机械设备人形机器人行业深度(硬件篇)：特斯拉Optimus引领技术实现，国产零部件迎来机遇

证券研究报告 | 行业深度 | 机械设备 http://www.stocke.com.cn 1/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分 机械设备 报告日期：2024 年 03 月 13 日 特斯拉 Optimus 引领技术实现，国产零部件迎来机遇 ——人形机器人行业深度(硬件篇) 投资要点 ❑ 特斯拉 Optimus 迭代迅速，已具备量产基础 2023 年 12 月，特斯拉正式发布 Optimus Gen 2，与 2022 年 AI DAY 发布的 Gen 1相比，期间历经几次迭代，性能大幅度提升。在速度和敏捷性方面，Gen 2 的步行速度提高 30%(2024 年 2 月达到 0.6 米/秒，较 2024 年 1 月提升 30%)，可完成深蹲、瑜伽、跳舞等平衡动作；在重量和平衡方面，Gen 2 的重量减轻了 10 公斤，改善了平衡性，保留了性能和耐力，新增 2 个自由度颈部、脚部力/扭矩感应和模仿人脚的铰接式脚趾；在手和传感方面，Gen 2 设计了全新的灵巧手，所有手指都具有触觉感应功能，可以完成拿取和放下鸡蛋等精细动作。 ❑ 技术方案基本确定，硬件实力不断升级 人形机器人的总体架构主要包括感知层、决策层和执行层，感知层主要通过各类型传感器实时感知机器人的状态和环境信息，将信息流传递给决策层后，经过大模型及算法等处理分析后得出决策方案，进而由执行层的执行机构完成对应的动作。在硬件层面，特斯拉 Optimus 拥有 14 个线性执行器、14 个旋转执行器和两只灵巧手，其中线性执行器的配置为无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器+驱动器+球轴承+四点接触球轴承；旋转执行器的配置为无框力矩电机+谐波减速器+力矩传感器+双编码器+驱动器+交叉滚子轴承+角接触球轴承；灵巧手的配置为空心杯电机+行星减速器+编码器+驱动器+蜗轮蜗杆/绳驱+触觉等传感器。 ❑ 人形空间或接近 2000 亿元，国产厂商迎来机遇 根据特斯拉 Optimus 所呈现的技术状态，我们认为 2024 年人形机器人量产版本有望初步成型，正式量产销售或在 2025 年。市场空间方面，我们测算当人形机器人销量为 10 万、50 万和 100 万台时，BOM 成本约分别为 25 万、18 万和 13 万元，市场规模有望分别达到 408 亿、1297 亿和 1659 亿元，成本端将具备应用经济性。 ❑ 高壁垒和高价值零部件重合度较高，国产加速追赶 (1)价值量：力矩电机、行星滚柱丝杠、减速器、六维力/力矩传感器及芯片/算力/大模型的价值量较大，其次为空心杯电机和力传感器。(2)行业壁垒：行星滚柱丝杠、六维力/力矩传感器、惯性和触觉/柔性传感器以及芯片/算力/大模型的行业壁垒很高，其次为电机和其他零部件等。(3)国产化率：行星滚柱丝杠、惯性和触觉/柔性传感器的国产化率较低，但总体国产企业均处于追赶中，少部分对标国际。 ❑ 投资建议：关注高确定、高价值、高壁垒和增量环节 我们认为人形机器人的产业大趋势已经确定，国外以特斯拉 Optimus 为代表，规划 2025 年小批量量产；国内以优必选为代表，目前已在汽车厂实训测试，预计工业场景的量产临近；以三花、拓普为代表的国内零部件环节产能先行准备。我们预计企业送样、验证、定点或产能规划等举措均可能成为一轮行情的催化剂。 建议关注：1)总成：拓普集团、三花智控；2)无框力矩电机：步科股份、昊志机电、汇川技术、伟创电气、禾川科技等；3)空心杯电机：鸣志电器、伟创电气、鼎智科技、江苏雷利、昊志机电等；4)行星滚柱丝杠：北特科技、贝斯特、鼎智科技、江苏雷利、恒力液压、秦川机床、五洲新春等；5)减速器：绿的谐波、昊志机电、中大力德、国茂股份、双环传动、丰立智能、精锻科技等。6)传感器：柯力传感、东华测试、康斯特、安培龙、峰岹科技、汉威科技、奥比中光、申昊科技等。7)设备：浙海德曼、日发精机、华辰装备、宇环数控等。8)轻量化：中研股份、新瀚新材等。 ❑ 风险提示 人形机器人产业化不及预期，技术方案迭代对零部件需求产生变化，零部件降价导致盈利能力下滑。 行业评级: 看好(维持) 分析师：张雷 执业证书号：S1230521120004 zhanglei02@stocke.com.cn 研究助理：虞方林 yufanglin@stocke.com.cn 行业深度 http://www.stocke.com.cn 2/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分 正文目录 1 特斯拉 Optimus 迭代迅速，引领人形机器人量产 .................................................................................. 4 2 技术方案基本确定，国产零部件迎来机遇 ............................................................................................... 5 2.1 零部件总成 ......................................................................................................................................................................... 5 2.1.1 线性执行器 .............................................................................................................................................................. 5 2.1.2 旋转执行器 .............................................................................................................................................................. 6 2.1.3 灵巧手 ...................................................................................................................................................................... 6 2.2 细分零部件 ....................................................................................................................................................................