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人形机器人量产进展

人形机器人量产曙光已现。特斯拉计划2024年小批量内部测试,2025年底开始量产交付;优必选计划2025-2027年实现规模商业化;达闼计划2025年规模量产。国盛证券研报指出,执行器总成是机器人BOM成本中占比最高的环节(57%),国内总成厂商凭借车端供应链的工艺复用、大规模生产经验及与车企的深厚合作基础,有望在量产进程中率先受益。

量产时间表——2025年为关键节点,多家企业商业化落地在即

人形机器人量产正进入倒计时。特斯拉的进展最具代表性——2024年5月,二代Optimus已进入工厂实训,通过端对端神经网络训练提升动作准确度与续航能力。马斯克表示,2025年特斯拉将拥有超过1000个Optimus在工厂运行,2025年底开始量产交付外部客户,2026年大规模生产。目标成本控制在1万美元左右,售价预计2万美元。

国内企业同样加速推进量产。宇树科技2024年5月发布Unitree G1人形智能体,基础版售价9.9万元,已投入市场量产。优必选计划2025-2027年逐步拓展中等难度任务,重点打造3-5个专用场景应用,实现规模商业化。达闼计划2025年规模量产,2035年全球商用。波士顿动力2024年4月宣布研发电动版Atlas,计划2025年在现代汽车工厂试点测试,几年后全面投产。

从竞争格局看,量产初期有望以特斯拉为代表挖掘用户需求,随后不同供应商卡位不同细分场景(工业制造、商业服务、情感陪伴),最终随大模型应用提升机器人通用性,行业集中度有望逐步提升。

执行器总成——BOM占比57%,车端供应链复用性最强

执行器总成是机器人BOM成本中占比最高的环节。Optimus使用28个执行器(14个旋转+14个线性)加12个灵巧手执行器,主要结构涵盖电机+减速器/丝杠+传感器+轴承。旋转执行器用于手臂/脚踝的旋转动作,线性执行器用于推拉动作(如手臂伸展),灵巧手执行器由空心杯电机+精密齿轮箱+丝杠+编码器构成。

国内总成厂商的核心竞争优势体现在三方面:①与主机厂合作基础深厚——拓普集团自2016年加入特斯拉产业链,2023年拆分设立机器人事业部;三花汽零2016年起成为特斯拉供应商,配合度高、响应快。②具备大规模自动化生产经验——拓普减震器/内饰功能件/底盘系统产能利用率均在94%-98%,三花热管理系统产能利用率91%-93%。③具备正向研发能力——拓普通过量产刹车制动等产品沉淀了机械/电子/液压/算法综合能力;三花作为电子膨胀阀龙头具备机电一体化生产能力。

动力环节——空心杯电机国产突破,无框电机已占主导

空心杯电机是灵巧手的核心驱动部件,单台用量12个,单价约1000元。全球市场CR5为67%被海外厂商垄断。国内鸣志电器通过两次收购(美国Lin+瑞士Technosoft)突破技术壁垒,产品性能接近海外龙头——尺寸13mm vs Maxon 13mm/Faulhaber 12mm,空载转速24600rpm vs Maxon 41900rpm/Faulhaber 30500rpm,已实现量产销售。未来随国产化推进,单台价值量有望从1.2万元降至更低。

无框力矩电机用于双臂、双足及颈部,单台用量28个,是机器人动力的主要来源。无框电机构成只有转子和定子,满足体积小、质量轻、功率高等需求。技术壁垒主要在磁路和工艺设计,国内企业已基本实现中低端领域国产替代,在2022年移动机器人行业直流伺服市场中,步科股份以42%市占率位列第一。未来随规模化量产,无框电机价格有望持续下降。

传动环节——丝杠与减速器,国产替代处于早期但空间巨大

行星滚柱丝杠单台用量约14个,当前市场由舍弗勒、NSK、THK等外资垄断。核心壁垒在原材料(特种合金调质钢)、工艺(磨削精度)和设备(精密磨床进口限制)三方面。国内贝斯特(宇华精机)2023H1已完成首台套下线并送样验证,北特科技处于样件阶段,斯菱股份计划研发。由于丝杠工艺与汽车轴承高度重合(锻造/热处理/磨削),轴承企业可通过工艺复用实现快速切入。

谐波减速器单台用量14个,单价1000-5000元,用于旋转关节。谐波减速器由刚轮+柔轮+波发生器构成,专利壁垒高(总体结构38%+波发生器15%+柔轮14%)。绿的谐波以“P型齿”突破海外专利垄断,是全球少数实现谐波减速器量产的企业之一,2023年产能9万台,规划扩产至年产100万台。双环传动等齿轮龙头同样具备向下游延伸布局减速器的能力——齿轮加工工序(滚齿/插齿/剃齿/磨齿)与减速器高度共通。
点击阅读报告原文: 汽车行业深度报告-车端工艺延展机器人产业链共振-241007(37页)
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