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中信建投电新 | 机器人:与特斯拉偕行,人形机器人量产伊始
Bobo
超短低吸的散户
2024-09-02 23:14:10 上海市
会议要点
1、人形机器人行业概况
自2022年5月马斯克宣布特斯拉进军人形机器人行业以来,该领域在资本市场上受到广泛关注。过去两年中,行业经历了显著变化,包括产品更新迭代、技术路线创新以及下游应用的突破性进展。目前,人形机器人行业仍处于主题投资阶段,未来的发展将受到特斯拉量产进度、AI大模型更新迭代以及技术突破的影响。
人形机器人产业链复杂,核心零部件包括电机、减速器、丝杠、传感器等。虽然某些核心零部件和控制算法可以借鉴传统工业机器人,但人形机器人对零部件性能的要求更高,使用数量也显著增加。尤其是触觉传感器、激光雷达、视觉等核心零部件在工业机器人中不常见。
2、产业链及核心零部件分析
人形机器人的硬件结构复杂,分为硬件和软件两部分。硬件包括执行器、传感器、电池组和结构件等,软件端则涉及控制算法的创新。近年来,AI大模型的突破性进展极大提高了机器人智能性,未来需关注AI大模型的进展及其在机器人中的应用。
电机作为人形机器人的核心零部件,提供动力支持。未来技术发展趋势包括提高功率密度、扭矩密度及效率。当前市场上主要使用无刷电机和空心杯电机,国内厂商在电机性能上逐渐追赶海外厂商,显示出较强的竞争力。
减速器在机器人中起到承上启下的作用,未来技术发展方向包括提高传动精度、传动效率及减速比。当前市场上谐波减速器应用广泛,但行星减速器凭借高效传输效率和良好抗冲击性也在逐渐扩大应用。
3、市场应用与发展趋势
人形机器人在工业制造、灾害救援、危险作业、商用和家庭服务等领域具有巨大应用潜力。当前,工业场景中的应用主要集中在简单的分拣和上下料工作,未来随着AI大模型和上游零部件性能的突破,机器人在工业场景中完成任务的复杂性将提升。
家庭场景被认为是最具潜力的市场,随着AI大模型的应用,机器人智能化水平将快速提升。未来,家庭场景的市场空间巨大,类似于扫地机器人和汽车的普及,可能每个家庭甚至个人都拥有一台机器人。
4、投资机会与风险
公司的人形机器人进展及行业内的技术突破、政策支持是影响股价的核心因素。投资者需密切关注特斯拉的产品进展、供应链节奏以及AI大模型的技术迭代。
国内龙头企业在电机、减速器等核心零部件上的量产收益情况良好,丝杠和传感器等高壁垒、高价值量环节也将随着人形机器人的量产打开新的市场空间。


会议实录
1、人形机器人产业链梳理
各位投资者晚上好,我是中信建投电新研究员胡颖。今天是我们中信建投电新行业七大子行业线上联合路演的第二场,主题是机器人研究框架。我将对人形机器人产业链进行梳理,包括回顾过去两年的股价表现,以及展望未来人形机器人的发展趋势。我们将关注核心零部件的技术发展趋势,以及需要跟踪的核心要点。
首先,回顾人形机器人市场的整体情况。2022年5月,马斯克宣布特斯拉进军人形机器人行业,这是人形机器人首次在资本市场引起广泛关注。从2022年至今,行业发生了重大变化,包括产品更新迭代、技术创新和下游应用的突破。我们将市场行情分为五个阶段,目前人形机器人行业仍处于主题投资阶段。
从影响因素来看,特斯拉人形机器人的进展、行业落地进展和技术突破是关键因素。过去两年,人形机器人从实验室阶段逐步进入量产阶段。未来,特斯拉的量产进度、AI大模型的更新迭代、技术突破和产业化进程仍将是影响股价的核心因素。
在人形机器人的产业链中,其结构极为复杂,核心零部件包括电机、减速器、丝杠和传感器等。产业链发展历程较长,部分核心零部件和控制算法可以借鉴传统工业机器人。目前,国内外领先企业已进入工厂实训阶段,预计今年年底或明年初可完成简单任务。头部机器人厂商的订单能见度显示出较多意向订单。
在细分环节中,我们看好人形机器人的核心零部件,如电机、减速器、丝杠和传感器等。接下来,我将详细展开这些部分。
人形机器人的构成可分为硬件和软件两部分。硬件包括执行器(旋转关节或线性关节)、外部传感器、电池组和结构件等。软件方面,近年来有显著变化。过去,软件控制算法由本体厂家自行研发。自2023年起,ChatGPT和多模态AI大模型的突破性迭代,使得AI大模型和端到端算法也可应用于人形机器人,提高训练效率和智能性。因此,我们需关注AI大模型的进展。
技术路线分为两类:一类是机器人本体厂家自行研发多模态大模型,另一类是与AI大厂合作,提供通用平台和先进AI大模型算法。这两种模式目前同步进行。
研究机器人行业时,需要关注硬件结构的技术突破和AI大模型的进展,以及人形机器人厂家与全球AI大厂的合作开发和应用进展。这将极大影响未来产业的落地应用进度和成果转化。人形机器人的产业链与工业机器人类似,由上游核心零部件、中游本体制造商和下游应用场景构成。
与工业机器人相比,人形机器人的硬件结构更复杂,核心零部件的性能要求更高,使用数量也大幅增加。人形机器人需要的核心零部件类型更多,如丝杠、触觉传感器、激光雷达和视觉传感器等,这些在工业机器人中不常用。
中游本体制造商方面,工业机器人市场格局相对稳定,ABB、法那科和库卡等四大家族占据领先地位。人形机器人制造商中,特斯拉、波士顿动力、Figure和Agility等海外公司较为领先。国内也涌现出许多优秀的人形机器人厂家,如智能机器人、优必选和宇树。
2、人形机器人产业链分析
对于下游而言,工业机器人的应用场景有所不同。工业机器人主要用于工业制造领域,而人形机器人的应用范围更广,包括灾害救援、危险作业、商业和家庭服务等,具有巨大的应用潜力。当前,我们需要关注整个产业链的发展。
在上游方面,我们关注核心零部件性能的提升,以及与现有人形机器人制造商的匹配程度。虽然工业机器人的核心零部件类型相似,但人形机器人需要定制专用的核心零部件。因此,我们需关注电机的功率、减速器的精度和减速比,以及传感器的精准度等技术进展和兼容性。
对于中游厂商,目前阶段重点在于人形机器人产品的研发进度和产品矩阵。今年8月,我们看到人形机器人的形态更加多样化。在世界机器人大会上,轮式人形机器人逐渐增多,显示出这一阶段人形机器人结构的多样化探索。厂商需关注产品定位、产品矩阵的完善,以及下游应用的落地进展。
在下游应用方面,我们需重点关注本体厂商与下游客户的合作,探索应用落地和订单落实情况,以及各细分场景的应用进展。工业场景主要完成简单的分拣和上下料工作,领先的人形机器人厂家已进入工厂进行实训。在商业超市和家庭场景中,越来越多的人形机器人厂家开始拓展,并取得了良好的效果。
回顾人形机器人的股价表现,其主题性投资仍然明显。特斯拉机器人的进度及人形机器人行业整体进度是影响股价的核心因素。我们认为需把握两个方面:一是特斯拉机器人的进度跟踪,二是整个机器人行业的跟踪。
对于特斯拉的跟踪,我们分为三个方面。第一步是从0到1的产品进展,包括人形机器人的硬件结构设计是否定型、定位及任务完成种类。第二阶段是从0到1和1到N的过渡,即量产前的试生产阶段,需关注小批量或新产品导入阶段的供应商进程,尤其是核心和潜在供应商的技术路线及重要节奏。量产准备阶段需关注对外销售情况、合作客户应用场景的开拓及意向订单的取得。
在行业跟踪方面,自2022年以来,人形机器人行业受到重大事件和政策支持的催化,AI行业的大模型发展也对行情产生重大影响。我们需关注全球领先机器人厂商的研发进度、技术路线确定、量产进度及下游应用的落地进展。
对于大模型,我们需关注专用于人形机器人的多模态大模型进展,这将在未来竞争中起决定性作用。人形机器人的硬件结构决定其运动性能,而AI大模型将决定其智能化水平,即落地进度和成果。
3、机器人股价五阶段分析
回顾特斯拉人形机器人板块的股价发展曲线,主要受到特斯拉自身进展和行业内重大政策及事件的双重驱动,主题性投资特征明显。从2022年至今,可以分为五个主要上涨阶段,这些阶段与特斯拉机器人及AI行业的进展密切相关。
第一个阶段是2022年6月,当时人形机器人首次进入公众视野,特斯拉预告将发布原型,引发了第一波上涨。第二阶段是2023年1月,工信部发布支持机器人发展的政策,同时ChatGPT取得突破性进展,推动了第二波上涨。
第三阶段是2023年5月至6月,特斯拉公布了人形机器人的最新进展,黄仁勋提出机器智能的概念,推动了机器人板块的持续上涨。第四阶段是2023年10月至11月,市场对人形机器人的认知逐步加深,特斯拉预计11月进行行走测试,带来了第四波上涨。
今年以来,全球人形机器人厂商在落地应用上取得显著进展,不再仅仅是推出产品,而是在各大展会上进行动态演示,并与下游工业客户展开实训。这些进展推动了机器人板块股价的复盘。从这五个阶段来看,特斯拉机器人的进展、行业内的进步、政策支持以及AI大模型的推动是影响股价的核心因素。
具体来看,2022年5月至9月是马斯克首次宣布推出原型机器人的阶段,引发了第一波行情。第二阶段是2023年1月至2月,政策支持和AI模型大发展开始影响人形机器人板块。在这一阶段,电机、执行器和减速器等受益明显。
第三阶段是2023年5月至7月初,特斯拉人形机器人取得突破进展,黄仁勋提出提升智能的概念,推动板块持续上涨,电机、减速器和执行器等细分环节普遍受益。
第四阶段是2023年10月至11月,政策支持和特斯拉的行走测试预期推动了市场反应,从整体板块上涨转为细分领域,如伺服设备的上涨。
今年以来,人形机器人在落地进展上取得显著进步,市场偏好集中在伺服和电机环节。未来,视觉和高价值传感型伺服环节仍将是市场关注的重点。
我们对人形机器人不同细分环节进行了梳理,选取了执行器、灵巧手关节、电机、减速器、伺服设备和传感器七个环节,并编写了对应的细分环节指数。执行器在2022年6月的第一波行情中迅速反应,整体收益跑赢全面型基金。
在灵巧手阶段,我们选取了明志电器作为标的,其使用的空心杯电机主要由海外厂商占据市场,国内产品相对稀缺,灵巧手板块行情因确定性和稀缺性双驱动而快速反应,历史涨幅超过200%。今年以来,尽管涨幅有所回落,但仍跑赢人形机器人的关节电机指数。
关节电机的表现更多跟随板块主行情,减速器的反应速度更快,但后期涨幅主要受主板块行情带动。伺服板块的行情启动较晚,在去年11月,市场对其认知逐渐清晰,今年以来股价表现良好。
4、人形机器人核心零部件趋势
接下来,我们将对人形机器人的核心零部件的现状及未来趋势进行展望。我们需要关注人形机器人产业链的不同环节,包括上游、中游和下游,以及这些环节的技术发展趋势。在此,我们选取了几个具有代表性的核心零部件,例如电机、减速器、伺服和传感器。由于人形机器人的整体结构非常复杂,今天我们将重点讨论这些代表性的环节。
首先,电机作为人形机器人产业链的上游,是其最核心的零部件,为整个人形机器人提供动力。如果没有电机,人形机器人无法完成任何任务。电机的种类繁多,因此在选择电机时,我们需要关注哪些指标,以及未来技术趋势和技术突破应着重关注哪些指标。我认为,对于电机而言,我们应关注其整体效率、功率密度和扭矩密度。
目前,人形机器人主要使用工业场景中的标准电机产品。自去年以来,专用于人形机器人的一体化关节电机逐渐涌现。与工业机器人或工业用电机相比,人形机器人对电机的性能要求更高,期望具备更高的功率密度、更小的体积和更轻的质量。目前,人形机器人多采用无刷电机和空心杯电机,分别应用于机器人的关节和灵巧手的关节。
从市场格局来看,海外厂商在研发方面走在前列,国内厂商的性能也逐渐向其靠近。目前,国内人形机器人厂家大多采用国产电机品牌,这表明国内厂商在电机领域具备相当的竞争力。
另一种重要的电机类型是无框力矩电机,主要应用于人形机器人的关节。同时,我们也应关注新型电机类型对人形机器人应用的潜在突破。例如,轴向磁通电机因其体积小、质量轻、高功率和高扭矩密度等优点,广泛应用于电动汽车和飞机领域。今年以来,轴向磁通电机也开始逐渐应用于人形机器人。未来,高功率和高扭矩密度的电机仍将是人形机器人对电机的核心技术诉求和发展趋势。
第二个核心零部件是减速器。减速器的主要功能是通过降低转速来提升扭矩,将电机的动能转化为扭矩。在人形机器人领域,谐波减速器应用较多,但近年来,随着人形机器人的快速发展,越来越多类型的减速器开始应用于此,包括行星减速器和摆线减速器等。
在减速器的技术发展中,我们需要关注的核心指标包括传动精度、背隙、传动效率和减速比。简单来说,我们希望减速器的减速比越大,质量越轻,体积越小。当前,谐波减速器已在大规模应用于人形机器人,而行星减速器凭借其高效的传输效率和良好的抗冲击性,也逐渐扩大在机器人上的应用。
市场上对减速器的技术路线有多种讨论,主流技术路线包括全用谐波减速器、全用行星减速器,以及行星减速器与谐波减速器的组合使用。目前,技术路线仍处于百花齐放的探索阶段,各种技术路线的优缺点都非常明显,需要针对不同方案的优缺点进行深入分析,寻找匹配其优点的下游应用场景。
从市场竞争格局来看,减速器整体仍以外资主导,尤其是谐波减速器主要由日企主导。国内厂商起步较晚,但近两年技术突破迅速,国内减速器也能满足人形机器人的使用要求,广泛应用于实际产品中。未来,国内龙头减速器厂家在技术突破效率上将进一步提升,市场份额也将显著增加。
第三个核心零部件是丝杠。丝杠的应用相对较少,主要与直线关节相关。目前,海外以特斯拉为代表采用线性关节,国内以开普勒为代表,更多人形机器人厂家仍以旋转关节为主。因此,市场上尚无现成的丝杠可直接应用于人形机器人。例如,特斯拉的新产品仍需根据原型机型的需求进行开发。
丝杠的生产难度和对生产设备的要求较高,磨削的生产节奏相对较慢。未来,直线关节的技术突破将显著提升人形机器人的高速运动性能和下半身的抗冲击能力,因此,直线关节的应用将越来越广泛。
目前,无论是滚珠丝杠还是滚柱丝杠,市场上仍以外资厂商为主,国内厂商也在积极进行技术探索和新品推出。未来,我们需要关注国内丝杠企业在产品突破方面的进展,尤其是一些领先的人形机器人厂家的样品进展。长期来看,随着人形机器人市场的扩大,性价比优势将愈加突出。
5、人形机器人传感器发展趋势
第四个核心零部件是传感器环节。对于机器人而言,传感器种类繁多。我们选择了壁垒较高且价值量大的力传感器。对于人形机器人的应用,在关节中可以使用一维扭矩或一维力传感器。六维力传感器则更多用于双足、双手或双足加双手的场景。
力传感器在人形机器人中的核心优势在于提升机器人对环境的感知能力,尤其是对力的精确感知。这使得机器人在上半身进行精确操作时能达到预期效果。如果不使用力传感器,而采用电流环控制,精度可能会受到影响。目前,力传感器的技术路线多样,产品类型和应用广泛。
从长期来看,人形机器人的传感器是刚需,使用量将不断增加。当前,人形机器人在人机交互方面仍处于初级阶段。未来要实现通用化和智能化,传感器的应用必不可少。六维力传感器技术难度最高,价值量也最大。目前市场上,外资厂商占据较高市占率,但国内厂商如空位蓝光传感的市占率也在提升。
长期来看,我们关注上游核心零部件的变化和技术趋势。电机、减速器和丝杠需要实现高功率、高过载、高扭矩密度和高功率密度,同时减少质量和体积,或将电机减速器进行一体化关节集成,以适应不同类型的人形机器人技术方案。
在传感器层面,目前主要是一些一维或六维力传感器。未来,高精度触觉传感器、接近觉传感器、嗅觉传感器、听觉传感器,以及更轻质小型的传感器将成为核心零部件的发展目标。总体而言,上游核心零部件的技术发展趋势是轻量化、高功率、高扭矩和高性价比。
结合当前人形机器人的进程,我们需要关注其进展。首先是特斯拉的人形机器人进展,这是机器人板块的主线。特斯拉已有多台机器人在工厂工作,预计明年将有上千台机器人应用于工厂,目前主要完成一些简单任务,如分拣和上下料。
其次是行业落地进展,需关注国内外领先人形机器人厂商在不同工业场景的应用变化。目前在工业和物流场景中已开始实训。今年也看到在商业和家庭场景中,越来越多厂商进行应用拓展。预计到年底,会有批量化机器人进入工厂,明年在工厂和商用场景的应用量将明显提升。国家和地方政策的出台也是行业的重要催化因素。
对于下游应用场景,交互场景是最快应用的市场。在近期展览中,智源机器人作为汽车4S店的营销机器人已开始工作,优必选的熊猫机器人也在展馆展出。这些场景结构简单,任务难度低,人形机器人可快速应用。
智能制造是大规模应用场景。今年,鑫源、智源、优必选,以及海外的Figure和Agility的Digit已进入工厂实训,主要进行物料搬运、质量检测和物料分拣等简单操作。未来,随着AI大模型和端到端大模型的突破,机器人上半身的精密操作能力将提升。今年机器人大会上,浙江创新中心的人形机器人已能完成精密的拧螺丝定位工作。未来任务复杂性和类型的丰富程度将提升。
家庭场景是极具潜力的市场。类比扫地机器人或汽车,未来每个家庭甚至个人可能拥有一台机器人,市场空间巨大。去年家庭场景应用较少,今年世界机器人大会上,越来越多厂家在家庭场景进行应用开发,成果展示良好。因此,家庭场景是最具潜力的市场,搭载AI大模型能快速提升机器人智能化,市场空间潜力大。
总结来看,人形机器人行业的未来发展需关注特斯拉的进展、行业技术突破、政策支持,以及AI大模型在机器人上的突破。我们看好国内龙头企业在电机、减速器等核心零部件的量产收益,也看好高壁垒、高价值量的丝杠和传感器环节,这些将随着人形机器人的量产打开新空间。


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  • 只看TA
    09-03 06:56 北京市
    整个板块没有一个能打的大哥,一直起不来
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  • 加油奥利给
    下海干活的韭菜种子
    只看TA
    09-03 19:56 四川省
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  • 只看TA
    09-03 17:44 广西壮族自治区
    谢谢分享
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  • 只看TA
    09-03 17:02 广西壮族自治区
    内容太多看不过来
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