2021年8月，特斯拉CEO馬斯克于“人工智能日”首次公開(kāi)展示人形機(jī)器人TeslaBot。2022年6月，馬斯克再次于推特稱(chēng)，將于2022年9月30日公布人形機(jī)器人原型機(jī)。

　　考慮到特斯拉強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)化能力與市場(chǎng)影響力，其有望拉開(kāi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化序幕。

　　根據(jù)Marketsandmarkets的預(yù)測(cè)，全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模(僅考慮單機(jī))將從2022年15億美元提升至2027年的173億美元(約合人民幣1038億元)，千億市場(chǎng)未來(lái)可期。

　　近日，機(jī)器人概念在A股持續(xù)活躍，板塊內(nèi)超十多只個(gè)股漲停，東吳證券從產(chǎn)業(yè)鏈視角闡述了人形機(jī)器人的投資機(jī)會(huì)，而核心零部件在其中的重要性十分突出。

　　人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上中下游三部分。

　　具體來(lái)看，上游為核心軟硬件，硬件主要包括伺服電機(jī)、減速器、控制器、傳感器等;軟件包括機(jī)器視覺(jué)、人機(jī)交互、機(jī)器學(xué)習(xí)、系統(tǒng)控制等;

　　中游則是人形機(jī)器人本體制造商，國(guó)內(nèi)包括優(yōu)必選、北京鋼鐵科技、國(guó)外包括波士頓動(dòng)力、美國(guó)敏捷機(jī)器人、日本豐田、本田、特斯拉等;

　　下游目前還未有成熟的商業(yè)應(yīng)用，可能的應(yīng)用場(chǎng)景包括迎賓接待、展廳引導(dǎo)、高校科研等。

　　從技術(shù)與成本兩方面看，核心零部件的重要性尤為突出。一方面，人形機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是3D空間中高維度的感知與運(yùn)動(dòng)，高性能的核心零部件是實(shí)現(xiàn)感知與運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。另一方面，成本上核心零部件也占據(jù)重要地位。

　　機(jī)器人核心零部件主要包括精密減速機(jī)、交流伺服電機(jī)、控制器。精密減速器是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。伺服電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)均需靠伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)多自由度的運(yùn)動(dòng)?？刂破魇枪I(yè)機(jī)器人的大腦，對(duì)機(jī)器人的性能起著決定性的影響。工業(yè)機(jī)器人控制器主要控制機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡，操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。

　　機(jī)器人的減速器是降低成本的首要因素

　　隨著人力成本上升和人口老齡化不斷加劇，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來(lái)黃金發(fā)展期。整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游核心零部件、中游設(shè)備制造商和下游行業(yè)應(yīng)用商三個(gè)層面。

　　然而，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有能夠提供規(guī)?；倚阅芸煽康木軠p速器生產(chǎn)企業(yè)。全球市場(chǎng)75%的市場(chǎng)被日本兩家企業(yè)占據(jù)，旋片式真空泵RV減速器約占60%，諧波減速器約占15%。

　　雖然中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在較大差距，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)依然薄弱，關(guān)鍵零部件嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口。

　　三大核心零部件(減速器、控制器和伺服系統(tǒng))的成本占工業(yè)機(jī)器人總體成本的60%，其中減速器成本占比最高，達(dá)30%，其次是伺服系統(tǒng)(20%)和控制器(10%)。

　　實(shí)際上，任何行業(yè)發(fā)展到一定階段，都需要考慮降本，而工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域成本最高的減速器，則成了攻克的關(guān)鍵。

　　精密減速器成為制約降低國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人成本的第一因素。相對(duì)于減速器，伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)未形成主要廠商壟斷現(xiàn)象，而且?guī)状髧?guó)際廠商在中國(guó)也建立了分工廠，供應(yīng)充足，產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)合理。

　　從全球精密減速器市場(chǎng)來(lái)看，日系品牌哈默納科(HarmnicDriveSystemInc.)和納博特斯克(Nabtesco)壟斷了近75%的市場(chǎng)份額。

　　在機(jī)器人用諧波減速器領(lǐng)域，哈默納科全球市場(chǎng)占有率超過(guò)80%，在RV減速器領(lǐng)域，目前大部分市場(chǎng)份額仍然被納博特斯克占據(jù)，RV減速器國(guó)產(chǎn)替代空間較大。

　　減速器國(guó)產(chǎn)替代加速

　　據(jù)億歐智庫(kù)《2022中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)研究報(bào)告》，三大核心零部件(減速器、控制器和伺服系統(tǒng))的成本占工業(yè)機(jī)器人總體成本的60%，其中減速器成本占比最高，達(dá)30%，其次是伺服系統(tǒng)(20%)和控制器(10%)。

　　實(shí)際上，任何行業(yè)發(fā)展到一定階段，都需要考慮降本，而工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域成本最高的減速器，則成了攻克的關(guān)鍵。

　　業(yè)內(nèi)人士對(duì)財(cái)聯(lián)社記者介紹，市面上加速器包括RV減速器和諧波減速器兩款主流減速器，前者主要應(yīng)用于20KG以上的機(jī)器人關(guān)節(jié)，后者則在20KG以?xún)?nèi)的機(jī)器人關(guān)節(jié)?！氨热巛p負(fù)載機(jī)器人采用諧波減速器?！?/p>

　　上述業(yè)內(nèi)人士近一步表示，諧波減速器技術(shù)壁壘高，國(guó)產(chǎn)替代正在加速進(jìn)行。國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人用諧波減速器國(guó)產(chǎn)化率約30%，2025年國(guó)產(chǎn)化率有望提升至40%。

　　從全球精密減速器市場(chǎng)來(lái)看，日系品牌哈默納科(Harmnic Drive System Inc.)和納博特斯克(Nabtesco)壟斷了近75%的市場(chǎng)份額。

　　在機(jī)器人用諧波減速器領(lǐng)域，哈默納科全球市場(chǎng)占有率超過(guò)80%，在RV減速器領(lǐng)域，目前大部分市場(chǎng)份額仍然被納博特斯克占據(jù)，RV減速器國(guó)產(chǎn)替代空間較大。

　　中大力德(002896.SZ)相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，公司生產(chǎn)的減速器與國(guó)外產(chǎn)品在性能上差距不大，國(guó)產(chǎn)替代有加速的趨勢(shì)，目前下游需求旺盛，并增加了很多新的應(yīng)用場(chǎng)景，公司近幾年一直在擴(kuò)產(chǎn)，并計(jì)劃將來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)。

　　華福證券表示，借鑒日本工業(yè)機(jī)器人崛起之路，核心零部件的自主可控是中國(guó)工業(yè)機(jī)器人崛起的前提。

　　目前來(lái)看，諧波減速器已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，但RV減速器由于傳動(dòng)精度、扭轉(zhuǎn)剛度、穩(wěn)定性等性能問(wèn)題，仍然依賴(lài)進(jìn)口。

　　千億賽道，國(guó)內(nèi)企業(yè)能分得幾成?

　　芯片之后，國(guó)內(nèi)科技產(chǎn)業(yè)繞不開(kāi)的話(huà)題是“卡脖子”和“國(guó)產(chǎn)替代”，而減速器，也是我國(guó)被卡脖子的一個(gè)領(lǐng)域。

　　先看一組血淋淋的對(duì)比數(shù)據(jù)：

　　前瞻研究院數(shù)據(jù)，2020年我國(guó)減速機(jī)行業(yè)出口總額約26.15億元，進(jìn)口總額約為16.85億元，貿(mào)易順差為9.66億美元，看似減速機(jī)行業(yè)發(fā)展良好。

　　然而，智研咨詢(xún)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)進(jìn)口和出口精密減速器——行星齒輪減速器的數(shù)量分別為72.7萬(wàn)臺(tái)和2325.8萬(wàn)，進(jìn)出口金額分別為3.7億元和3.8億元，進(jìn)出口均價(jià)分別為508.52美元和16.24美元。近32倍的價(jià)值差距，讓我們看到國(guó)產(chǎn)減速器不輕松的現(xiàn)狀——走量、價(jià)值低。

　　可是，在制造業(yè)，誰(shuí)不想站在微笑曲線(xiàn)的兩端，輕松地賺到更多錢(qián)呢?

　　對(duì)于國(guó)產(chǎn)減速器來(lái)說(shuō)，想，但是實(shí)力還不夠。

　　在通用減速機(jī)市場(chǎng)，格局足夠友好，但國(guó)內(nèi)廠商難吃到肉。

　　翻看全球通用減速器市場(chǎng)數(shù)據(jù)，2019年減速器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4000億+，且增速在10%左右。具體到行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局，龍頭如弗蘭德和SEW市占率也均為6%左右，也就是說(shuō)，行業(yè)還未形成壟斷。那是否意味著國(guó)有廠商有更多的機(jī)會(huì)?

　　答案是否定的。因?yàn)槲葱纬蓧艛嗖皇驱堫^企業(yè)不行，而是因?yàn)?，?yīng)用領(lǐng)域過(guò)分分散。

　　通用減速器廣泛應(yīng)用在環(huán)保、建筑、電力、化工、食品等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，不同領(lǐng)域?qū)p速機(jī)的技術(shù)需求各有差異，一家企業(yè)難以研發(fā)和生產(chǎn)覆蓋全行業(yè)的減速機(jī)產(chǎn)品，同時(shí)也很難從銷(xiāo)售層面覆蓋下游所有行業(yè)客戶(hù)。

　　同時(shí)，誕生于第二次工業(yè)革命的減速機(jī)，經(jīng)過(guò)百年發(fā)展，技術(shù)趨于成熟，也吸引了眾多企業(yè)進(jìn)入這個(gè)賽道，行業(yè)分散是必然。

　　遺憾的是，在通用減速機(jī)這個(gè)技術(shù)壁壘和行業(yè)集中度都不算高的賽道，國(guó)內(nèi)廠商也占不到優(yōu)勢(shì)：國(guó)內(nèi)叫得上號(hào)的國(guó)茂股份、中大力德也只能位于市場(chǎng)第二梯隊(duì)，外采國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，產(chǎn)品應(yīng)用于某幾個(gè)特定行業(yè)，營(yíng)收規(guī)模通常超過(guò)1億元，而第一梯隊(duì)的外資品牌營(yíng)收通常超過(guò)20億。

　　通用減速器尚且打不過(guò)，何況技術(shù)壁壘更高，對(duì)材料、設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量控制、精度可靠性、使用壽命等均有嚴(yán)格要求的精密減速器。

　　精密減速器困日系久矣。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020年全球機(jī)器人減速機(jī)市場(chǎng)，日系品牌哈默納科(Harmnic Drive System Inc.)、納博特斯克(Nabtesco)及日本住友，分別以60%、15%、10%的市占率位居前三，總計(jì)來(lái)看，排名前三的日系品牌就壟斷了85%的市場(chǎng)份額。

　　市占率強(qiáng)勢(shì)的背后，是近60年的技術(shù)探索，和整個(gè)日本制造業(yè)發(fā)展的場(chǎng)景訓(xùn)練和數(shù)據(jù)積累。

　　2010年之前，我國(guó)勞動(dòng)力充足且相對(duì)廉價(jià)，沒(méi)有機(jī)器人替代員工的需求。時(shí)至今日，加上疫情推動(dòng)，機(jī)器人需求逐漸激發(fā)，當(dāng)國(guó)人想起做機(jī)器人時(shí)，才發(fā)現(xiàn)卡在日企小小的減速器這里：

　　比如，國(guó)內(nèi)承擔(dān)軍工、科研任務(wù)的高端機(jī)器人企業(yè)，為了保證質(zhì)量，只能從納博和哈默納科采購(gòu)減速器;

　　比如，同樣作為買(mǎi)家，中國(guó)機(jī)器人廠商向日系兩家巨頭購(gòu)買(mǎi)加速器的價(jià)格，比國(guó)際機(jī)器人巨頭ABB和發(fā)那科購(gòu)買(mǎi)價(jià)格高很多;

　　又比如，國(guó)內(nèi)廠商赴日本采購(gòu)減速器的時(shí)候，由于日本住友公司負(fù)責(zé)人語(yǔ)速過(guò)快，國(guó)內(nèi)采購(gòu)員請(qǐng)求緩慢、清晰地介紹一遍，住友公司負(fù)責(zé)人直接走開(kāi)了，一副愛(ài)買(mǎi)不買(mǎi)的態(tài)度。

　　“屈辱”之下，國(guó)產(chǎn)企業(yè)綠的諧波勇敢向前，于2003年組建技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行諧波減速機(jī)理論方向的研究。當(dāng)時(shí)綠的諧波的研發(fā)條件：3個(gè)人的技術(shù)團(tuán)隊(duì)、哈默納科的減速器，以及綠的多年的精密儀器代工經(jīng)驗(yàn)。

　　不能說(shuō)，一無(wú)所有，但好像確實(shí)有的不多。在艱難的探索下，以及2008年，哈默納科專(zhuān)利年限到期，公開(kāi)資料的幫助下，2009年底，綠的諧波生產(chǎn)出第一臺(tái)的諧波減速機(jī)樣機(jī)，成為減速器國(guó)產(chǎn)之光。截止目前，綠的諧波已占據(jù)自主品牌約80%的市場(chǎng)份額。

　　但，即使是綠的諧波在國(guó)際市場(chǎng)上也只有6%左右的市占率，仍名不見(jiàn)經(jīng)傳，何況國(guó)內(nèi)那么多的小企業(yè)。究其原因，國(guó)內(nèi)精密減速器設(shè)計(jì)、制造的各環(huán)節(jié)還活在日企的籠罩之下：

　　設(shè)計(jì)原理上，國(guó)內(nèi)企業(yè)多是通過(guò)反向工程獲得數(shù)據(jù)，即，拆解一個(gè)國(guó)外減速器，照貓畫(huà)虎，這種路徑之下，大家多是知其然而不知其所以然，而且這樣設(shè)計(jì)出的減速器，在產(chǎn)品的精準(zhǔn)度、穩(wěn)定性上都有很大缺陷;

　　制造設(shè)備上，加工制造減速機(jī)零部件的設(shè)備不僅非常昂貴，比如美蓋勒平面磨床，單價(jià)折合人民幣就接近千萬(wàn)元;而且，設(shè)備交付周期都在一年以上，也就是說(shuō)，交了錢(qián)也沒(méi)辦法及時(shí)拿到;

　　熱處理技術(shù)上，國(guó)內(nèi)的鋼材原料本身雜質(zhì)就多過(guò)國(guó)外，加之國(guó)內(nèi)熱處理技術(shù)上，變形、硬度不夠，很難達(dá)到理想處理狀態(tài);

　　外購(gòu)零配件上，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品精度一般，從減速機(jī)配用的相關(guān)軸承的精度，就可以直接判斷其減速機(jī)的性能好壞，而且非常準(zhǔn)確。何況，每一環(huán)節(jié)差1%，累計(jì)起來(lái)的結(jié)果呢?

　　行業(yè)技術(shù)層層被壓制，國(guó)產(chǎn)廠商只得從具體的場(chǎng)景服務(wù)上尋找突破口。

　　產(chǎn)業(yè)上，盡管綠的諧波已成功配套工業(yè)機(jī)器人四大家族之一的ABB。但是曾有行業(yè)人士透露，ABB、發(fā)那科、安川、庫(kù)卡等國(guó)際主流機(jī)器人整機(jī)廠商均由兩家日本公司提供減速機(jī)，并且有著非?？量痰暮献鳁l件，即在使用這兩家公司產(chǎn)品時(shí)不能再使用別家的產(chǎn)品，否則將解除合作關(guān)系。

　　也就是說(shuō)，和高端精密機(jī)器人的適配沒(méi)有路徑。但是，減速器作為工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域較為通用的一個(gè)零部件，可以廣泛和下游布局食品、物流、3C等行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人合作，在各場(chǎng)景中積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。

　　何況，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人本體廠商還是一個(gè)好搭檔：

　　一方面，本土機(jī)器人已經(jīng)在3C、半導(dǎo)體、液晶等行業(yè)積累了一定的市場(chǎng)份額;

　　另一方面，為更好實(shí)現(xiàn)本土機(jī)器人崛起，國(guó)內(nèi)廠商與下游企業(yè)做到深度的鏈接和匹配，從對(duì)加深行業(yè)的理解爭(zhēng)奪更多市場(chǎng)。比如，珞石機(jī)器人為幫陽(yáng)江刀具產(chǎn)業(yè)定制自動(dòng)化方案，派駐團(tuán)隊(duì)入駐企業(yè)，從頭學(xué)習(xí)開(kāi)刃。

　　國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠商如此努力，市場(chǎng)份額逐漸做大的情況下，減速器這個(gè)零部件也被帶動(dòng)加速?lài)?guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程。

　　特斯拉人形機(jī)器人火了，饑渴已久的市場(chǎng)，已經(jīng)很久沒(méi)有遇到這樣讓人興奮的新概念了。也許現(xiàn)在本土機(jī)器人本體和減速器等核心零部件廠商，都實(shí)力有限，吃不到市場(chǎng)上最大的那塊肉，但，風(fēng)口之下，喝口濃湯不成問(wèn)題。