2024年机械行业策略报告:逆流而上,以微光见繁星

  • 来源:广发证券
  • 发布时间:2024/02/04
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机械行业2024年策略报告:逆流而上,以微光见繁星.pdf

机械行业2024年策略报告:逆流而上,以微光见繁星。需求回顾:面临宏观基础不牢固的外部环境,2023年机械行业整体呈现内弱外强的特征。内需方面,由于地产及基建投资放缓,叠加制造业下游需求疲软,下游投资积极性不强。专用设备领域新能源行业供需关系走弱,设备企业订单预期向下修正。外需方面,工业资本品外需表现亮眼,而消费品需求表现则疲软。2024年展望:在2023年需求筑底后,2024年基建地产有望弱复苏,叠加制造业进入微幅补库周期,预计明年整体宏观环境边际改善方向明确。因此,工程机械、通用自动化和工业气体等领域有望迎来修复。但考虑到宏观环境复苏的节奏仍有不确定性,需求不敏感类资产、新技术及景气度新变...

一、宏观背景:触底复苏,补库周期来临

基建固定资产投资:基建投资增速从2022年8月份后,表现出了持续的增速状态,平 均月增速维持在11%左右。当前基建持续发力,存量项目逐渐转化为工程机械高开 工率水平,小松开工小时数显示,挖机开工率水平,2023年月度基本和2022年同期 持平。存量项目开工良好,但是挖机新机销售低迷,表明新增项目整体偏弱。

房地产开发投资额增速和地产投销比状态:房地产行业受下游行业影响,目前投资 积极性偏弱,地产开发投资额增速连续2年下行,与2016-2019年的年平均5-10%形 成鲜明对比。当前下游行业正在积极调整,地产投资的意愿正在修复,但是我们认 为需要时间消化。目前地产开发投资/销售额比值处在1附近,2022年重新回到了1以 上,历史上看,比值大于1,几乎都对应着工程机械下行周期。

机械行业前瞻指标运行情况:企业和居民中长期信贷增速是工程机械的有效前瞻指标,企业中长期信贷增速是制造业投资的前瞻指标。从指标运行结果来看,22Q4以 后,信贷开始加速,1-5月份企业中长期信贷增速持续保持在50%以上。但是居民端 信贷表现不够强势,表明下游地产投资端仍然偏弱。

库存状态正在加速去化,2023年8月迎来拐点。根据工业企业产成品库存的增速水平 来看,1-4月份,产成品库存同比增速降低到5.9%。在历史水位来看,处于20-30% 分位水平。历史上来看,产成品库存增速降低到0附近,将会是制造业企业补库存的 起点。本轮信贷水平高增,但是对设备企业的刺激作用有效,主要原因在于前期库 存水平较高,2022年5月,企业产成品库存增速达到了20%,处于10年来新高水平, 漫长的库存去化进入了最关键的末期。2023年8月,工业企业库存数据迎来了拐点。

CPI和PPI历史增速水平:根据国家统计局数据显示,PPI和CPI在上半年仍未走出下 降通道的趋势,5月份PPI同比下降4.6%,CPI仅为0.7%,PPI水平已经接近了2015- 2016年的水平,历史上来看,PPI底部水平分别是2002年、2008年、2016年和2020年。PPI增速较低迷,反馈下游工业品需求整体较弱。

复盘历史多轮PPI和CPI表现规律,双弱组合选股难度较大。我们复盘了2002-2021 年的6轮CPI和PPI同步表现,当CPI和PPI同时强盛时,是机械产品顺周期表达最充 分的窗口期,CPI强、PPI弱的组合中,消费属性资产表现更优,当CPI和PPI同时弱 的区间,选股难度加大。类似于2011-2016年的下行周期中,机械领域成长股表现优 于大盘股和顺周期品种,小盘股胜于权重股,机械行业中,面向未来的资产大幅度 跑赢,例如2013-2015年的机器人产业链等。 展望2024年:上半年基建地产弱修复,制造业渐进补库周期,PPI有望继续上行,CPI 逐步修复,工程机械、通用自动化和船舶海工等板块有望迎来修复。

二、需求侧改善资产:寻找库存周期向上的领域

(一)通用自动化:PPI 与库存底部形成,带动制造业进入补库存周期

通用装备当前的核心跟踪指标是PPI和库存。PPI表征价格,大体可代表需求;库存 可用于衡量企业的实际生产意愿,我们以PPI和库存数据拟合,复盘了制造业的六轮 周期。历史上看,库存周期与制造业投资周期基本吻合,呈现典型的3-4年基钦周期 的特征。历史上较差的几个年份:02/05/09/12/15/18/22-23年。 PPI见底,2024有望进入主动补库存周期。根据国家统计局的数据,23年10月工业品PPI下滑2.6%,较6月份低点回升2.8 pct,基本确定底部区间;23年9月工业企业 产成品存货同比+3.1%,环比回升0.7 pct,当前的库存中枢大致处于历史上20%分位 数的较低水位。库存增速自高点回落已经6个季度,当前PPI已出现向上拐点,库存 在底部小幅回升。从政策动作来看,降低存款利率、下达新一批专项债额度、发行特 别国债等均对经济有一定支撑。按照经验规律,当PPI与库存指数同步向上时,将进 入主动补库存阶段,这段时期是下游资本开支最迅猛的时期,通用装备公司的订单 增速逐步抬升,这也是权益投资最好的阶段。

工业企业经营出现改善。企业盈利周期与PPI基本同步,根据统计局数据,23年1-9 月工业企业利润累计下滑9%,单月同比增长11.9%,收入与利润端均连续两个月保 持两位数增长,但业绩改善增速更快。成本下降、汇率贬值带来持续的利润率修复, 24年盈利继续修复是大概率趋势,亦是制造业投资复苏的根本动能。

制造业上市公司资本开支依然在底部。我们统计了3231家A股制造业上市公司,其 资本开支增速自21Q4回落到20%以下,并一路走低。23Q3制造业上市公司资本开支 合计5576亿元,同比增长1.7%,在历史上处于底部区间,增速环比下跌6.2 pct。与 22Q4相比,当前时点企业盈利初步改善,且库存水位更低,从传导逻辑来看,信贷 周期向盈利周期、进而向库存周期传导,有望带动资本开支的边际上行。

微观层面,整体呈现弱补库特征。上游进入库存改善周期,中下游还有待改善。制 造业3231家上市公司23Q3整体库存同比增长3%,环比已经出现1 pct改善。我们按 照行业属性进行分类,可以看到Q3以来上游类行业开始小幅补库,如钢铁、石油石 化、有色金属等,这与Q3大宗价格有所回升相关,带动整体库存见底。纺服行业环 比持平,结束了连续下行的趋势;但更多与消费品相关的制造业还依然处于去库存 的过程中,如电力设备、机械设备、基础化工、家用电器、汽车、轻工制造、通信、 生物医药。 按照以往的经验规律,资产价格企稳是制造业投资回升的基础,后续库存变化,有 望从上游原材料行业向中游制造业和下游消费品工业逐步传导。展望后续,增发国债、价格周期触底、海外库存周期回升是影响需求端的三个主要因素。

海外库存亦同步见底,有望形成共振补库。美国制造业PPI及CRB价格指数持续回升。 商品价格指数CRB底部一般领先于PPI底部一个季度时间,而PPI底部反复震荡,23 年10月PPI同比下降1.9%。按照以往的经验规律看,CRB和PPI底部之后,库存周期 底部不会太远。从近期美国建筑许可数量、建筑支出增速和房地产新屋开工数量的 回升可见一斑。 库存底部已经形成。美国制造商库存同比增速已经从22Q1开始回落,23年9月库存 增速在0.1%,自6月底部以来亦连续回升,本轮国内外库存周期几乎同步完成触底。 实际库存方面,9月实际库存5.6%,环比回升0.2个点;从历史上看,实际库存滞后 于名义库存1-2个季度的时间,去库周期或已经接近尾声,有望在24年初与国内形成 共振补库。

国产替代加速,下一轮周期有望开启全球化。周期上行往往会叠加强烈的进口替代。 与5-6年前相比,国产通用装备的产品性能在工程师红利的带动下取得长足进步,制 造业竞争力已迎来系统性提升。在下游需求高增长、外资龙头扩产不足的背景下, 会在短期内迎来国产化率的提升,过往的例子可见于工程机械液压件、风电轴承、 谐波减速机等。根据MIR的数据,交流伺服国产化率已达40%-50%。龙头公司经营能力大幅提升,核心在于:产品力升级、规模效应带来的成本红利和工程师红利,以 及货币和财政政策支持等。

下一轮周期会诞生越来越多出海的案例。我们统计了通用细分领域的国产化率,当 前国产化还有较大提升空间的包括工业PLC、示波器、质谱仪、控制器等。在海外制 造业重建的大背景下,一些已经完成国产替代的领域,积极走出去参与全球竞争。 以叉车和注塑机为例,杭叉、合力、海天在海外渠道布局已经进入红利期,中国公司 低廉的生产成本、锂电叉车的高性价比,都成为出口替代的显著竞争力。

1. 叉车:锂电化加速结构升级,成长性更甚过往

叉车的成长性要明显强于以往的所有周期。过去几轮周期,叉车的电动化本质是仓 储化,即价格低廉的3类车渗透率快速提高,导致销量增速>收入增速>利润增速;而 本轮周期是锂电化带来的产品结构优化,锂电叉车单价高、利润率高,有望持续提 升行业盈利水平。根据中国工业车辆协会的数据,2022年锂电叉车整体渗透率水平 已达41.4%,但若剔除低价的仓储类车辆,仅计算平衡重叉车,那么锂电叉车的渗透 率仅15.3%。作为对比,欧洲整体电动化率达89%,平衡重式叉车电动化率65%,而 锂电叉车因维修保养费用低廉,替代铅酸电池和内燃车已经形成趋势,且依然有渗 透率翻倍提升的空间。

竞争格局:双寡头垄断,利润率持续提升。杭叉和合力在叉车领域双寡头垄断,本 轮周期的锂电化、出海逻辑有望显著提升盈利水平。叉车相比其他通用装备,历史 上需求波动性更小,而本轮锂电化带来的成长性明显强于以往周期,利润率有望持 续提升且估值较低,通用自动化板块的核心推荐。

2. 机床&刀具:高端机床卡脖子,3C钛材带来增量变化

机床:数控化率提升,高端机床国产化空间依然很大。根据统计局的数据,2001-2021 年,我国机床产量数控化率从5%提升到超过35%,推动我国从制造大国转变为制造 强国,而日本机床数控化率一般为80%以上。大年中低端机床已经基本实现国产替 代,内卷严重。高端机床市场,特别是龙门机床、五轴加工中心仍有较大的国产替代 空间。

刀具:工业耗材,3C材料变化带来增量。刀具需求的核心驱动逻辑在于数控化率+消 费占比双重提升,根据统计局的数据,22年刀具市场464亿元,刀具消费占机床的比 重仅32%,而发达国家基本占比50%左右。近期随着库存的底部回升,下游开工率 改善带动耗材需求回升;同时,手机钛材的应用带来加工时长和用刀量的大幅增加, 钛材的耗刀量是不锈钢的1.5倍,是铝合金的5倍,钛刀的应用有望带来降价齐升。

3. 工控&减速机:国产替代仍在推进

工控市场依然有国产替代的空间。根据MIR的数据,交流伺服、低压变频器、PLC的 国产化率分别约为45%、30%、20%,工控产品壁垒适中,且具有非标品属性、下游 空间足够大,且在自主可控的要求下,国内供应链的优势凸显,未来是未来5年国产 化替代最有前景的赛道之一。龙头汇川技术产品以变频器、伺服为主,正在由驱动 执行层向控制层(PLC)、软件层拓展,PLC已经初具成果,正在拓展工业软件标杆 客户,例如冶金行业的样板点。

减速机高端化,通用市场大而分散。22年我国谐波减速机市场哈默纳科的市场份额 为38%,而国产龙头绿的谐波份额为26%,自从绿的谐波突破日本HD垄断以来,国 内技术呈现扩散趋势,陆续有一些国产品牌开始量产,包括来福、大族、同川等厂 商。通用方面,国茂股份以“国茂”品牌减速机为基本牌,以“GNORD”为商标面向 高端市场,与SEW、弗兰德等外资厂商正面竞争。同时,公司积极开拓专用减速机 市场,向工程机械、光伏、风电、谐波减速机等。

4. 工业气体:制造业走向高端的辅材产品,使用渗透率提升为长期趋势

工业气体为制造业中的辅材,国内工业气体产业规模已达千亿。随着我国制造业走 向高端需求量不断增加,使用渗透率提升为长期趋势。例如,在冶金行业中,氧气需 求量更大,主要为帮助燃烧,使得冶炼出来的金属性能更优;例如氮气,可用于生产 过程中隔绝空气或者作为原材料。随着产业走向高端,工业气体的需求量不断增多。

工业气体零售气价的变化与宏观经济景气度相关性较大,预计24年气价有望回暖, 工业气体零售业务盈利能力有望回升。氧氮氩等大宗工业气体下游主要面向钢铁石 化重工业,以及通用工业等,与制造业景气度相关性较大。23年由于制造业需求景 气度较低,大宗零售气价格在二三季度并未出现上涨的趋势,整体气价处于历年低位区间徘徊。当前气价已触底,我们认为随着24年宏观经济的修复,零售气价格有 望抬升。

国内工业气体整体市场空间海外企业占比近一半。海外的林德、空气化工、法液空 在国内的收入规模皆在百亿元以上,且其业务结构以气体业务为主,其业务结构中, 气体业务比重极高。其中盈德气体市占率最高,杭氧其次。 杭氧股份为走向全球的国内气体头部供应商,重视成长中的陕鼓动力。国内气体运 营企业崛起,每年新增项目中获取高市占率,加速海外替代。杭氧股份与秦风气体 (陕鼓动力子公司)近些年气体业务发力,19-23年新签数量和规模快速提升,市占 率遥遥领先。

(二)工程机械:24 年内需继续磨底,去地产特征对内销的影响边际减弱

中国地产新开工面积已经实现了硬着陆,去地产化的特征出现。2022年国内地产新 开工面积仅为12.0亿平米,同比下降了40%;2023年前10个月,国内地产开工面积 继续同比下降了24%。完成了去地产化后的工程机械,需求侧下行空间有限,周期 波动更加狭窄。

下行幅度的演绎,底部特征显著。本轮内销下行,从2020年的29.3万台下降至2023 年预测值8.45万台,3年下降71.1%。本轮下行幅度已经追上上一轮四年的下行幅度 (2011年至2015年),内销的底部大概率在2023年至2024年出现。

2023年与2015年的底部特征对比。按照2023年挖机保有量160-180万台测算,年度 的更新替换纸在16-18万台,上一轮更新替换10年理论替换值为12万台。2023年预 测值较理论更新值的差异已经与2015年近似持平,底部特征显著,预计24年内销的 进一步下降空间已经很低。展望对股价的影响,在市场对明年出口增速预期不高的 情况,且板块处于较低位置的时候,内销的边际变化对股价的影响力度或较大。

24年出口产品的展望:挖机出口增速预计波动较小,非挖产品有望延续。预计2023 年出口销量为11万台,2023年出口销量较2022年基本持平;2024年挖机出口预计波 动较小。2023年下半年以来主机厂主动在海外清理渠道库存;除了挖机以外,起重 机、高机、矿机、装载机等产品的出口有望延续。未来产品端出口的情况是挖机拉 动非挖,海外市场主机厂的风险把握会更强,对出口的预期需要理性。

24年出口的区域展望:欧美区域市占率继续提升但难度开始加大,东南亚等市场还 有容量。23年俄罗斯已经成为最大的工程机械出口国,美国、印尼紧随其后。23年 景气度较高的区域为俄罗斯、美国、中东。展望24年,中东市场灾后重建高Capex 的进程有望延续、俄罗斯市场存量设备的替换空间仍在、美国市场的制造业回流及 基建法案拉动强度有望延续、东南亚市场有望迎来回暖。

主机厂的利润表预测:盈利能力处于修复通道,预计24年仍有望继续提升。主机厂 在2022年以来的毛利率都在回升,2023年主机厂重视利润率修复,且在产品结构侧 侧重中大挖的占比,展望2024年利润率回升有望延续。毛利率端的潜在受益项:(1) 海外敞口逐步增加有望延续,海外市场毛利率较高;(2)2024年收入增长,成本端 迎来摊薄;(3)国三存量机器消化完毕,国四机成为市场主流。净利率的潜在受益 项:(1)费用端的管控和优化;(2)智能制造提升效率等。

主机厂的资产负债表预测:继续严控风险,注重高质量发展。本轮主机厂的资产质 量情况明显优于上一轮,对风险的把握也均较为重视。随着各家海外收入占比的提 升,主机厂在23Q3均开始主动进行海外渠道库存压降。目前主机厂的存货、应收账 款均处于较为合理的情况,逾期率普遍较低。

(三)海外耐用品:底部复苏,看好降息通道开启后进一步拉动需求向上

海外耐用品修复的底层逻辑。海外耐用品的需求会受美国利率影响,在23M10美国 CPI情况超预期后,市场对24年的降息周期到来的时间预期进一步前置。本轮美国加 息周期持续较久,耐用品的需求已经得到了逾2年的下行周期。当降息通道逐步开启, 以美国房地产链为代表的细分领域,需求将逐步改善。

销售渠道:不再成为终端需求与企业订单之间的杠杆。美国存在较多的大型商超, 承载耐用消费品的销售渠道。在过去2年,因疫情及海运周期等外部因素带来的一轮 强度很大的补库和去库已经接近尾声,部分产品如手工具渠道库存已经修复至正常 年份。当渠道库存不再成为影响终端需求和企业订单之间的变量,需求的修复将有 效传导至企业的增量订单。

海外工业品的盈利特征:收入在外、成本在内型企业的利润率探究。这种企业的盈 利能力前置观测指标——美国CPI与中国PPI的剪刀差。目前国内大部分的出口型企 业,收入端大部分以美元确认收入,成本端主要在中国,因此美国CPI与中国PPI的 差值,与这类企业的盈利能力呈正相关。目前美国CPI与中国PPI正处于历史较高的 剪刀差位置,对明年汇率变动导致的毛利率变动无需过虑。

海外工业品的收入特征:以巨星科技为例,重视订单收入传导的周期变动。对海外 耐用品而言,大多数企业是成本在内,收入在外的模式,这会导致订单到收入侧的 传导会有周期(巨星科技的传导期中枢大概在2个季度)。业绩对股价的影响,注重 两个错位带来的影响及季度共振:(1)收入和利润的错位:利润的错位很大因素是 来自当季度汇率及原材料的影响,而收入是订单的转化;(2)订单和收入的错位: 订单的改善短期不一定直接带来收入的改善。

三、周期向上的板块:船舶海工

(一)船舶:订单核心驱动力——油船先行,散货接力

1. 造船周期位置判断:2024年的核心驱动力来自油轮和散货船

2024年对船舶市场的判断。从需求品种来看,根据Clarksons,24年增长的核心牵引力来自于油轮和散货船,23年2月以来BDI指数在今年最高点涨幅超200%,从4月份 开始,散货船开始由负转正,9月份修正总吨达到了42%增长。而过去几年增速较快 的LNG船、集装箱船则出现了下滑。但从修正总吨角度来看,1-10月已经实现了29% 左右的增速。

为什么散货和油轮能崛起?底层逻辑依然是供需矛盾。复盘2002-2007年,散货船在 03-07年之间,连续5年运力增速低于运量增速,因此其订单弹性巨大。而本轮开始, Clarksons预计从2024年-2025年,运力增速会降至0-1%,远低于目前的运量增速水 平。因此,新增运力(新订单)的诉求会增加。

油轮、散货老龄替换需求潜力较大,充足性与确定性兼具。目前散货、油轮等主流 船型手持订单占比仍低于老龄船只占比,油船手持订单与老龄船占比差距最大,未 来更新替换需求具备长周期确定性。从历史复盘的角度来看,07-11年为散货船订单主导时期,该阶段的开启标志是散货船手持订单显著低于其他船型。23年初油船手 持订单占比触达06年以来历史新低,有望在接下来开启新一轮主导行情。

油轮的待更新运力存量快速扩张,新一轮替换高峰有望开启。我们用当年20岁以上 老龄船运力减去年初的手持订单来衡量船队的待更新运力存量。从该指标与每年的 新船订单对比来看,油轮在上一段下行周期中每年的待更新运力存量转化为新船订 单的部分较少,到24年油轮待更新运力存量将达到1.64亿CWT,明后年有望开启新 一轮替换高峰。 散货船的待更新运力存量在这几年将保持相对平稳,上一波交付高峰是在2009- 2017年,预计散货船将在2029-2035年进入一轮新的老龄船替换周期。箱船将基本 维持运力供给过剩的格局,替换需求以向大型船、环保动力船升级迭代为主。

替代燃料船占比持续提升,环保已成为船东替换更新船队的主要动力。航运业低碳 转型不断加速,从MEPC80大幅提前碳排目标(2050年实现零碳,GHG到2030年 /2040年较2008年分别减少20%/70%,力争30%/80%),到欧盟碳税的实施,船东 下单环保船的动力不断增强。

散货船和油轮的替代燃料需求有望继集装箱船后成为又一增长引擎。CII指标要求每 年依据上一年的数据达标情况评级A-E,评级为E的船舶和连续三年评级为D的船舶 要求制定改进计划。集装箱船的E级船舶目前高于其他主流船型,但油轮、散货船评 级为D+E的船舶占比已显著超过集装箱船,尤其是散货船的E级船舶未来增长较快, 替代燃料订单需求将快速崛起。

2. 船价上行动能充足:需求韧性+扩产刚性+龙头船企强话语权

船价上涨的背后由三大逻辑共同驱动。(1)需求端,贸易长期温和增长+老龄船替 换周期已至+环保需求加速,订单量具备可持续性。(2)供给端,非头部船厂复苏 和重启产能有限,基本不会冲击现有格局,根据中国远洋海运e刊引用的intermodal 报告,2023年12家中国船厂重启带来的新增产能约占全球产能的2.8%左右。(3) 船厂产能受限,龙头船企强话语权驱动船价逆势上涨。

当前扣除通胀后实际船价仍然在历史底部。2023年10月散货船、油轮、集装箱船新 造船价历史分位数42%/59%/61%(2005年-2023年),相比上一轮周期高点仍有一 定差距。在新增供给有限、订单需求将保持一定韧性的前提下,供需格局稳定,船 价有望继续上行。

3. 业绩释放虽迟但终到,盈利中枢持续上移中

盈利释放节奏加快:低价船交付逐渐退潮中,优异的现金流体现经营水平。根据 clarksons,船舶在Q4将交付的低价船占比仍有54%左右,但在24-25年将分别降低 至29%/4%。中国船舶Q1-3经营现金净流入104.87亿元,已经达到历史最好水平,体 现出公司的经营情况正在好转。

4. 产业趋势:订单结构主力切换,环保脱碳路径与竞争格局日渐清晰

产业趋势1:新船订单的主力,已从集装箱船切换向了油轮和散货,市场明年成交情绪并不悲观。

产业趋势2:环保脱碳路径日渐清晰,主流替代燃料的演变大致为LNG-甲醇-氨。当 前正处在从LNG燃料船驱动向甲醇燃料船驱动的阶段,技术路线逐渐成熟,甲醇燃 料船订单崛起明显。

产业趋势3:集中度进一步提升,背后是中小船企的弱抗周期能力&技术的加速升级 迭代。在产能自然出清的过程中,中小船企被不断洗牌出局,即使在上行周期进行 产能恢复与重整,若缺少雄厚的资金支持也难以为继;替代燃料船是产业长期确定 趋势,更加考验船企的技术与设计能力,船东通常更倾向于向具有信誉和技术保障 的头部船厂下单。

5. 板块进入低位布局时机,耐心等待反转与催化

股价交易逻辑在宏观上是行业量价持续性导向,在微观上是个股盈利复苏节奏导向。 今年以来得益于产业逻辑的持续验证,前半程船舶板块显著跑赢机械设备指数,但 后半程在下游景气度趋弱、业绩复苏节奏稍慢、重组进程波动等因素干扰下,板块 有所回调,当前整体处于预期低位。

预计重组+新船成交+业绩拐点有望在2024年再次迎来陆续反转。核心关注:(1) 产能和价格弹性;(2)业绩复苏与经营改善领先;(3)重组整合进度及相关受益 标的。

(二)油服海工:景气度持续,资本开支修复明确

行业长周期资本开支不足,目前正处于新一轮资本开支复苏周期。全球油气设备资 本开支在经历上一轮2010-2014年投资高峰后持续低迷,导致设备保有量(采用8年 累计资本开支作为估算,油气设备的使用年限一般在6-10年)触顶回落。由于全球 原油需求仍然持续扩张,当前设备利用率(原油产量/设备保有量)已维持相对高位。 全球海洋与陆地资本开支分化,海洋投资占比持续提升。全球油气行业资本开支从 2021年开始整体复苏。本轮周期海洋资本开支的复苏持续性相对更强,根据Rystad 预计,全球海洋资本开支占比有望持续提升。

长周期视角,资本开支最高峰晚于需求达峰,本轮资本开支周期持续性或超预期。 油气资产产能衰减属性明显,当前属于存量产能衰减速度大于需求滑坡速度阶段, 资本开支上行需求旺盛。根据Rystad预测原油需求的不同假设下,全球原油需求最 高峰大约出现在2030-2035年附近,理论上资本开支最高峰将在更晚出现。

成本曲线视角,低成本油气资产无惧需求萎缩,长周期开发价值凸显。根据Rystad 预测2030年全球油气盈亏线,中东、深海、超深海的油气盈亏线位居全球最左侧, 长周期开发价值凸显。此外,油气开发还涉及能源安全和政治考量,陆地等中高成 本油气资源的开发强度与能源安全挂钩度更高。

2023年前三季度,零部件企业收入增速领先,零部件及设备建造公司的利润率改善 明显。零部件与设备建造环节由于产能利用率提升,产能扩张双因素驱动,收入增 速持续高于行业和总包商。此外,零部件企业的业务结构,规模效应不断改善,利润 率的绝对值和修复幅度也明显领先。对比上一轮周期高点2014年,相关公司的利润 弹性空间充足。

下游资本开支修复带动产业链公司盈利扩张,利润率持续修复。2022-2023年全球资 本开支复苏,产业链公司普遍经历了营收扩张,利润率边际修复态势。展望2024年, 零部件企业的收入增速仍然领先,利润弹性最大的环节则有望出现在设备建造公司。

四、否极“钛”来,3C 逢生

(一)总量稳定:全球智能手机出货量触底,前瞻指标积蓄复苏势能

1. 周期:利润及库存底部,新产品、新技术周期开启

3C行业利润总额与库存周期、产能周期、产品周期有较强的相关性。复盘2011年以 来3C行业利润、库存、固定资产投资额变化,共出现四轮比较大的周期行情。 (1)12Q3至13Q4:行业处在发展黄金期,利润端高速增长。智能手机高速渗透的 大周期与小周期相叠合,iPhone5等产品持续引爆市场,3C行业利润总额累计同比 (三个月移动平均)一度冲至50%以上。 (2)14Q1至16Q3,行业处于高速渗透末期,库存调整幅度大但利润等保持正增长。 全球智能手机出货量边际增速放缓并于16年达到零点附近,因此,15年下半年,受 悲观情绪催化,下游厂商有一轮较大幅度的库存调整,资本开支增速放缓,但在本 轮周期中,全球智能手机出货总量仍维持高位,利润同比增速保持正数。 (3)16Q4至20Q1,行业进入存量更新期,利润增速跌破零点。18-20年全球智能 手机出货量增速出现连续三年负增长,存货、资本开支中枢出现大幅度调整。 (4)20Q2至23Q2,3C制造业经历多轮调整进入存量成熟阶段,利润、库存、固定 资产增速高度趋同,行业的周期表现具有类通用自动化的属性。

展望未来,23年8月、9月,3C制造业产成品存货同比+0.1%、+1.6%,出现连续回 升,行业已经位于被动去库存末期,在接下来的主动补库存期,将伴随着盈利的持 续上升;产能端,3C制造业资本开支位于三年周期底部,且于23年8月以来基本止跌 企稳,预计接下来的补库存阶段资本开支将逐渐增加。 我们认为,一方面行业库存的回暖和资本开支的触底释放复苏利好信号;另一方面, 手机平均机龄的增加带动每轮周期的持续时间的逐渐递增,需求弹性高,有望在行 业复苏后撬动更大幅度的利润增长。

2. 总量:手机出货量处在底部,平均机龄变高亟待换新

(1)智能手机年度出货量处在三年周期底部,季度出货量边际向好。长周期看,自 2016年以来,全球智能手机出货量中枢持续下移,行业由成长期步入稳定期;短周 期看,步入存量市场以来,智能手机出货量大致呈现出三年的周期变动。根据IDC、 力鼎产业研究院数据,22年全球智能手机出货量分别为12.1亿台,同比-15.9%,行 业正处在短周期底部。根据Canalys数据,全球智能手机出货量同比增速由22Q4的18.3%恢复至23Q3的-0.8%,由于厂商在23年二季度库存状况得到改善,并在三季 度推出新品,因此23Q3出货量达2.9亿部。 (2)创新减弱,机龄变高,亟待换新:供给端,指纹/人脸识别、快充、多摄等技术 已经步入成熟期,智能手机的创新性正逐步减弱;需求端,屏幕尺寸等新创新点带来的边际效用逐步降低,需求逐步降维,手机更换周期变长。因此市场上爆款产品 的推出有望撬动更大的换新需求空间,而苹果、荣耀、小米等手机产商钛合金等的 创新应用有潜力成为引爆新一轮需求的导火索。

(二)结构变化:钛材应用新趋势,3D 打印新工艺

1. 新趋势:否极“钛”来,跟随行业造风者共舞

钛合金逐渐由商务机、手表外溢至主流智能手机,或成为新的行业趋势。钛合金在 3C产品中的应用历程分为三个阶段: (1)第一阶段:材料的初次尝试。2001年苹果PowerBook G4电脑曾应用钛合金机 壳,但因为制造成本太高,选代机型换为铝合金。 (2)第二阶段:在高端商务手机拓展。2010-2018年,钛合金成应用于N930智能手 机、8848钛金手机、Gresso Meridian高端奢侈手机等产品,由于钛合金的高材料成 本和高加工难度,该类手机售价较高,且并非主流产品系列。 (3)第三阶段:产品逐渐降维,由手表到手机。2019年,iWatch5首次采用钛合金 属表壳,之后在华为等企业在手表中逐渐跟进;2023下半年,应用钛合金的智能手 机产品密集推出。23年9月,苹果发布了iPhone 15系列产品,Pro版本采用钛合金中 框;23年10月,小米14 Pro推出钛金属特别版,采用99%钛金属中框;同月,荣耀 发布轻薄大内折旗舰手机荣耀Magic Vs2,采用鲁班钛金铰链;23年11月,三星 Galaxy S24Ultra渲染图公布,采用钛合金中框,产品预计24年对外销售。

2. 全能金属”应用于3C,引发加工方式变革

钛在金属材料王国中被称为“全能金属”,性能优异。钛合金具有强度高(钛合金 的比强度是不锈钢的3.5倍,是铝合金的1.3倍)、耐腐蚀性能优异、耐热性好、无磁 性、弹性模量低等特点,产品广泛应用于航空航天、医疗、生活用品等各领域。 钛合金的材料优势亦为加工制造难点。例如钛合金的导热性差,热量往往会积聚在 刀具的表面和边缘,而不是通过零件和机器结构散发;钛合金的弹性模量低,工件 在加工过程中往往会“回弹”,该等特点会影响加工精度和刀具寿命。

3. 钛合金+3C引发加工方式变革,包括金属3D打印、传统精密加工两种主流路径

钛合金有减材制造(CNC加工)和增材制造(3D打印)两种主要加工方式。 “减” 材制造,适用于批量化、大规模制造,但在复杂化零部件制造方面存在局限,主要代 表产品为iPhone15钛合金中框;“增”材制造适用于小批量、复杂化、轻量化、定 制化、功能一体化零部件制造,除此之外,3D打印的优势还包括缩短新产品研发及 实现周期、可高效成形更为复杂的结构、实现一体化+轻量化设计、材料利用率较高, 主要代表产品为荣耀Magic Vs2铰链。

(三)3D 打印:3C 制造的另一种解,高效形成复杂结构

3C钛合金增材制造对于中游设备和服务而言是重要增量。钛合金3D打印产业链包括 上游原材料,以及中游的3D打印粗加工、CNC精加工。 (1)上游-原材料:钛矿、钛材在航空航天、化工领域已有规模化应用,弹性不大, 3C结构件的弹性主要体现在钛粉环节,根据Wohlers Report 2022数据,2021年全 球增材制造用金属材料销售额为4.7亿美元,钛合金粉末仅为其中一种,3C产品有望 驱动产品持续扩容。钛合金粉末领域的代表企业主要有悦安心材、有研粉末、银邦 股份、中航迈特等。 (2)中游-粗加工:主要为金属3D打印设备,其中又以激光选区熔化(SLM)设备 为主,设备主要完成激光发射、扫描振镜、金属粉末熔化、并逐层打印等工序,最终 产出毛坯产品。该领域的代表企业为华曙高科、铂力特、易加三维、汉邦科技等。同 时,若设备市场扩容,将有望带动设备的核心零部件如激光器(大族激光、锐科激光 等)、振镜系统(金橙子等)、扫描与建模(中望3D)的进一步放量。 (3)中游-精加工:主要工序包括CNC精加工、研磨抛光、热处理、喷砂、PVD涂 层等工序,带来的增量一方面为CNC设备和刀具耗材的用量增加,另一方面为打磨、 抛光等服务需求。代表企业为金太阳、长盈精密等。 (4)下游:短期关注苹果手表、荣耀折叠屏手机等销量爬坡过程;中期关注3D打印 技术在其他体积小、精密度高的3C结构件应用扩散;长期关注3D打印的降本增效过 程,在3C+钛合金大趋势下,未来该技术有望通过提高生产效率、提高良率、降低设 备成本等方式持续增加竞争力,并对传统CNC加工进行渗透替代,迎来进一步放量。

(四)CNC 加工:材料体系变革驱动设备、刀具市场扩容

钛合金加工难度高+时间长,驱动设备、耗材用量增加。钛合金CNC加工产业链包括 上游原材料,以及中游精加工过程。 (1)上游-原材料:主要的边际变化在于钛加工材,以苹果手机所使用的钛铝合金为 例,该产品由钛、铝合金盘圆为原料,固固复合热成型,之后通过轧制变形、热处理 做成坯料,提供给下游做进一步加工。代表企业包括众山精密、康瑞新材。 (2)中游-精加工:包括CNC开粗、纳米成型、纳米注塑、CNC精加工等多个环节, 边际变化主要为钛合金材料特点带来加工难点,包括导热性差、弹性模量低、价格 高。对于设备而言,单件产品所需的加工时间更长、良率要求变高,因而企业需要增 加设备采购;3C领域CNC/研磨抛光设备代表企业包括创世纪、宇环数控等。对于耗 材而言,钛合金刀具损耗速度更快,且刀具的特殊设计抬升单品价值量,带动市场 空间增加;刀具代表企业包括鼎泰高科、华锐精密、沃尔德、欧科亿等。 (3)下游:短期关注iPhone15 Pro手机销量爬坡过程;中期关注小米、三星等手机 品牌钛合金技术的应用和扩散,以及纯钛合金代替钛铝复合材料后的设备和刀具的 价值量提升;长期则考虑钛合金由智能手机中框进一步延伸到后盖,以及在iPad、 平板电脑领域的应用潜力。

(五)3D 打印成本快速下降,部分领域已具成本优势

以金属打印为例,据NIST数据,初始设备成本占3D打印总成本的45%-75%,打印 材料成本占总成本的18%-30%,二者是3D打印最主要的成本。2018年至至今,包 括不锈钢、铝合金、模具钢、钛合金在内的3D打印材料以及打印尺寸为150- 450mm的中小型打印设备价格普遍降幅明显,打印成本的下降,充分带动了3D打 印的广泛应用。 进一步对3D打印全工艺流程成本进行分析:金属制粉环节成本的因素主要包括原 材料成本、制粉设备成本和制粉率。原材料主要是相应的金属材料,属于大宗商 品,其价格随行就市,在成本中占比较低。气雾化法为目前主流制粉技术,气雾化 法制粉率较低,并且已接近制粉率上限,制粉率的提高需要发展新的制粉工艺,制 粉率的大幅提升可以显著降低制粉成本。气雾化法制粉是较为成熟的技术,其设备 价格较为稳定,其他新兴的制粉技术尚未成熟,因此设备价格较高。

打印环节的成本因素主要包括打印设备成本、打印效率、打印良率和成材率。SLM 为目前主流的金属3D打印技术,其设备价格近几年下降明显。通过增加激光头数 量和采用双向铺粉技术可以成倍提升打印效率,从而降低综合成本。目前中等复杂 零件打印良率已处于较高水平。由于部分材料用于打印支撑结构,因此会有一定的 材料损耗,成材率因具体的零件设计而异。 去支撑与后处理环节的成本因素主要包括设备成本、良率和工时。该环节涉及的设 备为传统制造设备,主要是线切割机和数控机床,其加工良率与零件和支撑结构的 复杂程度相关,越复杂的零件良率越低。去掉支撑后,零件表面毛刺需进行磨削加 工,加工工时因具体情况而异。 综合来看,尽管近几年3D打印综合成本下降幅度较大,在制粉率、打印设备成 本、打印效率、打印良率、成材率、去支持良率及工时等成本因素上,仍有提升空 间,从而通过进一步降本来释放3D打印市场需求。

五、半导体设备:周期复苏,封测先行

国内外半导体市场规模持续增长。近年来,下游产业新技术、新产品快速发展,正 迎来市场快速增长期。5G手机、新能源汽车、工业电子等包含的半导体产品数量较 传统产品大比例提高;人工智能、可穿戴设备和物联网等新业态的出现,对于半导体产品产生新需求。根据SIA、WSTS的统计,2022年全球半导体行业收入为5740亿 美元,同比+3%,达到历史新高。

依托庞大的市场需求、有利的产业政策环境等优势条件,中国大陆半导体行业实现 了快速发展。根据中国半导体行业协会数据,中国大陆半导体行业销售额由 2017 年 的 7,885 亿元增长至 2022 年的 13,839 亿元,年均复合增长率高达 11.91%,中 国大陆半导体行业销售额增速总体高于全球水平。

2017年以来,全球半导体行业整体景气度提升,23年经历过短暂的下滑,24年有望 重回增长。根据SEMI统计,2022年全球半导体设备总销售额为1,076亿美元,近三 年复合增长率达到21.68%。

中国大陆半导体设备市场迅速发展,全球占比不断提高。根据SEMI统计,2022年中 国大陆半导体设备市场达到282.7亿美元,较去年同比有所下滑。但从2017年以来, 中国大陆半导体设备市场规模迅速扩大,5年CAGR达到27.99%。同时,中国大陆的 半导体设备全球市场份额也在稳步提升,从2017年的15%增长到2022年的26%。

我国半导体制造设备进口规模较大,国产化的诉求依然较强。根据海关总署数据, 2022年中国大陆半导体制造设备合计进口额达186.80亿美元,进口内容主要包括光 刻、刻蚀、薄膜沉积等半导体制造价值量最大环节的相关设备。

国内封装厂商在很大程度可以代表半导体设备的景气度。从历史上来看,以国内较 为代表的封测厂商长电科技、华天科技、通富微电的季度收入与全球半导体设备季 度销售额相对比,两者在大多数时间走势类似,而且封测厂的收入变化稍领先于设 备销售额,随着封测厂Q3的季度收入开始回升,我们认为半导体设备将继续回升。

算力需求增加,先进制程和新进封装需求增加。ChatGPT引领新一轮AI热潮,高算 力芯片是AI训练基础。在这次的AI热潮之下,英伟达成为了受益最多的公司之一,旗 下销售的A100芯片和推出的H100芯片是目前训练大模型效率最高的芯片,几乎成为 了所有AI公司的“必备品”:OpenAI使用了约1万颗英伟达GPU来训练GPT-3.5模型, 而Meta在去年宣布建造全球最快的AI超算“RSC”包含16000颗A100 GPU。

2020年英伟达发布了A100 GPU芯片,采用了台积电7nm鳍式场效应晶体管工艺 (Fin Field-Effect Transistor, FinFET),并采用了第4代CoWos技术,将一颗英伟 达A100 GPU芯片和6个三星电子的HBM2集成在一个1700mm2的无缘转接板上,每 个HBM集成1颗逻辑芯片和8个DRAM,基本为12层倒装芯片球栅格阵列(Flip-Chip Ball Grid Array,FCBGA)基板。

先进封装接棒先进制程成为“后摩尔时代”主力军。由于集成电路制程工艺短期内 难以突破,通过先进封装技术提升芯片整体性能成为了集成电路行业技术发展趋势。 相比常规封装,先进封装具有小型化、轻薄化、高密度、低功耗和功能融合等优点, 不仅可以提升性能、拓展功能、优化形态,相比系统级芯片( SoC)还可以降低成 本,成为了后摩尔时代的主流发展方向。 先进封装渗透率逐步上升。根据JW Insights和Yole,全球先进封装市场规模有望从 2021年350亿美元上升至2026年482亿美元。其中2022年先进封装市场达到378亿美 元,市场份额为47.2%。由于先进封装市场增速(CAGR为5%)超过传统分装市场增速(CAGR为2.3%),先进封装的占比预计2026年将超过50%的市场份额。

台积电的CoWoS就是一种应用了无源转接板的2.5D封装技术,从2011年推出以来 已经经历过多次迭代,前两代为同质芯片集成,从第3代开始演变为异质芯片集成, 主要集成SoC芯片和HBM阵列,这是一个已将量产超过十年的技术,且拥有极高的 良率和质量,能够为先进的SoC和HBM集成提供非常好的支持,到2023年,公司将 推出第五代的CoWoS-S技术。 国内的先进AI芯片未来拟采用类似于台积电CoWoS的封装技术,带动国内产业链的 发展。华为针对AI算力以及云计算的昇腾芯片以及鲲鹏芯片将采用CoWoS技术。

RDL为CoWoS-R的关键工艺。RDL(重新分配层封装工艺),在晶圆原本焊盘上形 成新焊盘,以承载额外的金属引线,此种工艺主要用于芯片堆叠。在RDL工艺中,首 先通过溅射工艺创建一层金属薄膜,之后在金属薄膜上涂覆厚层光刻胶,随后利用 光刻工艺绘制电路图案,在电路图案的曝光区域电镀金层,以形成金属引线。其中 涉及到的主要是湿法设备,包括涂布、光刻、蚀刻、电镀等以及PVD等设备,RDL涉 及到的工艺比前道相对简单,涉及到的主要公司有:光刻(上海微电子、芯碁微装)、 蚀刻(盛美)、电镀(盛美)、涂胶显影(芯源微)、PVD(北方华创)等。

硅通孔在HBM等3D封装中应用较多,工艺更接近于前道工艺。硅通孔的基本工序包 括:(1)在前道工序中,在晶圆上制作晶体管,如CMOS等;(2)使用硬掩模在硅 通孔形成区域绘制电路图案;(3)利用干法刻蚀工艺去除未覆盖硬掩膜的区域,形 成深槽;(4)再利用化学气相沉积工艺制备绝缘膜,如氧化物等,这层绝缘膜将用 于隔绝填入槽中的铜等金属物质,防止硅片被金属物质污,此外绝缘层上还将制备 一层金属薄层作为屏障;(5)此金属薄层将被用于电镀铜层。电镀完成后,采用化 学机械抛光(CMP)技术使晶圆表面保持平滑,同时清除其表面铜基材,确保铜基 材只留在沟槽中。 硅通孔封装工艺中,在晶圆正面和背面形成的凸点均用于键合,以便堆叠。根据堆 叠方式的不同,堆叠工艺可分为芯片与芯片(CoC)堆叠、芯片与晶圆(CoW)堆 叠、晶圆与晶圆(WoW)堆叠。TSV工艺接近于前道工艺,HBM中应用较多,目前 主要是Fab厂、存储厂在涉及,封测厂开始布局。

积极关注国内封装设备。根据立鼎产业研究网引用的SEMI数据,半导体封装设备细 分市场份额情况分别为贴片机、划片机、引线机在封装设备的市场份额分别为30%、 28%、23%,结合2021年的全球封装设备市场总额,三大主要封装设备对应市场空 间分别约为21.0亿美元、19.6亿美元、16.1亿美元。

虽然大多数环节都有国产设备、材料厂商的身影,但是大多数环节还是被A&M、 DISCO等进口设备厂商占据,我们在封装工艺、封装设备以及封装材料上距离世界 先进水平还有较大的差距,相关的国产化替代机会值得重点关注。

六、面向未来的资产:人形机器人产业链

(一)AI 加持下,机器人的核心技术迎来了哪些变化?

具身智能,AI的终极形态,人形机器人为最佳载体。随着AI的发展,机器人在与人类 进行交互过程中,可以自主规划、决策、行动,并具备执行能力,具有更加智能化的 处理能力后,能更好地适应不同的环境和任务,以及更好地与人类进行协作。 AI赋能下人形机器人核心技术模块发生了变化。一般地,我们将人形机器人分成三 大技术模块:环境感知模块、人机交互模块和运动控制模块。AI加持后,新增了预训 练过程,对于交互模块的数据整理和算力处理也进一步升级,使得人形机器人更为 智能。 AI+预训练:人类能够借助通过自然语言直接参与编程和调试,叠加大模型、元宇宙 等训练手段,提升了机器人对于外界世界的判断力。 AI+交互:人形机器人是AI的载体,接入GPT后机器人更加智能;端对端大模型为人 形机器人通用性提供可能。

机器人是典型的机电软一体化产品,软件与硬件是相互限制又相互促进的矛盾体。 目前人形机器人的硬件水平接近可用水平,产业发展的主要瓶颈在于人形机器人通 用化能力,即软件能力不足,难以形成产业发展的正向循环(即开发更多应用和更 多使用机器人的双向循环)。

(二)需求端:短期应用于工业领域,长期 C 端空间巨大

1. 短期:工业场景自动化率逼近瓶颈,需要人形机器人破局

人形机器人在工业领域的应用主要针对场景结构化,操作非结构化。对于简单、高 精度、工序简单,如焊接、搬运、切割,这类场景相对标准化,因此自动化程度高, 使用工业机器人(更灵巧的手臂)即可实现替代人工降本增效,在这些场景下自动 化率已逼近瓶颈。但是对于零配件多、工序复杂,需要变通+决策的场景,目前仍然 大多使用人工。例如汽车总装环节,涉及多配件组装,操作非程序化;手机SMT、 边框加工、组装线,涉及packing hole问题,装配、检测并行。因此,对于这类场景 仍需人形机器人破局。 人形机器人在造车领域的应用潜力包括:(1)需求端:冲压/涂装自动化率100%, 总装等环节自动化率提升需要人形机器人介入;(2)供给端:机器人接入同一个神 经网络,已展现出在工厂搬运、分拣能力,与总装需求匹配。

2. 中长期:消费领域市场空间巨大

中长期来看,当人形机器人的大模型逐渐成熟,交互及运控能力达到家庭端使用要 求时,ToC的消费领域市场空间更大。 (1)使用场景1:结构化单一场景——多种机器人功能的集成。如家庭中扫地+园艺 +儿童教育+娱乐;公共场景接待+餐饮+娱乐。 目标人群:奢侈品购买者(类比豪华车),机器替机器。 (2)使用场景2:非结构化跨场景——着重于传统自动化的死角。如烹饪、外卖等。 目标人群:中端消费品购买者(类比中高端车),机器替人。 (3)使用场景3:通用人工智能。如老年陪护、智能管家。 目标人群:追求产品功能和性价比(类比于汽车)。

(三)供给端:产业化破晓前夕—海内外人形机器人本体厂进展

2023年国内外本体厂陆续发布原型机,当前正处于产业化破晓前夕。23年7-10月, 傅利叶、宇树、智元、小鹏先后发布人形机器人新产品。2023年9月24日特斯拉新视 频中显示,Optimus可在编码器及其视觉系统的组合下,实现精密的抓取以及较强的 躯干控制能力。

零部件企业百万台销量预期:根据公司半年报,拓普集团预计后续人形机器人年产 能将提升至百万台,预计24Q1量产爬坡阶段,初始订单为每周100台,预计23年一 期产能10万台/年;天奇股份与优必选达成合作,专注于在汽车领域应用的人形机器人的研发。

(四)软件层面:人形机器人通用化难题的核心在于实现任务级交互

困境:人形机器人产业正面临高需求和低渗透率的困境,其核心原因在于通用化人 形机器人的研发一直是机器人领域最重要且至今尚未完成的挑战。 当前可见的解决方案即大模型的使用。如今,多家科技巨头正积极布局多模态大模 型领域,希望借助大模型的能力提升人形机器人的通用化水平,以此来实现商业化 落地。 大模型的不同路径:学界对多模态大模型的探索主要分为两条技术路径——VLM和 VLA,分别聚焦于高层级规划问题和一体化解决方案,其中VLM方向已经取得了阶 段性的成果。 短期解决方案:大模型+基础模型。由于大模型在底层运动控制领域存在实时性差的 缺陷,短期内人形机器人更需要依靠基础模型+大模型来实现小规模的应用场景落地, 两者各取所长、相互配合,是目前看到人形机器人相对较快的商业化落地方式。 长期机遇与可能性:长期来看,随着算力提升、模型结构优化升级。高效率的一体化 大模型的出现和应用才能真正实现人形机器人通用化。

当前主要难点在于任务级交互。根据《Robotics Modelling, Planning and Control》, 机器人的控制过程可以被划分为四个层级:任务级(Task Level),动作级(Action Level),初始级(Primitive Level)和伺服级(Servo Level)。实现任务级交互是 提升人形机器人通用化的必经之路。任务级交互意味着在任何场景下,用户仅需向 机器人明确抽象的任务目标,它便能够理解自然语言并自主规划、决策、执行,并及 时对指令进行修正,整个执行过程中无需工程师介入,大幅提升通用化水平。以目 前的人形机器人落地案例来看,实现任务级交互的难点主要集中在如何让机器人实 现自主规划的问题上。

大模型在人形机器人领域的技术路线主要分成两大方向:(1)多模态大模型VLM+ 传统运控: 在高层级依靠VLM实现决策,低层级依靠传统控制算法实现运控。优点在 于两者各司其职,互相弥补短板,缺点在于决策和执行之间较为割裂。VLM模型需 要关注决策准确率。(2)一体化VLA大模型:直接将感知信号映射到机器人运控指 令,实现感知-决策-动作的闭环。优点在于避免复杂的信号转换过程,缺点在于受大 模型实时性限制,运动表现差强人意。VLA模型需要关注执行成功率。

如何兼顾模型的准确度和实时性是后续大模型研究的重点。短期来看,基础模型(执 行)+大模型(决策)是目前看到人形机器人相对较快的落地方式。长期来看,人形 机器人需要依赖大模型实现通用化。大模型是最有希望实现人类思维的算法,Later answer is wrong answer,实时性是大模型面临的重大难题。

(五)2024 年:产业化破晓之年

2024年人形机器人的关键词是定型与量产。2023年是原型机落地的关键年,从车企 到机器人厂商,各家陆续发布原型机,而2024年将进入方案确定与小批量生产阶段。 傅利叶在11月17日发布量产视频。根据公司官网,海外厂商Agility的人形机器人工厂 已开始建设,预计于今年年底投产,并具备扩大产能至每年超过1万台机器人的潜力, 主要应用于仓库和配送中心,有望在2024年交付第一批Digit。

选股思路:从百花齐放到聚焦核心,关注确定性较高的标的。从0-1的产业,其产业 链的投资需要经历“去伪存真”的过程。产业发展初期,众多供应商被巨大的市场吸 引进入,但体量都较小,“相关性”的炒作盛行。但随着产业逐渐成熟,一些较弱的 供应商被淘汰,一些没有壁垒的行业逐渐失去投资价值,产业必将经历洗牌和“去 伪存真”的过程。因此,第二阶段早期接触特斯拉并且公司产品具有壁垒和竞争力 的公司能够跨越主题炒作,在第二轮洗牌中被留下。进入定型与量产阶段后,选股 思路将从百花齐放到聚焦核心,我们认为确定性较高,具有可供应人形机器人厂商 较为成熟产品的零部件标的有望在这一轮胜出。

编辑:火腿肠
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