机器人板块全产业链分析

穗哥财富自由之路 2025-02-27 13:18:30

文:麦克斯(麦克斯的ETF圈主理人)

再不把机器人讲透,真的要耽误大家赚钱了!

行情不等人呐!

人形机器人正逐渐从科幻走进现实,成为各界瞩目的焦点。

从特斯拉的 Optimus,到国内宇树科技、小鹏汽车等企业的纷纷布局,人形机器人产业正迎来前所未有的发展机遇。

但是,很多投资者对人形机器人的整个产业链不是非常的了解。

今天我们来梳理一下整个人形机器人产业链的分布,希望对大家找到未来的大牛股有所帮助。

类似那些早期进入苹果产业链和特斯拉汽车产业链的公司,诞生了很多大牛股。

首先,我们来看一张全产业链图

这是万得的数据,机器人全产业链上有135家公司,显然对于我们做投资来讲,目标太多了。

在这么多公司里选择,首先我们需要弄清楚三件事:

在人形机器人里面,哪个部分的成本占比最高? 成本占比高的部分,随着机器人出货量的增加,那么能够给公司带来非常多的营收增长。如果成本占比很低,比如给机器人供货的螺丝,即使所有的机器人都采用一家公司的螺丝,产生的营收贡献也有限。

这个部分的技术壁垒高不高?赚钱的行业,进入的玩家就多,内卷就严重,中国的公司互相内卷,都开始扩产,遇到经济不好的年份,股价就滑铁卢。过去3年的光伏,是不是这样?有技术壁垒就有先发优势。

重要的机器人厂商采用什么技术路线?现在机器人厂商走的技术路线不是完全相同的,可能后面还会继续迭代。头部的人形机器人采用的方案,供应商可能就能获得稳定的订单。海外的头部厂商特斯拉以及目前国内的头部厂商宇树科技的供应链,我们是要优先重视的。包括后面应该会陆续明确的华为机器人供应链也是要优先关注。

产业链全景

人形机器人产业链涵盖上游零部件、中游本体与集成系统以及下游终端应用。

上游核心零部件包括谐波减速器、无框力矩电机、空心杯电机、行星滚柱丝杠、编码器、传感器、轴承等。

中游涉及设计、制造与测试。

下游应用领域广泛,如工业制造、仓储物流、商业及家庭使用等。

从投资价值上来看,上游的核心零部件肯定是优先考虑的,也是目前国内在全球有竞争力的地方。

即使有些高端部件,跟海外厂商有差距,但是随着国产化率提高,技术难题,迟早是会被攻克的。

到那个时候,世界上的机器人公司,他们的核心零部件,可能大部分都会向国内的这些供应商采购。

而中游的本体集成,目前阶段都处于早期,很多公司都还没上市。

海外的玩家主要有特斯拉, 硅谷机器人初创公司Figure AI, 还有最近发布了新款家庭服务机器人的挪威机器人初创公司 1X。

国内的玩家主要有宇树科技,智元机器人,优必选,傅利叶等。

后面可能会有很多公司开始生产机器人,因为机器人制造跟汽车制造,有很多技术上的关联。

已知的比如华为,小米已经开始进入机器人行业了。现在技术领先的公司,在未来未必能够保持领先。

毕竟机器人大模型的技术发展速度很快,最终各家的成品竞争力怎么样,都需要在市场上验证。

而下游的应用,主要体现在机器人带来的生产效率提高,从而带动企业利润的提高。

在这方面,现在阶段,还很难看到具体的可投资标的。

成本分析

人形机器人的三大执行器 —— 线性执行器、旋转执行器、灵巧手,占据主要零部件价值量接近70%。

线性执行器:将旋转运动转换为直线运动,用于腕、肘、膝、踝等关节及需直线运动的部件。

采用“电机 + 滚柱丝杠结构”,包含电机、传动部件、传感器等。

旋转执行器:使关节旋转,用于肩、髋等关节及需旋转的部件。采用“电机 + 精密减速器”结构,由电机、传动部件、传感器、驱动器构成。

灵巧手:作为末端执行器,模仿人手结构与功能,实现与环境交互。

特斯拉人形机器人灵巧手自由度提升显著,采用三级传动方案,包括行星齿轮箱、高精度丝杠、腱绳方案。

人形机器人零部件主要包括丝杠、无框力矩电机、减速器、力传感器、空心杯电机及轴承。

以特斯拉最新版人形机器人为例,各核心零部件成本占比排序大致如下:

六维力矩 / 扭矩传感器:23%

丝杠:15%

无框电机:12%

谐波减速器:11%

空心杯电机:9%

轴承:5%

IMU & 编码器:4%

芯片:3%

技术壁垒方面,行星滚柱丝杠 > 六维力矩传感器 > 谐波减速器 > 微型电机 > 无框电机。

(一)丝杠

丝杠是将旋转运动转换为直线运动的核心部件。

特斯拉人形机器人迭代中,丝杠用量增加,其 Gen3 灵巧手采用“腱绳 + 丝杠”传动方案。

人形机器人丝杠精度需达 C5 级。

主流丝杠方案有梯形、滚珠、行星滚柱等,其中行星滚柱丝杠精度最高,但成本也较高。

行星滚柱丝杠由丝杠、螺母、滚柱等组成,静载为滚珠丝杠的 3 倍,寿命为滚珠丝杠的 15 倍。

其市场格局中,德国舍弗勒是全球领军企业。

国内新剑传动、南京工艺等企业也在积极布局,新剑传动已开工年产 100 万台人形机器人及汽车行星滚柱丝杠产业化项目。

但这两家公司都未上市。

(二)电机

电机为人形机器人提供动力,类型包括无框力矩电机和空心杯电机等。

空心杯电机:是灵巧手末端执行器的核心零部件,技术壁垒高。

全球市场由瑞士 Maxon、德国 Faulhaber 等领先,国内鸣志电器、鼎智科技等企业也在发力。

无框力矩电机:用于线性关节和旋转关节,具有输出力矩大、结构紧凑等优势。

全球市场头部集中,国内步科股份、雷赛智能等企业在积极追赶。

(三)减速器

减速器是电机与转动装置间的桥梁,人形机器人用减速器要求高精度、高扭矩和小型化。

特斯拉 Optimus 全身有 12 个旋转关节,对应 12 台谐波减速器需求。

全球减速器龙头哈默纳科技术领先,国内绿的谐波、中大力德等企业在加速发展。

(四)传感器

传感器是人形机器人感知系统的关键元器件,包括力 / 力矩传感器、触觉传感器、视觉传感器、编码器等。

力矩传感器:实时监测执行器运行状态,六维力传感器维度高,但成本和壁垒也高。

触觉传感器:对灵巧手要求高,目前市场以海外企业为主,国内汉威科技等企业在布局。

视觉传感器:机器视觉是人工智能重要前沿技术,国内奥比中光、海康威视等企业在核心零部件技术与独立软件算法等方面大力投入。

(五)轴承

轴承应用于旋转关节执行器关节连接等部位。

国内高端轴承市场正被本土企业加速突破,如五洲新春、长盛轴承、光洋股份等企业在人形机器人相关轴承领域有所发展。

从上面的分析,我们大致了解了机器人产业链最有优势和投资价值的部分是上游的零部件供应商。

而根据成本分析,我们也知道了哪些零部件的成本占比较高,以及技术壁垒。

接下去,我们具体来看一下,两个典型的玩家—特斯拉和宇树科技,他们都采用了哪些供应商的零部件。

特斯拉机器人的供应链

1. 执行器总成(Tier 1供应商)

部件功能:执行器是人形机器人关节运动的核心模块,包含电机、减速器、丝杠等集成系统,占硬件成本超过50%。

主要供应商:

三花智控:提供机电执行器总成,涉及机器人关节模组集成,与特斯拉长期合作。

拓普集团:负责电驱执行器(直线/旋转)的研发与生产,已向特斯拉送样并进入量产准备阶段。

2. 丝杠(Tier 2供应商)

部件功能:用于线性运动传动,是执行器的关键部件,工艺复杂且产能瓶颈突出。

主要供应商:

北特科技:特斯拉丝杠核心供应商,直接配套。

五洲新春:通过新剑传动间接送样特斯拉。

贝斯特:滚珠丝杠产品已送样测试。

恒立液压:国产丝杠代表企业,已实现小批量供货。

3. 减速器(Tier 2供应商)

部件功能:调节关节运动速度和扭矩,谐波减速器为主要类型。

主要供应商:

绿的谐波:特斯拉首批减速器供应商,技术领先。

双环传动:国产减速器龙头,与特斯拉合作紧密。

斯菱股份:通过拓普集团等间接进入供应链。

4. 电机

无框力矩电机(关节驱动):

供应商:拓普集团(自研能力)、鸣志电器。

空心杯电机(精细控制):

供应商:鸣志电器、鼎智科技(已送样)。

5. 传感器

六维力传感器:用于感知外部环境力反馈。

供应商:柯力传感(行业龙头)。

温压一体传感器:

供应商:安培龙(通过拓普集团配套)。

6. 灵手模组

部件功能:实现精细抓取与操作,单机价值量高。

主要供应商:

兆威机电:灵巧手核心控制模组供应商。

鸣志电器:可能为一供,提供手指驱动电机。

肇民科技:通过三花智控、拓普集团间接配套。

7. 壳体与轻量化材料

镁合金壳体:

供应商:旭升集团(特斯拉核心供应商,已完成送样)。

轻量化结构件:

供应商:晋拓股份(铝合金关节部件)。

8. 其他关键部件

轴承:力星股份(陶瓷球及轴承钢球供应商)。

控制器与电源管理:

供应商:拓普集团(集成经验)、华为(联合生态企业开发)。

电池系统:宁德时代(技术迁移支持)。

供应链层级总结:

Tier 1(集成商):三花智控、拓普集团。

Tier 2(核心零部件):丝杠、减速器、传感器等供应商(如北特科技、绿的谐波)。

Tier 3(基础材料与加工):轻量化材料、轴承等供应商(如旭升集团、力星股份)

宇树科技机器人供应链

基于公开信息整理的宇树科技人形机器人(如H1、G1等型号)的核心部件名称及供应商如下:

1. 动力与传动系统

行星减速器:

供应商:中大力德(核心供应商,批量供货)

功能:将电机的高转速转换为关节所需的低转速、高扭矩输出,确保运动稳定性。

行星滚珠丝杠:

供应商:贝斯特(高精度丝杠)、长盛轴承(滑动轴承及丝杆)

功能:将旋转运动转化为直线运动,提升运动控制精度。

动力传输系统:

供应商:江苏雷利(行星执行器及动力传输组件)

2. 电机与驱动

无框力矩电机:

供应商:雷赛智能(伺服电机、步进电机)、步科股份(第三代无框力矩电机)

空心杯电机:

供应商:鸣志电器(无齿槽空心杯电机,轻量化设计)

应用:用于精细动作控制,如手指关节。

关节模组电机:

供应商:卧龙电驱(关节模组技术,间接持股宇树科技)

3. 传感器与感知系统

3D视觉传感器:

供应商:奥比中光(激光雷达及结构光传感器,提供环境感知能力)

柔性触觉传感器:

供应商:汉威科技(子公司能斯达,赋予机器人“触觉”感知)

六维力传感器:

供应商:柯力传感(部分型号可能应用,需进一步验证)

4. 控制系统与芯片

运动控制器:

供应商:鸣志电器(高精度控制系统)、雷赛智能(运动控制算法)

智能终端处理器芯片:

供应商:全志科技(应用于四足机器狗的智能控制模块)

通信模块:

供应商:北纬科技(参股公司天宇经纬提供5G网联解决方案)

5. 结构与材料

轻量化材料:

供应商:金发科技(改性塑料及高分子材料,高强度、耐磨损)

滑动轴承:

供应商:长盛轴承(保障关节灵活性与运动精度)

铝合金结构件:

供应商:贝斯特(精密加工金属零部件)

6. 其他关键部件

线缆系统:

供应商:万马股份(核心线缆供应商)

电源管理模块:

供应商:帝奥微(低电压USB Redriver产品)

教育合作模块:

供应商:盛通股份(四足机器人教育场景联合开发)

供应链层级总结

Tier 1(直接供应商):中大力德、贝斯特、鸣志电器、汉威科技、奥比中光。

Tier 2(间接或研发合作):长盛轴承、江苏雷利、全志科技、卧龙电驱。

生态合作伙伴:金发科技(材料)、盛通股份(教育应用)、凌云光(具身智能解决方案)

部分供应商合作尚处于送样或小批量阶段,如帝奥微、北纬科技等。

部分公司(如景兴纸业、朗科智能)仅为间接投资者,未直接参与部件供应。

供应链信息可能随宇树科技量产进度调整,建议关注公司官方公告或行业数据库更新

以上是特斯拉和宇树科技基于公开信息的国内供应商名单。

大家可以基于上面的成本占比去做一些筛选,再基于这块业务占公司收入的构成,进一步做个分析。

在 AI 浪潮下,国产人形机器人从上游零部件到中游本体制造厂商,正迎来全产业链机遇。

据摩根士丹利报告,全球人形机器人产业链中,亚洲企业占比 73%,中国企业占比 56%,在全球产业链中占据重要地位,特别是在“身体”环节,中国集成企业占比达 45%。

祝大家在机器人板块里淘到真金!



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