人形机器人行业深度(硬件篇):特斯拉OPTIMUS引领技术实现 国产零部件迎来机遇

2024-03-13 15:30:08 和讯  浙商证券张雷/虞方林
  投资要点
  特斯拉Optimus 迭代迅速,已具备量产基础
  2023 年12 月,特斯拉正式发布Optimus Gen 2,与2022 年AI DAY 发布的Gen 1相比,期间历经几次迭代,性能大幅度提升。在速度和敏捷性方面,Gen 2 的步行速度提高30%(2024 年2 月达到0.6 米/秒,较2024 年1 月提升30%),可完成深蹲、瑜伽、跳舞等平衡动作;在重量和平衡方面,Gen 2 的重量减轻了10 公斤,改善了平衡性,保留了性能和耐力,新增2 个自由度颈部、脚部力/扭矩感应和模仿人脚的铰接式脚趾;在手和传感方面,Gen 2 设计了全新的灵巧手,所有手指都具有触觉感应功能,可以完成拿取和放下鸡蛋等精细动作。
  技术方案基本确定,硬件实力不断升级
  人形机器人的总体架构主要包括感知层、决策层和执行层,感知层主要通过各类型传感器实时感知机器人的状态和环境信息,将信息流传递给决策层后,经过大模型及算法等处理分析后得出决策方案,进而由执行层的执行机构完成对应的动作。在硬件层面,特斯拉Optimus 拥有14 个线性执行器、14 个旋转执行器和两只灵巧手,其中线性执行器的配置为无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器+驱动器+球轴承+四点接触球轴承;旋转执行器的配置为无框力矩电机+谐波减速器+力矩传感器+双编码器+驱动器+交叉滚子轴承+角接触球轴承;灵巧手的配置为空心杯电机+行星减速器+编码器+驱动器+蜗轮蜗杆/绳驱+触觉等传感器。
  人形空间或接近2000 亿元,国产厂商迎来机遇根据特斯拉Optimus 所呈现的技术状态,我们认为2024 年人形机器人量产版本有望初步成型,正式量产销售或在2025 年。市场空间方面,我们测算当人形机器人销量为10 万、50 万和100 万台时,BOM 成本约分别为25 万、18 万和13 万元,市场规模有望分别达到408 亿、1297 亿和1659 亿元,成本端将具备应用经济性。
  高壁垒和高价值零部件重合度较高,国产加速追赶(1)价值量:力矩电机、行星滚柱丝杠、减速器、六维力/力矩传感器及芯片/算力/大模型的价值量较大,其次为空心杯电机和力传感器。(2)行业壁垒:行星滚柱丝杠、六维力/力矩传感器、惯性和触觉/柔性传感器以及芯片/算力/大模型的行业壁垒很高,其次为电机和其他零部件等。(3)国产化率:行星滚柱丝杠、惯性和触觉/柔性传感器的国产化率较低,但总体国产企业均处于追赶中,少部分对标国际。
  投资建议:关注高确定、高价值、高壁垒和增量环节我们认为人形机器人的产业大趋势已经确定,国外以特斯拉Optimus 为代表,规划2025 年小批量量产;国内以优必选为代表,目前已在汽车厂实训测试,预计工业场景的量产临近;以三花、拓普为代表的国内零部件环节产能先行准备。我们预计企业送样、验证、定点或产能规划等举措均可能成为一轮行情的催化剂。
  建议关注:1)总成:拓普集团、三花智控;2)无框力矩电机:步科股份、昊志机电、汇川技术、伟创电气、禾川科技等;3)空心杯电机:鸣志电器、伟创电气、鼎智科技、江苏雷利、昊志机电等;4)行星滚柱丝杠:北特科技、贝斯特、鼎智科技、江苏雷利、恒力液压、秦川机床、五洲新春等;5)减速器:绿的谐波、昊志机电、中大力德、国茂股份、双环传动、丰立智能、精锻科技等。6)传感器:柯力传感、东华测试、康斯特、安培龙、峰岹科技、汉威科技、奥比中光、申昊科技等。7)设备:
  浙海德曼、日发精机、华辰装备、宇环数控等。8)轻量化:中研股份、新瀚新材等。
  风险提示
  人形机器人产业化不及预期,技术方案迭代对零部件需求产生变化,零部件降价导致盈利能力下滑。
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(责任编辑:王丹 )

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