2023年中国减速器行业概览：从人形机器人看减速器产业机会（摘要版）

报告要点速览 减速器是一种减速传动装置，是机器人的核心零部件，保证机器人的正常运转；根据构架和传动原理的不同，减速器可分为通用减速器、专用减速器以及精密减速器。在各类减速器中，机器人用精密减速器通常选用RV和谐波减速器，少部分使用精密行星等类型的减速器，各减速器均有其适用类型的机器人和部位；随着人形机器人的发展，由于人形机器人关节较多，因此谐波减速器的数量将大幅增加。特斯拉AI DAY上公布人形机器人所选用的零部件，在肩部、肘部、腰部和髋部共使用14个谐波减速器，预计3-5年实现人形机器人量产，且将达到百万级，人形机器人的商业化将拉动对减速器的需求，从而带动减速器产业快速发展。本篇报告主要回答减速器领域近期关注的问题，主要涉及： 1）人形机器人为减速器行业带来哪些新机遇？ 3）减速器行业竞争情况？ 3）减速器行业的市场空间？ 观点提炼 人形机器人为减速器行业带来哪些新机遇？ 根据特斯拉2022年AI DAY公布的信息，Optimus整体躯干共有28个关节执行器，其中旋转执行器14个，线性执行器14个。旋转执行器分别位于肩部六个、肘部两个、腰部两个和髋部四个，所使用的是谐波减速器。目前Optimus整体成本较高，在若要实现商业化，降本问题需要考虑，因此Optimus或许会使用部分价格较低的精密行星减速器 预计人形机器人将在3-5年实现量产，人形机器人对减速器的用量较大，届时，减速器市场将高速增长 减速器行业竞争情况？ 谐波减速器：中国谐波减速器企业市场份额持续提升，国产化进程不断推进；产能方面，绿的谐波、来福和大族精密表现较好；中国企业历经多年的探索，在产能规模和产品性能方面与国际企业的差距逐渐缩小 RV减速器：中国企业在RV减速器领域市场份额缓步提升，国产替代趋势明显；中大力德、双环传动、智同和秦川产能较高，属第一梯队；中国厂商起步较晚，仍需突破技术壁垒 丝杠行业的市场空间？ 随着工业自动化的发展以及AI技术的普及，机器人逐渐在各行各业渗透；特斯拉Optimus量产在即，预计乐观情况下人形机器人用减速器市场规模将近148.2亿元，年复合增长率为89% 减速器 髋部四个旋转执行器 人形机器人对丝杠的需求拉动丝杠产业发展 减速器在人形机器人中的价值量占比，2030年预测 根据特斯拉2022年AI DAY公布的信息 ， 将在Optimus躯干中应用三种型号的谐波减速器 。 Optimus整体躯干共有28个关节执行器，其中旋转执行器14个，线性执行器14个。旋转执行器分别位于肩部六个、肘部两个、腰部两个和髋部四个。所使用的三种谐波减速器分别是负载 20Nm 的小型减速器、负载 110Nm 的中型减速器和负载 180Nm 的大型减速器。但目前Optimus整体成本较高，在若要实现商业化，降本问题需要考虑，而减速器是其成本高的主要原因之一。据特斯拉预测，到2030年，减速器在人形机器人中价值量的占比将为13%。因此考虑到降本因素，Optimus或许会使用部分价格较低的精密行星减速器 丝杠 19% 无框力矩电机 33% 减速器 16% 力传感器 空心杯电机 8% 13% 其他 11% 预计人形机器人将在3-5年实现量产，人形机器人对减速器的用量较大，届时，减速器市场将高速增长 人形机器人用减速器市场规模 随着工业自动化的发展以及AI技术的普及，机器人逐渐在各行各业渗透；特斯拉Optimus量产在即，预计乐观情况下人形机器人用减速器市场规模将近148.2亿元，年复合增长率为89% 人形机器人用减速器市场规模测算 全球人形机器人用减速器市场规模，2023-2030年预测 完整版登录www.leadleo.com 搜索《2023年中国减速器行业概览：从人形机器人看减速器产业机会》 乐观情况下人形机器人用减速器市场规模将达148.2亿元 随着工业自动化的发展以及AI技术的普及，机器人在各行各业的渗透率也在逐步提升。特斯拉Optimus样机如今已公布，量产在即，预计3-5年实现量产，且达到百万级。保守估计2030年人形机器人的销量达到100万台，乐观情况下，2027年达到100万台，2030年达到170万台 根据特斯拉AI DAY2022的信息，一个人形机器人的减速器用量为14个，主要用到的减速器为谐波减速器，但未来走向商业化需考虑到降本问题，或将使用部分行星减速器和RV减速器，综合三者价格区间，目前减速器平均单价在1,300元左右，未来随着技术成熟，假设单价以每年10%的速度递减 预计保守情况下，2030年全球人形机器人用减速器市场规模为87.1亿元，年复合增长率为76.8%，乐观情况下达148.2亿元，年复合增长率为89% 竞争格局——谐波减速器 中国谐波减速器企业市场份额持续提升，国产化进程不断推进；产能方面，绿的谐波、来福和大族精密表现较好；中国企业历经多年的探索，在产能规模和产品性能方面与国际企业的差距逐渐缩小 谐波减速器市场的竞争情况 中国机器人谐波减速器市占率，2021年 中国机器人谐波减速器市占率，2022年 哈默纳科 哈默纳科 绿的谐波 4.4% 10.3% 绿的谐波 10.1% 来福 4.2%4.5% 来福 35.5% 5.8% 38.4% 新宝 5.7% 新宝 7.3% 同川 7.4% 同川 7.9% 大族 7.7% 大族 福德 24.7% 26.1% 其他 其他 谐波减速器市场国产份额持续提升 中国厂商谐波减速器产能，2022年 谐波减速器的中国品牌市场份额与2021年相比略有上涨，2022年合并市场份额为46.8%。谐波减速器的头部企业主要为日本的哈默纳科和中国的绿的谐波，2022年二者市场份额均有提升，绿的谐波市占率排名第二，为26.1%，相较于2021年24.7%的市占率有所增长，市占率第一的哈默纳科市场份额由35.5%增长至38.4%，市场份额进一步向头部企业聚拢。此外，其他中国厂商如来福、同川、大族等的市场份额也有所提升，国产替代趋势明显 绿的谐波 大族精密 昊志机电 同川精密 企业 来福 渭河工 产能（万台） 35 宏远皓轩 珠海钧兴 中技克美 企业 福德 其他 总计 从产能规模来看，绿的谐波表现突出，2022年年产能达35万台，远超其他企业。来福和大族精密年产能在10万台以上，表现较好，属中国谐波减速器企业第一梯队；同川精密、渭河工和宏远皓轩年产能为10万台，属第二梯队 产能（万台） 150 哈默纳科减速器年产能（不含车载），2015-2023年3月 绿的谐波减速器年产能，2017-2027年 中国企业产能规模与国际龙头企业差距将逐渐缩小 将中国龙头企业绿的谐波产能规模和国际龙头企业哈默纳科相比，可见中国谐波减速器企业生产能力落后国际5年左右。受下游工业机器人、数控机床等领域快速发展的影响，哈默纳科和绿的谐波产能均在2022年之后增长较快，哈默纳科2023年3月年产能将近200万台，绿的谐波预计达到59万台，预计2027年达到159万台，逐渐缩小与国际龙头产能水平的差距 中国与国际代表企业谐波产品性能对比 输出扭矩（N·m） 减速比 传动精度 传动效率（%） 空程 背隙 平均寿命（h） 哈默纳科CSG系列 50-160 7-1,236 0.5’-2' 65-85 1’-3' 2‘’-59'' 50,000 绿的谐波LCS系列 30-160 7-446 <40'' <20'' 9,000-15,000 大族HMCG系列 50-120 7-382 1’-1.5' <20'' 中国谐波减速器产品性能与国际产品有一定差距，但在逐渐缩小 对比中国与国际代表企业的谐波减速器产品可看出，日本哈默纳科谐波减速器产品性能优势明显，具有较高的输出扭矩、传动精度、寿命以及较低的背隙，中国企业在减速比和空程两方面占优。大族谐波产品的传动精度与哈默纳科产品较为接近，中国企业在多年的积极探索中逐渐缩小与国际企业的差距 竞争格局——RV减速器 中国企业在RV减速器领域市场份额缓步提升，国产替代趋势明显；中大力德、双环传动、智同和秦川产能较高，属第一梯队；中国厂商起步较晚，仍需突破技术壁垒 RV减速器市场的竞争情况 中国机器人RV减速器市占率，2021年 中国机器人RV减速器市占率，2022年 Nab Nab 1.3%2.3% 环动 住友 2.6%3.0%3.8% 6.8% 10.1% 住友 环动 5.7% 珠海飞马 南通振康 38.2% 6.4% 4.2%4.5%4.9% 中大力德 秦川 7.3% 51.8% 南通振康 中大力德 13.1% 智同 智同 15.1% 秦川 珠海飞马 18.9% 其他 其他 RV减速器市场国产替代趋势明显 中国主要RV减速器企业年产能，2022年 中国RV减速器市场几乎由日系企业垄断，2022年纳博特斯克和住友共占据近六成市场份额，集中度较高，其中38.2%的份额由纳博特斯克所占据，但与2021年相比显著下降（2021年市占率51.8%）。中国企业整体的市场份额有所提升，2022年中国企业市占率合并达36.1%，略高于2021年的33.2%。其中中国头部企业双环传动市占率有所下降，排名降为第三，同时南通振康、秦川机床、中大力德市占率有明显提升，龙头纳博特斯克的份额受到挤压，国产替代趋势明显 单位：万台 中国RV减速器目前的年产能合计大约为80万台，是纳博特斯克产能的67%（120万台），产能与国际企业亦存在差距。中大力德的年产能为20万台，远高于其他企业，双环传动、智同和秦川年产能在10万台左右，也具备较强的生产能力 中国与国际代表企业开发RV减速器时间 1931年 1956年 1961年 1974年 德国：Sew 意大利：邦飞利 日本：Nabtesco 日本：住友重工 1994年 斯洛伐克：Spinea 2017年 中国：力克精密 中国：巨轮智能 中国：双环传动 中国：昊志机电 中国与国际代表企业RV产品性能对比 输出扭矩（N·m） 减速比 传动精度 传动效率（%） 空程 背隙 平均寿命（h） Nab RV-E系列 31-185 101-4,361 50’’-80‘‘ 85-95 1’-1.5' 1’-1.5' 6,000 南通振康ZKRV-E系列 57-201 180-4,500 <1' >80 <1' <1' >5,500 双环传动SHPR-E系列 56-192 47-6,135 1' 中大力德370BX 81-192 4,410-6,112 1’-1.5' 1’-1.5' 6,000 中国厂商在RV减速器领域起步较晚 从国际上RV减速器领域代表企业开发RV减速器的时间来看，中国企业起步较晚，比国际龙头企业纳博特斯克晚将近40年。中国企业在20世纪末期开始布局RV减速器领域，2010年起为高速发展时期，南通振康、双环传动等企业出现并逐渐在市场上占据一席之地 对比中国与国际代表企业的RV减速器产品可看出，在精度和传动效率方面，中国RV减速器与国际龙头纳博特斯克相比仍有一定的差距。中国在RV减速器领域虽起步较晚，但进展迅速，然而由于技术封锁，中国企业仍未掌握热处理、精密零部件加工等核心技术，仍需积累经验，突破技术难关