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（報告出品方/作者：國海證券，李航，邱迪，李銘全）
一、特斯拉optimus進化中：快速迭代，撥開產(chǎn)業(yè)迷霧
1.1機器人發(fā)展回溯：已滲透多元場景，“深水區(qū)”尚待智能升維
機器人是具有一定自主能力、可執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的執(zhí)行機構(gòu)。不同研究機構(gòu)對機器人定義有所差異，整體而言，機器人應(yīng)具有自主能力，是 可在其環(huán)境內(nèi)運動以執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的可編程執(zhí)行機構(gòu)。國際機器人聯(lián)盟將機器人分為工業(yè)機器人和服務(wù)機器人，中國的國家標(biāo)準(zhǔn)進一步將 服務(wù)機器人分為個人/家用服務(wù)機器人、公共服務(wù)機器人和特種服務(wù)機器人。機器人持續(xù)發(fā)展升級，智能化程度提升。總體上，機器人經(jīng)歷從低級到高級的三代發(fā)展歷程。第一代機器人完全按照事先裝入到存儲器中 的程序步驟進行工作；
第二代機器人則配備傳感器，能夠隨環(huán)境變化來調(diào)整自身行為；第三代機器人具有感知交互和思維能力，能夠自主 處理復(fù)雜問題。更高階、智能化功能更完備的機器人仍在研發(fā)之中。全球機器人市場規(guī)模突破500億美元，智能化大勢下將持續(xù)滲透各類場景。2022年全球機器人市場規(guī)模達513億美元，2017-2022年CAGR達 14%，其中工業(yè)機器人195億美元，服務(wù)機器人217億美元，特種機器人超100億美元。智能化大勢下，機器人產(chǎn)品性能、豐富度提高，并滲 透多元場景，市場規(guī)模將保持增長態(tài)勢。
1.2特斯拉人形機器人問世，有望引領(lǐng)全新的開發(fā)熱潮
從概念到實體，特斯拉人形機器人應(yīng)用藍圖已展開。2021年AI Day上，馬斯克發(fā)布特斯拉的通用機器人計劃，當(dāng)時的Tesla Bot僅是概念。 歷經(jīng)升級迭代，2022年2月完成開發(fā)平臺制造，在2022年AI Day人形機器人Optimus正式亮相，隨后至2023年5月股東大會，Optimus已能夠 實現(xiàn)物品分類等更復(fù)雜的任務(wù)。在不到兩年時間內(nèi)實現(xiàn)快速發(fā)展，人形機器人產(chǎn)業(yè)化或?qū)⒊尸F(xiàn)由點到面、某一階段提速滲透的演進趨勢。 ? 場景不局限，實現(xiàn)機器換人，市場空間廣闊。特斯拉人形機器人將兼具工業(yè)和家庭用途，能夠執(zhí)行工業(yè)生產(chǎn)中的復(fù)雜任務(wù)和家庭服務(wù)，最 終實現(xiàn)勞動力替代。據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所，2026年全球人形機器人在服務(wù)機器人中的滲透率有望達到3.5%，市場規(guī)模超20億美元，到 2030年，全球市場規(guī)模有望突破200億美元。隨人形機器人產(chǎn)品智能化程度不斷提升，遠期市場空間更為廣闊。
人形機器人開發(fā)道路前赴后繼，發(fā)展不易但曙光已現(xiàn)。上世紀70年代，日本早稻田大學(xué)研發(fā)全球首個全尺寸人形“智能”機器人—— WABOT-1。此后全球陸續(xù)推出不同品類、應(yīng)用在不同場景的人形機器人，除特斯拉外，波士頓動力、豐田、本田、小米、優(yōu)必選等均有相 關(guān)產(chǎn)品推出。但人形機器人產(chǎn)業(yè)化難度大，主要原因在于關(guān)鍵技術(shù)掣肘、成本仍高昂、應(yīng)用場景有限等，本田、軟銀等公司已宣布停產(chǎn)有 關(guān)人形機器人產(chǎn)品。特斯拉人形機器人快速迭代升級，未來目標(biāo)售價不超過2萬美元，產(chǎn)業(yè)化核心痛點擊破后將帶動行業(yè)快速發(fā)展。
二、解構(gòu)optimus：智能機器人的2萬美元之路怎么走
2.1凝結(jié)核心技術(shù)，創(chuàng)造“獨立生產(chǎn)力”的第一步
特斯拉人形機器人：將核心技術(shù)凝結(jié)在一具類人結(jié)構(gòu)中，劃時代產(chǎn)品的第一步。人形機器人的研發(fā)難度高，是一個復(fù)雜而龐大的工程系統(tǒng)， 因此難以從單點突破實現(xiàn)真正的革命性創(chuàng)新。特斯拉人形機器人Optimus的問世與短時間內(nèi)的升級，產(chǎn)生向上變化的原因在于其前期新能源 汽車的核心技術(shù)積淀、以及智能化技術(shù)的不斷迭代。我們認為，“積跬步可至千里”，特斯拉已邁出產(chǎn)品劃時代的第一步。Optimus初具人形，擁有靈巧的機械設(shè)計與強大的內(nèi)核。從基本參數(shù)配置看，Optimus包括裝載自研芯片的“大腦”、2.3kWh且內(nèi)置電子器 件的電池包、關(guān)節(jié)和靈巧手等硬件構(gòu)造。Optimus全身擁有超200個自由度、手部27個自由度，動作更接近人類；依托自研芯片和FSD（全 自動駕駛）等技術(shù)，表現(xiàn)更加智能化。盡管距離產(chǎn)業(yè)化仍需時日，背后的強大技術(shù)支撐正推動Optimus成為人形機器人產(chǎn)品的翹楚。
2.2機械之美：靈活的關(guān)節(jié)演繹類人的動作
靈活設(shè)計，分布28個執(zhí)行器優(yōu)化驅(qū)動性能。整體而言，Optimus采用大電池組+電機驅(qū)動+剛性金屬傳動+串并聯(lián)關(guān)節(jié)分布+視/力/位傳感器的 設(shè)計。對于電機驅(qū)動的Optimus，機器人擁有28個身體執(zhí)行器，共有6種設(shè)計，包含3種不同負載的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和3種不同負載的直線執(zhí)行器。拆解Optimus關(guān)節(jié)，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與線性關(guān)節(jié)的零部件差異較大。我們認為Optimus的身體執(zhí)行器中，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和線性關(guān)節(jié)的數(shù)量各占一半。
上 肢的關(guān)節(jié)模組是以無框力矩電機+諧波減速器為主，而下肢腿部則采用了無框電機+行星絲杠的線性執(zhí)行器。靈巧手是特斯拉人形機器人的重要設(shè)計亮點之一。從基本參數(shù)看，Optimus單手擁有6個執(zhí)行器，11個自由度，可抓起20磅重量。利用仿生 學(xué)關(guān)節(jié)設(shè)計，在靈巧手結(jié)構(gòu)上，特斯拉采用彈簧負載設(shè)計方案。從內(nèi)部構(gòu)成看，每個執(zhí)行器由空心杯電機+螺紋絲杠+精密行星齒輪箱+編 碼器構(gòu)成。靈巧手采用金屬肌腱，能夠帶動機器人精確抓住小而薄的物體。
2.3站在電動化與智能化的浪潮之上，業(yè)務(wù)協(xié)同將加速推動機器人產(chǎn)業(yè)化
人形機器人的產(chǎn)業(yè)化背后：業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)揮顯著成效，技術(shù)與供應(yīng)鏈積淀將助其走得更遠。特斯拉的業(yè)務(wù)布局宏大，涵蓋電動汽車、清潔能 源和人形機器人等，已成長為全球電動汽車龍頭。我們認為，特斯拉人形機器人的開發(fā)并非從無到有，而是站在“巨人肩膀上”的又一次 拓展。技術(shù)和產(chǎn)品端，小至視覺傳感器、舵機、減速器、電池，大到整個系統(tǒng)集成均有相關(guān)產(chǎn)品，F(xiàn)SD和自研芯片同樣是基于前期迭代升 級應(yīng)用在機器人上；供應(yīng)鏈上，基于成熟的電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈，以及借鑒特斯拉在中國實現(xiàn)零部件本土化、快速降本的策略，“移植”到人 形機器人產(chǎn)品開發(fā)中，實現(xiàn)汽車與機器人供應(yīng)鏈的共享，將有助業(yè)務(wù)的更快發(fā)展。
電氣系統(tǒng)集成化設(shè)計，降低功耗與元件數(shù)量。特斯拉借鑒電子與汽車產(chǎn)品的設(shè)計，將電池、傳感器、冷卻系統(tǒng)等集成到軀干部分，盡可能 減少元件的數(shù)量與功耗。特斯拉Optimus重量73kg，靜坐時功率100W，快走時功率500W，其電池組容量為2.3kWh，工作電壓為52V，可維 持機器人一整天的工作。以人形機器人電氣系統(tǒng)設(shè)計為例，特斯拉以汽車設(shè)計為基礎(chǔ)，將產(chǎn)品進行集成，融合在一起，優(yōu)化調(diào)參至機器人 平臺，亦體現(xiàn)特斯拉流線型制造的高效。
FSD增強人形機器人智能化，業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)揮價值的典范。特斯拉的全自動駕駛系統(tǒng)發(fā)展迅速，截至2023年5月，F(xiàn)SD Beta已累計行駛接近2 億英里。FSD能夠應(yīng)用在人形機器人，本質(zhì)在于自動駕駛的模擬過程與機器人相同，即“輸入-計算機平臺-輸出”。通過視覺系統(tǒng)識別周圍 環(huán)境，將數(shù)據(jù)傳輸至計算平臺，平臺將反饋傳輸給執(zhí)行器等環(huán)節(jié)，產(chǎn)生動作。基于FSD的技術(shù)和數(shù)據(jù)積淀，構(gòu)建核心競爭力，特斯拉 Optimus將擁有和其他機器人產(chǎn)品不同的智能化升級優(yōu)勢。FSD持續(xù)優(yōu)化升級，提升“大腦容量”。2022年AI Day展示的FSD架構(gòu)顯示，由訓(xùn)練基礎(chǔ)設(shè)施、AI編譯器&推理、訓(xùn)練數(shù)據(jù)將信息輸入至神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)處理分析后輸出結(jié)果，形成規(guī)劃決策。通過硬件和算法等的優(yōu)化升級，F(xiàn)SD能夠高效處理持續(xù)增加的數(shù)據(jù)。
三、產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚壕苤圃?智能化的融合，國產(chǎn)供應(yīng)鏈入局
3.1機器人產(chǎn)業(yè)鏈全景：三大核心構(gòu)件為基，智能化賦能廣闊應(yīng)用場景
機器人：制造業(yè)皇冠頂端明珠，三大核心構(gòu)件成本占比70%。智能機器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上游核心零部件、中游本體制造及系統(tǒng)集成和下游廣 泛的應(yīng)用場景。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院，工業(yè)機器人領(lǐng)域，減速器、伺服系統(tǒng)和控制器三大核心零部件的成本占比達到70%。智能機器人產(chǎn)業(yè)鏈中，智能技術(shù)與軟件系統(tǒng)的重要性提升。與傳統(tǒng)機器人產(chǎn)業(yè)鏈相比，智能機器人的核心部件增加體現(xiàn)算力水平的專用芯 片。隨機器人感知、決策、控制、交互能力升級，軟件系統(tǒng)與配套技術(shù)支持在產(chǎn)業(yè)鏈中的占比將加大，亦是強壁壘環(huán)節(jié)。
以優(yōu)必選Walker為例，人形機器人成本將明顯高于傳統(tǒng)機器人。優(yōu)必選開發(fā)出大型仿人服務(wù)機器人Walker，其具備36 個高性能伺服關(guān)節(jié)以 及力覺、視覺、聽覺、空間知覺等全方位的感知系統(tǒng)，可以實現(xiàn)平穩(wěn)快速的行走和靈活精準(zhǔn)的操作，具有在常用家庭場景和辦公場景的自 由活動和服務(wù)的能力。智能化程度的提升意味著硬件端零部件性能與數(shù)量的增加，以及軟件端先進算法等的應(yīng)用，將顯著提高造價。未來 人性機器人降本提效的關(guān)鍵在于，開發(fā)高性價比的核心部件、智能系統(tǒng)持續(xù)迭代升級。
3.2精密減速器：高壁壘環(huán)節(jié)，優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)廠商持續(xù)開展進口替代
諧波減速器與RV減速器是高精密傳動領(lǐng)域廣泛使用的精密減速器。減速器是連接動力源和執(zhí)行機構(gòu)的中間機構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩 的作用，可分為一般傳動減速器和精密減速器。精密減速器制造要求高、技術(shù)難度大，具有精度高、可靠穩(wěn)定等優(yōu)勢，應(yīng)用于機器人、數(shù) 控機床等高端領(lǐng)域。隨工業(yè)機器人、高端數(shù)控機床等快速發(fā)展，諧波減速器和RV減速器成為高精密傳動領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的精密減速器。兩種精密減速器適用領(lǐng)域不同，相輔相成。由于傳動原理和結(jié)構(gòu)等技術(shù)特點差異，二者在下游應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重、相輔相成。諧波減速器 體積小、傳動比高、精密度高，主要應(yīng)用于機器人小臂、腕部或手部；RV減速器則一般應(yīng)用于多關(guān)節(jié)機器人中機座、大臂、肩部等重負載 的位置。諧波減速器能夠廣泛應(yīng)用于協(xié)作機器人、服務(wù)機器人等輕負載領(lǐng)域。
工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓展，帶動減速器需求不斷擴大。隨工業(yè)機器人需求提升，減速器作為工業(yè)機器人的核心部件之一，市場規(guī)模增 加。2022年中國工業(yè)機器人用減速器約109.9萬臺，同比增長約18%，其中RV減速器與諧波減速器使用量分別為45.94萬臺與63.96萬臺。國產(chǎn)減速器廠商進步明顯，海外龍頭份額有所收縮。全球減速器市場中諧波減速器龍頭為哈默納科，RV減速器龍頭為納博特斯克，二者占 據(jù)全球工業(yè)機器人減速器市場70%左右（2020年數(shù)據(jù)）。隨國產(chǎn)廠商技術(shù)進步、加大減速器投資，部分企業(yè)如綠的諧波、雙環(huán)傳動等實現(xiàn) 對進口產(chǎn)品的替代。2022年減速器領(lǐng)域國產(chǎn)份額提升，納博特斯克、哈默納科等海外龍頭的份額進一步收縮。
伺服系統(tǒng)是自動化運動控制環(huán)節(jié)的核心部件，工業(yè)自動化趨勢下市場規(guī)模持續(xù)增長。伺服系統(tǒng)是工業(yè)機器人核心的自動化運動控制部件， 可實現(xiàn)對速度、轉(zhuǎn)矩與位置進行精確、快速、穩(wěn)定的控制，主要由伺服電機、伺服驅(qū)動器、編碼器組成。在“機器換人”和工廠自動化/智 能化的大背景下，伺服系統(tǒng)市場規(guī)模持續(xù)提升且未來仍有較大成長空間。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院，2022年中國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模286億元，同 比增長28%，作為伺服系統(tǒng)的核心構(gòu)件，伺服電機市場規(guī)模181億元，同比增長7%。
四、重點關(guān)注擁有核心部件積淀、具備進口替代能力的企業(yè)
4.1匯川技術(shù)：工業(yè)自動化控制領(lǐng)域翹楚，伺服系統(tǒng)國內(nèi)份額第一
聚焦工業(yè)領(lǐng)域自動化、數(shù)字化、智能化，形成五大業(yè)務(wù)板塊。公司成立于2003年，專注于工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，定位 服務(wù)于高端設(shè)備制造商。公司自成立以來始終專注于電機驅(qū)動與控制、電力電子、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信等核心技術(shù)。歷經(jīng)多年發(fā)展，公司已形成 五大業(yè)務(wù)：通用自動化、智慧電梯、新能源汽車、工業(yè)機器人、軌道交通。
業(yè)績穩(wěn)步提升，其中通用自動化業(yè)務(wù)收入占比在五成左右。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各行各業(yè)，總體上與經(jīng)濟周期緊密相關(guān)，無明 顯季節(jié)性特征。收入端公司保持多年穩(wěn)健增長，2022年營收突破200億元，達到230.1億元，同比增長28%；收入增長帶動盈利提升，2022 年實現(xiàn)歸母凈利潤43.2億元，同比增長21%。收入結(jié)構(gòu)層面，通用自動化占比在50%左右，2022年公司憑借“保供保交付、國產(chǎn)化率提升、 多產(chǎn)品綜合解決方案”等優(yōu)勢，積極把握市場的結(jié)構(gòu)性機會，保持相關(guān)業(yè)務(wù)較快增速；新能源汽車受益“滲透率提升、公司定點車型放量、 保供保交付”等原因，收入快速提升；工業(yè)機器人則得益于“產(chǎn)品系列拓寬、品牌影響力提升”等因素，業(yè)務(wù)提速增長。
中國通用伺服系統(tǒng)份額第一，自動化/智能化背景下仍將保持較快增長。在通用自動化領(lǐng)域，公司產(chǎn)品包括：變頻器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng) （PLC/CNC）、工業(yè)視覺系統(tǒng)、傳感器、高性能電機、高精密絲杠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等核心部件及光機電液一體化解決方案等。2022年公司通 用伺服系統(tǒng)的中國市場份額達21.5%，排名第一。機器換人和工廠自動化/智能化背景下，相關(guān)產(chǎn)品仍將保持較快增速。在工業(yè)機器人領(lǐng)域， 公司實現(xiàn)從控制系統(tǒng)到伺服系統(tǒng)全部自制，保持較好盈利，行業(yè)成長趨勢疊加公司產(chǎn)品和技術(shù)積淀，將迎來較好的發(fā)展機遇。
4.2鳴志電器：運動控制領(lǐng)域知名制造商，控制電機技術(shù)領(lǐng)先
收入保持相對穩(wěn)健增長，控制電機及其驅(qū)動系統(tǒng)業(yè)務(wù)為主要業(yè)績來源。公司成立于1994年，歷經(jīng)近三十年發(fā)展，成長為運動控制領(lǐng)域知名 制造商，專注于運動控制、智能LED照明控制和工業(yè)設(shè)備管理的關(guān)鍵部件制造，與全球30多家國際性公司合作。公司歷年收入保持相對穩(wěn) 健向上，營收由2018年的18.9億元提升至2022年的29.6億元，其中控制電機及其驅(qū)動系統(tǒng)占收入比重已達78%。2022上半年階段性遭遇疫情 影響，下半年明顯緩解，業(yè)績較具韌性，主要原因在于公司在新興、高附加值領(lǐng)域的業(yè)務(wù)取得較快成長，同時境外業(yè)務(wù)具有相對更高增速。
擁有高性能多品類的運動控制產(chǎn)品線，混合式步進電機打破日企壟斷。公司產(chǎn)品線涵蓋三大領(lǐng)域：運動控制、智能照明、電子元器件。控 制電機方面，公司目前擁有步進電機、直流無刷電機、交流伺服電機、空心杯電機等控制電機類產(chǎn)品，其中混合式步進電機打破日企壟斷， 全球份額10%以上穩(wěn)居全球前三；公司的直流無刷電機、交流伺服電機、空心杯電機技術(shù)亦在全球居于前列水平。專注發(fā)展系統(tǒng)級的驅(qū)動控制系統(tǒng)，聚焦戰(zhàn)略新興行業(yè)和戰(zhàn)略客戶。公司通過增強對海外子公司的一體化建設(shè)和賦能，發(fā)揮海外研發(fā)運營機 構(gòu)的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢，強化驅(qū)動控制類產(chǎn)品的迭代。業(yè)務(wù)相對聚焦，重點布局局光伏/鋰電/半導(dǎo)體自動化、移動服務(wù)機器人、3C非標(biāo)自動化、 激光設(shè)備及醫(yī)療器械和生化分析應(yīng)用領(lǐng)域，取得較快速增長，其中移動服務(wù)機器人2022全年營收同比增長103%，未來有望保持高速成長。
4.3鼎智科技：微特電機領(lǐng)跑者，形成立體化精密運動控制解決方案矩陣
線性執(zhí)行器行業(yè)領(lǐng)先，近年來業(yè)績保持高增。公司成立于2008年，從絲桿、螺母等傳動組件起步，已成為線性執(zhí)行器國內(nèi)第一、世界第二， 并逐步成長為以微特電機為主要構(gòu)成的定制化精密運動控制解決方案提供商。2020年以來公司收入及利潤保持高增，2022年營收約3.2億元， 同比增長64%，歸母凈利潤約1.0億元，同比增長103%，盈利水平相比2021年有明顯提升。近年來加速成長，部分原因在于疫情之下核酸檢 測設(shè)備、呼吸機等需求增長，帶動公司相關(guān)核心部件如線性執(zhí)行器的訂單增加。業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)上，2022年線性執(zhí)行器營收占比約60%，是公司 主要的業(yè)績來源。我們認為，公司已形成立體化精密運動控制解決方案矩陣，未來在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、市場拓展上仍將持續(xù)優(yōu)化，向上成長。
專注精密運動控制領(lǐng)域，下游市場需求增長將帶動微特電機業(yè)務(wù)發(fā)展。公司主要產(chǎn)品包括線性執(zhí)行器、混合式步進電機、直流電機、音圈 電機等，公司現(xiàn)已具備集產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、樣品打樣制造、核心部件自制、柔性精密生產(chǎn)、產(chǎn)品檢驗測試一體化的服務(wù)能力，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用 于醫(yī)療診斷設(shè)備、生命科學(xué)儀器等醫(yī)療器械領(lǐng)域，以及機器人、流體控制、精密電子設(shè)備等工業(yè)自動化領(lǐng)域。隨全球微特電機應(yīng)用領(lǐng)域拓 展、中國工業(yè)體系逐漸完善，以及下游推動產(chǎn)品升級，行業(yè)面臨廣闊發(fā)展空間，公司作為領(lǐng)先企業(yè)有望充分受益。
歷經(jīng)三十多年發(fā)展，確立在制冷和汽車熱管理領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。公司是全球最大的制冷控制元器件和全球領(lǐng)先的汽車熱管理系統(tǒng)控制部件 制造商，是全球眾多車企和空調(diào)制冷電器廠家的戰(zhàn)略合作伙伴。公司業(yè)務(wù)主要分為制冷空調(diào)電器零部件業(yè)務(wù)和汽車零部件業(yè)務(wù)，公司空調(diào) 電子膨脹閥、四通換向閥、電磁閥、微通道換熱器、車用電子膨脹閥、新能源車熱管理集成組件、Omega 泵等產(chǎn)品市場占有率全球第一， 截止閥、車用熱力膨脹閥、儲液器等市占率處于全球領(lǐng)先。公司業(yè)績保持穩(wěn)健提升，2022年實現(xiàn)營收約213.5億元，同比增長33%；歸母凈 利潤約25.7億元，同比增長53%，主要原因在于公司全球化布局和產(chǎn)業(yè)龍頭優(yōu)勢凸顯，且多產(chǎn)業(yè)協(xié)同和規(guī)模優(yōu)勢逐步體現(xiàn)。
報告節(jié)選：
編輯：黃飛
工商網(wǎng)監(jiān)
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