东吴证券人形机器人报告指出,谐波减速器是人形机器人旋转执行器的核心部件。2019-2023年中国谐波减速器市场规模CAGR约16.54%,2023年达24.9亿元。日本哈默纳科国内市占率约36%但呈持续下滑趋势,以绿的谐波为代表的内资企业加速国产替代。人形机器人放量有望显著拉动谐波减速器需求,绿的谐波、中大力德、双环传动、豪能股份等国内玩家有望受益。
谐波减速器:体积小精度高,人形机器人核心传动部件
谐波减速器由波发生器、柔轮、刚轮三部分组成,通过波发生器使柔轮产生可控弹性变形与刚轮齿啮合来减速、传递动力。具有体积小、传动比高、精度高、噪音小、重量轻的特点,适用于机器人小臂、腕部、手部等小型化轻量化场景。相较于行星减速器(传动比低、噪声大)和RV减速器(体积大、重量大),谐波减速器在精度和体积方面的综合优势使其成为人形机器人旋转执行器的主流方案。核心壁垒在于柔轮材料热处理工艺复杂、加工精度要求极高,产品研发周期长,对企业的资金、人才、技术、生产工艺及品控要求高。目前谐波减速器国产化率约40-50%,仍存在较大替代空间。
市场规模稳步增长,人形带来增量弹性
2019-2023年中国谐波减速器市场规模CAGR约16.54%,呈持续增长态势。谐波下游应用主要是工业机器人,占比大半。人形机器人的放量有望显著拉动谐波减速器需求——特斯拉Optimus含14个旋转执行器(对应14个谐波减速器),假设单谐波价值量约500-1000元,100万台对应70-140亿元增量市场,相较现有24.9亿元规模空间巨大。2023年全球谐波减速器市场规模亦有可观体量,中国是全球最大的谐波减速器消费市场之一。
表:谐波、行星、RV减速器对比| 指标 | 谐波减速器 | 行星减速器 | RV减速器 |
|---|
| 特点 | 体积小、传动比高、精度高 | 刚性高、效率高、精度高 | 负载高、刚度高、疲劳强度高 |
| 负载能力 | <1500N·m | — | 可达28000N·m |
| 价格区间 | 1000-5000元/台 | 400-1000元/台 | 1000-10000元/台 |
| 国产化率 | 40-50% | 约20% | 约30% |
| 人形应用 | 旋转执行器主流方案 | 部分方案 | 较少 |
竞争格局:哈默纳科下滑,内资企业崛起
2024H1哈默纳科国内谐波减速器市占率约36%,虽仍位居第一但呈持续下滑趋势。在全球市场,哈默纳科市占率约80%,产品以高精度、高可靠性和高性能著称。根据GGII调研,2022-2023年以哈默纳科为代表的外资企业份额持续收缩,国内企业产品性能的提升加速国产替代进程。绿的谐波2023年减速器相关营收3.17亿元(占总营收89%),产品广泛应用于工业机器人、服务机器人,拥有机器人用液压驱动关节技术,满足未来移动及人形机器人发展需求。来福谐波推出自研微型谐波减速器助力人形机器人发展,大族传动与大族机器人有望形成业务联动,中技克美参与了机器人相关项目研发和标准起草。此外,中大力德、双环传动(环动科技)、豪能股份等企业也在积极布局谐波减速器产能。人形机器人量产将加速国产替代进程,内资龙头企业有望显著受益。
人形机器人将成为谐波减速器最大增量市场
谐波减速器当前最大下游为工业机器人,但人形机器人的放量将重塑需求结构。以特斯拉Optimus为例,单台含14个谐波减速器(对应14个旋转执行器),若100万台量产,仅特斯拉一家就将带来1400万个谐波减速器需求。考虑到优必选、智元、小鹏、Figure等多家本体厂商的放量,总需求更为可观。在规模效应下,谐波减速器单价有望从目前1000-5000元区间下探,但总量增长将远超单价下降,行业市场规模有望从24.9亿元跃升至百亿级别。建议关注绿的谐波(谐波减速器龙头、技术领先)、中大力德(减速器+电机+驱动一体化)、双环传动(RV/谐波全布局)、豪能股份(行星减速器布局)。