人形机器人深度：TESLA BOT硬件拆解

1、一、破晓时分，特斯拉人型机器人引领万亿级市场图表 1：Tesla Bot 参数展示Tesla Bot 有望引领行业风潮，AI 新纪元或将开启特斯拉 Bot 原型机预计 9 月 30 日发布。马斯克在特斯拉年度的 AI 开放日上，首次公开展示了双足类人机器人 Optimus（擎天柱）的想法，并预计会在 2022 年完成，第一版可在 2023 年投入生产，近日，其又在推特上表示预计在 9 月 30 日的特斯拉第二个人工智能日（AI Day）发布产品。根据此前公布的参数，特斯拉的 Optimus 擎天柱身高 5英尺、体重 125 磅，行走速度为每小时 5 公里，最多可提 45 磅的物品，这款机器人运

2、用了特斯拉最先进的 AI 技术，基于特斯拉在自动驾驶领域的技术积累进行开发，被称为是 2022 年最重要的产品开发项目，甚至可能比汽车业务更重要。实际上，根据艾隆马斯克的说法，拥有智能驾驶功能的汽车正像是一种“有轮子的半智能机器人”。特斯拉，特斯拉人形机器人主要配置：身高 5 尺 8 寸（约 1.73 米），头部带有显示屏，用以展示信息采用Autopilot 的摄像头作为视觉感知传感器，共八个摄像头采用 FSDComputer 作为计算核心脖子、胳膊、手、腿、躯干累计搭载了 40 个机电传动器搭载多相机神经网络、基于神经网络的规化、自动标记、算法训练等以轻量材料打造，最高时速达 5 英里/小时

3、图表 2：Tesla Bot 硬件配置特斯拉，基于特斯拉自动驾驶技术，自研芯片和提供算力的 FSD 硬件是核心。根据马斯克的说法，想要解决自动驾驶问题，需要先解决真实世界的人工智能，因此从产品的角度来看，在人形机器人上，其运用了特斯拉最先进的 AI 技术也不足为奇。Tesla Bot 基于视觉神经网络神经系统预测能力的自动驾驶技术，并配备了算力极强的 DOJO D1 超级计算芯片，加上其有望配备大众所期待的 FSD Chip 2.0 硬件驱动，实际上，Tesla Bot 的发布更多展 现出特斯拉已经成为了一家由“自研芯片+自研算法”驱动的人工智能公司。图表 3：Tesla D1 超级芯片参数展

4、示特斯拉，人形机器人是终极目标，万亿蓝海市场驱动国内外厂商推陈出新机器人常被各国视作衡量国家创新水平、产业能力的标志，人形机器人更被誉为机器人皇冠上的明珠。在所有机器人的研发中，人形机器人的挑战难度是业界公认最高的。人形机器人是机器人内置为形体类似人类，设计的目的是为了与人工工具和环境交互，通常，类人机器人具有躯干，头部，两条手臂和两条腿，部分类人机器人可能仅对身体的一部分建模。机器人的基础三大要素包括规划、控制和感测，对于人形机器人而言，这三种要素所对应的装置要求非常高，如对于感测（传感器）来说，人类通过耳石和半圆形的耳道保持平衡和方向，并通过本体感受（例如触摸，肌肉伸展，肢体位置）来定向，

5、但人形机器人需使用加速度计来测量加速度，倾斜传感器测量倾斜度，放置在机器人手脚上的力传感器，用于测量与环境的接触力，位置传感器指示实际位置，触觉传感器还提供有关在机器人和其他物体之间传递的力和扭矩的信息，视觉传感器人类的眼睛最相似，大多数人形机器人将 CCD 相机用作视觉传感器，声音传感器则是使机器人能够听到语音和环境声音，麦克风通常用于此任务。图表 4：人形机器人传感器展示及分布百度百科，15 世纪末至今，人形机器人研究从未停止。人形机器人的发展历史可以追溯到 15 世纪末的达芬奇时代，那是由达芬奇绘制的一份古老“类人机器人设计草图”一个靠风能和水力驱动的“机器武士”，由此启发了人类对于研制

6、“人形机器人”的幻想。直到 1927 年，美国西屋公司制造了世界上第一台人形机器人“Televox”，虽不能走动，但可以抬起接收器以接听电话，并根据接收到的信号通过操作开关来控制简单的过程，此外其还能回答一些问题。Televox 只是一个起点，随后西屋公司在 1937 年又继续在此基础上制造出“摩托人 Elektro”，其被认为是真正的第一个类人机器人。Elektro 身高 210厘米，体重超过 120 公斤，能够执行 26 种不同的日常活动，包括醒来，交谈，计数和吸烟。1961 年，第一台数字化和可编程的机器人 Unimate 被安装在通用电机装配线上。其成为当今仍在装配线中使用的许多工业机

7、器人的基础。1972 年早稻田大学研制出 WABOT-1 机器人，它是世界上第一台全尺寸人形机器人。能够用日语交流，导航房间并抓握和运输物体，后来的 WABOT-2 能够读取乐谱并弹奏电子键盘。我国的第一台人形机器人问世于 2000 年，国防科技大学成功研制了我国第一台仿人型机器人“先行者”，有一定的语言功能，可以动态步行。图表 5：世界上第一台人形机器人“Televox”优必选科技，图表 6： 早稻田大学的WABOT 机器人图表 7：国内第一台人形机器人“先行者”贤集网，优必选科技，波士顿动力行业领先，国内外众多公司齐头并进。2000 年本田推出能够跳跃、使用楼梯的人形机器人 ASIMO 后

8、，人形机器人的发展方向逐步成熟，此后 2006 年 AldebaranRobotics 发布的 Nao 和 2014 年软银推出的 Pepper 在商用社交领域取得成功，包括学术研究、护理、教育、商业招待等。从技术及产品的成熟来看，波士顿动力是行业内的领导者，2005 年，波士顿动力为美国军队研究设计了四足机器人 BigDog，此后，其又研发出适用于物流场景的 HANDLE，2018 年发布机器狗 SpotMini，能够进行海上油田巡逻和检测，此外其还能进行如船舶故障检查，对碳氢化合物泄漏问题的响应，在紧急情况下协助人类员工撤离，提供海上装置的远程视角等工作，2019 年其展示的最新版本的人形

9、机器人 Atlas 已经具备相当成熟度，能够在有限的空间内完成较为复杂的工作。国内在人形机器人的研发 21 世纪以来已有长足进步，如优必选、钢铁侠科技等公司均推出各自的仿人机器人产品，2021 年优必选发布了中国首款可商业化的大型双足仿人型服务机器人 Walker X，身高 130cm，体重 63kg，拥有 41 个高性能伺服驱动关节，面部 160环绕 4.6K 高清双柔性曲面屏，四维灯语体系，具备模块化设计，便捷可拆卸电池，应用场景包括科技展馆、影视综艺、商演活动、政企展厅等。此外，同年 3 月，北京钢铁侠科技中标国家机器人宇航员项目北京控制工程研究所空间仿人智能操控系统，将双足大仿人机器人

10、的应用场景拓展到航天领域，开创了空间机器人这一新品类，其核心产品 ARTROBOT 系列仿人机器人自由度达到 36 个，可以完成行走、舞蹈、倒水等多种任务，已经拥有了高度仿人化的特征，应用场景包括科研教学、智能服务、体育竞技、养老、救援、娱乐陪伴和航空航天等领域。图表 8：波士顿动力机器狗SpotMini图表 9：波士顿动力人形机器人Atlas波士顿动力，波士顿动力，图表 10：优必选（下）和北京钢铁侠科技（上）人形机器人产品展示中国机器人网，优必选科技，特斯拉 Optimus 价格有望步入量产级，人形机器人打开全球万亿级蓝海市场。根据马斯克在 2022 年 4 月的 TED 演讲中透露，Op

11、timus 单价将“不会高得恐怖，或许会比一辆车的价格更低”，与马斯克对话的主持人 Chris Anderson 以 2.5 万美金左右（约 16.75万人民币）价格为例进行讨论，给出了一个可供参考的价格区间。考虑到特斯拉汽车在中国的售价最低为30 万元左右，Optimus 机器人的单体价格大体将位于17-30 万元之间。这一价格区间相对波士顿机器人显著更低，Optimus 有望进入家务、快递、工业生产等各类消费级与商用级场景。而根据麦肯锡报告预测，到 2030 年全球约 4 亿人的岗位将被自动化机器人替代（根据国际劳工组织数据，2021 年全球劳动人口总数约 34.5 亿人， 4 亿即代表着

12、预测其中约 11.6%的劳动者被机器人取代），按 Optimus 单体价格 25 万元计算，全球人形机器人市场空间可达 100 万亿级别。从成本端看，根据国统局数据，2021年中国平均年人均工资水平为 10.68 万元，按 Optimus 价格区间 17-30 万元来计算，购买单个 Optimus 机器人回本时间在 1.6-2.8 年，即 2-3 年内便可收回成本，且机器人无需休息，可以长时间进行高强度劳动，用机器人代替人力具备可预见的经济效应。图表 11：Optimus 单体回本时间预测Optimus 单体回本时间预测2021 年中国人均工资（万元）10.68Optimus 价格区间上限（万

13、元）30Optimus 价格区间下限（万元）17回本时间上限（年）2.8间下限（年） 1.6TED，国家统计局，图表 12：人形机器人全球市场空间预测人形机器人全球市场空间预测被替代的人工数量（亿人）4特斯拉机器人单体价格（万元）25波士顿动力 SpotMini 价格（万元）50人形机器人全球市场空间（万亿元）100麦肯锡，二、核心零部件是机器人的关键，相关产业链有望持续受益机器人产业链拆解：核心零部件占整机成本 70%机器人核心零部件为伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等。机器人产业链的上游主要为零部件供应商，核心零部件为伺服系统、减速器、控制系统等；产业链的中游为机器人本体提供商与集成供应

14、商，主要负责机器人本体的生产，并根据不同的应有场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发。下游包括工业应用与服务应用，工业应用主要为汽车、电子、金属加工等产业，服务应用范围较广，主要从事维护保养、修理、运输、清洁、保安、救援、监护等工作。从目前特斯拉公布的应用范围来看，人形机器人为服务机器人的技术升级，涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多种技术融合，机械产业链方面主要涉及到机器人的核心零部件（伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等）与机器视觉等方面图表 13：机器人产业链全景图中商产业研究院，绘制核心零部件占整机成本的 70%，机器代人趋势下核心零部件有望直接受益。从工业机器人的成本拆分

15、来看，伺服系统/控制器/减速器/本体制造分别占机器人整机成本的 25%/10%/35%/15%，其中核心零部件成本合计约占整机成本的 70%。而对服务机器人来说，除上游核心零部件外，算法（导航定位算法、识别类算法等）、智能交互等核心技术模块也将是主要成本，本体制造的价值量占比较低。特斯拉人形机器人将搭载公司的人工智能设备，包括自动驾驶相机（提供机器人视觉）、自动驾驶计算机（充当大脑和心脏），以及其他人工智能算法和工具。我们认为，特斯拉人形机器人 Optimus 的推出具备极强的标杆带头作用，上游核心零部件、机器视觉等环节有望直接受益。图表 14：工业机器人核心零部件成本占比约 70%图表 15

16、：服务机器人除关键硬件外，算法、软件等价值量也较高15%35%10%15%25%减速器 伺服系统本体控制器其他中商产业研究院，前瞻产业研究院，机器人用减速机需求巨大，行业成长动力充足减速机是工业机器人构成中最为核心的部件，成长潜力巨大。精密减速器是连接伺服电机和执行机构的中间装置，通过齿轮啮合将伺服电机的动力传递到执行机构上，起到匹配转速和传递转矩的作用。根据 GGII 数据显示，2021 年中国工业机器人减速器总需求量为 93.11 万台，同比增长 78.06%。其中增量需求 82.41 万台，同比增长 95.05%；存量替换量为 10.70 万台，同比增长 6.57%。目前应用于机器人领域

17、的减速器主要有两种： RV 减速器和谐波减速器，RV 减速器传动比范围大、精度较为稳定、疲劳强度较高，并具有更高的刚性和扭矩承载能力，一般放置在机器人机座、大臂、肩部等重负载的位置，代表性厂商为日本纳博特斯克、国内双环传动；谐波减速机具有单极传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作的优点，使其在机器人小臂、腕部、手部等部位具有较大优势，代表性厂商为日本哈默纳科、国内绿的谐波。根据高工机器人的统计，RV 和谐波减速器的使用量约为 65%：35%。图表 16：工业机器人减速机用量（万台）图表 17：工业机器人减速机市场格局12010080604020存量需求增量

18、需求5%10%10%15%60%纳博特斯克哈默纳克 住友 SPINEA其他35.232.037.342.582.492.5011.610.1 9.010.010.710.2201720182019202020212022EGGII，GGII，图表 18：谐波减速器与RV 减速器对比谐波减速器RV 减速器产品性能体积下、传动比高、高精度体积大、高负载、高刚度应用场景机器人小臂、腕部、手部等轻负载多关节机器人基座、大臂、肩部等高负载价格区间1000-5000 5000-8000（元）绿的谐波招股书，谐波减速器：国产化趋势加速，柔性化趋势下协作机器人带来更大市场潜力谐波减速器由波发生器、柔轮和刚轮三

19、大零部件组成。它通过柔轮变形产生的周期性波动来实现刚轮轮齿与柔轮轮齿之间的少齿差内啮合，从而完成运动与动力的传递。具体来说，当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，使其长轴处柔轮齿轮插入刚轮的轮齿槽内，成为完全啮合状态；而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态，当波发生器连续转动时，迫使柔轮不断产生变形并产生了错齿运动，从而实现波发生器与柔轮的运动传递。图表 19：谐波减速器构成绿的谐波招股书，多关节和协作机器人占据主要应用市场，预计 2025 年国内规模超 30 亿元。谐波减速机主要适用于轻负载的小臂、腕部等机器人手臂上，此种机器人多应用在 3C、消费等下游领域，因此需求

20、量较大，此外，考虑到前期市场主要以工业机器人为主导，未来几年数控机床等也将加快谐波减速的用量，以此作为精密减速的功效，长期看谐波减速市场规模有望持续增长，预计 2025 年市场过有望超过 30 亿。图表 20：谐波减速机应用占比图表 21：中国谐波减速机市场规模及预测（亿元）6.2%354.1%42.4%多关节机器人30协作机器人 2520SCARA机器人 15其他领域工业机器人用47.4%AGV及巡检机器人105.7 2.51.31.801.127.512.612.414.916.811.318.550201720182019202020212022E2025EWind，GGII，协作机器人

21、优点显著，更加适用于中小企业，渗透率提升背景下谐波减速机有望充分受益。据埃夫特招股书，以工业机器人四大家族为代表的欧、日系工业机器人，目前仍然主要以汽车工业机器人为主，除 3C 行业外的通用工业，自动化率普遍不高。原因在于汽车和电子制造行业标准化程度较高，属于单件大批量制造，都属于大型制造企业，具有良好的设备运维团队。而除此之外的其他通用工业，通常是量大面广的中小企业，它们的产品一般以小批量，定制化，短周期为特征，没有太多的资金对生产线进行大规模改造，并且对产线的投资回报率更为敏感，传统的工业机器人在中小企业中的渗透率很低，协作机器人的优势有望解决这些痛点。图表 22：协作机器人国产化率较高，

22、Top5 中除优傲外均为内资品牌遨博17%5%5%10%30%33%优傲节卡达明大族电机其他MIR，人形机器人关节增多，谐波减速器用量将数量级增长。从目前工业机器人市场来看，一台六轴机器人总共使用 6 个减速器，其中底座、肩部一般使用 RV 减速器，其余部分一般使用谐波减速器（约 4 个）。人形机器人关节数量远超普通工业机器人，人体共有 78个已命名关节，其中适用谐波减速器的肘关节、腕关节、指关节、趾关节共有 60 个，因此人形机器人若要实现接近人体的活动自由度，则减速器用量将数量级增长。图表 23：人体关节数量与人形机器人对应减速器类型关节数量适用减速器类型肩关节2RV 减速器肘关节2谐波减

23、速器腕关节2谐波减速器髋关节2RV/谐波减速器膝关节2RV 减速器踝关节2RV 减速器指关节142谐波减速器趾关节142谐波减速器其他已命名关节10RV/谐波减速器大众养生网，国产替代趋势逐步显现，技术性能逐步收敛。谐波减速机技术较 RV 偏低，因此从技术上看对国产厂商而言更加易于突破，目前国产谐波减速机厂商已经开始进行国产替代，从技术上看，减速比、输出转速、传动精度已经和国外差距收敛明显，仅在传导效率还需提升，2020 年绿的谐波国内市占率超过 20%。图表 24：中国谐波减速机市场份额（2020 年）15%7%8%22%哈默纳克绿的谐波新宝48%来福其他头豹研究院，RV 减速器：国内市场规

24、模超 60 亿RV 减速器是工业机器人中应用范围最广泛的精密减速器。RV 减速器安装于多关节机器人的机座、大臂、肩部等位置，广泛用于拆码垛、工业、物流等重负载（20-500KG）场景。单台工业机器人所需精密减速器中，RV 减速器占比约为 60%-80%。RV 减速器结构复杂，兼具行星减速器和摆线针轮减速器优势，是在传统摆线针轮、行星齿轮传动装置基础上发展起来的传动机构，由一个行星齿轮减速器的前级和一个摆线针轮减速器的后级组成，分为两级减速。图表 25：RV 减速器构成双环传动官网，预计 2025 年国内市场规模超 60 亿，日系主导下国内品牌逐步崛起。工业机器人中，多关节机器人负载较大，驱动精

25、确性要求高，通常在对应关节处需要配套 1 个伺服电机+1 个的减速器实现驱动，单个机器人 RV 减速器需求量为 4-5 个。考虑 RV 减速器使用期间作为传动、承重部件，磨损不可避免，其使用寿命通常在 4-5 年左右，伴随工业机器人市场增长，存量替换需求同步提升，RV 减速机市场规模有望持续增长，根据 MIR 数据，2021 年国内 RV 减速机市场规模 42.95 亿元，预计 2025 年中国 RV 减速器市场规模达 65.53 亿元。从市场份额看，由于 RV 减速器构型复杂，长期以来全球市场格局高度集中，纳博特斯克占据全球 70%以上市场份额。近年来，伴随国产 RV 减速器的发展，纳博特斯

26、克在中国的市场份额已低于全球水平，并呈降低趋势，根据高工机器人数据，2021 年双环传动为国内市场份额仅次于纳博特斯克的 RV 减速器供应商。图表 26：中国 RV 减速机市场规模图表 27：2021 年RV 国内市场竞争格局市场规模yoy706050403020100202020212022E 2023E 2024E 2025E25%3% 2%12%4%4%5%14%20%3%15%10%5%0%53%纳博特斯克双环住友飞马中大力德南通振康智同秦川其他MIR，GGII，伺服系统：机器人的动力系统，工业领域市场规模近 300 亿元伺服系统是能精确控制执行机构的自动控制系统，主要由伺服驱动器、伺

27、服电机和编码器组成。使伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出量，随着输入量的任意变化而变化的自动控制系统，是工业自动化的关键零部件，是实现精准定位、精准运动的必要途径。伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机和编码器组成，编码器通常嵌入于伺服电机。伺服系统由伺服驱动器发出信号给伺服电机驱动其转动，同时编码器将伺服电机的运动参数反馈给伺服驱动器，伺服驱动器再对信号进行汇总、分析、修正。整个工作过程通过闭环方式精确控制执行机构的位置、速度、转矩等输出变量。图表 28：伺服系统组成禾川科技招股书，稀土磁材为重要原材料，下游应用覆盖广泛。伺服电机产业链涉及稀土磁材、电子原器件、伺服系统制造、机器人等。上游

28、来看，伺服电机行业的上游主要是稀土磁材和电子零部件等其他材料，稀土磁材是伺服电机制造过程中必需的重要原材料。中游来看，除伺服电机制造以外，伺服系统还包括伺服驱动器制造以及数控系统研发等环节。下游来看，伺服电机可以广泛应用于医疗器械、机器人制造、汽车制造和工业装备制造等领域，具备广阔的应用前景。图表 29：伺服电机产业链前瞻产业研究院，伺服电机在控制精度、过载能力、速度响应等方面均优于步进电机，更适用于通用自动化和机器人领域。在数字控制的发展趋势下，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的

29、差异。伺服电机原有的控制系统上增加了一个闭环，通过实时的闭环信号反馈来调整，实现更精密的控制。综合来讲，伺服电机在许多性能方面都优于步进电机，更适用于工业自动化、机器人等领域，但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。图表 30：步进电机结构图图表 31：伺服电机结构图鸣志电器官网，鸣志电器官网，图表 32：步进电机和伺服电机的性能差异项目步进电机伺服电机控制精度0.361.80.036恒力矩输出输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降矩频特性低频特性低速时易出现低频振动现象运转平稳，低速时不会出现振动现象过载能力不具有过载能力具有较强的过载能力开环控制，启动频率过高或负

30、载过大易运行性能出现失步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象闭环控制，一般不会出现失步或过冲的现象速度响应性能（静止到工作转速）200400ms10ms鸣志电器官网，伺服系统市场规模近 300 亿元，由工业自动化驱动保持高速增长。根据中商产业研究院统计，2017-2021 年中国伺服系统由 97 亿元上升至 224 亿元，CAGR 为 23.3%，增速较快。从长期来看，中国人口红利消退，人力成本逐渐上升，传统工业尤其是制造业对自动化产线设备的需求将始终保持增长态势。图表 33：中国伺服系统市场规模35030025020015010050伺服系统市场规模（亿元）yoy2862241781

31、441199730%25%20%15%10%5%0201720182019202020210%2022E中商产业研究院，国内市场由外资主导，国产品牌约占 30%份额。我国伺服系统主要分为日韩品牌、欧美品牌和国产品牌三大阵营，由于壁垒较高，伺服系统市场一直为外资品牌主导。近年来，国内厂商通过引进、消化吸收国际先进技术，不断加强伺服系统相关的技术研发和生产能力，国产伺服系统的产品质量和技术水平不断提升，并逐渐在国内市场中取得一定的份额，但与国际知名企业相比，其在整体性能、可靠性上仍存在一定差距。根据 MIR睿工业的数据，2020 年我国伺服市场中，日韩品牌占据约 51%的市场份额，国产品牌占据约

32、30%份额，欧美品牌占据约 19%份额；其中，安川、三菱和松下分别以 11.3%、 10.5%、9.9%的市场份额位列前三，汇川技术以 9.8%的份额占据国内龙头地位。图表 34：2020 年中国伺服系统主要供应商市场份额日本富士, 1.8%法国施耐德, 1.9%奥地利贝莱德, 2.3%日本欧姆龙, 2.4%其他, 28.2%日本安川, 11.3%日本三菱, 10.5%日本松下, 9.9%汇川技术, 9.8%日本安川 日本三菱 日本松下 汇川技术 台湾台达 德国西门子禾川科技 埃斯顿日本欧姆龙 奥地利贝莱德埃斯顿, 2.5%禾川科技, 3.0%德国西门子, 6.4%台湾台达, 9.4%法国施耐

33、德日本富士 其他禾川科技招股书，2.4 控制系统：机器人的“大脑”控制系统相当于机器人的大脑，负责向机器发布和传递指令动作，控制机器人在工作中的运动位置、姿态和轨迹。典型的运动控制系统主要包括控制器、伺服系统和传感器三个部分，运动控制器向伺服系统发送指令，进而带动工作机械（负载）实现特定运动。同时，电机和机械系统的多种传感器经过信号处理将实时信息反馈给控制器，控制器进行实时调整，保证整个系统的稳定运转。图表 35：运动控制系统构成国高科技招股书，工业机器人控制器市场规模近 20 亿元。受益于过去中国工业机器人行业的快速发展，工业机器人产业链日益成熟，中国在机器人控制器软硬件方面的开发实力不断增

34、强，市场快速增长。根据中商产业研究院数据，中国工业机器人用控制器市场规模由 2017 年的 10.5 亿元上升至 2021 年的 14.7 亿元，CAGR 为 8.8%。预计到 2022 年，中国工业机器人用控制器市场规模有望达到 16.2 亿元。图表 36：工业机器人控制器市场规模工业机器人控制器市场规模（亿元）yoy16.214.711.812.112.710.5181614121086420201720182019202020212022E18%16%14%12%10%8%6%4%2%0%中商产业研究院，外资占主导，工业机器人控制器国产率不足 20%。美日韩厂商凭借着在机器人核心技术领域

35、的深厚积淀，占据了工业机器人控制器的大部分份额，全球控制器龙头发那科在国内的市场份额为 18%。国内企业控制器尚未形成市场竞争力，工业机器人控制器国产率不足 20%。图表 37：中国工业机器人控制供应商市场份额日本发那科其他, 34%日本发那科, 18%德国库卡瑞士ABB日本安川启帆广州数控, 1%埃斯顿, 1%新松, 2%埃夫特, 2%启帆, 3%日本安川, 12%德国库卡, 14%瑞士ABB, 13%埃夫特新松 埃斯顿广州数控其他中国产业信息网，三、重点公司推荐3.1 三花智控：热管理龙头，特斯拉稳定供应商制冷龙头转型为热管理龙头，业务板块明确。公司业务分为两大板块，一是制冷板块，二是汽车

36、零部件板块。从应用场景看，制冷业务和微通道业务的最主要应用场景均是家用空调和商用空调，亚威科业务的主要应用领域为洗碗机，汽零业务的主要应用场景为新能源汽车。公司聚焦于主营业务，并持续向外拓展，提前布局新能源汽车业务，在新能源汽车客户开发认证和订单获取方面一直保持领先，公司是第一家把电子膨胀阀应用到新能源汽车上的公司，目前已实现车用热管理核心部件全覆盖，主要产品有电子膨胀阀、电子水泵、热力膨胀阀等。2021 年公司实现营收 160.21 亿元，同比增长 32.3%，实现归母净利润 16.84 亿元，同比增长 15.2%，其中汽车业务单元占比持续提升，营收48.02 亿元，较 20 年实现翻倍增长

37、。图表 38：公司营收及利润稳步增长（亿元）图表 39：公司汽车业务占比持续提升180160140120100806040200收入净利润2016201820202022Q150%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%微通道换热器部件汽车业务单元制冷业务单元空调冰箱元器件及部件20172018201920202021，盈利能力处于行业较高水平，高研发投入保证公司竞争优势。公司毛利率整体保持平稳，但在 2021 年及 2022 年 Q1，由于受到原材料价格上涨、海运价格上升以及汇率等多方面因素，盈利能力出现一定程

38、度下滑，但整体看，公司规模效应显著，控费能力优异，毛利率和净利率在行业中依然处于较高水平。从研发投入看，公司研发费用率长期保持在 4%以上，收入高速增长同时公司研发投入持续且稳定，为公司实现较强的竞争力打下基础，2021 年公司研发费率 4.69%，较去年小幅上升 0.41%。图表 40：公司盈利能力小幅波动图表 41：高研发投入保持竞争优势35%30%25%20%15%10%5%0%毛利率净利率201720182019202020212022Q1研发费用率销售费率管理费率7%6%5%4%3%2%1%0%20182019202020212022Q1，特斯拉稳定供应商，合作有望持续深入。公司是特

39、斯拉稳定的汽车热管理系统供应商，产品包括电子膨胀阀、八通阀、CO2 热泵等，深度合作下，特斯拉上使用的公司的八通阀产品能够连接热管理各回路，统筹各系统间热量转移，降低车身重量并提高续航里程，顺应电动车热管理集成化发展趋势，而公司凭借其研发积累形成的超前独创技术也拉开了公司与其他竞争对手的差距。我们预计，公司作为特斯拉稳定的汽车热管理供应商，合作基础良好，随着未来合作的进一步深入，公司有望进入到其他特斯拉产品供应链中，打开公司成长空间。图表 42：Model Y 热泵系统汽车之家，中科三环：打造全球高端钕铁硼顶级供应商钕铁硼永磁被称为第三代稀土永磁，综合性能优异。永磁材料又称恒磁材料或硬磁材料，

40、指的是磁化后去掉外磁场，能长期保留磁性，能经受一定强度的外加磁场干扰的一种功能材料。永磁材料能够实现电信号转换、电能/机械能传递等重要功能，广泛应用于风力发电、新能源汽车及汽车零部件、节能变频空调、节能电梯和机器人及智能制造等领域。稀土永磁材已经历三代发展，第一代以 SmCo5（钐钴）合金为代表、第二代以 Sm2Co17合金为代表，钐钴永磁磁性能和热稳定性优异，但因价格过于昂贵而限制了大规模应用，后逐渐被兴起的第三代钕铁硼（Nd-Fe-B）永磁所取代。烧结钕铁硼合金是由主相 Nd2Fe14B 和晶界相构成的，其饱和磁极化强度（Js）为 1.6T，理论最大磁能积的理论值 64MGOe（509kJ

41、m3）。对比主流磁性材料，烧结钕铁硼剩磁、矫顽力、最大磁能积均远大于其他普通材料，通俗理解为磁性更强，从而电机节能效果更佳。虽然居里温度（与 最高使用温度正相关）低于部分产品，但部分高牌号产品能够满足新能源车、变频压缩机 200的恶劣工作场合。稀土永磁电机对于全球碳减排可做出强大贡献。根据弗若斯特沙利文，全球 50%以上的电力消耗来自电动机，而与传统电机相比，稀土永磁材料可节省高达 15%至 20%的能源。此外，稀土永磁材料的应用使变频家电、新能源汽车及汽车零部件以及 3C 智能电子产品实现更轻量小型化，符合消费者的偏好。图表 43：烧结钕铁硼综合性能优异类别剩磁Br（T）矫顽力Hc（kAm-

42、1）最大磁能积BHmax（kJm-3）居里温度Tc（）烧结钕铁硼1.1-1.4800-2400240-400310-5102:17型钐钴1.0-1.3500-600230-2408001:5型钐钴0.9-1.01100-1540117-179720AlNiCo5系0.7-1.3240-609-56890AlNiCo8系0.8-1.05110-16040-60860钡锶铁氧体0.3-0.44250-35025-36540粘结钐钴1.0-1.07800-1400160-204810粘结钕铁硼0.6-1.1800-210056-160310FeCrCo1.2970.464.2500-600找磁材，国

43、盛证券研究所中科三环是中国稀土磁材行业的开创者、引领者，凭借三十几年的自主研发与积累，公司已逐步成长为全球稀土磁材行业的世界顶级供应商：（1）目前公司烧结钕铁硼产能约 20000 吨/年（毛坯量），在全球钕铁硼磁材、尤其高端产品供应链中占据重要地位。（3）公司是中国率先供应 VCM（计算机硬盘音圈电机）、EPS（电动助力转向）和微型电机用高端钕铁硼永磁材料的企业，公司现已成为全球高性能钕铁硼顶级供应商之一。产能规划：2022 年底或 2023 年初增加 1 万吨烧结钕铁硼产能，总产能达 30000 吨/年。其中，天津工厂用自有资金和银行借款扩产5000 吨，宁波工厂用募集资金扩产3000 吨，

44、赣州和南方稀土合建工厂今年放量 2000 吨。经过 30 余年的发展，公司现已形成以中游钕铁硼磁材加工为核心，涵盖上游稀土原材料、下游全球化销售网络的完整产业链布局。公司核心资产为高端钕铁硼生产制造基地，按照权益占比主要有以下三类：（1）控股四家烧结钕铁硼生产企业，宁波科宁达（控股100%）、天津三环乐喜（与台全金属合资，控股 66%）、北京瓦克华（与德国 VAC 公司合资，控股 51%）、肇庆三环京粤（控股 64.8%）；（2）控股一家粘结钕铁硼生产企业上海三环（控股 70%）；（3）参股一家烧结钕铁硼永磁体生产企业日立金属三环磁材（南通）有限公司（与日立金属合资，公司参股 49%）。烧结钕

45、铁硼永磁材料 日立金属三环磁材（49%） 京秀磁材（99%）北京瓦克华（51%），节能电机、节能家电等三环乐喜（66%），新能源驱动电机，汽车微电机等宁波科宁达（100%），汽车微电机，消费电子等下游电动自行车 南京大陆鸽，86%上游稀土原料 赣州科力，27% 南方稀土高技术，8% 南方稀土集团，拟5% 软磁铁氧体磁性材料 金宁三环，31%粘结钕铁硼永磁材料上海三环（70%），下游为消费电子HDD等图表 44：中科三环注重上游资源以及稀土磁材加工产能布局，行业积淀深厚公司公告，国盛证券研究所积极进行上游资源端布局，保障稀土原料的稳定供给：（1）2001 年公司参股南方稀土高技术股份有限公司和科

46、力稀土新材料有限公司两家稀土原材料企业。（2）2010 年公司与五矿有色签署战略合作协议，在最优惠市场价格条件下，五矿有色优先向公司提供镨钕、镝铁等稀土金属。（3）2015 年公司全资子公司宁波科宁达工业有限公司与虞东稀土集团在宁波市合作设立“宁波虔宁特种合金有限责任公司”。（4）2019 年 4 月，公司与中国南方稀土集团有限公司签订合作意向书，公司拟以增资扩股的方式持有南方稀土 5%的股权及双方拟在赣州共同投资设立产能 5000 吨/年高性能烧结钕铁硼生产企业，通过与南方稀土集团合作进一步增强了公司的稀土原材料、尤其重稀土原材料获取能力。图表 45：中科三环成立以来 30 余年，持续自主创

47、新、内生增长，逐步成长为全球高端钕铁硼磁材龙头供应商初创期：宁波+天津两大生产基地布局形成快速成长期：IPO、布局上游原材料、新品投放新一轮成长周期：新能源汽车需求逐步开1985-1986199019992001200320132015建立中科院三环新 建立天津三 设立北京中科参股赣州科力 烧结钕铁硼进入公司与日立金属株与日立金属就材料研究开发公司环乐喜新材三环股份公司稀土新材料硬盘音圈电机应式会社签订专利合资公料有限公司建立中科院三环宁波磁厂参股江西南方用，标志高端应许可协议限公司稀土高技术有用新突破198319881993-1995中国科学院物 宁波磁厂更名宁 建立北京理所和电子所波科宁达

48、合作成功开发 建立广东肇庆京钕铁硼稀土永磁体粤磁厂公司公告，国盛证券研究所双环传动：汽车齿轮龙头，国内 RV 减速机舵手公司是国内齿轮传动部件龙头厂商，切入 RV 减速机市场享受成长红利。公司产品应用于乘用车、商用车、工程机械等领域，核心产品乘用车齿轮逐步从低附加值变速箱齿轮向高精度新能源汽车电驱系统齿轮转型，2021 年齿轮收入占比高达 80.4%，主要客户覆盖采埃孚、爱信、麦格纳、博格华纳、康明斯、广西玉柴等一级供应商及大众、通用、福特、上汽、广汽、全球领先电动车制造企业、比亚迪等主流整车厂。公司从 2013 年开始研发 RV 减速器，历时 3-4 年成功打破外资垄断，掌握摆线轮磨齿及总成

49、装配等多项核心减速机技术，产品批量供货国产头部机器人企业，已经成为市场份额最高的国产 RV 减速器供应商。图表 46：公司市场布局覆盖范围广阔公司官网，营收及利润逐步释放，RV 减速机业务保持稳步增长。2021 年公司实现收入 53.91 亿元，同比增长 47.31%，归母净利润 3.26 亿元，同比增长 536.98%，收入开始逐步释放，盈利能力明显恢复，其中 RV 减速机业务 2021 年全年收入 1.84 亿元，保持持续增长，减速机毛利率也恢复明显，达到 26.95%。图表 47：公司业绩逐步释放（亿元）图表 48：减速机业务持续放量（亿元）收入净利润收入yoy利润yoy60504030

50、2010020182019202020212022Q1600%500%400%300%200%100%0%-100%21.81.61.41.210.80.60.40.20减速机业务收入毛利率201820192020202140%35%30%25%20%15%10%5%0%，绿的谐波：国内谐波减速机龙头公司是国内谐波减速机龙头企业，国产替代加速下市占率有望持续提升。谐波减速机技术较 RV 偏低，因此从技术上看对国产厂商而言更加易于突破，目前国产谐波减速机厂商已经开始进行国产替代。公司前身为恒加金属，2003 年公司开始谐波传动技术的研发，2010 年公司制造出第一台符合工业机器人使用标准的谐波减

51、速器，2013 年公司打破外资垄断，成为国内第一家量产谐波减速器的厂商，2016 年底，成功向国际主流机器人厂商优傲机器人批量供货；2018 年为适应谐波减速器未来市场需求，公司推出融合谐波减速器、电机、传感器的机电一体化模组产品。目前公司谐波减速机产品在行业内具备较强优势，国内市占率超过 20%，仅次于哈默纳克，国产替代加速背景下公司市占率有望持续提升。图表 49：中国谐波减速机市场份额（2020 年）MIR，公司业绩保持持续增长，盈利能力表现突出。公司 2021 年收入 4.43 亿，同比增长 104.77%，实现归母净利润 1.89 亿元，同比增长 130.56%，从细分领域看，公司收入

52、增长持续受益于机器人行业的旺盛需求，2021 年机器人方向收入占比达到 81%，此外从盈利能力看，公司毛利率基本维持在 50%左右，2021 年达到 52.52%，净利率持续攀升，2021 年达到 42.87%，极高的净利率水平也有力支持了公司研发方面的持续投入，公司研发投入持续保持较高水平，也进而有力的支持公司产品竞争力的不断提升。图表 50：公司营收保持稳定增长（亿元）图表 51：2021 年公司收入中机器人领域贡献较大54.543.532.521.510.50收入净利润20182019202020212022Q1140%120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%机器人机

53、械装备数控机床医疗器械，图表 52：毛利率始终保持较高水平图表 53：费用率持续保持稳定毛利率净利率研发费用率销售费率管理费率60%50%40%30%20%10%0%20182019202020212022Q114%12%10%8%6%4%2%0%20182019202020212022Q1，江苏雷利：中高端微特电机领军企业，外延并购切入高景气赛道公司是全球家用微特电机领军企业，通过外延并购切入医疗器械、新能源汽车零部件、工控等高景气赛道，打开新的成长空间。通过横向拓展应用领域，公司 2021 年实现收入 29.2 亿元，同比增长 20.5%，收入增速边际改善。未来公司有望由工控、新能源、医疗

54、等高景气应用领域带动，实现多极增长。横向拓展成效显著，2021 年营收同比增长 20.5%。公司经过多年经营，已成为全球知名的微特电机供应商。公司借鉴海外龙头经验，通过并购等方式切入医疗器械、新能源、工控等高端应用场景。2021 年公司“多应用领域”战略成效显著，实现了工控市场的重大突破，同时新能源、医疗器械领域也取得快速增长，实现营业收入 29.2 亿元，同比增长 20.5%，收入增速边际改善。图表 54：江苏雷利营业收入（亿元）图表 55：江苏雷利归母净利润及增速（亿元）营业收入yoy3530252015105020172018201920202021 2022Q130%25%20%15%

55、10%5%0%32.521.510.50归母净利润yoy20172018201920202021 2022Q125%20%15%10%5%0%-5%-10%-15%-20%wind，wind，家用电机为基本盘，工控、医疗、新能源等高毛利产品快速放量。公司基本盘为家用电机及组件，包括空调、冰箱、洗衣机等电机和组件，2021 年家用电机及组件（空调+冰箱+洗衣机）收入为 16.4 亿元，占总收入比重 64.0%。工控产品主要为丝杆电机、无刷电机及组件，主要应用于工业设备的阀门电机等，2021 年实现收入 2.95 亿元，同比增长 60%。汽车零部件主要为汽车水泵、汽车电机及冲压件，医疗及运动健康电机及组件主要为丝杆电机、跑步机电机及组件。从毛利率来看，工控、医疗等产品相较于传统家电产品毛利率更高，有利于公司产品结构优化。图表 56：江苏雷利业务结构图表 57：江苏雷利综合毛利率及各产品毛利率其他医疗及运动健康电机及组件家电电机及组件100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%汽车零部件工控电机及组件45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%家用电机及组件工控电机及组件医疗及运动健康电机及组件汽车零部件综合毛利率20172018201920202021201