行业周报：核电设备迎景气周期，ChatGPT开启机器人新纪元

核电设备迎景气周期，ChatGPT开启机器人新纪元 我国核电机组核准加速，第三代机组装机时代价值量较大，EPC（Engineering Procurement Construction，工程总承包）投资约为200亿/台，设备投资占比约为33%，核电设备有望迎来景气周期。由OpenAI开发的聊天机器人ChatGPT基于算力强大的语言模型，具有惊艳的文本理解和对话能力，开启了人机交互新时代。其所代表的的AI认知交互能力跃升有望大幅推动人形机器人落地。随特斯拉人形机器人进一步降本量产，滚珠丝杠、伺服电机、轴承等运动执行关节厂商有望受益。 核电机组核准节奏加快，核电设备投资迎景气周期 我国核电机组核准加速。目前我国在运核电机组54个，根据目前核准情况，乐观预期下，我国在运核电机组将余2025年和2030年分别达62个和96个。 第三代装机时代价值量较大，EPC（Engineering Procurement Construction，工程总承包）投资约为200亿/台。其中设备投资占比约为33%。目前我国新燃料运输容器国产替代业已开启，乏燃料后储运容器受乏燃料离堆贮存需求推动增量可观。乏燃料后处理项目中设备投入占比约为39.84%，智能装备在设备中占比约为20%。实体清单限制下，核工业设备自主可控紧迫。 ChatGPT能力跃升，人形机器人服务场景落地再下一城 2022年11月，由OpenAI开发的基于GPT-3的聊天机器人ChatGPT正式公测，当即在世界范围内引起轩然大波。基于算力强大的语言模型，ChatGPT具有惊艳的文本理解和对话能力，开启了人机交互新时代。其所代表的的AI认知交互能力跃升有望大幅推动人形机器人落地。 北美时间2022年9月30日，特斯拉发布Optimus原型机。预计价格在2万美元，低于整车价格，与国产中负载六轴工业机器人价格相当，降本能力超预期。关节执行器方案与汽车一脉相承，有益量产实现。预计2023年能够交付初步产品。 Optimus全身共有28个电机关节，目前其主要关节采用旋转关节及线性关节设计，其中旋转关节零部件主要包括无框力矩电机及谐波减速器，线性关节主要由力矩电机和丝杠导轨构成。随特斯拉人形机器人进一步降本量产，滚珠丝杠、伺服电机、轴承等运动执行关节厂商有望受益。 受益标的核工业： 科新机电、景业智能、江苏神通、中密控股、川仪股份、兰石重装。 运动执行关节： 汉宇集团、步科股份、兆威机电、鸣志电器、江苏雷利、力星股份、秦川机床、恒立液压。 风险提示：核电机组核准及开工进度不及预期，核电设备国产替代进度不及预期，人形机器人降本落地不及预期。 1、核电机组核准节奏加快，核电设备投资迎来景气周期 1.1、我国核电机组核准加速 我国核电机组核准加速，2030年核电机组装机容量有望翻倍。2011年-2014年，由于日本福岛核事故的系列影响，我国核电核准几乎停滞；2015年核准8台机组后再次沉寂。2022年，我国核电机组核准加速，全年共核准5个核电项目总计10台核电机组。截至2022年底，我国在运核电机组55台；截至2022年9月，在建核电机组23台，为全球第一。 图1：预计2030年中国核电机组装机容量将实现翻倍 图2：预计2030年我国在运核电机组将达90-96台 1.2、三代装机时代价值量较大，设备投资占比33% 三代核电价值量增大，设备投资占比约33%。目前我国核电设备以第三代核电设备为主。三代核电每台机组的EPC（Engineering Procurement Construction，工程总承包）投资约为200亿，价值量较大。根据英国能源技术研究所（Energy Technologies Institute）数据，美国的标准压水堆（PWR）建设成本中，直接成本占比约达33%，包括结构和改进；反应堆设备；涡轮发电机设备；电气设备；散热系统；杂项设备； 特殊材料；模拟器；直接成本的不可预见费等。 图3：美国的标准压水堆（PWR）建设成本中，结构及设备占比约达33% 1.3、核燃料运输容器国产替代开启，乏燃料智能设备可期 核燃料组件运输容器用于装载未经辐照、未发生核链式反应的燃料组件。核燃料安装于核电站反应堆堆芯中，可分为天然六氟化铀直接加工及乏燃料后处理加工（MOX燃料）两种；新燃料组件一般由数百根圆柱形燃料棒成束组成，内部装载含有2%-4%铀235或铀238的燃料。 新燃料运输容器国产替代开启，乏燃料运输容器国产替代空间广阔。核燃料换料周期一般为12-18个月，单次更换1/3的燃料。2022年9月，中核工程自主研发的CNFC-HL01华龙一号新燃料运输容器样机完成验证试验，打破了海外新燃料运输设备的垄断，新燃料运输容器国产替代开启。截至2019年，乏燃料的运输工作主要由中国核工业集团下的中核清原环境技术有限责任公司（以下简称中核清原公司）承担。该公司仅拥有从美国购买的两种商业压水堆乏燃料运输容器，容量分别为26组和12组，运输能力严重不足，国产替代空间广阔。 图4：核燃料组件安装在反应堆堆芯中 图5：NAC-STC型乏燃料运输容器结构复杂 乏燃料是在核电站反应堆中经受过辐射照射、使用过的核燃料。一方面，乏燃料中含有的元素具备强放射性，需要妥善处理或存放；另一方面，乏燃料中含有可观的铀和钚，回收价值高。我国坚持核燃料闭式循环处理（后处理），闭式循环是指对乏燃料进行处理，回收其中可用的材料和元素。 图6：我国坚持核燃料闭式循环处理（后处理）路线 我国乏燃料处理能力亟待提升。我国早期投入运行的多台核电机组已处于堆水池饱和或即将饱和的困境，政府乏燃料后处理基金支出快速增加，乏燃料离堆贮存的需求十分紧迫。目前秦山第二核电厂一、二号机组、大亚湾核电厂和岭澳核电厂在堆贮存水池已饱和或即将饱和。秦山核电厂、岭澳核电厂（二期）的核电机组在堆贮存水池在2021-2025期间将陆续达到饱和。目前我国后处理产能仅50吨/年，在建产能仅有200吨/年（预计2025年运营）；此外，中核龙瑞乏燃料200t处理项目二期厂区规划于2022年开始建设。 图7：预计2025年将有5591吨乏燃料离堆储存 图8：政府性乏燃料后处理基金支出快速增加 实体清单限制，核工业设备自主可控紧迫。乏燃料后处理项目中，设备投入占比约为39.84%，智能装备在设备中占比约为20%。近年来，中美贸易摩擦不断加剧，2018年10月美国能源部限制对中国出口核技术，2020年6月美国国防部将中核集团等企业列入“实体清单”，但国内核工业领域部分进口设备已达到使用寿命期限，面临设备无法迭代更新的困难局面。我国乏燃料关键设备进口替代需求迫切。 2、ChatGPT能力跃升，人形机器人服务场景落地再下一城 2.1、认知能力跃升，人形机器人落地再下一城 2022年11月，由OpenAI开发的基于GPT-3的聊天机器人ChatGPT正式公测，当即在世界范围内引起轩然大波。其基于算力强大的语言模型，具有惊艳的文本理解和对话能力，开启了人机交互新时代。 纵观历史，我们不难发现，机械设备的每次革新都与技术突破密切相关。从18世纪末的工业革命开始，到后来的电气革命、信息革命，乃至近10年来由大数据和人工智能推动，以科技融合为代表的第四次工业革命，机器本体按照传动装置→感知部件→认知（决策）单元的顺序单线或多线并行迭代，本身的功能也由减轻人类简单的体力劳动→从事一项或多项专业或作业任务转变。在此，我们将服务机器人的核心技术归集为导航感知技术、认知交互技术和运动控制技术三类，每种技术的每一次产业化迭代都将引起服务机器人市场的革新浪潮。 图9：三大核心技术迭代推动机器人革新浪潮 以20世纪90年代以来上述三种技术的产业化突破为节点，服务机器人发展大致可以分为5个阶段。除成本外，目前人形机器人落地的限制因素主要包括算法训练、芯片算力、运动模型、储能技术、机电一体化能力等。我们认为，人形机器人有望先从汽车总装厂开始渗透，后续算法水平及降本能力得到提升后，应用场景将逐渐扩展到高端住宿和部分家庭场景及娱乐教育领域。以GPT-3（Generative Pre-training Transformer 3）模型为代表的自然语言处理模型实现可AI认知交互能力跃升，有望大幅推动人形机器人落地。 2.2、特斯拉机器人降本超预期，滚珠丝杠、电机等环节受益 特斯拉机器人降本能力超预期，关节方案有益量产实现。北美时间2022年9月30日，特斯拉发布Optimus原型机。预计价格在2万美元，低于整车价格，与国产中负载六轴工业机器人价格相当，降本能力超预期。关节执行器方案与汽车一脉相承，有益量产实现。预计2023年能够交付初步产品。 Optimus全身共有28个电机关节，滚珠丝杠大量应用。其整体硬件架构采用大电池组+电机驱动+刚性金属传动+串并联关节分布+视/力/位传感器。关节设计与汽车一脉相承，其中旋转关节零部件主要包括无框力矩电机及谐波减速器，线性关节主要由力矩电机和丝杠导轨构成。滚珠丝杠应用超预期。 图10：旋转关节使用谐波减速器 图11：旋转关节采用双编码器+力矩传感器 图12：线性关节使用4点接触球轴承使得结构更紧凑 图13：线性关节使用滚珠丝杠 目前人形机器人成本约为10-15万美元左右，根据优必选科技副总裁付春江预测，根据量产规模不同，人形机器人降本进程大致分为3个阶段：（1）几千台小批量生产，降本20%-30%至约10万美元；（2）1万-几万台量产，降本50%至5万美元；（3）几十万至上百万台大规模量产，降本70%-80%至2-3万美元。未来量产落地后，滚珠丝杠、伺服电机、轴承等运动执行关节厂商有望受益。 图14：预计2030年人形机器人成本将下降至2-3万美元 3、受益标的 核工业：科新机电、景业智能、江苏神通、中密控股、川仪股份、兰石重装。 运动执行关节：汉宇集团、步科股份、兆威机电、鸣志电器、江苏雷利、力星股份、秦川机床、恒立液压。 4、风险提示 核电机组核准及开工进度不及预期； 核电设备国产替代进度不及预期； 人形机器人降本落地不及预期。