人形機(jī)器人行業(yè)2025年度策略：人工智能的終極載體量產(chǎn)在即開啟十年產(chǎn)業(yè)大周期-東吳證券

證券研究報(bào)告2025年1月17日l人工智能的終極載體，量產(chǎn)在即有望開啟十年產(chǎn)業(yè)大周期：特斯拉Optimus量產(chǎn)在即，25年產(chǎn)量有望達(dá)千臺級別。馬斯克在采訪中表示，如果一切進(jìn)展順利2026年特斯拉產(chǎn)量將增加10倍，至5-10萬臺人形機(jī)器人，然后在第二年再增加10倍至50-100萬臺。海外產(chǎn)業(yè)鏈巨頭包括英偉達(dá)、谷歌、OpenAI等也紛紛入局人形機(jī)器人。lT鏈核心：確定性看Tier1和諧波減速器環(huán)節(jié)，未來變化首推靈巧手環(huán)節(jié)：從確定性角度來看，三花和拓普作為Tier1核心綁定特斯拉，確定性最高。零部件環(huán)節(jié)，諧波減速器由于競爭格局明朗，目前僅有哈默納科和綠的諧波處于領(lǐng)先位置，而哈默那科由于產(chǎn)能、價格等因素，未來份額有望持續(xù)向國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移。從變化角度看，靈巧手作為人形機(jī)器人的核心部件，目前仍處在變化迭代中。l國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈：華為領(lǐng)銜中國具身智能產(chǎn)業(yè)落地，潛力巨大。2024年11月華為（深圳）全球具身智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心正式運(yùn)營，與兆威機(jī)電、拓斯達(dá)、埃夫特等16家企業(yè)簽訂合作備忘錄，助力國產(chǎn)人形機(jī)器人進(jìn)程加速落地。我們判斷華為鏈正處于2-3年前的T鏈的狀態(tài)，目前產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)格局仍未穩(wěn)固，預(yù)期仍有新玩家出現(xiàn)，潛力巨大。l投資主線：1）T鏈（特斯拉）：推薦【三花智控】【拓普集團(tuán)】【綠的諧波】【鳴志電器】【雙環(huán)傳動】；建議關(guān)注【貝斯特】【北特科技】【五洲新春】【安培龍】【雙林股份】等。2）華為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈：推薦【賽力斯】【雷賽智能】；建議關(guān)注【兆威機(jī)電】【中堅(jiān)科技】【拓斯達(dá)】【埃夫特】【禾川科技】【祥鑫科技】【柯力傳感】【豪能股份】【藍(lán)黛科技】等。3）其余鏈條：推薦【偉創(chuàng)電氣】；建議關(guān)注【中大力德】【長盛軸承】【建設(shè)工業(yè)】等。風(fēng)險提示：人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化不及預(yù)期、技術(shù)迭代導(dǎo)致現(xiàn)有零部件不再應(yīng)用、國際貿(mào)易摩擦及大客戶依賴風(fēng)險等。數(shù)據(jù)來源：Wind，東吳證券研究所一、人形機(jī)器人行業(yè)復(fù)盤與投資機(jī)會總結(jié)二、T鏈進(jìn)展：確定性看Tier1和諧波減速器環(huán)節(jié)，未來變化首推靈巧手環(huán)節(jié)：三、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈：華為領(lǐng)銜中國具身智能產(chǎn)業(yè)落地，未來潛力巨大四、投資建議與風(fēng)險提示3l人形機(jī)器人行情復(fù)盤：復(fù)盤2021年以來的人形機(jī)器4人指數(shù)走勢，可以看出人形機(jī)器人行業(yè)一共迎來五次大漲行情。第一次大漲發(fā)生于2021年馬斯克在AIDay上公布人形機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，累計(jì)漲幅約30%（21年3月于Optimus首次亮相此前已有預(yù)期，且首次亮相產(chǎn)品低于市場預(yù)期，市場迎來較大幅度回調(diào)。第三次人形機(jī)器人行情來自于AI催化，GPT、RT-1、PaLM-E等大模型發(fā)布打通人形機(jī)器人邁向智能的重要一級帶動相應(yīng)板塊上漲。第五次人形機(jī)器人行情主要來自于華為機(jī)器人入局，賽力斯發(fā)布機(jī)器人工程師招聘，,特斯拉4l硬件端：旋轉(zhuǎn)/直線關(guān)節(jié)由于在人形機(jī)器人中配置數(shù)量多、價值量高，在行情早期階段漲幅顯著。隨著對人形機(jī)器人技術(shù)路線討論的深入，諧波減速器和絲杠等兼具高價值量與高技術(shù)壁壘的零部件獲得較高漲幅，市場關(guān)注度持續(xù)向上游延伸至電機(jī)磁材、加工設(shè)備及輕量化材料等環(huán)節(jié)。l軟件端：突破性進(jìn)展晚于硬件，但后市潛力可期。人形機(jī)器人需要搭載具身AI模型方能實(shí)現(xiàn)通用性，但是目前具身AI模型的發(fā)展尚處于起步階段、國內(nèi)算力算法正在加速發(fā)展。展望后市，具身AI的突破性進(jìn)展、國產(chǎn)芯片的推出有望成為機(jī)器人軟件板塊的積極催化。 機(jī)器人操作系統(tǒng)距離傳感器 傳感器 1.22025年投資主線：行情收斂，主線在于確定性/預(yù)期差l板塊行情逐步收斂，愈發(fā)看中量產(chǎn)確定性&預(yù)期差。人形機(jī)器人板塊行情大致經(jīng)歷三個階段的發(fā)展，22H2特斯拉發(fā)布第一個版本樣機(jī)，機(jī)械感強(qiáng)，市場首要關(guān)注的是價值量占比高的重要零部件；23-24年在AI行情帶動+市場無其他主線行情背景下開始發(fā)散式炒作，只看相關(guān)性；25年人形機(jī)器人量產(chǎn)在即，市場行情開始收斂，看中確定性和預(yù)期差。投資邏輯上，我們認(rèn)為一方面需要關(guān)注量產(chǎn)確定性標(biāo)的，其次預(yù)期差我們認(rèn)為來自國產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。性器手 一、人形機(jī)器人行業(yè)復(fù)盤與投資機(jī)會總結(jié)二、T鏈進(jìn)展：確定性看Tier1和諧波減速器環(huán)節(jié)，未來變化首推靈巧手環(huán)節(jié)：三、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈：華為領(lǐng)銜中國具身智能產(chǎn)業(yè)落地，未來潛力巨大四、投資建議與風(fēng)險提示7l人形機(jī)器人是具備人類外形特征和行動能力的智能機(jī)器人，通過手臂和身體的協(xié)調(diào)完成功能，基于通用型算法和生成式AI，具備語義理解、人機(jī)交互、自主決策等能力，并利用人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)任務(wù)理解與反饋，有強(qiáng)大的感知計(jì)算與運(yùn)動控制能力。l人形機(jī)器人相比工業(yè)機(jī)器人擁有更高級的感知交互系統(tǒng)，包括傳感模塊和軟件方面（導(dǎo)航技術(shù)、智能決策等）。與服務(wù)機(jī)器人相比擁有更強(qiáng)的通用性，每個關(guān)節(jié)受力更加復(fù)雜，對減速器負(fù)載和電機(jī)響應(yīng)速度要求更高。88代替人類執(zhí)行危險任務(wù)，等9 2.1人形機(jī)器人路線選擇——輪式or足式？l輪式機(jī)器人短期更具落地價值，雙足機(jī)器人聚焦未來高端潛力：人形機(jī)器人從產(chǎn)品技術(shù)形態(tài)上可分為雙足機(jī)器人和輪式機(jī)器人。輪式機(jī)器人在短期滿足低速場景需求，效率與成本兼顧，適合初期市場切入，雙足機(jī)器人中長期適配高端服務(wù)場景。對于創(chuàng)業(yè)公司來說，宜優(yōu)先發(fā)展輪式機(jī)器人在C端物流、零售等高頻場景的功能落地，對雙足機(jī)器人維持技術(shù)研發(fā)投入，但不宜過快追求大規(guī)模商業(yè)化。2.1AI巨頭入局，人形機(jī)器人即將迎來“ChatGPT”時刻lAI將賦予人形機(jī)器人通用屬性，AI科技巨頭入局加速商業(yè)化進(jìn)程落地。人形機(jī)器人的運(yùn)行由感知、控制、執(zhí)行三大模塊構(gòu)成，控制模塊是人形機(jī)器人的“大腦”，是決定人形機(jī)器人是否可以商業(yè)化落地的關(guān)鍵，算法和AI大模型則是控制模塊的核心。不同于工業(yè)機(jī)器人在特定場景下的應(yīng)用，人形機(jī)器人商業(yè)化落地的關(guān)鍵在于其通用性，因此控制技術(shù)的復(fù)雜性就開始指數(shù)級倍增，一方面需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)建模，另一方面需要對語言和指令有強(qiáng)大的理解力。AI大模型的突破解決了人形機(jī)器人的控制難題，幫助人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)真正的具身智能。l在具身智能浪潮下，AI科技巨頭紛紛入局人形機(jī)器人。如亞馬遜創(chuàng)始人貝索斯、英偉達(dá)和其他大型科技公司紛紛宣布投資人形機(jī)器人初創(chuàng)企業(yè)Figure，積極探索將“人形機(jī)器人”作為AI技術(shù)落地的新機(jī)遇。2.1AI巨頭入局，人形機(jī)器人即將迎來“ChatGPT”時刻l總結(jié)先進(jìn)技術(shù)和未來方向：我們判斷未來通用型人形機(jī)器人的核心壁壘在于大模型的加持。通過目前已有的人形機(jī)器人訓(xùn)練視頻，我們推斷未來人形機(jī)器人具備通用屬性的唯一路徑是進(jìn)行端到端訓(xùn)練。l何為端到端？ChatGPT的背后就是一個典型的端到端模型，輸入文字語句，直接就能得到想要的回答，底層上沒有采用機(jī)械式的邏輯判斷思維。端到端背后的邏輯是它能克服傳統(tǒng)方式依賴先驗(yàn)環(huán)境建模的問題，可以直接實(shí)現(xiàn)通過從感知到控制功能的映射。以往的AI/機(jī)器人的決策邏輯是感知→判斷→決策，大模型的加入讓決策邏輯變成感知→決策。以避障為例，以往的機(jī)器人避障全流程如下：①通過傳感器感知障礙物存在，確定障礙物時空信息，例如與障礙物相距多遠(yuǎn)并預(yù)測其下一步軌跡；②根據(jù)內(nèi)置的程序算法，提取與判斷是否進(jìn)行避障的數(shù)據(jù)要素，例如能否直接跨過/需向左或向右繞行才可通過，判斷完畢得出答案，發(fā)送給執(zhí)行端；③執(zhí)行機(jī)構(gòu)收到控制機(jī)構(gòu)判斷結(jié)果，執(zhí)行避障行為。而搭載端到端后的機(jī)器人避障流程如下：①感知障礙物的時空信息；②根據(jù)視頻學(xué)習(xí)的信息總結(jié)出的規(guī)律直接做出避障決策。簡單理解則是傳統(tǒng)機(jī)器人根據(jù)人類設(shè)定好的規(guī)則邏輯行動，而端到端則是模擬人類本身思考過程。2.1AI巨頭入局，人形機(jī)器人即將迎來“ChatGPT”時刻l端到端的實(shí)現(xiàn)需要大量的數(shù)據(jù)和強(qiáng)大的算力做支撐，AI大模型則是未來人形機(jī)器人的核心競爭力所在。海量的數(shù)據(jù)（可以是圖形/文字/視頻/語音）需要涵蓋在應(yīng)用場景中可能會發(fā)生的所有情形（例如沖咖啡的時候咖啡膠囊放歪了這樣才能讓機(jī)器人在遇到相似的情況下不需要依靠程序規(guī)則直接模仿已有的相似的視頻做出決策，強(qiáng)大的算力則是支撐運(yùn)行海量數(shù)據(jù)的核心。人形機(jī)器人商業(yè)化落地的關(guān)鍵就在于AI大模型，是因?yàn)槿诵螜C(jī)器人與其他特定情形機(jī)器人的最大區(qū)別就是在于面臨情形的復(fù)雜性，例如工業(yè)機(jī)器人面臨的場景基本只有搬運(yùn)、碼垛、上下料等特定的少數(shù)場景，人形機(jī)器人大規(guī)模落地就需要做到通用性，工作場景包括但不限于工業(yè)、家庭、商業(yè)等，涵蓋的工作場景成千上萬，每一種應(yīng)用場景又有多重可能性，想要機(jī)器人實(shí)現(xiàn)通用化，就需要讓機(jī)器人學(xué)習(xí)以上所有場景，對于數(shù)據(jù)和算力的要求是指數(shù)級增長，因此人形機(jī)器人是AI的重要應(yīng)用場景之一。這也是英偉達(dá)等AI科技巨頭紛紛投資人形機(jī)器人公司的原因。2.1AI巨頭入局，人形機(jī)器人即將迎來“ChatGPT”時刻l具身智能人形機(jī)器人即將迎來“ChatGPT”時刻。目前隨著AI技術(shù)的迭代和應(yīng)用研究深入，在各種任務(wù)解決上已經(jīng)體現(xiàn)較好的通用性能力，智能體端到端的AI+控制算法、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、具身模型技術(shù)方案應(yīng)用在各種任務(wù)的算法方案逐漸取得重大突破，圍繞Transformer的底層算法框架已經(jīng)形成，研發(fā)商需要探索不同于歷史卷積模型的AI架構(gòu)，開啟全新的范式。同時需基于本體做圍繞本體的數(shù)據(jù)、算法快速優(yōu)化打磨，最終達(dá)到滿足任務(wù)操作泛化解決的可商業(yè)化的通用具身智能人形機(jī)器人。發(fā)表日期201820192020訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)BookCorpus數(shù)據(jù)集WebTextCommonCr本 人形機(jī)器人將首先放在特斯拉汽車工廠應(yīng)用，優(yōu)必選WalkerS已經(jīng)進(jìn)入蔚來汽車工廠，英偉達(dá)投資的FigureAI今年也會將產(chǎn)品放進(jìn)寶馬工廠進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。我們認(rèn)為短期內(nèi)人形機(jī)器人將首先在汽車工廠實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地，一方面系汽車工廠同時具備規(guī)模大和標(biāo)準(zhǔn)化程度高的特點(diǎn)，賦予人形機(jī)器人實(shí)訓(xùn)的條件，另一方面汽車產(chǎn)業(yè)的自動駕駛、傳感器、機(jī)器視覺等方面的技術(shù)與人形機(jī)器人具有共通性，車廠和人沖壓、焊接以及涂裝的自動化率都已非常高，僅有質(zhì)檢返修等工作需要依賴人工，而總裝環(huán)節(jié)需要完成安裝非標(biāo)零部件、車輛點(diǎn)檢、路試等工作，自動化率僅有10%左右，對人總裝線布置密集度是所有車間中最高的，基本一條線隔著另一條線就兩三米，所以想要布置更大、自動化率更高的機(jī)器非常難，因此未來總裝環(huán)節(jié)自動化率的提升查質(zhì)檢、返修查質(zhì)檢、返修 l預(yù)計(jì)到2030年，特斯拉汽車工廠/全球新能源汽車工廠對人形機(jī)器人的需求量將達(dá)到13/50萬臺。核心假設(shè)如下：①2030年特斯拉/全球汽車產(chǎn)能達(dá)到1000/6000萬輛；②2030年特斯拉/全球汽車工廠人均產(chǎn)能分別20/18輛；③2030年1臺人形機(jī)器人可以替代2個人工；④2030年特斯拉/全球汽車工廠人形機(jī)器人的滲透率分別為50%/30%。2024E2025E2030E12機(jī)器人需求量(萬臺)22024E2025E2030E12機(jī)器人需求量(萬臺)2數(shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)來源：IEA，Teala公告，產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，東吳證券研究所l特斯拉Optimus迭代順利，硬件成熟度逐步提高:自2022年特斯拉AIDay發(fā)布以來，特斯拉多次更新擎天柱升級迭代視頻，每次迭代都往更智能&更擬人的方向進(jìn)步。2024年2月24日，特斯拉發(fā)布擎天柱走路視頻，步伐更加穩(wěn)健&更加擬人化，機(jī)械感大幅降低。行走速度約為0.6米/秒，與2023年12月份的視頻相比，速度提高了30%。最新版本擎天柱的前庭系統(tǒng)、腳部軌跡，以及地面接觸邏輯得到了改進(jìn)，行動更加自然。l特斯拉Optimus迭代順利，硬件成熟度逐步提高：1）24年10月10日，OptimusGen2在特斯拉“We,robot”活動現(xiàn)場的人群中走路、打招呼、展示舞蹈，并執(zhí)行出倒水、拿禮物、猜拳等多組動作，人形機(jī)器人動作絲滑連貫。2）24年11月28日，特斯拉X推特號發(fā)布Optimus穩(wěn)穩(wěn)接住網(wǎng)球視頻，標(biāo)志著靈巧手硬件趨于成熟。3）25年1月8日，特斯拉X推特號發(fā)布OptimusGen3有望于未來幾周發(fā)布。次日馬斯克在采訪中表示，如果一切進(jìn)展順利2026年特斯拉產(chǎn)量將增加10倍，至5-10萬臺人形機(jī)器人，然后在第二年再增加10倍至50-100萬臺。l三花和拓普作為Tier1，是人形機(jī)器人板塊中最具確性的標(biāo)的：特斯拉Optimus全身分別擁有14個旋轉(zhuǎn)+直線執(zhí)行器，分別分布在手臂和腿部，價值量占比較高。而三花智控和拓普集團(tuán)作為核心Tier1，是最具確定性的標(biāo)的。33肩膀：旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器*3*2肩膀：旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器*3*2大臂：線性執(zhí)行器*1*2大臂：線性執(zhí)行器*1*2213手肘：旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器*1*2213手肘：旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器*1*2小臂：線性執(zhí)行器*2*2小臂：線性執(zhí)行器*2*2腰髖部：旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器腰髖部：旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器*3*2大腿：線性執(zhí)行器*2*2大腿：線性執(zhí)行器*2*2小腿：線性執(zhí)行器*2*2小腿：線性執(zhí)行器*2*2手指：空心杯模組*6*2手指：空心杯模組*6*23,25045,50023,625無框力矩電機(jī)諧波減速器驅(qū)動器2,800扭矩傳感器2,800編碼器2,80035,375無框力矩電機(jī)行星滾柱絲杠82,000梯形絲桿6驅(qū)動器2,800力傳感器2,800編碼器24,500空心杯電機(jī)行星減速器2,400六維力矩傳感器220,000編碼器2,400251,5008攝像頭3揚(yáng)聲器1慣性導(dǎo)航22,000FSD芯片1MCU芯片1228,235金屬、碳纖維結(jié)構(gòu)件120,00020,000線束、面罩剝離12,000120,000410,854l減速器是旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的核心部件，分為諧波、行星和RV：減速器是連接動力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。按照結(jié)構(gòu)與傳動原理不同可將減速器分為諧波減速器、RV減速器及行星減速器。1）諧波減速器：特點(diǎn)包括負(fù)載小、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊，在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域用于小負(fù)載六軸、小負(fù)載SCARA及協(xié)作機(jī)器人；2）RV減速器：特點(diǎn)包括體積大、重量高、高負(fù)載能力、高剛度，主要用于重負(fù)載機(jī)器人；3）行星減速器：特點(diǎn)包括體積小、高剛度、抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛用于航空航天、機(jī)器人、汽車、紡織等國民工業(yè)。表：諧波、行星和RV減速機(jī)性能及應(yīng)用對比—— 人形機(jī)器人對于減速機(jī)的選擇主要有以下考慮——1）體積小，重量輕，價格低：Optimus全身28個旋轉(zhuǎn)+直線執(zhí)行器，空間有限要求減速器體積盡量?。淮送馊诵螜C(jī)器人減重和降本是未來發(fā)展的核心方向。2）傳動效率高：減速機(jī)若傳動效率過低，則能量在傳動過程中轉(zhuǎn)化為熱能，會導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重。若單純從傳動效率、價格等方面考慮，行星減速機(jī)是最優(yōu)解；但體積小和重量輕是更優(yōu)先指標(biāo)，因此諧波減速器是目前人形機(jī)器人最合適應(yīng)用方案：l機(jī)器狗自由度低，對體積和重量要求低，因此大量采用行星減速機(jī)。圖：行星減速機(jī)是四足機(jī)器狗的最佳選擇圖：諧波減速機(jī)是人形機(jī)器人的最佳選擇l諧波減速器競爭格局：哈默那科系全球龍頭，技術(shù)和產(chǎn)能全球第一；綠的諧波作為國產(chǎn)諧波龍頭，率先打破海外壟斷。根據(jù)工鏈匯，2022年哈默那科和綠的諧波銷售額市占率分別達(dá)38%和26%，分別排名第一第二。l人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中哈默那科和綠的諧波處于領(lǐng)先位置：目前僅有哈默那科和綠的諧波進(jìn)入到特斯拉Opitimus供應(yīng)序列，來福、大族等國內(nèi)競爭者雖多，但與頭部企業(yè)仍有較大差距，因此短期來看人形機(jī)器人諧波減速器份額將由哈默那科與綠的諧波瓜分。l國產(chǎn)供應(yīng)鏈成本優(yōu)勢突出：以哈默那科和綠的諧波為例，目前綠的的供應(yīng)價格遠(yuǎn)低于哈默那科。圖：2022年國內(nèi)諧波減速器競爭格局圖：同等型號下哈默和綠的性能相對更優(yōu)其他,11%大族傳動,4%哈默納科,38%同川科技哈默納科,38%新寶,7%來福,8%綠的諧波,26%數(shù)據(jù)來源：工鏈匯，東吳證券研究所數(shù)據(jù)來源：綠的諧波招股書，東吳證券研究所 2.3諧波減速器：人形機(jī)器人應(yīng)用中諧波的難點(diǎn)l諧波在人形機(jī)器人應(yīng)用中的難點(diǎn)：1）棘輪現(xiàn)象：當(dāng)施加過大的扭矩時，可能導(dǎo)致鋼輪和柔輪齒無法正確嚙合，導(dǎo)致棘輪現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會導(dǎo)致過度振動、加速磨損，甚至可能損壞驅(qū)動器的其他部件。2）共振現(xiàn)象：諧波驅(qū)動器中的主要振動源來自于柔輪的連續(xù)變形。這種變形可能因安裝誤差和制造缺陷等因素而加劇。人形機(jī)器人雙手需同時運(yùn)動，若產(chǎn)生共振現(xiàn)象，會導(dǎo)致兩手抖動。3）減重任務(wù)：盡管相較于行星和RV減速機(jī)，諧波的重量已經(jīng)非常輕，但對于人形機(jī)器人來講，仍然負(fù)擔(dān)沉重，未來如何減重（潛在方案主要系更換輕量化材料）成為重要課題。圖：諧波減速器在長時間使用后容易出現(xiàn)的問題 2.3諧波減速器：人形機(jī)器人應(yīng)用中諧波的難點(diǎn)l諧波在人形機(jī)器人應(yīng)用中的難點(diǎn)：4）量產(chǎn)難點(diǎn)：諧波柔輪和鋼輪裝配過程中無法實(shí)現(xiàn)完全自動化，此外鋼輪和柔輪的選型若要做到完美也需要經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅。具體來看：第一步：先將鋼輪和交叉滾子軸承裝配好，這邊完全靠機(jī)加工精度，對準(zhǔn)鎖緊即可。第二步：再將柔輪從下往上裝入，這邊需要手工操作，因?yàn)槿彷喪遣荒苤苯硬迦脘撦喌?，因?yàn)榇藭r柔輪和鋼輪都是圓形，柔輪的齒不能與鋼輪嚙合，需要用手或者工具將柔輪撐開變形為橢圓， 才能順利安裝。圖：諧波安裝流程（注：圖中綠色為交叉滾子軸承、淺藍(lán)色為柔輪，深藍(lán)為鋼輪） 數(shù)據(jù)來源：《機(jī)器人設(shè)計(jì)避坑指南》，東吳證券研究所 l整體來看，哈默納科（以下簡稱HD）諧波減速器產(chǎn)能擴(kuò)張速度不及其規(guī)劃預(yù)期：我們統(tǒng)計(jì)18年以來HD于年報(bào)發(fā)布的擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)其擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃逐步放緩，并基本上進(jìn)度低于目標(biāo)預(yù)期。2018年HD產(chǎn)能6.9萬臺/月（83萬臺/年計(jì)劃2021年產(chǎn)能擴(kuò)充至28萬臺/月（336萬臺/年）。實(shí)際到2023年HD產(chǎn)能僅擴(kuò)充到16.5萬臺/月（198萬臺/年遠(yuǎn)期擴(kuò)產(chǎn)目標(biāo)28萬臺/月（336萬臺/年）的目標(biāo)多次推遲。Optimus量產(chǎn)有降本需求，產(chǎn)業(yè)鏈向中國轉(zhuǎn)移背景下看好國產(chǎn)諧波搶占份額。圖：哈默納科實(shí)際產(chǎn)能擴(kuò)充速度低于預(yù)期 數(shù)據(jù)來源：哈默納科年報(bào)，東吳證券研究所（注：諧波減速器產(chǎn)能剔除車載產(chǎn)品 l哈默那科擴(kuò)產(chǎn)難點(diǎn)在于：1）柔輪與鋼輪的裝配需要老師傅，老師傅培養(yǎng)周期3年起步；而且因?yàn)橹C波需要熱處理排污，日本環(huán)保意識強(qiáng)因此HD工廠只能位于偏遠(yuǎn)的長野縣，人口基數(shù)小招工困難。2）工業(yè)機(jī)器人市場增長乏力，人形機(jī)器人方向擔(dān)憂產(chǎn)業(yè)鏈向中國轉(zhuǎn)移，并不會全力擴(kuò)產(chǎn)。l綠的諧波是除HD外唯一證明自身具備大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)能力的諧波企業(yè)：1）綠的諧波上市募資將產(chǎn)能從20萬臺擴(kuò)張至50萬臺，且產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定。而歷史上日本新寶因?yàn)槎唐趦?nèi)高速擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量下滑嚴(yán)重而丟失份額。2）持續(xù)定增擴(kuò)產(chǎn)，綠的諧波發(fā)布定增擬募資20.27億元用于新一代精密傳動裝置智能制造項(xiàng)目，項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后，公司將新增新一代諧波減速器100萬臺、機(jī)電一體化產(chǎn)品20萬臺的年產(chǎn)能。圖：綠的諧波持續(xù)定增擴(kuò)產(chǎn)數(shù)據(jù)來源：綠的諧波公告，東吳證券研究所 圖：人形機(jī)器人用諧波減速器市場空間測算2025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E2032E2033E2034E2035E36-單價（萬/臺）-單價（元/套）26-單價（元/套）49137圖：諧波減速器核心標(biāo)的整理公司是整體運(yùn)動控制的領(lǐng)軍企業(yè)，產(chǎn)品HarmonicDrive諧波減速機(jī)301550.SZ301368.SZ銷售的國家高新技術(shù)企業(yè)，國家級專精特新l靈巧手是人形機(jī)器人最具價值環(huán)節(jié)：1）人形機(jī)器人區(qū)別于普通工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵在于具備靈巧手，能夠完成多任務(wù)工作；2）靈巧手方案眾多，特點(diǎn)各異，價值量逐步提升。但如果需要靈巧手完成更加復(fù)雜的精密操作，需要增加靈巧手自由度和傳感器用量，整體價值量有望再上臺階。l從傳動方式來看，靈巧手主要可分為腱繩傳動、連桿傳動和齒輪傳動：表：靈巧手傳動方式示意圖&優(yōu)劣點(diǎn)總結(jié)杠，螺母連接腱繩，實(shí)現(xiàn)手指 l第一代靈巧手方案拆解：主要由單手6個無刷空心杯電機(jī)模組，11個自由度（6個主動自由度+5個被動自由度），空心杯電機(jī)模組由空心杯電機(jī)+行星減速箱+編碼器構(gòu)成。特斯拉采用金屬腱繩+蝸輪蝸桿傳動方案。l供應(yīng)商選擇：25Q1末第一批量產(chǎn)的靈巧手還是空心杯方案，第一批量產(chǎn)大概率以外資供應(yīng)商為主，后續(xù)量產(chǎn)可能導(dǎo)入國產(chǎn)供應(yīng)商。l第一代靈巧手方案優(yōu)劣勢：第一代靈巧手的優(yōu)點(diǎn)在于采用蝸輪蝸桿模式，具備自鎖能力，擁有較大的抓取力，而缺點(diǎn)在于缺少側(cè)擺自由度，沒有辦法實(shí)現(xiàn)精密抓取。因此初步判斷第一代靈巧手大概率應(yīng)用于工廠環(huán)境。圖：第一代“空心杯電機(jī)”靈巧手方案 數(shù)據(jù)來源：特斯拉AIDay發(fā)布會，東吳證券研究所29 l第二代靈巧手方案拆解：單手22個自由度，20個電機(jī)，單指三級傳動。其中靈巧手的食指、中指、無名指分別具有4個自由度，拇指以及小指分別具有5個自由度。具體來看，每根手指有三個關(guān)節(jié)，分別是遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)（DIP中間關(guān)節(jié)（PIP近端關(guān)節(jié)（MCP其中DIP&PIP具有一個自由度，可以彎曲和伸展，MCP具有兩個自由度，可以進(jìn)行彎曲伸展，以及內(nèi)收和外展。第二代靈巧手行星齒輪箱傳動，保持關(guān)節(jié)第一級運(yùn)動；手臂繩驅(qū)+絲杠集成進(jìn)電機(jī)，電機(jī)采用直流無刷電機(jī)l第二代靈巧手優(yōu)劣點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)在于自由度高，但負(fù)載和傳動精度有限，此外由于空間有限，第二代靈巧手還未貼載傳感器。圖：第二代特斯拉靈巧手展示示意圖 l靈巧手未來方案預(yù)判：1）不同場景適應(yīng)不同種類靈巧手：例如腱繩驅(qū)動版本適應(yīng)家庭場景，能夠完成精細(xì)操作，但抓握力和承重不足；而空心杯電機(jī)版本適應(yīng)工業(yè)場景，抓握力承重較大，但操作精密度不足。2）傳感器用量未來有望逐步提升：隨著靈巧手功能提升，其傳感器用量有望持續(xù)提升，包括觸覺傳感器，電子皮膚等。圖：人形機(jī)器人靈巧手用空心杯電機(jī)市場空間測算2025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E2032E2033E2034E2035E-單價（萬/臺）空心杯電機(jī)需求量（萬套）3074-單價（元/套）99749296圖：靈巧手核心標(biāo)的整理公司是集設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造于一體的微型驅(qū)公司是運(yùn)動控制領(lǐng)域的綜合制造商，專注于運(yùn)動控制、智能L公司是智能裝備運(yùn)動控制領(lǐng)域的全球知名品l滾珠絲杠是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動的理想傳動裝置，主要由絲杠軸、螺母、滾珠以及循環(huán)部件組成。絲杠軸、螺母和端蓋上都制有圓弧形螺旋槽，將它們套裝在一起時，這些槽對合起來就形成了螺旋通道，滾珠能夠在通道內(nèi)循環(huán)滾動。當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，滾珠在滾道內(nèi)自轉(zhuǎn)，同時又在封閉的滾道內(nèi)循環(huán)運(yùn)動，使絲杠和螺母相對產(chǎn)生軸向運(yùn)動。l滾珠絲杠主要可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩大類，外循環(huán)中又可再分為端部導(dǎo)流、管循環(huán)和端蓋式。外循環(huán)式滾珠絲杠運(yùn)動時，部分滾珠與絲杠不接觸，其優(yōu)點(diǎn)為工藝簡單且易于制造，而缺點(diǎn)為效率較低；內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠運(yùn)動時，滾珠始終與絲杠接觸，適用于高速高敏高剛度場景，但缺點(diǎn)為加工困難。l相較普通滑動絲杠，滾珠絲杠使用滾珠傳遞運(yùn)動，具有傳動效率高、定位精度高和傳動剛度大等明顯優(yōu)勢?；瑒咏z杠的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低和能自鎖，缺點(diǎn)是摩擦阻力大，易磨損，傳動效率低。目前已逐步被滾珠絲杠所替代，但在部分需要自鎖功能和對精度傳動效率要求不高的場景仍有應(yīng)用。普通滑動絲杠優(yōu)點(diǎn)傳動效率高、定位精度高、精度保持性好、功率消耗低、可預(yù)緊、運(yùn)動可逆結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低、能自鎖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、安摩擦因數(shù)大、易磨損、傳裝調(diào)試?yán)щy、不能自鎖動效率低、低速易爬行l(wèi)行星滾柱絲杠主要是由滾柱絲杠、滾柱螺母、滾柱、內(nèi)齒圈、壓蓋及擋圈組成。滾柱絲杠與滾柱螺母為齒形角90°的多頭螺紋，滾柱為齒形雙凸圓弧的單頭螺紋，若干滾柱圍繞絲杠均勻分布。當(dāng)滾柱絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾柱既圍繞絲杠軸作公轉(zhuǎn)，又圍繞自身軸線作自轉(zhuǎn)，帶動滾柱螺母作軸向移動。行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)與滾珠絲杠類似，只是傳力元件為螺旋滾柱，屬于典型的線接觸；而滾珠絲杠的傳力元件為滾珠，屬于點(diǎn)接觸。l行星滾柱絲杠相比于滾珠絲杠在承載力、運(yùn)動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)速及加速度等方面更具優(yōu)勢：（1）高轉(zhuǎn)速和高平穩(wěn)性：滾柱在絲杠中滾動時無返向機(jī)構(gòu)，不產(chǎn)生震動，運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速可達(dá)6000r/min，加速度可達(dá)7000rad/s2。（2）高承載和高剛度：相同絲杠直徑下行星滾柱絲杠承載能力提高6倍，相同負(fù)載下節(jié)省1/3空間，壽命提高14倍，工作環(huán)境溫度提高2倍，且采用行星機(jī)構(gòu)控制滾柱運(yùn)動高速運(yùn)轉(zhuǎn)時噪聲較小。但是由于螺紋分度誤差及牙型強(qiáng)度等原因，行星滾柱絲杠的實(shí)際承載小于理論承載，且傳動效率和精度方面也與滾珠絲杠存在一定差距，在潤滑良好的情況下行星滾柱絲杠傳動效率可接近90%。l加工時間是滾珠絲杠的多倍：兩者加工設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)混用，主要系底層原理和結(jié)構(gòu)基本相同。但滾柱絲杠具有多頭螺紋，對于磨削要求更高，單個螺紋的加工時間累加起來就慢了。如果要加大產(chǎn)量，必須購置設(shè)備單開一條生產(chǎn)線。l多頭加工中熱變形問題影響導(dǎo)程精度：行星滾柱絲杠的加工都在恒溫車間中進(jìn)行，但磨削過程中發(fā)熱導(dǎo)致絲杠變形的問題還是避免不了。尤其滾柱絲杠是多頭螺紋，磨削余量控制相比單頭難度更大。l特斯拉Optimus線性關(guān)節(jié)采用電機(jī)+行星滾柱絲杠方案。根據(jù)特斯拉AIDay發(fā)布會披露，特斯拉Opitimus人形機(jī)器人共有28個運(yùn)動關(guān)節(jié)，包括旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和線性執(zhí)行器，其中旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的方案和傳統(tǒng)仿人形機(jī)器人基本一致，采用電機(jī)+諧波減速機(jī)的形式；而線性執(zhí)行器的分布卻與以Asimo為代表的傳統(tǒng)電伺服機(jī)器人差異較大，采用力矩電機(jī)+行星滾柱絲杠方案，其中行星滾柱絲杠成本占比可達(dá)56%。l特斯拉Optimus獨(dú)創(chuàng)的線性關(guān)節(jié)方案，其優(yōu)勢在于能夠自鎖&提供更大的推力。1）具備自鎖能力：即下半身不動時可以自動鎖定姿態(tài)，以減少能耗，能夠形成一個低功耗且穩(wěn)定的底部支架。2）能夠提供更大的推力：相較于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，線性執(zhí)行器可以縱向分布，最大限度利用腿部或肘部空間，以布置更大更長的電機(jī)，從而提供更大的推力。l具體剖析線性關(guān)節(jié)方案，采用的是反向行星滾柱絲桿技術(shù)。行星滾柱絲杠可分為標(biāo)準(zhǔn)式、反向式、循環(huán)式、差動式和軸承環(huán)式五大類。一般標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠中，絲杠為主動件，螺母為輸出構(gòu)件，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)較大行程，適用于環(huán)境惡劣，高負(fù)載、高速等場合，是目前應(yīng)用最廣泛的類型。而反向式行星滾珠絲杠中，螺母為主動件，絲杠為輸出構(gòu)件，其最大的優(yōu)勢在于可將其螺母作為電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)電機(jī)和絲杠一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)更為緊湊，主要用于中小負(fù)載、小行程和高速的應(yīng)用場星滾柱絲杠其外徑小于一般普通絲杠，加工難度更高。2）螺母加工難度高：反向式行星滾柱絲杠的螺母優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用場景標(biāo)準(zhǔn)式目前應(yīng)用最廣泛的行星滾柱絲杠精密機(jī)床、機(jī)器人、軍工等反向式優(yōu)點(diǎn)：一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊；缺點(diǎn)：行程受到螺母內(nèi)螺紋長度的限制航空航天、船舶、電力等循環(huán)式優(yōu)點(diǎn)：具有較高的剛度和較大的承載能力缺點(diǎn)：凸輪環(huán)結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生震動，存在噪音醫(yī)療器械、光學(xué)精密儀器差動式優(yōu)點(diǎn)：可以獲得更小的絲杠導(dǎo)程缺點(diǎn)：重載情況下，容易產(chǎn)生磨損和精度喪失、可靠性較低問題適用于傳動比更大的場景軸承環(huán)式優(yōu)點(diǎn)：較高的承載能力和傳動效率缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、徑向尺寸大，制造成本高石油化工、重型機(jī)械 圖：人形機(jī)器人用絲杠市場空間測算2025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E2032E2033E2034E2035E-單價（萬/臺）直線執(zhí)行器需求量（萬套）3686-單價（元/套）7,2202,4064277452,337287283-單價（元/套）-單價（元/套）圖：直線執(zhí)行器（絲杠）核心標(biāo)的整理 300580.SZ300100.SZ一、人形機(jī)器人行業(yè)復(fù)盤與投資機(jī)會總結(jié)二、T鏈進(jìn)展：確定性看Tier1和諧波減速器環(huán)節(jié)，未來變化首推靈巧手環(huán)節(jié)：三、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈：華為領(lǐng)銜中國具身智能產(chǎn)業(yè)落地，未來潛力巨大四、投資建議與風(fēng)險提示l人形機(jī)器人市場目前科技巨頭逐步進(jìn)入，全球具身智能主機(jī)廠參與者眾多，多數(shù)處于前期研發(fā)階段，僅有少數(shù)達(dá)到商業(yè)化階段。受益于AI大模型的積累，海外機(jī)器人廠商在技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)展上較國內(nèi)廠商進(jìn)展要稍快。2003年硬件層面具備超高的靈活性和協(xié)調(diào)控2016年德州大學(xué)奧斯丁分校的HumanCent2024：Apollo有谷歌Deepmind技術(shù)團(tuán)隊(duì)支持MIT和卡耐基梅隆大學(xué)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)2013：初代Atlas2016：第一代液壓版Atlas2024：全新全電動Atlas2022年核心團(tuán)隊(duì)來自于谷歌Deepmind2022：EVE輪式機(jī)器人2024：NEO雙足機(jī)器人OpenAI投資，在AI大模型和端到端能/斯坦福大學(xué)AI實(shí)驗(yàn)室2024.6：Humanplus基于宇樹的H1機(jī)器人平臺，人形模仿2024：π0（機(jī)器人軟件） l國內(nèi)人形機(jī)器人進(jìn)展：人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)以美日企業(yè)牽頭，國內(nèi)企業(yè)順勢而上加速追趕，小米、小鵬、傅里葉、埃斯頓等公司都在積極探索和布局人形機(jī)器人領(lǐng)域，產(chǎn)品方案各具特色。同時，隨著政策的不斷出臺和資本的持續(xù)涌入，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈也將不斷完善和壯大，將加速人形機(jī)器人在商業(yè)、家庭、工業(yè)等不同場景下的應(yīng)用落地。2012年創(chuàng)立，國內(nèi)人形機(jī)器人第一股--2010年創(chuàng)立，專注于消費(fèi)電子及智無2015年創(chuàng)立，核心產(chǎn)品康復(fù)機(jī)器人采用了高度可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)更多的AI52023年由華為天才少年稚暉君創(chuàng)立進(jìn)的AI算法和傳感器技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定位、7無2015年創(chuàng)立，云端智能機(jī)器人運(yùn)營商XR1腦的智能視覺、智能語音、智能語義、智能運(yùn)動等綜合AI能力，可以完成精準(zhǔn)運(yùn)動、高精-2017年創(chuàng)立，起步于掃地機(jī)器人-無2016年創(chuàng)立，起步于四足機(jī)器人PX5人的步態(tài)--無2016年創(chuàng)立，專注于消費(fèi)級、行業(yè)可應(yīng)用于物流、倉儲、醫(yī)療、救援等多個領(lǐng)域。無3.3華為鏈：國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)鏈共振，華為入局加速產(chǎn)業(yè)布局l華為在機(jī)器人領(lǐng)域早有布局：特種機(jī)器人方面，2搭載盤古大模型的樂聚機(jī)器人亮相華為HDC大會。24年5月華為與四川省簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，10月開始籌備華為（西南）數(shù)字機(jī)器人創(chuàng)新中心、華為（四川）人工智能與智改數(shù)轉(zhuǎn)創(chuàng)新推廣中心、華為（成都）數(shù)字服務(wù)創(chuàng)新中心。l華為在機(jī)器人領(lǐng)域布局類似于英偉達(dá)，提供大模型&算力支持。在大模型方面，華為擁有盤古具身智能大模型，全面賦能自動駕駛、鐵路巡檢、人形機(jī)器人等多領(lǐng)域；在算法和云平臺方面，華為擁有畢昇編譯器和華為云平臺，能夠幫助本體企業(yè)3.3華為鏈：國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)鏈共振，華為入局加速產(chǎn)業(yè)布局華為鏈剛開始出發(fā)，有望復(fù)刻T鏈行情：華為具備昇騰芯片、盤古大模型、FSD等全系列智算軟件系統(tǒng)，疊加華為部分合作方整機(jī)制造能力，有望復(fù)刻華為“智選”模式賦能多家人形制造廠商。此外，機(jī)器人核心零部件廠商也可復(fù)用當(dāng)前國內(nèi)其他人形廠商的特斯拉進(jìn)度、HW尚處于特斯拉22年的OptimusGen1階段，我們認(rèn)為25年華為機(jī)器人鏈的零部件供應(yīng)商變類型重點(diǎn)供應(yīng)商主營業(yè)務(wù)合作BU事件整機(jī)拓斯達(dá)工業(yè)機(jī)器人云計(jì)算24年11月作為工業(yè)機(jī)器