人形机器人执行器是机器人价值量最高的核心部件。东吴证券研究报告测算,2035年国内人形机器人新增需求1163万台,执行器市场空间达4889亿元。行星滚柱丝杠(2735亿元)>无框力矩电机(1053亿元)>谐波减速器(893亿元)>空心杯电机(483亿元)>梯形丝杠(160亿元)>行星减速器(91亿元)。丝杠从当前仅用于航空等高端领域实现成本下降90%以上,是弹性最大的零部件环节。
应用场景与需求测算:2035年1163万台新增需求
人形机器人应用环节明确为汽车、3C行业,有望率先起量,逐步延伸至其他制造业及搬运、零售等服务业,2030年有望走进家庭。
汽车制造:2035年人形机器人需求393万台。以比亚迪工厂为例,外观检测、底盘装配、物流搬运等自动化设备仍无法全部完成且重复率较高的生产环节。初期按5%渗透率、3台对应1个工位,自用需求8万台;长期按28%渗透率、1台替代1个工位,需求14万台。放量初期单台成本40万、3台替代1个工位、回本周期7年;成本降至12万后、1台替代1个工位、回本周期0.7年,经济性凸显。
3C制造业:2035年需求666万台,是人形机器人最大的应用场景。精密装配、模具精密加工、物料搬运、质量检测等环节,自动化设备难以完全覆盖,人形机器人替代空间最大。
服务业:零售(394万台)、仓储物流(151万台)、餐饮配送(35万台)等场景,随着机器人运动能力和智能化水平提升,应用场景从工业向服务业延伸。
总计:2030年国内人形机器人新增需求136万台,2035年达1163万台,2025-2035年复合增速超60%。
人形机器人各场景需求预测(2035E)| 应用场景 | 就业人员(万人) | 机器人渗透率 | 需求(万台) |
|---|
| 3C制造业 | 1,158 | 57.5% | 666 |
| 汽车制造 | 587 | 66.9% | 393 |
| 零售业 | 680 | 58.0% | 394 |
| 仓储物流 | 233 | 65.0% | 151 |
| 家庭场景 | — | 3.65% | 1,268 |
丝杠、电机、减速器价值量最高
2035年大批量生产后,单台人形机器人执行器价值量约4万元(单价11万元/台,执行器价值量占比36%)。单个机器人关节数30个,其中旋转关节15个、线性关节15个。
旋转关节(单关节价值量1235元):无框力矩电机(275元)+谐波减速器(512元)+驱动器(103元)+扭矩传感器(172元)+编码器(86元)。谐波减速器是旋转关节中价值量最高的部件。
线性关节(单关节价值量1568元):无框力矩电机(328元)+行星滚柱丝杠(1015元)+驱动器(164元)+力传感器(205元)+编码器(103元)。行星滚柱丝杠占线性关节价值的65%,是单关节中价值量最高的单一零部件。
五指灵巧手(单只5099元):空心杯电机(346元×?)+行星减速器(65元×?)+编码器(41元×?)。灵巧手自由度从当前12个向22个提升,电机数量和价值量同步增长。
滚柱丝杠:降本空间超90%,弹性最大环节
滚柱丝杠是当前成本最高、降本空间最大的环节。未成熟成本约10459元/套,成熟后降至711元/套,降本空间超90%。核心壁垒在于:热处理(影响寿命)、精磨(影响精度)、装配(影响一致性)三大工艺;精磨设备需从海外进口,交货周期1-2年。
长期空间测算:2035年行星滚柱丝杠市场2735亿元,是人形机器人零部件中空间最大的细分赛道。当前仅用于航空等高端领域,特斯拉量产带动降本后有望带动国产机器人方案升级,线性执行器渗透率逐步提升。
国内丝杠主要参与者:新剑传动(年产100万台项目奠基)、北特科技(布局小尺寸滚珠/滚柱丝杠,已完成零部件研发并送样客户)、贝斯特(高精度进口磨床,布局滚柱丝杠)、恒立液压(锁定潜在大客户)、五洲新春(丝杠新进入者)。
投资建议:丝杠与电机弹性最大
长期空间排序:行星滚柱丝杠(2735亿元)>无框力矩电机(1053亿元)>谐波减速器(893亿元)>空心杯电机(483亿元)>梯形丝杠(160亿元)>行星减速器(91亿元)。
丝杠环节推荐:新剑传动(未上市)、北特科技、贝斯特、恒立液压、五洲新春。丝杠是价值量最大、竞争格局最分散的环节,国产替代空间最广阔。
电机环节推荐:鸣志电器(空心杯电机)、伟创电气(无框力矩电机)、兆威机电(微型电机)。无框力矩电机是线性/旋转关节的通用部件,用量最大;空心杯电机是灵巧手的核心驱动部件。
减速器环节推荐:绿的谐波(谐波减速器龙头)、双环传动(RV减速器)。谐波减速器是人形机器人上肢关节的最优方案,绿的谐波为国内龙头。