機(jī)器人行業(yè)市場前景及投資研究報(bào)告:機(jī)器人研究框架_第1頁
機(jī)器人行業(yè)市場前景及投資研究報(bào)告:機(jī)器人研究框架_第2頁
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“機(jī)器人+” 系列:機(jī)器人研究框架——機(jī)器人行業(yè)深度報(bào)告行業(yè)評級:看好2023年1月31日目錄C

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S工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動因素:人工替代、 、技術(shù)升級產(chǎn)業(yè)鏈:上游核心部件、中游本體制造、下游集成未來:人形機(jī)器人風(fēng)起010203204電控系統(tǒng)控制和驅(qū)動是機(jī)器人關(guān)鍵電路控制:需求引領(lǐng)MCU向更高性能升級驅(qū)動:需求升級+工藝換代,功率半導(dǎo)體快速發(fā)展傳感器識別外部信息的“器官”在機(jī)器人中的應(yīng)用繁多機(jī)器視覺:為機(jī)器植入“眼睛”和大腦AI芯片特斯拉人形機(jī)器人使用自研FSD芯片自動駕駛領(lǐng)域即為機(jī)器人芯片落腳點(diǎn)AI芯片與模型算法交替發(fā)展目錄C

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S軟件開源化加速新技術(shù)研發(fā)與傳播智能算法賦能機(jī)器人工作能力伴隨算法進(jìn)步,機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域深化0506機(jī)器人輕量化材料對比對標(biāo)汽車輕量化市場分析30708磁材稀土永磁釹鐵硼具有顯著優(yōu)勢高性能釹鐵硼需求旺盛,新能源與機(jī)器人引領(lǐng)需求結(jié)構(gòu)變化預(yù)計(jì)2025年工業(yè)機(jī)器人銷量對應(yīng)的高性能釹鐵硼需求超2萬噸電機(jī)機(jī)器人運(yùn)動驅(qū)動力電機(jī)主要分類電機(jī)市場競爭格局輕量化機(jī)器人輕量化發(fā)展分析工業(yè)機(jī)器人01驅(qū)動因素:人工替代、、技術(shù)升級產(chǎn)業(yè)鏈:上游核心部件、中游本體制造、下游集成未來:人形機(jī)器人風(fēng)起401 中國將機(jī)器人分類為工業(yè)、服務(wù)、特種機(jī)器人三大類5機(jī)器人分類IFR標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)分類存在差異資料 :IFR,浙商證券研究所p

機(jī)器人分類:國際標(biāo)準(zhǔn)中,ISO(2021)將機(jī)器人劃分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人以及醫(yī)療機(jī)器人。IFR將機(jī)器人劃分為工業(yè)機(jī)器人以及服務(wù)機(jī)器人;我國2020年新標(biāo)準(zhǔn)將機(jī)器人劃分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人和其他機(jī)器人。機(jī)器人(IFR)工業(yè)機(jī)器人(41%)服務(wù)機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)器人SCARA機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人線性機(jī)器人圓柱機(jī)器人個人家用(40%)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人(19%)家政服務(wù)機(jī)器人教育娛樂機(jī)器人養(yǎng)老助殘機(jī)器人農(nóng)業(yè)機(jī)器人專用清潔機(jī)器人醫(yī)用機(jī)器人物流機(jī)器人巡檢維護(hù)機(jī)器人建筑破拆機(jī)器人水下機(jī)器人救援安保機(jī)器人國防機(jī)器人動力人體外骨骼移動平臺公共游樂機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人(35%)家用服務(wù)機(jī)器人醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人公共服務(wù)機(jī)器人機(jī)器人(中國)工業(yè)機(jī)器人(53%)特種機(jī)器人(13%)焊接機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人碼垛機(jī)器人噴涂機(jī)器人包裝機(jī)器人切割機(jī)器人凈室機(jī)器人軍事應(yīng)用機(jī)器人極限作業(yè)機(jī)器人應(yīng)急救援機(jī)器人01 機(jī)器人政策持續(xù)推出,推動行業(yè)發(fā)展資料 :中國政府網(wǎng),國務(wù)院、工信部、科技部等,浙商證券研究所(標(biāo)紅為涉及工業(yè)機(jī)器人)時間名稱內(nèi)容2016.3十三五規(guī)劃加快構(gòu)建智能穿戴設(shè)備、高級機(jī)器人、智能汽車等新興智能終端產(chǎn)業(yè)體系和政策環(huán)境。2016.3《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》重點(diǎn)發(fā)展弧焊機(jī)器人、真空(潔凈)機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV等六種標(biāo)志性工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品。2016.9《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》研發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備等關(guān)鍵技術(shù)裝備。2016.12《關(guān)于促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)理性發(fā)展,強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新能力,加快創(chuàng)新科技成果轉(zhuǎn)化。2017.4《國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級工作情況的報(bào)告》培育創(chuàng)建新材料、機(jī)器人等制造業(yè)創(chuàng)新中心,啟動國家制造業(yè)創(chuàng)新中心網(wǎng)絡(luò)化布局的頂層設(shè)計(jì)。2017.9《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步激發(fā)民間有效投資活力促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》鼓勵民營企業(yè)進(jìn)入“

互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)和工業(yè)機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)鏈長、帶動效應(yīng)顯著的行業(yè)領(lǐng)域。2017.11《增強(qiáng)制造業(yè)核心競爭力三年行動計(jì)劃(2018-2020年)》重點(diǎn)發(fā)展智能機(jī)器人、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械、新材料、制造業(yè)智能化、重大技術(shù)裝備等九大重點(diǎn)領(lǐng)域。2017.11《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》圍繞數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、大型動力裝備等關(guān)鍵領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)智能控制、智能傳感、工業(yè)級芯片與網(wǎng)絡(luò)通信模塊的集成創(chuàng)新。2018福建、江蘇、黑龍江、遼寧、山西、河北等省級行政區(qū)紛紛制定符合地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的政策,促進(jìn)智能機(jī)器人、伺服電機(jī)、控制技術(shù)等發(fā)展。2019.10《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》重點(diǎn)鼓勵發(fā)展人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、重載AGV、專用檢測與裝配機(jī)器人集成系統(tǒng)等產(chǎn)品,以滿足我國量大面廣制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求2019.10《制造業(yè)設(shè)計(jì)能力提升專項(xiàng)行動計(jì)劃(2019-2022年)》在高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人領(lǐng)域,重點(diǎn)突破系統(tǒng)開發(fā)平臺和伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),多功能工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人設(shè)計(jì)等。2021.3十四五規(guī)劃推動機(jī)器人、先進(jìn)軌道交通裝備、先進(jìn)電力裝備、工程機(jī)械、高端數(shù)控機(jī)床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2021.4《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》研發(fā)智能焊接機(jī)器人、智能移動機(jī)器人、半導(dǎo)體(潔凈)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人。2021.12《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》到2025年我國成為全球機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地。“十四五”期間,將推動一批機(jī)器人核心技術(shù)和高端產(chǎn)品取得突破,整機(jī)綜合指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平,關(guān)鍵零部件性能和可靠性達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平;機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增速超過20%。2023.1《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實(shí)施方案》目標(biāo)到2025年,制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實(shí)現(xiàn)翻番,服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升。 6“機(jī)器人+”,類比之前“新能源+”,戰(zhàn)略意義重大!017資料 :工信部,浙商證券研究所p

1月19日,工業(yè)和信息化部等17部門聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實(shí)施方案》,要求到2025年,制造業(yè)機(jī)器人密度較20年實(shí)現(xiàn)翻番,服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升,機(jī)器人促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強(qiáng)。p

相較于過去諸多機(jī)器人行業(yè)政策,此次行動方案著眼點(diǎn)更加具體。方案聚焦10大重點(diǎn)領(lǐng)域:1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展:①制造業(yè)、②農(nóng)業(yè)、③建筑、④能源、⑤商貿(mào)物流;2)社會民生:⑥醫(yī)療健康、⑦養(yǎng)老服務(wù)、⑧教育、⑨商業(yè)社區(qū)服務(wù)、⑩安全應(yīng)急和極限環(huán)境。2022-2024年機(jī)器人行業(yè)平均PE分別為51、35、26X0182022-2024年機(jī)器人行業(yè)平均PE分別為51、35、26X資料 :wind一致預(yù)期(2023/1/19),浙商證券研究所核心零部件-減速器市值 歸母凈利潤(億元) EPS PE PB ROE子行業(yè) 證券代碼 可比公司(億元) 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E (LF) (2021)002747埃斯頓2181.843.054.350.210.350.5011972508.25%300607拓斯達(dá)652.032.743.530.480.640.833224182.93%688255凱爾達(dá)300.530.881.270.681.121.625734242.75%機(jī)器人本688097博眾精工1384.065.558.050.911.251.813425173.98%體603666億嘉和795.187.119.312.493.424.48151183.018%688290景業(yè)智能661.201.682.341.452.042.845540286.825%688084晶品特裝620.711.041.520.941.372.008759413.710%002698博實(shí)股份1535.727.6910.370.560.751.012720154.917%002472雙環(huán)傳動2405.658.0810.730.660.951.264230222.67%688017 綠的諧波2022.313.214.361.371.912.5988634610.710%002896中大力德370.721.091.770.480.721.175134213.611%300403漢宇集團(tuán)392.362.63-0.390.44-1615-2.214%核心零部件-工控300124 匯川技術(shù) 1803 42.06 54.3569.651.582.042.624333269.622%688320 禾川科技 79 1.50 2.413.430.991.592.275333235.217%行業(yè)平均5135265.012%01 驅(qū)動因素一:人工替代中國65歲以上人口比例連續(xù)5年增長,2021年達(dá)14%資料 :世界銀行,聯(lián)合國,國家統(tǒng)計(jì)局,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,浙商證券研究所0%2%4%6%8%10%1960 2000 2019全球人口老齡化比例2019年世界65歲以上人口比例達(dá)9%0%3%6%9%12%15%2016 2017 2018 2019 2020 2021中國人口老齡化比例我國15-64歲人口比例自2010年開始下滑-2000200400600800120010000.9%0.8%0.7%0.6%0.5%0.4%0.3%0.2%0.1%0.0%-0.1%-0.2%200020022004200620082010201220142016201820202022總?cè)丝谠鏊?人口增長(萬人)2022年我國總?cè)藬?shù)負(fù)增長,同比下滑0.1%2016-2021年中國就業(yè)人員平均工資CAGR約9%0%92%4%6%8%10%12%02468102016 2017 2018 2019 2020 2021國內(nèi)就業(yè)人員平均工資(萬元)yoy(%)8%7%6%5%4%3%2%1%0%012345672010201120122013201420152016201720182019美國人均國民收入(萬美元) yoy2010-2019美國人均國民收入復(fù)合增速約3%80%70%60%50%40%30%20%10%0%1990199219941996199820002002200420062008201020122014201620182020占總?cè)丝诒壤?0-14歲 占總?cè)丝诒壤?15-64歲占總?cè)丝诒壤?65歲及以上驅(qū)動因素二:工業(yè)機(jī)器人 加速0110p 外資機(jī)器人占據(jù)我國主要市場份額, 仍在繼續(xù)。根據(jù)CRIA與IFR數(shù)據(jù),2021年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷量約8.7萬臺,同比增長51%,國產(chǎn)市場占有率約32%。p 根據(jù)MIR

DATABANK數(shù)據(jù),前三季度內(nèi)資廠商市場份額約36%,較2021年前三季度比例提升約4個百分點(diǎn)。2021年國產(chǎn)機(jī)器人品牌市占率為32%,較去年回升約0.2pct資料 :CRIA,IFR,

MIRDATABANK,浙商證券研究所國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人出貨市占率不斷提升(2022Q1-Q3)26%29%32%30%24%28%34%32%32%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2013201420152019202020212016 2017 2018內(nèi)資廠商 外資廠商FANUC14%安川9%KUKA8%愛普生8%ABB7%埃斯頓6%匯川5%雅馬哈4%埃夫特2%那智3%川崎3%新時達(dá)2%遨博2%珞石1%其他16%驅(qū)動因素三:新技術(shù)迭代,人形機(jī)器人發(fā)展0111新技術(shù)迭代,人形機(jī)器人不斷發(fā)展資料 :《通信世界》,浙商證券研究所預(yù)計(jì)2020-2024年全球、中國機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約18%、22%0112p

根據(jù)IFR、中國電子學(xué)會數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)全球機(jī)器人市場規(guī)模2024年有望達(dá)到660億美元,2020-2024年CAGR約18%。p

國內(nèi)機(jī)器人2024年有望達(dá)251億美元市場規(guī)模,2020-2024年CAGR約22%。預(yù)計(jì)2020-2024年全球機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約18%資料 :IFR,中國電子學(xué)會,浙商證券研究所預(yù)計(jì)2020-2024年中國機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約22%2673033073434295135806600%5%10%15%20%25%30%0100200300400500600700201720182019202020212022E2023E2024E全球機(jī)器人市場規(guī)模(億美元)全球yoy64779211514217421025120.3%19.5%25.0%23.5%22.5%20.7%19.5%0%5%10%15%20%25%30%050100150200250300201720182019202020212022E2023E2024E中國機(jī)器人市場規(guī)模(億美元)yoy01 工業(yè)機(jī)器人:預(yù)計(jì)2020-2024年中國市場規(guī)模CAGR約15%13p

根據(jù)中國電子學(xué)會數(shù)據(jù),

2020-2024年全球工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約13%,同期中國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約15%。p

目前我國是全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場,工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模占比全球規(guī)模不斷提升。2021年我國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模約75億美元,占比全球43%,預(yù)計(jì)2024年我國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模有望達(dá)115億美元,在全球工業(yè)機(jī)器人銷售額比重有望達(dá)50%。2020-2024年中國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約15%資料 :IFR,中國電子學(xué)會,浙商證券研究所-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%05010015020025020172018201920202021 2022E2023E2024E全球工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模(億美元) yoy0%2%4%6%10%8%14%12%16%20%18%020406080100120140201720182019202020212022E2023E2024E中國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模(億美元)yoy2020-2024年全球工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約13%服務(wù)機(jī)器人:預(yù)計(jì)2020-2024年中國市場規(guī)模CAGR約29%0114p

服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模穩(wěn)定增長。據(jù)中國電子學(xué)會數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)全球服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模將從2020年的138億美元增長至2024年的290億美元,2020-2024年CAGR約20%。從國內(nèi)看,2024年我國服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)102億美元,2020-2024年CAGR約29%。2020-2024全球服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約20%資料 :IFR,中國電子學(xué)會,浙商證券研究所2024中國服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)102億美元0%10%20%30%40%50%60%020406080100120 70%2017 2018 2019 2020 2021 2022E2023E2024E中國服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模(億美元) yoy0%10%20%30%40%050100150200250300350 50%2017 2018 2019 2020 2021 2022E2023E2024E全球服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模(億美元) yoy特種機(jī)器人:預(yù)計(jì)2020-2024年中國市場規(guī)模CAGR約27%0115p

特種機(jī)器人市場規(guī)??焖僭鲩L。據(jù)中國電子學(xué)會預(yù)測,全球特種機(jī)器人市場規(guī)模將從2020年的66億美元增長至2024年的140億美元,復(fù)合增速21%。從國內(nèi)看,2024年我國特種機(jī)器人市場規(guī)??蛇_(dá)34億美元。特種機(jī)器人同期復(fù)合增速預(yù)計(jì)可達(dá)27%,高于全球6個pct。2020-2024年全球特種機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約21%資料 :IFR,中國電子學(xué)會,浙商證券研究所2020-2024年中國特種機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約27%0%5%10%15%20%25%30%35%40%0510152025303540 45%2017 2018 2019 2020 2021 2022E2023E 2024E中國特種機(jī)器人市場規(guī)模(億美元) yoy0%5%10%15%20%25%020406080100120140160 30%2017 2018 2019 2020 2021 2022E2023E2024E全球特種機(jī)器人市場規(guī)模(億美元) yoy產(chǎn)業(yè)鏈:上游核心零部件、中游本體制造、下游系統(tǒng)集成0116資料 :浙商證券研究所整理中游(本體制造)下游減速器上游伺服系統(tǒng)控制器系統(tǒng)集成終端應(yīng)用0117大類國產(chǎn)份額國產(chǎn)企業(yè)核心零部件國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)梯次進(jìn)口替代子類 下游 毛利率控制器 本體20-40%20%外資企業(yè)四大家族(發(fā)那科、埃斯頓、匯川技術(shù)伺服系統(tǒng)本體/集成30%ABB、安川、庫卡)松下、安川、三菱、臺達(dá)等埃斯頓、匯川技術(shù)RV減速器本體25%納博特斯克上海機(jī)電、中大力德、雙環(huán)傳動諧波減速器本體25%哈默納克綠的諧波、中大力德本體多關(guān)節(jié)汽車、3C20-30%20%四大家族(發(fā)那科、ABB、安川、庫卡)埃斯頓、埃夫特等SCARA3C15%直角坐標(biāo)3C、物流70%系統(tǒng)集成汽車零部件/整機(jī)廠20-60%70%ABB.、柯馬、杜爾克來機(jī)電3C零部件/整機(jī)廠80%/博眾精工、拓斯達(dá)等長尾 各行業(yè)制造廠資料 :公司公告,浙商證券研究所,部分國產(chǎn)份額為預(yù)估值90%/博實(shí)股份產(chǎn)業(yè)鏈中游:工業(yè)機(jī)器人本體制造0118p 工業(yè)機(jī)器人主要分為三大模塊:傳感模塊、控制模塊和機(jī)械模塊。其中傳感模塊負(fù)責(zé)感知內(nèi)部和外部的信息,控制模塊控制機(jī)器人完成各種活

動,機(jī)械模塊接受控制指令實(shí)現(xiàn)各種動作。p 目前,多數(shù)工業(yè)機(jī)器人為“機(jī)械臂”,和人的手臂相似,包括手部、腕部、臂部、腰部和基座,每個關(guān)節(jié)都需要共同配合以完成任務(wù)。資料 :《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》,億歐智庫,浙商證券研究所機(jī)器人模塊組成工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)細(xì)分工業(yè)機(jī)器人按結(jié)構(gòu)分類可分為6類0119p 工業(yè)機(jī)器人可以按照機(jī)械結(jié)構(gòu)方式、操作機(jī)坐標(biāo)形式、程序輸入方式、運(yùn)動坐標(biāo)形式、驅(qū)動方式、應(yīng)用領(lǐng)域等六個方面進(jìn)行分類。按照機(jī)械結(jié)構(gòu)可分為多關(guān)節(jié)機(jī)器人、平面多關(guān)節(jié)(SCARA)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)機(jī)器人以及協(xié)作機(jī)器人。資料 :科腦機(jī)器人,浙商證券研究所整理工業(yè)機(jī)器人按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類多關(guān)節(jié)機(jī)器人SCARA機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人直角坐標(biāo)機(jī)器人圓柱坐標(biāo)機(jī)器人協(xié)作機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人:預(yù)計(jì)2022年銷量有望同比增長約11%0120p 產(chǎn)量:根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2022年12月份國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量40457套,同比下滑9.5%;2022年全年(1-12月)國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為443055套,同比下降4.8%。p 銷量:根據(jù)MIR數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2022年中國工業(yè)機(jī)器人銷量有望達(dá)28萬臺,同比增長約11%。資料 :Wind,

MIR

DATABANK,浙商證券研究所工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量:2022年12月同比下滑9.5%!"#$#$"#$%#$&#$'#$(#$)#$*#$#(####"#####"(####%#####%(####&#####&(####'#####'(####

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%#%(-中國工業(yè)機(jī)器人市場銷售規(guī)模(臺,左軸) YOY(右軸)2022年中國工業(yè)機(jī)器人銷量有望同比增長約11%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,0002016-032016-062016-092016-122017-032017-062017-092017-122018-032018-062018-092018-122019-032019-062019-092019-122020-032020-062020-092020-122021-032021-062021-092021-122022-032022-062022-092022-12產(chǎn)量:工業(yè)機(jī)器人(臺,左軸)工業(yè)機(jī)器人當(dāng)月產(chǎn)量YOY(右軸)制造業(yè)機(jī)器人密度:2021年約322臺/萬人,仍有提升空間0121p 根據(jù)

IFR

數(shù)據(jù),2021

年我國制造業(yè)機(jī)器人密度約

322

臺/萬人,從

2020

年的全球

第九大自動化國家躍升至全球第五大自動化國家。按工信部方案,到

2025制造業(yè)機(jī)器人密度為2020年的翻倍數(shù)值進(jìn)行測算,預(yù)計(jì)2025

年我國制造業(yè)機(jī)器人密度約

492

臺/萬人,仍有巨大增長空間。資料 :IFR,浙商證券研究所2021年我國工業(yè)機(jī)器人密度為322臺/萬人,位居全球第五中國制造業(yè)機(jī)器人密度迅速提升1011143651711081401872463220%20%40%60%80%100%120%140%160%050100150200250300350 180%2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021中國工業(yè)機(jī)器人密度(臺/萬人,左軸) YOY(右軸)1000670399

397322321

304276274249240234224217198196

191168167163161141020040060080010001200韓國新加坡日本德國中國瑞典香港臺灣斯洛文尼亞美國瑞士丹麥荷蘭意大利比利時和盧森堡奧地利加拿大捷克西班牙法國芬蘭全球應(yīng)用領(lǐng)域:中國工業(yè)機(jī)器人仍以搬運(yùn)、焊接為主0122資料 :億歐智庫,浙商證券研究所(2021)搬運(yùn)焊接裝配加工噴涂潔凈其他產(chǎn)品占比 55%25%10%5%3%2%功能運(yùn)輸、搬運(yùn)、碼垛、機(jī)床上下料點(diǎn)焊、弧焊等裝配切割、磨削、拋光等噴涂在潔凈室作業(yè)-應(yīng)用行業(yè)對倉儲物流有需求的行業(yè)汽車制造、工業(yè)機(jī)械、通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)、航天航空等汽車制造、電器制造、小型電機(jī)、計(jì)算機(jī)、玩具等汽車制造、金屬加工、家具家居、工程機(jī)械等汽車制造、航空航天、鋁合金型材和板材、家具家居等化學(xué)制藥、醫(yī)療器械、精密機(jī)械等-市場特征動機(jī)器人發(fā)展迅速1、主要分為點(diǎn)焊和1、技術(shù)含量不高, 弧焊兩大類,點(diǎn)焊是大負(fù)載的搬運(yùn); 弧焊的應(yīng)用范2、AGV、ACR等移 圍更廣;2、焊接速度好焊機(jī)穩(wěn)定性是主要指標(biāo)1、裝配自動化水平低;2、裝配機(jī)器人多為但需求旺盛,尤其 主要應(yīng)用于汽車制造,

輕量型;3、對生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)品質(zhì)、裝配數(shù)量等有一定的要求1、以切割機(jī)器人為主;2、視覺識別和跟蹤技術(shù)是核心1、工藝不復(fù)雜、難度在于流量控制、噴涂線;2、由于噴涂均勻度和速度的限制,現(xiàn)有機(jī)器人使用的工件不宜過大形狀也不宜太復(fù)雜需求很少,一般只有醫(yī)藥行業(yè)有需求-使用工業(yè)機(jī)器1、提高效率;1、降低人力焊接成本;2、提高裝配質(zhì)量;1、更柔性;1、提高效率;2、提高噴涂質(zhì)量和材人的優(yōu)勢(相1、提高效率;2、提高焊接質(zhì)量;3、裝配生產(chǎn)面積 2、更靈活; 料使用率; 1、更潔凈 -比人工和傳統(tǒng)2、降低人工成本3、降低焊接之后的更??; 3、成本更低 3、易操作和維護(hù); 2、更安全機(jī)械/機(jī)器)不利后果4、可在危險環(huán)境下 4、設(shè)備利用率高完成裝配工業(yè)機(jī)器人本體制造廠商圖譜0123資料來源:浙商證券研究所搬運(yùn)作業(yè)/上下料焊接加工潔凈裝配噴涂協(xié)作倉儲物流減速器、伺服電機(jī)、控制器占比工業(yè)機(jī)器人成本約70%0124p

根據(jù)

OFweek數(shù)據(jù),核心零部件占比工業(yè)機(jī)器人成本約

70%,其中減速器、伺服電機(jī)、控制器占比分別約為

35%/20%/15%資料 :OFweek,浙商證券研究所減速器,

35%伺服電機(jī),

20%控制器,

15%本體,

15%其他,

15%減速器伺服電機(jī)控制器本體其他核心零部件成本占比工業(yè)機(jī)器人總成本的70%01 工業(yè)機(jī)器人中減速器主要是RV減速器和諧波減速器25p

減速器是連接動力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu),具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。一般情況下,工業(yè)機(jī)器人的每個關(guān)節(jié)都會配備一個減速器,以達(dá)到精準(zhǔn)控制的目的。工業(yè)機(jī)器人中減速器主要是RV減速器和諧波減速器。RV減速器多用于工業(yè)機(jī)器人的基座、大臂等部位;而諧波減速器多用于工業(yè)機(jī)器人的小臂、腕部或手部。諧波減速器主要用在機(jī)器人手臂關(guān)節(jié),RV減速器用于基座RV減速器對比諧波減速器資料 :綠的諧波招股書,浙商證券研究所整理、RV減速器諧波減速器技術(shù)特點(diǎn)通過多級減速實(shí)現(xiàn)傳動,一般由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成,組成的零部件較多。通過柔輪的彈性變形傳遞運(yùn)動,主要由柔輪、剛輪、波發(fā)生器三個核心零部件組成。與RV及其他精密減速器相比,諧波減速器使用的材料體積及重量大幅度下降。產(chǎn)品性能大體積、高負(fù)載能力和高剛度體積小、傳動比高、精密度高應(yīng)用場景一般應(yīng)用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人中機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置。主要應(yīng)用于機(jī)器人小臂、腕部或手部。終端領(lǐng)域汽車、運(yùn)輸、港口碼頭等行業(yè)中通常使用配有RV減速器的重負(fù)載機(jī)器人。3C、半導(dǎo)體、食品、注塑、模具、醫(yī)療等行業(yè)中通常使用由諧波減速器組成的30kg負(fù)載以下的機(jī)器人。價格區(qū)間5000-8000元人民幣/臺1000-5000元人民幣/臺RV減速器:2014-2020機(jī)器人RV減速器需求量CAGR約18%0126p

受下游機(jī)器人行業(yè)高景氣度帶動,國內(nèi)RV減速器行業(yè)市場規(guī)??焖僭鲩L。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),機(jī)器人用RV減速器需求量從2014年的18萬臺增長至2020年的47.5萬臺。按照RV減速器均價6000元測算,2020年RV減速器市場規(guī)模約29億元。p

從競爭格局看,日系廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)GGII數(shù)據(jù),2021年納博特斯克(Nab)市場占有率約53%,位居第一。國內(nèi)廠商雙環(huán)傳動市場占有率從2020年的9%增長至2021年的14%,提升明顯。2014-2020機(jī)器人RV減速器需求量CAGR約18%日系廠商占據(jù)RV減速器市場主導(dǎo)地位(2021)-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%504540353025201510502014 2015 2016 2017資料 :前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,GGII,浙商證券研究所201820192020中國RV減速器需求量(萬臺) yoy(%)納博特斯克,53%雙環(huán)傳動,

14%住友,

5%飛鳥,

4%秦川,

2%智同,

3%南通鎮(zhèn)康,

3%中大力德,

4%其他,12%0127p

我國機(jī)器人用諧波減速器市場規(guī)模2021-2025年復(fù)合增速約25%。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),我國諧波減速器市場規(guī)模2020年約15.7億元,預(yù)計(jì)到2025年諧波減速器市場規(guī)模有望達(dá)47億元。其中機(jī)器人用諧波減速器市場規(guī)模約30億元,2021-2025年CAGR約25%。p

從競爭格局看,日系廠商為諧波減速器主要玩家。頭豹研究院數(shù)據(jù)顯示,2021年哈默納科市場占有率達(dá)36%。伴隨關(guān)鍵技術(shù)的攻克,國內(nèi)廠商競爭力顯著增加,2021年綠的諧波市場占有率達(dá)25%,位居第二。資料 :華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,頭豹研究院,浙商證券研究所預(yù)計(jì)2021-2025年國內(nèi)機(jī)器人諧波減速器市場規(guī)模復(fù)合增速25%日系廠商占據(jù)諧波減速器市場主導(dǎo)地位(2021)哈默納科,

36%綠的諧波,

25%來福,

8%新寶,

7%同川,

6%大族,

5%福德,

4%其他,

10%諧波減速器:預(yù)計(jì)2021-2025年國內(nèi)機(jī)器人用諧波減速器市場規(guī)模CAGR約25%-15%-10%-5%0%5%15%10%20%25%30%35%051015202530352017 2018 2019 2020 2021 2022E2023E2024E2025E中國機(jī)器人用諧波減速器市場規(guī)模(億元,左軸)yoy(右軸)03 伺服電機(jī):2015-2021年國內(nèi)伺服電機(jī)市場規(guī)模CAGR約11%資料 :鳴志電器官網(wǎng),工控網(wǎng),浙商證券研究所p

伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)部位,直接影響機(jī)器人性能參數(shù)。p

我國2015-2021年伺服電機(jī)市場規(guī)模CAGR約11%。據(jù)工控網(wǎng)統(tǒng)計(jì),2021年我國伺服電機(jī)市場規(guī)模為169億元,2015-2021年復(fù)合增速11%。從下游應(yīng)用領(lǐng)域看,據(jù)MIR

DATABANK數(shù)據(jù),2019年機(jī)器人市場占比伺服電機(jī)下游約8.7%。圖:伺服電機(jī)具有體積小、質(zhì)量小、機(jī)電時間常數(shù)小、線性度 圖:2015-2021年國內(nèi)伺服電機(jī)市場規(guī)模復(fù)合增速11%高等特點(diǎn)280%2%4%6%8%10%12%14%16%0204060801001201401601802015201620172018201920202021中國伺服電機(jī)市場規(guī)模(億元) yoy01 伺服電機(jī):國內(nèi)廠商競爭力大幅提升29p

國產(chǎn)伺服電機(jī)品牌市場競爭力逐步提升。據(jù)MIR

DATABANK統(tǒng)計(jì),2021年上半年,國產(chǎn)品牌匯川技術(shù)市場占有率從9.8%升至15.9%,反超安川等日系廠商,首次問鼎。排名第二第三的廠商為安川和臺達(dá),市場占有率分別為11.9%和8.9%。資料 :禾川科技招股書,MIR

DATABANK,浙商證券研究所伺服電機(jī)市場占有率前三甲均為日系廠商(2020)匯川技術(shù)市場份額排名第一(2021H1)安川,

11.3%三菱,

10.5%松下,

9.9%匯川,

9.8%臺達(dá),

9.4%其他,

49.1%匯川,

15.9%安川,

11.9%臺達(dá),

8.9%松下,8.8%三菱,8.3%其他,

46.2%01 控制器:2012-2020市場規(guī)模CAGR約52%30p

控制器負(fù)責(zé)處理用戶指令并驅(qū)動伺服電機(jī)完成相應(yīng)動作,其性能直接關(guān)系到機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性和精準(zhǔn)性。經(jīng)驗(yàn)積累疊加技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)機(jī)器人控制器需求量高漲,機(jī)器人控制器需求量從2012年的0.6萬套增長為2020年的24萬套,復(fù)合增速59%。同期機(jī)器人控制器市場規(guī)模從0.68億元增長至19.02億元,復(fù)合增速52%。p

從競爭格局看,國外廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),2021年發(fā)那科、庫卡、ABB和安川占據(jù)國內(nèi)機(jī)器人控制器約58%的市場份額,國內(nèi)廠商競爭力較弱,市占率不足20%。2012-2020工業(yè)機(jī)器人控制器市場規(guī)模CAGR約52%中國機(jī)器人控制器主要以外資為主,2021年CR4超50%0%40%80%120%160%200%201816141210864202012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020資料 :智研咨詢,頭豹研究院,浙商證券研究所工業(yè)機(jī)器人控制器市場規(guī)模(億元) yoy日本發(fā)那科,18%德國庫卡,

14%瑞士ABB,13%日本安川,12%新松,

2%埃夫特,

3%啟帆,

3%埃斯頓,

1%廣州數(shù)控,

1%其他,

32%下游集成:國內(nèi)集成模式向“美+日”轉(zhuǎn)變01p 系統(tǒng)集成主要分為三種模式:日本模式、歐洲模式和美國模式。p 根據(jù)國際經(jīng)驗(yàn)來看,過去國內(nèi)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展更接近于美國模式,即以系統(tǒng)集成商為主,單元產(chǎn)品外購或貼牌,為客戶提供交鑰匙工程。現(xiàn)階段由于核心零部件產(chǎn)品進(jìn)步, 提升,逐漸向“美+日”模式轉(zhuǎn)變。機(jī)器人集成三大模式日本模式 歐洲模式 美國模式本體制造和集成完全分離本體制造商負(fù)責(zé)制造本體子公司或其他公司負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成,并完成交鑰匙工程特點(diǎn)本體制造系統(tǒng)集成本體制造和集成聚合本體制造商負(fù)責(zé)制造本體本體制造商負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成采購和成套設(shè)計(jì)相結(jié)合美國國內(nèi)基本不生產(chǎn)中低端的工業(yè)機(jī)器人,而是配套進(jìn)口進(jìn)口之后再自行設(shè)計(jì),制造配套的外圍設(shè)備,并提供包含系統(tǒng)集成的解決方案“歐+美”:少數(shù)國內(nèi)內(nèi)本體制造商負(fù)責(zé)“本體制造+系統(tǒng)集成”,談此類本體制造商基本上只聚焦在大體量的行業(yè);系統(tǒng)集成商代理國際廠商的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品,并為用戶提供解決方案。中國“日+美”:多數(shù)國內(nèi)本體制造商僅負(fù)責(zé)“本體制造”;系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成,同時還代理國際廠商的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品,并為用戶提供解決方案。31資料 :億歐,浙商證券研究所下游集成行業(yè):客戶以電氣電子設(shè)備及汽車行業(yè)為主0132資料 :IFR,億歐,浙商證券研究所全球在運(yùn)工業(yè)機(jī)器人下游客戶主要以汽車及電子制造業(yè)為主中國工業(yè)機(jī)器人下游以電氣電子設(shè)備及汽車為主92.367.228.117.44184.759.724.814.934.976.250.921.618.217.617.18.17.4

6.412.128.20102030405060708090100!"#$%&'()*+,-./012345620192018201729.80%29.40%37%25.50%22.90%16.20%44.70%47.70%46.80%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20202018 2019電氣電子設(shè)備和器材制造業(yè)汽車制造業(yè) 其他單位:萬臺01 人形機(jī)器人風(fēng)起,各國布局人形機(jī)器人領(lǐng)域33p

群雄并起,逐鹿人形機(jī)器人。日韓在人形機(jī)器人領(lǐng)域布局早,研究表現(xiàn)活躍;美國在人形機(jī)器人領(lǐng)域后來居上。波士頓動力研發(fā)的代表產(chǎn)品Atlas身高1.8m,體重80kg,具有28個關(guān)節(jié),可完成原地起跳轉(zhuǎn)身一周等流暢、高難度的“跑酷”動作,但主要聚焦在科研領(lǐng)域,商業(yè)價值低。p

國內(nèi)人形機(jī)器人成果喜人。在科研領(lǐng)域,清華大學(xué)開發(fā)的“THBIP-II”身高0.75m,體重18

kg,具有24個自由度;北理工推出的“匯童”機(jī)器人可完成摔倒起立,“摔滾走爬”等動作。在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,深圳優(yōu)必選推出的“Walker”機(jī)器人能完成上、下臺階等動作。ASIMO(新)日1.3048572005運(yùn)動穩(wěn)定,集成度高HRP-5P日1.80101372019全身協(xié)調(diào)動作E2-DR日1.6885332015雙足、四足切換行走HUBO+韓1.7080322015輪足結(jié)合、步態(tài)穩(wěn)定Atlas(新)美1.8080282017液壓傳動、適應(yīng)性強(qiáng)TORO德1.7476282013力控性能突出COMAN意0.9224252013SEA驅(qū)動、柔順性高各國積極布局人形機(jī)器人領(lǐng)域名稱國家高度(m)重量(kg)自由度(個)發(fā)布時間特點(diǎn)國內(nèi)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步迅速資料 :各公司、高校官網(wǎng),浙商證券研究所01 小米發(fā)布人形機(jī)器人CyberOne34p

小米于2022年8月公布首款全尺寸人形機(jī)器人CyberOne。p

環(huán)境感知上,小米自研Mi-Sense深度視覺模組+AI算法幫助CyberOne實(shí)現(xiàn)對真實(shí)世界的三維虛擬重建。p

情緒感知上,CyberOne

搭載自研MiAI環(huán)境語義識別引擎+MiAI語音情緒識別引擎,能夠?qū)崿F(xiàn)85種環(huán)境音識別和6大類45種人類情緒識別。小米機(jī)器人45種情緒感知強(qiáng)化人機(jī)交互體驗(yàn)CyberOne全身13個關(guān)節(jié)和21個自由度,實(shí)現(xiàn)雙足運(yùn)動姿態(tài)平衡資料 :小米發(fā)布會,浙商證券研究所01 特斯拉機(jī)器人于2022年AI

day

正式亮相35p

特斯拉人形機(jī)器人“擎天柱”于2022年9月底亮相。硬件方面,Optimus身高172CM,整體重量73KG;行走功率500W,坐下功率100W,整體參數(shù)與2021年概念機(jī)略有出入(概念機(jī)參數(shù):身高172CM,體重57KG,負(fù)載20KG,行走速度最高可達(dá)每小時8公里)。p

電機(jī)驅(qū)動上,Optimus擁有2.3KWH、52V電壓的電池組,內(nèi)置電子電器元件的一體單位,支持人形機(jī)器人工作一整天;選用28個定制關(guān)節(jié)驅(qū)動器,復(fù)用汽車動力總成設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)6種關(guān)節(jié)驅(qū)動器,包括3種不同規(guī)格的舵機(jī)(采用諧波減速器)和3種不同規(guī)格的直線執(zhí)行器(采用永磁電機(jī),可抬動1.5噸三角鋼琴的),找到成本與效率的最佳組合。Optimus解析驅(qū)動器云端數(shù)據(jù)進(jìn)行共性研究,減少定制設(shè)計(jì)Optimus擁有6種不同規(guī)格的關(guān)節(jié)驅(qū)動器資料 :特斯拉,浙商證券研究所01 人形機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域有望逐漸打開36p

AI

Day上,“擎天柱”演示了澆花、搬運(yùn)紙箱、金屬塊等工作,能夠很好地完成視覺識別、抓握、下蹲、直立行走等動作,研發(fā)團(tuán)隊(duì)也在不斷更新優(yōu)化,有望在未來解鎖更多應(yīng)用場景。Optimus搬運(yùn)紙箱,在Fremont超級工廠中工作資料 :特斯拉,各公司官網(wǎng),浙商證券研究所近年來具有代表性的人形機(jī)器人正在解鎖更多的應(yīng)用場景類人機(jī)器人產(chǎn)品AtlasCyberOneOptimus所屬公司波士頓動力小米特斯拉身高(CM)150177172體重(KG)895273自由度282150最大負(fù)荷(KG)101.59成本約200萬美元約70萬人民幣不到2萬美元(售價)應(yīng)用場景勘探、救援、科研生活服務(wù)工廠搬運(yùn)工作、澆花等參考電動車滲透率,看未來人形機(jī)器人滲透率走勢0137資料 :Wind,浙商證券研究所預(yù)測0.011%0.609%0.011%0.372%0.011%0.239%0.0%0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.7%20212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E人形機(jī)器人滲透率:樂觀人形機(jī)器人滲透率:中性人形機(jī)器人滲透率:保守200820102015人形機(jī)器人2025-2030年時代新能源車2010-2015年時代中性預(yù)計(jì)2021-2030年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模CAGR約71%0138資料 :IFR,TWB,中國計(jì)生協(xié),《中國企業(yè)綜合調(diào)查(CEGS)報(bào)告》,浙商證券研究所測算我們預(yù)測2030年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模保守/中性/樂觀預(yù)估下,分別有望達(dá)548/855/1400億元名稱20212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2021-2030CAGR全球機(jī)器人銷量(萬臺)280734174157505861547488911011084134851640722%全球工業(yè)機(jī)器人銷量(萬臺)476473849510812314016018216%全球服務(wù)機(jī)器人銷量(萬臺)22982797338941064973602472968836107001295721%全球其他機(jī)器人銷量(萬臺)46155569586910861355169121082626326924%人形機(jī)器人滲透率(樂觀情況)0.004%0.006%0.007%0.009%0.011%0.062%0.144%0.239%0.372%0.609%-人形機(jī)器人滲透率(中性情況)0.004%0.005%0.006%0.008%0.009%0.011%0.062%0.144%0.239%0.372%-人形機(jī)器人滲透率(保守情況)0.004%0.005%0.006%0.007%0.008%0.009%0.011%0.062%0.144%0.239%-全球人形機(jī)器人銷量(樂觀情況)(萬臺)0.10.20.30.40.74.613.126.450.2100.0115%全球人形機(jī)器人銷量(中性情況)(萬臺)0.10.20.30.40.50.85.616.032.261.1104%全球人形機(jī)器人銷量(保守情況)(萬臺)0.10.20.20.40.50.71.06.819.439.194%人形機(jī)器人售價(萬元)7058.549.040.934.228.623.920.016.714.0-16%全球人形機(jī)器人市場規(guī)模(樂觀情況)(億元)711141823132314529840140080%YOY-57%29%24%31%474%137%69%59%67%-全球人形機(jī)器人市場規(guī)模(中性情況)(億元)7101316192313431953985571%YOY-49%25%21%18%26%474%137%69%59%-全球人形機(jī)器人市場規(guī)模(保守情況)(億元)710121417192413732554862%YOY-43%22%19%16%14%24%474%137%69%-電控系統(tǒng)02控制和驅(qū)動是機(jī)器人關(guān)鍵電路控制:需求引領(lǐng)MCU向更高性能升級驅(qū)動:需求升級+工藝換代,功率半導(dǎo)體快速發(fā)展39機(jī)器人整體電子電氣結(jié)構(gòu)以電控系統(tǒng)為基礎(chǔ)0240典型的機(jī)器人電子電氣結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成:電源管理環(huán)境感知中央控制單元電機(jī)控制人機(jī)界面可選組件和其他應(yīng)用而對于以人形機(jī)器人為代表的智能移動機(jī)器人,在感知、決策、控制等方面均提出更高要求,必須引入AI芯片和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等高級算法。以協(xié)作機(jī)器人和無人機(jī)為例資料來源:英飛凌,浙商證券研究所控制器在運(yùn)動控制系統(tǒng)中發(fā)揮核心作用02起到“大腦”的核心作用,直接決定整個運(yùn)動控制系統(tǒng)的性能水平資料來源:固高科技招股書、雷賽智能招股書,浙商證券研究所運(yùn)動控制器是指以中央邏輯控制單元為核心,以傳感器為信號敏感元件,以電機(jī)或動力裝置和執(zhí)行單元為控制對象的一種控制裝置,其主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動控制的要求和傳感器件的信號進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算,為電機(jī)或其它動力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號分類特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域PLC控制器系統(tǒng)簡單,體積小,可靠性高,但不支持復(fù)雜算法可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制,廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人和電梯等行業(yè)嵌入式控制器涵蓋從簡單到復(fù)雜的各種運(yùn)用,具有應(yīng)用靈活、穩(wěn)定性高、定制性強(qiáng)、價格便宜、操作和維護(hù)方便的特點(diǎn)在針織機(jī)械、激光、切割、點(diǎn)膠機(jī)等設(shè)備制造行業(yè)有廣泛的應(yīng)用PC-Based

控制卡系統(tǒng)通用性強(qiáng)、可拓展性強(qiáng),能夠滿足復(fù)雜運(yùn)動的算法要求、抗干擾能力強(qiáng),可供用戶根據(jù)不同的需求主要應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、工業(yè)機(jī)器人、包裝等領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)式控制器形態(tài)可以是插卡式,也可以是嵌入式,或者是獨(dú)立運(yùn)行模式,其與伺服驅(qū)動系統(tǒng)的鏈接是采用各類工業(yè)總線形式半導(dǎo)體加工、激光加工設(shè)備、PCB鉆銑設(shè)備、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、木工機(jī)械、印刷機(jī)械、電子加工設(shè)備和自動化生產(chǎn)線硬件固件軟件/算法結(jié)構(gòu):運(yùn)動控制器軌跡位姿位置速度加速度控制:微處理器存儲器接口電路通信接口電源固化在微處理器、存儲器、可編程邏輯器件等元件中的軟件實(shí)時操作系統(tǒng)運(yùn)動控制指令編譯器運(yùn)動控制參數(shù)的預(yù)處理及優(yōu)化運(yùn)動控制函數(shù)通信管理41運(yùn)動控制器結(jié)構(gòu)控制:MCU為核心芯片,需求引領(lǐng)向更高性能升級0242MCU:Micro

Control

Unit,即多點(diǎn)控制單元,又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single

Chip

Microcomputer),是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及發(fā)展,將計(jì)算機(jī)的CPU、 RAM、ROM、定時器和多種I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片級的計(jì)算機(jī),為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制硬件微處理器存儲器接口電路通信接口電源固件 軟件/算法控制器的核心,主要芯片為MCU,單只機(jī)器臂內(nèi)芯片MCU約占八成資料來源:固高科技招股書、雷賽智能招股書、芯智訊、浙商證券研究所MCU物聯(lián)網(wǎng)汽車電子智能家居….工業(yè)控制機(jī)器人下游需求產(chǎn)業(yè)升級,在位置、速度、動作順序等控制方式上更加復(fù)雜、精細(xì)和智能化促使MCU受需求影響向更高性能升級目前40nm已成為MCU的成熟工藝,未來在更先進(jìn)工藝下設(shè)計(jì)的MCU,采用更高性能的內(nèi)核,其性能將得到大幅度提升,同時將部分核心控制算法進(jìn)行硬件化加速,內(nèi)置更高精度的ADC等,在提升機(jī)器人控制響應(yīng)速度和精度的同時,還可降低系統(tǒng)成本運(yùn)動控制器結(jié)構(gòu)MCU結(jié)構(gòu)示意圖人形機(jī)器人多自由度有望大幅提升MCU需求0243相較于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人,人形機(jī)器人有更復(fù)雜的運(yùn)動形態(tài),為了實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人所需的復(fù)雜運(yùn)動,需要對電機(jī)的位置、方向、速度和扭矩進(jìn)行高精度控制,而MCU則可以執(zhí)行電機(jī)控制所需的復(fù)雜、高速運(yùn)算。目前工控/機(jī)器人解決方案中包括單電機(jī)平臺(一顆MCU控制一個電機(jī))、雙電機(jī)平臺(一顆MCU控制兩個電機(jī)),其中雙電機(jī)平臺的兩個電機(jī)功率和小于單電機(jī)最大功率。未來隨技術(shù)發(fā)展,有望出現(xiàn)三電機(jī)平臺。小米CyberOne人形機(jī)器人全身有21個自由度,特斯拉Bot中將包含40個微型電機(jī),參考現(xiàn)在工業(yè)控制及工業(yè)機(jī)器人解決方案,我們預(yù)計(jì)特斯拉Bot上將使用10-20顆MCU進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動。自由度增加,電機(jī)數(shù)量增加,帶來MCU需求增加資料來源:ABB公司官網(wǎng)、特斯拉ai日,浙商證券研究所ABB公司

IRB

4600工業(yè)機(jī)器人小米CyberOne人形機(jī)器人特斯拉Bot人形機(jī)器人驅(qū)動:功率半導(dǎo)體大量應(yīng)用于機(jī)器人和其他下游場景0244主逆變器車載充電機(jī) 直流轉(zhuǎn)化器新能源車框架光伏逆變器太陽能電池新能源汽車 光伏 軌道交通牽引逆變器高鐵地鐵功率半導(dǎo)體是控制電壓和電流的半導(dǎo)體,其作用主要為功率轉(zhuǎn)換、功率放大、功率開關(guān)、線路保護(hù)和整流等,包括功率器件和功率IC。其中功率器件主要包括功率二極管、功率三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等,而功率IC則是將功率半導(dǎo)體分立器件與各種功能的外圍電路集成得來。功率半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。功率半導(dǎo)體主要包括IGBT、MOSFET和功率IC功率半導(dǎo)體應(yīng)用場景十分廣泛資料來源:華潤微招股書,天科合達(dá)招股書,浙商證券研究所需求升級+工藝換代,推動功率半導(dǎo)體快速發(fā)展45屬性第一代半導(dǎo)體第二代半導(dǎo)體第三代半導(dǎo)體半導(dǎo)體材料SiGaAsGaNSiC禁帶寬度(eV)1.121.433.43.2擊穿場強(qiáng)(MV/cm)0.30.43.33.5電子飽和漂移速度(107cm/s)1.01.02.52.0熱導(dǎo)率(W/cm*K)1.50.541.34.05812 18242836 525.5-28V,1A/相位13-48V,10A30-72V,6.5A32-52V,65A/相位5.5-18V,

1A8-18V,30A相較于有刷電機(jī),無刷電機(jī)有高精度、低噪聲的特點(diǎn)和高輸出功率,應(yīng)用范圍廣闊。電流有刷電機(jī)無刷電機(jī)單片機(jī)驅(qū)動無刷直流電柵極驅(qū)動器無刷直流驅(qū)動人形機(jī)器人等下游應(yīng)用場景對電機(jī)提出了更高的要求,電機(jī)帶動了逆變器和其他功率半導(dǎo)體的發(fā)展。汽車傳感耐高壓耐高溫耐高頻第三代半導(dǎo)體無刷電機(jī)功率半導(dǎo)體資料 :英飛凌官網(wǎng),天岳先進(jìn)招股書,浙商證券研究所電壓三相逆變器7560453015105012-24V,25A/相位24-48V,22A/相位伴隨技術(shù)發(fā)展,驅(qū)控一體化技術(shù)將促進(jìn)降本增效0246傳統(tǒng)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)存在缺陷:通常采用一個運(yùn)動控制器加多個伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的運(yùn)動控制策略逐漸顯示出高能耗、高成本、低可靠性、線纜比較復(fù)雜,安裝部署比較耗時等缺點(diǎn)。微電子技術(shù)的發(fā)展推動驅(qū)控一體:工業(yè)控制器已經(jīng)可以逐漸實(shí)現(xiàn)復(fù)雜緊湊高性能的要求。將控制與驅(qū)動部分進(jìn)行集成,可以完成對多個伺服電機(jī)的閉環(huán)控制和驅(qū)動,節(jié)約空間,避免硬件重復(fù)浪費(fèi)且降低成本,具有很高的研究價值和實(shí)用價值。集成度高成本較低應(yīng)用簡單安裝調(diào)試簡單方便維護(hù)檢修更加便捷反應(yīng)速度更快示教器電機(jī)電機(jī)板載外設(shè)運(yùn)控模塊伺服模塊驅(qū)控一體化架構(gòu)50%100%150%200%250%3246587910 0%2017 2018 2019出貨量(萬套)2020 2021E同比變化(%)驅(qū)控一體化優(yōu)勢 2017-2021年驅(qū)控一體出貨高速增長資料來源:華成工控,工搜搜傳感器03識別外部信息的“器官”在機(jī)器人中的應(yīng)用繁多機(jī)器視覺:為機(jī)器植入“眼睛”和大腦47傳感器:機(jī)器人識別外部信息的“器官”03視覺(Vision)位置(Position)聽覺(Sound)(Speech)觸覺(Touch)交流(Communication)視覺聚焦(Vision

focus)嗅覺(Smell)味覺(Taste)壓力(Pressure)電氣(Electrical)CMOS圖像傳感器IR

傳感器微鏡慣性器件&電子羅盤麥克風(fēng)語音微型揚(yáng)聲器力和觸覺傳感器振蕩器&調(diào)諧器&過濾器&開關(guān)數(shù)字自動對焦&微光器件氣體&氣味傳感器濕度&氣溫傳感器壓力傳感器電極傳感器數(shù)據(jù) :Yole,浙商證券研究所機(jī)器人傳感器可以根據(jù)檢測對象不同分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器。內(nèi)部傳感器:用來感知機(jī)器人的自身狀態(tài)的傳感器位置、速度、加速度外部傳感器用以感受機(jī)器人周圍環(huán)境、目標(biāo)物的狀態(tài)信息的傳感器視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、溫度、力覺48傳感器:機(jī)器人識別外部信息的“器官”0349機(jī)器人三大核心模塊為感知、認(rèn)知交互、運(yùn)動控制:感知功能主要由各類傳感器和攝像頭實(shí)現(xiàn),相當(dāng)于人的眼、鼻、耳、皮膚等;交互模塊通過機(jī)器深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn),相當(dāng)于人的大腦;運(yùn)動控制模塊主要包括包括舵機(jī)、電機(jī)、芯片,服務(wù)機(jī)器人的運(yùn)動控制主要涉及定位導(dǎo)航和運(yùn)動協(xié)調(diào)控制。機(jī)器人對傳感器的三大要求:強(qiáng)抗干擾性、高精度、高可靠性。強(qiáng)抗干擾幫助機(jī)器人面對惡劣環(huán)境,高精度幫助有效完成高質(zhì)量作業(yè),高可靠性保證不發(fā)生重大故障。據(jù)GlobalMarket

Insights預(yù)測,2026年全球機(jī)器人傳感器市場價值超過40億美元。外界環(huán)境視覺1視覺2超聲波傳感器紅外接近覺力覺觸覺立體視覺地標(biāo)識別障礙探測目標(biāo)物測探感覺功能景物識別融合內(nèi)部傳感器環(huán)境模型學(xué)習(xí)定位路徑規(guī)劃任務(wù)規(guī)劃:執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制指令操作規(guī)劃避障數(shù)據(jù)來源:Global

Market

Insights,浙商證券研究所傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用繁多0350數(shù)據(jù) :eefoucs,浙商證券研究所傳感器檢測內(nèi)容應(yīng)用目的主要適用場景陰暗覺是否有光、亮度多少判斷有無對象,并得到定量結(jié)果光敏管、光電斷續(xù)器位置覺物體的位置、角度、距離物體空間位置、判斷物體移動光敏陣列、CCD色覺對象的色彩及濃度利用顏色識別對象的場合彩色攝像機(jī)、濾波器、彩色CCD形狀覺物體的外形提取物體輪廓及固有特征,識別物體光敏陣列、CCD接觸覺與對象是否接觸、接觸的位置確定對象位置,識別對象形態(tài),控制速度,安全保障,一場停止,尋徑光電傳感器、微動開關(guān)、薄膜特點(diǎn)、壓敏高分子材料壓覺對物體的壓力、握力、壓力分布控制握力、識別握持物,測量物體彈性壓電元件、導(dǎo)電橡膠、壓敏高分子材料力覺有關(guān)部件(如手指)所受外力及轉(zhuǎn)矩控制手腕移動,伺服控制,正解完成作業(yè)應(yīng)變片、導(dǎo)電橡膠接近覺對象物是否接近,接近距離,對象面的傾斜控制位置,尋徑,安全保障,異常停止光傳感器、氣壓傳感器、超聲波傳感器、電渦流傳感器、霍爾傳感器滑覺垂直握持面方向物體的位移,重力引起的變形修正握力,防止打滑,判斷物體重量及表面狀態(tài)球形接點(diǎn)式、光電旋轉(zhuǎn)傳感器、角編碼器、震動檢測器聽覺感受和解釋在氣體、液體、固體中的聲波對連續(xù)自然語言中的單獨(dú)語音和詞匯進(jìn)行辨別電容式駐極體話筒、駐極體振動膜、場效應(yīng)管機(jī)器視覺:為機(jī)器植入“眼睛”和大腦0351數(shù)據(jù) :奧普特招股書,浙商證券研究所機(jī)器視覺為機(jī)器人植入“眼睛”和“大腦”,是第四次工業(yè)革命(工業(yè)4.0)的核心要素之一。硬件端軟件端植入眼睛,代表著機(jī)器視覺利用環(huán)境和物體對光的反射來獲取及感知信息。植入大腦,意味著機(jī)器視覺需要對信息進(jìn)行智能處理與分析,并應(yīng)用分析得到的結(jié)果來執(zhí)行相應(yīng)的活動。機(jī)器視覺:純視覺路線&多器件融合路線0352數(shù)據(jù)來源:獨(dú)角獸智庫,傳感器專家網(wǎng),知乎,浙商證券研究所人形機(jī)器人識別外部環(huán)境主要使用攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器,與自動駕駛場景存在類似之處。在自動駕駛場景中,智能汽車需要對車輛、行人、交通信號燈、障礙物等行車環(huán)境做出既快速又準(zhǔn)確的識別,特斯拉在算法和數(shù)據(jù)方面的長期積累,在傳感器方面僅借助車載攝像頭就奠定了其純視覺路線在自動駕駛中的領(lǐng)先地位。而在絕大多數(shù)車企所采用的多器件融合路線中,毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)具備其獨(dú)特優(yōu)勢,能夠使傳感器系統(tǒng)更好地實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),因此毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器在自動駕駛中的廣泛應(yīng)用是必然趨勢。對機(jī)器人來說,在攝像頭提供的機(jī)器視覺以外,在一些復(fù)雜和惡劣環(huán)境下,激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等傳感器也有望大大加強(qiáng)機(jī)器人的環(huán)境感知能力。因此,預(yù)計(jì)將來會有更多搭載激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)的機(jī)器人問世。優(yōu)勢:圖像識別分辨率高,技術(shù)成熟度高、成本低劣勢:算法要求高、容易受到惡劣天氣影響、復(fù)雜環(huán)境下抗干擾能力弱成本:<10美元優(yōu)勢:不受天氣影響,探測距離遠(yuǎn)。能同時探測目標(biāo)物體的距離和速度。劣勢:精度低,識別行人、道路指示能力弱成本:200~300美元優(yōu)勢:價格低、體積小,近距離停車應(yīng)用極佳劣勢:傳播慢、測距短,高速行駛中測量和遠(yuǎn)距離測量都存在較大誤差成本:10美元左右超聲波雷達(dá)紅外線傳感器優(yōu)勢:夜視功能應(yīng)用極佳劣勢:徑向運(yùn)動辨別能力差、沒有角度測量能力成本:100美元左右攝像頭優(yōu)勢:抗干擾能力強(qiáng);測量精度極高,可以實(shí)時建立3D模型;探測距離遠(yuǎn)、速度快劣勢:成本較高、受霧霾天氣影響成本:>1000美元激光雷達(dá) 毫米波雷達(dá)多器件融

合毫米波雷達(dá)技術(shù)優(yōu)勢純視覺對環(huán)境條件不敏感1可檢測玻璃墻、家具23提供物體的多普勒信息機(jī)械復(fù)雜程度低4材料成本低、尺寸小5機(jī)器視覺:視覺器件持續(xù)擴(kuò)容,從2D到3D視覺升級53數(shù)據(jù)來源:Markets

and

Markets、凌云光招股書、Yole、奧比中光招股書,浙商證券研究所工業(yè)消費(fèi)電子汽車國防及航天醫(yī)療CAGR2019-2025:+20%2019年50億美元2025年150億美元12.0億CAGR:5.3%17.1億CAGR:8.6%81.7億CAGR:26.2%36.7億CAGR:28%3.4億CAGR:4.3%(17%)8.7億(17%)10.4億(21%)

8.5億20.2億2.6億(40%)(5%)CAGR=6.6%全球機(jī)器視覺器件市場規(guī)模(億美元)市場持續(xù)擴(kuò)容:根據(jù)

Marketsand

Markets

統(tǒng)計(jì),2015-2020年全球機(jī)器視覺器件市場的CAGR為13.83%,市場規(guī)模至2020年達(dá)到107億美元;2021-2025年,預(yù)計(jì)全球機(jī)器視覺器件市場規(guī)模的CAGR將為6.56%,至2025年市場規(guī)模將達(dá)147億美元。2019-2025年3D視覺感知市場規(guī)模(億美元)向3D機(jī)器視覺升級:機(jī)器視覺將逐步從2D升級到3D,實(shí)現(xiàn)跨度極大的技術(shù)革命。3D視覺技術(shù)的突破將進(jìn)一步推動視覺技術(shù)在高端場景的應(yīng)用,傳統(tǒng)的2D機(jī)器視覺將快速向3D機(jī)器視覺升級,推動機(jī)器視覺市場持續(xù)增長。機(jī)器視覺:多領(lǐng)域協(xié)力,撬動激光雷達(dá)廣闊空間54數(shù)據(jù)來源:禾賽科技招股書、沙利文研究、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,浙商證券研究所中國激光雷達(dá)市場規(guī)模預(yù)測(億美元)除了測繪和無人駕駛領(lǐng)域,包括以汽車整車廠、Tier

1為代表的高級輔助駕駛,以智能服務(wù)機(jī)器人為代表的避障導(dǎo)航系統(tǒng),還有隨著5G技術(shù)逐漸普及而產(chǎn)生的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,都為激光雷達(dá)帶來了更廣闊的市場。4.2億無人駕駛高級輔助駕駛智慧城市和測繪智能服務(wù)機(jī)器人0.5億7.0億CAGR

:57.9%35.0億CAGR

:80.9%46.1億CAGR

:83.7%2019年6.8億美元45.0億CAGR

:48.5%2025年135.4億美元CAGR2019-2025:+64.5%1.0億1.2億CAGR2019-202563.1%20.513.16.631.843.

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