
调研纪要
本次民营企业座谈会第一排大换血,相较18年最明确的边际增量就是人形机器人行业,宇树科技作为代表与科技互联网企业家共同参与这次民营企业座谈会,突出了人形机器人产业的战略地位,考虑到近期Tesla的Gen3、Figure的训练进展以及NV的GTC大会等催化,我们认为机器人仍然是当前的交易主线,并且国产机器人企业在迅速崛起。
回顾22年以来的机器人行情,大体可以分成两个阶段:1. 2022-2023年,围绕Tesla等海外龙头的供应链展开,横向扩散,依次围绕减速机、丝杠、传感器等启动过3轮大行情;2. 2024年开始向国产品牌倾斜,国内HW下场签约优选伙伴,宇树科技等发布惊艳的机器狗产品,市场开始充分重视国产机器人的边际变化,从单一的T链,向H链、SLS链、宇树链、智元链延伸。
2025年将是量产元年,国内外争相进入产业化落地阶段。T的量产仍然是2025年机器人产业的最大变化,其中边际变化最大的环节就是灵巧手。同时国产机器人也开始逐步放量,宇树、智元、SLS均给出了千台级别的量产指引,带动国产供应链的崛起,后续还有BYD、字节、腾讯等线索,不少国产链的机器人公司都已创历史新高。
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宇树科技供应链梳理:
- 宇树产品线:消费/科研级机器狗:Go1、Go2;行业级机器狗B1、B2;轮足机器人:Go2-W、B2-W;人形机器人H1、G1;三指手Dex3-1;零部件:激光雷达、关节电机等。
- 核心零部件构成:1)传感器:激光雷达、深度相机;2)关节:无框电机、行星减速器、轴承;3)芯片:SoC、GPU、CPU等。
- 近期催化:12月23日发布B2-W工业轮足机器人视频;1月28日人形机器人H1在春晚舞台表演;2月12日H1和G1人形机器人正式在京东首发开售;2月14日宣布机器人算法升级,机器人可以进行任意舞蹈;2月17日创始人王兴兴参与民营企业座谈会。
- 相关标的梳理:长盛轴承(自润滑轴承)、瑞芯微(端侧算力)、卧龙电驱(参股)、凌云光(动捕设备)、道通科技(解决方案合作)、速腾聚创(激光雷达)等。
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最近聊下来,感触很深的是市场对人形机器人应用场景的担忧。哪怕是国内头部企业宇树科技被问到最多的问题是:“你们的机器人买了可以用在哪里,有什么功能?”
目前大多数人形机器人厂商率先选择的场景是工厂,但工厂其实并不是最适合人形机器人的场所。首先从性价比来说,工业机械臂和AGV小车的成本比人形机器人低得多(因为自由度更少),如果只是做装配和搬运来说,它们会比人形机器人效率更高;其次,人形机器人和工业机器人最大的区别在于大脑,做成人形的意义在于作为AI人工智能的实际载体,可以满足AI和人的交互要求。人形机器人的优势在于大脑而不是在承载能力,让他们去工厂和工业机器人比拼干重活能力实在是屈才。
我倾向于认为现阶段往工厂推广只是因为机器人大脑能力还不能满足通用场景的泛化要求,所以先送往工厂进行训练(马斯克也有提到过最终是要往家庭端推广),其实服务类和家庭消费端场景才是人形机器人能放量的关键。特斯拉明天Grok3的发布是很有意义的事件,更强的大模型能支撑机器人往更多泛化场景去做应用。目前FSD V13已经在融入Grok3,实现语音识别,机器人Optimus上我们也会看到人机交互能力的显著提升。除了特斯拉,最近还发现两家公司的人形机器人值得关注。
一是腾讯的养老机器人。
腾讯2019年就开始做机器人的前期市场调研,综合评估下选择了养老这个方向。据国家统计局数据,2024年中国65岁及以上人口就有2.2亿人,后续预计还会增加,若养老陪护机器人渗透率达到5%,就有1000万台以上需求,是一个很大的赛道。今年1月中央也发布了推动养老机器人等新技术发展的指导政策。腾讯已经发布了机器人“小五”,可以实现推轮椅、搀扶老人、陪伴互动、监察健康状态等功能,初步对接场景是To B端的养老院,后面也会逐步往个人消费端推广。去年已经完成了养老院的真人测试,当前在小批量生产阶段,出货量预计今年百台,明年能达到千台。腾讯在关键硬件(电机、减速器等)都做了自研,也找了供应商对接,后续大批量之后考虑本体外包代工生产,但零部件供应商会指定。
供应商情况如下:行星减速器-【豪能】;谐波减速器-【绿的】;灵巧手空心杯电机-【鸣志】;丝杠-【鼎智】和【豪能】;电机和齿轮箱-【兆威】;摄像头-【舜宇】。
二是奇瑞的门店讲解机器人。
奇瑞发布了人形机器人Mornine,应用场景主要是门店做销售讲解和展示,这其实也是一个很好的场景,后续可以扩展到商场、酒店、展厅做互动讲解,目前酒店送物机器人其实已经获得很好的应用,下一步就是在简单送物基础上,增加与人的交互。奇瑞今年专门成立了子公司墨甲智创,对人形机器人的决心也很大。奇瑞Mornine机器人预计今年7月量产,目标是今年生产2000台。这个量级在业内也是很多的,加上安徽省在政策和资金上对机器人的大力鼓励,奇瑞机器人产业链同样值得关注。
供应商如下:谐波减速器-【中鼎】;结构件-【瑞鹄】;丝杠-【双林】、【震裕】;空心杯电机-【鸣志】;产线设备-【埃夫特】;摄像头-【欧菲光】;激光雷达-【禾赛】。
从投资角度来讲,【中鼎】、【瑞鹄】、【伯特利】、【豪能】等估值相对偏低的以及【绿的】、【鸣志】等卡位和格局较好的公司值得关注!
总的观点还是维持上半年看好特斯拉机器人链(但需要聚焦确定性高的公司和格局好的赛道),下半年国产机器人链机会更大(华为、宇树、字节)!上面提到的腾讯和奇瑞链也值得关注!
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机器人丝杠设备领域重大变化更新:
近期我们与T链丝杠核心供应商交流下来发现,“以车代磨”趋势非常显著!
某上海T链丝杠公司,2024年早期给t送样的丝杠就采用了车削工艺,核心是为了提高加工效率,较大型号丝杠均逐步采用车削工艺,且加工时长压缩至10分钟之内。车削工艺的资本开支和加工时长均明显小于磨削。
某Tier1巨头公司,已开始做不同型号的车削和磨削产品对比并分别送样,公司原先资本开支主要为三井磨床和莱斯特瑞兹旋风铣,目前正快速加大走心机(车床)采购和工艺上量,此前车削的难点在于加工外螺纹(滚柱),滚珠方案不受车削工艺制约,且当前滚柱外螺纹加工较难的问题已得以解决。
此外,zykj、chjt、xxjm等厂商均表示将采用车削工艺提高丝杠加工效率!我们刚刚与国内民营车铣复合机床龙头浙海德曼高层及技术人员交流,公司在重点客户丝杠加工方案中取得重要进展,但客户名单因保密协定还不能公开。
近期我们组织产业专家交流,对腱绳、传感器等环节进行交流,部分专家信息如下:
- 灵巧手传动方式:主要有3种,齿轮、丝杠、腱绳(记忆合金等方式也算,用的少)。齿轮刚性强,但精度略差,重量大;丝杠刚性强、精度高,但柔性不足,损坏成本高;腱绳,柔顺性好,空间布局优化,适合高自由度灵巧手,成本更低,精度略差。腱绳目前多家公司在用,有望成为主流技术之一。
- 腱绳材料:大类分为钢丝和纤维,纤维核心是高分子聚乙烯材料,如Dyneema、Spectra等。现在大家多尝试对高分子聚乙烯材料进行持续改良
腱绳数量:单个自由度1~2根腱绳,看设计方案。
# 观点:
- 腱绳本身为成熟技术方案之一,后续产业端或许有更多企业加入,此环节值得加强重视。
- 材料来看,我们认为钢绳和纤维各有优劣,未来一定是按照应用场景,来区分,在机器人大市场中,每个产品都有自己的市场。
- 用量来看,目前产业端信息还不明朗,按照专家信息,单手按照16自由度计算,腱绳数量16~32根。价值量目前产业端还不明确,不过腱绳预计也有配套产品(软管等),如果单价200元左右,对目前产业链重点公司来说为比较大的增量业务。
- UHMWPE具备优越性能,#有望成为主流方案之一。相较于连杆传动&齿轮传动,腱绳传动灵活度高、结构紧凑、柔性高。而腱绳材料主要分为不锈钢和化学纤维,其中UHMWPE(超高分子量聚乙烯纤维)具有高强度、轻质、耐侵蚀等优质特性,契合灵巧手中的传动要求。钢丝路线成本低,也能满足部分使用场景。
- UHMWPE目前国外企业占据高端市场,国内公司实现突破,关注南山智尚、云中马等领先公司,钢线路线关注大业股份。高端UHMWPE主要以帝斯曼、霍尼韦尔为主,国内南山智尚、同益中、恒辉安防为代表,其中南山智尚掌握高强度(42cN/dtex)UHMWPE技术,同时阻燃超高纤维技术取得新突破,技术上领先。上游原材料领域,云中马产品分子量可达1000+。大业股份近期送样持续推进。
1、机器人产业链关注重点
产业链环节及推荐公司:特斯拉机器人产业链主要有四肢和灵巧手两个大环节,四肢方面需关注供应商数量和定点节奏,团队重点推荐恒立液压。本次会议主要系统讲解力矩传感器和灵巧手的减速器方案。
2、力矩传感器
分类及特点:力矩传感器相当于机器人的电子皮肤,能感知压力、温度和材质,远期发展方向是电子皮肤。其分类包括电阻式、电容式、压电式和光学式。电阻式成本低但敏感度有限,适合简单场景;电容式灵敏度高但抗干扰性弱,用于精准抓取;压电式响应速度快但信号稳定性差;光学式抗干扰性和柔性化能力强,是未来发展方向。海外头部厂商如TE Connectivity、Interlink的方案在工业和医学领域成熟,但价格高。初创企业未来发展方向是阵列化和柔性化方案。
研发壁垒:一是材料方面,生产所需材料要柔性化、高敏感度和耐损耗,如Interlink的FSR传感器用碳纳米管复合材料,灵敏度比传统材料高约五倍,华为研发的离子凝胶材料灵敏度达国际平均水平,但量产工艺不成熟;二是制造工艺方面,触觉传感器强调小型化和柔性基体材料加工,如特斯拉Optimus指尖传感器面积约一平方厘米,要集成百来个储备单元,且传感器做曲面贴合时,国内公司完成率约60%,海外良品率达85%以上;三是算法适配方面,触觉信号需AI算法实时分析,如波士顿动力的阿特拉斯机器人每秒超1000次信号处理能力,特斯拉Optimus也在进行架构和芯片优化,而国内机器人用大模型很多算法依赖开源框架,与海外有差距。
国内发展情况:国内做触觉传感的公司较多,如颗粒传感、力矩测试、应变片等相关企业。核心问题是能否突破技术壁垒,国内部分整机厂推出自己的方案,深圳帕西尼的一些方案已较成熟。
3、减速器方案
一级传动:机器人人形手传动方式一般分三级,一级传动主流方案是行星减速器或行星齿轮箱。从性能看,谐波减速器精度最高,行星减速器略低但也较高,且谐波和行星传动效率比蜗轮蜗杆高,但谐波价格贵,所以国内大部分厂商一级传动选型用行星减速器方案,其性价比高。
二三级传动:二三级传动主流方案是集成式方案,部分厂商会将二级和三级传动结合,用多种驱动方式互补,也有厂商单独用二级或三级。主要集成传动方式有电机驱动、齿轮驱动、连杆驱动、丝杠驱动、液压或气动等。不同驱动方式在重量、尺寸、高度和传动效率等方面差别大。以特斯拉为例,其第一代零售手用RV减速器,二代一级传动变为行星齿轮箱,二三级传动变为绳索驱动,最新方案一级仍用行星齿轮箱,二级用精度更高的丝杠,三级用绳索,国内自研方案和预期零售手也可能采用绳索为主的混合方式,绳索是目前较主流方案。
绳索方案优势及材料:绳索方案优点一是轻量化,重量约为齿轮传动的五分之一,能减轻机器人重量和能耗;二是柔顺性好,可降低冲击,避免机械结构卡死。绳索方案材料有碳纤维、钢丝绳、钢缆和超高分子量聚乙烯纤维等,其中聚乙烯纤维强度最高、密度最小、耐磨性高且更轻,是未来主流方向。海外和国内在聚乙烯纤维强度上有差距,荷兰DSM公司的纤维材料在高端市场基本被采用,国内南山智尚、天赐东、大业等有类似产品或在做产业链验证。
材料特性及产业链情况:超高分子量聚乙烯纤维材料技术要求高,一是在强度方面,机器人灵巧手需高精度、频繁使用和长期受力,该材料高强度、耐磨损,如Shadow Hand用其做绳索方案;二是在轻量化和灵活性方面,其低密度、高强度特点明显,符合机器人轻量化趋势;三是在高精度、耐用性和复合性方面,该材料可通过表面感应技术和与复合材料结合进一步提升性能。其上游材料之前多依赖进口,国内中信新材料等公司在做国产替代方案,行业关注设计方案公司和材料进口替代情况。
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来源:赛道掘金
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