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国内机器人行业梳理:量产元年,百家争鸣

机械设备2025-02-02曾朵红、阮巧燕、谢哲栋、许钧赫东吴证券光***
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国内机器人行业梳理:量产元年,百家争鸣

证券研究报告 国内机器人行业梳理:量产元年,百家争鸣 证券分析师:曾朵红、阮巧燕、谢哲栋;研究助理:许钧赫 执业证书编号:S0600516080001、S0600517120002、S0600523060001、 S0600123070121 联系邮箱:zengdh@dwzq.com.cn联系电话:021-60199798 2025年2月2日 请务必阅读正文之后的免责声明部分 摘要 产业明显提速,差异化渐显,短期工业场景有望率先落地,长期空间广阔。1)产业在加速:产业政策密集出台,产业联盟&基金纷纷成立,融资数量大幅增长,推动产业形成“资金—技术—产品”闭环。2)差异化渐显:国内机器人在上下肢、视觉等硬件方案及模型路线等软件层面存在差异化且仍未收敛。3)短期爆发在即,长期空间广阔:应用环节较为明确为汽车、3C行业,有望率先起量,逐步延伸至其他制造业及搬运、零售等服务业,有望于2030年走进家庭。据测算,预计2030/2035年机器人新增需求达178/994万台。随大脑逐步完善及场景拓宽,关节数增加,线性关节逐步渗透,灵巧手收敛至五指方案,我们测算2035年大批量生产后,单体执行器价值量约6万元,旋转/线性执行器市场空间达2130/4031亿元。 初创机器人企业:背景多元,量产在即,潜力无限。我们梳理了智元、宇树、优必选、乐聚、普渡、傅利叶、银河通用、众擎、星动纪元、千寻智能共10家企业,初创企业机制较为灵活,创始团队在某一领域(运动控制为主)背景深厚,2024年头部企业均发布最新机型,具备双足机器人的开发能力,并与车企等制造企业试点近半年,小批量测试阶段有望结束,25年开启量产销售,多家企业预计2025年全年销售超千台。我们认为:1)智元、宇树、优必选、乐聚进度较为领先,在全栈式布局、硬件性能&成本控制、场景应用、股东背景等领域具备优势;2)银河通用、星动纪元、众擎、千寻智能则在大模型、运动控制算法等细分方向较为领先;3)普渡、傅利叶由原本配送/康复机器人拓展,硬件&量产能力优秀。 互联网&整车企业:多元形式入局,推动产业加速。1)互联网企业:多以投资&大模型&自研方式入局,关注软件端的大模型高于关注硬件,从“大脑”方面发力。目前国内互联网企业多集中于语言模型,也纷纷推出自研多模态大模型,也在往具身智能大模型方向发展,但与海外龙头企业仍有一定差距。其中,华为布局较为多样,模型端—盘古大模型较为领先,志在让人形机器人成为鸿蒙生态系统重要部分,车端—场景&制造资源协同,共同赋能国产人形机器人,投资端—注资极目机器人,加大投入。3)整车企业:人形机器人在“感知+决策+执行”层面与智能驾驶均具备共同性,同时车企在应用端也是天然的落地场所,目前在智能驾驶投入层面华为于研发人员&算力规模均国内第一,有望于人形机器人领域延续领先地位。 投资建议:机器人当前类比2014年电动车,即将量产,开启10年产业大周期,国内外共振,强烈看好板块!1)特斯拉链:首推确定性龙头Tie1【三花智控】【拓普集团】,Tier2【鸣志电器】【绿的谐波】【双环传动】,关注【北特科技】【浙江荣泰】【五洲新春】【震裕科技】【斯菱股份】【大业股份】等;2)华为链:推荐【雷赛智能】【赛力斯】,关注【兆威机电】【蓝黛科技】【富临精工】【禾川科技】【豪能股份】【科力尔】【埃夫特】【拓斯达】等。3)英伟达链:推荐 【伟创电气】【科达利】等。4)宇树科技链:关注【长盛轴承】【卧龙电驱】【奥比中光】【曼恩斯特】。 风险提示:人形机器人推广不及预期,特斯拉人形机器人量产进展不及预期,产业链降本不及预期,行业关键技术突破不及 预期,竞争加剧等。 目录 一:产业提速,差异化渐显 二:商业化飞轮模型下,看好三大类厂商布局 三:空间测算及零部件梳理 投资建议与风险提示 产业提速,差异化渐显 政策密集出台,中央地方齐发力,共同推进人形机器人产业加速发展。2023年11月,工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》,明确提出人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车之后的又一颠覆性产品,并将其定位为重要的经济增长新引擎。随后各地相关行动方案&发展规划纷纷出台,且在时间节点上明确,计划于近年分别打造当地的人形机器人产业集群生态,推动产业逐步成熟。 图:国内人形机器人相关政策梳理 人形机器人产业联盟&基金纷纷成立,集群效应有望逐步凸显。23年末以来,全国&各地区人形机器人产业联盟纷纷成立,为行业发展注入强大动力。其中,牵头方既有地方政府,也有头部企业,以北京人形机器人产业联盟为例,其于2024年4月正式成立,汇集了包括机器人本体企业、核心零部件企业、高校及科研院所等在内的78家成员单位,联盟通过搭建共享技术平台、推动标准规范发展、建立产业链数据库等举措,促进技术创新与应用落地,加速实验室到市场的转化。同时,产业基金同步密集成立且规模可观,推动产业形成“资金—技术—产品”闭环。 图:国内人形机器人重点产业联盟 地区 联盟名称 时间 全国 人形机器人场景应用联盟 2024年7月 全国人形机器人生态联合体 2024年3月 CMR产业联盟人形机器人创新联合体 2023年12月 北京 国际(雄安)机器人产业联盟 2024年12月 北京人形机器人产业联盟 2024年4月 长三角 长三角人形机器人联盟 2024年6月 珠三角 智能制造人形机器人产业生态联盟 2024年10月 人形机器人场景应用联盟 2024年7月 广州人形机器人产业研究 2024年1月 西南 四川省人形机器人创新联合体 2024年4月 成都人形机器人创新中心 2024年4月 地区 基金名称 投资规模 成立时间 京津冀 北京机器人产业发展投资基金 100亿元 2024年1月 唐山机器人产业投资基金 50亿元 2023年11月 河南省机器人产业基金 20亿元 2023年8月 长三角 新昌机器人产业园配套基金 20亿元 2024年6月 上海人工智能母基金 100亿元 2024年6月 吴中区机器人产业基金 100亿元 2024年6月 珠三角 粤科智能机器人基金 30亿元 2024年4月 东莞清水湾二期创业投资基金 未披露 2022年8月 初创企业春笋涌现,融资数量大幅增长。一方面,目前初创企业因其创始团队大多具备运动控制、大模型研发等背景,方向多集中于机器人整机方向。另一方面,24年初创企业陆续走出A轮融资,相关投资数量明显增多但总金额略有下降,主要系23年明星项目效应明显(如智元、宇树等多于23年完成大额融资)。 图:国内人形机器人融资汇总 图:国内人形机器人相关融资梳理 20242023 60 50 40 30 20 10 0 融资总金额(亿元) 投资公司数量 投资方出手次数 国内机器人大多瞄准三类下游进行布局,产品形态由非人形到类人形逐步拓展至双足人形。人形机器人可以更高效完成工厂场景下自动化设备难以胜任的部分高精度、重复性工作,实现工业生产的完全自动化,同时工厂场景相对规范化,相对易于模型训练。业内认为人形机器人将率先在工业场景被大批量应用。但最终随着模型能力提升、泛化能力的提高,C端应用将为人形机器人打开更加广阔的空间。因此,根据自身愿景与能力的不同,当前国内机器人企业分别瞄准三类下游—工业、家庭、泛通用(即工业&家庭)。因此,国内机器人厂商的发展也经历了从非人形到类人形,再到双足人形的演变过程,其中非人形与类人形通过对上肢&下肢进行成熟方案嫁接,能够快速适应工业场景的迭代,但随着对运动能力和智能化要求的提高,双足人形机器人成为了各厂商的“最终方案”。 图:国内人形机器人相关政策梳理图:国内人形机器人相关政策梳理 人形机器人类人形机器人非人形机器人 上肢方案差异化:当前行业量产需求迫切,但受制于灵巧手的技术难度较高,且在部分工业场景中存在灵活度冗余,众多厂商在其工业机器人产品中直接使用机械夹爪方案,同时在部分精细操作或康养领域,三指灵巧手方案也在同步推广。 下肢方案差异化:部分厂商认为在大多数场景中,上肢是决定机器人功能的关键,下肢的通过性要求较低,因此在下肢选择更加成熟且稳定性更强的轮式或履带方案。 视觉方案差异化:特斯拉使用纯视觉方案,但是多数国内企业选择多传感器方案(RGB摄像机+毫米波雷达+激光雷达)。 图:手部方案差异化:五指(左)、三指&夹爪(右)图:下身方案差异化:双足(左)、轮式(右)图:视觉方案差异化:纯视觉(左)、多传感器(右) 具体动作 怎么做 动作输出 动作输出 模型路线上:与智能驾驶不同,人形机器人“大脑”选择端到端还是分层决策目前仍有较大争议—短期看,仅在工厂场景中应用,分层决策因其任务拆解特性更能胜任,而端到端方式在通用泛化能力上具备优势 (需要大量数据积累)。 数据获取路线上:部分厂商持续追求高质量数据,因此需要动作捕捉,但是效率低。而另一部分企业大量使用仿真环境下的虚拟数据,模型迭代快,但模型与硬件的融合程度相对较弱。 模型创新:如FAV和BEV,在智能驾驶中BEV广泛应用,但是机器人的遮挡对计算演进阻碍较大,因此智元机器人首次推出了FAV,允许根据场景灵活重置锚定视角。 要做什么 算法黑盒 指令输入 指令输入 图:端到端(左),分层决策(右)图:FreeAnchorView(上),Bird‘s-Eye-View(下)图:动作捕捉(上),仿真环境(下) 商业化飞轮模型下,看好三大类厂商布局 数据来源:东吴证券研究所绘制 12 场景打磨 打造机器人商业化飞轮模型,看好三类企业布局 机器人商业化飞轮模型:机器人的智能化能力提高需求借助海量场景的持续训练,而商业化的前提是大批量制造下的质量把控与降本。因此,机器人行业商业化形成了“大量制造—场景打磨—快速迭代”的飞轮模型。因此,我们认为互联网企业、车企、初创机器人公司有望引领行业发展。 初创企业—机制灵活与创始团队背景占优。通常情况下机器人企业的创始团队在某一领域(运动控制为主)有技术领先,同时机制灵活可以有效激励团队,保持产品的快速迭代。 互联网企业—软件能力是核心。当前国内互联网公司多在语言模型有所布局,未来有望拓展到具身智能模型,掌握智能化提升的关键能力。 车企—制造为主,软件为辅。汽车工厂是人形机器人最有可能率先大批量应用的场景,同时车企的规模化降本能力突出。此外,智能驾驶与人形机器人被认为是具身智能的两个终端应用,在技术底层上具备一定的共同性。 表:机器人商业化的飞轮模型表:核心三大类厂商布局机器人 大量制造 快速迭代 互联网企业 车企 初创企业 初创机器人企业:24年迎发布大年,百家争鸣 24年国内人形机器人百家争鸣,未来20年产业大趋势确立。优必选、宇树、乐聚、智元、傅里叶等国内机器人厂商于2024年均发布了最新机型,头部企业基本全部具备双足机器人的开发能力,并且在尺寸、自由度、负载等参数上均实现跨越式进步。 图:国内代表性人形机器人进展及特点 机器人 PUDUD9 G1 WalkerS1 夸父-MY GR-2 远征A2 远征A2-W 远征A2-Max STAR1 SE01 G1 厂商 普渡 宇树 优必选 乐聚 傅里叶 智元 星动纪元 众擎 银河通用 发布时间 2024年 2024年 2024年10月 2024年 2024年 2024年 2024年 2024年 2024年 参数 身高165厘米,体重55kg,自由度42,移动速度2m/s,配备两个7自由度机械臂,能够携带超过20公斤负载 身高约127cm、体重约35kg,拥有23~43 个关节电机,关节最大扭矩120N・m,移动速度3.3m/s 身高172cm、体重76kg、负载行走15kg、最大扭矩250N·m 身高约147cm,体重约46kg,全身关节自由度超40个,行走速度达5km/h,可连续跳跃,跳跃高度超20cm 身高175cm,体重65kg,53个自由度,行走速度5km/h,单臂运动负载