第一章 人形机器人市场全景
- 市场规模:全球人形机器人市场目前规模较小,但增长迅速,预计2025年市场规模63.39亿元,2030年超过640亿元,2035年超过4000亿元。高盛预测2035年市场规模可达1,540亿美元。年出货量目前处于数千台至万台级别,预计2025年达到1.24万台,2030年接近34万台,2035年超过500万台。2024年中国人形机器人出货量超过2,400台,市场规模超过12.54亿元。
- 参与企业:全球人形机器人领域竞争激烈,包括科技巨头(特斯拉、波士顿动力)、老牌机器人公司(本田)、初创企业(优必选、宇树科技、智元机器人等)以及中国企业在政策支持下加速追赶。
- 政策支持:中美等科技大国将人形机器人提升到国家战略层面,通过政策引导、资金支持、标准制定等方式推动产业发展。中国发布了《人形机器人创新发展指导意见》等纲领性文件,并提出了一系列国家级规划和地方政策,支持产业发展和标准化建设。
第二章 人形机器人相关电子产业链
- 技术架构:人形机器人硬件架构包括机械结构、控制系统、驱动系统、传感器和电源系统等,核心电子子系统包括主控制系统、电机驱动控制系统、传感器、电源管理系统和通信模块。
- 主控制系统:相当于机器人的“大脑”,负责实时决策和协调各部件工作,主要包含CPU、GPU、AI专用芯片、DSP、FPGA芯片等,以及AI大模型、通信网络和各类软件系统。
- 运动控制系统:相当于机器人的“小脑”,负责精确控制执行器,主要包含MCU、DSP、FPGA、功率器件、隔离器、电流传感器或编码器等。
- 传感器:分为内部传感器(力/力矩传感器、触觉传感器、IMU等)和外部传感器(视觉传感器、语音传感器、激光雷达、超声波雷达等),其中力/力矩传感器和IMU等价值量较高,国产化空间较大。
- 电源系统:负责电池能量的稳定、高效分配与管理,主要包括电源管理芯片、模拟前端、电池管理系统相关芯片等。
- 通信模块:负责人形机器人内部各模块间以及与外部设备的数据交换,主要采用CAN-FD和EtherCAT等总线技术。
第三章 关键技术趋势
- 主处理器:大模型推动高算力芯片需求,未来人形机器人的主控芯片对先进制程和封装技术的需求激增。
- MCU:向更高性能和多功能集成方向演进,更高主频、更多处理器核心、更大内存,以及更丰富的外设,并集成更高级的通信接口和功能安全、边缘AI能力。
- 功率器件:GaN成为未来趋势,因其高效率和高功率密度特性,成为人形机器人执行器的重要选择。
- 软件核心技术:大模型训练模式主要有VLA大模型和端到端大模型,目前国内企业多采用分层模型。
- 数据获取挑战:训练数据的采集瓶颈是制约人形机器人大模型发展的重要因素,主要数据获取模式包括真实数据遥操采集、虚拟生成仿真数据、真人数据映射。
第四章 未来展望与建议
- 市场展望:人形机器人市场正处于高速增长的前夜,预计未来几年将迎来爆发式增长机遇,电子产业链将随之水涨船高。
- 驱动因素:人工智能技术发展、劳动力短缺与成本上升、新兴应用涌现、制造成本下降、政府政策推动。
- 建议:
- 技术研发者和芯片供应商应关注人形机器人对小型化、高功率密度、高效率、高实时性、高可靠性和功能安全的需求,加大研发投入。
- 机器人集成商应积极拥抱新兴技术,关注零部件的功能安全等级。
- 产业链投资者可关注核心芯片领域具备技术突破能力或独特市场定位的企业,以及支持国产供应链发展的相关标的。
- 行业标准制定者与政策制定者应加速完善人形机器人相关的技术标准、安全规范和测试认证体系,鼓励产业链协同创新。