特斯拉機器人AI賦能加速迭代國產硬件降本優(yōu)勢明顯

請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明1/37 機械設備 36% 36%24%12% 0%-12%-24%l特斯拉強勢入局人形機器人：廣闊藍海，搶占先機2022-052022-092023-01數據來源：聚源人形機器人具備通用性，理論上幾乎能完成所有人類進行的任務，未來將擁有比汽車更大的市場空間。馬斯克曾稱特斯拉汽車是放在輪子上的機器人，特斯拉必然利用這個天然優(yōu)勢搶占人形機器人廣闊市場的先機。人形機器人與智能汽車協同，也將助力特斯拉以更低的成本實現完全自動駕駛的2022-052022-092023-01數據來源：聚源《出口新高、復蘇在即，通用激光行業(yè)將迎新一輪成長—行業(yè)周報》-《開源證券_行業(yè)投資策略_機械行業(yè) 《Q1核電火電景氣上行，激光設備《出口新高、復蘇在即，通用激光行業(yè)將迎新一輪成長—行業(yè)周報》-《開源證券_行業(yè)投資策略_機械行業(yè) 《Q1核電火電景氣上行，激光設備合同負債增幅較大—行業(yè)周報》-l特斯拉機器人降本潛力大，國產硬件供應商迎來重要機遇特斯拉機器人在設計上也選擇了硬成本最低、軟成本最大的方式后發(fā)制人，類似在自動駕駛感知領域以純視覺方案代替激光雷達。特斯拉機器人硬件成本包執(zhí)行器采用的零部件種類和現有的工業(yè)機器人基本一致，由于沒有像工業(yè)機器人一樣對實現高速運動的要求，一定程度上降低了生產難度，因此只需根據人形機器人的特點對零部件進行調整修改就可以進行標準化的大批量生產，而且軸承、齒輪箱、滾珠絲杠、電機等部件可復用特斯拉汽車的供應鏈。國產硬件供應商具備很強的低成本大規(guī)模量產能力，迎來了導入特斯拉機器人硬件供應l站在特斯拉機器人產業(yè)化落地起點，國產廠商增長動能充沛立行走，證明了特斯拉機器人優(yōu)秀的軟硬件設計可以實現快速迭代。2023年特斯拉將在墨西哥超級工廠生產新車型，Optimus有望在汽車總裝產線首次投入使用，開啟產業(yè)化落地的進程，在TOB端迭代升級后滲透到廣闊的社會服務、家庭服務市場。國產零部件廠商迎接增長浪潮，按照技術壁壘由高到低對受益標的分類：滾柱絲杠：秦川機床、恒立液壓、新劍傳動；編碼器和傳感器：奧普光電、匯川技術、埃斯頓、昊志機電；空心杯電機：鳴志電器、江蘇雷利；無框電機：步科股份；諧波減速器：漢宇集團、綠的諧波、中大力德、l風險提示：Optimus迭代不及預期、中國企業(yè)進入特斯拉供應鏈不及預期。 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明2/371、人形機器人遠期空間大于汽車，特斯拉強勢入局搶占先機 42、手握FSD系統，AI是Tesla投入人形機器人的最強競爭力 52.1、Optimus問世前：成本高、不智能是人形機器人無法量產的原因 52.2、最強大腦：Optimus復用完全自動駕駛解決方案FSD 52.2.1、海量數據儲備節(jié)省開發(fā)人形機器人的前期費用 62.2.2、不斷升級的感知、規(guī)控算法 72.2.3、模型訓練的最強算力基礎設施：DOJO超級計算機 92.3、大模型發(fā)展超預期，加速提升人形機器人交互、決策、感知能力 3、特斯拉機器人降本核心途徑：中國企業(yè)供應關節(jié)模組 3.1、旋轉關節(jié) 3.1.1、傳感器與編碼器：全球百億市場，海外廠商壟斷高精度領域 3.1.2、諧波減速器：特斯拉機器人帶來翻倍空間，70億供給缺口待國產廠商填補 3.1.3、關節(jié)軸承：用量超預期，可復用汽車供應鏈加速降本 3.2、線性關節(jié) 3.2.1、滾柱絲杠：傳動新星撬動千億市場，國內廠商將從0→1打破海外壟斷 3.2.2、機器人關節(jié)高功率密度的選擇：無框電機 213.3、靈巧手：關注率先實現微型線性執(zhí)行器量產的企業(yè) 213.4、國產加工設備取得長足進展，為零部件廠加速擴產保駕護航 223.5、其他零部件：電池、視覺傳感性能優(yōu)異 234、落地場景:先在汽車總裝廠落地，后滲透至廣闊TOC市場 234.1.1、關鍵時點：新車型將在墨西哥工廠生產，Optimus或將首次批量應用 234.1.2、按量產規(guī)模不同，降本節(jié)奏分為3階段 24 245.1、奧普光電：國內光柵編碼器領軍者 255.2、匯川技術：工控行業(yè)龍頭，打通工業(yè)機器人上游核心部件及中游本體鏈條 255.3、埃斯頓：掌握運動控制核心技術的國產機器人本體龍頭 265.4、秦川機床：磨齒機、磨床核心標的，子公司布局滾珠絲杠 275.5、恒立液壓：國內液壓件龍頭，定增項目加碼線性驅動器產能 295.6、鳴志電器：海外布局最充分的國產空心杯電機供應商 295.7、步科股份：伺服電機實力逐步展現 305.8、江蘇雷利：不斷向高附加值領域拓展的微特電機龍頭 315.9、漢宇集團：諧波減速器后起之秀，生產效率、機電一體化實力國內領先 315.10、綠的諧波：國內諧波減速器龍頭 325.11、中大力德：機器人運動執(zhí)行部件制造的多面選手 325.12、昊志機電：高度稀缺的機床高端主軸、機器人關節(jié)模組供應商 335.13、雙環(huán)傳動：國內精密齒輪加工領導者，布局機器人用減速器、優(yōu)勢復制 345.14、豐立智能：國內高端電動工具用齒輪龍頭，諧波減速器帶來新增長 345.15、力星股份：國內精密軸承鋼球龍頭 346、風險提示 35圖1：2022年特斯拉AIDAY展出的Optimus全架構 4圖2：特斯拉最新FSD系統總覽圖 6圖3：TeslaFSD裝機量保持穩(wěn)定 6圖4：數據引擎自成閉環(huán)，驅動迭代開發(fā) 7圖5：FSD視覺感知神經網絡架構 8圖6：利用Transformer神經網絡訓練，實現從2維圖像空間到三維向量空間變換 8圖7：Optimus通過人類示教可以學會一類通用工作的執(zhí)行方法 9圖8：Optimus復用OccupancyNetwork感知網絡 9圖9：相比英偉達A100，Dojo運行神經網絡模型的效率倍增 圖10：使用Dojo降低GPU集群服務成本 圖11：不斷迭代的自言語言大模型 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明3/37圖12：通過chatgpt，實現機器人與人類的自然語言交互 圖13：ChatGPT控制機械臂拼出一個微軟的Logo 圖14：SAM能很好得對圖像中的所有內容進行自動分割 圖15：對比當前時點和終局狀態(tài)下BOM表拆解，線性關節(jié)和靈巧手的降本空間最大 圖16：旋轉關節(jié)成本拆分，早期階段 圖17：旋轉關節(jié)BOM拆分，終局狀態(tài) 圖18：旋轉關節(jié)拆解 圖19：特斯拉旋轉關節(jié)采用雙編碼器+力矩傳感器 圖20：協作機器人關節(jié)模組中采用雙編碼器 圖21：光編碼器精度高于磁編碼器 圖22：六維力傳感器應用于中國空間站機械臂 圖23：節(jié)卡機器人發(fā)動機裝配中使用六維力傳感器 圖24：電機+諧波減速器構成了特斯拉機器人三種不同力矩的旋轉執(zhí)行器 圖25：諧波減速器廠商技術路徑對比 圖26：特斯拉機器人根據不同位置的受力特點選用不同軸承 圖27：特斯拉線性關節(jié)使用行星滾柱絲杠 圖28：線性關節(jié)成本拆分，早期階段 圖29：線性關節(jié)BOM拆分，終局狀態(tài) 圖30：行星滾柱絲杠電動缸優(yōu)勢明顯 20圖31：滾柱絲杠滾動體直徑和接觸點的數量大大高于滾珠絲杠 20圖32：行星滾柱絲杠將替代滾珠絲杠和液壓驅動，成為未來最主流的精密傳動部件 20圖33：Maxon無框電機應用于協作機器人關節(jié) 21圖34：無框電機只包含定子和轉子，可輸出大力矩 21圖35：靈巧手內的執(zhí)行器是一個微型伺服電缸 22圖36：特斯拉機器人電池、主板、風扇集成于胸腔中 23圖37：2023年投資者日展示，特斯拉機器人已經可以獨立行走 24圖38：特斯拉機器人進行拼裝 24圖39：預計2030年人形機器人成本將下降至2-3萬美元 24圖40：受益標的總覽 25圖41：匯川技術運控類產品毛利率領先行業(yè) 26圖42：匯川技術布局除減速器外的工業(yè)機器人核心部件以及工業(yè)機器人本體 26圖43：埃斯頓是國產工業(yè)機器人龍頭（銷量，2022年） 27圖44：埃斯頓工業(yè)機器人銷量、毛利率雙升 27圖45：鳴志電器境內外市場齊頭發(fā)展 30圖46：公司高度重視研發(fā) 30圖47：被收購公司在機器人、半導體、航空航天等領域有技術積累和成熟解決方案 30圖48：步科股份146W無框電機的額定轉矩可達到1350mNm 31圖49：2020-2022年，常州精納凈利潤同比增速提升 31圖50：中大力德持續(xù)投入固定資產，大量購置的設備已經攤銷完畢 33圖51：昊志機電形成了完善的協作機器人產品鏈條 33圖52：公司成功自主研發(fā)六維力矩傳感器，實力彰顯 33表1：波士頓動力人形機器人VS本田ASIMO人形機器人 5表2：Optimus根據關節(jié)活動需求分別安裝線性執(zhí)行器和旋轉執(zhí)行器（單位：個） 表3：全球諧波減速器供需格局 表4：主要諧波減速器廠機電一體化實力對比 表5：磨床、齒輪加工機床是生產機器人關節(jié)零部件的核心設備 22表6：公司在機床主機以及核心部件滾珠絲杠、刀具、數控系統領域的產品布局 27表7：定增項目即將落地，公司機床及核新部件產能加碼助推新增長 28表8：站在特斯拉機器人產業(yè)化落地起點，國產廠商增長動能充沛 35 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明4/37低于2萬美元。大腦使用全球最強大的超算集群Dojo和特斯拉汽車同款的FSD個自由度，2大類6種類型的執(zhí)行器，負面。動力系統中2.3kWh、52V電池包，充電管理、傳感器和冷卻系統都借乎完全實現自動駕駛的電車。第一，Optimus人形機器人量產后將發(fā)揮使用場景和視野高度等優(yōu)勢，為特斯拉神經網絡算法提供海量長尾場景數據支持，幫助特斯拉理系統等復用特斯拉汽車，人形機器人量產后將進一步擴大硬件需求規(guī)模，從而進人形機器人有以下四點優(yōu)勢1）仿生步態(tài)下運動能力較傳統履帶/四輪/雙輪機器人大幅提升2）靈巧手可實現雙手配合和工具替換，較工業(yè)機器人技能更廣3）務機器人”這樣明確的功能屬性，人形機器人具備通用性，一款成熟的從人形機器人相比傳統工業(yè)機器人的優(yōu)勢來看，更大的市場空間，因為人形機器人理論上幾乎能完成所有人類進行的非標任務。馬斯克曾稱特斯拉汽車是放在輪子上的機器人，那么特斯拉將利用這個天然優(yōu)勢搶占 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明5/37在特斯拉機器人問世以前，以波士頓動力Atlas為代表的液壓驅動人形機器人和以日本本田ASIMO為代表的的電驅動人形機器人均存在成本高、不智能、控制成本高，一是由于使用了很多特殊和高成本零部件，液壓驅動的機器人還需要考慮高昂的維護成本和耗電成本。二是軟件端數據采集/數據購買、數據標注和模型訓練帶來的高成本?！安恢悄堋敝傅氖侨诵螜C器人的核心算法尚未突破，包括“感知-認知-決策-執(zhí)行”的算法以及如何讓機器人具備人類的邏輯思維能力，同時可以模擬出人類的情感和情緒，達到與人類共情。表1：波士頓動力人形機器人VS本田ASIMO人形機器人48kg——器——四連桿傳動，驅動上移；踝關節(jié)為并聯機構，馬斯克認為，想要解決自動駕駛，就必須解決現實世界中的人工智能，因此特斯拉一直在向人工智能技術公司轉型。特斯拉研發(fā)人形機器人的初衷便是最大程度上利用特斯拉在造車和自動駕駛方面的優(yōu)勢，特別是自動駕駛研法經驗、數據驅動能力、AI芯片能力、模型訓練能力等，智能是特斯拉投入機器由數據、算法、硬件構成整體架構，其迭代路徑則是通過不斷升級算力的硬件來支撐不斷升級的算法從而處理不斷增加的海量數據。由圖下方的訓練數據（TrainingData共同輸入信息進入神經網絡（NeutralNetworks） 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明6/37中，對占用網絡（Occupancy）和一些幾何形狀（L特斯拉FSD系統已有海量數據儲備，開發(fā)人形機器人可節(jié)省大量前期費用。車隊傳回的數據與場景仿真生成的數據共同構成特斯拉FSD系統的數據收集。累計擁有30PB容量的視頻數據。特斯拉計劃于2022現實世界收集到的數據不足以覆蓋所有場景，要完善FSD的功能，還需要做5分鐘時間，就可以生成與現實世界非常接近的虛擬場景，幫助特斯拉快速覆蓋長尾場景。數據驅動的算法模型進行升級。影子模式是指，人在進行駕駛的同時特斯拉自動駕駛系統同樣也在計算自己會怎么做，然后和人的選擇進行對比。在特斯拉的數據引擎中，車隊傳回的數據從影子模式中挖掘模型誤判（即，自動駕駛選擇的操作方式是錯誤的）的數據，將之召回并采用自動標注工具進行標簽修正，然后加入到訓練和測試集中，可以不斷優(yōu)化云端和車端的網絡。這個過程是數據閉環(huán)的關鍵節(jié)點， 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明7/37邏輯，下文將重點分析FSD的感知、規(guī) 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明8/37數據直接進行融合，利用Transformer神經網絡（一種基于注意力機制的深度學習模型）進行訓練，實現特征從二維圖像空間到三維向量空間的變換。由于速度、目標的遮擋與重現等狀態(tài)無法在單幀下識別，因此第三步是時間融合，給上一步的每責特定的功能，后面接著自己的單獨網絡。自動駕駛領域的重要里程碑。此前，純視覺一直被人詬病的對于未知障礙物的識別能力。引入OccupancyNetwork后，不再進行目標識別，而是通速度輸出，因此和激光雷達相比，其視覺的語義感知10毫秒中計算完畢，輸出可以達到跟相機同樣的36Hz，超過目前絕大多數雷達僅 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明9/3710Hz的采集頻率。因此在高速環(huán)境或者對快速移動的物體感知方面，純視覺的于激光雷達解決方案。在機器人上視覺傳感器的成本很低，相對于單線激光雷達來講，所包含的信息則極大豐富，單目視覺可以使用很低的成本覆蓋機器人周身，獲取機身周圍的OccupancyNetwork，作為避障與路徑規(guī)劃的依據。而且OccupancyNetwork是個軟件方案，后期可以使用訂閱軟件的方式收費，升級非常的便捷，相對于硬件的替換優(yōu)勢更大。人體在感知到周圍世界的信息后，會基于對這些信息的認知做出相應的判斷，來規(guī)劃自己的軀體應該作何反應并下發(fā)控制指令，人形機器人和自動駕駛汽車也是特斯拉的“交互搜索”規(guī)劃模型進一步增強了FSD輛、行人的未來行為都有一定的不確定性，特斯拉采用“交互搜索”（InteractionSearch）的規(guī)劃模型，在線預測自己和其他車輛，行人等的交互，并對每一種交互帶來的風險進行評估，最終決定采取何種策略。FSD系統還能夠通過Occupancy在2022AIDAY上，可以看到Optimus已經可以較好地利用起FSD中的中運用了很多強化學習方面的算法，比如讓機器圖7：Optimus通過人類示教可以學會一類通用工作的 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明10/37型。如果采用人工標注，訓練一個神經網絡模型需要一兩周甚至幾個2022年AIDAY上，馬斯克宣布將于2圖9：相比英偉達A100，Dojo運行神經網絡模型的效工智能的發(fā)展在人形機器人領域大有可為。我們認為，大模型的發(fā)展將大大提升人盡管在機器人技術中使用LLM具有潛在的優(yōu)勢，但現有的大多數方法都受限于僵硬的范圍和有限的功能集，不允許進行流暢的互動和用戶反饋的行為修正。相 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明11/37使用人類反饋進行微調，顯示出了非常強的交互功能。能夠讓用戶其實現路徑是：首先，由于機器人是個多元化領域，在微軟的操作框架下，不同機器人，都有自己對應的特定函數庫。這些函數庫，可以理解為中控，能夠連接機器人控制系統進行底層硬件的管理，以及執(zhí)行基本運動的代碼和功能模塊。然后，為了讓ChatGPT能遵循函數庫的規(guī)則和API后，用戶給ChatGPT編寫了一個文本提示（pro確說明函數庫中哪些函數可用，就可以控制機器人去執(zhí)行任務。交互能力，加速人形機器人的落地。由于AI生成內容效果和人為提示的質量呈正相關，微軟開發(fā)了一個協作開源平臺PromptCraft，任何人都能在此分享不同類機文本輸入以及文本輸出，同時還最多能夠實現通用性、理解能力、角色認知、長文本支持等方面的明 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明12/37從決策層分析：ChatGPT使用了人類反饋強化學習（RLHF）這種訓練方法，在訓練中可以根據人類反饋，保證對無益、失真或偏見信息的最小化輸出。這和特步提升人形機器人的感知能力。圖像分割是機器視覺算法領域的核心問題，此前解決圖像分割有交互式分割和自動分割兩種方式，但這兩種方法都沒有提供通用的、全自動的分割方法。而SAM開源大模型已經學會了關于物體的一般概念，并且它可以為任何圖像或視頻中的任何物體生成mask，甚至包括在訓練過程中沒有遇到過的物體和圖像類型。SAM足夠通用，可以涵蓋廣泛的用例，并且可以在新的圖像『領域』上即開即用，無需額外的訓練。英偉達人工智能科學家JimFan表示， 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明13/37模仿人體的關節(jié)而誕生，最早由美國科爾摩根公司發(fā)明，供應給協作機器人廠商。特斯拉機器人關節(jié)模組使用的數量和目前全球領先的人形機器人基本一致，可以在機器人運動過程中實現穩(wěn)態(tài)控制。隨著特斯拉機器人在形態(tài)越來越接近人類，使用的關節(jié)模組數量或將進一步增長，帶動核心部件的2-2表比例超過50%，要達到2萬美金售價還有84%的降價空間。于沒有像工業(yè)機器人一樣對實現高速運動的要求，一定程度此只需根據人形機器人的特點對零部件進行調整修改就可以產，而且軸承、齒輪箱、滾珠絲杠、電機等部件可復用特斯硬件供應商具備很強的低成本大規(guī)模量產能力，迎來了導入旋轉執(zhí)行器包括無框電機、諧波減速器、雙編碼器、力矩傳感器、角接觸軸承交叉滾子軸承。根據我們測算，無框力矩電機、諧波減速器和力矩傳感請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明14/37價2萬美金時降價空間最大的為無框電機（降價75%）、諧波減速器（降價3.1%2.8%28.0%25.4%25.4%28.0%15.3%21.8%4.8%3.5%21.8%21.8%21.8%26.2%特斯拉機器人的旋轉關節(jié)采用高低速雙編碼器和力矩傳感器。輸出側和各有一個編碼器。輸出側編碼器用于測量輸出位置的變化，電機側編碼器用于計算得到輸出軸的理論位置，與輸出側編碼器的數據進行對比，得到外部受力大小，從而交付驅動器進行后續(xù)控制。非接觸式力矩傳感器是基于編碼器或霍爾原理測量材料形變的力矩傳感器。請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明15/37性能提高，必然要求編碼器精度的提高。從物理介質的不同來分，分為光編碼器和光編碼器。整體來看，國產編碼器的精度和綜合性能和國外差距較大，國內高精度市場被日本廠商多摩川和尼康壟斷。國產廠商匯川技術、埃斯頓感器市場預計將從2021年的74.3億美元增長到2027年的126按照測量維度，力傳感器可以分為一至六維力傳感器。六維力傳感器是目前維度最高、力覺信息反饋最為全面、難度最大的力覺傳感器，最早應用于航空航天市場，后逐步應用于打磨、銑削、焊接及裝配場景的工業(yè)機器人以及對傳感性能要求更高的協作機器人。一臺進口的六維傳感器價格接近國內一臺協作機器人的價格，考慮成本管控，我們認為特斯拉機器人在量產初期請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明16/37全球傳感器市場的主要廠商有霍尼韋爾、意法半導體、飛思卡爾、博世、飛利浦等，中國市場上的高端傳感器進口占比高達的力傳感器合作商，未上市）、坤微科技（供貨精密減速器是機器人的核心傳動部件，占據工業(yè)機器人30%的零部件成作用是降低伺服電機的高轉速、通過齒輪減速比放大伺服電機的原始扭矩，并提供高剛性保持、高精度定位。諧波減速器是精密減速器的一種，根據《中國工業(yè)機器需求側：特斯拉機器人的旋轉關節(jié)需要更輕量、小型、集成化的傳動裝置，全穩(wěn)定在200萬臺/年，并且?guī)缀跞抗o以四大家族為主的工納科產線的自動化程度較低，對檢測人員需求較大。在美德日三地勞動力成本較高的情況下，其凈利率水平僅保持在15%左右，遠低于國內諧波減速器廠商。為了保根據我們測算，到2027年人形機器人由于人形機器人的運動速度低于工業(yè)機器人，對諧波減速器性能的要求也低于工業(yè)機器人，因此國內諧波減速器廠商可以勝任人形機器人對零部件的要求，在海外龍頭謹慎擴產的背景下，諧波減速器的產能缺口有望由中國廠商填補。 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明17/37--5資料來源：開源證券研究所注：根據現有的人形機器人生產制造對供應鏈的要求，通常在早期諧波減速器產品的技術迭代基本停滯，當前，我們能力。生產一臺諧波減速器，從數理模型設計、材料熱處理理解到設備選擇、加工工藝等環(huán)環(huán)相扣。具體過程是：首先設計柔輪齒型，柔輪的齒形決定加工設備的選擇，而設備的選擇又決定鋼輪使用哪種制造材料。目前國內外柔輪材料均使用40CrMoNiA、40CrA等碳合金鋼。國內企業(yè)的材料熱處理水平相差不于國外水平。因此，鋼輪加工技術路徑的差異直接決定國內諧波減速器廠商產能釋傳感器進行組裝形成一個基本傳動單元，再通過控制器控制這個高度集成化的傳動關節(jié)以實現對本體的運動控制。機電一體化可以進一步縮小零部件體積，實現整體運動控制，提高工業(yè)機器人等自動化設備的靈活機電一體化是未來減速器廠商競爭制高點。全球諧波減速器龍頭哈默納科自認為提高整體運動控制實力是實現技術進步的核心。哈默納科作為引領諧波減速器行業(yè)多年的龍頭企業(yè)，其產業(yè)布局方案是判斷行業(yè)趨勢的風向標。同時，人形機器人對關節(jié)小型、輕量的要求也在對機電一體化產品有更高的需求。因此，我們認為機電一體化實力是諧波減速器廠商未來的競爭焦點。 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明18/37龍頭海伯森6.05%的股份以布局傳感單元。傳感器是機電一體化系2021年，海伯森生產的六維力傳器獲得全球協作機器人大廠丹麥優(yōu)傲獨家認證，首次打破在已成功推出伺服電機，2021年起公司開始向客戶提供全部自研的“伺服電機+RV/諧波減速器+結構件”伺服驅動器，有望于2023年形成銷售，屆時其機電一器、結構緊湊型伺服電機、無框力矩電機旋轉執(zhí)行器、諧波減速模組等資料來源：中大力德公告、綠的諧波官網、承的單價均可降到百元以內，以100萬臺產量計算，帶來的軸承市場空間增量約從供應鏈角度，深溝球軸承國內成熟供貨，價格內可供貨，價格低，精度低；四點接觸軸承國內可供角接觸軸承以及四點接觸軸承更具備優(yōu)勢。深溝球軸承設計簡單，能高速運行并且工作期間無需保養(yǎng)，價格低，是使用最普遍的軸承，國內已經實現成熟供貨。交叉滾子軸承是和諧波減速器配套使用，制造難度大，全球范圍內可大規(guī)模量產的企業(yè) 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明19/37滾柱絲杠的方案。絲杠的傳動精度高，輸出力能力強，但反驅透明度差（所以需要力傳感器響應速度偏慢。這套驅動方案可以實現高剛性，但可能會限制下肢高線性關節(jié)是特斯拉機器人在硬件端優(yōu)化升級的核心。特斯拉機的驅動器可能受限于尺寸及集成化的難度，導致推重比較低為1400N/Kg，對比國內先進的自重0.1Kg級別的微型伺服電缸推重比已達到490根據我們測算，行星滾柱絲杠、倒置滾柱絲桿是線性關零部件，行星滾柱絲杠在特斯拉機器人硬件總成本8.6%2.2%0.2%8.6%8.6%0.4%24.1%55.9%4.3%0.7%21.4%4.3%0.7%21.4%1.5%12.0%38.6%滾柱絲杠是滾珠絲杠的一種細分品類，制造難度比滾 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明20/37桿是最常使用的機械傳動元件之一。傳統滾珠絲桿通過在絲杠和螺母之間引入滾珠，能耗下降至低于20%，因而摩擦降低，精度得以保持。而滾柱應速度快、更清潔環(huán)保、更容易實現電控化等優(yōu)勢，將成為液壓動缸的未來技術主力替代方案。在機器人、自動化行業(yè)，行星滾柱絲杠替代滾珠絲杠電動缸和氣缸；在機床、醫(yī)療器械、光學儀器行業(yè)，行星滾柱絲杠替代滾珠絲杠；在汽車、新能源汽車、智能電車以及工程機械領域替代液壓缸。亞太地區(qū)是全球滾珠絲桿的主要市場，2019年亞太地區(qū)市場份額占比為43.56%， 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明21/37高精度滾珠絲杠技術壁壘高，海外廠商占據壟斷地位。全關數據，日本和歐洲滾珠絲桿企業(yè)占據了全球約70%的市杠生產商稀缺，僅有少量具備小批量研發(fā)制造能力的企業(yè)，包括秦川機床或端蓋的伺服電機，只包含定子和轉子。無框力矩電機的核心優(yōu)勢結構緊湊，散熱性好。1949年由美國I司合并為科爾摩根公司）發(fā)明，用于早期導彈和空間飛行器的慣性制導系統上的傳動萬向節(jié)?，F在，無框電機的典型應用包括機器人和機器人關節(jié)、武器站、傳感器的萬向節(jié)、瞄準系統、無人機推進與導航、工廠自動化海外廠商科爾摩根、Maxon、日本電產、Moog電機位列全球無框電機市場第衡量靈巧手性能強弱的指標是單個手指可施加的力，目前全球領先的水平是單個手特斯拉機器人靈巧手內部構成是一個微型的線性執(zhí)過高速運轉的空心杯電機（小功率段體積最小、功率密度最高的電機）提供動力，搭載小模數齒輪的減速箱起到類似于旋轉執(zhí)行器的能力。高性能的螺桿結構使整體結構更為緊湊。整個微型線性執(zhí)行器由低壓驅動板來控制。國產廠商在除了減速箱 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明22/37以外的其他零部件領域均處于量產的布局期。在特斯拉機器人的拉動下，能夠率先磨床和齒輪加工機床屬于金屬切割機床，是減速器、軸精加工階段的重要設備。齒輪加工機床主要包括磨齒機和車齒機，磨床和外圓磨床。磨齒是齒輪精加工的主要工藝，通過可靠有效地加工硬齒面齒輪，修正熱處理產生的變形和粗加工的各項誤差，提高加工精度。目前，國產數控磨齒機已取得了長足發(fā)展，各項性能比肩海外品牌，差距在于精度的保持程度，即，設機床、寧江機床（未上市）、北平機床（未上市）目前都已具備批量生產高精度齒也曾是秦川機床滾磨齒機的客戶。寧江機床和華中數控緊密合作，設備已用于航空零部件加工設備零部件加工設備作用 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明23/37零部件加工設備零部件加工設備作用電池實現小體積大容量，推測復用了汽車動力電池技術。電池與主板、散熱風扇置視覺傳感器硬件為左右單目相機+魚眼相機，硬件成本較低，依賴算法。集成人形機器人的最終目標是成為通用型機器人，景進行軟硬件的升級迭代。根據特斯拉機器人目前關節(jié)模制造分為沖壓、焊裝、涂裝、總裝，其中沖壓以上，以液壓機和大功率機械臂為主；總裝自動化率較低輕，基本全部依賴人工?？紤]到人形機器人的小體積、輕負載和視覺傳感等特點， 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明24/37續(xù)優(yōu)化后，應用場景逐漸擴展到社會服務業(yè)和家圖37：2023年投資者日展示，特斯拉機器人已經可以成本。根據優(yōu)必選預測，根據量產規(guī)模不同，人形機器 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明25/37奧普光電主業(yè)為光電測控儀器設備、新型醫(yī)療儀器、光學材料和光柵編碼器等器廠，是中國最早的光電編碼器及光學儀器專業(yè)制造商。編碼器是是伺服電機內部集成的傳感器，分為光編碼器和磁編碼器。從1967年制造出中國第一臺工業(yè)編碼器到如今國內領先的高端傳感器系列，禹衡光學已實現包括金屬光柵角度編碼器、絕對式光柵尺（國內唯一）、旋轉變壓器、角度編碼器、齒輪編碼器及常規(guī)編碼器器研制與產業(yè)化”等國家重大項目均落戶禹衡。前兩大項目已順利完成驗收。禹衡光學編碼器目前跟廣州數控等國內主流機器人廠家都有配套。同時，在伺服產品上面，2022年新推出了一款應用于伺服產品的25位絕對式光度更高、產品穩(wěn)定性也更好，特別適合在協作機器人上面的使用。同時，尺寸上也變得更小，就是配合服務機器人和小型的機器人關節(jié)匯川技術是我國工業(yè)自動化領域龍頭。主要為設備自動化/產線自動化/工廠自動化提供變頻器、伺服系統、PLC/HMI、高性能電機、傳感器、機器視覺等工業(yè)自 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明26/37公司全資子公司長春匯通具備光電編碼器以及磁編碼器自制磁編碼器應用于公司自產的伺服電機，降低了伺服電機201820192020兆威機電——鳴志電器——步科股份——匯川技術——禾川科技——信捷電氣限公司”，進行絲杠、工業(yè)機器人生產廠房及配套設施的建設，總投資不超過16.5億元，擬于2022年6月動工建設。產業(yè)鏈競爭優(yōu)勢。核心部件包括伺服系統、PLC、HMI、編碼器、數控系統。本體包括六軸通用機器人、四軸碼垛機器人、SCARA機器人以及焊接機器人，應用于涵蓋于光伏、鋰電、焊接、鈑金折彎、沖壓、壓鑄、木工打孔、裝配、分揀、打磨、起步期對數控系統、伺服系統核心技術的潛心研發(fā)奠定了公器人龍頭的基礎。公司2002年推出金屬成形機展機床電液伺服系統，2008年拓展交流伺服系統，2012年起基于自主運控技術、 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明27/37伺服技術優(yōu)勢進入工業(yè)機器人領域。全球工業(yè)機器人龍頭發(fā)那科也是憑借對底層數控系統技術的極致掌握，牢牢守住全球工業(yè)機器人龍頭的地位，毛利率水平高于同為工業(yè)機器人四大家族的安川電機及ABB。圖43：埃斯頓是國產工業(yè)機器人龍頭（銷量，202215.3%8.2%31.2%8.2%2.3%2.7%8.2%2.3%7.9%2.8%7.9%5.2%5.2%5.9%6.4%020182019202020212022H1秦川機床是我國機床行業(yè)的老牌國企，是我國磨齒機龍頭公司在機床及核心部件領域的技術產品積淀深厚，是高端數控機床及核心產品分類產品分類主要產品示意圖 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明28/37證監(jiān)會同意注冊，并由公司向深交所和中國證券登記結算有限責任公司深圳分公司設年設 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明29/37傳統業(yè)務：公司是我國液壓件龍頭。液壓元件及系統是大型機械核心傳動裝置，工程機械為公司核心產品的第一大下游。下游客戶包括：美國卡特彼勒、日本神鋼、缸有兩大核心優(yōu)勢。第一，公司已經前瞻性地在電動缸領域已形成相關技術積累和客戶交付成品并實現銷售。第二，滾珠絲杠的工件特點是加工精度高、變形要求嚴格，而公司憑借在液壓件領域多年積累，擁有很強的精密加工制造能力，具備生產滾珠絲桿的技術、工藝和設備基礎。公司也是全球范圍內少數擁有自制鑄件廠的液壓件企業(yè)之一。2022年公司定增項目之一線性驅動器項目總投資15.27億元，其中建設投資滾珠絲桿電動缸、750根行星滾柱絲桿電動缸、100000米標準滾珠絲桿和100000鳴志電器以步進電機起家，是打破日企壟斷、進入混合式步進電機全球前十的入占總收入比例的。此外，公司對研發(fā)高度重視，2020年以來研發(fā)費用保持在1.5 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明30/3780.00%60.00%40.00%20.00%40.53%40.53%42.98%44.52%45.10%42.48%48.13%59.47%57.02%55.48%54.90%57.52%51.87%2017201820192020202 02.182.180.94優(yōu)秀人才和優(yōu)質客戶奠定基礎。兩家公司均地處硅谷附近，成立30余年，在北美生物醫(yī)療儀器設備、高端安防監(jiān)控設備、航空航天電子設備等高附加值領域擁有在重要市場份額和客戶資源。LIN具備尖端0.9度混合式步進電機技術，公司后續(xù)與體化無刷電機領域享有一定的knowho為移動機器人、工業(yè)機器人、新能源制造，還有醫(yī)療設備、倉儲物流、機床行業(yè)提供涵蓋伺服系統、PLC、步進系統、HMI等工控部件的解決方案，其中機器人行業(yè)為公司營收主要來源。公司全資子公司常州精納專業(yè)從事伺服電機的研發(fā)生產。主營產品包括低壓直 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明31/37流伺服電機、高壓直流伺服電機、無框電機、無刷電機以及可集成減速機、驅動器的一體化伺服電機五大品類。其中，無框電機主要用在協作機器人，基本可以做到和國際龍頭企業(yè)性能、功率和過載能力、以及動態(tài)響應能力接近，同時成本和售價2022年，常州精納實現營業(yè)收入1.31億元，同比提升10.6%，實現凈利潤行業(yè)景氣度較為低迷，但公司的營收、凈利潤逆勢增長，體現出公司的產品實力不圖48：步科股份146W無框電機的額定轉矩可達到019.4%4.1%19.4%4.1%——收入同比增速傳統業(yè)務：2017年上市之初，公司是國件整體解決方案提供商，空調電機及組件、洗衣機排水泵、洗衣機排水電機和冰箱服電機、伺服驅動、齒輪箱、絲桿、編碼器五大產品線。新能源板塊含儲能和新能源車兩大業(yè)務板塊，其中新能源車業(yè)務含電子化與輕量化兩個方向，儲能板塊主要產品為冷卻水泵。2022H1，工控、醫(yī)療、汽車領域分別實現營業(yè)收入1.6/1.5/1.47公司切入空心杯電機和絲杠的途徑是對鼎智科技進行收購，鼎智科技自2008億元，同比增長6.60%。凈利潤上漲的原因，一方面在于公司持續(xù)加大新能源汽車電子泵、儲能泵、工控電機、醫(yī)療用音圈電機、空心杯電機、激光雷達電機等產品的研發(fā)投入，改善產品銷售結構，使得綜合產品毛利率有所提升；另一方面子公司鼎智科技的醫(yī)療板塊業(yè)務實現快速增長，使 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明32/37器研發(fā)，核心技術與與哈默納科一脈相承，具備正向研發(fā)實力，諧波減速器產品性加工設備車齒機、插齒機、滾齒機在效率和精度方面極公司從原材料到產成品的總時間相比國內其他廠商降低30%；擁有設備采購渠道優(yōu)勢：海外設備產能不足、交期延長是掣肘諧波減速器廠商產能擴張因素之一，公司在成立初期多次前往日本調研，在日積累了諧波減速器產業(yè)鏈資源，可以以更低的價格、更短的交期購入加工設備。參股海伯森，延伸公司機電一體化能力，擴大潛在合作客戶群體：傳感器是機電一體化系統最主要也最難突破的環(huán)節(jié)，公司參股國內高端傳感器龍頭海伯森布局傳感單元。海伯森生產的高端六維力傳器獲全球協作機器人大廠丹麥優(yōu)傲獨家認證，首次打破在高端傳感器領域的美日德壟斷。優(yōu)傲作為國際協作機器人頭部廠商，其協作機器人產品對關節(jié)的輕量、集成有更高的要求和更廣泛的需求。海伯森通過優(yōu)傲的認證后也為同川科技帶來潛在的合作契機。綠的諧波是國產諧波減速器龍頭，也是國內首家量產諧波減包括諧波減速器及金屬部件、機電一體化產品及液壓產品，客戶包括埃斯頓、節(jié)卡智能、匯川技術、華數機器人、廣州數控、新時達、埃夫特、遨博智能、億嘉和、公司最新定增項目擬募集不超過20.3億元，用于新一代精密傳動裝置智能制造公司通過收購開始初步布局機電一體化。江蘇開璇（綠的諧波控股100%）主諧波減速模組等產品。蘇州麻雀（公司控股70%）提供機器人應用集成、工業(yè)視覺因人形機器人的零部件數量遠超工業(yè)機器人，屆時會帶來大量、多品類的標準零部件需求。公司自制除控制器外的所有機器人核心部件，公司的多品類布局契合本體訓練有素的生產隊伍，擁有充足的設備支撐，保障公司產能擴張：公司的精密行星減速器已實現年出貨量70萬臺的水平。諧波減速器大規(guī)模生產難度近似于精密行星減速器、伺服系統大規(guī)模生產難度更低。截至2022H1，公司擁有600名技術熟 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明33/37數控機床：數控機床用高端電主軸技術壁壘高唯一一家以高速精密電主軸及其零配件為主業(yè)的上市公機器人：由于數控機床和工業(yè)機器人的底層技術節(jié)模組以及末端執(zhí)行機構。2020年通過收購瑞士瑞諾集團，拓展了運動控制器化及機械制造業(yè)，是享譽歐洲的工業(yè)自動化驅動及控制系統設備供應商。機器人關節(jié)模組和末端執(zhí)行機構的企業(yè)。包括控制器（瑞士瑞諾集團以及國內控制 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明34/37西班牙、意大利、美國、英國和中國等國家均設有子公司，并且在眾多新興市場國家擁有合作伙伴，建立了遍布全球的營銷渠道，并積累了豐富的客戶資源和良好的市場口碑，公司正在逐步利用瑞諾集團的營銷資源，加快公司業(yè)務在海外市場的開5.13、雙環(huán)傳動：國內精密齒輪加工領導者，布局機器人用減速器、優(yōu)驗積累。公司發(fā)展歷程中堅持投入高端設備，并通過和設備磨合參透齒輪生產工藝，機器人用減速器業(yè)務：RV減速器和齒輪制造技術同源，公司前期產能擴張的設備投入也可保障減速器穩(wěn)定擴產。公司也正在進行諧波減速器的研發(fā)，RV減速5.14、豐立智能：國內高端電動工具用齒輪龍頭，諧波減速器帶來新增傳統業(yè)務：鋼齒輪、齒輪箱及零部件、精密機械件、粉末冶金制品以及氣動工具的研發(fā)、生產及銷售，產品定位中高端，下游為電動工具行業(yè)。豐立智能已與博世集團、史丹利百得、牧田、創(chuàng)科實業(yè)等電動工具行業(yè)國際龍頭建立了長期穩(wěn)定的培育豐立做小微精密減速器。有了博世的培養(yǎng)，再加上公司掌握齒輪制造技術，向精密減速器延伸存在技術優(yōu)勢，公司開始陸續(xù)向百得、牧田、日立供貨。應用于機動車制造領域、精密機床、輕工家電、風力發(fā)電、工程機械、航空設備以及其他通用機械設備制造領域中所需的各類軸承中；滾子由于接觸面廣，極限轉速低，主要應用于軌道交通、盾構機、風電主軸公司是國內精密軸承