具身智能投资机会展望

1、会议信息时间：7月15日参会人：中金分析师2、全文摘要3、要点回顾表探讨其长期发展脉络。 报告着重分析了本体软件和硬件三个大的赛道的细分投资机会。认为人形机器人的远期展望空间广阔，可能孕育出数个万亿级别的投资机会。硬件方面关注价值量高、竞争壁垒高的细分赛道；软件层面目前以人形机器人本体研发为主，长期来看可能会有专门的软件商进入市场实现软硬件解耦。为何认为人形机器人是具身智能的最佳载体？人形机器人有望成为具身智能最佳载体，原因在于人类社会的工具和设施大多参照人类尺度设计，人形形态能更好地胜任这些任务；此外，人形机器人接触广泛复杂的场景，能收集大量真实的人类运动数据，加速迭代进程。人形机器人的历史发展阶段如何划分？人形机器人发展历程可分为概念形成期、技术探索期、技术发展期和加速发展期。其中，2000年前处于概念形成期，主要由日本厂商设计定义；2000年后至2010年为技术探索期，深度学习等算法被引入；2010年至2020年为技术发展期，强化学习推动机器人性能进化；2020年后进入加速发展阶段，AI大模型赋能大脑智能化提升，产业进入新纪元。未来人形机器人发展的主线是什么？未来人形机器人发展的两条主线是本体性能提升（运控和硬件）以及智能体性能提升（大脑层面的智能化和泛化能力）。政策层面上，多个国家已将人形机器人产业发展列为国家重要战略，并推出相关鼓励政策，预计整个产业的发展速度将超过当前预期。目前产业参与主体有哪些？目前产业参与主体主要包括机器人初创公司、跨界公司以及AI软硬件科技厂商。市场关注度较高的集中在机器人本体的创业公司和跨界公司，各类公司在资源禀赋和技术优势上各有差异，其中机器人本体公司创业公司在运控及硬件研发方面经验丰富，但在软件和大模型层面更多扮演学习者角色。跨界公司在人形机器人领域的布局情况是怎样的？ 跨界公司主要包括特斯拉、丰田以及消费品牌如美的、小米等。其中，车企主要凭借供应链制造优势和自动驾驶软件算法架构经验为机器人产业赋能；消费品牌则依靠渠道市场影响力和产业链积累带来竞争优势。AI软硬件科技厂商在人形机器人领域的作用是什么？这类厂商在大模型层面及仿真平台方面具有显著优势，其跨界参与有望为市场带来新的活力。市场上关于人形机器人的产品情况如何？过去几年市场上推出了多元化的人形机器人产品，众多创业公司和跨界企业都已进入该领域。预计2023年新品不断涌现，2024年跨界厂商将逐步进入市场，2025年可能实现量产，其中特斯拉有望率先实现量产。人形机器人应用场景的发展趋势是什么？人形机器人将经历专用领域应用再到通用领域的渗透过程，初期会应用于工业领域，在完成工业化训练和智能化提升后，逐渐进入家庭领域。当前垂直场景落地需要打通哪些环节？目前亟需打通数据到模型到本体部署的三个环节，并通过垂类工厂场景落地实现多方位的合作，例如本体厂商与特定应用场景厂商的合作。如何预测人形机器人市场的空间规模？通过对各行业生产活动分类并估算人形机器人替代劳动时间，结合技术可行性（如技术方案迭代和成本下降曲线拟合）和经济可行性（成本低于人工成本时的应用），预测到2025年中国市场潜在空间有望达到22.8万亿，2024年至2050年复合增速为24.7%。对于新机器人硬件的投资方向有哪些？投资应关注兼具高价值量与高技术壁垒的细分赛道，如关节执行器、末端执行器（灵巧手）和传感器这三大核心部件，它们占据了机器人硬件的主要成本并具有高关注度。 人形机器人在执行器选择上有哪些主要分类？人形机器人按照运动类型主要分为旋转执行器和直线执行器两类。早期很多厂商选择了旋转执行器技术路线，因其产品成熟且在工业机器人领域有广泛应用。特斯拉则对人形机器人方案架构进行了创新性颠覆，率先将直线执行器引入驱动关节，直线执行器具有更好的能量传输效率和载荷能力，但技术相对不够成熟，目前还在快速迭代过程中。特斯拉二代人形机器人搭载了多少个执行器，它们分别分布在哪些位置？特斯拉二代人形机器人搭载了28个执行器，其中包括14个直线执行器和14个旋转执行器，这些执行器分布在颈部、腰部、腿部、大腿、小腿以及大臂、小臂等位置，能够模仿人类绝大多数运动。从执行器的零部件构成来看，哪个部分的BOM成本占比最高？对于执行器的核心硬件，其发展的重要方向是什么？在执行器的零部件构成中，按BOM成本占比计算，旋转执行器中的无框力矩电机和和谐波减速器占比较高，而直线执行器中，行星滚柱丝杠和五矿力矩电机构成了主要成本。执行器核心硬件的发展方向是小体积、大功率密度、低成本和可量化生产。其中，一体化关节模组是发展趋势所趋。按BOM成本拆分筛选，行星滚珠丝杠、谐波减速器和无框力矩电机是三个重要的细分赛道。行星滚柱丝杠作为高精度部件，在人形机器人中的应用情况如何？行星滚柱丝杠目前是成本占比最高的细分赛道，瓶颈在于精度和成本，产能较为稀缺。人形机器人主要应用行星滚柱丝杠以满足载荷能力、能量传动效率和体积要求。同时，特斯拉设计了反向式行星滚柱丝杠方案以节省空间和提高精度。行星滚柱丝杠市场现状及未来发展趋势如何？行星滚柱丝杠是一个高精度、高加工难度的产品，市场尚未成熟，尤其对于C5级别精度的需求在国内没有太多加工经验。目前市场正朝着成本下降的方向发展，预计国产供应商的努力和迭代将使得成本降低至1300元甚至以内，进一步有望通过设备国产化降至1000元以内。 市场格局方面，此前由外资主导，但随着国产厂商布局和降本需求，将对中国厂商的发展产生快速刺激和促进作用。减速器在人形机器人中的技术方案有哪些选择？减速器技术方案主要包括谐波减速器、行星减速器以及新型的摆线针轮减速器。特斯拉产品中只选用谐波减速器，而国产机器人公司通常上肢选择谐波减速器，下肢选择行星减速器进行组合，因为上肢对控制精度和轻量化要求较高，而下肢更倾向于选择稳定性和寿命更长的行星减速器。减速器市场对于人形机器人的影响及竞争格局如何？减速器市场是一个成熟领域，年销量可达几十万台。人形机器人的发展为减速器行业带来了从0到约150亿美元的市场空间扩容。从竞争格局看，2012年后中国工业机器人的黄金成长阶段推动了国产化进程，自主品牌国产化率已达到52%。减速器在工业机器人中的成本占比是多少，国产化程度如何？谐波减速器的技术难点主要体现在哪些方面？减速器作为工业机器人成本占比20%的硬件，国产的本地厂商和减速器厂商已经形成了技术闭环，并在逐步实现国产替代的过程。国产减速器在材料加工工艺、商业沉淀等方面具有较高的进入壁垒。谐波减速器的技术难点主要体现在材料选择、结构设计以及热处理工艺上，这些因素共同决定了其使用寿命。此外，批量化生产能力及一致性保障也是企业竞争的关键点。从商业角度来看，减速器供应商面临的壁垒是什么？机器人品牌对减速器供应商要求严格，认证过程漫长，形成较长期的绑定关系和客户粘性，新进入者需面临高资金投入和长验证周期的挑战。目前市场竞争格局稳定，海外龙头哈默纳科占据主导地位，但国内如绿地谐波、中大力德等厂商也在逐步实现国产替代。无框力矩电机在人形机器人中的作用及其技术要求是什么？无框力矩电机是人形机器人关节核心动力来源，需满足高功率、高密度、高扭矩的技术参数要求，同时要求结构紧凑、质量轻。其通过中空结构设计实现体积小、效率高，可靠性和一致性 是关注重点。全球无框力矩电机市场的竞争格局如何，国产替代趋势怎样？海外市场中，默纳克占据较大市场份额，但近年来国内工控厂商持续加码布局，逐步实现一定国产替代。预计国产厂商凭借更快迭代和优异产品力将持续提高市场份额，人形机器人可能倾向于采用国内供应商进行量产。灵巧手作为末端执行器的最优形态，其结构组成及关键技术点有哪些？灵巧手按照结构分为驱动、传动、传感三个要素，其中传动方案选取是核心分歧。目前主要有连杆方案和金属丝杠方案两种争论较大的技术方案，各有优劣，需要突破耐久性问题的是金属丝杠方案。连杆方案相较于金属丝杠方案有哪些优势和劣势？连杆方案能承受较大载荷、保证高传动精度和稳定性，但存在累积误差大、体积较大等劣势。为解决这些问题，市场改良了产品方案，如将连杆与齿轮或微型丝杠协同，优化结构，并采用轻质高强度材料以缩小体积和提高载荷能力。长期来看，连杆方案是否更有可能成为人形机器人的主流技术路线？是的，从长远发展角度考虑，连杆方案更可能成为主流技术路线。因为它在载荷能力、耐久性方面具有优势，并且后续潜在的优化方向是缩小体积和进行精巧化设计，这使得连杆方案的短板更有希望被规避和解决。驱动本体的动力来源目前主流采用的是什么方案？目前主流采用的是电驱方案，其中空心杯电机因其体积小、能量密度大而受到青睐。相比于传统电机，空心杯电机取消了铁芯结构设计，从而大幅度减小体积和重量，但其技术难度较高，是当前产业着重研发和布局的方向。空心杯电机生产的主要技术壁垒是什么？空心杯电机的生产壁垒主要在于电机生产及线圈设计，包括绕线工艺的设计。结构设计决定了体积和重量，绕线设计则影响加工效率和成本，因此这一细分赛道技术壁垒较高。 目前空心杯电机市场的竞争格局如何？目前，空心杯电机市场仍由老牌海外厂商主导，外资市场份额集中，但国产供应商正在逐步实现突破，试图通过共性杯电机或其他方案（如无刷有齿槽电机）实现国产替代。在传感器领域，哪些类型是人形机器人必须搭载且有潜力大幅增配的？视觉传感器、触觉传感器、位置传感器以及力矩传感器是人形机器人必须搭载且有潜力大幅增配的传感器类型。其中，视觉传感器如摄像头、激光雷达和毫米波雷达配置率较高，而位置传感器（IMU）作为惯性导航系统，在人形机器人中配置率也较高。传感器市场的主要竞争格局如何？整体来看，传感器市场目前仍由外资主导，市场份额占据较大比例，但随着人形机器人放量生产，数据传感器市场有望超过百亿级别的市场规模。数据传感器在人形机器人中的地位如何，以及其技术路线有哪些？数据传感器被认为是后续一个重要的增配方向，随着技术进步，市场关注度提升。从物理性质分类，数据传感器方案分为柔性与刚性两类，电阻式和电容式有望成为行业主流生产方案。目前，人形机器人上更多选择柔性触觉传感器以匹配其结构设计。国内流星传感器的国产化率是多少？国内流星传感器的国产化率基本在32%的水平。力传感器主要分为哪几个类别？力传感器主要分为一维力、三维力和六维力矩传感器三个主流类别。目前六维力传感器在机器人配置上的潜在方向有哪些？六维力传感器在机器人配置上的潜在方向主要在手腕和脚腕这四个位置。对于六维力矩传感器产业的发展阶段和面临的挑战是什么？ 整个六维力矩传感器产业目前处于初期阶段，需要快速降本，其加工难度较高，核心瓶颈在于自动化贴片和自动化标定。六维力矩传感器在工业自动化和协作机器人领域的渗透率如何？2023年六维力传感器在协作机器人领域的渗透率为20%，预计人形机器人领域的渗透率将略高于此。结构件在人形机器人赛道中具有怎样的投资机遇？结构件作为人形机器人的关键部件，轻量化趋势明显，可通过材料优化、结构优化和工艺优化实现成本更低、更轻巧的设计，如铝合金、镁合金替代钢材，以及3D打印等工艺的应用。对于硬件发展方向的投资判断，有哪些类型的投资机会？投资机会主要分为三类：技术难度低、国产化率高且成熟的细分赛道；技术难度中等、国产化率低且应用场景有限的细分赛道；技术难度高、国产化率低且方案还未收敛的细分赛道。