人形机器人行业专题：人形机器人产业链深度梳理

证券研究报告|2023年07月20日 人形机器人行业专题 人形机器人产业链深度梳理 行业研究·深度报告投资评级：超配 证券分析师：吴双 证券分析师：唐旭霞 证券分析师：李雨轩 0755-81981362 0755-81981814 0755-81981140 wushuang2@guosen.com.cn tangxx@guosen.com.cn liyuxuan@guosen.com.cn S0980519120001 S0980519080002 S0980521100001 核心逻辑 人形机器人“奇点”时刻：特斯拉快速迭代引领，AI赋能有望极大加速商业化落地进程 •人形机器人商业化爆发的前提：核心要解决通用性和成本的问题，而通用性的实现对技术提出了极高的要求，技术上要实现“类人功能”，软件方面需提供“大脑”的思考能力和“小脑”的运控协调能力，硬件方面需提供可实现相应动作的载体，难点在于如何做到更聪明、更效率、更灵活，可贴切满足人类需求进而实现商业化落地，当前基础要素已备且在迎来加速的拐点。 •特斯拉入局，加速软硬件迭代：过去100年以来国内外多家企业已推出可实现基础动作和交互的人形机器人，而特斯拉从2021年8月公布人形机器人项目到2022年9月展示原型机，再到2023年5月发布Optimus（具备自然行走、电机扭矩控制、力度控制、环境识别及记忆等功能），展现了极快的产品迭代能力，使得人形机器人关键技术迭代突破和降本有了更快的可能； •AI赋能有望进一步加速：以ChatGPT为代表的大模型正在引领新一轮人工智能浪潮，其爆发使得人形机器人拥有思考能力成为可能且极大加速“大脑”和“小脑”能力的发展。 •潜在兆亿赛道，国家支持政策频出：人形机器人是有望超过新能源汽车/智能手机市场规模的兆亿级赛道，有极大解放生产力和改善人类生活的应用潜力，正在持续得到国家政策更多的支持，2023年以来山东省、深圳市、上海市、北京市多地发布针对机器人的支持政策，特别是北京市政策系首个从全产业链全方位支持人形机器人加快发展的政策文件，这将进一步推动行业发展。 人形机器人受益环节：把握价值量大、卡位好硬件端中国制造企业的长期机遇 •人形机器人产业链与传统产业有一定重合，中国制造企业硬件端具备优势：参考新能源汽车/智能手机的发展，整装企业软件端倾向于自研自控，硬件端考虑性价比通常外购，中国企业凭借显著成本优势和在工业机器人/汽车产业的技术积累，有望占据先机充分受益。 •人形机器人自由度达40个，硬件端难点在于关节：根据特斯拉数据，我们预计70%以上的硬件成本来自关节（旋转/线性/手部关节），主要零部件包括无框/空心杯电机、谐波/行星减速器、滚珠/滚柱丝杠、力矩/位置传感器、轴承等。 投资建议：重点关注自身基本面较好且卡位好的优质零部件公司，维持“超配”评级 •当前人形机器人仍处于从0到1的阶段，短期商业化进程有望加速，长期方向确定、空间广阔，综合考虑价值占比、市场卡位及确定性，建议重点关注：1）减速器环节：重点推荐绿的谐波、双环传动（汽车组联合覆盖），关注中大力德；2）微电机环节：重点推荐鸣志电 器（电新组联合覆盖），关注江苏雷利（电新组联合覆盖，鼎智科技母公司）、步科股份；3）丝杠环节：重点关注恒立液压、秦川机床；4）伺服环节：重点推荐汇川技术，关注雷赛智能、禾川科技；4）旋转/线性关节：重点推荐三花智控（汽车组联合覆盖）、拓普集团 （汽车组联合覆盖）等。 风险提示：人形机器人商业化进程不及预期；下游需求不及预期；AI技术发展不及预期；国产零部件厂商订单低于预期的风险。 2 人形机器人产业链潜在相关的主要标的 公司 市值（亿元） 归母净利润（亿元） EPS（元） PE 2022A2023E 2024E2022A 2023E 2024E 2022A 2023E 2024E 汇川技术 1806 43.2052.41 67.051.62 1.97 2.52 42 34 27 绿的谐波 230 1.552.43 3.350.92 1.44 1.99 148 95 69 恒立液压 885 23.4327.09 32.501.75 2.02 2.42 38 33 27 江苏雷利 112 2.593.51 4.630.82 1.11 1.46 43 32 24 鸣志电器 288 2.474.01 6.090.59 0.95 1.45 117 72 47 步科股份 57 0.911.13 1.421.08 1.35 1.69 62 50 40 三花智控 992 25.7331.14 38.400.72 0.87 1.07 39 32 26 拓普集团 815 17.0023.69 33.021.54 2.15 3.00 48 34 25 资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理注：盈利预测为Wind机构一致预测 3 所处阶段：从“0”到“1”的萌芽期 •必要性：极大解放生产力、改善人类生活需求，应对全球人口老龄化； •确定性：AI赋能使得其拥有思考能力成为可能且极大加速“大脑”和“小脑”能力的发展，硬件端已可实现基础动作和交互功能； •发展节奏：中短期人形机器人商业化落地成为可能，当前阶段重点跟踪AI技术进展对人形机器人的赋能、产业/技术的最新进展，特别是特斯拉的进展。 软件端：AI发展跨过“奇点”，带动其爆发式发展； 硬件端：与工业机器人以及汽车等产业有重合的零部件产业链，无需从头开始，有机会比新能源汽车更快实现降本提质。 •跨入从“1”到“N”的前提：解决通用性和成本问题，做好道德风险防范。 未来展望：潜在兆亿级市场空间 智能手机 下游需求 新能源汽车 人形机器人 图1：人形机器人：潜在万亿赛道，当前尚处从“0”到“1”的萌芽期渗透率 •马斯克在特斯拉股东大会表示，特斯拉长期价值可能来自于Optimus人形机器人，如果人形机器人和人的比例是2:1左右，那么人们对机器人的需求量可能是100亿乃至200亿个，远超电动车的数量； 萌芽期 0→1 成长期 1→N 成熟期衰退期 行业发展阶段 •根据高盛最新预测，乐观状态下2025-2035年人形机器人销量CAGR可达94%左右；如果参照全球电动汽车与智能手机发展历程，中性预计2025-2035年人形机器人销量CAGR为40%左右。 资料来源：特斯拉第二届人工智能日，国信证券经济研究所整理 4 图2：特斯拉人形机器人Optimus结构 资料来源：特斯拉第二届人工智能日，国信证券经济研究所整理5 图3：人形机器人产业链相关标的 资料来源：Wind、各公司官网，国信证券经济研究所整理 6 01 产业进展：AI赋能，人形机器人迭代有望加速 02 人形机器人产业链整体梳理 03 04 人形机器人核心零部件分析投资建议 05风险提示 7 特斯拉：更新最新进展，展望人形机器人需求量或达200亿台 特斯拉展示Optimus最新视频，产品迭代加速。2023年5月16日，特斯拉在2023股东大会上发布了Optimus人形机器人最新演示视频，展示了其在自然行走、电机扭矩控制、力度控制、环境识别及记忆等方面的进步。马斯克强调，现在是推进研发人形机器人的绝佳机会，因为可以共享大量自动驾驶领域的软硬件技术成果，Optimus将使用与该公司电动汽车相同的全自动驾驶系统（FSD）。 人形机器人需求量未来或超百亿台，潜在空间巨大。特斯拉CEO埃隆·马斯克将人形机器人视作特斯拉长期价值的重要来源，20237月6日，2023世界人工智能大会在上海开幕，马斯克通过视频形式发言认为，在将来某个时刻，机器人与人类的比例可能超过1:1，这意味着机器人将比人类多，甚至是多很多。伴随人形机器人需求量提升，产业链潜在市场空间巨大。 图4：特斯拉人形机器人Optimus结构图5：特斯拉人形机器人Optimus环境识别能力展示 资料来源：2022特斯拉AIDAY，国信证券经济研究所整理资料来源：2023年特斯拉股东大会，国信证券经济研究所整理 8 特斯拉Optimus：2021年首次提出，技术迭代迅速 特斯拉2021年8月首次提出人形机器人计划，技术迅速迭代、重要性不断提升 •2021年8月20日，马斯克在首届特斯拉人工智能日(AIDAY)上首次发布特斯拉人形机器人(TeslaBot)计划，代号“擎天柱”(Optimus)。 •2022年4月，马斯克在财报会议上指出，Optimus的重要性将在未来几年逐渐显现，最终将比汽车业务更具价值。 •2022年9月，路透社报道称马斯克在某次TED演讲中表示，机器人可以用于做饭、修剪草坪和照顾老人，甚至成为“朋友”（buddy）。 •2022年10月，特斯拉第二届人工智能日(AIDAY)，擎天柱首次在没有任何支撑的情况下亮相，马斯克表示特斯拉将致力于大规模量产并降低成本，预计最终价格不到2万美元。 •2023年5月16日，马斯克在2023股东大会上展示了Optimus人形机器人最新演示视频，展示其最新产品进步。 图6：特斯拉人形机器人Optimus发展历程 •2023年7月6日，2023世界人工智能大会在上海开幕，马斯克表示未来某个时刻，机器人与人类的比例可能超过1:1。 资料来源：特斯拉第一、二届人工智能日、路透社、南方都市报、2023年特斯拉股东大会，国信证券经济研究所整理 9 人型机器人行业发展已近百年，中日美英等国推出人形机器人产品 •1920年代后期，美国通用电器制造商西屋电气公司发明的“Televox”、英国W.H.理查兹和飞机工程师艾伦·雷菲尔发明的“埃里克”以及日本生物学家西村诚发明的“学习天生”成为世界上首批人形机器人； •1960年，MiomirVukobratović提出了零矩点（ZMP）稳定性理论，为人形机器人发展奠定了重要基础，日本早稻田大学的加藤一郎 （IchiroKato）大约在同一时间开发了第一个人形静态机器人和后来的动态平衡机器人WABOT； •2000年，中国国防科技大学发布国内首个人形机器人“先行者”； •2016年，NeuroroboticsRobotDesigner平台建立，旨在创建有大脑的机器人； •2018年起，优必选、特斯拉、小米、SanctuaryAI等企业均推出了自己的人形机器人产品； 图7：人形机器人发展历经百年，中日美英当前均有布局 •2023年，GPT等AI大模型的出现有望作为人类与机器人沟通桥梁，提升“具身人工智能”最佳载体的人形机器人自主规划、决策、行动能力。 资料来源：特斯拉第一、二届人工智能日、路透社、2023年特斯拉股东大会，国信证券经济研究所整理 10 人形机器人产品陆续推出，优必选商业化进程领先。21世纪以来，国内外机器人公司陆续推出各自人形机器人产品。本田自2000年起，先后发布三代ASIMO人形机器人，用于展示公司技术实力和进行相关技术实验；美国波士顿动力的Atlas是知名度极高的先进动力机器人代表，其前身PETMAN人形机器人研发目的是替代人类去测试危险化学环境下的新型防护设备的可靠性。Atlas作为研究平台，造价高昂，亦非商业化产品。日本软银的Pepper自2014年以来累计生产2.7万台，应用于教育、医疗、生活服务等场景，已于2020年停产。优必选的Walker作为中国首个商业化双足真人尺寸人形机器人，已在迪拜世博会中国馆、沙特NEOM新未来城、中国科学技术馆等场景应用落地。 表2：目前已推出主要人形机器人参数对比 名称 发布时间 研发厂商 基本参数 价格 商业化程度 应用场景 ASIMO 2000年 日本本田 高度：130厘米 重量：48KG 自由度：- 26/34/57个 用于研究展示，未商业化 科学研究、技术展示 Pepper 2014年 日本软银 高度：121厘米 重量：29公斤 自由度：20个2.5-3万美元 2020年停产 教育、商品、护理和医疗机构 EVE 2015年 挪威1XTe