2024人形机器人核心硬件市场发展白皮书

M2觅途咨询·人形机器人研究团队 •核心观点 •人形机器人核心零部件的迭代路径 •人形机器人核心零部件企业发展现状 •核心零部件市场现状及发展趋势 人形机器人核心硬件市场洞察： 1.人形机器人作为新质生产力的典范，融合了人工智能、高端制造、新材料等尖端技术，技术的不断革新，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车之后的又一场颠覆性创新。2.市场前景：随着人形机器人技术的不断突破，人形机器人在市场应用方面展现出巨大潜力，随着人形方案的基本定型，为上游核心硬件产业带来了较为确定性的、前所未有的发展机遇。据预测，到2035年，核心硬件的年市场规模有望达到数千万人民币。3.产业布局方面：中国以其完整的产业链和丰富的企业资源，成为全球人形机器人核心硬件企业分布最为密集的市场，随着国家政策的支持以及各地人形机器人创新中心的建立，产业集群效应慢慢形成，为企业的发展带来了空前的机遇。4.产品技术成熟度方面：尽管中国企业在人形机器人核心硬件的布局上较为广泛，但产品技术的成熟度与市场需求之间仍存在差距，与国际领先企业相比，仍有提升空间。5.企业可持续发展方面：人形机器人量产计划的推迟确实为相关核心硬件企业带来了技术、资金等方面的压力。企业要想实现可持续发展，就必须构建一个产学研协同、产业链协作以及政策支持的均衡发展体系。 •核心观点 •人形机器人核心零部件的迭代路径 •人形机器人核心零部件企业发展现状 •核心零部件市场现状及发展趋势 人形机器人核心硬件构成 以特斯拉Optimus为例：人形机器人核心硬件迭代 从特斯拉Optimus的迭代来看，硬件的构成基本定型，未来研发的重点在于成本优化以及对实际应用场景的深度适用。如：调整部分硬件参数；增加手部的灵活性及自由度…使其能够更好的满足特定任务。 核心部件•PEEK轻量化结构 •执行器硬件未改变 核心部件：1、手部自由度增加到22； 2、…. 产品优化：1、行走速度提升30% 2、工作时间提升至4销售3、颈部增加2自由度 研发路径：1、降本 2、灵活性及稳定性的加强3、“实验品”向“商品”转变 研发路径：1、可靠性的增强 2、动作灵活性及稳定性的加强3、关键结构、硬件设备参数的微调 Gen2 身高：173cm体重：56kg自由度：52个速度：3.5km/h Gen1 身高：173cm体重：63kg自由度：50个速度：2.5km/h 以特斯拉Optimus为例：2024年人形机器人核心零部件应用分布 未来随着灵巧手的自由度增加，行星滚柱丝杠、空心杯电机、精密行星减速机的成本占比将有所提高… 以特斯拉Optimus为例：2024年人形机器人核心零部件应用分布 2024年特斯拉人形机器人核心零部件价值量估算 M2觅途咨询根据特斯拉产品的应用，以产品市场价值量平均水平进行核算。六维力传感器、行星滚柱丝杠、无框力矩电机以及谐波减速机在特斯拉人形机器人的核心硬件中成本占比最高。 中国人形机器人核心硬件市场成熟度——市场尚未成熟，竞争已然激烈 中国人形机器人核心硬件市场存在显著的增长潜力，但同样也面临着诸多的挑战。中国本土企业在技术创新和国产化水平也在逐步提升，但与国际先进水平相比，仍有较大的成长空间。 Comments 人形机器人核心硬件市场虽尚未成熟，但竞争已然日益激烈： 1.在目前人形机器人核心硬件占比超过10%的产品，中国本土企业尚无成熟且市场占有率很高的产品，这表明市场对于高性能、高可靠性的人形机器人核心硬件的需求尚未得到充分满足。 2.在人形机器人的成本结构中，行星滚柱丝杠和六维力传感器等关键组件的占比均超过10%，但国产化率相对较低。在这些关键技术领域，中国企业仍需实现核心技术的突破。 3.另一方面，中国企业在精密行星减速机、无框力矩电机和HD减速机等技术领域已展现出一定的优势。然而，这些产品在人形机器人的整体成本结构中所占比例相对较小,且本土企业目前主要集中在中低端市场，在高端产品领域的技术水平和市场竞争力仍有待进一步提升。 4.*国内部分企业直线关节采用滚珠丝杠方案在成本上较行星滚柱丝杠方案有所减省。 信息来源：MDATA;M2觅途咨询 •核心观点 •人形机器人核心零部件的迭代路径 •人形机器人核心零部件企业发展现状 •核心零部件市场现状及发展趋势 人形机器人核心硬件市场规模及发展预期 人形机器人的商业化进程期待爆款场景的出现，从而带来有效降本催生新的需求场景，形成飞轮效应...市场需求的扩张将给硬件市场带来指数级的增量空间，预计2035年人形机器人成本降到20万人民币以下（含灵巧手部件），硬件市场规模将达到4.9千亿人民币。 人形机器人在中国的发展规划 1.技术攻关： 2.产品培育： •整机：基础型/功能性•基础部件：传感器、高密度执行器、控制器、动力能源等 3.场景拓展 中国人形机器人创新中心及产业集群分布 在地域分布方面，中国的人形机器人核心硬件企业主要集中在华东地区及华南地区的广东省。此外，各地政府携手顶尖高校与行业领军企业，共同打造了多个集产、学、研于一体的人形机器人创新平台，旨在为该产业的持续发展注入强劲动力。 北京人形机器人创新中心 山东人形机器人创新中心 联合单位：小米、优必选、京城机电、亦庄机器人 联合单位：山东省工业信息化厅 山东对人形机器人整机生产企业给予奖励，对核心零部件配套生产企业择优给予奖补。安徽人形机器人创新中心 专注于人形机器人核心技术、产品研发和应用生态建设推出的“天工”为全球首个纯电驱拟人奔跑人形机器人 联合单位：清华大学智能机器人团队，联合中科大先研院、蔚来等 国家地方共建人形机器人创新中心 搭建人形机器人核心关键技术全链条研发体系。自主研发“启江一号”人形机器人。 推出首个开源人形机器人“青龙”并将持续开源迭代后的公版机。 安徽省人形机器人重点实验室 联合单位：江淮前沿技术协同创新中心、中国科技大学、中科院合肥物质研究院、合肥工业大学、哈工大等 上海人形机器人创新中心 联合单位：上海徐汇城投、中电21所专注于人形机器人核心技术、产品研发和应用生态建设，共建产业孵化体系，为孵化企业提供技术支持。 近期以新能源汽车生产、居家服务场景下人形机器人应用为研发方向，远期关注危险环境作业等。 成都人形机器人创新中心 联合单位：成都睿乐达机器人 浙江人形机器人创新中心 发布全国首个基于视觉扩散架构的人形机器人任务生成式模型R-DDPRM。 锡港沪机器人灵巧智能研究院 已发布整机产品领航者1号具备39个自由度，单臂负载4kg，运动速度达到1m/s。 联合单位：中科院、无形经济开发区、华中科技大学无锡研究院、香港科技大学郑家纯机器人研究院、上海人工智能研究院 联合单位：逐际动力、香港中文大学（深圳）、深圳人工智能与机器人研究院聚焦关键共性技术研发，通过共建实验室、技术平台的方式加速技术研发落地 信息来源：企查查、公开信息、M2整理 计划3年内团队规模达到80人，申请发明专利超50项，引进培育10家具有产业化能力的机器人企业。 中国人形机器人核心硬件市场投融资分析 2024年至今人形机器人核心硬件市场从融资数量上与去年同期有所减少，但融资阶段和规模呈现上升趋势，这表明市场正在向更成熟的发展阶段过渡。特别是，一些企业已经成功上市或完成了多轮融资，这进一步证实了市场的成熟度。2024年的融资企业主要在六维力传感器、减速机以及传感器领域企业… 中国人形机器人核心硬件市场新增专利数量 中国企业在人形机器人核心硬件市场的专利数量不断提升，表明中国企业产品创新以及技术升级方面的能力不断提高…另一方面也说明人形机器人核心硬件的技术成熟度尚有提升空间，零部件企业与人形整机企业的紧密协作显得尤为重要。 Comments 中国企业在人形机器人核心硬件领域的专利积累表现显著 尤其在2023年之后，随着人形机器人行业的持续升温，企业的研发投入和创新能力显著增强。 •行星滚柱丝杠和无框力矩电机的专利数量增长迅速，占到了总专利数的20%以上； •视觉传感器、触觉传感器、空心杯电机、灵巧手以及精密减速机等方面专利占比超过15%；这些技术的专利增长不仅反映了中国企业在人形机器人领域的技术进步，也显示了市场对高效能、高精度产品的迫切需求。 此外，为了加速产业的成熟，需要硬件企业与人形企业协同合作，促进技术创新的快速实施，提高产品性能，降低成本，并推动行业标准的制定。 •核心观点 •人形机器人核心零部件的迭代路径 •人形机器人核心零部件企业发展现状 •核心零部件市场现状及发展趋势 人形机器人核心硬件市场分析 •无框力矩电机 •空心杯电机 •减速机 核心零部件—丝杠 丝杠是机械设备中将回转运动、直线运动相互转换的传动元件 ——在人形机器人领域主要应用在线性执行器。 市场特点： •传统市场广泛应用于数控机床、制造设备、机器人、精密仪器等领域•丝杠在加工工艺、生产设备、原材料方面具备较高的壁垒。•滚珠丝杠和行星滚柱丝杠在中国发展较晚，随着技术升级本土化提速； 主要代表企业： 行星滚柱丝杠 外资：Rollvis、GSA、伊维莱、CMC 外资：NSK、THK、黑田、SHUTON、斯凯孚、伊维莱、力士乐 滚珠丝杠 本土：南京工艺、济宁博特、优士特、新剑传动 本土+台资：上银、银泰、TBI、南京工艺、汉江机床 人形机器人领域的丝杠产品应用 丝杠是人形机器人领域的重要传动件，特斯拉人形机器人目前用行星滚柱丝杠的方案，国内人形机器人企业部分使用滚珠丝杠方案 核心零部件市场介绍——丝杠-产品介绍 丝杠是一种转换运动形式的高精度零件，主要可分为梯形丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠 •基本定义：丝杆主要由丝杆和螺母两部分组成。丝杆是一种具有螺纹母线的长条状零件，而螺母则是一种外部具有螺纹母线的零件。螺母可以通过转动丝杆来移动沿丝杆的方向。丝杠是能将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的一种高精度零件，可主要分为梯形丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠3种类型。在机器人领域，丝杠主要用于关节和运动机构传动，实现高精度运动控制 核心零部件市场介绍——丝杠-市场增长 2023年中国丝杠市场规模约31.2亿，其中滚珠丝杠销售额占比~66%，梯形丝杠占比~30%，行星滚柱丝杠应用尚少，占比约4% 2020~2030年丝杠市场增长情况 Key Comments 整体市场趋势： 1）2020-2022：数字化的进程使得半导体、电动汽车、智能制造等行业持续扩张，医疗保健、物流、包装等与疫情相关的产业也有突破性增长，从而带动了丝杠产品市场规模的扩张，CAGR高达45% 2）2023-2025：全球通胀攀升、俄乌冲突等不确定因素使得全球经济增长动力缺乏，同时机械制造、电子信息、医药等下游行业向东南亚转移，丝杠增长乏力，预期增速降低至10%以下。 3）2025-2030E：随着经济的不断恢复、智能制造转型升级，丝杠企业逐渐突破技术瓶颈，同时随着智能制造的升级，科技的进步AI、机器人、智慧制造等行业需求也开始爆发，M2预计丝杠市场尤其是滚珠丝杠和行星滚柱丝杠的市场将保持在20%左右的市场增长。 分产品趋势： 1）梯形丝杠：目前销售量最大的丝杠产品，但单品价值量较小，且下游行业多为自动化等传统行业，市场增长主要依赖于传统市场的增长预期~2030年CAGR在10%左右； 2）滚珠丝杠：目前销售额最大的丝杠产品，未来也有广泛的应用前景，成本下降后部分替代梯形丝杠，预计市场CAGR为20% 3）行星滚柱丝杠：下游行业多为军工、航空、机器人这类高精尖行业，需求还未充分发挥，同时技术壁垒较高，需要较长时间才能得到广泛应用，预计市场占比将从2023年的5%提升至2030年的8%，期间CAGR为31% 滚珠丝杠的发展历程 滚珠丝杠在国外起步早、发展快、技术成熟，欧美市场在高端滚珠丝杠制造领域占据垄断地位，并