(原标题:大摩:中国人形机器人行业考察要点)
在这份报告中,摩根士丹利总结了中国之行中关于人形机器人相关会议的要点。投资者关注的重点有人形机器人的应用进展、长期供应链的赢家、未来的成本降低途径、技术解决方案之间的差异,以及当前和未来的下游应用。
关键要点
(1)尽管大语言模型(LLM)和运动控制方面进展迅速,但要使人形机器人实现应用仍需时日,这依赖于算法和硬件的改进。
(2)大多数中国制造商的目标是在 2025 年生产数百到一千台人形机器人;在不久的将来,产量将增长得更快。
(3)投资者认为,鉴于美国当地高昂的劳动力成本和先进的机器人解决方案,人形机器人在美国的发展可能会更快,这将使特斯拉供应链受益。
(4)从中国硬件公司的反馈来看,我们注意到他们对 2025 年人形机器人的产量充满信心,但对未来两年的产量信心不足。
(5)在中国的人形机器人生态链中,提及最多的是成本降低,包括技术诀窍的提升、设备的国产化以及可扩展性。
新型人形机器人开发的积极态势:我们走访的大多数公司已经开发出了人形机器人产品,并向下游集成商发送了样品进行产品测试和验证(技术路径仍不确定,但在未来 2 至 3 年内可能会趋于统一)。
虽然特斯拉(由亚当?乔纳斯跟踪)的生产计划尚未确定,但像阿极智能等国内领先企业正在扩大订单规模,以实现其激进的 2025 年生产目标。
乐聚预计 2025 年的销量将达到 500 至 1000 台,魔性机器人的目标是 2025 年销售 400 台,并在 2027 年扩大到 1.5 万台。
行程要点
拓展应用依赖更通用的人工智能:目前的人形机器人主要处理简单的工业应用,如物料搬运和巡逻。乐聚、开普勒和魔性机器人指出,由于成功率低和任务通用性差,进一步推广受到阻碍;前者降低了使用人形机器人的经济效益,后者限制了更广泛和灵活的应用。像插拔连接器这样的精细操作仍需要重大的软件突破。
技术路径仍不确定,但可能在 2 至 3 年内趋于统一:在人形机器人发展的早期阶段,有许多不同的技术解决方案,比如线性驱动器与旋转驱动器、行星减速器与谐波减速器、用于灵巧手的电缆驱动、微谐波驱动与微滚柱丝杠驱动等等。考虑到成本和规格,不同的场景可能会使用不同的解决方案。然而,当大规模生产降低成本时,这些机制可能会趋同。
中国人形机器人的本土供应链:积极尝试打入特斯拉供应链:虽然与全球领先的零部件相比仍存在技术差距,但与人形机器人对数控机床等工业产品的技术要求相比相对较低。几乎所有人形机器人的机身部件都可以在中国制造。如果不依赖特斯拉和英伟达等外国企业,国内人形机器人公司会广泛使用本土公司的产品。目前只有 “大脑”(即芯片)仍依赖高端人工智能芯片(主要是英伟达芯片)。
尽管特斯拉对硬件的要求高于所有中国的人形机器人集成商,但中国排名靠前的人形机器人零部件制造商都在努力,要么直接与特斯拉合作,要么通过一级执行器组装商三花智控和拓普集团(均由 Shelley Wang 跟踪)合作,力求打入特斯拉的供应链。在我们走访的公司中,恒立液压和绿的谐波对成为特斯拉的供应商充满信心。
对于精密工业零部件,技术挑战在于大规模生产:在每个价值链环节都有不少企业参与,在高价值零部件中,电机的技术门槛最低,而行星滚柱丝杠、谐波减速器、六轴力 / 扭矩传感器的技术门槛较高。尽管有许多零部件供应商(螺丝和谐波减速器)声称他们已经开发出产品并发送给人形机器人集成商(包括特斯拉)进行测试,但在最初几年,产能建设(设备和有经验的技术人员 / 工人)、技术提升(精密加工的诀窍、产品一致性)都极具挑战性,这会影响效率、良率和成本。
中国企业(人形机器人集成商和零部件供应商)致力于大幅降低成本:乐聚目前的成本已从 2024 年的 70 万元降至 40 万元,目标是到 2025 年底进一步降至 20 万元;开普勒预计每台售价为 3 万美元(约合 20.8 万元人民币)。随着规模扩大,零部件价格也有望大幅下降,从长期来看,行星滚柱丝杠和六轴力 / 扭矩传感器的单价可能降至 1000 元以下;谐波减速器的价格将从目前每台 1000 多元降至几百元。可扩展性、自动化水平和良率提升是降低成本的关键。
公司对产品进展的反馈
螺丝 —— 直线执行器还是旋转执行器?
目前,直线执行器在中国的人形机器人设计中并不普遍。然而,如果运动控制技术和螺丝生产工艺得到改进,考虑到直线执行器在有效载荷、精度和节省空间方面的优势,我们认为其应用潜力会更大。
目前,拓普和三花被视为为特斯拉组装执行器的潜在候选企业。我们也看到更多公司在生产执行器,比如恒立、汇川等。螺丝制造商正积极与执行器供应商和集成商合作。
对于螺丝生产,小批量生产的门槛并不高,但在大规模生产中,成本和良率优化将是关键,精密制造公司在这方面具有优势。影响螺丝质量的关键因素包括设备、材料和加工工艺,其中设备可能成为瓶颈。恒立、贝斯特和兴澄特钢主要使用进口设备生产滚柱丝杠,但绿的谐波声称其在姊妹公司(并非在绿的谐波本部)自主研发的设备具有竞争优势和成本优势,尽管我们对此持怀疑态度。
一、恒立已为特斯拉提供了 4 - 5 种不同配置和价格的行星滚柱丝杠样机。恒立还开发了最小直径为 0.5 毫米的用于灵巧手的微型行星滚柱丝杠,并收到了国内原始设备制造商(OEM)客户的订单。恒立有信心在全球市场的行星滚柱丝杠 / 滚珠丝杠领域取得技术和成本领先地位,其驱动因素如下:
机械方面:通过进口核心机械(机床)确保产品质量,同时通过自主研发的辅助机械(如测试机械)降低成本;管理层预计,随着高精度机床国产化率的提高,未来成本将进一步降低。
技术诀窍方面:在精密加工方面经验丰富,并从日本和法国聘请了全球范围内有经验的行星滚柱丝杠 / 滚珠丝杠人才。
材料方面:拥有内部开发的配方来生产原材料。
二、绿的谐波已开发出滚柱丝杠,并在 2024 年完成了小批量验证,据管理层称,其性能可与行业领先企业舍弗勒相媲美。绿的谐波与特斯拉的合作仍在进行中,预计很快会向国内企业发送样品,目标是在三年内生产 50 万台。
三、贝斯特估计,原材料仅占总成本的一小部分,约 20 - 30%。虽然目前进口设备折旧是关键成本组成部分,但可以采用国产设备来降低成本。贝斯特认为,即使售价减半,长期利润率也可能高于现有产品。
四、兴澄特钢已向视品科技供应了 4 种型号的螺丝。兴澄特钢预计,一旦行业实现大规模生产,未来螺丝价格可能降至当前水平的三分之一,而国内企业仍可保持约 30% 的毛利率。
减速器 —— 谐波减速器还是行星减速器?
这两种减速器各有其机械特性,与行星减速器相比,谐波减速器在有效载荷和精度方面具有优势,但价格更高且抗冲击性较低。特斯拉和优必选使用谐波减速器,而一些中国集成商(如宇树科技和爱其科技)采用行星减速器,还有一些中国集成商(如魔兔智能)采用上身关节使用谐波减速器、下身关节使用行星减速器的组合方式。
行星减速器的制造门槛较低,例如,宇树科技使用的是其内部生产的减速器。对于谐波减速器,虽然国内企业现在能够生产并获得了相当大的市场份额,但与外国企业 —— 哈默纳科(由 Lisa Jiang 跟踪)相比,在承载重量和使用寿命方面仍存在差距。
绿的谐波正积极与海外领先企业(特斯拉和 Figure 公司)以及国内人形机器人公司(爱其科技和优必选)合作,并已发送样品,目标是 2025 年人形机器人减速器业务的收入实现翻倍或增至三倍,2024 年人形机器人减速器业务的收入已达到 1000 万元。绿的谐波预计,从长期来看,价格将从目前的每台约 1.4 万元大幅降至几百元。
国茂股份为深蓝机器人的大型四足机器人提供行星减速器(一台大型四足机器人使用 12 个减速器,平均售价约 600 元),并将应用于未来的人形机器人模型。
双环传动的新型减速器处于研发阶段,已向主要客户发送样品,其中包括一家海外人形机器人客户。在规格方面(如重量、精度和传动效率),预计其性能介于 RV 减速器和谐波减速器之间。不过,双环传动指出,目前仍处于早期研发阶段,短期内可能无法在人形机器人中取代谐波减速器。
中大力德认为,人形机器人零部件最终将成为标准化工业产品(比如标准化的行星减速器,单价 400 元),下游客户对供应商设定了激进的成本目标(例如,他们期望谐波减速器的价格为 300 元,而目前的价格为 400 - 1000 元)。
灵巧手 —— 微型行星滚柱丝杠还是腱驱动?
虽然特斯拉展示了电缆驱动的灵巧手,但恒立和兴澄特钢认为,对于灵巧手而言,微型行星滚柱丝杠在轻量化、节省空间、自由度和智能水平方面优于腱驱动。
传感器
六维力传感器在精度、灵敏度和抗干扰性方面有很高的要求,而贴片和校准过程尚未实现完全自动化,需要人工操作,这限制了生产规模的扩大。
柯力认为,具备现有大规模生产能力的制造商,由于拥有更好的供应链管理和自动化效率,可能会超越现有的小公司。柯力的六维力传感器目前单价为 4000 - 5000 元,他们预计在大规模量产阶段,长期来看成本可进一步降至每台 1000 元以下。
安培龙预计扭矩传感器价格将大幅下降,从之前的 2000 - 3000 元降至目前的约 1000 元,规模化生产可进一步将价格降至三位数。
电机
步科的无框力矩电机可用于直线执行器和旋转执行器,并与国内领先的集成商、减速器制造商和执行器制造商合作。步科认为,虽然门槛较低,但只有少数企业能够大规模生产无框力矩电机。
视觉
奥比中光称,国产化潜力巨大。英特尔的实感视觉解决方案曾经是唯一的选择,但它正迅速被本土解决方案提供商所取代。