今年8月4日，馬斯克又在特斯拉股東大會上表示，特斯拉旗下的“擎天柱”機器人將比特斯拉電動車更有價值，并能徹底改變世界經濟。受此消息影響，A股引發了一波機器人概念炒作潮，其中減速器龍頭綠的諧波底部上來不到4個月漲幅超過400%，成為市場焦點之一。
雖然目前機器人方向概念炒作已經有些過熱，不過從長期角度分析，相關領域仍然處于爆發初期，今天就來跟大家分析一下機器人行業的成長邏輯和投資機會。
1、全球工業機器人行業發展現狀和趨勢
在各國產業政策的鼓勵與支持下，全球工業機器人密度持續上升。根據CRIA數據統計，2018年全球工業機器人平均保有量已達到99臺/萬人，其中最高新加坡已達到831臺/萬人，韓國達到774臺/萬人，德國達到338臺/萬人，中國達到140臺/萬人，相比2017年提高了34.3%。工業機器人在各國汽車制造業、3C 行業、化工、金屬加工業、食品制造領域的需求不斷增長，呈現出良好的發展態勢。
目前亞太地區機器人銷量占全球機器人銷量比重達50%以上，已成為全球最大的工業機器人市場。2018年銷售共計28.3萬臺，連續第六年達到新的峰值，全球市場占比約為67%。2018年，亞太地區中，中國、日本、韓國、新加坡和泰國的工業機器人銷量分別在全球排名第一、第二、第四、第十二和第十四位，其中，中國已成為全球工業機器人最大市場，占總量約36%，已超過歐洲和美洲產量總數。
2、國內機器人行業發展現狀和趨勢
目前，中國已經成為全球工業機器人最大市場，工業機器人作為實現自動化生產的終端設備，在制造升級中扮演著至關重要的角色。預計2023年我國工業機器人市場規模接近590億。根據《機器人產業發展報告》數據統計，我國工業機器人市場規模近5年的年均復合增速超12%，現已成為全球第一大工業機器人應用市場。2021年全國工業機器人產量達36.6萬套，同比增長44.9%。預計隨著國內下游制造領域的生產智能化和數字化升級的浪潮，工業機器人市場規模前景樂觀，預計2022年我國工業機器人市場規模有望接近500億元。
2016-2022E中國工業機器人市場規模
2023年我國服務機器人市場規模有望突破600億。2016-2021年我國服務機器人的年均復合增速達34%，市場規模總體增速高于工業機器人。近年來人工智能獲得迅速的發展，長期來看，未來人工智能最大的應用市場將出現在服務機器人領域，視覺引導機器人、陪伴服務機器人等新興場景和產品快速發展。隨著消費群體日益強大，服務機器人市場空間更加巨大。
3、《“十四五”機器人產業發展規劃》為行業發展指明方向
2021年12月28日，十五部門聯合印發的《“十四五”機器人產業發展規劃》。提出到2025年，中國將成為全球機器人技術創新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地，機器人產業營業收入年均增長超過20%，制造業機器人密度實現翻番。其中，2020年，機器人產業營業收入突破1000億元，制造業機器人密度為246臺/萬人，是全球平均水平的近2倍。
“十四五”期間主要任務為：1）提高產業創新能力，加強機器人關鍵核心技術攻關；2）補齊產業發展短板，提升機器人關鍵零部件水平；3）集聚優勢資源，推動高端機器人產品研制；4）拓展應用深度廣度，實施“機器人+”應用行動；5）優化產業結構，打造一批專精特新“小巨人”企業，支持產業鏈上中下游協同創新、大中小企業融通發展，推動機器人產業鏈供應鏈多元化。“十四五”期間，機器人產業將迎來蓬勃發展。
人形機器人產業鏈主要分為上中下游三部分。具體來看，上游為核心軟硬件，硬件主要包括伺服電機、減速器、控制器、傳感器等；軟件包括機器視覺、人機交互、機器學習、系統控制等；中游則是人形機器人本體制造商，國內包括優必選、北京鋼鐵科技、國外包括波士頓動力、美國敏捷機器人、日本豐田、本田、特斯拉等。下游目前還未有成熟的商業應用，可能的應用場景包括迎賓接待、展廳引導、高校科研等。工業機器人更多應用在汽車、電子、金屬加工、化學制品、食品制造等行業，執行焊接、裝卸、裝配、噴涂、上下料等任務。
運動控制是人形機器人外部供應鏈的主要環節。機器人基本構架包括：交互、運控、識別。特斯拉介紹軟件主要自己完成，如行為決策與運動控制，神經網絡自動訓練等。硬件方面，人形機器人對運動控制能及感知計算能力要求高，與工業機器人的核心零部件基本相同，數量和質量有升級需求，預計運動控制會采用外部供應鏈。國內工業機器人伺服系統和減速器中低端領域已實現進口替代，高端領域持續進步；控制系統與工業機器人差別較大，開發和供應模式尚不明確。
參考較為成熟的工業機器人成本構成，核心零部件減速器、伺服系統和控制系統的成本占比超過 65%，分別為 32%、22%和 12%，目前最有價值的還是減速器部分。以下是機器人核心部件分析：
1、減速器：機器人運動的關節。減速器可以通過降低轉速而提高扭矩，以傳遞較大的負荷，克服伺服電機功率有限導致輸出的扭矩較小的缺陷。根據構架和傳動原理的不同，減速器可分為 RV 減速器、諧波減速器、齒輪減速器和擺線針輪減速器等。機器人使用的減速機主要有三種：RV 減速機、諧波減速機、行星減速機，最常用的是 RV和諧波。
預計25年中國工業機器人RV/諧波需求為46/41億, 人形機器人抬升諧波減速器需求天花板。人形機器人需要諧波的部位有頭頸、小臂、腕部、手部等，RV應用在腰、上臂、下臂等大慣量、高轉矩輸出部位。諧波國產化趨勢明顯，21年哈默納科中國市場份額38%，綠的諧波份額提升明顯，入局新玩家增多，包括日本新寶、來福、同川、大族。全球RV三巨頭是納博特斯克、住友、SPINEA，21年日企/納博特斯克全球份額約80%/60%。國產RV在技術上有所突破，高端/重負載市場的市占率、產品系列完善度有待進一步提高，國內規模靠前的企業有雙環傳動、中大力德等。
2、伺服系統：機器人運動的心臟。伺服系統直接影響工業機器人的運動精度、控制速度以及穩定性，主要包括伺服驅動器、伺服電機、編碼器三部分。
2021年中國工業機器人伺服系統需求20.7億元，其中交流伺服占比65%。人形機器人可能主要采用直流無框力矩電機，可以在較小體積下輸出較大的力，其中頸、肩、肘、腕、腰、膝、踝等大關節，一般采用功率在100~200瓦標準電機組合形式；手部關節可能選用功率約30~100 瓦的微型電機系統和微型電缸系統。2021年國內工業機器人伺服電機外資品牌占比約65%，匯川技術份額快速提升。中國無刷直流伺服市場CR10<50%，國內企業有：步科、雷賽智能、和利時、江蘇雷利等。國內頭部企業中小功率產品的核心技術指標已經達到國際領先水平，產品使用穩定性及耐用性方面存在差距。
3、控制器：機器人運動的大腦。控制器是實現對工業機器人的位置、速度、加速度等進行控制的核心零部件，工業機器人與人類的人機交互也依賴于控制器。控制系統主要由控制器（硬件）和控制算法（軟件）組成。
2021年中國工業機器人控制器市場規模14.7億元。工業機器人控制器主要采用PC-Based控制，系統通用性強、可拓展性強，能夠滿足工業機器人復雜運動的算法要求。人形機器人的伺服驅動器數量高達數十個，對于客戶應用場景的了解及工藝要求是主要因素，單獨一家廠商還很難將人形機器人做到各個場景的通用，廠商負責本體制造+控制部分做成開源系統可能成為解決方案之一。
目前人形機器人生產規模較小，未來進入量產階段后，供應鏈方式將逐步明朗。國產機器人供應鏈主要包括埃斯頓、匯川技術、廣州數控、華中數控、英威騰、雷賽智能、綠的諧波、雙環傳動等，最有價值的還是減速器模塊。
1、綠的諧波
公司是國內諧波減速器龍頭，諧波減速器是自動化高端裝備的核心零部件，技術壁壘高。公司經過十年技術積累，自主研發掌握核心技術，率先打破外資技術壟斷并實現規模化生產，在產品壽命/精度/效率等關鍵性能指標上行業領先，兼具更高產品性價比、更優技術服務能力和更快響應速度，具備全球競爭力。公司持續推進產業鏈橫向拓展，研發機電一體化減速模組、伺服傳動系統、機器人關節等精密部件，推出全新產品諧波數控轉臺（第五軸），打開更大成長空間，看好公司作為國產諧波減速器龍頭，深度受益機器人行業長期發展及進口替代趨勢。
2、埃斯頓
公司作為我國工業機器人龍頭企業，機器人產品矩陣豐富，涉及電子、新能源、汽車等下游行業。目前公司主營業務包括自動化核心部件及運動控制系統和工業機器人及智能制造系統兩大板塊，收入增長表現良好，2021年實現營收30.2億元，2021年同比分別增長+20.14%/20.42%，2022年Q1營收8.05億元，同比增長26.59%，5年復合增速高達34.8%。公司近年持續外延并購優質資產，先后于2016年投資視覺公司Euclid、2017年控股運動控制企業Trio和機器人集成商M.A.i.、2019年收購焊接領域單項冠軍Cloos。公司打通“核心部件+本體+集成應用”全產業鏈競爭優勢，實現機器人關鍵機械零部件自主加工率90%以上，同時鋰電、光伏等下游市場需求逐步打開，公司產品競爭力與影響力將進一步提高。
3、匯川技術
公司為國內工控龍頭，在產品、份額、技術、平臺、管理等環節優勢凸顯。業務覆蓋通用自動化、電梯電氣大配套、新能源汽車、工業機器人、軌道交通等領域，2021業務占比分別為50%/28%/17%/2%/3%。2021年伺服國內第一，變頻器國內前三，SCARA機器人內資份額第一，電梯一體化控制器份額第一，新能源汽車電控份額第三。2022Q1公司營收、歸母凈利潤分別同增40%/11%，訂單與營收保持較高增速，其中新能源汽車、工業機器人、通用自動化營收分別同增167%/54%/28%。業務結構變化、上游壓力、投入加大等致盈利能力調整，公司4月已上調系列產品價格，疊加成本優化效果，Q2起公司毛利率有望回升。
4、雙環傳動
公司是國內領先的精密齒輪行業專家，專注齒輪行業，構建核心能力公司專注齒輪行業30年。以齒輪為核心打造產業“同心圓”，乘用車領域跟隨變速箱從手動到自動再到電驅動，商用車領域引領商用車變速箱發展趨勢，工業機器人領域成為RV精密減速器國內龍頭，當前又進入注塑齒輪行業，布局電子部件齒輪，始終圍繞齒輪核心領域做精做強。客戶覆蓋新能源車、傳統乘用車、商用車、工程機械等行業國內外龍頭，資源豐富，實力強勁。受新能源汽車快速成長、工業機器人持續發酵以及商用車穩步復蘇并向自動變速箱轉型等多重因素共同推動，公司業績仍有望繼續穩定增長。
隨著適齡勞動人口逐年下降、人口紅利逐漸消失，勞動力結構性短缺、勞動力成本上升成為阻礙國內許多地區制造業發展的難題。人口老齡化和勞動力成本上升是兩大不可逆的趨勢，因而機器人替換人工是大勢所趨。特斯拉人形機器人的出現讓整個行業邁入新的階段，機器人產業正迎來一個創新發展、升級換代的重要機遇期。國內工業機器人核心零部件廠商經過這些年的發展已經具備相應技術儲備，有望在即將開啟的人形機器人時代率先受益。
