电力设备：Tesla Bot深度报告-Tesla Bot产业化前夕，上游零部件国产替代加速

TeslaBot深度报告 ——TeslaBot产业化前夕，上游零部件国产替代加速 邓永康、李佳 01 证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2022年8月7日 *请务必阅读最后一页免责声明 摘要 •TeslaBot是一款可以执行重复性任务的人形机器人，其本质是替代人类进行危险、无聊、重复的工作，有望解决人工不断短缺的问题。TeslaBot名为Optimus（擎天柱），身高172cm，体重57公斤，拥有和人类一模一样的形态，行动速度最高可达8公里/小时，最多可提45磅重的物品，是特斯拉今年最重要的产品。此前特斯拉CEO马斯克在推特上预告，将在2022年9月30日的特斯拉人工智能日上发布原型机。TeslaBot预计23年初开放预定，年底开始交付，我们预计中性情况下2023-2025年交付量为5、25、50万台。 •上游核心零部件成本占比高，对应市场空间大。传统的工业机器人中，上游零部件合计占比约70%（减速器35%/伺服25%/控制器10%）。人形机器人核心零部件与现有的工业机器人类似，但考虑使用场景更为复杂，对自由度、动作精度、传感性能的要求更高，我们预计人形机器人中动力系统及AI系统的比重或将增加，预计人形机器人主要成本构成为：动力系统（能源电池、传动、减速器、控制器等）占比约35%；智能AI系统（传感器、芯片等）占比约30%；结构单元（碳纤维等）占比约20%；其他部分（线束、面罩玻璃、接插件等）占比约15%。根据特斯拉公告人形机细节，预计TeslaBot量产后将带动核心零部件市场规模增加，根据敏感性测算，在乐观、中性、悲观三种假设下，我们预计2025年，减速机增量规模分别为451/361/226亿 元；驱动电机增量规模分别为338/254/169亿元；电机控制器增量规模分别为158/118/79亿元；空心杯电机增量规模分别为68/51/34亿元。 •国产替代有望先行，市场空间广阔。我们认为成本突破是人形机器人产业化的关键要素，复盘特斯拉新能源车的国产供应链导入的影响来看，机器人降本的重要途径同样在于上游零部件的国产替代，中国领先的上游零部件供应商有望实现突破。 •投资建议：TeslaBot产业化有望推动人形机器人产业整体发展，相关供应链有望受益，重点推荐：【三花智控】（热管理）、【鸣志电器】（空心杯电机）；同时，受益于中国工程师红利，具备全球竞争力的工业控制领先企业有望提速，建议关注：【汇川技术】、【伟创电气】、【雷赛智能】等。 •风险提示：宏观经济波动风险；原材料供货紧张及价格波动风险；行业竞争加剧风险。 01 TeslaBot发布，激起千层浪 02 上游核心零部件迎来国产化新机遇 03 04 05 工控景气度修复，中长期成长逻辑稳健投资建议&推荐标的 风险提示 01. TeslaBot发布，激起千层浪 证券研究报告 3*请务必阅读最后一页免责声明 •TeslaBot是一款可以执行重复性任务的人形机器人，有望解决人工不断短缺的问题。TeslaBot名为Optimus（擎天柱），身高172cm，体重57公斤，拥有和人类一模一样的形态，行动速度最高可达8公里/小时，最多可提45磅重的物品，是特斯拉今年最重要的产品。此前特斯拉CEO马斯克在推特上预告，将在2022年9月30日的特斯拉人工智能日上发布原型机。 时间事件 2021/8/19 首届特斯拉AIDay在美国加州总部召开，TeslaBot概念公开，通过PPT介绍了机器人的初始参数 2022/6/3 马斯克在推特上预告了人形机器人的最新消息TeslaBot的名字改为擎天柱(Optimus)，并将在今年9月30日举行的特斯拉AIday上推出“擎天柱”（Optimus）原型机 2022/6/21 马斯克在卡塔尔经济论坛上表示，特斯拉团队将推出最先进的人形机器人“擎天柱”，原型机将现身9月30日特斯拉AIDay 图表：TeslaBot时间线梳理 资料来源：TED，Techweb，民生证券研究院 图表：TeslaBot参数信息 参数名称 主要参数 身高 1.72m 体重 56kg 负载 20kg 最快运动速度 8km/h 全身机电执行器 腿部 12个 手部 12个 双臂 12个 颈部 2个 躯干 2个 核心设备 FSD计算机和自动驾驶摄像头 产品用途 作为一款能完成重复性任务的人形机器人，有助于解决劳动力短缺问题。 产品造价 预计20万元左右 上市日期 预计9月30日原型亮相 量产日期 预计最早2023年 资料来源：TED，Techweb，民生证券研究院 •人形机器人是机器人内置为形体类似人类。通常，类人机器人具有躯干，头部，两条手臂和两条腿，尽管某些形式的类人机器人可能仅对身体的一部分建模，例如从腰部向上。一些类人机器人还具有设计用于复制人的面部特征（如眼睛和嘴巴）的头部。人形机器人应当能“在人工作和居住的环境工作，操作为人设计的工具和设备，与人交流”，因此，对于人形机器人而言，对机器人的基础三大要素（规划、控制和感测）对应的装置要求非常高，如对于感测（传感器），人通过半规管保持人体的平衡和方向，并通过感官和肢体的触碰确定方向，但人形机器人通过使用加速度计来测量加速度，倾斜传感器测量倾斜度，手脚上的传感器测量与环境的接触力度，位置传感器指示实际位置等等。 图表：人形机器人主要部件构成 资料来源：优必选官网，民生证券研究院 •人形机器人的研究可以追溯至15实际末的达·芬奇时代，由一份“类人机器人设计草图”引发对于“人形机器人”的深度研究。21世纪以来，人形机器人的研究已经有了很显著的成就，如优必选、钢铁侠科技等公司均推出各自的产品，人形机器人涉及各领域，在不同方面发挥着作用。 图表：人形机器人发展历程 阶段 年份 事件 初具雏形 （21世纪以前） 15世纪末 “人形机器人”的研究启程 1927 世界第一台人形机器人Televox诞生，不能走动，可以进行简单操作 1937 世界第一个类人机器人“摩托人Elektro”诞生 1961 世界第一台数字化和编程的机器人Unimate被安装在通用点击装配线上 1972 世界第一台全尺寸人形机器人WABOT-1诞生 1973 日本早稻田大学的加藤一郎研发出包含肢体控制系统、视觉系统和对话系统的真人大小的人形智能机器人 1986 本田开发了双足机器人E0，这个双足机器人是机器人历史中一个里程碑 不断探索（2000-2015年） 2000 我国第一台人形机器人“先行者”问世 2006 2006年AldebaranRobotics发布的Nao和2014年软银推出的Pepper在商用社交领域取得成功，波士顿动力是行业内的领导者 2011 波士顿动力公司推出一款现代机器人PETMAN，以其自然灵活的动作而闻名 2014 初代Atlas机器人正式发布，它已经能在不太平坦的道路上顺畅行走，还能在遇到不太大的冲击时保持平衡。 产业化前期 （2016年-至今） 2017 本田发布第三代人形机器人T-HR3，可以模仿远程操纵者动作 2018 发布机器狗SpotMini，能够进行海上油田巡逻和检测 2019 波士顿动力展示人形机器人Atlas已经具备相当成熟度 2020 美国敏捷机器人公司成功推出第一款商业化出售的双足机器人Digit,能在无人干扰环境下自行选定搬箱子 21世纪以来 优必选、钢铁侠科技等公司推出仿人机器人产品 资料来源：OFweek、民生证券研究院 01 中国人形机器人2025年仅三大服务市场规模超160亿元，前景广阔 •市场规模：仅制造业、社会服务业与家庭服务业三大服务市场来看，我们预计2025年我国人形机器人市场规模达161.08亿元，若考虑其余应用场景，市场规模仍有更大空间。 •核心假设：①人形机器人下游应用场景主要为制造业、社会服务业与家庭服务业，在其中将逐步替代人力；②制造业：据人社部、工信部发布的《制造业人才发展规划指南》显示：中国制造业10大重点领域2021年的人才缺口超过2350万人，2025年这个数字将接近3000万人，我们预计保持平稳增长态势；③社会服务业：据国务院人力资源社会保障部2021年外卖员超770万，2017-2021年CAGR为12.1%，我们预计未来几年将保持平均增速持续增长；④家庭服务业：据艾媒咨询2021年家政服务从业人数为3760万人，作为朝阳行业市场需求将进一步扩张，预计未来保持稳定增长；⑤假设人形机器人单机为20万，随着规模量产及技术成熟，预计每年下降5%。 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 中国制造业人才缺口（万人） 2350 2500 2650 2800 3000 中国新蓝领人员数目（外卖员+快递员）（万人） 1070 1198 1342 1503 1684 中国家政服务人员数目（万人） 3760 3988 4231 4488 4760 机器人在劳动力中渗透率 / / 1.00% 3.00% 5.00% 人形机器人在机器人中渗透率 / / 0.59% 1.22% 1.89% 人形机器人单价（万元） / / 20.00 19.00 18.05 三大场景中国人形机器人市场规模（亿元） / / 9.70 61.13 161.08 图表：中国人形机器人市场规模测算（亿元） 资料来源：《制造业人才发展规划指南》、中国网、艾媒咨询、民生证券研究院整理 02. 上游核心零部件迎来国产化新机遇 证券研究报告 8*请务必阅读最后一页免责声明 •工业机器人上游零部件成本占比约70%。根据中商情报网统计，工业机器人上游主要三大零部件减速器、伺服系统、控制器成本占比分别为35%/25%/10%，合计占70%左右份额，是工业机器人成本构成的重要环节。 •人形机器人技术难度更高，伺服系统成本比重或增加。人形机器人核心零部件与现有的工业机器人类似，但考虑人形机器人使用场景更为复杂，对自由度、动作精度、传感性能的要求更高，我们预计人形机器人中动力系统及AI系统的比重或将增加，假设人形机器人主要成本构成为：动力系统（能源电池、传动、减速器、控制器等）占比约35%；智能AI系统（传感器、芯片等）占比约30%；结构单元（碳纤维等）占比约20%；其他部分（线束、面罩玻璃、接插件等）占比约15%。 图表：工业机器人平均生产成本构成 35% % 10% 15% 15 25% 资料来源：中商情报网，民生证券研究院 减速机伺服系统控制器本体 其他 图表：人形机器人生产成本构成假设 35% 15% 20% 30% 资料来源：OFweek，民生证券研究院预测 动力系统智能AI系统结构单元其他 成本突破是人形机器人产业化的关键要素，中国上游零部件供应链有望实现国产替代。 •目前减速器、控制器、伺服系统等上游核心零部件仍然大部分依赖进口。从工业机器人的毛利率水平来看，上游核心零部件的毛利率水平较高，其中减速器及伺服系统盈利水平较高，平均水平分别为40%、35%，后续存在降本空间。 •与新能源汽车相似，供应链国产化将大力推动降本。复盘特斯拉产业指数来看，特斯拉上海超级工厂的成立带动中国本土产业升级转型，特斯拉产业指数一路高升。随后的多次降价，凸显特斯拉国产供应链优势，带动特斯拉产业指数一路高升。零部件国产替代将是TeslaBot步入产业化阶段重要途径。 图表：机器人产业链各环节毛利率水平对比 40% 35% 35% 25% 15% 60% 40% 20% 0% 图表：国产供应链带动特斯拉产业指数高升 2018年7月10日，特斯拉中国超级工厂落户上海 降价 降价 特斯拉指数（Wind） 2019年底，特斯拉中国超级工厂正式投产 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 2017-01-03 2017-02-20 2017-03-31 2017-05-16 2017-06-28 2017-08-08 2017-