特斯拉人形产业链上的“卖铲人”

摘要:特斯拉人形机器人 Optimus 的量产计划备受瞩目,马斯克曾给出了明确的时间节点,预计在 2025 年年初进行小批量生产,率先在特斯拉内部使用;到当年年底,特斯拉工厂将应用数千台 Optimus;而在 2026 年,特斯拉会大幅度提高 Optimus 产量,

特斯拉人形机器人 Optimus 的量产计划备受瞩目,马斯克曾给出了明确的时间节点,预计在 2025 年年初进行小批量生产,率先在特斯拉内部使用;到当年年底,特斯拉工厂将应用数千台 Optimus;而在 2026 年,特斯拉会大幅度提高 Optimus 产量,并开始向外部出售。从更长远来看,特斯拉对其市场规模有着宏大的愿景,目标是年产 10 亿台,占据市场 10% 以上份额,其成本控制在 1 万美元左右,售价预计 2 万美元,有望带来 25 - 30 万亿美元的市场。

不仅特斯拉自身信心满满,机构也对人形机器人的远期市场规模进行了诸多预测。比如有机构预计到 2030 年全球人形机器人市场规模可达数百亿美元;根据特斯拉官方微信公众号 2022 年 10 月 1 日发布的文章,其机器人预计将在 3 - 5 年(大约 2025 - 2028 年)内交付,产量将达到数百万台,对应市场规模可达数百亿美元。而在国内市场,2024 年首届中国人形机器人产业大会上发布的《人形机器人产业研究报告》预测,2024 年中国人形机器人市场规模将达约 27.6 亿元,2026 年达到 104.71 亿元,2029 年达到 750 亿元,将占世界总量的 32.7%,比例位居世界第一,到 2035 年有望达到 3000 亿元规模。由此可见,特斯拉人形机器人在全球市场中展现出了巨大的潜力,未来有望在诸多领域得到广泛应用,成为极具影响力的新兴产业力量。

特斯拉人形机器人从最初概念机发布至今,在技术方面实现了快速的迭代发展。2021 年 8 月 20 日的 AI Day 上,特斯拉首次展示了名叫 Tesla Bot 的人形机器人概念,当时它更多是一种设想,集成了如 FSD、车载计算机、Autopilot 摄像头和 40 个微型电机等技术,头部安装用于导航的摄影机,手部可以执行宛如人类手部程度的动作等。

经过一年的时间,2022 年 9 月 30 日,首款人形机器人原型机 “擎天柱”(Optimus Gen - 1)在 AI Day 上正式亮相,现场演示了行走打招呼等,视频演示还展示了办公室浇植、工厂拿取结构件、识别周围物体渲染图等能力,其搭载 2.3kWh 容量电池,采用集成式设计,可提供 52V 电压,全身有 28 个关节,整个身体的自由度超过 200 个,手掌设计部分通过六个致动器完成 11 个角度的自由动作,并能够举起超过 20 磅的物体,还针对每个关节所需的力量 / 扭矩进行了仿真建模,研发了 6 种专用电机,采用与特斯拉汽车电机同源的滚珠电机技术,实现各个关节的旋转和直线运动控制。

到了 2023 年,其技术进步更加明显。5 月的股东大会上,Optimus 已能够实现物品分类等更复杂的任务;12 月,Optimus Gen - 2 视频发布,Gen - 2 实现了更为灵活的行走,能轻松拿捏鸡蛋并实现左右手的转移等更为精细化的动作。在电机控制方面,力度控制更加精确灵敏;在环境探测上,不仅可以看路,亦会记路,能利用计算机上运行的神经网络避开人和障碍物,同时捕捉特定环境下的视觉线索,多个机器人还能共同构建对周围环境的共同理解来进行视觉导航;手部操作上,从一个容器中拾起物体,并将它放入第二个容器等能力也已具备,并且可以对人类的抓取物品动作进行识别学习复制。

如今,人形机器人 Optimus 还在持续进化,比如具备通过观察视频学习新技能的能力,向机器人展示一个任务,它就能通过观看学习并执行,无需传统编程,还可以在非平坦地形行走、爬楼梯,甚至能自主导航至充电站充电,自主互动方面也能对不安全行为做出反应,并根据要求分发不同的物品。总之,特斯拉人形机器人在技术上不断迭代,正一步步朝着更智能、更灵活、更实用的方向迈进,展现出了强大的发展态势。

人工智能是未来发展的方向,三花智控已对机器人机电执行器方面展开持续研究和产品开发工作,并已与客户建立合作,具备先发优势。该公司主要聚焦机电执行器,能够凭借自身优势,全方位配合客户产品研发、试制、调整,设计出满足仿生机器人需求的机电执行器产品。同时,以配合客户量产为目标,三花智控也在积极筹划机电执行器海外生产布局。此前,其与杭州钱塘新区管理委员会签订了《三花智控未来产业中心项目投资协议书》,该项目由两个子项目组成,计划总投资不低于 50 亿元。目前,三花智控已成为法雷奥、大众、奔驰、宝马、沃尔沃、丰田、通用、吉利、比亚迪、上汽、蔚来等诸多客户的合作伙伴,其在特斯拉人形机器人供应体系中的影响力有望随着新基地投入等进一步提升。

拓普集团在电机自主研发和整合方面能力突出,其具备永磁伺服电机、无框电机等各类电机的自研能力,也有着整合电机、减速机构、控制器的经验,还具备精密机械加工能力以及各类研发资源及测试资源的协同能力等。2024 年 1 月,拓普集团披露《关于签署机器人电驱系统研发生产基地项目投资协议的公告》,拟投资 50 亿元人民币,规划用地 300 亩,在宁波经济技术开发区建设机器人核心部件生产基地,主要进行机器人电驱系统的研发生产及销售,后期还将逐步拓展其他机器人部件业务。目前,拓普集团已研发出机器人直线执行器和旋转执行器等产品,并已多次向客户送样,按照其规划,自 2024 年一季度开始推动机器人相关产品进入量产爬坡阶段,初始订单为每周 100 台,后续完成 4 套生产线的安装调试后,目标形成年产 10 万台的一期产能,并逐步将年产能提升至百万台,这使其具备成为特斯拉零件供应商的较大可能性。

绿的谐波是谐波减速器领域的龙头企业,有着诸多技术优势。它通过自主创新和研发,发展完善了新一代谐波啮合 “P 齿形” 设计理论体系、新一代三次谐波技术、机电耦合技术等核心技术,首创三次谐波减速器,打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域的垄断,拓宽了自身技术护城河。该公司每年研发费用率基本在 10% 以上,持续的高研发投入保证了技术的不断进步和创新,以满足市场对高精度、高性能谐波减速器的需求。从产能来看,上市前其谐波减速器年产能约为 9 万台,首次公开募股拟投资新增 50 万台减速器产能,2023 年已经达产,并且还计划建设 100 万台新一代应用三次谐波技术的谐波减速器及 20 万台电机一体化产品项目,产能规模不断扩大。在市场份额方面,绿的谐波在国内谐波减速器市场中占比较高,超过 25%,是国内减速器第一大厂,产品不仅在国内市场广泛应用,还出口到海外市场,具有较强竞争力。此外,绿的谐波与三花智控存在合作,随着人形机器人量产浪潮的推进,绿的谐波有望从中充分受益。

中大力德专注于减速器、减速电机等核心零部件的研发生产,建立了较为全面的产品体系,形成了减速器、电机、驱动器一体化业务平台,是国内稀缺的同时具备行星减速器、谐波减速器和 RV 减速器生产能力的公司,具有深厚的生产研发经验和充足的产能。其精密减速器产品覆盖行星减速器、RV 减速器、谐波减速器,这三类减速器各具特点,比如行星减速器具备扭矩大、传动效率高等特点,但精度相对较低、单级减速比低、多级重量体积大;RV 减速器具备扭矩大、高负载、高刚度等特点,但结构复杂、体积大、成本高;谐波减速器具备传动精度高、结构简单、重量和体积小等特点,但不耐冲击、输出扭矩相对较小。在国内厂商中,中大力德的行星减速器和 RV 减速器市场占有率都在前五名,其谐波减速器业务也在稳步推进。该公司针对人形机器人不同部位提供相应的减速器产品,例如谐波减速器更适用于对体积、轻量化和精度有要求的场合,适合面向工业场景和服务场景的人形机器人上肢关节;行星减速器适用于更看重运动能力的、对精度要求较低的人形机器人下肢关节等。按照规划,其谐波减速器出货量也将随着产业发展逐步提升,助力人形机器人产业发展。

在人形机器人减速器领域,还有不少其他企业也在积极布局并推进相关业务。例如斯菱股份等,斯菱股份设立了专门的事业部聚焦减速器相关产品在人形机器人方面的研发与应用,还投资建设相关项目,为人形机器人减速器的量产做准备,不断在提升产品性能、优化生产工艺等方面发力,以更好地契合人形机器人对于减速器的高精度、高可靠性等要求,从而在人形机器人产业快速发展的浪潮中占据一席之地,推动整个行业的发展。

北特科技等企业在丝杠方面有着积极的布局,为人形机器人提供高质量丝杠产品付出诸多努力。以北特科技为例,其扎根汽车底盘零部件行业 20 多年,研发团队在相应的精密车加工、磨加工、原材料调质、表面热处理、探伤、校直等环节,形成了一套专业性高、体系性强的工艺流程和生产方案,所积累的生产工艺与机器人用行星滚柱丝杠产品的生产工艺有较高的同源性,这使其切入机器人相关领域具备天然优势。2024 年 10 月,北特科技公告与江苏昆山经济技术开发区管理委员会签订《投资协议》,拟在江苏昆山经济技术开发区总投资 18.5 亿元,建设行星滚柱丝杠研发生产基地项目,分两期建设,旨在将公司布局的机器人相关技术和产品落地并实现商业化、规模化生产。此外,像贝斯特等企业同样在丝杠研发生产上不断深耕,力求提升丝杠的精度、强度等关键性能指标,因为丝杠在人形机器人中发挥着重要作用,例如行星滚柱丝杠作为人形机器人 “四肢” 部分直线执行器的关键精密传动零部件,对人形机器人的运动控制等有着不可或缺的影响,这些企业的布局和发展也将助力人形机器人产业的进一步完善。

柯力传感、芯动联科等传感器企业凭借着先进的技术,为人形机器人赋予了关键的感知能力。这些企业研发的传感器能够精准地捕捉外界环境信息,比如力的大小、方向,物体的位置、距离,还有光线、温度等多方面的变化,使得人形机器人可以像人类一样感知周围的世界,进而做出相应的反应。例如在人形机器人的行走过程中,传感器能实时探测路况,帮助机器人避开障碍物、选择合适的行走路径;在操作物体时,能感知力度,实现精准的抓取、放置等动作。传感器在整个人形机器人的运作中至关重要,是保障人形机器人能够灵活、安全、高效地执行各种任务的基础,它们的不断创新和发展也将推动人形机器人朝着更智能的方向迈进。

鸣志电器、兆威机电等企业在电机和灵巧手方面取得了诸多创新成果,为人形机器人赋予强大动力与灵活操作能力。鸣志电器在电机研发上不断深耕,其产品在精度控制、扭矩输出等方面有着出色表现,能够精准地驱动人形机器人的各个关节运动,实现多样化的动作姿态,无论是平稳的行走,还是复杂的肢体动作模拟,都离不开高质量电机的支持。而在灵巧手方面,这些企业通过精巧的设计和先进的制造工艺,打造出与人手操作灵活性相近的机器人灵巧手,能够完成诸如抓取不同形状、大小物体,进行精细操作等任务,极大地提升了人形机器人在实际应用场景中的实用性和适应性,使其可以在诸如工业生产、服务行业等众多领域发挥更大的作用。

步科股份、江苏雷利等设备领域企业为人形机器人生产制造提供了重要的设备支持,对保障人形机器人量产有着重大意义。步科股份的相关设备在自动化生产、精密装配等环节有着出色的性能表现,能够有效提高人形机器人零部件生产的效率和质量,确保各个零部件符合严格的标准要求。江苏雷利同样凭借自身优势,提供的设备可以助力人形机器人的组装、调试等流程更加顺畅、精准,降低生产过程中的误差率,提升整体生产的稳定性。这些设备的应用,为人形机器人能够实现大规模、高质量的量产奠定了坚实基础,促进人形机器人产业从研发走向批量生产,进而推向更广阔的市场应用空间。

随着特斯拉人形机器人的不断发展以及整个行业的日益兴起,产业链上的 “卖铲人” 企业正迎来诸多机遇。

在市场拓展方面,特斯拉人形机器人预计的量产规模十分可观,机构预计其在 2024 年能实现 1000 - 1500 台左右的产量,2025 年实现 1 万台产量,后续更是有着宏大的市场愿景。像三花智控,已与众多知名车企建立了合作关系,凭借在机器人机电执行器方面的持续研究和产品开发,具备先发优势,随着特斯拉人形机器人产业的发展,其有望凭借自身实力进一步拓展在机器人领域的市场份额,尤其是在进入特斯拉人形机器人供应体系的确定性不断增强的情况下,未来有望借助特斯拉的影响力打开更广阔的市场空间。拓普集团同样如此,其在电机自主研发和整合等方面能力突出,随着机器人电驱系统研发生产基地项目的推进,一旦成为特斯拉 Optimus 人形机器人的零件供应商,市场范围将从现有的汽车相关领域进一步拓展到机器人零部件供应领域,迎来新的业务增长点。

技术应用上,“卖铲人” 企业可以将过往积累的相关技术应用到人形机器人领域,并在此基础上不断迭代创新。例如绿的谐波,原本就在谐波减速器领域有着深厚的技术积累,首创的三次谐波减速器打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域的垄断,其谐波传动技术可以很好地应用在人形机器人关节等部位,为人形机器人的灵活运动提供关键支持,并且随着人形机器人对高精度、高性能谐波减速器需求的增长,企业还能通过持续研发投入进一步优化技术应用。北特科技扎根汽车底盘零部件行业 20 多年,积累的生产工艺与人形机器人用行星滚柱丝杠产品的生产工艺有较高同源性,这使其能顺利切入机器人相关领域,将原有技术优势转化为在人形机器人丝杠产品上的竞争力,助力人形机器人运动控制等关键环节。

品牌提升层面,能够参与到特斯拉人形机器人产业链中,对于这些 “卖铲人” 企业来说本身就是一种品牌背书。比如柯力传感等传感器企业,凭借着为特斯拉人形机器人提供精准感知能力的传感器产品,在行业内的知名度和影响力会得到显著提升,后续更容易获得其他机器人厂商或者相关领域企业的认可,有利于拓展业务、提升品牌价值,吸引更多资源投入研发和生产,形成良性循环,进一步巩固在行业内的地位。

总之,特斯拉人形机器人产业的发展浪潮,正为这些产业链上的 “卖铲人” 企业创造着前所未有的机遇,助力它们在市场、技术、品牌等多方面实现新的突破和跨越。

然而,“卖铲人” 企业在发展过程中也并非一帆风顺,同样面临着诸多挑战。

技术研发持续投入方面,人形机器人行业处于快速发展阶段,对零部件的性能要求也在不断提高。例如谐波减速器领域,绿的谐波为了保持行业领先地位,需要不断投入大量资金进行研发,研发费用率每年比哈默纳科高 4%-8%,要持续完善如新一代谐波啮合 “P 齿形” 设计理论体系、新一代三次谐波技术、机电耦合技术等核心技术,以应对市场对更高精度、更好性能谐波减速器的需求。行星滚柱丝杠企业同样面临技术投入压力,其技术壁垒体现在材料、加工、服务等多个环节,像材料端行星滚柱丝杠采用的钢材特性差异大,特种合金调质钢成为高端市场材料端的技术壁垒,企业需要投入资源攻克这些难题,研发适配的材料以及优化加工工艺等,这对企业的资金实力和研发能力都是不小的考验。

市场竞争加剧也是一大挑战,在各个 “卖铲人” 细分领域,竞争都越发白热化。以人形机器人减速器为例,绿的谐波、中大力德等国内领军企业不断研发和创新,同时还有恒工精密、苏轴股份、双环传动等众多企业也在积极布局,大家都在争夺有限的市场份额,这就要求企业必须不断提升自身产品的性能、质量以及性价比,才能在激烈的竞争中脱颖而出。在传感器领域,柯力传感、芯动联科等企业虽然凭借先进技术有了一定市场,但也面临着其他新进入者或者传统传感器巨头拓展业务带来的竞争压力,需要持续创新产品,拓展应用场景来巩固市场地位。

产品质量把控不容忽视,人形机器人的应用场景复杂多样,对零部件的质量稳定性要求极高。对于三花智控这样的机电执行器供应商来说,要确保提供给人形机器人的机电执行器产品在各种工况下都能稳定运行,长时间配合机器人完成各类动作,任何质量问题都可能影响整个机器人的性能和可靠性。而像步科股份等设备领域企业,为人形机器人生产制造提供重要设备支持,其设备的精度、稳定性等质量指标直接关系到机器人零部件生产的质量以及整体的量产情况,所以必须建立严格的质量管控体系。

面对这些挑战,“卖铲人” 企业可以采取多种应对策略。一是加强产学研合作,与高校、科研机构联合开展技术研发项目,整合各方资源,加速技术突破,降低研发成本。二是注重差异化竞争,挖掘自身独特优势,聚焦细分市场和特定应用场景,打造具有差异化竞争力的产品,避免同质化竞争。三是持续优化内部管理,提升生产效率,严格把控质量,从原材料采购、生产加工到成品检测等各个环节都做到精细化管理,确保产品质量稳定可靠,从而更好地应对激烈的市场竞争和行业发展带来的各种挑战,在特斯拉人形机器人产业链上占据一席之地,实现可持续发展。

从当前特斯拉人形产业链上 “卖铲人” 所处行业的发展态势来看,未来在多方面有着较为明晰的趋势走向。

在技术创新层面,随着人形机器人朝着更智能、更灵活、更实用的方向迈进,对于各零部件的技术要求也会不断提高。例如在减速器领域,像绿的谐波这样的企业,会持续投入研发完善如新一代谐波啮合 “P 齿形” 设计理论体系、新一代三次谐波技术、机电耦合技术等核心技术,以满足人形机器人对高精度、高性能谐波减速器的需求。电机方面,空心杯电机、无框力矩电机等的绕线设计、绕线工艺以及绕线设备等核心壁垒相关技术有望进一步突破,提升电机的性能和稳定性,更好地驱动人形机器人关节运动。而在传感器领域,企业将致力于研发出能够更精准、更全面捕捉外界环境信息的传感器,包括力的大小、方向,物体的位置、距离,还有光线、温度等多方面变化感知能力的提升,让机器人能更像人类一样感知世界并做出反应。

市场格局变化方面,特斯拉人形机器人量产计划的推进,将使得整个产业链的市场规模不断扩大。当前在各个 “卖铲人” 细分领域竞争已然激烈,往后这种竞争态势可能会越发白热化。比如人形机器人减速器领域,绿的谐波、中大力德等国内领军企业在不断研发和创新,同时还有恒工精密、苏轴股份、双环传动等众多企业也在积极布局,未来市场份额的争夺战将促使企业不断提升自身产品的性能、质量以及性价比,行业或将面临一轮洗牌,优势企业的市场集中度有望进一步提高。而对于一些已经在特斯拉人形机器人供应体系中或者有较大进入可能性的企业,如三花智控、拓普集团等,其市场影响力和业务范围将随着特斯拉人形机器人的量产和市场推广而得到极大拓展,有望在全球人形机器人零部件供应市场中占据重要地位。

产业协同上,随着人形机器人产业的发展,各 “卖铲人” 企业之间的协同合作也会更加紧密。例如在生产环节,总成商、减速器供应商、丝杠生产商、传感器企业以及设备制造商等不同环节的企业,需要更高效地配合,确保零部件之间的兼容性和整体机器人的性能稳定。同时,在研发层面,跨领域的技术交流和合作研发项目可能会增多,像一些掌握先进加工工艺的机床企业与需要高精度零部件的减速器、丝杠等企业联合攻关,共同攻克技术难题,提升产业整体的技术水平,加速人形机器人的产业化进程。并且,随着全球人形机器人市场的不断扩大,国内外相关企业之间的合作与竞争也会更加复杂多元,国际化的产业协同趋势也将愈发明显。

从财经角度出发,特斯拉人形产业链上的 “卖铲人” 企业对于投资者而言,蕴含着独特的投资价值,但同时也伴随着一定潜在风险,值得深入分析和思考。

先看投资价值方面,其一,市场需求增长带来的营收潜力巨大。特斯拉人形机器人有着宏大的量产和市场推广计划,机构对其市场规模也有着积极的预期,随着产量逐步提升,对各类零部件的需求将呈爆发式增长。比如三花智控聚焦的机电执行器业务,若顺利进入特斯拉人形机器人供应体系并随着产能爬升,未来有望凭借在该领域的先发优势获取可观的订单,进而实现营收的大幅增长,其机电执行器产品的市场份额也有望超过 50%。类似的,像绿的谐波这样在谐波减速器领域有着深厚技术积累和高市场占有率的企业,随着人形机器人对谐波减速器需求的放量,其营收也有望水涨船高,毕竟其全球首创的三次谐波减速器已经在行业内确立了一定的竞争优势,且还在不断扩产以应对未来机遇。

其二,技术优势转化为竞争壁垒带来的价值提升。这些 “卖铲人” 企业大多在各自领域有着独特的技术专长,且持续投入研发保持领先。例如北特科技在丝杠方面,扎根汽车底盘零部件行业 20 多年积累的生产工艺与人形机器人用行星滚柱丝杠产品的生产工艺有较高同源性,使其切入机器人相关领域具备天然优势,并通过投资建设行星滚柱丝杠研发生产基地项目来进一步巩固优势,这种技术转化而来的竞争力在行业竞争中能够为企业赢得更好的发展空间和利润空间,对于投资者来说意味着所投资企业具备较强的抗风险能力和长期价值成长潜力。

其三,品牌效应带来的估值溢价。能够参与到特斯拉人形机器人产业链中的企业,本身就获得了一种强大的品牌背书。比如柯力传感等传感器企业,凭借为特斯拉人形机器人提供精准感知能力的传感器产品,在行业内的知名度和影响力会显著提升,后续更容易获得其他机器人厂商或者相关领域企业的认可,有利于拓展业务、提升品牌价值,吸引更多资源投入研发和生产,形成良性循环,在资本市场上往往也能获得更高的估值,为投资者带来额外的收益机会。

然而,潜在风险也不容忽视。一是技术研发风险,人形机器人行业发展迅速,对零部件性能要求不断提高,企业需要持续投入大量资金进行研发以保持竞争力。像绿的谐波为维持行业领先地位,每年研发费用率比哈默纳科高 4%-8%,若研发方向出现偏差或者研发进度不及预期,可能导致企业的产品跟不上行业发展需求,失去市场份额,进而影响企业的盈利能力和投资价值。

二是市场竞争风险,各细分领域内竞争激烈,众多企业争夺有限的市场份额。例如在减速器领域,除了绿的谐波、中大力德等老牌企业,还有不少新进入者在虎视眈眈,企业必须不断提升自身产品的性能、质量以及性价比,才能在激烈的竞争中脱颖而出,否则很容易被市场淘汰,投资者的资金也会面临损失风险。

三是行业发展不及预期风险,尽管目前特斯拉人形机器人有着美好的愿景和规划,但如果在量产过程中遇到诸如技术难题无法攻克、成本控制不及预期、市场接受度不高等问题,导致整个行业发展进度放缓或者规模不及预期,那么产业链上的 “卖铲人” 企业的业务发展和营收增长都会受到较大影响。

来源:李无悔

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