人形机器人最大的价值增量环节在执行器。东吴证券报告测算,2035年国内人形机器人新增需求将达994万台,执行器合计市场空间6161亿元——旋转执行器2130亿元、线性执行器4031亿元。零部件层面,行星滚柱丝杠以2732亿元空间领跑,无框力矩电机1033亿元、谐波减速器968亿元、六维力矩传感器861亿元紧随其后。执行器是机器人“肢体”的核心,成本和质量控制是量产关键,远期看执行器环节有望实现零部件全自制。
应用场景与需求测算——2035年994万台
从节奏上看,汽车和3C制造业有望率先起量。以比亚迪为例,外观检测、底盘装配、物料搬运等环节自动化设备仍无法全部完成,初期3台机器人替代1个工位,按5%渗透率对应自用需求约8万台;长期提高到28%渗透率、1台替代1个工位,对应需求14万台。
经济性是关键变量。放量初期按单台成本40万元、3台替代1个工位计算,回本周期约7年。若成本下降至12万元、1台替代1个工位,回本周期降至0.7年,经济性凸显。随着大脑逐步完善、场景拓宽,人形机器人将从工业走向家庭。
东吴证券测算2030/2035年国内人形机器人新增需求分别达178/994万台。应用场景从汽车(587万就业人员)、3C(1158万就业人员)制造业率先起量,逐步延伸至搬运、零售等服务业(680万就业人员),最终走进家庭(3.47亿户城镇家庭)。
执行器价值拆解——2035年单体6万元
随自由度提升(2025年20个→2035年30个)、线性关节渗透率提升(2025年0个→2035年15个)、灵巧手收敛至五指方案(2035年五指占比100%),2035年大批量生产后单体执行器价值量约6万元。
旋转关节:2035年15个/个,无框力矩电机+谐波减速器+驱动器+扭矩传感器+编码器,单关节价值约1428元,合计约1.43万元。线性关节:2035年15个/个,无框力矩电机+行星滚柱丝杠+驱动器+力传感器+编码器,单关节价值约2703元,合计约2.70万元。灵巧手:2035年2只/台,空心杯电机+行星减速器+六维力矩传感器,单只价值约9876元,合计约1.98万元。
旋转/线性/灵巧手三者合计约6.1万元/台。按2035年994万台新增需求计算,执行器总市场空间约6161亿元。
零部件空间排序——行星滚柱丝杠2732亿领跑
长期空间排序:行星滚柱丝杠(2732亿元)>无框力矩电机(1033亿元)>谐波减速器(968亿元)>六维力矩传感器(861亿元)>空心杯电机(516亿元)>梯形丝杠(137亿元)>行星减速器(103亿元)。
行星滚柱丝杠空间最大的原因:线性关节数量多(2035年15个/台),且单根丝杠价值量高(大批量生产后约711元/套)。按2035年994万台×15根×711元计算,市场空间约1.06万亿元,考虑渗透率逐步提升后东吴测算为2732亿元。
无框力矩电机是旋转和线性关节的共用部件(合计30个/台×约347元/个),市场空间约1033亿元。谐波减速器是旋转关节的核心部件(15个/台×约649元/个),市场空间约968亿元。
执行器竞争格局——模组外采与部件自制趋势
“性能优异、成本低廉、快速响应、供应稳定”是执行器环节的四大核心竞争力。当前多数机器人企业规模较小,不具备规模化制造能力,对关节模组的整体采购需求增加,执行器模组厂商(三花智控、拓普集团等)率先受益。
当前机器人仍处于功能实现阶段,核心零部件(丝杠、减速器)仍需外采。但长期看,零部件自制一方面可以提升适配性,同时可增厚执行器企业利润。头部执行器企业正通过自购设备、合资公司等方式布局零部件自制,远期有望实现全自制。
丝杠工艺及设备壁垒高:热处理(影响寿命)、精磨(影响精度)、装配(影响一致性)是核心,精磨设备交货周期需1-2年。当前滚柱丝杠仅用于航空等高端领域,特斯拉量产带动降本后有望带动国产机器人方案升级。
2035年人形机器人执行器及零部件市场空间| 类别 | 单台用量 | 单价(元) | 单台价值(万元) | 总市场(亿元) |
|---|
| 旋转关节(15个) | 15个 | 1428/个 | 1.43 | 2130 |
| 线性关节(15个) | 15个 | 2703/个 | 2.70 | 4031 |
| 灵巧手(2只) | 2只 | 9876/只 | 1.98 | — |
| 执行器合计 | — | — | 6.11 | 6161 |