执行器是机器人硬件成本最高的环节。国盛证券研报指出,以特斯拉Optimus为例,关节部件(执行器总成)占BOM成本约57%,其中旋转执行器14个、线性执行器14个、灵巧手执行器12个。国内总成厂商三花智控和拓普集团凭借与特斯拉的深厚合作基础、大规模自动化生产经验和机电一体化研发能力,正深度参与机器人执行器产业链,有望在百亿美元级别的市场中占据核心位置。
执行器总成——机器人硬件成本的核心构成
执行器是机器人实现运动和操作的核心部件。Optimus的硬件架构中,执行器分布在三大区域:旋转执行器(14个)用于手臂、脚踝等关节的旋转动作,由电机+谐波减速器+传感器+轴承构成;线性执行器(14个)用于推拉动作(如手臂伸展),由电机+丝杠+传感器+轴承构成;灵巧手执行器(12个)用于手指的精细操作,由空心杯电机+精密行星齿轮箱+螺纹丝杠+编码器构成。
三大执行器合计40个(14+14+12),从BOM成本占比看,关节部件合计达56.9%,是硬件成本中占比最高的环节。按当前成本测算,单台Optimus执行器总成成本约5.7万美元(10万美元×57%),远期目标2万美元对应执行器成本约1.14万美元,执行器环节的降本空间约4.5万美元/台。
执行器的技术特点在于:①结构复杂——涉及电机、减速器、丝杠、传感器、轴承等多类零部件的集成;②精度要求高——机器人关节的运动精度直接影响操作能力;③安全要求严——执行器可靠性直接关系人机交互安全。这些特点决定了总成厂商需要具备多品类零部件的整合能力、精密机械加工能力和系统集成能力。
总成厂商的竞争壁垒——车端供应链的三大复用优势
国内总成厂商的核心优势来自车端供应链与机器人执行器的深度协同。这种协同体现在三个层面:
第一,零部件技术同源。车用微电机、EPS电机、热管理泵类产品与机器人空心杯电机、无框电机技术同源;车用轴承、齿轮与机器人丝杠、减速器工艺重合;车用各类传感器与机器人力矩传感器的原理和制造工艺相通。
第二,大规模自动化生产经验可复用。人形机器人量产的降本关键在于规模化生产,而国内车端供应链已通过新能源车的高速增长积累了丰富的大规模生产经验。拓普集团2023年减震器、内饰功能件、底盘系统产能利用率分别为98%、98%、94%,三花智控热管理系统产能利用率91%-93%,这种大规模生产组织能力是机器人降本的必要条件。
第三,客户合作基础深厚。特斯拉、小鹏等同时布局新能源车和人形机器人的车企,其供应链体系具有高度延续性。拓普集团自2016年起为特斯拉配套,三花汽零同样是特斯拉的长期供应商,这种信任关系和协作经验有望在机器人业务上快速复制。
三花智控——热管理龙头向执行器总成延伸
三花智控是全球车用热管理领域的龙头,产品覆盖阀+泵+换热器三大类零部件,车用电子膨胀阀、新能源车热管理集成组件市占率全球第一。客户覆盖通用、宝马、沃尔沃、特斯拉、蔚来、比亚迪等主流车企。
公司在机器人领域的布局持续加速:2023年4月,与绿的谐波在墨西哥设立合资企业,主营谐波减速器研发生产;2023年6月,发行GDR募资不超50亿元,其中2亿元投向机器人机电执行器研发项目;2024年1月,公告拟在钱塘区投资建设机器人机电执行器和域控制器研发生产基地,总投资不低于38亿元;2024年6月,成立全资子公司“智能驱动”推进相关项目建设。
三花智控的核心竞争力在于机电一体化能力。作为电子膨胀阀龙头,公司具备精密机械加工、电机控制、系统集成等综合技术储备。同时,公司在墨西哥、波兰、泰国拥有海外工厂,具备全球化供货能力,为承接特斯拉等客户的海外订单奠定基础。
拓普集团——Tier0.5平台型供应商,执行器送样进展顺利
拓普集团是国内稀缺的Tier0.5级汽车零部件供应商。公司从减震和内饰业务起步,横向拓展至底盘系统、汽车电子、热管理、空气悬架、座舱舒适系统等,单车可配套金额超3万元。2023年公司营收197亿元(同比+23%),归母净利润21.5亿元(同比+26%)。
公司在机器人执行器领域的定位是总成供应商。2023年拆分设立机器人事业部,已多次向客户送样机器人电驱执行器和旋转执行器。2023年电驱&电源系统收入0.02亿元(200套,ASP约1万元),毛利率高达81%,显示出执行器环节的高附加值特性。2024年公司拟投资50亿元建设机器人核心部件生产基地。
拓普的核心竞争力来源于:①多品类产品整合能力——通过量产刹车制动等产品,集成了机械、电子、液压、算法等综合能力;②电机自研能力——为执行器电机环节提供技术支撑;③大规模量产能力——产能利用率持续高位运行,为机器人量产提供保障。④全球化布局——在多个国家和地区拥有生产基地,配合客户全球交付。