一、核心观点：人形机器人量产前夕，未来星辰大海

1.1 人形机器人存在确定性需求，市场空间广阔

在以特斯拉为首的科技巨头持续发力投入以及人工智能技术不断进步的共同推动下，人形机器人产业迭代和进化速度 显著加快，成为未来最确定的产业方向之一。随着社会老龄化趋势加剧，劳动力减少，国内人工成本持续提高。同时 受到惰性文化的影响以及国防安全和军事领域需要，市场对人形机器人的需求与日俱增，市场空间广阔。

1.2AI 算法叠加，助力人形机器人应用场景拓展

AI 是机器人产业最大的技术增量。AI 技术的进步有望带动机器人产业实现跨越式发展，提升智能化程度： 1）感知层：人类的五大感官中视觉获取的信息占比超 80%，机器视觉能力对于感知层面至关重要，22 年 3 月，谷歌 发布最大的视觉-语言模型 PaLM，最终参数量高达 5620 亿，有望提升机器人感知能力； 2）认知层：GPT-4 出现让机器人对于现实世界中图像、文字、数据的理解进入新台阶； 3）运动层：谷歌提出 RT-X 模型，其模型表现出了机器人模型更好的泛化能力。

人形机器人发展空间星辰大海，应用场景多元。从机器人发展形态上看，其演变的趋势是：从最传统的机器臂形式逐 渐往自主移动机器人（ARM）、通用人形机器人方向发展。通用人形机器人通过“仿人”，达到更高的自由度，灵活性很 强，存在巨大市场潜力和发展空间，是终极意义上的形态。

当前，人形机器人技术仍存在运动能力不达标、成本较高、应用场景不明确等问题。（1）运动能力不达标：人形机器 人因“类人”属性，在控制上难度较高。步态控制难度高、多轴控制精度或低于预期、轨迹规划算法的集成化、智能 化、可视化要求较高。（2）成本较高：机器人应用需求考虑应用场景以及各个场景的泛化。人形机器人从早期的动辄 几百万美元下降到目前的几万美元（如 EVE 售价 32 万元），随着全球共同发力降本，人形机器人成本有望持续下降。

由于技术的持续发展，人形机器人渗透场景先 toB 后 toC，率先渗透地区或在欧美等高人力成本国家。2023 年 11 月 2 日，工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》指出，加快拓展通用人形机器人应用场景：（1）危险、恶劣环境 作业；（2）汽车、3C 等制造业产线深度应用；（3）医疗、家政、农业、物流等民生服务。

1.3 行情复盘：新增长曲线和产业进展推动向上催化，性能和业绩不及预期推动向下催化

向上催化：1）新增长曲线：2022 年 6 月，马斯克预告推出人形机器人原型机，人形机器人将成为特斯拉成长第三曲 线。2）产业进展：人形机器人商业化进展顺利，包括特斯拉在内的科技厂商尝试将图像语言大模型能力和知识迁移 到机器人领域，同时国内政策持续利好，提振估值指数；2023 年下半年，人形机器人产业链进入 B 样阶段，市场信心 提振，估值上升。 向下催化：1）性能不及预期：2022 年 9 月，小米发布“铁蛋”四足机器人，行走能力低于市场预期；10 月特斯拉发 布 Optimus，运动能力不及市场预期，影响人形机器人估值下降。2）业绩不及预期：相关公司主业中报和三季报业绩 不及预期时，估值都经历了一定程度的回调或逆势下跌。

二、未来预期展望，推动量产的因子将成为持续催化剂

2.1 明星科技公司布局人形机器人，市场迭代速度加快

人形机器人作为未来最确定的产业方向之一，被认为是最具发展潜力的人工智能机器人。2023 年以来，人形机器人发 展进入快车道，以特斯拉、小鹏汽车、比亚迪为首的科技公司，发挥研发、制造、资金等优势，借助汽车客户优势， 切入人形机器人新赛道，人形机器人的迭代和进化速度显著加快。特斯拉打造第三成长曲线，引领人形机器人技术前进。2023 年 12 月，特斯拉筹备行走性测试、实用性测试，对产业 发展具有重要意义。

2.2 产业政策持续落地，驱动人形机器人产业加速发展

政策支持将加快中国人形机器人产业研发和落地。2023 年 1 月 19 日，工业和信息化部等十七部门印发《“机器人+” 应用行动实施方案》。到 2025 年，制造业机器人密度较 2020 年实现翻倍，服务机器人、特种机器人行业应用深度和 广度显著提升，开展“机器人+”应用创新实践。

2023 年 8 月 28 日，工信部组织开展 2023 年未来产业创新任务揭榜挂帅工作，面向元宇宙、人形机器人、脑机接口、 通用人工智能 4 个重点方向，通过“揭榜挂帅”可聚力解决机器人产业短板问题和“卡脖子”技术难题，推动机器人 核心技术迭代升级、产业链成本降低、典型场景优化推广，加快实现人形机器人规模化生产和应用。

11 月 2 日，工业和信息化部又印发了《人形机器人创新发展指导意见》，提出到 2025 年人形机器人创新体系初步建 立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产；到 2027 年，人 形机器人技术创新能力显著提升，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。自上而下的政策支 持体系，产生了一系列区域集群效应，各地区积极响应，北京、上海、深圳等地相应的支持性举措已加速落地，有效 地推动了人形机器人行业的快速发展。

2.3 2024 年催化剂密集，建议持续关注特斯拉人形新变化

人形机器人发布引导新供应链，量产节点迫近渐回归确定性。多家人形机器人有望新发或换代人形机器人：预计近期 优必选上市同步宣布工业人形机器人亮相，预计 2024 年初特斯拉将举办 AIDay，有望推出更接近商业化的人形机器 人。机器人需求无需担忧的情况下，更多海内外巨头将推出人形机器人，持续利好技术和成本兼备的相关供应链。

2.4 硬件技术围绕性能提升和降本的方向发展

电机和减速器集成化是未来人形机器人商业化量产的首选方案。搭配减速器的电机驱动拥有能量转化效率高、易维护、 低成本、零件规整等优势。例如特斯拉 Optimus、智元远征 A1、宇树科技 H1 等均采用高性价比的电机+减速器搭配方 案。

未来机器人减速器方案会综合考量性能、成本和使用场景，新型减速器将运用于工厂场景。新型减速器的可能结构： 少齿差减速器，相比 RV 减速器具备传动效率高、成本低等优点，精度保持和承载力则较谐波减速器更好。建议关注 双环传动等。

丝杠未来重点方向是提升产业链国产替代程度。国产丝杠瓶颈主要受限于热处理技术和缺乏高精磨床设备。当前高精 度磨床主要依赖日欧设备，国产化替代技术以铣代磨、以车代磨有望降低高精磨床工作量进而减少高精磨床的需求量， 可重点关注浙海德曼、华辰装备、日发精机、贝斯特、恒立液压、新剑传动（未上市）、五洲新春、斯菱股份和北特科 技等。

传感器成本有望随标注设备产量下滑而降低。目前应变式（六维）传感器价格较高，生产壁垒高。未来随着标注设备 产量上升，规模效应显现，单价有望由 1-2 万元降低至 3000 元内，进而提升装配概率。

三、核心产业链 0-1 爆发在即，以 T 链为锚，寻找短板和高壁垒赛道

展望 2024 年，人形机器人有望进入量产元年。根据拓普集团半年报，预计龙头公司人形机器人 1Q24 开始量产爬坡， 一期产能 10 万台/年，后续人形机器人年产能将提升至百万台，人形机器人产业链正处于破晓前夕。 根据特斯拉人形机器人 Optimus 公开信息，我们预测，未来特斯拉人形机器人 Optimus 量产 BOM 成本中运动系统（包 含线性执行器+旋转执行器+灵巧手）成本最高，约占 60%以上。 从价值量看：丝杠（占比约 17%）>减速器（16%）>力传感器（13%）>空心杯电机（9%）>无框电机（8%）。从技术壁垒 看：行星滚柱丝杠>六维力矩传感器>谐波减速器>空心杯电机>无框电机。从竞争格局看，国产供应链具备较强的创新 及降本能力，有望对人形机器人的量产及降本作出巨大贡献，预计未来随着人形机器人市场的爆发，国内厂商市场份 额有望进一步提升，实现跨越式发展。

3.1 持续看好以塑代金属趋势，关注金字塔顶端 PEEK 材料

轻量化材料主要对应人形机器人的轻量化需求。机器人本体轻量化技术是解决续航焦虑的主要途径之一。以特斯拉为 例，Optimus Gen2 相比第一代减重 10 公斤。PEEK 综合性能处于塑料金字塔顶端，轻量化材料领域建议重点关注 Peek 材料。

Peek 材料有望成为人形机器人核心应用的轻量化材料。Peek 材料具备耐热、阻燃、耐磨和耐腐蚀等优势，可大幅度 减小材料本身的自重，符合下游机器人领域轻量化趋势，有望实现以塑代钢，是实现“轻量化”的极佳解决方案。可 关注中研股份（PEEK 国内龙头，全球第四）和新瀚新材（客户结构优）等。

3.2 丝杠：加工和设备有望迎 0-1 国产化突破

丝杠螺母传动将旋转运动变换为直线运动（或相反传递），主要分为滑动丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。滑动丝杠 是滑动摩擦、结构简单但精度差，传动效率 25-50%；滚珠丝杠是滚动摩擦，传动效率约 90-99%，精度高、效率高、但 价格高。行星滚柱丝杠承载力强、耐冲击、体积小，但是由于结构复杂、加工难度大且成本高，一直没有得到广泛应 用。行星丝杠与滚柱丝杠主要的区别在于负载的传递单元使用螺纹滚柱而不是滚珠。

以特斯拉人形机器人为例，其人形机器人采用行星滚柱丝杠约 10 根，T 型丝杠约 4 根。行星滚柱丝杠用于肘部、髋 部、大腿、小腿，T 型丝杠用于腕部。行星滚柱丝杠技术壁垒较高，由于在精度保持性、功能可靠性、寿命、精度、 刚度等关键性能指标上落后于境外产品，国产品牌市场占有率低。国产落后的地方主要体现在制造设备、加工工艺、 原材料等方面。

目前全球主要的滚柱丝杆厂商有舍弗勒、斯凯孚、Exlar 等，日本和欧洲滚珠丝杆企业占据了全球约 70%的市场份额。 目前国内滚柱丝杠市场参与者老牌公司有汉江机床（秦川机床子公司）、南京工艺（非上市）、凯特精机（非上市）。但 国内多家企业均已开始技术研发布局，如贝斯特、恒立液压、鼎智科技、汇川技术、恒而达、新剑传动等。 丝杠是机器人木桶短板，亟待高效率和高精度国产滚柱丝杠磨床出现。目前 T 型丝杠、滚珠丝磨床基本已能国产替代， 但高精度数控磨床仍依赖进口，主要厂家有日本三井、日本精尚、德国克林贝格、瑞士莱斯豪尔等。国内有望突破高 精数控磨床技术的公司包含日发精机、华辰装备、浙海德曼、同益股份、宇环数控和秦川机床等。

3.3 传感器：力矩传感壁垒高，IMU 核心在陀螺仪

传感器是获取设备、环境信息的主要手段，种类较多。根据检测原理上分，传感器分为物理量、化学量，共 2 大系列、 9 大类，应用领域广泛分布在机器人、工业、航空、汽车、医疗等多领域。向人形机器人领域延伸：力学、热学、光 学（视觉）、声学（听觉）、位置五大类传感器有望分别在人形机器人上布置，实现视觉感知、位置确认、动作执行等 功能。

3.3.1 力传感：机器人传感器价值量最大环节

从力传感的检测方法来看，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式等。电阻应变式综合性能检测模式优势明显，有 望在人形机器人中得到应用。 硅/金属箔电阻应变传感器有望应用于人形机器人。不同类型的力矩传感器在稳定性、刚度、动态特性等维度进行比 较后，硅/金属箔电阻应变式传感器在稳定性、刚度、信噪比等方面具有优势，有望在人形机器人中得到应用。

从力传感器的感知维度来看，力矩传感器可以分为一维到六维，测量维度的数量越多，产品生产难度越大、档次越高； 从主流的传感器的测量维度来看，一、三、六维力矩传感器为常见产品，二、五维力矩的相对较少。从人形机器人的工作原理来看，我们判断未来人形机器人的四个末端执行器（手部、脚部）环节需六维力矩传感器、 旋转关节需要关节扭矩传感器、线性环节需要力传感器。国内厂商宇立仪器、坤维科技等厂商部分指标对标海外产品。全球六维力矩传感器的龙头为 ATI，根据 zoominfo 数 据，22 年 ATI 收入达到 8820 万美元，而国内多数厂商尚未形成大规模收入。从产品性能来看，分辨率、灵敏度、抗 干扰能力强是机器人力觉传感器的主要性能要求，国内厂商已在部分指标对标海外头部厂商。

3.3.2 IMU：惯性测量单元

惯性测量单元（IMU）是测量物体三轴姿态角（或角速度）以及加速度的装置。IMU 大多用在需要运动控制的设备，如 汽车、机器人中。对人形机器人来说，IMU 对于走跑跳蹲这些动作，保持姿态的平稳等状态感知至关重要。根据 UCLA 的论文，Artermis 机器人在骨盆位置放置了一颗 3DM 的战术级 IMU。

MEMS 惯性传感器工艺复杂，具有全产业链技术储备的 IDM 公司具备较大优势。涉及机械、电子电路、半导体材料等多 门学科，学科交叉深度融合，技术复杂程度高，工艺难度大。高性能 MEMS 惯性传感器要做到稳定量产，需要在 MEMS 芯片设计及工艺方案、ASIC 芯片设计、封装、测试等各个环节 均具备相应的技术能力并建立完善的技术体系和工艺方案，技术壁垒高。

海外厂商产品及核心元件布局较为完善、性能较高，少数国产厂商性能逐渐追平海外巨头。海外头部厂商：产品布局 较为完备，如霍尼韦尔等厂商加速计、陀螺仪以及惯性单元、惯性导航系统均覆盖，高端产品性能达到战略级。博世、 意法半导体、霍尼韦尔在中国 IMU 市占率分别为 22.9%、21.3%、16.5%。国产厂商：华依科技和芯动联科等公司积极 布局，性能达战术级。国产同级产品性价比高，市场份额有望提升。国产以芯动联科为代表的厂商陀螺仪、加速计零偏稳定性（核心指标） 对标海外头部厂商产品，且具备较强性价比优势，预计随着国产厂商逐渐通过主机厂验证，叠加产能放量，市场份额 将持续提升。

3.3.3 3D 视觉传感：机器人之眼

视觉信息占所有感知信息的超 70%，是主要的信息来源。类比于人类，随着机器人具身智能化，机器人视觉也将是机 器人外界交互的最重要信息源。 2D 视觉：通过 2D 相机分析灰度或彩色图像中的像素灰度特征获取目标中的有用信息，无法实现三维测量、容易受到 光照影响。3D 视觉：相对于 2D 应用场景更加复杂、精度更高、视觉信息获取量更加丰富。目前机器人视觉由于人形机器人的与 外界复杂环境交互需求的提升，同样也需要使用 3D 视觉系统。

根据视觉测量传感方式不同，3D 视觉传感方式包括结构光、TOF、双目视觉。根据奥比中光官网显示，各技术方案适 用的测量距离、分辨率、精度、响应时间、环境影响等指标存在差异，目前市场多是根据应用场景来选择技术方案， 或进行多个技术方案的组合，以提升综合性能。从性能表现来看，3D 视觉传感器的核心性能在于精度、视角、测量范围、分辨率。格局：海外头部厂商规模领先，国内厂商多技术布局，芯片自研逐渐打开市场。海外头部 3D 视觉传感器厂商通过芯 片自制、自身产品依托，业务规模较大，国产如奥比中光等通过自研芯片，技术能力逐渐追平海外头部企业，预计随 着机器人、汽车智能驾驶、工业自动化需求扩张，将为国产技术储备深厚企业带来新机遇。

3.4 减速器：技术壁垒较高、可根据场景选定减速器类型

减速器是旋转执行器的核心零部件之一，目前谐波减速器、行星减速器以及新型减速器存在技术路线问题。特斯拉人 形机器人主流路线是谐波减速器方案，同时也与双环传动研发新型减速器或者行星减速器方案。国产人形机器人大都 采用行星减速器为主，谐波减速器为辅。使用谐波减速器方案需用到力矩传感器做力控，结构和成本更加复杂，多级 行星结构相对简单、但精度相对较低。从产品和成本差异度看，谐波减速器赛道好于行星减速器，谐波减速器未来规 模经济和成本迭代空间大于行星。

全球谐波减速器市场较为集中，日本哈默纳科、日本新宝等企业技术水平处于行业领先地位。国际领先的谐波减速器 传动精度在 30"以内，传动效率可达到 75%以上，使用寿命在 1 万小时左右。根据新思界产业研究中心发布的调研报 告，2021 年哈默纳科全球市场占有率约 82%，绿的谐波占比约 7%，其他厂商占比约 11%。国内谐波齿轮传动技术发展 相对较晚，内资绿的谐波率先在国内实现了谐波减速器的产业化和规模化，同时也涌现了来福、大族等优质厂商。国 内部分企业通过技术攻关、生产工艺的改进，研发出的产品在性能和稳定性等方面已能够达到国际先进水平，打破了 国外的技术垄断，对国外品牌进口逐渐形成一定的替代。

四、投资建议

人形机器人产业链公司可以分为四类。 总成类：三花智控、拓普集团； 核心环节企业：绿的谐波、鸣志电器、恒立液压、贝斯特、双环传动、柯力传感和五洲新春等； 核心环节上游企业：浙海德曼、华辰装备、日发精机和秦川机床等； 相关赛道企业：中研股份、新瀚新材、禾川科技、步科股份，汇川技术、伟创电气、华依科技等。

人形机器人的产业链核心部分是运动关节，综合考虑价值量和竞争壁垒，建议重点关注以塑代钢、行星滚柱丝杠、传 感器和减速器环节。可重点关注以塑代钢环节的中研股份（潜在）和新瀚新材（潜在）；行星滚柱丝杠环节的贝斯特、 恒立液压和五洲新春；传感器环节的柯力传感（潜在）和华依科技（潜在）；减速器领域的双环传动、绿的谐波和精锻 科技。此外，建议关注特斯拉供应链行情的扩散效应，以及国产机器人厂商如优必选、小鹏的供应链状况。 随着特斯拉人形机器人进行实用性测试，国内人形机器人有望进入量产元年，从而逐渐形成相关确定性的产业链。根 据拓普集团半年报，预计龙头公司人形机器人 2024 开第一季度开始量产爬坡，一期产能 10 万台/年、后续人形机器 人年产能将提升至百万台。且在 VC 和政策驱动下，一级市场可能会异常火爆，进而把估值溢价蔓延到二级市场。

建 议从以下几个维度总体把握人形机器人的产业投资机会： 1）确定性：投资具备核心壁垒、竞争格局相对良好的赛道及龙头公司，如绿的谐波、恒立液压、双环传动、贝斯特等 公司。 2）特斯拉供应链行情扩散标的：新一轮科技竞赛：一级市场的估值溢价有望向二级市场蔓延；特斯拉供应链行情的 扩散，如紧固件、上游设备等。 3）国产机器人及其供应链：在特斯拉人形机器人定型后，国产机器人厂商会有跟随性机会，比如优必选供应链、小鹏 供应链等。 4）潜在国产人形机器人主机厂：可能会有一批上市公司参股或控股人形机器人公司。

 

编辑：520中国