【东吴证券】人形机器人行业跟踪报告:国内外人形机器人催化不断,如何把握2024年板块投资机会?.pdf

2024-03-15
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一、人形机器人行业复盘与投资机会总结

人形机器人板块行情复盘


人形机器人行情复盘:复盘2021年以来的人形机器人指数走势,可以看出人形机器人行业一共迎来四次大涨行 情。第一次大涨发生于21年马斯克在AI Day上公布人形机器人设计方案,累计涨幅约30%(21年3月至8月)。第 二次大涨发生于22年5月至8月,主要系为特斯拉AI Day预热,累计涨幅约70%。22年9月由于Optimus首次亮相此 前已有预期,且首次亮相产品低于市场预期,市场迎来较大幅度回调。第三次人形机器人行情来自于AI催化, GPT、RT-1、PaLM-E等大模型发布打通人形机器人迈向智能的重要一步,23年初至4月累计涨幅20%。第四次人 形机器人行情主要来自于Optimus升级迭代,在行动能力和拟人化程度上的升级带动相应板块上涨。


人形机器人赛道具有6个零部件板块,分别为执行器(三花智控、拓普集团)、电机(鸣志电器、步科 股份)、灵巧手(鸣志电器)、减速器(绿的谐波、双环传动、中大力德)、传感器(东华测试、柯 力传感、凌云股份、汉威科技)、丝杠(华辰装备、秦川机床、日发精机、浙海德曼、沃尔德),我 们分别将这6个细分赛道2021年1月至今的涨跌幅与人形机器人板块涨跌幅对比分析。


灵巧手板块累计涨幅最高,鸣志电器为最受益公司。以鸣志电器为核心标的的灵巧手板块具备高壁垒+ 稀缺性特点,最高涨幅达到400%;其次为电机板块,受鸣志电器拉动,电机板块平均最高涨幅达到 200%,但电机的壁垒相对较低,且竞争格局分散,若剔除鸣志电器,板块表现一般;减速器、丝杠、 传感器及执行器四个板块表现类似,但板块行情发生的时间有所差异。


分阶段来看,市场的选股逻辑逐渐往高壁垒&预期差方向演化。在人形机器人板块行情初始之时(22 年7月)市场对各个细分赛道的壁垒认知还不充分,从价值量占比&确定性两个角度进行选股,率先反 映的是执行器板块,其次则是电机、减速器;其次行业逐渐开始蔓延到灵巧手、传感器这两个壁垒较 高的板块;23年下半年行情逐渐蔓延至设备(丝杠)。


国内外人形机器人行业布局梳理——特斯拉


特斯拉Optimus快速迭代,催化不断。自2022年特斯拉AI Day发布以来,特斯拉四次更新擎天 柱升级迭代视频,每次迭代都往更智能&更拟人的方向进步。最新视频发布于2月24日,相比于 前一次视频,此次擎天柱走路步伐更加稳健&更加拟人化,机械感大幅降低。行走速度约为0.6 米/秒,与12月份的视频相比,速度提高了30%。最新版本擎天柱的前庭系统、脚部轨迹,以及 地面接触逻辑得到了改进,行动更加自然。从过往视频的发布时间可以看出,Optimus的迭代间 隔时间越来越短,拟人化程度越来越高,有望逐步进入定点、量产阶段。


国内外人形机器人行业布局梳理——国内企业


国内人形机器人进展:人形机器人产业以美日企业牵头,国内企业顺势而上加速追赶,小米、 小鹏、傅里叶等公司都在积极探索和布局人形机器人领域,产品方案各具特色。同时,随着政 策的不断出台和资本的持续涌入,人形机器人产业链也将不断完善和壮大,将加速人形机器人 在商业、家庭、工业等不同场景下的应用落地。


国内外人形机器人行业布局梳理——AI巨头入局


AI将赋予人形机器人通用属性,AI科技巨头入局加速商业化进程落地。人形机器人的运行由感知、控制、执 行三大模块构成,控制模块是人形机器人的“大脑”,是决定人形机器人是否可以商业化落地的关键,算法 和AI大模型则是控制模块的核心。不同于工业机器人在特定场景下的应用,人形机器人商业化落地的关键在 于其通用性,因此控制技术的复杂性就开始指数级倍增,一方面需要强大的数据建模,另一方面需要对语言 和指令有强大的理解力。AI大模型的突破解决了人形机器人的控制难题,帮助人形机器人实现真正的具身智 能。


在具身智能浪潮下,AI科技巨头纷纷入局人形机器人。如亚马逊创始人贝索斯、英伟达和其他大型科技公司 纷纷宣布投资人形机器人初创企业Figure,该公司正在进行一轮约为 6.75 亿美元的融资。贝索斯此次向Figure 注入1亿美元,英伟达和亚马逊或将各投资5000万美元,积极探索将“人形机器人”作为AI技术落地的新机 遇。从官方公布的技术方案来看,Figure 01仅需通过人类示范的演示视频,再加上10小时端到端的训练,就 能学会视频里的操作技巧,然后完全自主完成任务。在落地测试场景上,Figure 01已与宝马斯巴坦堡的工厂 合作,进行首批人形机器人试点。


市场空间:汽车工厂为最先落地的应用场景


人形机器人将率先落地于汽车工厂:国内外主流人形机器人厂商的落地场景均为汽车工业,特斯拉的 人形机器人将首先放在特斯拉汽车工厂应用,优必选Walker S已经进入蔚来汽车工厂,英伟达投资的 Figure AI今年也会将产品放进宝马工厂进行实训。我们认为短期内人形机器人将首先在汽车工厂实现 商业化落地,一方面系汽车工厂同时具备规模大和标准化程度高的特点,赋予人形机器人实训的条件, 另一方面汽车产业的自动驾驶、传感器、机器视觉等方面的技术与人形机器人具有共通性,车厂和人 形机器人厂商的深度合作可以发挥二者的协同效应。


二、丝杠及丝杠设备:高壁垒的成长赛道,受益于 自主可控&人形机器人未来发展

人形机器人打开行星滚柱丝杠长期市场空间


根据我们测算,至2035年人形机器人用行星滚柱丝杠市场空间可达930亿元,远期空间广阔 ,测算假设如下: (1)人形机器人销量:我们假设远期至2035年,人形机器人销量可达1000万台; (2)单台人形机器人线性执行器用量:按照特斯拉Optimus设计,一台人形机器人使用12个线 性执行器; (3)线性执行器单价:假设单价每年下降10%,至2035年下降至1550元/套; (4)行星滚柱丝杠占线性执行器成本比重:假设稳定在50%。


【恒立液压】国产液压传动龙头,布局丝杠导轨扩大传动覆盖面


定增项目加码滚珠丝杠产品线,公司未来发展战略布局。2021年9月,恒立液压发布定向增发 项目,拟定增募集资金总额50亿元,主要用于墨西哥项目、线性驱动器项目、国际研发中心项目 、通用液压泵技改项目、超大重型油缸项目和补充流动资金。其中,线性驱动器项目主要聚焦于 电动缸和滚珠丝杠设备研发,电动缸是液压缸和气动缸的升级产品,具有性能可靠、动作灵敏特 点,而滚珠丝杠是电动缸的关键零部件,也是公司未来重点开拓市场之一。项目达产后,预计产 能标准滚珠丝杠电动缸10.4万根。重载滚珠丝杠电动缸4500根、行星滚柱丝杠电动缸750根,并具 备10万米标准滚珠丝杠和10万米重载滚珠丝杠的生产能力。


【北特科技】底盘零部件细分市场隐形冠军


公司主要业务包括底盘零部件业务、铝合金轻量化业务和空调压缩机业务。公司深耕汽车底盘领域二十载,在 国内转向器齿条以及减震器活塞杆细分行业内领先,连续多年保持细分市场主导地位,拥有较强的品牌影响力 。2022 年度转向器类零部件销售2733万件,其中齿条产品销量占齿条市场份额 50%以上;减震器类零部件销 售 4,215.13 万件,占减震器活塞杆市场份额 45%以上。公司空调压缩机产品广泛应用于重型卡车、轻微型卡车 、工程车、客车等商用车以及新能源汽车等领域的主机厂配套,近年来一直在商用车领域保持领先地位。2022 年公司空调压缩机产品销售105万台,其中应用于商用车85万台,占商用车市场份额 25%以上。


人形机器人催生大量丝杠需求,高精度磨床同样受益


远期来看,人形机器人若迅速放量有望催生大量丝杠需求,因此高精度磨床作为关键生产设备 同样受益。根据我们测算,中性假设下,至2030年人形机器人行星滚柱丝杠用磨床市场空间可 达50亿元,远期空间广阔。关键假设如下: 1)人形机器人产量:悲观/中性/乐观假设下2030年人形机器人产量分别为50/100/300万台 。2)单台磨床制作行星滚柱丝杠用时:悲观/中性/乐观假设下分别为1.2/1/0.8小时/根。


【日发精机】国产高端轴承磨领域龙头


地缘政治影响短期业绩,切入丝杠导轨磨领域打开成长空间: 2021年来尽管受到疫情的影响,但公司收入端基本保持稳定,2023Q1-Q3受制造业景气度下滑影响收入 端同比-4.6%。利润端受地缘政治影响较大,Airwork公司飞机被扣留导致出现大额的资产减值损失。凭 借在轴承磨领域的经验积累,公司切入丝杆导轨磨领域,目前已处于客户验证的关键时期,有望打开公 司长期成长空间。


三、传感器:制造之基石,充分受益于机器人自动化 产业趋势

中性假设下,预计至2030年人形机器人用力传感器市场有望达125亿元


悲观/中性/乐观假设下,我们预计至2030年人形机器人用力传感器市场空间分别为70/125/219亿元, 其中中性假设下六维力传感器空间可达80亿元,测算假设如下: 1)人形机器人产量:悲观/中性/乐观假设下2030年人形机器人产量分别为50/100/300万台。 2)人形机器人力传感器用量:六维力传感器主要用于手腕和脚腕关节处,因此我们假设三种情形下用 量均为4个;三维力传感器主要用于全身关节,用量视机器人灵活度需求,因此悲观/中性/乐观假设下 我们预计用量分别为2/4/6个;一维力传感器主要用于全身关节和手部电子皮肤,用量取决于机器人灵 活度需求,因此悲观/中性/乐观假设下我们预计用量分别为8/10/15个。 3)力传感器价值量:悲观假设下六维/三维/一维力传感器的价值量分别为2500/800/300元/台,中性假设 下六维/三维/一维力传感器的价值量分别为2000/500/250元/台,乐观假设下六维/三维/一维力传感器的 价值量分别为1000/300/100元/台。


报告节选:








(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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