特斯拉高調進入人形機器人市場，有望推動下一個超級新終端市場的出現，看好成本佔比高、格局清晰的關節及其相關部件。

摘要

推薦機器人關節及其相關零部件。關節主要由減速器、電機、控制器等部件組成，其中機器人廠商的減速器外購為主，控制器自制為主。我們認為人形機器人中成本佔比高、格局相對確定的關節及其相關部件將率先爆發，考慮新能源汽車與人形機器人在三電繫統、傳感繫統、人機交互繫統有相似或重合，特斯拉產業鏈上的核心供應商也有望受益。

特斯拉是人形機器人市場的鯰魚，Tesla bot是下一個新能源汽車。特斯拉計劃將Optimus繫列機器人與Model繫列電動車作為同樣重要的產品線，打通工業、商用、家用場景限制，填補勞動力缺口，用機器代替人類執行危險、無聊、重復和人們不願意做的工作，整合各類應用場景，成為繼PC、手機、智能電動汽車後下一代的超級智能終端。特斯拉人形機器最早將於2023年開始生產。回顧特斯拉在新能源汽車市場的錶現，特斯拉人形機器人有望復制之前的路徑，發揮其強大的工程能力以及人工智能上的優勢，整合併創新現有技術，實現低成本、高效率的大規模量產，推動人形機器人全球化的應用。

人形機器人萬億藍海市場即將爆發。隨著控制方法、人工智能、深度學習等計算機、通信技術的不斷突破，人形機器人快速叠代，產業化拐點即將到來。全球勞動力短缺日益嚴峻，預計2030年全球技術工人缺口超過8520萬人，技術進步疊加資本進入，市場亟待人形機器人的產業化。假設未來人形機器人成本下降至汽車價格水平，人形機器人大規模應用，有望彌補全球勞動力缺口，人形機器人的市場空間有可能接近汽車市場，萬億藍海市場即將爆發。

關節是人形機器人最重要的部件。與現有的工業機器人和服務機器人相比，人形機器人最大的變化在於機械結構繫統，而關節是機械結構繫統的基礎，類似新能源汽車與傳統汽車最大的變化在於動力繫統，由原來的發動機+變速箱變成了三電繫統，其中電池是三電繫統中最重要的部件。從成本結構來看，關節佔到機器人的1/3以上成本。從盈利能力來看，關節的相關部件的盈利能力也最高，尤其是減速器。我們預計大規模量產後每臺人形機器人關節成本佔比約29%-42%，其中減速器成本佔比13%-16%，電機成本佔比10%-16%，控制器成本佔比6%-10%。

風險提示：人形機器人技術進展不及預期；人形機器人市場需求不及預期；特斯拉機器人不及預期。

正文要點

1. 結論

我們認為人形機器人中成本佔比高、格局相對確定的關節及其相關部件將率先爆發，考慮新能源汽車與人形機器人在三電繫統、傳感繫統、人機交互繫統有相似或重合，特斯拉產業鏈上的核心供應商也有望受益。

2. Tesla bot：下一個新能源的機會 

2.1. 特斯拉強勢進入人形機器人市場

特斯拉人形機器人原型機即將發佈，機器人市場的 “鯰魚”。2021年8月19日，特斯拉在首個AI日上發佈人形機器人概念圖及視頻，2022年6月21日，馬斯克錶示Tesla Bot的原型機將在9月30日的AI日首次現身，特斯拉人形機器人加速推進。

特斯拉人形機器人被命名為Optimus，最早將於2023年開始生產，用來填補勞動力缺口，執行危險、重復或太無聊而人們不願意從事的工作。從公佈的參數看，Optimus身高約172厘米、體重約56公斤、負載20仟克，行走速度最高可達每小時5英裏。身體由輕量材料覆蓋，頭部為掃描外界信息的屏幕，全身纍計搭載了40個機電傳動器。此外，該機器人採用特斯拉Dojo（道場）機器學習培訓繫統，芯片為自研AI訓練芯片D1，和特斯拉共用自動駕駛軟件繫統（FSD）以及攝像頭繫統。

新一代的智能終端，下一個新能源汽車的機會。特斯拉計劃將Optimus繫列機器人與Model繫列電動車作為同樣重要的產品線，打通工業、商用、家用場景限制，填補勞動力缺口，用機器代替人類執行危險、無聊、重復和人們不願意做的工作，整合各類應用場景，成為繼PC、手機、智能電動汽車後下一代的超級智能終端。

2.2. 人形機器人萬億藍海市場即將爆發

全球勞動力短缺日益嚴峻，預計2030年全球技術工人缺口超過8520萬人。根據全球高級管理人才顧問公司Korn Ferry對全球人才展開的調查進行建模的指出2030年全球人才缺口將達到8520萬，A級工人（指已完成大專或大學等高等教育，或具有高級貿易學院資格）的短缺相當於其所考察的20個國家中高技能勞動力的21%，如果不加以控制，人才短缺造成的損失預計達8.5萬億美元，相當於德國和日本一年的GDP總和。除了印度以外，2030年美國、德國、英國、中國、日本都面臨不同程度的人才短缺；金融業、TMT行業、制造業預計2030年人才缺口分別達到1070萬、430萬、790萬人。

人形機器人萬億級藍海市場即將爆發。麥肯錫報告預計2030年全球15%-30%（約4-8億人）會因人工智能發生變化，全球50%的工作可以被機器人替代，有60%的工作崗位上30%的工作量可由機器人代勞。據世界銀行統計，2021年全球勞動力人口約35億人，假如機器人成本能夠下降至接近汽車，機器人大規模應用，補充勞動力的缺口，將迎來下一個萬億級別的藍海市場。

3.  人形機器人雖遠必至，萬億藍海市場即將爆發

3.1. 人形機器人處在爆發前夜的初期階段

回顧新能源車的發展，人形機器人處在市場化的前夜。在特斯拉出現之前，新能源車也面臨過成本與需求不清晰的混沌期，主要是短期技術的限制造成的。盡管電動汽車19世紀就誕生，早於汽油車，但當時電池密度低、壽命端，無法與快速進步的內燃機汽車競爭，在過去百年之中市場先選擇了汽油車。隨著2005年後電池技術的多輪叠代，續航、充電、壽命等性能都取得突破，在特斯拉的引領下，成本與需求的瓶頸被打破，新能源汽車市場最終迎來了爆發。

人形機器人目前尚未大規模量產，但隨著控制方法、人工智能、深度學習等計算機、通信技術的不斷突破，人形機器人快速叠代，以最新一代的波士頓動力雙足機器人Atlas為例，僅6年左右的時間，Atlas從蹣跚學步進展到了流暢跑酷。在勞動力不足的大背景下，技術進步疊加資本進入，產業也亟待更多人形機器人的市場化落地。

特斯拉有望成為人形機器人行業的破局者，特斯拉人形機器人Optimus是新能源車中的Model繫列。特斯拉從Roaster到Model S/X ，再到Model 3/Y，加速了全球電動化，尤其是特斯拉中國工廠，一方面實現了更高效率、更低成本的大規模生產，另一方面拉動了消費者對電動車接受度的提升。特斯拉人形機器人有望復制其在新能源汽車上的路徑，發揮其強大的工程能力以及人工智能上的優勢，整合併創新現有技術，實現低成本、高效率的大規模量產，推動人形機器人全球化的應用。另外，中國供應鏈在特斯拉新能源汽車降本上發揮了重要作用，上海工廠扮演了特斯拉產能釋放的最重要的角色之一，我們認為在人形機器人市場，中國供應商和供應鏈同樣也會發揮類似的作用。

3.2. 機器人關節是人形機器人的核心之一

仿生機器人由三大部分（傳感、控制、機械）和六大繫統（感知、人機交互、控制、驅動、機械、機器人與環境交互）組成，其中機械部分是其他幾個部分的基礎，機械部分有驅動繫統和機械繫統；按部位分類，機械部分又可以分為頭、胸腔、手臂、手、腿和足等。

關節是機器人的關鍵點之一，也是機器人成本佔比最高的部件。機器人關節是指機器人各個零部件之間發生相對運動的機構。機器人關節模組包括電機、減速器、控制器等。一般成年人的骨頭有206塊，大的關節有78個，仿人機器人模擬人類的關節和骨骼架構，因此通常有15-70個關節。人的關節運動特點是運作速度快、機動性好，同時腳著力點是離散的、高速碰撞的，因此人形機器人的關節往往要滿足瞬時高功率輸出、高能量利用效率以及抗瞬時沖擊能力，關節設計是人形機器人的難點和要點之一，包括關節數量、佈置方式以及整機構型。

假設人形機器人平均價格20萬元，規模效應下每個RV、諧波減速器價格下降至3000元和1000元左右，每個電機和控制器價格下降至500-800元和300-500元，那麽對應的每臺人形機器人關節成本佔比約29%-42%，其中減速器成本佔比13%-16%，電機成本佔比10%-16%，控制器成本佔比6%-10%。

4.從新能源汽車角度看Tesla bot的投資機會

動力電池及其產業鏈是新能源汽車闆塊錶現最強的主線之一。動力電池既是新能源汽車技術突破的關鍵，電池關繫到整車的續航、充電、安全、壽命等多方面因素。動力電池也是成本佔比最高的部件，單車價值量在萬元以上，成本佔比接近40%。動力電池長期前景確定性高，同時競爭格局清晰，市場集中度高，呈現一超多強格局，動力電池及其產業鏈各個環節的龍頭和優質供應商均在過去10年的新能源汽車投資中展現了超額收益的優異錶現。

機器人關節及其相關部件是最重要的投資主線之一。與現有的工業機器人和服務機器人相比，人形機器人最大的變化在於機械結構繫統，而關節是機械結構繫統的基礎，類似新能源汽車與傳統汽車最大的變化在於動力繫統，由原來的發動機+變速箱變成了三電繫統，電池是三電繫統中最重要的部件。

從成本結構來看，關節佔到機器人的1/3到50%以上成本。以工業機器人為例，減速器、伺服電機、控制器成本佔比分別為35%、20%、15%，整體成本佔比70%左右。從盈利能力來看，關節的相關部件的盈利能力也較高，尤其是減速器，主要是減速器產品壁壘高，全球競爭格局集中度高（現有龍頭市場份額超過70%）。

關節主要由減速器、電機、控制器等部件組成，其中機器人廠商的減速器外購為主，控制器自制為主。

• 減速器：連接動力源與執行機構之間的傳動機構，能將馬達的轉速降低，併讓轉矩提升。減速器是個重資產、高投入、慢回報的產業，從全球工業機器人大廠來看，多未自行研發減速器，主要採購日本廠商納博和哈默的產品，這兩家公司佔據了全球減速器市場70%以上，國內雙環、綠的近幾年實現了國產替代，持續搶佔減速器市場份額。

• 電機：是機器人的動力繫統，一般安裝於機器人的關節處，是機器人運動的心臟，可細分電機本體和運動控制繫統兩個部分。機器人關節電機有交流伺服電機、微型電動機、直流伺服電機和步進電機等。伺服電機主流供應商包括日本鬆下、摩川、安川、三菱、三洋、富士以及歐美廠商如德國倫茨（Lenze）、博世力士樂（Bosch Rexroth）等，其中日繫廠商在工業機器人伺服電機中的市場份額約40%。

• 控制器：是機器人的“大腦”，包含硬件和軟件兩部分。硬件是工業控制闆卡，軟件是控制演算法。一般較成熟的機器人廠商都自行開發控制器，以保證品質的穩定性及產品的維修體繫，因此也是各機器人廠商的核心技術所在。

我們認為人形機器人中成本佔比高、格局相對確定的關節及其相關部件將率先爆發，考慮新能源汽車與人形機器人在三電繫統、傳感繫統、人機交互繫統有相似或重合，特斯拉產業鏈上的核心供應商也有望受益，推薦標的雙環傳動、拓普集團、綠的諧波（國君機械覆蓋），受益標的三花智控等。

5.風險提示

人形機器人技術進展不及預期。人形機器人的行業處在初期階段，技術與產業化仍然有不確定性，技術進展有可能不及預期。

人形機器人市場需求不及預期。人形機器人市場需求尚未挖掘，產品落地後市場需求有可能不及預期。

特斯拉機器人不及預期。人形機器人市場有賴於主要廠商的推動，特斯拉有可能戰略改變、技術瓶頸等原因導致其機器人產品不及預期。