汽车行业-人形机器人：中国汽车制造业竞争力外溢下的下半场

人形机器人：中国汽车制造业竞争力外溢下的下半场证券研究报告行业动态报告2024年7月1日本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供。在遵守适用的法律法规情况下，本报告亦可能由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。同时请务必阅读正文之后的免责条款和声明。程似骐中信建投汽车首席分析师chengsiqizgs@csc.com.cn021-68821600SAC 执证编号：S1440520070001SFC 中央编号：BQR089核心结论核心观点：1）汽车与机器人在技术、工艺和商业模式上具有同源性。特斯拉人形机器人采用与电动车相似的“感知-决策-执行”架构，工艺上，两者对高精度加工有共同要求，为机器人零部件生产提供技术基础。商业模式上，特斯拉利用新能源车产业链资源，拓展竞争优势。2）当前国内汽车供应链展现出成本、效率和技术的三重优势。自主主机厂在成本控制上表现突出，车型开发周期缩短，智能驾驶技术积累有助于机器人算法开发。3）特斯拉Optimus人形机器人自2021年亮相以来，性能显著提升，行走速度和自由度增加，平衡和控制能力提高。应用方面，Optimus在执行基本工厂任务中展现技术突破。国内厂商如宇树等也推出人形机器人产品，跟随产业发展趋势。一、汽车与机器人的同源性：技术、工艺同源，商业模式延展：1）技术层面，特斯拉人形机器人类似电动车采用“感知-决策-执行”的三层架构，与自动驾驶技术相似度较高；2）工艺方面，人形机器人中的减速器等执行机构对加工精度要求较高，新能源车对精度要求高于传统燃油车，为人形机器人零部件生产打下技术基础；3）商业模式方面，特斯拉有望充分复用当前新能源车产业链资源，实现产业链优势的外延。二、汽车供应链竞争力拆解：成本&效率&技术的三重优势：1）主机厂作为汽车产业链的核心环节，其成本控制能力集中反映了产业链整体的成本竞争力。从单车层面看，当下自主主机厂的成本优势明显。2）效率：随着电动智能化不断渗透，自主主机厂车型开发周期大幅缩短，当前国内传统主机厂最快需要 36 个月完成新车型的量产开发，而领先新势力主机厂则将这一周期大幅缩短至 20 个月。中国汽车产业链在智能驾驶领域已经积累了大量的技术与相关人才，有望助推人形机器人算法开发。三、目前人形机器人进展：特斯拉引领，国内厂商跟随：自2021年Tesla AI Day上首次亮相以来，特斯拉Optimus人形机器人已取得显著进展。性能层面：截至2024年5月，Optimus Gen2展示出约0.6m/s的行走速度，全身减重10kg以上，且行走速度提升超过30%。机器人的自由度增加，平衡能力、全身控制及手指灵活度均显著提高。应用层面：最新迭代中，Optimus利用端神经网络执行基本工厂任务，包括电池单体分类和电动工具使用，突显了其在精密操作和自主工作能力方面的技术突破。国内厂商方面，宇树、傅里叶、智元远征、小米、追觅科技等国内厂商已陆续推出人形机器人产品。投资建议：未来人形机器人产业链有望充分利用汽车产业链优势，实现品类拓展，竞争力外溢。推荐三花智控、拓普集团、双环传动、北特科技、贝斯特等。风险提示：人形机器人商业化进展不及预期风险；技术进步不及预期风险；行业竞争加剧风险。2目录目录一、汽车与机器人的同源性：技术、工艺同源，商业模式延展二、汽车供应链竞争力拆解：成本&效率&技术的三重优势三、目前人形机器人进展：特斯拉引领，国内厂商跟随投资建议风险提示3技术层面：感知层传感器配置高度相似技术层面：感知层传感器配置高度相似汽车传感器能精确搜集并处理汽车周围的环境数据，进而为自动驾驶作出决策提供重要依据。其中，激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头、超声波雷达和IMU得到了最广泛的应用，人形机器人中用到的传感器和新能源汽车高度类似：摄像头：类似于人的眼睛，用于捕捉和解析环境中的视觉信息，进行物体识别、定位和导航等任务。惯性测量单元（IMU） ：测量机器人的角速度和加速度，帮助机器人维持稳定的姿态和平衡，对于行走和动态运动的机器人尤其重要。激光雷达：激光雷达可以帮助机器人快速准确地获取周围环境的三维地图，起到环境映射、障碍物检测、导航和定位等作用。图表： 新能源汽车感知器分类资料来源：毕马威、中信建投4分类激光雷达毫米波雷达摄像头超声波雷达工作原理发射和接收激光，基于折返时间测算距离向外发射毫米波，接触目标物体后反射雷达信号，根据回波频差测算距离和速度相机成像，通过各类算法处理进行图像识别向外发出超声波，根据超声波的折返时间来测算与物体的距离探测距离＜300m＜1000m＜100m＜5m优势探测精度和分辨率高、探测范围广，获取信息量大、可绘制3D环境地图和雷达定位兼备测距和测速功能、受环境影响小、穿透性强、性价比高像素高、实时性强、刷新快、能探测障碍物距离、可辨色受天气干扰小、抗干扰能力强、短距离精度高、技术成熟劣势易受恶劣天气影响、成本高、技术不够成熟难辨物体具体形状和大小、无法识别路标和路人受天气和光线影响大、稳定性差测量精度差、探测距离短主要应用场景障碍物探测识别、构建高精度地图、辅助定位ACC自适应巡航控制系统、BSD盲点监测系统、AEB自动紧急制动系统行人、路标、车道线监测、交通标志识别倒车雷达、自动泊车图表： 特斯拉人形机器人传感器配置资料来源：特斯拉，超级充电站，中信建投厂商型号传感器配置特斯拉Optimus Gen1摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、触摸传感器、力传感器Optimus Gen2触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、激光雷达、IMU、六维力矩传感器技术层面：决策层算法与自动驾驶高度同源技术层面：决策层算法与自动驾驶高度同源人形机器人的算法技术与汽车智能驾驶有高度同源性。如特斯拉已经打通了FSD和机器人的底层模块，实现了一定程度的算法复用本质上人形机器人的行动和汽车自动驾驶类似，都需要对真实世界进行构建、理解和做出对应的决策，底层逻辑相通。马斯克认为：“汽车应该是一台装了轮子的机器人，自动驾驶正在越发接近广义现实世界的人工智能，同样的，软件也可以转移到人形机器人身上。”同时由于机器人和自动驾驶领域的差异，可能需要对FSD算法进行适应和改进，以满足机器人特定的需求和任务。我们预计除特斯拉以外的其他自动驾驶领跑者，也将具备将自动驾驶算法泛化应用到人形机器人中的能力。图表：特斯拉FSD架构资料来源：TESLA 2022 AI day、中信建投5图表： Tesla bot对环境的理解和记忆资料来源： 特斯拉、中信建投技术层面：执行层功能、驱动、减速器高度类似技术层面：执行层功能、驱动、减速器高度类似从功能、驱动、减速器三方面，对比智能汽车和人形机器人执行层面异同点：1）功能：TeslaBot运动控制要求更高，机械结构更精细化。电动车的基础功能是行驶及运载，动力及安全舒适的要求更高，驱动（电动机）、传动（减速器/差速器）及底盘（制动、转向及悬架等）是机械硬件基础；Bot双足行走及关节执行是基础要求，能量储备及驱动功率相对较低，但关节数量、控制精度及自由度等要求更高，运动及执行的功能实现高度依赖复杂机电结构设计，而伺服驱动系统、减速系统、传感器是核心硬件。2）驱动：T