空心杯电机：人形机器人灵巧手赋予行业新增量，国产化机会正在孕育

行业评级：增持 分析师：邹润芳证券执业证书号：S0640521040001 研究助理：闫智证券执业证书号：S0640122070030 分析师：卢正羽证券执业证书号：S0640521060001 中航先进制造——投资观点 ◼重点推荐：华中数控、新莱应材、纽威股份、宝明科技、骄成超声、贝斯特、软通动力、天融信、航锦科技、天通股份 ◼核心个股组合：华中数控、新莱应材、纽威股份、宝明科技、骄成超声、五洲新春、贝斯特、国茂股份、天融信、软通动力、航锦科技、华伍股份、奥特维、罗博特科、高测股份、捷佳伟创、科威尔、绿的谐波、埃斯顿 ◼本周专题研究：灵巧手是机器人实现灵活操作功能的关键，特斯拉灵巧手采用“电机驱动+腱绳传动”方案，其中空心杯电机为核心零部件。空心杯电机采用无铁芯转子，具有节能、易控制、运行稳定等优势，生产的核心壁垒为线圈设计、线圈绕制、自动化设备。据NTCysd数据，2022年全球空心杯电机市场规模约为7.28亿美元，预计2028年增长至11.87亿美元，2022-2028年CAGR达8.47%，而人形机器人将进一步打开空心杯电机成长空间。全球主要的空心杯电机制造商包括Maxon、Faulhaber等，据Market Research数据，2021年全球CR3合计份额高达55.43%。我国空心杯电机在可靠性和精度等方面和国外中高端品牌存在差距，近年来绕线机的自动化程度和绕线速度持续突破，我国空心杯电机厂商呈现加速追赶态势，机器人降本需求下将有望逐步替代外资企业份额。建议关注：鸣志电器、鼎智科技、伟创电气、江苏雷利、禾川科技、拓邦股份等。 ◼重点跟踪行业： ◼锂电设备，全球产能周期共振，预计21-25年年均需求超千亿，国内设备公司优势明显，全面看好具备技术、产品和规模优势的一二线龙头；◼光伏设备，设备迭代升级推动产业链降本，HJT渗透率快速提升，同时光伏原材料价格下降有望刺激下游需求，看好电池片、组件设备龙头；◼换电，2025年换电站运营空间有望达到1357.55亿元，换电站运营是换电领域市场空间最大的环节，看好换电站运营企业；◼储能，储能是构建新型电网的必备基础，政策利好落地，发电、用户侧推动行业景气度提升，看好电池、逆变器、集成等环节龙头公司；◼半导体设备，预计2030年行业需求达1400亿美元，中国大陆占比提高但国产化率仍低，看好平台型公司和国产替代有望快速突破的环节；◼自动化，下游应用领域广泛的工业耗材，市场规模在400亿左右，预计2026年达557亿元，看好受益于集中度提高和进口替代的行业龙头；◼氢能源，绿氢符合碳中和要求，光伏和风电快速发展为光伏制氢和风电制氢奠定基础，看好具备绿氢产业链一体化优势的龙头公司；◼工程机械，强者恒强，建议关注行业龙头，看好具备产品、规模和成本优势的整机和零部件公司。 1.本周专题研究：空心杯电机为特斯拉Optimus灵巧手核心零部件 ◼机器人灵巧手传动方式多样。灵巧手是机器人实现灵活操作功能的关键，对执行器的紧凑、高效、可靠性提出了较高要求。常见的灵巧手传动方式包括腱传动、连杆传动、齿轮传动等，其中腱传动容易实现多自由度和远距离动力传输、成本较低，连杆传动负载强、精度高但缺乏柔性，齿轮传动驱动灵活但手指闭合时间长。 ◼特斯拉灵巧手采用“电机驱动+腱绳传动”方案，空心杯电机为核心零部件。特斯拉Optimus灵巧手具备自适应能力和非可逆驱动能力，可承重20磅、使用工具、精确抓取零件。单只灵巧手由6个执行器构成，其中大拇指对应2个执行器，其余每个手指对应1个执行器。执行器主要由“驱动器+编码器+传感器+空心杯电机+行星减速箱+蜗杆蜗轮+金属腱绳”组成，其中空心杯电机最为关键。 1.本周专题研究：空心杯电机节能、易控制、运行稳定，无刷或为重要发展方向 ◼空心杯电机采用无铁芯转子，具有节能、易控制、运行稳定等优势。空心杯电机在结构上突破传统电机的转子结构形式，采用无铁芯转子，也叫空心杯型转子，其新颖的转子结构彻底消除了因铁芯形成涡流而造成的电能损耗。同时空心杯电机重量和转动惯量大幅降低，从而减少转子自身的机械能损耗。由于转子结构变化而使电机的运转特性得到极大改善，节能特点突出，且具备铁芯电机所无法达到的控制和拖动特性。 ◼空心杯电机根据换向方式可分为有刷和无刷两种，其中无刷空心杯电机性能更优。空心杯直流有刷微电机采用机械换向，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换向器和电刷来完成的，价格相对较低但噪音大、寿命短、效率低且需要维护；无刷空心杯直流电机采取电子换向，在功率密度、峰值效率、转速范围、可靠性、运行寿命、结构坚固性方面优势突出，但控制器成本高于有刷电机，随着电子控制技术的迅速发展和普及，控制器的成本有望降低，使得无刷空心杯性能更优的同时具备性价比。 1.本周专题研究：空心杯电机的核心壁垒为线圈设计、绕制和设备，应用端人形机器人将打开新空间 ◼空心杯电机的三大核心壁垒为线圈设计、线圈绕制、自动化设备。无刷空心杯电机转子由环形磁钢、转轴及其固定件组成，定子由环形硅钢片和空心杯线圈粘结而成，核心工艺为线圈的设计和制造。空心杯电机常用的线圈绕法分为直绕形、马鞍形、斜绕形三种，线圈绕制方式分为人工绕线、半自动化（卷绕式）和一次成型自动化绕制。国外主要采用一次性绕制成型的生产技术，自动化程度较高，可加工0.08-0.2mm线径、功率400W以下电机所需线圈；而国内主要采用卷绕式生产，依赖人工、生产效率低且生产线径受限，一次成型绕线设备有待突破。 ◼空心杯市场规模稳定增长，人形机器人打开新空间。空心杯电机主要应用在高精度、高速响应、紧凑高效场景，如航空航天、仪表仪器、工业机器人、医疗等领域。据NTCysd数据，2022年全球空心杯电机市场规模约为7.28亿美元，预计2028年增长至11.87亿美元，2022-2028年CAGR达8.47%。据MarketResearch数据，2021年我国、欧洲的空心杯电机市场规模分别占比34.8%、25.85%。 1.本周专题研究：国内企业加速追赶，人形机器人新行业孕育国产化机会 ◼高端市场外资品牌优势明显，国内企业加速追赶。全球主要的空心杯电机制造商包括Maxon、Faulhaber、Portescap、AlliedMotion、Nidec等，据Market Research数据，2021年全球CR3合计份额高达55.43%。我国空心杯技术发展起步较晚，可靠性和精度等方面和国外中高端品牌存在一定差距，近年来绕线机的自动化程度和绕线速度持续突破，我国空心杯电机厂商呈现加速追赶态势，机器人降本需求下将有望逐步替代外资企业份额。建议关注：鸣志电器、鼎智科技、伟创电气、禾川科技、拓邦股份等。 2.重点跟踪行业：光伏、储能、锂电 ◼光伏设备：1）N型电池片扩产项目多点开花，光伏设备企业技术持续突破，需求与技术共振，推动光伏产业高景气增长。建议关注：迈为股份、捷佳伟创等。2）光伏产业链价格调整将会使产业链利润重新分配，同时刺激下游需求，有望引导整个产业链向好发展。在产业链调整的过程中，看好以下几个方向：靠近下游的电池组件、电站运营环节；非硅辅材、耗材环节；光伏设备等。建议关注：双良节能、奥特维等。 ◼锂电设备：从新技术带来新需求、扩产结构性加速度和打造第二成长曲线等角度出发筛选公司，2023年重点推荐以下方向：1、新技术：①复合集流体从0到1加速渗透，推荐关注相关设备商东威科技、骄成超声；②若大圆柱渗透率提升，激光焊接等环节有望受益，推荐关注联赢激光；2、锂电储能：2023年或成为国内大储高增速元年，重点关注电池、逆变器、温控、消防等环节；3、主业拓展：锂电设备是少有的能出现千亿级别大市值公司的领域，推荐关注平台型公司先导智能；电力电子、激光加工技术具备延展性，需求增长持续性有望更强，推荐关注星云股份等；4、出口链：海外扩产有望出现结构加速，推荐关注杭可科技。 ◼储能：发电侧和用户侧储能均迎来重磅政策利好，推动储能全面发展。1）发电侧：2021年8月10日，《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》出台，首次提出市场化并网，超过保障性并网以外的规模按15%的挂钩比例（4小时以上）配建调峰能力，按照20%以上挂钩比例进行配建的优先并网，抽水蓄能、电化学储能都被认定为调峰资源，为发电侧储能打开。2）用户侧全面推行分时电价，峰谷价差达3到4倍，进一步推动用户侧储能发展。星云股份是国内领先的以锂电池检测系统为核心的智能制造解决方案供应商，与锂电池、储能行业头部企业进行战略合作并推广储充检一体化储能电站系列产品。科创新源通过液冷板切入新能源汽车和储能赛道，已进入宁德时代供应商体系，随着下游需求不断提升，未来有望放量增长。 ◼氢能源：绿氢符合碳中和要求，随着光伏和风电快速发展，看好光伏制氢和风电制氢。建议关注：隆基绿能、亿华通、兰石重装、科威尔等。 2.重点跟踪行业：工程机械、半导体设备、自动化、碳中和、氢能源 ◼激光设备：激光自动化设备市场格局分散，且其通用属性较强，下游分散，行业集中度提高难度较大。激光加工相对于传统方式，优势明显，重点关注其在锂电、光伏等高成长性行业的大规模应用。以锂电池激光焊接为例，若按照激光焊接设备占比10%计算，2021-2025年合计新增需求约487亿元。重点关注深耕细分高景气赛道的激光加工设备龙头，帝尔激光、联赢激光、大族激光、海目星等。（详见《2023年投资策略：复苏可期，成长主导，星光渐亮》报告） ◼工程机械：强者恒强，建议关注龙头公司。推荐关注：三一重工、恒立液压、中联重科等。 ◼半导体设备：全球半导体设备市场未来十年翻倍增长，国产替代是一个长期、持续、必然的趋势：1)根据AMAT业绩会议，预计2030年半导体产业规模将达到万亿美元，即使按照目前14%的资本密集度，设备需求将达到1400亿美元，而2020年为612亿美元。2) SEMI数据显示，2020年中国大陆市场的半导体设备销售额较上年增长39％，至187.2亿美元，排名全球第一。2021Q1，中国大陆出货额为59.6亿美元，环比增长19%，同比增长70%，仅次于韩国。3)在瓦森纳体系下，中国半导体设备与材料的安全性亟待提升，而国产化率水平目前仍低。建议关注：中微公司、北方华创、华峰测控、长川科技、精测电子、芯源微、万业企业、至纯科技、华海清科等。 ◼自动化：刀具是“工业牙齿”，其性能直接影响工件质量和生产效率。根据中国机床工具工业协会，我国刀具市场规模在400亿元左右，预计到2026年市场规模将达到557亿元。该市场竞争格局分散，CR5不足10%；且有超1/3市场被国外品牌占据。刀具属于工业耗材，下游应用领域广泛，存量的市场需求比较稳定，伴随行业集中度提高和进口环节替代，头部企业有望迎来高速成长机遇。建议关注华锐精密、欧科亿。 ◼碳中和：1）换电领域千亿市场规模正在形成；2）全国碳交易系统上线在即，碳交易市场有望量价齐升。建议关注移动换电及碳交易受益标的——协鑫能科，公司拥有低电价成本，切入移动能源领域具备优势；坐拥2000万碳资产，碳交易有望带来新的业绩增长。 风险提示 ◼产品和技术迭代升级不及预期◼海外市场拓展不及预期◼海外复苏不及预期、国内需求不及预期◼原材料价格波动◼零部件供应受阻◼客户扩产不及预期◼市场竞争加剧。 我们设定的上市公司投资评级如下： ：未来六个月的投资收益相对沪深300指数涨幅10%以上。：未来六个月的投资收益相对沪深300指数涨幅-10%-10%之间：未来六个月的投资收益相对沪深300指数跌幅10%以上。 买入持有卖出 我们设定的行业投资评级如下： ：未来六个月行业增长水平高于同期沪深300指数。：未来六个月行业增长水平与同期沪深300指数相若。：未来六个月行业增长水平低于同期沪深300指数。 增持中性减持 分析师承诺 负责本研究报告全部或部分内容的每一位证券分析师，再次申明，本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾