简要:
一、AI时代与人类文明转型
技术垄断与全球权力重塑
算力与数据垄断:全球前五大AI公司掌控83%的算力资源,英语世界垄断85%的AI训练数据。
军事与社会影响:自主武器系统引发新军备竞赛,算法霸权通过社交平台改写信息传播规则。
文明话语权:掌握核心算法与数据的主体定义“智能”标准,技术垄断演变为文明话语权的争夺。
AI技术爆发与社会变革
AGI奇点临近:深度学习、大模型范式突破推动AI向通用智能迈进,预计5-10年内实现AGI。
全场景渗透:AI从工业智能制造到医疗、自动驾驶、AIGC内容创作等领域全面渗透。
三重变革:效率革命、知识平权、决策机制数据化,AI替代人类决策权趋势明显。
生存挑战与策略
工作岗位替代:预测3年内65%、10年内95%的工作岗位将被替代。
个人与企业适应:抢占“人机协同红利区”,掌握AI技能,设立“AI训导师”岗位。
社会系统重构:推行终身学习、四天工作制,探索全民基本收入制度。
二、中国制造业究极升级
AI与机器人技术融合
生产效率提升:AI算法优化生产流程,人形机器人承担高精度任务,显著降低单位产出成本。
技术壁垒构建:中国在工业大模型、机器人核心部件等领域取得突破。
供应链韧性增强:AI驱动的柔性生产和近岸外包策略平衡成本与效率。
产业转移与技术扩散
高端产业留稳转:中国制造业高端领域竞争力增强,中端巩固优势,低端向中西部或东南亚转移。
区域化产业链:技术扩散与地缘政治推动产业链区域化,形成“中国技术+本地制造”新型分工。
AI+机器人赋能制造业
智能化生产:大数据分析提升供应链管理效率。
机器人与自动化:高精度操作和自主决策重塑工厂形态。
能源与制造协同:储能解决方案与AI优化能源消耗,推动绿色制造。
三、第五次工业革命:具身智能机器人量产
具身智能与AGI
定义与发展:具身智能机器人通过物理实体与环境交互,实现感知、认知、决策和行动一体化,代表AGI的发展。
量产里程碑:特斯拉Optimus机器人2025年进入量产,预计2030年出货量达263万台,市场规模近4000亿元。
核心零部件代表公司
丝杠:恒立液压、五洲新春
电机及伺服驱动:汇川技术、雷赛智能
力矩传感器:柯力传感、安培龙
减速器:绿的谐波、中大力德
主控芯片:特斯拉、英伟达、高通
腱绳:南山智尚、同益中
轻量化材料PEEK:中研股份、沃特股份
轴承:国机精工、长盛轴承
动力电池:宁德时代、比亚迪
电子皮肤:汉威科技、福莱新材
视觉传感器:奥比中光、凌云光
惯性测量单元(IMU):芯动联科、华依科技
机床及刀具:秦川机床、浙海德曼
产业链投资机会
科研与教育:全尺寸科研型与模块化教育型机器人需求增长。
工业与制造:物流、汽车工厂等领域人形机器人替代空间广阔。
军用与特种:智能化、集群化、网络化推动军用及特种机器人发展。
机器人技术正深刻改变中国制造业格局,推动全球产业链重构,具身智能机器人的量产标志着第五次工业革命的到来,为相关产业链企业带来巨大发展机遇。
正文
一、AI时代重构人类文明:技术垄断、权力博弈与文明转型的全景解析
1)技术垄断与全球权力格局的重塑。AI时代的核心矛盾始于技术资源的极端集中:全球前5大AI公司掌控83%的算力资源,形成“算力寡头”格局。英语世界垄断85%的AI训练数据,构成数字殖民主义的新形态——数据主权争夺成为国家间战略博弈的主战场。这种垄断延伸至军事领域,自主武器系统如无人机蜂群技术引发新军备竞赛,而算法霸权通过TikTok等平台渗透159国文化市场,潜移默化改写信息传播规则。技术垄断不仅是商业竞争,更演变为文明话语权的争夺:掌握核心算法与数据的主体,得以定义“智能”的标准与边界。
2)AI技术爆发与社会系统的颠覆性变革。深度学习革命、大模型范式突破与多模态融合技术,推动AI向通用智能(AGI)加速迈进,预计5-10年内实现AGI奇点。技术渗透呈现全场景特征:从工业智能制造(如太重集团8.8分钟钢板到整机自动化)到医疗精准诊断,从自动驾驶到AIGC内容创作,AI成为主导生产力的“操作系统”。这引发三重变革:效率革命使传统产业流程重构(如法律AI审合同效率提升400%),知识平权通过即时检索打破信息壁垒,而决策机制从“经验驱动”转向“数据驱动”,甚至出现AI替代人类决策权的趋势(如自动驾驶事故责任界定困境)。
3)八大预测:从技术乌托邦到生存挑战。AI将催生超级智能,首次出现超越人类的决策主体;3年内65%、10年内95%的工作岗位将被替代,终结生存性劳动,全民基本收入时代或到来;个人AI代理成为社交枢纽,机器人2040年达10亿部,重塑家庭与城市形态(如点到点公共交通系统)。但危机同步显现:GPT-4已在73个学术领域超越人类平均水平,脑机接口引发意识上传的本体论危机,韩国世宗智能城市实验暴露AI管理社会的伦理漏洞。更严峻的是,算法偏见与深度伪造技术可能瓦解真相认知,自动驾驶事故、机器人权利等问题冲击法律体系。
4)个体、企业与社会的生存策略。
个人适应法则:抢占“人机协同红利区”,掌握PromptEngineering等技能的复合型人才薪酬溢价达45%,跨领域创新与共情力成为AI无法替代的核心竞争力。必学工具包括Deepseek、Midjourney等,通过私有数据训练专属AI助手。
企业转型纲领:数据资产化(如Netflix用用户行为优化推荐算法)、流程AI原生化(砍掉可自动化环节)、设立“AI训导师”岗位,应对员工对AI的抵抗情绪。
社会系统重构:推行终身学习账户、四天工作制实验,探索全民基本收入制度。教育体系需聚焦“机器无法模仿的能力”培养,劳动政策重新定义价值坐标。
5)中美博弈与文明级风险:
中美在AI制药、具身智能(人形机器人)、AIGC等领域展开万亿级竞争,衍生出AI伦理咨询、数字永生等新赛道。但文明级风险潜伏:2040年或现90%岗位替代潮,AI犯罪与伦理失效挑战社会稳定,传统价值观(如躺平与奋斗)面临重构。终极拷问在于:当AI通过图灵测试,人类如何在“被替代”与“人机共生”中定义自我价值?
文明转型的倒计时:AI不是工具而是新文明形态的催化剂。“用AI的人取代不用AI的人”的法则已生效,碳基文明正站在“存在还是超越”的十字路口。从技术垄断到伦理重构,人类需要在AGI到来前,重新锚定情感连接、艺术创造等“人性不可替代性”领域——这或许不是危机,而是文明自我超越的契机。
中美竞合:AI制药(研发周期缩短70%)、具身智能(Optimus量产)、AIGC宇宙定义万亿赛道,但失业潮(2030年35%岗位消失)与伦理真空构成文明级风险。
二、中国制造业究极升级:Ai大模型+人形机器人+制造业=国际产业转移规律中止。
AI大模型与机器人技术的深度融合可以推动制造业究极升级,将对国际产业转移规律产生巨大影响。
1.AI大模型与机器人技术的结合,正在重塑制造业的核心竞争力要素:
生产效率的指数级提升:AI算法可以优化生产流程;人形机器人未来可以承担高精度任务;中国制造业的单位产出成本已显著降低。这种技术优势使得传统劳动力成本差异对产业转移的驱动作用减弱——即使东南亚国家劳动力成本仅为中国的1/3,但综合生产效率差距可能抵消这一优势。
技术壁垒:中国在工业大模型、机器人核心部件等领域的突破,构建了技术护城河。
供应链韧性的增强:AI驱动的柔性生产和近岸外包策略,使中国制造业在成本与效率之间找到新平衡点。“中国+1”的布局:即保留中国产能同时在东南亚设厂。
2.技术优势与政策博弈共同塑造产业转移。中国制造业不断升级向高价值量爬升,部分配套低端产业向中西部和东盟国家转移。中国通过技术升级吸引高端产业回流;发达国家通过“再工业化”政策推动高端制造回流。中美贸易摩擦促使供应链多元化,“友岸外包”趋势明显。墨西哥凭借USMCA协定成为美国近岸制造枢纽,而中国企业通过RCEP在东南亚构建区域产业链。
3.全球产业链重构:技术驱动的产业分层
1)中国制造业:高端留、中端稳、低端转。高端领域,AI大模型与机器人技术支撑半导体、新能源等产业竞争力;中端领域,通过智能制造巩固优势;低端领域,向中西部或东南亚转移。
2)区域化产业链重构:全球经济与供应链正在依据地理大格局重构。技术扩散与地缘政治共同推动产业链区域化。中国在东南亚的技术输出与东南亚本地资源结合,形成“中国技术+东南亚制造”的新型分工。
4.产业转移本质是技术扩散与成本差异的动态博弈。AI与机器人技术将改变成本结构(如人力成本占比下降),中国只需要不断增强资源禀赋、市场需求、政策环境等传统因素优势。
中国制造业升级通过AI与机器人技术重塑了产业竞争力,进入“技术主导的动态平衡”新阶段:低端产业转移持续,但转移速度因技术扩散而减缓;高端产业双向流动,技术优势与政策博弈共同决定流向;区域化产业链崛起,形成“中国技术+本地制造”的新型分工。
人形机器人+人工智能+制造业:中国的优先目标是制造业升级。未来机器人不拘泥于人形与否,核心是服务制造业弥补目前工业机器人在工厂场景仅仅4%的工业场景渗透。
5.人形机器人作为具身智能的最佳载体,是中美AI科技竞争的主战场,长期空间广阔。未来人形机器人将不拘泥于全身类“人形”,同时提出在制造业领域空间巨大。目前工业机器人在制造业渗透率仅仅4%,在工业场景有巨大的深度挖掘空间,比如外骨骼机器人、灵巧手和传感器加速商业化落地。
摩根士丹利指出,AI不仅是制造业复兴的催化剂,更是其必然结果,这种结合正在推动美国等国家开启制造业回流与升级模式。
6.AI+机器人通过以下路径赋能制造业:
1)数据驱动的智能化生产:大数据分析在供应链管理中实现需求预测、库存优化和物流路径规划,大幅提升效率。
2)机器人与自动化技术:黄仁勋强调,汽车、无人机和人形机器人将成为大规模生产的核心载体,AI驱动的机器人通过高精度操作和自主决策重塑工厂形态。特斯拉的Optimus机器人和一体化压铸技术已实现生产成本的显著降低。
3)能源与制造协同:储能解决方案与工厂能源管理结合,推动绿色制造,而AI进一步优化能源消耗,实现可持续发展。
三、第五次工业革命:从科幻到量产的临界点
具身智能+AI=AGI→第五次工业革命的开始,具身智能机器人已迈入量产阶段。具身智能是指智能终端通过物理实体与环境实时交互,实现感知、认知、决策和行动一体化,四足机器人、轮式/足式人形机器人是具身智能的理想载体,通过运动控制、环境感知和AI决策形成与物理世界交互的闭环系统。相较于传统服务/工业机器人,具身智能机器人的核心差异在于通用任务适应能力,可应对复杂动态场景并实现多模态泛化。具身智能的背后代表着AGI(通用人工智能)的发展,这也是新一轮工业革命的重要象征。2021年特斯拉率先公布机器人项目Optimus概念设计,成为具身智能机器人产业开始发展的里程碑事件,2025年具身智能机器人正式进入量产阶段,特斯拉计划2025年在自有工厂内部署数千台机器人,并计划于2029-2030年间实现百万台年产量。结合国内各主要厂商微信公众号、视频号及高工机器人统计,预计2025年全球具身智能机器人出货量至少达到2万台以上。我们中性预测,至2030年全球具身智能机器人出货量或达263万台,市场规模望接近4000亿元。
类比新能源汽车产业链,当前具身智能机器人产业处于爆发前夕。
新能源汽车与具身智能机器人产业链的发展对比
中性假设下,预计2030年具身智能机器人全球市场规模达到近4000亿元。国内外头部机器人企业积极推进量产,2025年开启量产序幕。当前特斯拉机器人BOM成本在20-30万元左右,后续存在降本空间。机器人的成本影响机器人替代人工的经济性,从而影响机器人的应用推广,是当前机器人亟待解决的瓶颈之一。
核心零部件国产化和规模效应是后续主要降本路径。当前机器人成本较高的主要原因之一是传感器、电机、丝杠、减速器等核心零部件采用外资供应商,零部件制造成本和售价较高。
中国供应链完备齐全,在规模化制造上具备优势,随着技术实现上对外资垄断领域的突破,中国企业凭借制造能力的优势,帮助机器人企业解决成本问题,在机器人产业发展浪潮中,扮演重要角色。另一方面,当前机器人尚未形成规模,并且以手工组装形式生产为主,当前成本中制造费用成本占比较高,我们预计这一部分将在具身智能机器人出货量的增长下逐渐被摊薄,规模效应得以体现。
随着具身智能机器人进入量产阶段,供应链体系和落地场景进入了迅速扩张期,整体
呈现出新品带动产业链扩张、上下游合作方希望在早期通过多环节合作方式切入具身智能
生态链核心位置的状态。
科技巨头:外投内建,全方位深化具身智能布局
来源:各公司官网,烯牛数据,天眼查,中信证券研究部
全球部分高校与科研院所具身智能模型相关研究成果
学术界多年积累为产业界的兴盛提供了人才基础,推动了产业模型落地,带动大型科
技公司具身模型研发。
进入2025年,创业公司团队融资热潮持续,有力推动了创业公司在具身模型方向的
进展。
具身智能流程图
零部件:全产业链国产化彰显大国制造优势,规模化降本空间充足
资料来源:各公司官网,GGII,《2024人形机器人产业链白皮书》(觅途咨询),特斯拉AlDay,MIR数据库,WIND,中信证券研究部测;算注:单机价值量当前和量产分别指小于5万台的小批量量产和100万台规模化量产。
1.核心零部件:丝杠:
精密丝杠的高精度及高负载特性得到工业级具身智能机器人的青睐,丝杠行业历来由海外龙头占据绝对市场份额。近年国内丝杠投入热潮持续,国产厂商有望打通行星滚柱丝杠/微型丝杠的高性价比之路。
定义:丝杠是将旋转扭矩转换为线性扭矩的机械传动装置(部分情况下,反之亦可)。行星滚柱丝杠主要用于机器人的四肢部位,Optimus的单机丝杠价值量或超2万元,对应BOM占比约10%。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球行星滚柱丝杠新增市场规模有望达30亿元。当前行星滚柱丝杠的全球拟投产能约100-200万根/年,已建成产能超过10万根/年。
竞争格局:国内行星滚柱丝杠市场中,以Rollvis、GSA、Ewellix为代表的海外厂商占据超过80%的市场份额。受机器人等下游需求带动,以恒立液压为代表的本土企业加速丝杠领域突破。公司:恒立液压、五洲新春(新剑供应商)、贝斯特、浙江荣泰(拟2.45亿收购狄兹精密51%)、雷迪克(1.35亿收购誉展精密51%股权)、金沃股份、北特科技、震裕科技、双林股份(收购科之鑫-磨床)。
2.核心零部件:电机及伺服驱动系统
行业观点:驱动系统类似于专用化的伺服。国内整机企业早期阶段自主设计为主,有利于提升整机设计的灵活性,但是保障长期稳定运行的工程难度较高。随着技术形态逐步确定,行业有望开启小批量量产,关注通用工控企业在电控产品经验、人才积累以及规模化生产的降本优势。
定义:驱动系统是机器人的动力来源,技术形态相当于专用化的伺服,主要由无框力矩电机/空心杯电机+驱动器+编码器构成,上述零部件均需要针对机器人进行高功率密度、小型化的特殊设计。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则驱动系统新增市场规模有望超117亿元。
竞争格局:根据MIR,国内伺服行业已经实现较高比例的国产化替代,2024年汇川技术、雷赛智能、信捷电气、埃斯顿等市占率分别达到28%/4%/4%/3%/,主要外资企业包括西门子、Maxon、Faulhaber等。
相关公司:汇川技术、兆威机电、鸣志电器、伟创电气、峰岹科技、雷赛智能、禾川科技、步科股份。
3.核心零部件:力矩传感器
定义:力矩传感器是一种电子装置,用于监测、检测、记录施加在其上的线性力和旋转力,将力信号转化为电信号,主要分为扭矩传感器和六维力传感器,已大量使用于协作机器人打磨、抛光碰撞检测等领域。
行业观点:力矩传感器是机器人中最优的力控传感方案,具有精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点,目前机器人关节中基本上都应用了力矩传感器,在双手和双足关节中一般使用六维力传感器,在其他关节中更多地使用扭矩传感器,随着机器人的放量,力矩传感器将会取得快速放量。
市场规模:若2028年全球机器人出货量达到30万台,则力矩传感器增量有望达到900万台,且不包括目前工业及消费领域的扭矩传感器数量(每年约100万台),均价有望从上千元人民币降至小几百元。
竞争格局:全球力控传感器的主要厂商有ATI、霍尼韦尔等,国内力传感器行业未上市公司实力较强,代表公司包括坤维科技、宇立仪器、蓝点触控、鑫精诚等,上市公司主要有柯力传感、安培龙、东华测试、凌云股份、昊志机电等,目前国产化率在快速提升。
相关公司:柯力传感、安培龙、东华测试、凌云股份、昊志机电、瀚川智能(参股坤维科技)。
4.核心零部件:减速器
行业观点:当前减速器处于国产替代加速、技术逐步收敛、应用由工业→具身智能机器人拓展的关键时点,为全球谐波/行星减速器市场带来较大产能缺口。国产厂商有望依托产品高性价及快速扩产,实现高弹性成长。
定义:减速器主要功能为降低输入端电机的转速,从而增大扭矩提高输出端机械臂的负载能力。谐波/行星减速器为具身智能机器人的核心零部件,单机价值量或超1万元,BOM占比约5%。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球谐波减速器新增市场规模有望超37亿元。当前谐波减速器的全球产能约300-400万台/年,30万台机器人的出货量有望带来数百万台的产能缺口。
竞争格局:2024年谐波减速器全球市场,日本厂商哈默纳科仍占主导地位。国产厂商加速追赶,根据MIR,国内市场绿的谐波/来福谐波/杉川谐波/同川科技的份额分别占24.8%/8.9%/7.9%/4.6%/1.5%。
相关公司:哈默纳科、绿的谐波、中大力德、环动科技、瑞迪智驱、国茂股份、蓝黛科技、科达利。
5.主控芯片
行业观点:当前部分具身智能整机厂采用工控机(搭载英伟达GPU)作为主控,但是随着算力发展和量产需要,高算力主控模组的需求和渗透率会快速提升,用于“大脑”的高算力模组会从当前200-500T逐步提升至500-1000T。算法优化可使同等任务算力需求下降,技术路径趋向"效能优先"而非粗放式算力堆砌。
定义:控制系统可分为具身智能系统和运动控制系统,即大脑和小脑。高算力主控(>100Tops)一般应用于大脑,运行VLA模型,中低算力主控(<100Tops)应用于小脑,运行运控算法。机器人控制系统可分为集中、主从和分布式控制,尚未形成统一。主控制器核心BOM成本和硬件性能来自于主控SoC芯片。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球高算力主控SoC芯片新增市场规模有望达50亿元,高算力主控制器新增市场规模有望达100亿元。
竞争格局:高算力主控SoC芯片由特斯拉、英伟达和高通占主要份额,国产智驾芯片厂商地平线等加速布局。主控模组国产替代加速,玩家主要为传统通信模组、域控制器模组厂商横向拓展至高算力主控模组。
相关公司:1)高算力主控SoC芯片:特斯拉、英伟达、高通、MTK、英特尔、地平线机器人、黑芝麻智能等;2)高算力主控制器模组:英伟达、英特尔、广和通、天准科技、移远通信、美格智能等。
6.核心零部件:腱绳
行业观点:目前腱绳材料仍在验证阶段,UHMWPE(超高分子量聚乙烯)纤维性能优异,钢丝绳成本优势明显,建议密切跟踪产业链验证进展和相关企业的市场拓展情况。
定义:腱绳传动因仿生性强、结构紧凑等特性在国内外多款灵巧手中得到广泛应用。灵巧手的自由度达到24个后,腱绳及相关部件单机价值量或超5,000元,对应BOM占比约3%。
市场规模:腱绳需求同时受益于灵巧手自由度提升、新增机器人出货的增量需求和存量机器人的更换需求,若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球腱绳合计市场规模有望接近7亿元。
竞争格局:2023年全球UHMWPE纤维产能为6.7万吨,其中国内产能为4.5万吨。根据各公司官网,目前南山智尚/同益中/恒辉安防产能分别为3,600/7,960/3,000吨,其中南山智尚在机器人领域已有在手订单。
相关公司:南山智尚、同益中、恒辉安防、大业股份。
7.核心零部件:轻量化材料PEEK
行业观点:材料轻量化是未来机器人减重主攻方向,综合考虑性能指标、经济性及机器人规模化生产带来的需求弹性,建议重点关注PEEK。目前海外厂商占据主导,看好国产厂商依靠性价比优势加速国产替代。
定义:PEEK是全球公认的性能最好的工程塑料之一,近年来逐步在中高端领域替代金属材料。PEEK可应用于机器人的外壳、骨骼等结构件,Optimus的单机PEEK价值量或超3000元,对应BOM占比约1.5%。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球PEEK新增需求0.30万吨,新增市场规模有望超7亿元。
竞争格局:根据头豹研究院,2024年PEEK全球市场,英国厂商威格斯仍占主导地位,市占率(产能口径)超5成。全球市场中中研股份/沃特股份/浙江鹏孚隆的市占率(产能口径)分别占6%/6%/4%。
相关公司:中研股份、沃特股份、新瀚新材、中欣氟材、肯特股份、唯科科技、恒勃股份。
8.轴承
行业观点:当前轴承行业处于加速国产替代进程中,部分领先国产厂商具备高壁垒具身智能机器人用轴承技术储备,且靠近机器人全球重要零部件供应商生产中心,有望凭借性价比优势切入,实现高弹性成长。
定义:轴承的主要功能为支撑机械旋转体,传递力和运动,通过降低其运动过程中的摩擦系数降低摩擦损失,并保证其回转精度。轴承为机器人的核心零部件,主要应用于旋转执行器及线性执行器中。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则轴承领域新增市场规模有望接近15亿元。
竞争格局:根据头豹研究院,2024年轴承全球市场中斯凯孚、舍弗勒等头部“轴承八大家”企业总计市占率约7成,技术全球领先。受益于下游减速器等行业的国产化率提升,头部企业逐步实现国产替代。
相关公司:国机精工、长盛轴承、龙溪股份、五洲新春、金沃股份、力星股份、南方精工。
9.核心零部件:动力电池
行业观点:固态电池是当前锂电池行业重要的技术发展路径和行业趋势。由于具身智能机器人体积、质量有限,其对能量密度及安全性要求较高,属于固态电池的潜在应用场景。随着2027年固态电池逐步迈向商业化量产,具身智能机器人电池环节有望实现从液体电池向固态电池的转变。
定义:电池为具身智能机器人动力来源,具备高能量密度、高倍率、高安全和长寿命等多重要求,当前BOM占比约1%。相比于液态锂离子电池,固态电池能量密度可达到500Wh/kg(液态锂电池约为250Wh/kg),能量密度与安全性占优。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则锂电池新增市场规模有望超12亿元。从技术路线来看,2027年固态电池有望大规模量产,技术渗透率有望达到50%,对应8.8亿元市场空间。
相关公司:
1)固态电池制造:重点推荐宁德时代、比亚迪、欣旺达、国轩高科、鹏辉能源;
2)固态电池设备:重点推荐a.整线设备环节:海目星、利元亨,b.专用设备环节:赢合科技、杭可科技、联赢激光、骄成超声、纳科诺尔、曼恩斯特;
3)非固态方面:宁德时代、亿纬锂能、蔚蓝锂芯、珠海冠宇。
10.核心零部件:电子皮肤
行业观点:电子皮肤能够赋予机器人更高感知维度,丰富多维信息数据采集的同时大幅增强机器人处理复杂任务的能力,同时也是机器人仿生化的重要发展趋势,潜在市场空间广阔,看好国产厂商发展潜力。
定义:电子皮肤即柔性触觉传感器,兼具柔性、触觉反馈及仿生特性,旨在模拟人类皮肤的传感功能。电子皮肤能够提升机器人在复杂环境中的自适应移动、灵活处理物品,以及以安全的方式对身体与周围物体的接触做出适当反应的能力,满足现阶段机器人开发对于高效、精确与多维度触觉信息数据采集需求。
市场规模:按单台Optimus电子皮肤价值量3600元计算,若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,全球电子皮肤新增市场规模达9亿元。
竞争格局:现阶段电子皮肤主要应用于消费电子及医疗保健领域,机器人领域应用仍处于合作开发、送样实验阶段,国际厂商MC10、Xenoma、索尼、三星占据领先地位,国产厂商汉威科技、福莱新材、华威科后来居上加速崛起。
相关公司:福莱新材、汉威科技、祥源新材、日盈电子、东方电热。
11.核心零部件:视觉传感器
行业观点:当前视觉传感器处于核心技术不断突破、应用场景不断丰富的快速增长时期,产品由2D→3D、由工业级→消费级拓展,大规模产业化和商业化有望实现,为全球中高端视觉传感器市场带来较大产能缺口。国产厂商有望依托自主产权研发和产品性能优化,实现量与质的同步提升。此外,由于3D激光雷达算法成熟度高、稳定性强,宇树、智元、众擎、星海图等重点人形厂商采用3D激光雷达+视觉模组的融合方案。
定义:将光信号转化为电信号,以提取目标物体特征数据的智能设备,并通过内置算法实现检测、测量、识别或决策,是机器人的核心部件之一。消费级产品价格在数百至数千元不等,工业级产品价格更高。
市场规模:若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,全球视觉传感器新增市场规模有望超11亿元。
竞争格局:2024年视觉传感器全球市场,美国康耐视、日本基恩士仍占主导。根据GGII,工业视觉领域,国内市场奥比中光/凌云光/思看科技/天准科技的份额分别占1.6%/8.1%/5.1%/7.2%。
相关公司:奥比中光、凌云光、思看科技、天准科技。
12.核心零部件:惯性测量单元(IMU)
行业观点:伴随技术进步及精度提升,当前MEMSIMU正从消费及汽车等传统应用场景,逐步拓展到高端工业甚至国防军工领域。其中,壁垒相对较低的模组集成环节正涌现出越来越多的国产厂商,难度较高的MEMS陀螺仪芯片等也正迎来加速国产替代。MEMSIMU为具身智能机器人中的关键传感器,但技术路径暂未收敛,精度、应用部位、数量等方面主流公司有一定差异。
定义:IMU的主要功能为感知物体的角速度及加速度,通常由3轴陀螺仪及3轴加速度计组成,部分品类涵盖3轴磁力计。IMU为具身智能机器人的核心零部件,单机价值量约2000元以上。
市场规模:我们预计2023年全球MEMSIMU市场规模约20亿美元。若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则全球MEMS惯性传感器新增市场规模有望超3亿元。
竞争格局:根据明皓传感招股说明书,海外大厂占据全球IMU主导地位,2021年博世/意法半导体/TDK/霍尼韦尔/ADI分别占全球市场的35%/20%/20%/6%/7%,行业CR5约88%。
相关公司:芯动联科、华依科技。
13.核心加工工艺设备:机床及刀具
行业观点:机床是具身智能机器人重要零部件的核心加工设备,若机器人大规模放量,则有望对标新能源汽车对机床的需求拉动弹性,“以车代磨”、旋风铣等技术路径值得关注。
定义:金属切削机床主要通过车铣刨磨等多种方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度。丝杠等多类零部件均需经过机床加工,目前技术方案尚未收敛,磨削精度有保障但效率较低。
市场规模:2024年国内金属切削机床、金属成形机床、切削工具的市场规模分别为1,687亿、930亿、1,077亿元。若2028年特斯拉Optimus年出货量达30万台,则新增磨床数量有望超1100台。
竞争格局:根据中国机床工具工业协会,高端磨床的进口比例仍然较高,2022-24年,磨床品类均为金属加工机床进口金额排行的第三位,进口金额分别达8.1亿、7.7亿、8.3亿美金。秦川机床旗下的汉江机床螺纹磨床市占率位列国内第一。
相关公司:秦川机床、浙海德曼、华辰装备、日发精机、津上机床中国、创世纪、沃尔德、鼎泰高科。
科研&教育:率先批量化落地,全尺寸科研型与模块化教育型分层适配。在教育领域,具身智能机器人的商业化路径主要围绕课程适配与科研需求展开,而非针对特定场景的任务执行。当前该市场已进入早期批量化落地阶段,厂商需在功能配置与成本控制之间找到平衡点以满足院校采购需求。其核心价值在于:作为科研教具,这类产品需为研究者提供可编程、可拆解、可验证的开放式平台,而非承担实际场景的作业职能。
工业&制造:物流、汽车工厂持续试训,汽车总装车间替代空间广阔。工业场景对人形机器人的核心诉求聚焦于长期稳定性、精准作业与群体协作效能,其核心在于将可靠性转化为可量化的商业价值。
相较于工业机器人,具身智能机器人具备双足/轮式的可移动底盘、更加灵巧的末端执行器、配备多种传感器,具有更强大的空间进入性、精细操作能力和通用泛化性。我们预计未来工业机器人、具身智能机器人、工人会协同为工厂运行提供助力,而具身智能机器人会在搬运、质检、组装等环节逐步替代人工。
军用&特种:效费比突出,机器战争走向现实。军用:机器人应用范围广泛,以任务目标划分六大领域。通常,军用机器人以作战任务分为战斗机器人、侦察机器人、工程保障机器人、指挥控制机器人、后勤保障机器人和用于军事科研和教学的机器人。这些机器人以完成预定的战术或战略任务为目标,自主或人机协同条件下完成:
1.用于代替士兵执行战斗任务,以降低人员伤亡率;
2.用于侦察和观察这类危险系数较高的军事运动;
3.用于执行繁重的工程保障类任务,例如修路、架桥、排雷、布雷等;
4.用于处理军中各类情报并进行指挥、决策;
5.用于遂行运输、装卸、加油、抢修装备、抢救伤员等后勤保障任务;
6.用于军事科研和教学工作等。
国内产业正处产业爆发前期,智能化、集群化、网络化为重要趋势。中商产业研究院预计2024年国内特种机器人市场规模约246亿元,而军事应用机器人占特种机器人的比例约71%,据此推算2024年军用机器人市场规模约为175亿元。据航展及中柬联合军演等公开视频,当前军用机器狼仍以遥控型为主。智能化、集群化、网络化为军用机器人发展的重要趋势,实现“自主侦查、自主决策、自主打击”为机器狼大规模列装的重要条件,当前正处自主查打技术迭代期,模型训练数据的缺乏为产业链发展的主要瓶颈之一。结合当前战争无人化趋势,以及航展等公开场合机器狗等装备演示情况、技术成熟度,当前节点正处于军用机器人产业爆发前期。
特种领域:军工之外,其他特种领域应用不断拓展。相较于有人工作场景,特种机器人可在极端环境下保障人员安全,在高重复性工作中提升效率。伴随硬件技术及软件算法能力的持续迭代,特种机器人应用场景不断丰富,主要包括:
1)消防机器人:应用包括灾情侦查、火源扑灭和人员搜救等任务;
2)核工业机器人:因其耐辐照、高可靠性和易去污的特点,广泛应用于核设施的日常监控、核燃料生产、乏燃料处理以及灾难救援等领域;
3)水下机器人:凭借其在危险环境和零可见度水域中的作业能力,广泛应用于海洋科学研究、装备检测维修、搜救、石油开发等领域;
4)防爆机器人:广泛应用于石油化工、煤矿、军工及危险品处理等高危行业,主要承担巡检、探测、排险和灭火等任务;
5)电力巡检机器人:专门用于变电站、电力隧道及输电线路的巡检作业;
6)警用机器人:承担巡逻监控、交通指挥、排爆排险和救援侦查等多种任务。
家庭场景:
旋转vs线性:关节执行器可分为旋转执行器(RotaryActuator)、线性执行器(LinearActuator)。
从核心零部件来看,前者的构成一般为电机+谐波/行星减速器,将电机的旋转运动减速增扭→旋转运动,而后者的构成一般为电机+丝杠,将电机旋转运动减速增扭→线性运动。
旋转关节的优势为动态响应优势、供应链完善、成本优势。优势在于:
①动态响应:旋转关节能在复杂轨迹的调整中更具灵活性,能实现后空翻、侧空翻等高难度运动控制。且带宽高、响应速度快,在快速抓取或搬运避障时,高频动态调整能力更强。
②供应链完善:行星、谐波减速器的技术较为成熟,国产化率高,供应链完善。③成本优势:由于国产化率较高,带来更高的成本控制能力。劣势在于:①电机发热:在保持静止状态时,伺服电机必须持续输出电流保持一定扭矩,防止关节回转。但持续工作会导致电机和传动结
构产生热量,致使关节过热带来稳定性风险。②精度保持性:由于减速器之间会有传动空隙,运行时间长、瞬时负载过大时,会有精度损耗。③力控依赖性:在搭载高减速比的谐
波减速器时,由于力矩透明度较低,需要搭配额外的力矩传感器或编码器,以提升搬运重物时的安全性,减小与线性关节的精度差距。
线性关节的优势是高负载搬运能力、能量转换效率高、自锁特性。优势在于:
①高负载搬运能力:由于丝杠的传动间隙极小,高传动精度带来直线运动时的精确性(±0.01mm)。且行星滚柱/滚珠丝杠可直接输出高轴向力,单根负载远高于旋转执行器,适合需要稳定支撑的垂直负载场景,比如搬运重物时的腿部支撑。
②能量转换效率高:由于传动间隙小,直线传动效率高、能量的损耗更低、能够减少电机发热的问题。
③自锁特性:无需供电就能够保持关节的稳定性,减少关节过热的风险。特斯拉Optimus采用的倒置式行星滚柱丝杠由于其物理结构设计,小角度下无法被外力反向驱动,从而保持关节位置稳定。劣势在于:价格昂贵、加工工艺复杂、国产化率低。此外,当前运控算法多以旋转关节为主导,加入线性关节后,需从底层重新撰写线性+旋转关节的算法逻辑,加大了采用线性关节的使用成本。当前使用线性关节且有公开展示的头部公司有特斯拉、小鹏、开普勒。
关节执行器(Actuator)是人形机器人的核心部件。关节执行器是机器人的一体化关节,安装在机器人关节处(连杆结构的连接处),是驱动机器人执行结构(手臂、腿部、髋部、肩部等)运动组件,其核心构件包括电机(驱动装置)、减速器/丝杠(传动转置)、力矩传感器(传感装置)、编码器(传感装置)、伺服驱动(控制装置)等。
1X创新采用腱绳代替传统驱动方案,跳出“旋转or线性”的执行器选型。
夹爪vs灵巧手:实用性与复杂性的持久较量。物流搬运场景中,夹爪类非复杂型执行器已可满足绝大部分需求。
产业链投资机会:
参考资料:
20250509-中信证券-具身智能机器人产业2025年投资策略报告—智启量产,星辰可及
本报告仅提供给九方金融研究所的特定客户及其他专业人士,用于市场研究、讨论和交流之目的。
未经九方金融研究所事先书面同意,不得更改或以任何方式传送、复印或派发本报告的材料、内容及其复印本予以任何第三方。如需引用、或经同意刊发,需注明出处为九方金融研究所,且不得对本报告进行有悖于原意的引用、删节和修改。
本报告由研究助理协助资料整理,由投资顾问撰写。本报告的信息均来源于市场公开消息和数据整理,本公司对报告内容(含公开信息)的准确性、完整性、及时性、有效性和适用性等不做任何陈述和保证。本公司已力求报告内容客观、公正,但报告中的观点、结论和建议仅反映撰写者在报告发出当日的设想、见解和分析方法应仅供参考。同时,本公司可发布其他与本报告所载资料不一致及结论有所不同的报告。本报告中的信息或意见不构成交易品种的买卖指令或买卖出价,投资者应自主进行投资决策,据此做出的任何投资决策与本公司或作者无关,自行承担风险,本公司和作者不因此承担任何法律责任。
投资顾问:王德慧(登记编号:A0740621120003)