人形機(jī)器人或帶動(dòng)上游核心零部件發(fā)展

　　人形機(jī)器人或帶來(lái)機(jī)器人上游核心零部件投資機(jī)會(huì)。參考工業(yè)機(jī)器人零部件及 特斯拉公布的人形機(jī)器人技術(shù)細(xì)節(jié)和應(yīng)用場(chǎng)景，人形機(jī)器人可能受益的環(huán)節(jié)有減速器、 電機(jī)、結(jié)構(gòu)件、半導(dǎo)體芯片及器件、傳感器、面板玻璃和材料等。成本構(gòu)成方面，工業(yè)機(jī)器人的核心零部件主要為減速器、伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)， 分別為 32%、22%和 12%，成本占比超過(guò) 65%。我們判斷人形機(jī)器人零部件中減速器的 價(jià)值量較大。

　　　　減速器：機(jī)器人成本占比最高的零部件

　　減速器產(chǎn)品主要可分為 RV 減速器、諧波減速器、擺線針輪行星減速器和精密行星減速器。減速器的作用是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，減速器將電機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的。目前工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人主要使用 RV 減速器和諧波減速器， 根據(jù)兩者的特點(diǎn)各有不同的應(yīng)用位置。

　　RV 減速機(jī)與諧波減速機(jī)均可應(yīng)用于人形機(jī)器人的不同部位。RV 減速器的特點(diǎn)是擁有較高的傳動(dòng)效率、輸出扭矩和扭轉(zhuǎn)剛性，通常應(yīng)用于機(jī)器人的腿部、腰部和肘部等承重關(guān)節(jié);諧波減速器的特點(diǎn)是噪聲小、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)精度高，主要應(yīng)用于輕型、小型工業(yè)機(jī)器人的末端部位。對(duì)于人形機(jī)器人來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行搬運(yùn)物品時(shí)，承重較大的腰部、腿部等關(guān)節(jié)處可配置 RV 減速器，而進(jìn)行精細(xì)化操作時(shí)，機(jī)器人的小 臂和腕部可配置諧波減速器。

　　01減速器行業(yè)情況介紹

　　根據(jù)中國(guó)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020 年中國(guó)減速機(jī)產(chǎn)量達(dá)到 917 萬(wàn)臺(tái)，較 2013 至 2018 年的平均值增長(zhǎng)近 54%。除此之外，近年來(lái)諧波減速機(jī)規(guī)模呈現(xiàn)平穩(wěn)增加的 態(tài)勢(shì)，2020 年諧波減速機(jī)規(guī)模達(dá) 12.6 億元。根據(jù)《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》， 到 2025 年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入年均增速超過(guò) 20%。我們預(yù)計(jì)到 2025 年我國(guó)機(jī)器人 諧波減速機(jī)規(guī)模有望達(dá)到 31.4 億元。

　　國(guó)內(nèi)減速機(jī)行業(yè)領(lǐng)先公司側(cè)重點(diǎn)有較大差別。綠的諧波主要專(zhuān)注于精密諧波減速機(jī)的開(kāi)發(fā)及其銷(xiāo)售工作，是中國(guó)第一家成功量產(chǎn)諧波減速機(jī)的企業(yè)，打破了國(guó)外企業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)的壟斷地位。而國(guó)茂股份專(zhuān)注于齒輪減速機(jī)、行星減速機(jī)領(lǐng)域和提供一體化 的減速電機(jī)設(shè)備，即減速器+電機(jī)機(jī)電一體化。寧波東力主要生產(chǎn)專(zhuān)用齒輪箱、非標(biāo) 齒輪箱、標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)、傳動(dòng)裝置、特種高效電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。中技克美以諧波減速機(jī)為 其主要產(chǎn)品，而香農(nóng)芯創(chuàng)、昊志機(jī)電也同樣擁有諧波減速機(jī)產(chǎn)品構(gòu)成。

　　行業(yè)整體進(jìn)入投資積累階段，非流動(dòng)性資產(chǎn)逐年提高。從 2017 年到 2021 年， 綠的諧波、國(guó)茂股份、昊志機(jī)電等國(guó)內(nèi)減速機(jī)行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)均處于加大固定資產(chǎn)投資 的階段，固定資產(chǎn)的投資將有助于企業(yè)未來(lái)產(chǎn)能釋放，進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)減速機(jī)的供給量和市場(chǎng)占用水平。從圖表中我們可以看到綠的諧波、國(guó)茂股份、中大力德、香農(nóng)芯創(chuàng)等在去年均有超過(guò) 30%的增速，處于較高的增長(zhǎng)水平。

　　行業(yè)內(nèi)公司利潤(rùn)率逐年提升，國(guó)產(chǎn)減速機(jī)表現(xiàn)良好。國(guó)內(nèi)減速機(jī)行業(yè)領(lǐng)先企業(yè) 近 5 年利潤(rùn)均有較大幅度提升，整體表現(xiàn)良好，其中綠的諧波、昊志機(jī)電等公司去年均實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)增長(zhǎng)超過(guò) 100%，凈利潤(rùn)的快速增長(zhǎng)意味著公司前期投資已經(jīng)逐漸得到 回報(bào)，國(guó)產(chǎn)減速機(jī)的質(zhì)量也得到了其他企業(yè)的認(rèn)可，隨著減速機(jī)需求的進(jìn)一步提升， 行業(yè)內(nèi)公司的利潤(rùn)率有望保持較高增長(zhǎng)。

　　諧波減速器市場(chǎng)格局方面，內(nèi)資企業(yè)滲透率逐漸提升。日企哈默納科和電產(chǎn)新 寶在 2021 年合計(jì)市占率為 43.9%。較 2020 年下滑 2.1 個(gè)百分點(diǎn)。內(nèi)資企業(yè)綠的諧波 在近兩年國(guó)內(nèi)市占率位于行業(yè)第 2 名，2021 年占比(24.7%)相比 2020 年提升 3.7 個(gè)百分點(diǎn)。在國(guó)產(chǎn)替代的大背景下，內(nèi)資企業(yè)有望進(jìn)一步提高市場(chǎng)滲透率。

　　RV 減速器市場(chǎng)格局方面，日企占據(jù)主導(dǎo)地位。日企納博特斯克和住友在 2020 年 和 2021 年市占率均超過(guò) 50%。內(nèi)資企業(yè)雙傳環(huán)動(dòng)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穩(wěn)中有升，較 2020 年提升 1 個(gè)百分點(diǎn)，從行業(yè) 第 4 名上升至行業(yè)第 3 名。

　　02重點(diǎn)企業(yè)分析

　　雙環(huán)傳動(dòng)：齒輪領(lǐng)域龍頭，RV 減速器國(guó)產(chǎn)替代。雙環(huán)傳動(dòng)是國(guó)內(nèi)汽車(chē)齒輪龍頭 企業(yè)，在行業(yè)深耕多年，客戶覆蓋海內(nèi)外主流車(chē)企。公司自 2012 年開(kāi)始研發(fā) RV 減速 器，不斷在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，目前已成為國(guó)內(nèi) RV 減速器龍頭。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 53.91 億元，同比增長(zhǎng) 47.13%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 3.26 億元，同比增長(zhǎng) 536.98%。

　　中大力德：國(guó)內(nèi) RV 減速器 top2 上市公司。中大力德是從事機(jī)械傳動(dòng)與控制應(yīng) 用領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，主要產(chǎn)品包括精密減速器、傳動(dòng)行星減速器、各類(lèi)小型及微型減速電機(jī)等，為各類(lèi)機(jī)械設(shè)備提供安全、高效、精密的動(dòng)力傳動(dòng)與控制應(yīng)用解決方案。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 9.53 億元，同比增 長(zhǎng) 25.3%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 0.81 億元，同比增長(zhǎng) 15.85%。

　　綠的諧波：打破海外壟斷，國(guó)內(nèi)首家諧波減速器企業(yè)。綠的諧波從事精密傳動(dòng) 裝置的生產(chǎn)與銷(xiāo)售工作，主要產(chǎn)品為諧波減速器以及其他精密設(shè)備，早年國(guó)內(nèi)的諧波減速器領(lǐng)域由海外企業(yè)壟斷，公司通過(guò)技術(shù)攻堅(jiān)打破海外壟斷，成為國(guó)內(nèi)首家諧波減 速器廠商。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 4.43 億元，同比增長(zhǎng) 104.77%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 1.89 億元，同比增長(zhǎng) 130.56%。

　　三、電機(jī)：機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作的核心部件

　　01、伺服電機(jī)

　　伺服電機(jī)市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，機(jī)器人應(yīng)用占比基本穩(wěn)定。伺服電機(jī)的下游較為廣泛， 包含機(jī)床、電子制造設(shè)備、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)器人、塑料機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、食品機(jī)械以及其它領(lǐng)域，隨著下游需求的不斷提升，伺服電機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，伺服電機(jī)規(guī)模已從 2011 年的 25 億元提升至 2020 年的 83 億元，總體保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從應(yīng)用占比來(lái)看，早期機(jī)器人的伺服電機(jī)應(yīng)用占比較低，而在 2015 年已快速提升至 9%，之后占比保持在 6%-9%的范圍內(nèi)，而隨著市場(chǎng)規(guī)模整體的擴(kuò)大，機(jī)器人領(lǐng)域所對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)規(guī)模也將提升。

　　02、液冷電機(jī)

　　除傳統(tǒng)的伺服電機(jī)外，液冷電機(jī)也有望應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域。液冷電機(jī)的特點(diǎn)在于通過(guò)液體冷卻技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效散熱以及防水的功能。在高端電子產(chǎn)品、超級(jí)計(jì)算機(jī)的 CPU 散熱中，液冷電機(jī)已有一定程度的應(yīng)用，而在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域綠源電動(dòng)車(chē)也通過(guò)液冷技術(shù)來(lái)降低電機(jī)的工作溫度，大幅提高運(yùn)行效率，有效解決了傳統(tǒng)電機(jī)因?yàn)榘l(fā)熱 而導(dǎo)致的性能降低問(wèn)題，但液冷電機(jī)目前依然存在價(jià)格較高的問(wèn)題。

　　03、空心杯電機(jī)

　　空心杯電機(jī)主要由后蓋、接線端子、電刷、杯形繞組(轉(zhuǎn)子)、轉(zhuǎn)軸、定子等部 件構(gòu)成，其中定子由永磁體、殼體、法蘭組成。外殼提供了恒定的磁場(chǎng)，使電機(jī)無(wú)鐵損耗，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是均勻的，在較高的速度下可以減少振動(dòng)及噪音，在低速下也能運(yùn)行平穩(wěn)?？招谋姍C(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樾枰焖夙憫?yīng)的隨動(dòng)系統(tǒng)，如光驅(qū)的隨動(dòng)控制、高 靈敏的記錄和檢測(cè)設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、仿生義肢等產(chǎn)品。針對(duì)人形機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景， 空心杯電機(jī)可使用在機(jī)器人的手指部位，實(shí)現(xiàn)手指的快速響應(yīng)以滿足工作需求。

　　空心杯電機(jī)可歸類(lèi)為微特電機(jī)，當(dāng)前微特電機(jī)高端市場(chǎng)中由日本電產(chǎn)主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)主要為鳴志電器、江蘇雷利、大洋電機(jī)等。其中僅鳴志電器生產(chǎn)以應(yīng)用方向?yàn)闄C(jī)器人的空心杯電機(jī)，且具有美國(guó)沃爾瑪 AGV 機(jī)器人獨(dú)供經(jīng)驗(yàn)。此外，當(dāng)前鳴志電器發(fā)展路徑與世界龍頭日本電產(chǎn)相似，通過(guò)橫向并購(gòu)海外公司并發(fā)展海外業(yè)務(wù)。

　　04、控制器

　　工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)分為硬件類(lèi)控制器和軟件類(lèi)控制軟件?？刂破骺煞譃樯衔恢? 控計(jì)算機(jī)和下位多軸關(guān)節(jié)伺服控制器，主控計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)下達(dá)指令以控制各伺服驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的工作順序、位置、運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間間隔的控制。工業(yè)機(jī)器人的控制方式包括運(yùn)動(dòng)控制和力控制。運(yùn)動(dòng)控制主要控制機(jī)器人的位置，而力控制則控制機(jī) 器人末端執(zhí)行器的作用力與力矩，主要用于會(huì)與環(huán)境接觸的加工機(jī)器人、裝配機(jī)器人?？刂破鳟a(chǎn)品的精密性會(huì)極大影響機(jī)器人的工作表現(xiàn)，目前海外部分企業(yè)的控制器 產(chǎn)品在性能表現(xiàn)上較為領(lǐng)先，能夠滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求，國(guó)產(chǎn)控制器產(chǎn)品仍有較 多提升空間。

　　05、重點(diǎn)企業(yè)分析

　　目前國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)市場(chǎng)主要由海外企業(yè)所主導(dǎo)，2020 年國(guó)內(nèi)匯川技術(shù)、臺(tái)灣臺(tái)達(dá)、禾川科技的市占率合計(jì)為 22.2%，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)的伺服電機(jī)產(chǎn)品仍主打中低端市場(chǎng)，隨著伺服電機(jī)相關(guān)核心技術(shù)的進(jìn)一步突破，國(guó)內(nèi)廠商在未來(lái)有望上攻高端市場(chǎng)加 速國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程。

　　匯川技術(shù)：工控領(lǐng)域龍頭，伺服國(guó)內(nèi)第一。匯川技術(shù)早期從事變頻器供應(yīng)，目前 已成為機(jī)電液綜合產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商，公司的工控產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各制造業(yè)裝備， 其中伺服系統(tǒng)在 2021 年以 15.9%的市占率居于國(guó)內(nèi)首位。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 179.43 億元，同比增長(zhǎng) 55.87%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 35.73 億元，同比增長(zhǎng) 70.15%。

　　禾川科技：國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備領(lǐng)軍企業(yè)，伺服系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)品牌位列第二。禾川科技是一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)自動(dòng)化控制核心部件及整體解決方案提供商，主要從 事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及應(yīng)用集成。禾川科技的主要產(chǎn)品包括伺服系 統(tǒng)、PLC 等，覆蓋了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的控制層、驅(qū)動(dòng)層和執(zhí)行傳感層和工業(yè)富聯(lián)、寧 德時(shí)代、順豐控股、三通一達(dá)、隆基股份、捷佳偉創(chuàng)、先導(dǎo)智能、藍(lán)思科技、埃夫特 等多家行業(yè)龍頭企業(yè)。公司 2021 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 7.51 億元，同比增長(zhǎng) 38.13%，實(shí)現(xiàn)歸 母凈利潤(rùn) 1.1 億元，同比增長(zhǎng) 3%。

　　鳴志電器：借力技術(shù)儲(chǔ)備優(yōu)勢(shì)，空心杯電機(jī)前景廣闊。鳴志電器利用早期在直流無(wú)刷系統(tǒng)的研發(fā)中所儲(chǔ)備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步研發(fā)出獨(dú)特的無(wú)齒槽空心杯無(wú)刷電機(jī)， 具有無(wú)齒槽轉(zhuǎn)矩、低振動(dòng)噪音及運(yùn)轉(zhuǎn)平順等特點(diǎn)，控制模型線性化，最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 10 萬(wàn)轉(zhuǎn)，在生物醫(yī)療、小型精密機(jī)器人等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。公司 2021 年實(shí) 現(xiàn)營(yíng)收 27.14 億元，同比增長(zhǎng) 22.66%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 2.80 億元，同比增長(zhǎng) 39.27%。