1. 減速機定義機器人“自由度”，價值量高

1.1 減速機是機器人的“關節(jié)”，價值量占比最高

減速器是工業(yè)機器人的關節(jié)，作用在于降低轉速、增加扭矩，保證機器人平穩(wěn)精確運 行。工業(yè)機器人主要由控制器、伺服和減速器三大零部件構成。這三個部件搭配共同實現(xiàn) 機器人可控、平穩(wěn)、精準地完成標準動作，每個部件都缺一不可。 （1）控制器：作為機器人的“大腦”，通過硬軟件結合來控制機器人的運動位置、 姿態(tài)和軌跡； （2）伺服電機：作為機器人的“驅動力“，根據控制器發(fā)出的命令輸出力矩，動 態(tài)控制機器人的速度和位置； （3）減速器：伺服電機一般輸出的轉速高、力矩小，不能滿足機器人本體的運動 需求，需要通過減速器來降低轉速、增加力矩。

減速器是機器人本體中成本占比最高的環(huán)節(jié)。減速器位于機器人產業(yè)鏈的上游零部件 環(huán)節(jié)，產業(yè)鏈中游是機器人本體制造，下游是集成應用。根據高工機器人數(shù)據，工業(yè)機器 人總成本中減速器占比最高，占 32%，其次伺服、外殼和控制器分別占比 20%、18%、15%。

1.2 產品形態(tài)：RV 減速器和諧波減速器各有優(yōu)勢，互為補充

精密減速器以 RV 減速器和諧波減速器為主。減速器種類繁多，根據傳動類型可分為 蝸桿減速器、行星減速器、齒輪減速器。工業(yè)機器人使用的精密減速器通常包括 RV 減速器、 擺線針輪行星減速器、諧波減速器、精密行星減速器、濾波齒輪減速器等。工業(yè)機器人本 體廠商通常會根據精度、速度、體積大小等的不同需要，組合搭配不同類型的減速器。其 中，RV 減速器和諧波減速器應用最多。 RV 減速器與諧波減速器各有優(yōu)劣，相互互補。RV 減速器剛性好、抗沖擊能力強、傳 動平穩(wěn)、精度高，適合中、重負載應用，通常用于多關節(jié)機器人的機座、大臂、肩部等重負載環(huán)節(jié)，應用場景包括汽車、運輸、港口碼頭等；諧波減速器體積小、零部件數(shù)量少， 同樣具有精度高、傳動比的特點，適合小型、中低負載應用，通常用于機器人小臂、腕部 和手部，應用場景包括 3C、半導體、食品、注塑、磨具、醫(yī)療等。

1.3 使用量：取決于機器人關節(jié)數(shù)量，呈增加趨勢

減速器使用數(shù)量取決于“自由度“的數(shù)量。通常來說，六軸機器人使用 6 個諧波/RV 減速器，協(xié)作機器人使用 6-7 個諧波減速器，SCARA 機器人使用 3 個諧波/RV 減速器,并 聯(lián)/DELTA機器人使用1 個諧波減速器，人形機器人的腿部+手臂+腰部+頸部共使用15-40 個減速器，每條腿各配置 6 個諧波減速器，使用量隨著肢體使用量和復雜度的提高而提高。 根據負載、體積、速度、精度的要求，機器人本體廠商在 RV 減速器、諧波減速器或者其他 類型減速器中進行選擇及搭配組合應用。

減速器的平均使用數(shù)量有望增加。根據 GGII 數(shù)據，2020 年多關節(jié)機器人、SCARA 機 器人、協(xié)作機器人和坐標機器人的市場占比分別為 63%、30%、4%和 3%，多關節(jié)機器人 使用 6 臺減速器，大大拉動了減速器的需求量；協(xié)作機器人可以與人近距離互動，協(xié)助生 產，目前尚處于起步階段，每臺機器人搭配 7 臺諧波減速器，將形成較大增量需求；人形 機器人在特斯拉、戴森等企業(yè)的拉動之下，有望從概念階段加速進入產業(yè)階段，其“自由 度”相比工業(yè)機器人大幅增加，對應的減速器需求規(guī)?？捎^。

1.4 核心指標：參數(shù)僅供參考，無形指標決定產品優(yōu)劣

國內眾多品牌的減速器參數(shù)指標已基本達到海外龍頭的同等水平。用來挑選和評價減 速器的性能指標主要包括減速比范圍、傳動精度、傳動效率、扭轉剛性、啟動轉矩、額定 扭矩、滯后損失/空程、噪音等。根據各公司官網公布的同類型產品性能參數(shù)，我們發(fā)現(xiàn)， 內資品牌的 RV 減速器在精度、效率、過載、扭轉剛性、噪聲等大部分參數(shù)上基本與日本品 牌納博特斯克持平，在傳動效率、減速比范圍上略有差距；內資品牌的諧波減速器在精度、 效率、溫升、噪聲、減速比、重量等參數(shù)上與日本品牌哈默納科基本持平，在允許輸入最 高轉速、最大沖擊扭矩上略有差距?？傮w而言，國內品牌減速器的性能參數(shù)已基本與納博 與哈默納科持平。那么為什么后者長期在下游市場占據壟斷地位？是因為參數(shù)之外的無形 指標才是真正的壁壘。

“用了才知道”，無形指標更為關鍵。機器人本體廠商在選購減速器時，會參考客戶 給出的指標參數(shù)，但是產品的使用壽命、可靠性、一致性等只有在使用之后才能反饋與評 價。盡管各個品牌之間的參數(shù)指標差異不大，但是在實際運行中，部分減速器會產生不穩(wěn) 定、壽命短、易損壞等現(xiàn)象，與初始的指標參數(shù)偏離，進而對整個機器人的運行造成很大 影響。因此，對于減速器產品而言，客戶的下單數(shù)量、復購率才是真正檢驗產品競爭力的 核心指標。

2. 卡位優(yōu)質賽道：高成長、高景氣、高壁壘

2.1 高成長性：機器換人大勢所趨，潛在市場空間大

2.1.1 工業(yè)機器人應用廣泛，潛在市場空間巨大

工業(yè)機器人是 RV 減速器及諧波減速器最主要的下游應用領域，因此工業(yè)機器人行業(yè) 的高速成長為精密減速器市場貢獻了最大增量。 工業(yè)機器人降本提效，用途廣泛，具有巨大的潛在增長空間。工業(yè)機器人也稱機械臂， 可代替人完成部分重復性、高危險的作業(yè)，包括上下料、裝配、焊接、點膠、包裝、搬運 等，在汽車制造業(yè)、金屬加工、3C 電子、食品飲料等行業(yè)均有廣泛應用。2020 年全球在 用工業(yè)機器人 301.5 萬臺，近六年來保持 10%+的同比增速。2021 年全球工業(yè)機器人銷量 48.7 萬臺，同比+26.77%，其中亞洲市場、歐洲、北美為主要市場，分別占比 73%、16%和 10%。中國市場發(fā)展勢頭正旺，連續(xù)多年貢獻最大增量，2021 年中國工業(yè)機器人銷量 26.1 萬臺，同比增長 54%，近五年 CAGR 高達 25%。

在勞動力結構性缺口+勞動力成本上升+機器人成本下降+制造業(yè)自動化升級等多方面 推動之下，工業(yè)機器人的發(fā)展前景依舊廣闊。 ① 在勞動力人數(shù)逐年下滑+結構性缺口背景下，機器換人成為必然選擇。從勞動力總 人數(shù)來看，勞動力數(shù)量呈現(xiàn)逐年下滑趨勢，新出生人口不足，未來勞動力市場存在缺口的 形勢將更為嚴重。根據國家統(tǒng)計局數(shù)據，2021 年中國勞動力人口數(shù)量占比 62.5%，勞動年 齡人口的數(shù)量和比重自 2012 年 9 年連降。當下年輕人對工作重復性高、工作環(huán)境惡劣行 業(yè)的就業(yè)意愿減弱，再加上人口紅利的消退，部分行業(yè)“招工難”“用工荒”“人員流失” 等現(xiàn)象日益加劇，制造業(yè)企業(yè)不得不采用工業(yè)機器人進行替代。

② 勞動力成本上升，機器人成本下降，機器替人經濟性凸顯。2020 年，全國就業(yè)人 員平均工資達 9.74 萬元/年，同比增長 7.6%。其中，采礦業(yè)，制造業(yè)，電力、燃氣及水的 生產和供應，建筑業(yè)等第二產業(yè)的平均工資水平連續(xù)十年增長，2010-2020 年制造業(yè)生產 工人年薪由 4.64 萬元增長至 8.28 萬元，基本翻倍，人力成本的大幅增加壓縮了企業(yè)的利 潤空間，選擇成本更低的機器人成為重要解決途徑之一。同時，隨著工業(yè)機器人的技術進 步、零部件國產化和規(guī)模化生產，平均銷售價格持續(xù)下降，機器替換人工可以大幅節(jié)省制 造成本。根據《2020 年中國工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展白皮書》，2020 年工業(yè)機器人平均價格 為 21.66 萬元，能夠在工廠中服役 10 年，每年分攤成本 2 萬元，通常一個工業(yè)機器人可以 代替 4 個操作工人，一個工人年薪 8 萬元，則單位機器人每年可為公司節(jié)省 22 萬元，降本 效果十分顯著。

③ 我國制造業(yè)自動化升級，帶動自動化設備需求釋放。德國、日本等制造業(yè)強國已實 現(xiàn)精細化生產，生產、檢測、包裝、倉儲全流程自動化程度高，以保障產品的穩(wěn)定性和可 靠性。相比之下，我國制造業(yè)的自動化水平較低，多處于產業(yè)鏈中“低附加值”環(huán)節(jié)中。 目前我國制造業(yè)發(fā)展模式已從粗放式轉向精細化、高附加值制造，制造業(yè)向制造業(yè)、智能 化方向發(fā)展，拉動工業(yè)機器人等自動化設備的需求釋放。

隨著工業(yè)機器人的市場空間不斷打開，精密減速器需求也逐步釋放。我國制造業(yè)向自 動化方向升級，機器人密度向制造業(yè)發(fā)達國家靠攏，我國工業(yè)機器人需求量有望持續(xù)增加， 從而帶來這部分精密減速器的增量需求。根據我們測算，2022 年國內諧波減速器、RV 減 速器的市場規(guī)模分別為 20 億元、43 億元。

核心假設：① 根據國際機器人協(xié)會 IFR 數(shù)據，我國制造業(yè)機器人密度 2020 年 246 臺 /百萬工人，相比韓國、新加坡等 800-900 臺/百萬工人仍存在較大差距，預計未來五年機 器人密度依然保持較快增速，假設 21-22 年增速 30%，23-25 增速放緩 20%；② 根據國 家統(tǒng)計局數(shù)據，15-20 年我國城鎮(zhèn)制造業(yè)就業(yè)人數(shù)復合年增速為-3%，假設未來五年增速 保持在-3%；③ 根據 IFR 報告，假設工業(yè)機器人 10 年更換；④ 根據前述分析，我國工業(yè) 機器人中多關節(jié)機器人（4 個諧波減速器+2 個 RV 減速器）占比 63%、SCARA 機器人（3 個諧波減速器/RV 減速器）占比 30%，假設單個工業(yè)機器人平均使用諧波減速器數(shù)量 3 個，RV 減速器 2 個。④ 根據綠的諧波招股說明書，諧波減速器價格 1000-5000 元/臺，RV 減 速器 5000-8000 元/臺，并參考網上價格數(shù)據，假設諧波減速器和 RV 減速器單價為 2000 元/臺、6500 元/臺。 推導過程：① 國內工業(yè)機器人保有量=制造業(yè)機器人密度×制造業(yè)人數(shù)，② 國內工業(yè) 機器人需求量=新增需求+替代需求；③ 減速器市場規(guī)模=工業(yè)機器人需求量×單個機器人 的減速器使用量×單價。最終推算得出，2022 年諧波減速器、RV 減速器需求量分別為 99 萬臺、66 萬臺。

2.1.2 傳統(tǒng)領域逐漸滲透，拓展新增長曲線

精密減速器用途廣泛，傳統(tǒng)領域有望逐步滲透。除工業(yè)機器人之外，精密減速器還還 可用于其他應用場景，包括機床、半導體設備、醫(yī)療機械。由于 RV 減速器和諧波減速器具 有精度高、減速比高的特點，可提升工業(yè)設備的精細化程度，進而提高產品的可靠性和穩(wěn) 定性，在制造業(yè)升級的趨勢之下有望在部分領域取代傳統(tǒng)的行星減速器。 全球減速器龍頭積極尋找新應用場景，帶動行業(yè)增量需求。根據納博特斯克官網，RV 減速器在半導體設備、運輸、檢測儀器中均有應用，應用場景不斷拓展。根據哈默那科公 告顯示，其收入增長的驅動力不斷切換，從 2000 年開始半導體設備、面板生產設備、醫(yī)療 器械陸續(xù)貢獻增量收入、2020 年之后服務機器人和航空領域是公司目標拓展領域。

2.2 高景氣度：機器人浪潮延續(xù)，訂單飽滿，供不應求

2020 年以來工業(yè)機器人供需兩旺，景氣度由低轉高再回落。生產端，根據國家統(tǒng)計局 數(shù)據，2021 年中國工業(yè)機器人產量各月均實現(xiàn)同比正增長，增速明顯加快。銷售端，根據 GGII 數(shù)據，2021 年 Q1-Q4 同比增速分別為 93%/68%/38%/52%，增速持續(xù)維持在較高 水平。機器人的旺盛需求拉動減速器需求量快速增長。

2022 年 Q2 疫情影響機器人生產與交付，需求訂單依然強勁。生產端，根據國際統(tǒng)計 局數(shù)據，2022 年 Q2 工業(yè)機器人產量呈現(xiàn)負增長，系華東區(qū)域疫情嚴峻，對零部件、工業(yè) 機器人的生產交付均造成一定影響。銷售端，需求訂單依然飽滿。從日本機器人訂單和生 產數(shù)據來看，2022 年 Q1 日本機器人訂單額增速 104%，生產額增速僅 4%，存在較大供 需缺口；從全球龍頭機器人廠商的訂單數(shù)據來看，2022 年 1 季度，發(fā)那科、ABB、安川電 機、庫卡的工業(yè)機器人訂單額增速分別為 23%、56%、33%、32%，銷售額受到零部件短 缺和交付困難的影響，增速分別為 6%、-14%、9%、-6%，訂單積壓量持續(xù)上升。隨著疫 情逐步放開，國內外供應鏈恢復正常，工業(yè)機器人的生產交付速度有望回升，帶動核心零 部件減速器的需求同步回升。

2.3 高壁壘：技術門檻高，市場高度集中

2.3.1 從組成結構與減速原理看技術難點

（1）諧波減速器：結構簡單緊湊、體積小

諧波減速器結構簡單緊湊，原理精妙。諧波減速器由剛輪、柔輪、波發(fā)生器三個基本 構件組成，結構簡單、緊湊。其減速原理為：波發(fā)生器轉動時，迫使柔輪變形，柔輪的齒 不斷由嚙合轉向嚙出，由嚙出轉向脫開，由脫開轉向嚙入，由嚙入轉向嚙和，從而使柔輪 發(fā)生相反方向旋轉，當波發(fā)生器轉過一周，柔輪相對于剛輪在相反方向上轉過兩者的齒數(shù) 差。傳動比為剛輪齒數(shù)/剛輪與柔輪的齒數(shù)差。剛輪和柔輪一般差 2 個齒，即當波發(fā)生器轉 動一周，柔輪向相反方向轉動 2 個齒的角度。

諧波減速器的優(yōu)勢為體積小、精度高、傳動比大，劣勢為負載能力較弱、疲勞壽命較 短。諧波減速器的特點包括：① 體積小、質量小。諧波減速器的組成部分僅有三個，相較 于 RV 減速器零部件數(shù)量至少減少 50%，體積和質量減少 1/3，最小的諧波減速器甚至僅 有 2cm，在空間范圍極小的場景中具有優(yōu)勢。② 運動精度高。由于剛輪和柔輪的多齒同時 嚙合，因此齒距誤差較小，可以達到極高的位置精度和旋轉精度。③ 傳動比大，減速范圍 大。波發(fā)生器每轉動一周，柔輪轉動2 個齒的角度，因此傳動比可以達到極大，達到 50-100。 ④ 負載能力較弱。由于柔輪在減速過程中不停發(fā)生形變，過大的負載將導致柔輪變形不均 勻，并且柔輪本身很薄，在反復高頻的運動中容易變得脆弱，因此負載能力較弱，不適用于重負載領域。⑤ 疲勞壽命較短。諧波齒輪傳動中柔輪每轉發(fā)生兩次橢圓變形，極易引起 材料的疲勞損壞，損耗功率大。

諧波減速器的難點主要在于齒形設計、材料、加工設備、工藝和一致性。諧波減速器 的組成結構和減速原理均顯而易見，但依然被日本廠商哈默那科壟斷數(shù)十年之久，國內外 鮮有其他專業(yè)廠商可以生產。技術難點具體包括：① 齒形設計：由于諧波減速器的傳動原 理為兩個齒輪之間的嚙合運動，且柔輪不斷發(fā)生形變，因此齒輪的高度、寬度、形狀等設 計對減速性能較大影響。傳統(tǒng)齒形為漸開線齒輪設計；哈默那科早期設計出 IH 齒形；綠的 諧波采用三次諧波理論，創(chuàng)新研發(fā) P 型齒，從而改良了精度與剛度。② 材料：柔輪不斷形 變傳遞力矩，對材料的一致性、載荷、精度、疲勞壽命都有較大挑戰(zhàn)，普通的金屬和合金 難以達到要求。③ 加工設備：柔輪很薄，厚度約 100μm，加工和切割要求高，高精度數(shù) 控磨床、滾齒機均需要進口，而日本高精度機床對我國有限制。④ 加工工藝：柔輪的加工 和切割要求高，有一些過程仍然依賴于員工的經驗積累。⑤ 一致性：在規(guī)?；慨a情況下， 降低次品率，保持產品的一致性水平有很大難度。

（2）RV 減速器：結構復雜、精度高、剛度高

RV 減速度設計更復雜，零部件數(shù)量多于諧波減速器。RV 減速器由第一級漸開線圓柱 齒輪行星減速機構、第二級擺線針輪行星減速機構兩部分構成。其減速原理為：伺服電機 的旋轉從輸入齒輪傳遞至正齒輪，按輸入齒輪與和正齒輪的齒數(shù)比進行減速；曲柄軸直接 與正齒輪相連接，以與正齒輪相同的轉速旋轉；如果曲柄軸旋轉，則安裝在偏心部的 2 個 RV 齒輪也進行偏心運動。另一方面,在外殼內側的針齒槽中設有以等距離排列的針齒，其數(shù) 目比 RV 齒輪的齒數(shù)多 1 個；如果曲柄軸旋轉 1 圈，RV 齒輪在與針齒接觸的同時進行 1 圈 的偏心運動；結果，RV 齒輪沿著與曲柄軸的旋轉方向相反的方向上旋轉 1 個齒數(shù)的距離； 該旋轉通過曲柄軸傳遞至輸出軸，得到減速，減速比為針齒數(shù)。 總減速比為第 1 減速部的 減速比與第 2 減速部的減速比之積。

RV 減速器具有傳動比大、剛度大、精度高、承載能力強、壽命長等優(yōu)點。RV 減速器 具有以下特點：① 傳動比大。采用一齒差或少齒差傳動，擺線針輪傳動的傳動比大小取決 于擺線針輪的齒數(shù)，齒數(shù)越多，傳動比越大；② 扭轉剛度大。輸出結構為兩端支撐的行星 架，用行星架左端的剛性大圓盤輸出，大圓盤與工作結構用螺栓聯(lián)結，扭轉剛度較大；③ 運 動精度高、傳動效率高。擺線針輪行星減速裝置中的傳動零件剛度高、接觸應力小，零件 加工和安裝精度易于實現(xiàn)高精度，使得擺線針輪傳動的效率很高；④ 承載能力較大。擺線 針輪傳動同時嚙合的齒數(shù)要比漸開線外齒傳動同時嚙合的齒數(shù)多，因此承載能力較大；⑤ 壽命更長。擺線輪和針輪的輪齒均淬硬、精磨，比漸開線少齒差傳動中內齒輪的加工性能 更好、齒面硬度更高，使用壽命更長。

RV 減速器相比諧波減速器結構更為復雜，對加工精度和工藝要求更為嚴苛。因此，即 使 RV 減速器的原理早已公開，且未有專利保護，但依然被日企壟斷。其技術難點具體為： ① 加工精度：結構復雜，實際工況中 RV 減速器需要反復精確定位，相當于不斷啟動和剎 車，保持精度不衰減，如果精度低將會造成產品的磨損。② 加工工藝：各項工藝的密切配 合，包括：齒面熱處理、加工精度、零件對稱性、成組技術、裝配精度，這些工藝總裝公 差將會造成產品的磨損和壽命。③ 一致性：作為精密零部件，單個產品達到較高性能難度 不高，但規(guī)?；慨a的產品均達到標準性能是極大挑戰(zhàn)。

2.3.2 技術密集型行業(yè)，行業(yè)集中度高，下游客戶極少自研

RV 減速器與諧波減速器被兩家日本品牌長期壟斷。在 RV 減速器領域，納博特斯克一 家獨大，地位牢固。根據納博的年報，2021 年其在全球市場的市占率 60%。21 年底哈默 那科的 RV 減速器產能 95 萬臺，22 年底預計擴產至 106 萬臺，遠高于國內中大力德、環(huán) 動科技等產能總和 74 萬臺。在諧波減速器領域，哈默那科占據壟斷地位，22 年 3 月哈默 那科的諧波減速器產能 150 萬臺（不含車載），加上車載 222 萬臺，而國內綠的諧波、來 福等品牌產能之和僅 140 萬臺。

機器人本體廠商基本選擇外購，原因主要有三：① 減速器在機器人中具有重要作用， 決定了機器人運行的平滑度、穩(wěn)定度，如果機器人本體廠商采用價格低廉的減速器，會犧 牲機器人性能，降低產品競爭力，因此愿意支付較高溢價；② 減速器是機械結構件，技術 壁壘較高，精密減速器更是需要常年累月的技術和經驗積累，新進入者難以進入；③ 機器 人本體廠商的優(yōu)勢在于運動控制和集成應用，并不擅長精密加工，即使自主研發(fā)減速器， 其性能很難超過專業(yè)的減速器廠商，因此直接外采是最佳選擇。

3. 人形機器人未來可期，打開精密減速機天花板

3.1 特斯拉宣布推出人形機器人，引發(fā)技術遐想

特斯拉高調宣布人形機器人，今年 9 月 30 日將展示原型機。2021 年 8 月，在特斯拉 首次人工智能日（AI Day）上，馬斯克宣布推出特斯拉機器人 Tesla Bot，它將替代人類去 做危險的、重復的、無聊的任務，并用 PPT 的形式展示了 Tesla Bot 的外形設計、技術參 數(shù)和 AI 技術。2022 年 1 月，馬斯克在財報電話會議上表示“開發(fā)人形機器人將是今年最 重要的工作”、“隨著時間推移，特斯拉機器人業(yè)務甚至有超越汽車業(yè)務的潛力”。2022 年 4 月，據彭博社稱，馬斯克在接受采訪時說 Tesla Bot-Optimus（擎天柱）最早將于 2023 年投入生產。2022 年 6 月，馬斯克在推特上表示，Tesla Bot 原型機將于 2022 年 9 月 30 日 AI Day 現(xiàn)身，引發(fā)全球的關注與熱議。

AI 技術： 視覺：眼睛是 Autopilot cameras，技術來自特斯拉汽車的自動輔助駕駛系統(tǒng)，汽車 共搭載 8 個攝像頭 人工智能：胸腔內是特斯拉 FSD computer 軟硬件系統(tǒng)（Full Self-Driving，自動輔 助駕駛），作為機器人的“器官”，以訓練自動駕駛系統(tǒng) AI 的方式訓練機器人的 AI，并搭 配使用多攝像頭視覺架構的深度神經網絡架構，包括規(guī)劃、自動標注、仿真、DOJO 訓練。 根據 AI 大會上介紹，特斯拉 DOJO 是史上最快的 AI 訓練計算機，同等功耗下比現(xiàn)有計算 機性能提升 4 倍、能效提高 1.3 倍。

總結來說，Tesla Bot 將是一款外形幾乎與人類等同的機器人，全身關節(jié)處搭載機電結 構實現(xiàn)靈活活動，采用自動駕駛的視覺、芯片、算法等方案，實現(xiàn)機器人在真實場景中的 適用性。由于 Tesla Bot 設計接近人形，意味著在不考慮技術實現(xiàn)程度和人類接受度的條件 下，Tesla Bot 可以在廣泛的工業(yè)和生活場景中，代替人類實現(xiàn)各種各樣的勞動作業(yè)。 本 次技術革新值得期待。

3.2 人形服務機器人產業(yè)化進程加速

目前產業(yè)化落地的人形機器人寥寥無幾。當前全球人形機器人玩家較少，已實現(xiàn)產業(yè) 化應用的公司包括日本本田、日本豐田（已停產）、美國波士頓動力、美國敏捷機器人、 中國優(yōu)必選等?，F(xiàn)有人形機器人在 AI 人工智能、機械傳動、外形材料、成本控制等方面仍 然面臨較大的挑戰(zhàn)，所以尚未有真正意義上的人形機器人商業(yè)化落地。

全球巨頭入局有望加速產業(yè)發(fā)展。除了特斯拉以外，2022 年戴森宣布未來十年推出可 以做家務的人形機器人，戴森總工程師 Jake Dyson 表示“和可穿戴設備一樣，機器人也 是戴森的未來”。特斯拉與戴森在 AI 智能技術、動力系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面具 有多年研發(fā)及產業(yè)化經驗，擁有全球最優(yōu)秀的科研人才和實驗室，有望突破人形機器人的 發(fā)展瓶頸，加速實現(xiàn)產業(yè)化應用。

3.3 諧波減速器有望成為主流傳動技術

諧波減速器更輕、薄、小，有望成為主流傳動技術。目前較為成熟的減速傳動機構包 括諧波減速器、RV 減速器和行星減速器，其中諧波減速器體積最小、重量最輕、減速比最 高，適合同于空間狹小、重要要求高、低于 20kg 負載的場景中，而 RV 減速器和行星減速 器體積大、重量大，一般用于重負載場景。從 Tesla Bot 公布的參數(shù)來看，體重 56.7kg， 負載 20kg，四肢為類似人體的細長型，全身搭載 40 個機電結構，對總重量要求較高。從 現(xiàn)有的優(yōu)必選 Walker 的配置來看，雙腿合計 12 個關節(jié)處均采用諧波減速器。因此，諧波 減速器是最有可能應用的減速器類型。 人形機器人自由度倍增，減速器數(shù)量同步倍增，蘊藏巨大增量需求。人形機器人相比 工業(yè)機器人，從“單臂”變?yōu)椤八闹?“身體”+“頭部”，驅動部件數(shù)量倍數(shù)增加，且 額外增加 AI 人工智能、機器視覺、傳感器等部件。通常來說，驅動部件占 50%，包括伺服、 電機、減速器等，價值量占比較高。理論上來說，機器人一個自由度對應一個伺服+減速器， 僅考慮人形機器人的腿、胳膊、腰、頸，共有 2×6+2×6+2+1=25 個自由度，對應需要至 少 25 個減速器，相比多關節(jié)機器人 6 個減速器大幅增加。人形機器人的巨大發(fā)展空間疊加 減速器需求量倍數(shù)增長，潛在的增長空間巨大。

4. 壟斷格局有望重塑，國產化趨勢正在形成

4.1 現(xiàn)狀：我國精密減速器長期依賴進口，受制海外

過去我國工業(yè)機器人減速器依賴進口，國產品牌難以突破，導致我國機器人產業(yè)鏈發(fā) 展受制于人。背后的原因在于：① 以四大家族為首的工業(yè)機器人行業(yè)格局穩(wěn)固，而四大家 族與納博和哈默那科深度綁定，導致我國本土企業(yè)難以切入供應鏈。發(fā)那科、安川、庫卡、 ABB 四大家族的成長過程同樣是汽車制造業(yè)的自動化升級過程，由于汽車行業(yè)對供應商要 求極高，認證周期極長，且長期不更換，因此四大家族市場份額日益穩(wěn)固。四大家族的機 器人的減速器全部外購自納博特斯克和哈默那科，彼此在長期合作中形成深刻的綁定關系， 我國本土企業(yè)難以取得商業(yè)化應用的機會。 ② 精密減速器技術門檻較高，且依賴于國內制造業(yè)的資源稟賦，我國企業(yè)難以突破技 術封鎖。類似于軸承的“卡脖子“，RV 減速器和諧波減速器的生產同樣需要高性能的材料、 精密的加工制造設備和加工工藝。日本的自動化行業(yè)已發(fā)展 50 余年，高精度機床的性能達 到全球最領先水平，生產人員積累了深厚的工藝經驗；而我國自動化行業(yè)起步較晚，短時 間內難以實現(xiàn)產業(yè)鏈的全面提升。

4.2 政策扶持+技術突破，產業(yè)鏈短板加速補齊

政策扶持全產業(yè)鏈補足短板，擺脫海外的技術限制。2016 年，機器人產業(yè)發(fā)展被寫 入“十三五”規(guī)劃，而后中央及地方密集出臺相關政策。政策覆蓋全產業(yè)鏈環(huán)節(jié)、零部件 性能、產業(yè)目標等全方面，助力我國機器人全產業(yè)鏈快速崛起，逐漸減少我國與發(fā)達國家 之間的差距。2021 年 12 月《“十四五”機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出：到 2025 年整機綜 合指數(shù)達到國際先進水平，關鍵零部件性能和可靠性達到國際同類產品水平；機器人產業(yè) 營收年均增速超 20%；制造業(yè)機器人密度實現(xiàn)翻番；到 2035 年機器人成為經濟發(fā)展、人 民生活、社會治理的重要組成。

4.3 國產品牌份額快速提升，國產替代趨勢正在形成

現(xiàn)在我國工業(yè)機器人減速器國產化趨勢正在形成。一方面，我國國產機器人的市場打 開，在降本需求下給國內減速器廠商更多機會。在國內自動化浪潮下，國產機器人廠商迎 來發(fā)展機遇，涌現(xiàn)出埃斯頓、匯川技術、新時達、埃夫特等國產優(yōu)質機器人公司，由于哈 默那科的諧波減速器價格高昂，在降本壓力下選擇采用價格較低的國產減速器（價格低≠ 品質低），國產減速器的需求得以釋放。另一方面，關鍵零部件的攻堅克難是我國工業(yè)機 器人產業(yè)政策的重點之一，在政策驅動+技術研發(fā)的推動下，我國精密減速器快速進步，實 現(xiàn)彎道超車。根據 GGII 統(tǒng)計，2014-2021 年，工業(yè)機器人精密減速器中國產品牌市場份 額由 11.36%提升至 40.63%。

RV 減速器和諧波減速器的國產品牌份額快速提升。根據 GGII 報告，中國工業(yè)機器人 RV 減速器市場中，2020 年日本品牌納博特斯克占比 54.80%、住友占比 6.60%，國產品 牌環(huán)動科技、中大力徳、南通振康、珠海飛馬、秦川分別合計占比 26.71%；2021 年納博 特斯克占比 51.77%、住友占比 4.86%，略有下降，環(huán)動科技、珠海飛馬、中大力徳、南 通振康、智同和秦川合計占比 33.22%。中國諧波減速器市場中，2020 年日本品牌哈默那 科占比 37%，新寶占比 9%，國產品牌綠的諧波、來福、福德、大族的占有率為 21.03%、 6.09%、4.73%、4.06%；2021 年哈默那科的占比 35.51%，新寶占比 7.4%，均略有下滑， 綠的諧波、來福、同川、大族、福德的占有率為 24.72%、7.69%、5.7%、4.45%、4.24%。 國產品牌的市場份額均有所提升。 諧波減速器國產替代的進程相對更快。諧波減速器的設計相對簡單，國產廠商可以通 過原創(chuàng)性的形狀設計來彌補材料、加工精度和工藝等方面的不足，實現(xiàn)彎道超車，而 RV 減速器組成復雜，對材料、加工精度和工藝有更高要求，國產廠商或需要更長時間實現(xiàn)技 術突破。

5. 從海外龍頭看減速機廠商成長路徑

5.1 哈默那科：諧波減速器長期領跑者

哈默那科是諧波傳動領域的絕對領跑者。1953 年，美國 C.W.Musser 教授應用諧波傳 動原理，發(fā)明制造了第一臺諧波齒輪減速機；1960 年美國 USM 公司首次成功投入應用諧 波傳動減速器，后來日本長谷川公司取得 USM 生產許可；1970 年，長谷川與 USM 各出 資 50%在東京成立哈默那科，并將諧波減速器的命名為“HarmonicDrive”，逐漸形成一 種減速器類別。截至目前，哈默那科一直是諧波傳動領域的絕對領跑者，市占率在 60%以 上。2022 年公司（會計年度）實現(xiàn)收入 572 億日元，折算約 29 億元人民幣，其中減速器 業(yè)務和機電一體化產品分別為 24 億元、5 億元。

由于產品高度聚焦持續(xù)迭代，與客戶形成深度綁定關系，并通過海外擴張和下游拓展 不斷培育的新成長曲線，因此哈默那科在諧波減速器領域保持領先： ① 公司業(yè)務聚焦諧波減速器領域，持續(xù)進行產品迭代進化。1988 年開發(fā)出 IH 齒形的 諧波減速器 CSS 系列，與傳統(tǒng)的漸開線齒輪設計相比，精度、剛度和壽命均提升一倍；1991 年開發(fā)出更節(jié)省空間和成本的 CSF 系列，后續(xù)從三個方向提升性能：① 高負載及高可靠性： 1999 年推出 CSG 系列；② 更高減速比：1999 年推出減速比 30 系列；③ 小型化、輕量 化：2011 年推出的 CSD 系列厚度縮小 30%~50%，目前 CSG 和 CSF 系列產品的重量已 減輕 30%。經過數(shù)十年產品開發(fā)，目前諧波減速器形成八個系列，上千種類型，可以滿足 下游客戶的多樣化需求 ② 四大家族深度綁定。公司是四大家族的獨家供應商，同納博一樣，與四大家族形成 供應商客戶關系，更是戰(zhàn)略合作關系。 ③ 海外擴張+下游拓展，不斷突破增長天花板。哈默那科逐步擴張海外版圖，開拓美 國、歐洲、中國市場。除工業(yè)機器人領域外，公司還持續(xù)拓展協(xié)作機器人、半導體設備、FPD 生產設備等，不斷形成新的增長曲線；產能方面，公司目前有兩個日本工廠、一個德 國工廠和美國工廠，2018 年產能 95 萬臺，2022 年 3 月 150 萬臺（加上車載共 222 萬臺）， 23 年 3 月將達到 200 萬臺（加上車載共 300 萬臺）。

5.2 納博特斯克：RV 減速器龍頭，一家獨大數(shù)十年

“冰凍三尺，非一日之寒”。納博特斯克系帝人公司與納博克兩家公司合并成立，RV 減速器業(yè)務源于帝人公司。帝人公司 1944 年以紡織機械起家，1955 年開始涉足飛機零部 件生產、機床制造，1985 第一次研制出 RV 減速器，開始小批量生產，1986 年，由于產 品性能優(yōu)異，市場使用反饋良好，應用領域開始拓展，帝人公司開始大批量投產；2003 年帝人公司與納博克共同成立控股公司納博特斯克，并于東京交易所上市，截至 2014 年累計 生產達到 500 萬臺。經過幾十年的技術精研和客戶合作，RV 減速器產品不斷進行迭代與改 進，納博在 RV 減速器領域一直保持絕對領先地位，目前全球市占率 60%。 經過數(shù)十年年發(fā)展與重組，公司涉足業(yè)務領域十分廣泛。公司的主營業(yè)務包括 RV 減速 器、液壓機械、鐵路車輛/飛行/船舶/商務車制動裝置、自動門和包裝機等。2021 年，公 司實現(xiàn)收入 3621 億日元（約 177 億元人民幣），其中 RV 減速器收入 775 億日元，占比 25%。哈默那科與納博特斯克的相似之處在于，他們都是精密減速器的最早進入者，甚至 是發(fā)明創(chuàng)造者，并在各自領域長期占據壟斷地位，不同之處在于，納博的業(yè)務較分散，哈 默那科的業(yè)務聚焦。

納博特斯克長期占據 RV 減速器壟斷地位，有以下原因： ① 產品性能指標優(yōu)異，種類多樣，可滿足客戶多樣化需求。納博作為 RV 減速器的發(fā) 明者，并從 1940s 年起開始積累加工制造、精密零部件生產，因此其生產的減速器性能優(yōu) 越，具備高扭矩、高剛性、高耐過載沖擊載荷、高精密和低回程間隙等特性。此外，納博 的 RV 減速器種類齊全，并組合電機形成一體化產品，RV 系列針對工業(yè)機器人的多關節(jié)、 SCARA，RF 系列針對并聯(lián)坐標機器人，RD、RA、GH 等系列針對機床，RVP、RS、RD 等協(xié)力針對焊接工作臺和變位機。 ② 長期綁定四大家族，掌握核心客戶資源。根據納博年報，其主要客戶為四大家族發(fā) 那科、安川、庫卡、ABB 和川崎重工，彼此保持長期合作關系，也正因此四大家族的機器 人能夠實現(xiàn)高速度、高精度、高穩(wěn)定性，雙方既是供應商與客戶，也形成了戰(zhàn)略綁定。 ③ 產能穩(wěn)步擴大，以滿足下游需求。納博的工廠主要在日本，小部分在中國。2016 年產能共 64 萬臺，2017 年增加至 70 萬臺，2020 年擴產至 84 萬臺，21 年底達到 95 萬 臺，22 年日本和中國各有新增產能 10 萬臺和 1 萬臺，預計 22 年底產能將達到 106 萬臺。

6. 重點公司分析

6.1 綠的諧波：突出重圍，打破壟斷的國內龍頭

綠的諧波是國內諧波減速器龍頭，是國內外工業(yè)機器人企業(yè)的核心供應商。為了填補 我國高端精密諧波減速器領域的空白，公司創(chuàng)始人從 2003 年開始深入研究諧波嚙合理論， 2011 年公司首臺諧波減速器樣機送往檢測，2013 年開始上市銷售，2014 年至今公司逐步 拓展埃夫特、Universal Robot、埃斯頓等國內外知名機器人客戶。目前，綠的諧波的產能 達到 30 萬臺/年，在國內諧波減速器市占率已上升至 24%。 產品競爭力+高壁壘帶來高毛利+高凈利，高研發(fā)費用鞏固產品競爭優(yōu)勢。在下游工業(yè) 機器人高景氣度的拉動之下，精密減速器行業(yè)需求爆發(fā)，2021 年公司實現(xiàn)收入 4.43 億元， 同比增長 105%；歸母凈利潤 1.89 億元，同比增長 131%。公司的毛利凈利雙高，2021 年毛利率 53%，凈利潤率 43%，遠高于機械行業(yè)平均水平。公司的研發(fā)支出占比保持在 10%上下的水平，持續(xù)的高研發(fā)投入鞏固產品的競爭優(yōu)勢，形成正向循環(huán)。

公司在國內諧波減速器領域打破了哈默那科的技術封鎖，實現(xiàn)國產替代，主要來自兩 個方面：① 創(chuàng)始人獨創(chuàng)“P”型齒并申請技術專利，齒形的改進使得齒輪可承受較大扭矩、 減少斷裂失效風險、提高壽命，提高減速器的性能和可靠性；② 公司前身恒加金屬從事精 密機械加工 20 余年，包括熱處理、鍛造等，主要客戶為 ABB、那智不二越、阿法拉伐等 國外高端裝備制造企業(yè)，因此公司在基礎工藝件設計方面有深厚積累，保證了材料等可靠 性、穩(wěn)定性，為減速器大規(guī)模量產奠定基礎。 國內工業(yè)機器人需求持續(xù)擴張，公司產能逐步釋放，市占率穩(wěn)步提升，加速實現(xiàn)諧波 減速器的國產替代進程。1）公司諧波減速器產品已比肩國際最領先的水平，且更具性價比 優(yōu)勢，目前已進入頭部廠商供應鏈中，打破海外技術封鎖，形成替代趨勢；2）截至 2021 年底諧波減速器產能 30 萬臺，依然處于供不應求狀態(tài)，募投項目產能將于 2024 年完全釋 放，產能達到 60 萬臺，市占率有望進一步提升；3）公司通過自研+外延收購的途徑，業(yè) 務逐步向全產業(yè)鏈橫縱雙向延伸，產品已覆蓋諧波減速器、旋轉執(zhí)行器、諧波數(shù)控轉臺、 伺服系統(tǒng)、工業(yè)自動化服務和電液伺服，未來有望形成新增長曲線，打開成長的天花板。

6.2 雙環(huán)傳動：RV 減速器技術儲備深厚，蓄勢待發(fā)

雙環(huán)傳動專注于機械傳動齒輪制造，品類齊全，也是國內少數(shù)能夠生產 RV 減速器的 廠家之一。公司于 1980 年創(chuàng)立，專注于機械傳動齒輪領域，目前產品已覆蓋傳統(tǒng)汽車、電 動汽車、高鐵軌道交通、非道路機械、摩托車及沙灘車、電動工具及工業(yè)機器人等多個領 域。2013 年公司開始研制 RV 減速器，2015 年承擔國家“863 計劃”課題“機器人 RV 減速器研制及應用示范”，并定增募集資金 3.65 億元用于 RV 減速器產業(yè)化項目，2020 年公司設立子公司環(huán)動科技，專門經營工業(yè)機器人精密減速器業(yè)務。2021 年公司實現(xiàn)收入 53.91 億元，同比增長 47%；歸母凈利潤 3.26 億元，同比增長 537%。2021 年減速器及 其他收入為 2.67 億元，同比增長 30%，占收入比重 4.95%。 中重載機器人需求旺盛，RV 減速器供需缺口持續(xù)擴大，公司作為 RV減速器新進入者， 技術儲備深厚，產品系列齊全，國產替代需求助力其打開國內市場。1）公司 RV 減速器產 品型號已達到 40 余種，載荷范圍 6-1000kg，基本實現(xiàn)工業(yè)機器人減速器產品全覆蓋，已 具備大規(guī)模國產替代的基本條件；2）公司的產品價格為進口產品的 30%~50%，性價比優(yōu) 勢明顯，已拓展埃夫特、機器人、埃斯頓等國內知名工業(yè)機器人客戶，隨著國產機器人份 額提升，公司的市占率有望進一步提升。

6.3 中大力德：減速機+減速電機一體化領頭企業(yè)

中大力德是國內綜合性精密減速器廠商，并具備減速機+減速電機一體化優(yōu)勢。公司創(chuàng) 世團隊 2000 年開始研制齒輪電機，2006 年正式成立中大力德，開發(fā)生產小型齒輪減速電 機，2008 年開始生產伺服電機用高精度行星齒輪減速器，2012 年開發(fā)工業(yè)機器人用 RV 減速器，2016 年開始研制諧波減速器。公司產品覆蓋減速電機、精密減速器、驅動器和智 能執(zhí)行單元三大類，其中精密減速器產品包括行星減速器、RV 減速器與諧波減速器，產品 線齊全。2021 年公司實現(xiàn)營業(yè)收入 9.53 億元，同比增長 25%；歸母凈利潤 0.81 億元， 同比增長 16%，其中減速器收入 2.54 億元，占比 27%。 公司 RV 減速器產品齊全，在自動化領域規(guī)?；瘧枚嗄?，受益于國內工業(yè)機器人 RV 減速器需求持續(xù)增長，公司該業(yè)務收入有望快速增長。1）公司從美國、日本、德國等國家 進口精密加工設備和檢測設備，RV 減速器的性能與質量得到有效提高，且已形成 RVE、 RVC、RVA 三大系列若干譜系，21 年 RV 減速器產品出貨 3 萬臺，產能充足，在下游需求 的拉動下出貨量有望快速提升；2）公司具備減速器、伺服電機、驅動器的制造能力和一體 化集成能力，在非標準化定制方面優(yōu)勢明顯。

6.4 漢宇集團：控股同川科技，諧波減速器發(fā)展勢頭迅猛

漢宇集團是專用排水泵供應商，其子公司同川科技近一年發(fā)展迅猛。同川科技于 2012 年成立，研發(fā)機器人控制系統(tǒng)，2014 年被客戶漢宇集團 60%收購，2016 年加大工業(yè)機器 人 核心 部 件 包括 諧 波 減速 器 的 研發(fā) 投 入，2019 年 開始 對 外 發(fā)布 諧 波 減速 器 產 品， 2020-2021 年實現(xiàn)產業(yè)化應用和批量出貨。 同川科技作為諧波減速器領域的新進入者，有望在行業(yè)爆發(fā)期實現(xiàn)快速發(fā)展。1）公司 開發(fā)擁有自主知識產權的諧波減速器技術方案，獨創(chuàng)最大嚙合率齒形技術、減少運動沖擊 凸輪技術實現(xiàn)優(yōu)異的精度保持壽命，產品兼顧了性能和耐用度，有望復制“彎道超車”成 長路徑；2）憑借具有競爭力的產品，公司發(fā)展勢頭迅猛，市場份額快速提升，根據 GGII 數(shù)據，2020 年國內諧波減速器市場中，同川在國內廠商中榜上無名，2021 年的市場份額 快速提升至 5.7%。

審核編輯 ：李倩