特斯拉机器人市场简析

特斯拉机器人市场简析特斯拉人形机器人激发市场活力，有望推动机器人行业快速落地和发展，特斯拉人形机器人Optimus预计3-5年内研发成功，届时价格有望不超过两万美元，意在创造人形机器人性价比之选。马斯克对于其愿景为从事“危险、重复、无聊”的工作。马斯克对于项目的重视程度以及特斯拉以往制造电动车的技术与降本经验使得人形机器人发展开启新篇章。特斯拉人形机器人的入场，激发了服务机器人行业市场活力，科技大厂纷纷快速入局。相较人形机器人，泛人形机器人或率先引爆市场，未来空间广阔多场景开花，相对于人形机器人，其他泛人形服务类机器人拥有：（1）成本较低、（2）稳定性强、（3）应用场景明确的三大优势，较大概率率先落地。在社会问题+经济发展+技术进步三重驱动下，机器人市场规模快速增长。据弗若斯特沙利文预计（转引自优必选招股书），2026年将中国/全球服务机器人市场规模达到1558亿元/676亿美元市场规模，行业空间前景广阔。类比智能手机发展历程，机器人产业链零部件领域料将率先起势。机器人目前类似智能手机发展的初期，2007年的“苹果时刻”类似于特斯拉Optimus原型机发布，吸引各方势力纷纷抢滩机器人市场，后续随着机器人“联发科时刻”到来与供应链逐步成熟，代工模式有望成为主流，驱动品牌端格局呈发散趋势高中低端并存。更远未来品牌端格局有望类似智能手机成熟期逐渐收敛，带动供应链纵横整合打造平台型供应商，目前阶段服务机器人仍处导入期，硬件先行，其中，减速器、伺服系统、传感器组成的运动模块作为基础模块支持运动功能，重要性强、价值量占比高，基于成本与产能优势，国产替代空间较大。1、特斯拉人形机器人引爆市场1.1、近两年特斯拉机器人快速迭代展现其强大研发能力2023年3月1日，特斯拉在2023InvestorDay上展示了关于人形机器人Optimus的最新视频。这个版本的Optimus可以到处走动、进行拧螺丝等工作。而马斯克也透露其实验室有多台Optimus机器人。马斯克指出，Optimus利用了特斯拉在制造方面的专业知识，执行器、电池组和Optimus的其他关键部件均由特斯拉定制设计。近两年特斯拉机器人快速迭代展现其强大研发能力。2021年8月19日，特斯拉在AIDay上首次公布人形机器人项目计划。根据2022AIDAY中披露的细节，人形机器人的开发平台在年初的2月就已经制造完成，耗时仅6个月，并在随后的4月、8月分别实现了行走和手臂摇摆动作的能力。不到半年后的2022年9月30日，Optimus机器人原型机在2022AIDay首秀，相比开发平台有了许多新的改变。2023年3月1日的投资者日上，特斯拉展示了Optimus四处走动、拧螺丝等工作能力。特斯拉不断实现机器人快速迭代向世人证明，擅长研发四轮机器人（汽车）的特斯拉在人形机器人领域仍有强劲的实力。1.2、特斯拉机器人的背景及意义马斯克期望人形机器人帮助人类创造一个劳动力不会短缺的富足社会。他曾在论坛、杂志、演讲、公司会议等多个场合表达对项目的理解和期望，表示Optimus人形机器人是公司2022年进行开发的最重要的产品，对于人形机器人项目的定位也逐步具体。总结来看，马斯克开发机器人的动机是为了替代人类劳动，“借助机器人的力量，我们将创造一个商品和服务极度充裕的时代”。1.3、三大因素助力特斯拉人形机器人实现终极目标1）机械解决方案的选择在不断的研发验证中日益明晰，ATLAS使用的液压驱动方案通过缸体和活塞杆相对运动实现直线运动，功率大、响应快、精度高，但适用的温度范围小、维护难度大且成本高昂。与液压驱动相对应的是气压驱动，气压驱动的结构简单、动作灵敏，成本也较低，但功率小、刚度差、噪音大、速度不易控制。相比之下ASIMO采用的电机驱动方案在功率、控制性、成本等方面的表现较为平衡，也是目前应用最广的一种驱动方式。相关研发先例已经证明，为了满足人形机器人通用且能大规模量产的要求，电机驱动的综合效益是三大常见方案中最优的，而特斯拉Optimus选择的正是电机驱动方案。2）规模化量产是特斯拉一以贯之的法宝，规模化是特斯拉实现降本的核心。近十年，特斯拉汽车的全球销量从2.23万辆增长到131.39万辆，CAGR超50%，目前特斯拉已在美国加州弗里蒙特、中国上海、美国德克萨斯州奥斯汀和德国柏林建成了超级工厂。全球化生产的布局帮助特斯拉充分利用本土产业链的优势，迅速实现产能数量级的提升。在2017-2022年的5年时间，特斯拉单车的平均销售价格从约11万美元降至约5.5万美元，降幅50%左右，同期公司的营业利润率从-15%提升至17%。3）特斯拉人工智能赋能人形机器人，特斯拉是截至目前全球唯一一家实现了自动驾驶核心领域全栈自研自产的科技公司。目前累计训练里程超已1亿公里，积累了数十亿的图片和标注数据。D1芯片采用7纳米制造工艺，具有500亿个晶体管和354个训练节点，内部电路长达17.7公里，单片FP32算力可达22.6TOPs，BF16算力可达362TOPs，同时具有GPU级的计算能力和CPU的连接能力，I/O带宽是最先进的网络芯片的2倍。2、人形机器人尚在早期阶段，泛人形应用领先落地2.1、应用场景不足+高技术高成本，人形机器人仍处于早期阶段大规模应用刚需场景不足、技术复杂及高成本是当前人形机器人难以成熟落地的主要原因。目前人形机器人功能相对简单、初步智能，具体的应用场景尚不清晰，已有的人形机器人很多都被扫地/仓库机器人、割草机、步行辅助装置等更加专业化且成本低廉的机器人替代。部分公司已经对人形机器人的应用场景展开探索，但结果仍待观察，人形机器人技术复杂、门槛高，目前多数双足机器人都是在“位控”和“力控”这两类控制模式上发展，一些新技术例如深度学习、强化学习和传统机器人技术还并未出现进一步结合，在商业应用上还需攻克稳定性问题。人形机器人制造成本高昂，成本控制有赖于大规模生产的基础及多方位的技术，高成本也导致其租金昂贵、难以推广。2.2、解决三大痛点，泛人形机器人商业化落地更具条件泛人形机器人应用场景更加专一，满足明确市场需求。专业机器人定位相比人形机器人应用场景更加明确，其更多地是在高危、高重复性场景中替代人工、在日常家居环境中针对特定事项辅助人工。简化性能，泛人形机器人稳定性高。人形机器人需要满足通用目的，而泛人形机器人只用针对特定场景进行培训，设计结构和对技术的要求更简单，灵活度、环境自适应要求相对较低，因此稳定性高，更容易商业化。泛人形机器人成本较低，提供大规模落地可能性。与人形机器人动辄几十万甚至上百万美元的成本相比，泛人形机器人电机数量少、要求精度低、加工难度和精度低，成本较低。服务机器人市场规模巨大，预计2026年全球将有676亿美元市场规模。3、借智能手机之历史，鉴机器人之未来3.1、机器人望迎“苹果时刻”，未来“联发科时刻”推动其快速发展智能手机发展复盘：“苹果时刻”大单品引爆市场，“联发科时刻”大幅度降低行业成本与门槛，推动行业快速发展，苹果时刻：2007年iPhone发布，宣告智能手机时代到来，引发智能机热潮，2010年推出iPhone4，带动智能手机行业爆发。联发科时刻：2010年联发科加入安卓联盟，提供整合芯片系统解决方案，使手机成本降低2/3，同时大幅降低手机厂商的技术门槛并缩短产品的上市时间，安卓众多品牌跟随，高中低端供给并存，品牌混战，推动智能机渗透率持续快速提升。3.2、机器人初期呈百花齐放局面，后期有望复现智能手机格局逐步收敛趋势智能手机初期龙头引领，成长期品牌混战，成熟期份额集中。2007年后在国外苹果iPhone1的发售背景下，早期国内华为、小米、OPPO、VIVO等品牌快速入局，逐渐瓜分传统功能机市场份额。在2010年联发科加入安卓联盟提出低成本硬件方案后，行业门槛快速拉低，白牌快速成长抢占市场份额。2016年后，行业进入成熟期，白牌衰落，主要缘于白牌创新后劲不足服务缺失、市场政策收紧、努力方向分叉、品牌市场下沉等。此外，品牌呈现逐步集中趋势，由于终端的消费属性，各品牌有不同的价格及产品定位，分别面向不同的消费圈层。智能手机格局呈现从品牌林立、山寨并行发展至品牌收敛、山寨衰退的趋势。3.3、机器人产业链价值呈微笑曲线分布，供应链初期零部件先行智能手机产业链价值整体呈微笑曲线分配，下游品牌集中带动供应链相应变化。上游主要为芯片及传感器，毛利率与集中度较高；中游主要为零部件及组装环节，毛利率与集中度较低；下游为终端品牌获额外溢价，毛利率与集中度较高，动态来看，智能手机发展中后期，在下游产品订单加速向头部品牌、手机厂商等集中过程中，会导致中上游供应链也相应发生变化。3.4、机器人发展硬件先行寻求突破，驱动其未来进入应用生态发展期复盘智能手机发展，硬件突破驱动智能手机应用需求产生，复盘智能手机的发展历程，其前期主要由硬件技术进步推动，而随着设备性能提升和功能增加，给内容和应用的创新带来更多可能，2007年iPhone1多点触控屏幕帮助摆脱物理键限制，重新定义智能手机，此时消费者对于智能手机使用需求并不明确叠加应用生态匮乏，后续随着开发者的逐步增加，APP功能逐步丰富，移动游戏、视频等新兴应用开始逐步盛行，消费者需求与应用APP形成正反馈，驱动智能手机进入应用生态发展阶段。3.5、类比消费电子供应链，中后期机器人代工环节有望爆发智能手机主要为芯片与操作系统的“软硬件结合”催化后续代工模式爆发。安卓系统+ARM架构芯片提供标准化解决方案，极大降低智能手机的生产成本与门槛，催化智能手机代工模式的爆发。此外，新能源汽车在电动化时代核心部件为三电系统，代工模式稀缺，供应链管理主要为分层分级管理，为适应智能化时代所需要软硬件结合的需求在生产模式和供应链管理上部分采用当前智能手机的模式，三电系统OEM化。例如，品牌与代工厂的合作，如蔚来和小鹏，采用了类似苹果手机制造的代工模式，及水平化的供应链管理模式等。3.6、机器人与智能手机产业链相似，前期全产业链受益百花齐放机器人与智能手机产业链相似，有望复现智能手机发展阶段变化，前期全产业链受益百花齐放。2007年IPhone发布标志