海通证券研报指出，电机是执行器的核心驱动部件，相当于执行器的“血管”。空心杯电机对人形机器人手指关节匹配度极高，2028年全球市场望达11.86亿美元；无框力矩电机是人形机器人关节普遍采用的电机类型，2030年人形机器人领域市场空间有望达23.97亿美元。海外Maxon、Faulhaber在空心杯领域优势明显，国内鸣志电器、鼎智科技、伟创电气等加紧追赶；无框力矩电机领域步科股份第三代产品已可对标国际领先。
空心杯电机——手指关节最佳匹配，难点在大批量生产
空心杯电机属于直流永磁伺服控制电机，采用无铁芯转子结构，彻底消除了铁芯涡流造成的电能损耗，重量和转动惯量大幅降低，节能特点突出，具备铁芯电机无法达到的控制和拖动特性。对人形机器人手指关节匹配度较高，也广泛应用于航空航天、军工、工业控制等领域。空心杯电机的核心难点在于大批量生产及装配——传统手工缠绕生产率低、人工成本高，已不能适应大规模精细生产要求。2022年全球市场规模约7.48亿美元，预计2028年达11.86亿美元（CAGR 8.0%）。海外Maxon、Faulhaber深耕多年，形成强大品牌和技术壁垒。国内鸣志电器（全球步进电机市占率10%+，空心杯电机产能保持高余量应对需求）、鼎智科技（空心杯电机关键绕线工艺设备自制，多工位自动化绕线成型）、伟创电气（自主研发空心杯电动机，产品内部测试阶段）积极布局。
无框力矩电机——关节主流方案，2030年人形机器人市场23.97亿美元
无框力矩电机是力矩电机的一种，极对数多，可在中低速运动时提供高扭矩。只有转子和定子两个部件（无轴、轴承、外壳和端盖），转子安装在机器轴上，定子紧密攀附在机器壳体内。主要优势：精度更高（位置保持能力比传统电机/减速机好60倍）、带宽更大（启动/停止更快，整定时间显著缩短）、高可靠性免维护、部件更少成本更优、噪音降低。2023年全球力矩电机市场约6.57亿美元（+6.95%），传统应用市场空间较小。若以2030年人形机器人出货量100万台、无框力矩电机产品单价从目前约1000元降至500元估算，人形机器人领域市场空间将达23.97亿美元，叠加传统领域总市场规模有望达33亿美元。国内步科股份2016年推出首代无框力矩电机已可媲美国外龙头，第三代产品部分型号具备优势。伟创电气、禾川科技也有相关产品布局。
伺服电机——控制精度与响应速度优势显著
对比步进电机和伺服电机性能：伺服电机控制精度更高（<0.036° vs 0.36-1.8°）、低频运转平稳、恒力矩输出、闭环控制过载保护更强、响应速度更快（从静止加速到额定转速仅需几毫秒 vs 200-400毫秒）。伺服电机每收到1个脉冲就会发出对应数量脉冲形成闭环，实现对角速度和位置的精确控制。目前主流人形机器人均采用伺服/力矩电机方案，直流无刷伺服电机以电子转向器取代机械转向器，减少摩擦噪音、延长寿命，正逐步取代有刷直流伺服电机。交流伺服电机在航空航天和军事装备领域应用广泛，但成本和复杂性较高。
表格：
人形机器人电机类型对比与市场空间| 电机类型 | 核心优势 | 应用场景 | 市场空间 | 国内主要参与者 |
|---|
| 空心杯电机 | 无铁芯转子，高效节能，转动惯量低 | 手指关节、航空航天、军工 | 2028年全球11.86亿美元（CAGR 8%） | 鸣志电器、鼎智科技、伟创电气 |
| 无框力矩电机 | 无轴/轴承/外壳，精度高，免维护 | 机器人关节（旋转/直线） | 2030年人形机器人领域23.97亿美元 | 步科股份、伟创电气、禾川科技 |
| 伺服电机 | 闭环控制，精度高，响应快 | 机器人各关节 | 通用市场稳定增长 | 汇川技术、禾川科技等 |
