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证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明01* 请务必阅读最后一页免责声明Tesla Bot 产业化前夕，上游零部件国产替代加速2022年8月7日Tesla Bot深度报告 邓永康、李佳证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 Tesla Bot 是一款可以执行重复性任务的人形机器人，其本质是替代人类进行危险、无聊、重复的工作，有望解决人工不断短缺的问题。Tesla Bot 名为Optimus（擎天柱），身高172cm，体重57公斤，拥有和人类一模一样的形态，行动速度最高可达8公里/小时，最多可提45磅重的物品，是特斯拉今年最重要的产品。此前特斯拉CEO马斯克在推特上预告，将在2022年9月30日的特斯拉人工智能日上发布原型机。Tesla Bot 预计23年初开放预定，年底开始交付，我们预计中性情况下2023-2025年交付量为5、25、50万台。 上游核心零部件成本占比高，对应市场空间大。传统的工业机器人中，上游零部件合计占比约70%（减速器35%/伺服25%/控制器10%）。人形机器人核心零部件与现有的工业机器人类似，但考虑使用场景更为复杂，对自由度、动作精度、传感性能的要求更高，我们预计人形机器人中动力系统及AI系统的比重或将增加，预计人形机器人主要成本构成为：动力系统（能源电池、传动、减速器、控制器等）占比约35%；智能AI系统（传感器、芯片等）占比约30%；结构单元（碳纤维等）占比约20%；其他部分（线束、面罩玻璃、接插件等）占比约15%。根据特斯拉公告人形机细节，预计Tesla Bot 量产后将带动核心零部件市场规模增加，根据敏感性测算，在乐观、中性、悲观三种假设下，我们预计2025年，减速机增量规模分别为451/361/226亿元；驱动电机增量规模分别为338/254/169亿元；电机控制器增量规模分别为158/118/79亿元；空心杯电机增量规模分别为68/51/34亿元。 国产替代有望先行，市场空间广阔。我们认为成本突破是人形机器人产业化的关键要素，复盘特斯拉新能源车的国产供应链导入的影响来看，机器人降本的重要途径同样在于上游零部件的国产替代，中国领先的上游零部件供应商有望实现突破。 投资建议：Tesla Bot 产业化有望推动人形机器人产业整体发展，相关供应链有望受益，重点推荐：【三花智控】（热管理）、【鸣志电器】（空心杯电机）；同时，受益于中国工程师红利，具备全球竞争力的工业控制领先企业有望提速，建议关注：【汇川技术】、【伟创电气】、【雷赛智能】等。 风险提示：宏观经济波动风险；原材料供货紧张及价格波动风险； 行业竞争加剧风险。1摘要证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明上游核心零部件迎来国产化新机遇02 工控景气度修复，中长期成长逻辑稳健03 Tesla Bot 发布，激起千层浪01 投资建议&推荐标的04 风险提示052证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明Tesla Bot 发布，激起千层浪01.3证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明Tesla Bot 的来龙去脉014 Tesla Bot 是一款可以执行重复性任务的人形机器人，有望解决人工不断短缺的问题。Tesla Bot 名为Optimus（擎天柱），身高172cm，体重57公斤，拥有和人类一模一样的形态，行动速度最高可达8公里/小时，最多可提45磅重的物品，是特斯拉今年最重要的产品。此前特斯拉CEO马斯克在推特上预告，将在2022年9月30日的特斯拉人工智能日上发布原型机。资料来源：TED，Techweb，民生证券研究院图表：Tesla Bot 参数信息 参数名称 主要参数身高 1.72m体重 56kg负载 20kg最快运动速度 8km/h全身机电执行器 腿部 12个手部 12个双臂 12个颈部 2个躯干 2个核心设备 FSD计算机和自动驾驶摄像头产品用途 作为一款能完成重复性任务的人形机器人，有助于解决劳动力短缺问题。产品造价 预计20万元左右上市日期 预计9月30日原型亮相量产日期 预计最早2023年时间 事件2021/8/19 首届特斯拉 AI Day 在美国加州总部召开，Tesla Bot 概念公开，通过PPT介绍了机器人的初始参数2022/6/3 马斯克在推特上预告了人形机器人的最新消息，Tesla Bot 的名字改为擎天柱(Optimus)，并将在今年 9 月 30 日举行的特斯拉 AI day上推出 “擎天柱”（Optimus）原型机2022/6/21 马斯克在卡塔尔经济论坛上表示，特斯拉团队将推出最先进的人形机器人“擎天柱”，原型机将现身9月30日特斯拉 AI Day图表：Tesla Bot 时间线梳理资料来源：TED， Techweb，民生证券研究院证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明什么是人形机器人？形态像人、替代人工作的机器015 人形机器人是机器人内置为形体类似人类。通常，类人机器人具有躯干，头部，两条手臂和两条腿，尽管某些形式的类人机器人可能仅对身体的一部分建模，例如从腰部向上。一些类人机器人还具有设计用于复制人的面部特征（如眼睛和嘴巴）的头部。人形机器人应当能“在人工作和居住的环境工作，操作为人设计的工具和设备，与人交流”，因此，对于人形机器人而言，对机器人的基础三大要素（规划、控制和感测）对应的装置要求非常高，如对于感测（传感器），人通过半规管保持人体的平衡和方向，并通过感官和肢体的触碰确定方向，但人形机器人通过使用加速度计来测量加速度，倾斜传感器测量倾斜度，手脚上的传感器测量与环境的接触力度，位置传感器指示实际位置等等。图表：人形机器人主要部件构成资料来源：优必选官网，民生证券研究院证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明人形机器人发展到什么阶段？产业化前期016 人形机器人的研究可以追溯至15实际末的达芬奇时代，由一份“类人机器人设计草图”引发对于“人形机器人”的深度研究。21世纪以来，人形机器人的研究已经有了很显著的成就，如优必选、钢铁侠科技等公司均推出各自的产品，人形机器人涉及各领域，在不同方面发挥着作用。阶段 年份 事件初具雏形（21世纪以前） 15世纪末 “人形机器人”的研究启程1927 世界第一台人形机器人Televox诞生，不能走动，可以进行简单操作1937 世界第一个类人机器人“摩托人Elektro”诞生1961 世界第一台数字化和编程的机器人Unimate被安装在通用点击装配线上1972 世界第一台全尺寸人形机器人WABOT-1诞生1973 日本早稻田大学的加藤一郎研发出包含肢体控制系统、视觉系统和对话系统的真人大小的人形智能机器人1986 本田开发了双足机器人E0，这个双足机器人是机器人历史中一个里程碑不断探索（2000-2015年） 2000 我国第一台人形机器人“先行者”问世2006 2006年Aldebaran Robotics发布的Nao和2014年软银推出的Pepper在商用社交领域取得成功，波士顿动力是行业内的领导者2011 波士顿动力公司推出一款现代机器人PETMAN，以其自然灵活的动作而闻名2014 初代Atlas机器人正式发布，它已经能在不太平坦的道路上顺畅行走，还能在遇到不太大的冲击时保持平衡。产业化前期（2016年-至今） 2017 本田发布第三代人形机器人T-HR3，可以模仿远程操纵者动作2018 发布机器狗SpotMini，能够进行海上油田巡逻和检测2019 波士顿动力展示人形机器人Atlas已经具备相当成熟度2020 美国敏捷机器人公司成功推出第一款商业化出售的双足机器人Digit,能在无人干扰环境下自行选定搬箱子21世纪以来 优必选、钢铁侠科技等公司推出仿人机器人产品图表：人形机器人发展历程资料来源：OFweek 、民生证券研究院证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明中国人形机器人2025年仅三大服务市场规模超160亿元，前景广阔017资料来源：制造业人才发展规划指南、中国网、艾媒咨询、民生证券研究院整理 市场规模：仅制造业、社会服务业与家庭服务业三大服务市场来看，我们预计2025年我国人形机器人市场规模达161.08亿元，若考虑其余应用场景，市场规模仍有更大空间。 核心假设：人形机器人下游应用场景主要为制造业、社会服务业与家庭服务业，在其中将逐步替代人力；制造业：据人社部、工信部发布的制造业人才发展规划指南显示：中国制造业10大重点领域2021年的人才缺口超过2350万人，2025年这个数字将接近3000万人，我们预计保持平稳增长态势；社会服务业：据国务院人力资源社会保障部2021年外卖员超770万，2017-2021年CAGR为12.1%，我们预计未来几年将保持平均增速持续增长；家庭服务业：据艾媒咨询2021年家政服务从业人数为3760万人，作为朝阳行业市场需求将进一步扩张，预计未来保持稳定增长； 假设人形机器人单机为20万，随着规模量产及技术成熟，预计每年下降5%。图表：中国人形机器人市场规模测算（亿元） 2021 2022E 2023E 2024E 2025E中国制造业人才缺口（万人） 2350 2500 2650 2800 3000 中国新蓝领人员数目（外卖员+快递员）（万人） 1070 1198 1342 1503 1684 中国家政服务人员数目（万人） 3760 3988 4231 4488 4760 机器人在劳动力中渗透率 / / 1.00% 3.00% 5.00%人形机器人在机器人中渗透率 / / 0.59% 1.22% 1.89%人形机器人单价（万元） / / 20.00 19.00 18.05 三大场景中国人形机器人市场规模（亿元） / / 9.70 61.13 161.08 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明上游核心零部件迎来国产化新机遇02.8证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 工业机器人上游零部件成本占比约70%。根据中商情报网统计，工业机器人上游主要三大零部件减速器、伺服系统、控制器成本占比分别为35%/25%/10%，合计占70%左右份额，是工业机器人成本构成的重要环节。 人形机器人技术难度更高，伺服系统成本比重或增加。人形机器人核心零部件与现有的工业机器人类似，但考虑人形机器人使用场景更为复杂，对自由度、动作精度、传感性能的要求更高，我们预计人形机器人中动力系统及AI系统的比重或将增加，假设人形机器人主要成本构成为：动力系统（能源电池、传动、减速器、控制器等）占比约35%；智能AI系统（传感器、芯片等）占比约30%；结构单元（碳纤维等）占比约20%；其他部分（线束、面罩玻璃、接插件等）占比约15%。02图表：工业机器人平均生产成本构成资料来源：中商情报网，民生证券研究院 9图表：人形机器人生产成本构成假设资料来源：OFweek ，民生证券研究院预测 35%30%20%15% 动力系统智能AI系统结构单元其他上游核心零部件成本占比高，国产替代有望先行35%25%10%15% 15% 减速机伺服系统控制器本体其他证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明40% 25% 35% 15% 35%0%20%40%60% 减速器 控制器 伺服系统 本体 系统集成 成本突破是人形机器人产业化的关键要素，中国上游零部件供应链有望实现国产替代。 目前减速器、控制器、伺服系统等上游核心零部件仍然大部分依赖进口。从工业机器人的毛利率水平来看，上游核心零部件的毛利率水平较高，其中减速器及伺服系统盈利水平较高，平均水平分别为40%、35%，后续存在降本空间。 与新能源汽车相似，供应链国产化将大力推动降本。复盘特斯拉产业指数来看，特斯拉上海超级工厂的成立带动中国本土产业升级转型，特斯拉产业指数一路高升。随后的多次降价，凸显特斯拉国产供应链优势，带动特斯拉产业指数一路高升。零部件国产替代将是Tesla Bot 步入产业化阶段重要途径。0210上游核心零部件成本占比高，国产替代有望先行0500100015002000250030003500400045005000 2017-01-03 2017-02-20 2017-03-31 2017-05-16 2017-06-28 2017-08-08 2017-09-18 2017-11-03 2017-12-14 2018-01-25 2018-03-14 2018-04-26 2018-06-08 2018-07-20 2018-08-30 2018-10-18 2018-11-28 2019-01-10 2019-02-27 2019-04-10 2019-05-24 2019-07-05 2019-08-15 2019-09-26 2019-11-13 2019-12-24 2020-02-12 2020-03-24 2020-05-08 2020-06-18 2020-07-31 2020-09-10 2020-10-29 2020-12-09 2021-01-20 2021-03-09 2021-04-20 2021-06-03 2021-07-15 2021-08-25 2021-10-14 2021-11-24 2022-01-05 2022-02-22 2022-04-06 2022-05-20 2022-07-01特斯拉指数（Wind）2018年7月10日，特斯拉中国超级工厂落户上海 2019年底，特斯拉中国超级工厂正式投产降价 降价图表：国产供应链带动特斯拉产业指数高升资料来源：Wind，民生证券研究院图表：机器人产业链各环节毛利率水平对比资料来源：Ofweek机器人网，民生证券研究院证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明上游核心零部件梳理02资料来源：快科技，Youtube，民生证券研究院 11控制器：主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等谐波减速机：体积小、质量小、运动精度高、传动比大，在多关节机器人小臂、腕部、手部等部位具有优势各类传感器：视觉、力觉、触觉控制系统驱动与传动系统感知系统RV减速机：负载能力和刚度较高，耐疲劳性好，在人形机器人机身的腰、上臂、下臂等大惯量、高转矩输出关节的回转减速伺服电机：将电信号转化为机械运动，驱动机器人运动图表：人形机器人上游核心零部件结构图 人形机器人的核心构成包括：控制系统（控制器等）、驱动与传动系统（减速机、伺服电机等）、感知系统（各类传感器）证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明Tesla Bot 对应各环节市场空间测算0212 核心假设：1）核心零部件：根据特斯拉发布会披露，特斯拉Bot上预计将有40个关节，假设减速机与电机比例为1：1，对应将有40个减速器和40个电机。减速器方面，结合工业机器人手臂构造，我们假设将装配4个RV减速机、24个谐波减速机、12个行星齿轮减速机。电机方面，40个电机假设对应40个电机控制器，在手部环节假设使用空心杯方案，1只手对应3个空心杯，加上手腕等部分，假设用量为12个。假设零部件配置比例不变，价格随着生产规模化及国产供应商导入，呈逐渐下降趋势。2）订单交付：Tesla Bot 预计23年初开放预定，年底开始交付，我们预计中性情况下2023-2025年交付量为5、25、50万台。 市场空间：Tesla Bot 量产后将带动核心零部件市场规模增加，我们预计乐观情况下2025减速机增量规模为451亿元；驱动电机为338亿元；控制器为158亿元，空心杯电机为68亿元。图表：Tesla Bot 量产对应零部件市场规模预测资料来源：民生证券研究院测算 单位 2023E 2024E 2025E乐观预期减速机市场规模总计 亿元 50 238 451驱动电机市场规模 亿元 38 178 338电机控制器市场规模 亿元 18 83 158空心杯电机市场规模 亿元 8 36 68中性预期减速机市场规模总计 亿元 40 190 361驱动电机市场规模 亿元 28 134 254电机控制器市场规模 亿元 13 62 118空心杯电机市场规模 亿元 6 27 51悲观预期减速机市场规模总计 亿元 25 119 226驱动电机市场规模 亿元 19 89 169电机控制器市场规模 亿元 9 42 79空心杯电机市场规模 亿元 4 18 34 单位 2023E 2024E 2025E核心零部件环节RV减速机-单价 元 5000 4750 4513谐波减速机-单价 元 2000 1900 1805其他减速机-单价 元 1000 950 903驱动电机-单价 元 1500 1425 1354电机控制器-单价 元 700 665 632空心杯电机-单价 元 1000 950 903Tesla Bot 交付节奏乐观 万台 6 31 63中性 万台 5 25 50悲观 万台 4 19 38证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明减速机：机器人生产核心零部件 减速机是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置 。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。 精密减速机是机器人生产中拥有最高技术壁垒的零部件。根据工业园区东茂工业设备有限公司网站，减速机约占工业机器人总成本比重30-50%，是整个机器人零部件中价值量最高的零部件。工业机器人用到的减速机，主要有行星减速机、RV减速机、谐波减速机等，其中RV减速机于谐波减速机是机器人专用的减速机。与RV减速机相比，谐波减速机在人形机器人中应用更广。人形机器人的关节要比传统工业机器人的关节负载轻，且机器人对于体重和体积的控制要求也较为严格，因此体积和质量都较小的谐波减速机可能更受欢迎。0213类型 产品特征 适应领域 代表企业行星齿轮减速机 体积小、传动效率高、减速范围广、精度高，用途广泛。 起重、挖掘、运输、建筑 纽卡特谐波减速机 （机器人专用） 靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波，零部件数目少、体积小、传动比高、高精度、重量轻、承载能力较大；但动态特性抗冲击能力差 小型机器人或大型机器人末端的几个轴 绿的谐波、哈默纳克RV减速机 （机器人专用） 是旋转矢量减速机的简称，疲劳强度高、寿命长、高精度、高刚度；但是重量、外形尺寸较大 腿部、腰部、肘部 双环传动、纳博特斯克图表：常见机器人减速机资料来源：绿的谐波招股书，纳博特斯克官网，民生证券研究院1太阳轮 3行星架2齿圈 4行星齿轮5行星齿轮轴证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 人形机器人的发展需要减速机与伺服系统共同组成的驱动装置作为核心构成之一，相较于传统工业、服务机器人，人形机器人对其数量需求大幅增加，质量要求也更加严格。根据前瞻产业研究院预测，到2026年中国减速机行业市场规模可达1605亿元，保持平稳增长的态势。随着未来人形机器人产业化，减速机需求市场或将迅速扩大。 机器人行业的需求大幅增长，存量替换需求同步提升。根据GGII数据显示，2021年中国工业机器人减速器总需求量为93.11万台，同比增长78.06%。其中增量需求82.41万台，同比增长95.05%；存量替换量为10.70万台，同比增长6.57%。随着数字化进程的加快推进，机器换人将受益其中，预计未来几年减速器市场增长的确定性进一步增强，到2022年市场总需求量有望突破100万台。02资料来源：前瞻产业研究院整理，民生证券研究院 资料来源：GGII, 中商情报网，民生证券研究院 图表：2017-2022年中国工业机器人减速机需求趋势预测图图表：2021-2026年中国减速机行业市场规模预测（单位：亿元）减速机：人形机器人产业化发展将带动减速机市场规模提升141258 1321 1387 1456 1529 1605020040060080010001200140016001800 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 43.52 47.4 44.16 52.29 93.13 102.67 020406080100120020406080100120 2017 2018 2019 2020 2021 2022E增量需求（万台） 存量需求（万台）证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明02 当前全球精密减速器市场呈寡头垄断格局，行业集中度较高。其中，日本纳博特斯克是生产RV减速器的巨头，尤其是在中/重负荷工业机器人领域，纳博特斯克的RV减速器在全球市占率较高；哈默纳科则在谐波减速器领域占有优势，住友重工也同样占据一定的市场份额，全球减速器市场呈现以日本企业高度集中的局面。 目前国产替代趋势正逐步显现。绿的谐波国内市占率已超过20%，国内的技术已经开始和国外缩小差距，仅在传导效率上还需提升。伴随国产RV减速器的发展，纳博特斯克在中国的市场份额已低于全球水平，并呈下降趋势，2021年双环传动的国内市场份额仅仅次于纳博特斯克。减速机：市场集中度高，国产减速机有望获得更大市场份额15图表：2021年国内工业机器人谐波减速机竞争格局资料来源：GGII，民生证券研究院 36%25%8%7%6%4%4% 10%哈默纳科 绿的谐波 来福 新宝 同川 大族 福德 其他 图表：2021年国内工业机器人RV减速机竞争格局 53%14%5%4%4%3%3%2% 12%纳博特斯克 双环 住友 飞马 中大力德 南通振康 智同 秦川 其他资料来源：GGII，民生证券研究院 证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 伺服控制是对机器装备的精确定位、速度等运动要素进行控制的统称。伺服控制系统主要由控制器和伺服传动单元组成，通过机械零部件传导到负载端。伺服系统（或称伺服产品）通常包括伺服驱动器（指令装置）、伺服电机、伺服反馈装置（编码器）三个部分。 伺服系统多用于位置精度要求较高的行业。由于同时存在位置、速度两大反馈调节机制，相较于步进系统，伺服系统具备定位精度高、动态响应快、稳定性好等性能特点，在对位置精度要求较高的行业中得到广泛应用，目前已普遍应用于机床工具、纺织机械、电子制造设备、医疗设备、印刷机械及各种专用设备等。图表：伺服系统结构组成及工作原理资料来源：工控网，民生证券研究院图表：伺服控制系统各部分的功能描述资料来源：工控网，民生证券研究院组成部分 功能描述 主要产品运动控制器 伺服系统的控制单元，通过算法完成整个运动控制的逻辑计算及控制功能 通用运动控制：PLC或运动控制卡;专用运动控制：包括数控机床专用的CNC控制器，及塑机专用控制器等伺服驱动器 是驱动伺服电机运转的传动单元，根据控制指令变化自身电流、功率等，完成能量转化 包括交流伺服驱动，直流伺服驱动等伺服电机 根据驱动器传过来的电能，精确完成角度、速度的旋转 包括交流同步伺服电机，交流异步伺服电机，直流电机等。交流永磁同步电机是主流检测反馈元件 检测电机的速度和位移，反馈给驱动器；检测负载情况，反馈给控制器。实现闭环控制 编码器：装在伺服电机里；位移传感器，机器视觉，触觉检测等：装在负载端，检测实际实现效果机械传动与执行 将电机旋转转换成动能，传递到机器实现其速度、位移变化的效果 减速机，丝杆，导轨等4.216伺服系统：多用于位置精度要求较高的行业02证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明02图表：伺服系统市场空间（亿元）资料来源：MIR，民生证券研究院 我国伺服系统处于市场成长期，2025年市场规模可达300亿元。近年来我国伺服市场规模不断增大，2020年国内伺服市场规模达到了164.4亿元。伴随产业升级，设备加工精度的要求提升，数控机床、纺织机械、包装机械、电子制造设备、塑料机械等领域的需求持续增长，将为伺服系统产品创造较大的市场成长空间。根据MIR睿工业预测，伺服系统市场规模未来将，2025年中国伺服市场规模将接近300亿元。 根据MIR统计，2021年中国伺服电机下游应用广泛，其中在机床，尤其是数控机床领域应用最多，占比为20.4%。其次分别为电子制造设备、包装机械、纺织机械、机器人、塑料机械、医疗机械及食品机械，占比分别为16.5%、12.6%、12.1%、8.7%、8.2%、3.6%及2.3%。伺服系统：新兴行业需求高涨，进口替代已加速17-10%-5%0%5%10%15%20%050100150200250300350 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E市场规模 增速 20.40%16.50%12.60%12.10%8.70%8.20%3.60%2.30% 15.60% 机床电子制造设备包装机械纺织机械机器人塑料机械医疗器械食品器械其他图表：2021年中国伺服电机下游应用情况资料来源：MIR，民生证券研究院证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 2021年伺服市场国外品牌占比近70%，国产进口替代空间广阔。根据前瞻产业研究院数据，日本和欧美企业借助产品质量与稳定性优势，目前仍占据国内伺服市场主体，分别占国内伺服系统市场的50%和18%，国产伺服系统在市场上的比重约为20%。但近几年国产品牌伺服系统发展迅速，以汇川技术、埃斯顿为代表的厂商获得了一定的市场认可。国产伺服系统厂商为中小型制造加工企业提供了价格低廉的伺服产品与快捷迅速的售后服务，叠加不断提升的技术水平，满足了经济型企业用户的需求。0218伺服系统：新兴行业需求高涨，进口替代已加速类别 份额 代表厂商 优势 细分市场日系 50% 松下、三菱电机、安川、三洋、富士 技术和性能水平比较符合中国用户的需求，以良好的性价比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源 小型中低端OEM市场，安川在中型伺服领先，在机床、电梯、起重、电子等行业有广泛应用欧美 18% 西门子、伦茨、博世力士乐、施耐德 大型机械大功率应用领域优势明显 高端，尤其是数控系统在机床台湾 12% 台达 技术水准和价格水平居于进口中端产品和内地品牌之间 中低端本土 20% 汇川技术、埃斯顿、鸣志电器、信捷电气等 价格低廉的伺服产品与快捷迅速的售后服务，近年来技术水平有所提升 中小型制造加工企业资料来源：MIR，前瞻产业研究院，民生证券研究院图表：2021年伺服市场仍以国外品牌为主证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 无刷电机相较于有刷电机拥有多重优势。无刷电机的概念是相对于有刷电机而言的，不同于有刷电机定子转子和电刷的结构及通过旋转磁场获得转动力矩从而输出动能的方式，无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品，采取电子换向，线圈不动，磁极旋转，一般通过霍尔元件，感知永磁体磁极的位置，适时切换线圈中电流的方向，相较于有刷电机，无刷电机在单位质量转矩、单位功率转矩、电噪声和使用寿命等方面有一系列优势，有效解决有刷电机在使用过程中的一系列痛点。4.3无刷电机：未来世界的风火轮图表：无刷电机相较于有刷电机具有多重优势资料来源：鸣志电器公告，民生证券研究院项目 有刷电机 无刷电机单位质量转矩 较小 较大单位功率转矩 较小 较大电噪音 大 小使用寿命 较小 较长电火花 换向产生火花 无EMI（电磁辐射） 较多 较少RPM（每分钟转速） 低 高1902证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 无刷电机主要面向智能化和高精尖行业，是未来高端领域的“风火轮”。无刷直流电机由于具有与其他电机相比较高转速，且低维护和长寿命的优势，通常被使用在控制要求比较高，转速比较高的设备上，如航模，精密仪器仪表、医疗设备、智能机器人等智能化和高精尖行业中，由于这些行业对电机价格敏感度较低，而对于电机相关性能和特点具有较高的要求，因此无刷电机未来将持续广泛地应用在这些行业中。 图表：无刷电机与其他电机产品特点比较资料来源：鸣志电器官网，民生证券研究院项目 AC电机 通用型电机 有刷直流电机 无刷直流电机 步进电机马达 伺服电机单组 三组（同步） AC伺服 DC伺服电源种类 AC AC/DC DC DC（含驱动器）/驱动器 驱动器 驱动器 驱动器效率 40%-60% 70%-80% 50%-60% 60%-80% 80%以上 60%-70% 50%-80% 60%-80%尺寸（相同功率） 大 中-大 大 小 小 中 小-中 小尺寸 小 小 大 大 小 中 小-中 大速度范围 较窄 较广 中 较广 较广 较广 中 较窄灵敏度 低 低 一般 一般 一般 高寿命 长 短 短 长 长 短价格 低 一般 低 低 一般-高 一般 高用途举例 洗衣机送风机吸尘器泵 压缩机洗碗机洗衣机 吸尘器电动工具榨汁机 电动玩具电动工具车载电装品小型家电 空调、航空、精密仪器仪表、洗碗机、工业机器人、小型家电 机器人小型家电空调设备 传送带机器人机床 打印机绘图机机床判定 重视成本 使用领域较广 重视成本 重视成本 重视效率使用领域较广 使用领域较广 重视性能4.320无刷电机：未来世界的风火轮02证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 工业机器人和服务机器人近年来皆呈现年销量显著上涨趋势。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。近年来快速发展，2021年全球工业机器人销量达48.68万台，同比+27%；而随着智能家居和智能生活理念的发展，个人/家庭机器人近年来也呈现显著销量增长趋势，2018年全球个人/家庭服务机器人销量近百万台，8年复合增长率超20%。 无刷电机在工业机器人和服务机器人皆有应用。从无刷电机在机器人中的应用来看，无论是工业机器人还是服务机器人，目前无刷电机在其中皆有所应用，工业机器人中，移动搬运机器人（AGV）目前已广泛用到无刷电机；而在服务机器人中，诸如扫地机器人等家庭作业机器人，无刷电机也深入渗透。无刷电机：机器人需求提供增量图表：工业机器人销量变化（台）资料来源：Wind，民生证券研究院图表：个人/家庭服务机器人销量变化（台）资料来源：Wind，民生证券研究院 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0 2,000,000 4,000,000 6,000,000 8,000,000 10,000,000 12,000,000 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018个人/家庭服务机器人 YoY2102-100%-50%0%50%100%150%0100000200000300000400000500000600000 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021工业机器人 yoy证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明图表：AGV机器人结构示意图资料来源：阿特博软件官网，民生证券研究院 无刷电机为AGV提供了最大化综合性能的保障。AGV(Automated Guided Vehicle)，用于工业生产活动中，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能，活动区域并未铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制，是现代物流和工厂运输系统中的重要部分，随着物流的发展，需求持续扩大；而无刷电机由于自身调速性能优，运行可靠和易于维护等特点得到青睐，目前的AGV厂商大多采用无刷直流电机作为驱动轮电机，形成差速式驱动，对于定位精度要求较高的产品采用无刷直流伺服电机（配有编码器）。 扫地机器人核心部件为无刷电机。在电机的选型上，考虑到成本，扫地机器人的驱动电机和边刷电机可以选择采用无刷电机或有刷电机，且多用有刷电机。但对于主要负责吸尘的核心部件滚刷组件，为了提高真空吸力，加强清洁效果，厂商更多地采用无刷驱动和无刷电机。图表：扫地机器人结构示意图资料来源：科沃斯官网，民生证券研究院4.322无刷电机：机器人需求提供增量02证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明图表：公司呼吸机用无刷电机资料来源：公司官网，民生证券研究院 医疗设备对可靠性、精确度要求更高，有刷电机已不能满足需求。随着全球医疗技术水平的发展，医疗器械的可靠性和精确度要求亦日益严苛。如骨科医疗器械由于手术的需要，要求其动力系统能在较宽的范围连续变速，以适应铣缝、钻孔、锯等种场合的要求，但是由于有刷电机固有的电刷存在，致使手术前无法消毒，且寿命短，维护成本高，在可靠性和精确性上已不能满足新需求。无刷电机作为驱动系统，拥有相较于有刷电机低噪音、宽范围调速、体积小、寿命长等特点，完美适应医疗设备严苛要求，目前已越来越多地被运用在医疗设备领域。 随着全球人口自然增长，人口老龄化程度提高，医疗健康行业消费需求提升，带动全球医疗器械市场持续增长。根据华经市场研究中心统计及预测数据，2019年全球医疗器械市场销售额为4465亿美元，处于稳步增长状态，疫情以来，以呼吸机为代表的一系列医疗设备需求出现爆炸式增长。这一外部冲击对整个医疗器械行业产生了广泛而深远的影响，未来医疗器械行业将呈现持续繁荣的景象。图：2015-2024E全球医疗器械市场规模及预测资料来源：华经市场研究中心，民生证券研究院无刷电机：医疗设备刚性需求稳步增长0%2%4%6%8%0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2市场规模（亿美元）2302证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 无刷电机行业空间广阔，未来几年CAGR可达20%。在智能化产品迅猛发展的背景下，无刷电机价值被逐渐认知，并广泛运用在机器人、医疗器械等行业的智能化相关产品中，以中国为代表的发展中国家由于在近年来大力发展智能化产业，广泛运用无刷电机。根据前瞻产业研究院预测，2023年无刷电器中国市场销售规模将达到近700亿元，未来数年复合增长率将维持在20%左右。无刷电机：空间广阔，市场规模有望快速增长图表：全球专业服务机器人销量近年来迅猛发展（台）资料来源：Wind，民生证券研究院图表：中国无刷电机市场预测资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 0%20%40%01002003004005006007008002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 20182019E2020E2021E2022E2023E销售规模（亿元） YoY2402证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明3图表：全球无刷电机市场竞争格局资料来源：Fact.MR，民生证券研究院 欧美日无刷电机厂商主导全球市场。在无刷电机领域，以欧美日地区为主的无刷电机厂商主导着全球市场。以施耐德、西门子和ABB为首的全球性厂商，由于在无刷电机方面具有先发优势，因此占据一定的主导地位；而以美国厂商Ametek和Regal Beliot、德国标立、日本Nidec等公司在电机和驱动行业深耕多年，产品也广泛被运用在欧美日等国家和地区。 中国无刷电机厂商众多，但形成一定规模的较少。目前以鸣志电器、德昌电机的无刷产品为主，通过高性价比的无刷电机打入全球市场，认可度不断提升，无刷电机业务有望进入快速成长阶段。无刷电机：外资主导市场，优质内资正加速追赶2502证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明工控景气度修复，中长期成长逻辑稳健03.26证券研究报告 * 请务必阅读最后一页免责声明 工业企业投资的逻辑：PMI - 工业企业利润 - 存货。经济景气向上的时候，PMI 走强，随后产成品价格 PPI 上涨，带动企业盈利修复，工业企业利润修复会拉动相关生产和主动补库存的过程，当生产供不应求、企业盈利状况持续改善时候，企业会加大资本开支，反映为制造业投资增速上行，对上游工控自动化产品需求提升。03资料来源：民生证券研究院 图表：工业企业景气传导逻辑 行业景气度现状：景气度指标向上修复，工控下游需求逐步回暖工控行业景气度指标有所修复，中长期成长逻辑稳健27PMI PPI 工业企业:利润总额
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