人形机器人是AI的终极形态？

2023年，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》，指出人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。

意见提出，到2025年，我国人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给，整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产，在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用。

2023年12月13日，特斯拉在人形机器人领域再次亮出重磅动作——推出了Optimus第二代机器人（Gen 2），采用了特斯拉自研的执行器和传感器，并在行走速度、平衡感和身体控制、手部精细操作等方面有明显性能提升。

马斯克透露，Optimus的最终价格可能低于2万美元，预计3至5年内量产。一旦产品成熟，量产数量可能将达到100亿至200亿台，市场规模或超过电动汽车。

人形机器人市场空间广阔，据高盛预测，未来10-15 年人形机器人市场空间至少达60亿美元，预计2035年人形机器人市场空间有望达1540亿美元。

一、北上深密集出台人形机器人政策

2023年，北京、上海、深圳等地密集出台人形机器人相关政策。5月，深圳发布《深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案》; 6月，北京发布《北京市机器人产业创新发展行动方案》，上海发布《上海市推动制造业高质量发展三年行动计划》，均提出加快人形机器人创新发展。

2023年11月2日,工信部正式印发《人形机器人创新发展指导意见》，这是迄今为止人形机器人领域最重磅的政策，这也是全球第一次,政府真正出台有整体规划、明确目标和切实办法,而且落地到了具体细节,聚焦推动人形机器人产业发展的顶层设计文件。

在政策强力支持以及产业链集体发力之下，人形机器人的想象空间被持续打开，其产业化进展也大幅加快。

二、什么是人形机器人

对于人形机器人，大家的普遍认知是像人一样的这种形态的机器人，在学术界，一般叫做仿人机器人，可以分为大仿人机器人和小仿人机器人。大仿人机器人一般指成人大小的仿人机器人，一般一米多高。在仿人机器人里，一般意义上将双足行走的机器人叫仿人机器人。小仿人机器人，一般是桌面式的，比如仿人智能机器人（NAO）和阿尔法机器人属于小仿人机器人。

针对双足式机器人展开器技术特点分析。双足机器人与桌面式的小仿人机器人在技术层面有比较大的差异，桌面式的小仿人机器人，基本只能是原地的运动控制，以及一些交互能力。    

大仿人机器人，涉及到更多的控制、规划、机电一体化技术、全方位的AI感知技术，移动能力和工作范围，移动不仅仅指工作范围，也包含手能触达的区域大小和物理世界的交互及人的交互都有天翻地覆的变化，不是简单地买来零部件就可以组装成仿人机器人。

从远景来看，人形机器人产品业务的场景需求还是非常大的，核心代替的是现在在做的与人相关的业务需求。任何一个产业，其实都需要特别有号召力的企业的带领吸引大家的关注。案例：科大讯飞作为中国AI龙头做了很多在语音识别、智能语音助手的投入，但行业真正做起来是苹果语音识别借口（Siri）的出现，推动整个产业的快速迭代。特斯拉bot的出现必然会推动仿真机器人的发展，但在整个技术链路上没有看到特斯拉人形机器人比现在机器人有代差的进步，即使人形机器人表现出了一定的运动能力，与现在机器人产品也并不是代差的区别，但需要它推动整个产业的发展。

三、人形机器人产业链情况

人形机器人或将参考其电动车架构，自下而上划分为感知层、决策层、执行层。  

传感器是构筑感知层的关键：人形机器人中应用的传感器包括力传感器、视觉传感器、惯性传感 器、柔性传感器等，通过采集多维参数实现对周围环境的感知，并向上提供数据素材供决策层使用。

算力&AI提供智能决策能力：CPU\GPU等芯片主要负责提供算力，人工智能算法扮演“大脑”进 行智能决策，此外通讯系统扮演“神经网络”，实现于执行部件之间的信息传输。

核心零部件助力人形机器人精密执行动作：人形机器人需要无框\空心杯电机、电机驱动器、轴承、 滚珠\滚珠丝杠，RV\谐波减速器等核心零部件，主要用于动作的精密执行。

1. 人形机器人产业链的上中下游

上游主要是零部件和软件系统供应商，包括电机、关节、传感器、控制器、操作系统等，这些零部件和软件系统的质量和技术水平直接影响到机器人的性能和稳定性。中游是人形机器人本体的制造商，负责将各个零部件组装成完整的机器人产品，并进行测试和质检。下游则是人形机器人的终端应用市场，包括医疗、教育、救灾救援、公共安全、生产制造、家庭陪护等多个领域。

人形机器人产业链分布

1. 以特斯拉人形机器人为例，硬件由以传感器、减速器、电机、滚柱丝杠、轴承为主的零部件构成，组装形成人形机器人本体，经过与算法软件的耦合测试，最后应用于工业、服务、教育、医疗、巡检、清洁和娱乐等下游终端应用需求领域。

2. 上游软硬件技术更迭，为机器人发展提供坚实基础

随着互联网、计算机技术不断发展，机器人从机械自动化转变为人工智能化，未来将融合5G、云计算等向自主服务型发展。针对减速器、伺服控制器、传感器等核心零部件技术，国内国产化进程加快，优质企业涌现，为机器人制造提供坚实基础。对于这部分下文我们还会详细论述。

3. 下游应用场景不断开发

人形机器人行业处于初期，不断探索应用场景，从早期应用的工业机器人领域和小型事故驱动器到现在的服务型机器人领域，下游需求场景不断开发。

（1）人形机器人适用场景广泛，特斯拉入局产业化发展有望提速

自身智能或将是AI的终极形态，人形机器人是实现自身智能的最佳形态之一。由于结构设计接近人体，人形机器人的活动场景可覆盖人类活动的方方面面，可应用于家庭、商用、工业等场景。人形机器人可参照人体进行仿生学设计，结构设计过程难度降低。

（2）服务型需求场景有望成为人形机器人的重要市场

服务型机器人市场潜力大，近年来增速高于工业机器人市场。陪伴是未被解决的刚需，随着人口老龄化程度加深、成年单身人口数量持续增长，由人们情感需求催生了广阔的陪伴机器人市场。不同于AI虚拟网络的单向情感传递，陪伴机器人被赋予了情感识别、情感表达等能力，机器人不再只是一个冰冷的“玩具”，而是聚焦于情感陪伴，成为家庭的一分子。

四、人形机器人产业现状

2022年以来,人形机器人产业急剧升温。在国内,除了达闼、优必选等多年前就已经开始布局的领军者外,小米、猎豹、小鹏、傅立叶、智元等厂商都已经光速入局。

但与此同时,人形机器人产业依然还处于混沌状态。技术上,操作系统、人工智能、关键元器件等领域,依然不够完善。产品上,落地产品的性能仍离商用预期较远。

当前，国内人形机器人零部件性能仍是较大掣肘。从产业链角度看，伺服器、减速机、控制器是人形机器人的三大核心零部件，成本占比超70%。

主要环节分析

减速器：技术壁垒较高，国产替代加速

全球机器人减速器市场高度集中，日本厂商占据大部分市场份额，2021年纳博特斯克占据中国 RV 减速器 53% 市场份额，哈默纳科占据中国谐波减速器 35.5%市场份额。但目前中国已将突破机器人关键核心技术作为重要工程，国内厂商攻克了减速器、控制器、伺服系统等关键核心零部件领域的部分难题。中国 RV 减速器出口量总体呈现上涨态势， 进口量总体呈现下降趋势，RV 减速器国产化的趋势显现；

丝杠：技术壁垒很高，国产替代空间大

2022 年我国行星滚柱丝杠市场供应量排名前四的厂家分别是 Rollvis（瑞士）、GSA（瑞士）、Ewellix （瑞典）Rexroth（德国），市占率分别为 27%、26%、13%，12%。由于我国企业在该行业起步晚，竞争实力距离国外工业发达国家企业有较大差距。

国内高端滚珠丝杠竞争格局

无框力矩电机：执行器驱动装置，国产替代空间大

国内企业起步晚，转矩密度和国外高端无框力矩电机相 比存在差距。美国科尔摩根是全球无框力矩电机龙头，拥有超 70 年的运动控制 研发经验，电机性能在全球处于第一梯队。国内目前进展较快的公司包括步科股 份、航天电器。相比海外龙头，国产无框力矩电机输出扭矩较小，在产品性能方 面仍有差距。

空心杯电机：灵巧手驱动装置，国内厂家有性价比优势

空心杯电机市场仍以老牌海外厂商为主，市场份额仍 然集中在头部厂商，全球龙头主要是瑞士 maxon、德国 faulhaber 两家，内资龙头为鸣志电器，第二梯队主要有鼎智科技、深圳拓邦、上海埃依琪（非上市）、 北京奕山（非上市）等，产品主要面向国内中低端市场。海外厂家空心杯电机品 类齐全，内资在同类型产品上具备性价比优势。

力矩传感器：力学感知部件，技术壁垒高

中国六维力矩传感器市场近年来入局者逐年增加，但受限于该行业的高技术壁垒，真正具备批量供应能力的厂商依然较少，根据 2022年国内销量口径，ATI、坤维、鑫精诚、宇立位于第一梯队，各家厂商下游应用的侧重有差异。ATI 作为全球龙头，经过多年积累，应用面相对更广，宇立在工业机器人磨抛行业和汽车 碰撞测试行业应用较多；坤维在协作机器人、医疗手术机器人、医疗检测机器人和康复机器人领域优势显著；鑫精诚凭借苹果供应商的身份已经将其产品推广到 3C 领域，同时在机器人和医疗行业也有布局。

编码器：速度、角度、位置感知部件，技术壁垒高

2022年我国编码器市场中多摩川、海德汉、西克和堡盟占据了 50%以上的市场份额，行业集中度较高。

五、重点环节公司梳理

1. 执行器总成

目前国内具备较强执行器总成制造能力的企业包括三花智控和拓普集团。

（1）三花智控

三花智控是全球领先的生产和研发制冷空调控件元件和零部件的厂商，有着30多年的历史经验。在汽车、电器和空调行业中，通过与全球著名企业的合作紧密，三花已成为世界领先的OEM供应商，提供高品质且最具竞争力的商品。三花目前成为膨胀阀、电磁阀和换向阀最大的生产厂商之一，年销售量超过1亿件。基于三花智控较强的制造能力和集成能力，公司有望在机器人领域执行器领域占据重要的市场地位。

（2）拓普集团

拓普集团自1983年创立，总部位于中国宁波，在汽车行业中专注笃行40年。集团设有动力底盘系统、饰件系统两大事业群，以及一个面向智能驾驶的独立品牌业务单元-域想智行。拓普集团同样拥有较强的制造能力和集成能力，也将是机器人行业上游的重要供应商。

2. 丝杠

丝杠作为高端的传动装置，在机床等高端机械设备上有大量应用，但并未实现国产化，国内以南京工艺、秦川机床为代表的企业在业内有一定规模，但是目前人形机器人使用的行星滚柱丝杠国内还没有企业具备较好的制造能力。近年来，恒立液压、贝斯特、长盛轴承等企业开始布局丝杠导轨业务，未来有望实现在人形机器人领域的拓展。

（1）恒立液压

2021年9月，恒立液压发布定增预案，计划投资15.3亿元用于线性驱动器项目，该项目达产后将形成年产104,000根标准滚珠丝杠电动缸、4,500根重载滚珠丝杠电动缸、750根行星滚柱丝杠电动缸、100,000米标准滚珠丝杠和100,000米重载滚珠丝杠的生产能力。项目完成后，恒立液压将具备滚珠丝杠和根行星滚柱丝杠的制造能力。

（2）贝斯特

贝斯特成立于1997年5月，公司主营业务为研发、生产及销售各类精密零部件及工装夹具产品。公司主要产品为涡轮增压器精密轴件、涡轮增压器叶轮、涡轮增压器中间壳（为无锡石播增压器有限公司供货）。公司近年来开始布局丝杠导轨业务，目标实现机床丝杠导轨的国产化替代。

（3）秦川机床

秦川机床子公司汉江机床是国家第三个五年计划时期兴建的三线建设重点工程之一，机械工业大型骨干企业，国内螺纹磨床主导企业。经过50多年的发展历程，形成以自动化、数字化、智能成套成线产品为主的精密数控螺纹加工机床产业，以滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、滚动导轨块、滚动花键副、螺杆转子副、齿轮齿条副、精密工作台和精密零部件产品为主的滚动功能部件产业，是陕西省高新技术企业。

3. 减速器

国内谐波减速器核心制造商包括绿的谐波、来福、大族、双环传动、国茂股份，行星齿轮减速器制造商包括中大力得，同时国茂股份等企业有望在行星齿轮箱领域实现布局。

（1）绿的谐波

绿的谐波自2003年开始，公司核心团队从事机器人用精密谐波减速器理论基础的研究。公司业务聚焦谐波减速器、机电一体化产品、旋转执行器、数控分度转台、无框电机、电液伺服控制器、工业自动化服务等多类产品，也是国内谐波减速器龙头企业。

2023年4月，公司与三花智控拟在三花于墨西哥的工业园内（即“三花墨西哥工业园”）共同出资设立一家合资企业，我们预计这将有助于公司在人形机器人领域的布局。

（2）双环传动

双环传动创建40+年来专注于机械传动核心部件——齿轮及其组件的研发、制造与销售，已成为中国头部的专业齿轮产品制造商和服务商之一。公司产品涵盖传统汽车、新能源汽车、轨道交通、非道路机械、工业机器人等多个领域，业务遍布全球，成为包括采埃孚、康明斯、卡特彼勒以及上汽、一汽等国内外知名企业的供应商，世界500强客户销售占比60%以上。

（3）国茂股份

国茂股份专注减速机行业30年，公司主营产品为齿轮减速机和摆线针轮减速机，年产量超70万台，产品广泛应用于工程机械、智能物流与仓储、工业自动化、冶金、环保、新能源、食品轻工、港口机械、资源开采等通用机械行业各领域。公司是国内通用减速器龙头企业，同时具有谐波减速器产品布局，未来有望在行星齿轮减速机等领域持续拓展。

（4）秦川机床

秦川机床通过承担国家 863 计划，攻克了机器人关节减速器的核心技术。目前公 司机器人关节减速器已有 5 大系列、23 种规格、130 种速比，是国内规格最全， 系列最多的工业机器人关节减速器生产制造商，生产的机器人关节减速器主要应 用于工业机器人领域。公司聚焦机器人关节减速器上量，面向汽车行业、齿轮传动行业、机床行业等目 标市场，充分发挥装备能力优势，形成具有自主知识产权和市场竞争力的系列产 品，通过新成立的陕西秦川高精传动科技有限公司在市场拓展、新产品研发等方 面围绕战略客户需求，加速推进产业化、规模化进程；加速谐波减速器研发与试 制步伐，产品商业化后与机器人关节减速器合力，形成组合，共同突破，以强化 下游客户合作深度；研发的 AGV 轮边减速机噪音控制和牵引重量达到国内领先 水平，继续依靠齿轮传动研发制造经验和精良的装备优势，对 AGV 减速机进一 步进行型谱开发，通过“全系配套”，为广大用户提供最优个性化方案。

4. 力矩电机

（1）步科股份

步科股份一直专注于工业自动化设备控制核心部件与工业物联网/互联网软硬件的研发、生产、销售以及相关技术服务，公司核心产品包括工业人机界面、伺服系统、步进系统、可编程逻辑控制器、变频器等，在物流设备、机器人、包装设备、食品设备、服装设备、医疗设备、环保设备等行业有广泛应用。公司第三代无框力矩电机产品可以对标国际领先产品，部分型号具备一定优势。

（2）昊志机电

昊志机电成立于2006年，是一家专业从事中高端数控机床、机器人、新能源汽车核心功能部件等的研发设计、生产制造、销售与维修服务的国家高新技术企业。公司稳步向数控机床和工业机器人等高端装备的核心功能部件领域横向扩张，目前产品涵盖PCB钻孔机/成型机/划片机电主轴、数控金属/玻璃雕铣机电主轴、数控车床主轴/电主轴、走芯车床电主轴、直结与皮带式机械主轴、加工中心电主轴、钻攻中心电主轴、高速内/外圆磨床主轴、木工雕铣机电主轴、高光及超精加工电主轴、超声波电主轴、液静压主轴、铣削动力头、末端执行机构、刀柄夹头、数控转台、直线电机、谐波减速器、数控系统、伺服电机、驱动器、传感器、燃料电池压缩机、曝气鼓风机、直驱类高速风机等数十个系列上百种产品。

5. 空心杯电机

（1）鸣志电器

鸣志电器司专注于运动控制领域和智能电源领域核心技术及系统级解决方案的研发和经营，公司目前业务主要包括运动控制领域业务、智能电源领域业务、工业互联网业务、贸易代理业务、其他业务等五大板块。公司运动控制领域有控制电机类产品、启动控制类产品和传感器类产品，公司的空心杯电机产品在国内具有较好的竞争力。

（2）伟创电气

公司2022年成立了机器人行业部，目前主要是以机器人大配套为出发点，执行端主要以低压伺服、空心杯电机、特种无框力矩电机、谐波减速器等这类产品为主。公司研制的空心杯电动机具有高转速、高扭矩、低噪音振动的优势，电机运行平稳、更精确的控制；电机结构紧凑让电机提供了更高的效率和功率密度。能广泛应用于人形机器人、检测机器人、工业自动化机器人、航空、医疗设备、工业工具、仪器仪表、电子设备等领域。

6. 力矩传感

（1）柯力传感

柯力传感成立于1995年，是目前全球称重领域物联网研发与推广应用的主要引领者之一，也是中国重要的称重元件制造及销售企业之一和工业物联网产业开拓者之一。公司主要研制和生产各类物理量传感器、称重仪表、电子称重系统、工业物联网系统成套设备。依靠公司在称重领域的制造经验与优势，公司有望在力矩传感器领域取得突破。

（2）苏州固锝

苏州固锝成立于1990年，是中国电子行业半导体十大知名企业、江苏省高新技术企业、中国半导体分立器件协会副理事长企业。公司产品包括最新封装技术的无引脚集成电路产品和分立器件产品、汽车整流二极管、功率模块、整流二极管芯片、硅整流二极管、开关二极管、稳压二极管、微型桥堆、军用熔断丝、光伏旁路模块、太阳能电池用银浆以及各种电子浆料等共有50多个系列、1500多个品种。

7. 运动控制

（1）拓邦股份

公司是中国智能控制领域第一家上市公司。掌握电控、电机、电池三大核心技术，围绕控制器、电机（空心杯电机、无刷直流电机）、电芯三大产品为机器人、工具、家电等领域提供智能解决方案。

公司是国内智能控制器龙头，控制器产品在电动工具、家电、智能家居工控领域占据重要份额。

（2）雷赛智能

国内运动控制卡头部企业。公司以步进驱动器和控制器起家。驱动器位于整个运控系统的中层，公司向上延伸拓展控制器，实现了多系列产品的量产，成长为国内领先的运动控制卡供应商；向下布局伺服电机、步进电机，向市场空间更大的伺服系统拓展。根据雷赛智能招股书，公司控制器产品的客户包括涌固精密、舜宇光学、凯格精机、鑫信腾科技、东创科技、大族激光、科瑞技术等。

单台工业机器人可以仅使用1台控制器实现对所有关节的控制，但电机和驱动是1:1的对应关系。因此从营收角度看控制器目前占公司营收比例最低。但控制器技术壁垒高，客户粘性前，价值量大，是公司毛利率最高的产品，2020-2022年毛利率维持在70%左右。

（3）万讯自控

公司是掌握数控系统技术的机器人控制器供应商。公司主业为智能自动化仪表，市场地位国内领先。同时，公司自主+联合研发中高端数控系统。数控系统是数控机床的核心控制系统，是数控机床和工业机器人的底层核心技术，技术壁垒极高。自主研发数控系统体现出公司在控制器领域具备强劲技术实力。

公司联营子公司视科普是3D视觉解决方案最有经验的供应商，专注于机器3D视觉控制领域最具挑战性的Bin-Picking技术的开发。视科普基于3D视觉+AI+机器人运动规划，开发能够替代专业技术工人的智能机器人解决方案及工作站，已获得特斯拉、东风本田、上海大众、中国重汽的订单，和宝马、奔驰、大众、沃尔沃、福特、雷诺等多家汽车产业巨头合作。

（4）英威腾

英威腾以低压变频器起家，是国内低压变频器的标准起草单位之一。

公司较早着手布局运动控制器研发项目，目前已逐渐形成IMPMTC及IMC运动控制卡及控制器为技术平台，推出工业机器人控制系统，数控系统等相关产品。公司的运动控制平台和机器人EherCAT总线控制方案等机器人控制系统多次获国际奖项。公司机器人控制系统采用机器人运动学控制算法，开放式结构，功能扩展方便，目前主要应用于四轴、六轴工业机器人领域，为客户提供全面的高性能运动控制系统解决方案。

（5）海得控制

控制器领域经验丰富，自主可控、研发能力强：公司拥有20多年的自动化业务丰富经验，基于国产主芯片，自主研发了可实现冗余功能的中型e-Control系列PLC及边缘控制器等产品。其中，PLC产品整合了高性能的嵌入式技术，基于高速背板总线系统架构，将复杂的过程控制、运动控制得到完美实现；边缘控制器集PLC控制与边缘计算功能于一体，充分地适应了工业互联网发展需求。

8. 人形机器人AI相关

（1）科大讯飞

公司于2023年5月6日正式发布“讯飞星火认知大模型”，并于6月9日如期升级到“讯飞星火认知大模型V1.5”。公司星火大模型在国内可测的现有系统中处于领先水平，并且制定了明确的对标ChatGPT的计划。当前，星火大模型赋能公司现有产品，助推公司相关产品营收实现快速增长。公司讯飞星火认知大模型让国产大模型架构在自主创新的软硬件基础之上，实现了核心技术底座自主可控，让AI产业发展根植在自主创新的根基上。公司与华为昇腾等强强联合，合力打造完全基于国产算力基础的认知大模型。目前，面向重点行业可私有化部署的自主可控行业大模型，已经与众多行业头部客户达成合作意向。

（2）汉王科技

公司具备深厚的AI基因，通过文本大数据等业务帮助图书馆等客户实现了从电子化、数字化到结构化、流程自动化的过渡，在数据来源端形成了独特的卡位。随着AIGC技术的持续迭代推广，内容自动生成、行业机器人等业务场景有望逐步实现GPT类技术的落地。公司在AI+文本领域拥有丰富的场景积累，在机器人技术方面有丰富的技术储备及商业化经验，有望受益于GPT类技术的持续推广。

五、市场空间

1. 智能服务机器人：2026年全球市场有望达67.6亿美元

2. 人形机器人：从小众高端走向大众化，2030年市场有望达475亿元

3. 人形机器人：核心零部件市场空间测算

六、中国人形机器人产业链区域分布特点

目前，中国的人形机器人产业链以北上广为中心。广东省是人形机器人产业崛起最迅速的区域，目前已拥有多个发展相对成熟的整机产品和明星企业，产业链发展成熟度也相对领先。北京和上海正利用自身研究孵化、规划布局、政策配套和载体建设等方面的优势，积极引培人形机器人企业。此外，浙江、江苏等地拥有丰富的零部件资源，减速器、伺服电机、传感器等人形机器人零部件厂商聚集，形成强大的产业链，为当地发力人形机器人产业提供支撑。