主可控是中国工业机器人崛起的前提。
目前来看，谐波减速器已实现技术突破，可实现进口替代，但RV减速器由于传动精度、扭转刚度、稳定性等性能问题，仍然依赖进口。
千亿赛道，国内企业能分得几成?
芯片之后，国内科技产业绕不开的话题是“卡脖子”和“国产替代”，而减速器，也是我国被卡脖子的一个领域。
先看一组血淋淋的对比数据：
前瞻研究院数据，2020年我国减速机行业出口总额约26.15亿元，进口总额约为16.85亿元，贸易顺差为9.66亿美元，看似减速机行业发展良好。
然而，智研咨询数据显示，2021年我国进口和出口精密减速器——行星齿轮减速器的数量分别为72.7万台和2325.8万，进出口金额分别为3.7亿元和3.8亿元，进出口均价分别为508.52美元和16.24美元。近32倍的价值差距，让我们看到国产减速器不轻松的现状——走量、价值低。
可是，在制造业，谁不想站在微笑曲线的两端，轻松地赚到更多钱呢?
对于国产减速器来说，想，但是实力还不够。
在通用减速机市场，格局足够友好，但国内厂商难吃到肉。
翻看全球通用减速器市场数据，2019年减速器市场规模达到4000亿+，且增速在10%左右。具体到行业竞争格局，龙头如弗兰德和SEW市占率也均为6%左右，也就是说，行业还未形成垄断。那是否意味着国有厂商有更多的机会?
答案是否定的。因为未形成垄断不是龙头企业不行，而是因为，应用领域过分分散。
通用减速器广泛应用在环保、建筑、电力、化工、食品等国民经济的各个领域，不同领域对减速机的技术需求各有差异，一家企业难以研发和生产覆盖全行业的减速机产品，同时也很难从销售层面覆盖下游所有行业客户。
同时，诞生于第二次工业革命的减速机，经过百年发展，技术趋于成熟，也吸引了众多企业进入这个赛道，行业分散是必然。
遗憾的是，在通用减速机这个技术壁垒和行业集中度都不算高的赛道，国内厂商也占不到优势：国内叫得上号的国茂股份、中大力德也只能位于市场第二梯队，外采国产标准件，产品应用于某几个特定行业，营收规模通常超过1亿元，而第一梯队的外资品牌营收通常超过20亿。
通用减速器尚且打不过，何况技术壁垒更高，对材料、设计水平、质量控制、精度可靠性、使用寿命等均有严格要求的精密减速器。
精密减速器困日系久矣。前瞻产业研究院数据，2020年全球机器人减速机市场，日系品牌哈默纳科(Harmnic Drive System Inc.)、纳博特斯克(Nabtesco)及日本住友，分别以60%、15%、10%的市占率位居前三，总计来看，排名前三的日系品牌就垄断了85%的市场份额。
市占率强势的背后，是近60年的技术探索，和整个日本制造业发展的场景训练和数据积累。
2010年之前，我国劳动力充足且相对廉价，没有机器人替代员工的需求。时至今日，加上疫情推动，机器人需求逐渐激发，当国人想起做机器人时，才发现卡在日企小小的减速器这里：
比如，国内承担军工、科研任务的高端机器人企业，为了保证质量，只能从纳博和哈默纳科采购减速器;
比如，同样作为买家，中国机器人厂商向日系两家巨头购买加速器的价格，比国际机器人巨头ABB和发那科购买价格高很多;
又比如，国内厂商赴日本采购减速器的时候，由于日本住友公司负责人语速过快，国内采购员请求缓慢、清晰地介绍一遍，住友公司负责人直接走开了，一副爱买不买的态度。
“屈辱”之下，国产企业绿的谐波勇敢向前，于2003年组建技术团队进行谐波减速机理论方向的研究。当时绿的谐波的研发条件：3个人的技术团队、哈默纳科的减速器，以及绿的多年的精密仪器代工经验。
不能说，一无所有，但好像确实有的不多。在艰难的探索下，以及2008年，哈默纳科专利年限到期，公开资料的帮助下，2009年底，绿的谐波生产出第一台的谐波减速机样机，成为减速器国产之光。截止目前，绿的谐波已占据自主品牌约80%的市场份额。
但，即使是绿的谐波在国际市场上也只有6%左右的市占率，仍名不见经传，何况国内那么多的小企业。究其原因，国内精密减速器设计、制造的各环节还活在日企的笼罩之下：
设计原理上，国内企业多是通过反向工程获得数据，即，拆解一个国外减速器，照猫画虎，这种路径之下，大家多是知其然而不知其所以然，而且这样设计出的减速器，在产品的精准度、稳定性上都有很大缺陷;
制造设备上，加工制造减速机零部件的设备不仅非常昂贵，比如美盖勒平面磨床，单价折合人民币就接近千万元;而且，设备交付周期都在一年以上，也就是说，交了钱也没办法及时拿到;
热处理技术上，国内的钢材原料本身杂质就多过国外，加之国内热处理技术上，变形、硬度不够，很难达到理想处理状态;
外购零配件上，国内产品精度一般，从减速机配用的相关轴承的精度，就可以直接判断其减速机的性能好坏，而且非常准确。何况，每一环节差1%，累计起来的结果呢?
行业技术层层被压制，国产厂商只得从具体的场景服务上寻找突破口。
产业上，尽管绿的谐波已成功配套工业机器人四大家族之一的ABB。但是曾有行业人士透露，ABB、发那科、安川、库卡等国际主流机器人整机厂商均由两家日本公司提供减速机，并且有着非常苛刻的合作条件，即在使用这两家公司产品时不能再使用别家的产品，否则将解除合作关系。
也就是说，和高端精密机器人的适配没有路径。但是，减速器作为工业机器人领域较为通用的一个零部件，可以广泛和下游布局食品、物流、3C等行业的工业机器人合作，在各场景中积累数据和经验。
何况，国内工业机器人本体厂商还是一个好搭档：
一方面，本土机器人已经在3C、半导体、液晶等行业积累了一定的市场份额;
另一方面，为更好实现本土机器人崛起，国内厂商与下游企业做到深度的链接和匹配，从对加深行业的理解争夺更多市场。比如，珞石机器人为帮阳江刀具产业定制自动化方案，派驻团队入驻企业，从头学习开刃。
国产机器人厂商如此努力，市场份额逐渐做大的情况下，减速器这个零部件也被带动加速国产替代的进程。
特斯拉人形机器人火了，饥渴已久的市场，已经很久没有遇到这样让人兴奋的新概念了。也许现在本土机器人本体和减速器等核心零部件厂商，都实力有限，吃不到市场上最大的那块肉，但，风口之下，喝口浓汤不成问题。
