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机器人行业的深度|一个新时代正在开启！特斯拉Bot是怎么想的？天丰机械队(、李路静、、、刘、、王浩哲)。机器人市场:整体供应偏紧，板材回暖势头初显。目前国内机器人供需关系比较紧张，国内工业机器人产业链涨价，反映出工业机器人供不应求。2022年，中国工业机器人产业仍表现出良好的增长韧性。Q1国内机器人市场同比增长21.4%，随后Q2产量同比下降13.0%。但在第二季度末，机器人产量已开始回升，2022年6月已恢复同比正增长态势。我们预计，第三季度的景气度有望再次回升。特斯拉机器人引发了一场热潮， 行业的技术变革已经蓄势待发。在2022年的活动上，主持人安德森预测了特斯拉机器人。价格它将被定为25000美元，机器人的价格将首次被带到消费水平，有望推动人形机器人的大规模商业推广。由于人形机器人的自由度远高于传统机器人，因此会带来产业链的变化。预计2025年，特斯拉Bot在服务机器人和工业机器人的渗透率将分别达到15%和3%，对应567.28亿元和261.22亿元的市场。特斯拉Bot带动一批上游投资机会。特斯拉Bot的上游产业链包括精密减速器、伺服系统、电机控制器、芯片、功率器件、传感器。从成本角度来看，精密减速器， 伺服系统和控制器约占机器人总成本的60%；从毛利率来看，三者毛利分别为40%、35%、25%。目前，当每个上游环节的主题都是国产替代时，国内很多厂商，如合川科技、绿谐等，已经积累了大量的资金，并看好未来国产替代国外市场份额的顺利完成。产业链投资机会分析:1)传统机械臂产业链:主要推荐国茂股份；建议关注双环驱动、汇川科技、智明电器、绿色谐波、合川科技、李仲达德等。，长期维度受益于FA机器人和服务机器人的双重收益；2)自动化:我们建议关注固定资产自动化的核心目标。 以及关注埃斯顿、凯尔达、Eft、新时达等。标的有望受益于目前机器人市场的供需失衡(我们预计今年供应链问题难以缓解)；3)传感器、激光惯性导航等。:关注国内深耕。公司主要推荐豪普特、韩伟科技、华谊科技；4)人工智能:我们建议重视国内上市。公司中国:白楚电子、易嘉和等。都是主要推荐的，也有类似特斯拉人工智能技术的路径。(注:韩伟科技为机械通信类，博楚电子为机械计算机类)风险提示:原材料。价格波动；下游产业景气度下降； 供应链受到国际经济形势的影响。1机器人:二季度末回暖趋势明显。价格价格上涨反映了供应短缺。二季度末，工业机器人产量开始回升，三季度有望实现快速增长。2022年，中国工业机器人产业仍表现出良好的增长韧性。Q1国内机器人市场同比增长21.4%，随后Q2产量同比下降13.0%。但在第二季度末，机器人产量已开始回升，2022年6月已恢复同比正增长态势。我们预计，第三季度的景气度有望再次回升。此外，国内工业机器人领军企业埃斯顿在2022年7月表示。公司今年的出货目标是16000-18000台。考虑到2021年埃斯顿机器人的交付量刚刚破万台， 我们可以大致判断，下半年国内机器人市场的交付量将迎来快速增长。图:国内工业机器人季度产量及增速:国内工业机器人月度产量及增速均有所涨价。价格价格上涨反映了供应短缺。从2022年开始，国内工业机器人上下游产业链纷纷公布了自己的产品提价计划。年初台达、ABB等上游厂商宣布涨价后，影响开始从机器人产业链上游传递到下游，各大机器人厂商也纷纷宣布涨价。从各企业发出的涨价函来看，国内工业机器人产业链涨价具有次数多、范围广、幅度大的特点， 而且我们预计短时间内很难平复，所以压力会同步传导到机器人的上游本体和下游集成商，导致机器人产品。价格持续上升，从中可以看出工业机器人的需求已经比较严重，短期内大概率还会持续。表:2022年的机器人零件价格增长表:2022年机器人机器价格涨幅图:2020年机器人下游市场分布表:机器人下游市场增速(对比)2特斯拉引发热潮，行业技术变革蓄势待发特斯拉发布人形机器人，引发行业热潮。在2021年8月上午的特斯拉AI日大会上，马斯克发布了一款机器人，名为。这个人形机器人，身高1.72米，体重57公斤，负重20公斤(手臂连着5公斤)，行走速度2米/秒， 采用特斯拉最先进的AI技术，由基于视觉神经网络预测能力的自动驾驶技术驱动，拥有超强计算能力的超算芯片。人形机器人直观地代表了人工智能可视化的进步。40个电机推杆的整体使用使其非常灵活协调。配备FSD电脑和自动驾驶摄像头，具有足够高的计算能力和智能。对于特斯拉来说，带来的热度并不比汽车本身少，它将成为2022年重要的产品研发项目。据网络报道，第一版预计将于2023年投产，特斯拉表示希望用它来填补劳动力缺口。图:特斯拉的机器人人形机器人尚未实现大规模商业推广。目前国际上比较成功的仿人机器人厂商主要有中国育碧、 日本本田和丰田，波士顿动力和敏捷机器人，但是每个产品在设计结构上，价格，功能和应用场景都不一样，但是从产业化的角度来说，只有美国的敏捷机器人和育碧做到了一定程度的产业化销售。特斯拉将机器人的价格带到了消费级。在2022年的活动上，关于特斯拉Bot价格马斯克认为成本可能比汽车还低，主持人安德森估计是特斯拉Bot。价格它将被定在两万五千美元。与特斯拉的相比价格急剧下降，人形机器人价格将其带到真正的消费者层面，有望推动人形机器人的大规模商业推广。仿人机器人的机械结构更加复杂，大大增加了自由度。一般来说，机器人机构能够独立运动的关节数量称为机器人。机构运动的自由度，也称为轴数。通常情况下， 自由度作为机器人的技术指标，可以反映机器人动作的灵活性，可以用轴的直线运动、摆动或转动的次数来表示。机器人的自由度越多，越接近人手的动作技能，通用性越好，但结构会更复杂，所以对机器人的整体要求会更高。设计和制造的难度越大。在更具体的工业应用中，通常不要求机器人具有高灵活性。在当前的工业应用中，三轴和四轴工业机器人应用较多，它们具有更高的性价比和更好的速度优势。然而，仿人机器人需要实现更多样化的功能、更复杂的机械结构和更高的自由度要求。一些人形机器人可以有多达43个自由度。图:埃斯顿的六轴(六自由度) 机器人表:不同类型机器人的2自由度表:机器人分类图:工业机器人示意图根据亿欧智库的数据，全球工业机器人的下游应用主要包括食品、塑料化工、金属机械、汽车、家电等行业。图:2020年全球工业机器人下游应用领域占比图:券所服务机器人示意图服务机器人可分为个人家庭服务机器人和专业服务机器人，应用广泛。根据IFR的数据，服务机器人主要用于运输和物流、专业清洁、医疗保健、接待、 农业等领域。图:服务机器人分类券研究院图:2020年全球服务机器人下游应用占工业机器人市场空间:根据咨询，公司根据预测数据，预计2022年全球工业机器人市场规模将达到6258.15亿元，2028年将达到7100万元，2021-2028年市场空间CAGR为10.73%。服务机器人市场空间:数据显示，2022年全球服务机器人市场空间为2027.36亿元。根据Wire的预测，未来的年复合增长率为23.10%。我们假设2028年服务机器人市场规模将达到7054.71亿元。图:全球机器人市场规模结构比例图:全球机器人市场规模及预测ta， TF证券研究所2025年市场份额及销售规模预测:服务机器人:特斯拉bot属于人形机器人，可以实现复杂的功能，智能化程度高，因此我们判断特斯拉bot将率先在服务机器人领域推广，因此我们预测特斯拉Bot在服务机器人的市场份额为20.00%(乐观估计)/15.00。特斯拉Bot在服务机器人领域的销售规模为756.37亿元(乐观估计)/567.28亿元(中性估计)/378.19亿元(悲观估计)。工业机器人:大多数工业机器人功能单一，设计简单，精度高。考虑到特斯拉Bot属于人形机器人，设计更复杂，智能更高，我们推测短期内特斯拉Bot在工业机器人领域的推广将面临成本高、使用场景有限等问题。因此， 我们预测特斯拉Bot在工业机器人的市场份额为4.50%(乐观估计)/3.00%(中性估计)/1.50%(悲观估计)。特斯拉Bot在工业机器人领域的销售规模为391.84亿元(乐观估计)/261.22亿元(中性估计)/130.61亿元(悲观估计)。表:2025年特斯拉Bot规模预测3特斯拉Bot上游供应链全梳理图:特斯拉Bot上游产业链环节代表企业从应用情况来看，特斯拉人形机器人将首先应用于工业领域。工业机器人的上游核心部件主要是减速器、伺服系统和控制器，这也是工业机器人的核心技术壁垒。三大核心部件的成本占工业机器人总成本的60%，其中减速器的成本占比最高，约为30%，其次是伺服系统(20%)和控制器 (10%).图:各组成部分的平均成本率图:产业链各环节的毛利率为3.1。特斯拉人形机器人的核心部件之一:精密减速器()与动力源和执行相连。机构在……中间；正忙于机构，具有匹配转速和传递扭矩的功能。减速器通过输入轴上的小齿轮将电机等高速运转的动力与输出轴上的大齿轮啮合，达到减速的目的。一般来说，工业机器人的每个关节都会配有减速器，以达到精确控制的目的。精密减速器包括RV减速器和谐波减速器。目前工业机器人使用的减速器主要是RV(Rot-)减速器和谐波减速器。基于承载能力高、传输范围大、精度相对稳定的特点， RV减速器多用于工业机器人的底座和手臂。谐波减速器体积小，精度高，传动比大，所以多用于工业机器人的前臂、腕部或手部。图:RV减速器和谐波减速器的应用场景就单个机器人的成本而言，一个工业机器人的腿、腰、肘需要4到6个RV减速器。但由于仿人机器人的仿人特性，小关节数量较普通工业机器人明显增多，整机重量也不大。因此，我们认为RV减速器在仿人机器人中使用较少，谐波减速器的数量应显著增加(如腕关节和踝关节更多)。假设RV减速器使用2-4套(假设只在胯部和大臂使用)，谐波减速器使用30套左右(人体有78个命名关节， 假设大约40%需要使用谐波减速器)。价格方面:根据绿色谐波招股说明书，谐波减速器的销售。价格1000-1500元之间，和RV减速器价格高于谐波减速器，价格5000-8000元之间，海外采购。价格比进口的稍微便宜一点。假设谐波减速器均价1200元，RV减速器均价5500元。根据以上假设，我们计算出特斯拉人形机器人精密减速器的价值约为4.7-5.8万元。在2022年的活动上，主持人安德森预测了特斯拉机器人。价格将定为25000美元，约合人民币17万元，精密减速器价值约占28~34%。根据以上假设，我们计算出特斯拉人形机器人精密减速器的价值约为4.4万元-6.3万元。按照这个数值，精密减速器的价值约占26%~37%。总的来说， 格林的谐波招股书数据显示，在全球减速机行业，哈默纳科是谐波减速机行业的领导者，纳博茨克是RV减速机行业的全球领导者。以上两个家庭公司占据全球工业机器人减速器70%左右的市场份额。谐波减速器:竞争格局比较稳定。目前，全球谐波减速器市场由日本哈默纳科公司主导，占据80%以上的市场份额。经过多年的努力，绿谐谐波减速器在国内工业机器人市场的份额已经超过60%，成功打破了哈默纳科的垄断。RV减速机:垄断格局明显。目前大部分市场份额仍被纳博茨克占据，国产RV减速器整体市场占有率不高。近年来，南通国产RV减速机企业如振康、双环传动、 仲达立德和秦川机床正在逐步崛起。图:2021年全球减速器竞争格局3.2特斯拉人形机器人核心部件二:伺服系统图:伺服系统产品家族图:伺服系统工作流程我国伺服系统行业起步较晚，随着制造业向工业自动化发展趋势明显，在人口红利逐渐下降的同时，伺服系统发展迅速。根据米睿行业数据，2020年中国通用伺服系统市场规模为164.38亿元，预计2025年将达到295.38亿元。在市场份额方面，根据米尔锐工业的数据，2020年中国伺服市场，日韩品牌约占51%的市场份额，国产品牌约占30%，欧美品牌约占19%；其中，安川、 三菱和松下分别以11.3%、10.5%和9.9%的市场份额位列前三。图:2020年中国伺服系统市场格局:中国伺服系统市场变化在控制性能方面，汇川科技系列伺服产品响应带宽K可达3kHZ，大幅提升伺服性能；定位精度方面，有了绝对式编码器，设备的重复定位精度和绝对定位精度显著提高；在功率密度方面，新一代伺服驱动器体积比上一代缩小30%，布线效率大幅提升。表:汇川科技与日本安川产品对比3.3特斯拉人形机器人核心部件3:电机控制器电机控制器数值计算用量:根据特斯拉AI Day公布的数据，整个机器人需要40个电机控制器 包括12只手臂、2只脖子、2只躯干、12只手和12条腿。价格方面:常见的电机控制器应用包括食品，包装，机床和机器人。人形机器人要求更高的动态特性和精度，其中英飞凌XMC微控制器可以超高精度测量电流、位置和速度。所以我们以英飞凌销售的XMC系列产品作为参考，它们的单价分别为79.83美元和127.90美元，类似于特斯拉人形机器人需要的单电机控制器。价格。综上所述，我们估计特斯拉机器人电机控制器的价值约为3193.20美元-5116.00美元。在2022年的活动上，主持人安德森预测了特斯拉机器人。价格将被定为25000美元， 那么电机控制器的价值会占到12.77%-20.46%。图:特斯拉Bot技术明细表:国产控制器代表企业3.4特斯拉人形机器人核心部件四:芯片一个工业机器人需要配备的芯片包括MCU(微控制器芯片)和DSP(数字信号处理芯片)。在工业机器人的单个手臂中，平均约有8个内置控制器成为MCU芯片。目前我国工业机器人市场基本被国外机器人品牌占据，但随着国产机器人品牌的崛起，国产MCU芯片的市场份额也在逐渐扩大。除了一些高端市场，国产芯片现在已经可以和国外芯片全面竞争，甚至在产品性价比和本地化服务上更有优势。国产单片机作为机器人控制芯片，有着广阔的市场发展空间。机器人在位置上更加复杂、精确和智能， 速度和动作顺序，这对机器人控制器的功能、性能和接口提出了新的挑战。高性能、高集成度的MCU已经成为机器人主控制器芯片的主流方案。目前，40nm已经成为MCU的一项成熟技术。未来，在更先进的技术下设计的MCU将通过采用更高性能的内核来大大提高其性能。同时，部分核心控制算法将通过硬件加速，内置更高精度的ADC，不仅可以提高机器人控制的响应速度和精度，还可以降低系统成本。图:FSD芯片架构:Tesla DOJO计算机的单个训练模块由25个D1芯片组成。机器人动作频频，本土品牌加速布局国产换人。目前机器人可用的芯片方案很多，高端产品主要是国际品牌， 但本土品牌正在加速布局国产替代，尤其是在AI芯片领域。此外，自主芯片对工艺技术要求较低，SMIC、华虹集团、华润微电子等本土晶圆厂商均可满足生产需求，因此限制相对较小。投资机会:目前，擅长控制的MCU仍然是国内机器人厂商的首选，也是国内半导体厂商做机器人应用最广泛的领域。国产替代也为国产MCU厂商创造了巨大的商机。以ARM -M4系列为代表的国内众多MCU厂商的产品已经进入机器人市场，在成本周期等多重因素的影响下，受到各个机器人厂商的青睐。 所以我们看好赵一创新等等。公司。表:国内外厂商布局机器人芯片行业3.5特斯拉人形机器人核心部件。第五部分:功率器件。图:不同功率器件的应用领域。图:全球IGBT厂商的工业技术路线。2021-2030SiC功率器件优势明显。目前业界已经量产的碳化硅功率器件是SBD和，分别不足以取代传统的硅基快恢复二极管(FRD)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。业界已经有很多关于碳化硅和硅基器件的对比研究，结论是碳化硅在降低损耗方面比硅基器件更有优势。在IGBT领域，欧美和日本公司长期占据主导地位。2020年， 英飞凌科技在IGBT厂商中收入排名第一，几乎是第二名的两倍，只有第六家国内企业进入前十。近年来，中国也有许多优秀的IGBT企业在开发、生产和产能方面正在快速追赶。不过国内的竞争还是很大的。在系统层面，由于国外厂商瞄准最大的IGBT市场，厂商开始提供600V-元件，并提供新的产品系列(从800到)。包括三菱电机和东芝在内的电子制造商正试图通过为IGBT设备提供“中等”标称电压水平，如1300伏、1350伏和2000伏，来使自己与竞争对手区分开来。Yole预测，到2026年，超过80%的市场将集中在600V标称电压范围。图:2020年全球IGBT厂商收入排名 (百万美元)表:国内IGBT产业链分布3.6 Tesla人形机器人核心部件6:传感器示意图:机器人传感器示意图表:部分机器人传感器研究所简介，TF证券研究所中国传感器行业与国外厂商仍有一定差距。工业传感器是机器人的重要核心部件，研发周期长，技术壁垒高。开发一个工业传感器，需要有跨学科的知识。过去由于自动化设备利润好，国产传感器稳定，一直不被设备厂商选用，长期被进口品牌垄断。目前的传感器市场，国内高端智能传感器领域80%的应用仍然依赖进口。国产替代是主要逻辑。很长一段时间以来，全球工业传感器市场主要由欧姆龙松下西克和卡恩斯等外国品牌占据。此外，他们还积累了新半导体材料和核心技术的专利。中国工业智能传感器市场国产化率较低，约30%，面临核心技术缺乏、低端产品过剩、产品同质化严重等挑战。但由于疫情爆发，芯片短缺，进口品牌的传感器存在严重的发货和涨价问题；同时，我国传感器企业也在努力追赶国外企业，形成了区域产业集群效应，新型传感器技术正在向智能化、小型化、集成化、网络化发展；因此， 我们认为国内传感器厂商有望迎来进口替代的良机。表:欧姆龙位移传感器图:八方股份扭矩传感器投资机会分析传统机械臂产业链:推荐国茂股份；建议关注双环驱动、汇川科技、智明电器、绿色谐波、合川科技、李仲达德等。，长期维度受益于FA机器人和服务机器人的双重收益；自动化:我们建议关注FA自动化的核心标的，关注埃斯顿、凯尔达、Eft、新时达等。，受益于机器人供应链短缺(预计今年不会缓解)；传感器、激光惯性导航等。:关注国内深耕。公司主要推荐豪普特、韩伟科技、华谊科技； 人工智能:我们建议关注国内上市。公司中国:白楚电子、易嘉和等。都是主要推荐的，也有类似特斯拉人工智能技术的路径。风险提示:1)原材料价格波动风险:以埃斯顿为例，工业机器人生产所需的原材料主要有数控装置、液压元件、电子元件、电气元件、检测元件等。，而且大部分都是从国外相关厂商或者其国内工厂购买的。如果主要原材料市场出现不可预测的变化，会在一定程度上影响机器人厂商的生产经营。2) 下游行业景气度下降的风险:工业自动化控制行业的下游应用领域是制造业。中国工业经济的周期性波动和国家宏观调控可能对行业整体运行产生一定影响。如果机器人行业下游市场景气度下降，各参与企业未来将面临业绩下滑的风险。3)受国际经济形势影响的供应链风险:机器人行业部分关键零部件仍依赖进口。如果未来国际政局动荡，贸易战等进出口保护政策出台，可能会对机器人行业的企业经营产生影响。本文作者及团队信息将于2022年8月2日发布。机构天风证券公司， 有限公司（Limited的缩写）公司本报告分析师:李路静。联系人:zhuye@tfzq.com朱烨。