在這份報告中,摩根士丹利總結了中國之行中關於人形機器人相關會議的要點。投資者關注的重點有人形機器人的應用進展、長期供應鏈的贏家、未來的成本降低途徑、技術解決方案之間的差異,以及當前和未來的下游應用。
關鍵要點
(1)儘管大語言模型(LLM)和運動控制方面進展迅速,但要使人形機器人實現應用仍需時日,這依賴於算法和硬件的改進。
(2)大多數中國製造商的目標是在 2025 年生產數百到一千台人形機器人;在不久的將來,產量將增長得更快。
(3)投資者認為,鑑於美國當地高昂的勞動力成本和先進的機器人解決方案,人形機器人在美國的發展可能會更快,這將使特斯拉供應鏈受益。
(4)從中國硬件公司的反饋來看,我們注意到他們對 2025 年人形機器人的產量充滿信心,但對未來兩年的產量信心不足。
(5)在中國的人形機器人生態鏈中,提及最多的是成本降低,包括技術訣竅的提升、設備的國產化以及可擴展性。
新型人形機器人開發的積極態勢:我們走訪的大多數公司已經開發出了人形機器人產品,並向下游集成商發送了樣品進行產品測試和驗證(技術路徑仍不確定,但在未來 2 至 3 年內可能會趨於統一)。
雖然特斯拉(由亞當・喬納斯跟踪)的生產計劃尚未確定,但像阿極智能等國內領先企業正在擴大訂單規模,以實現其激進的 2025 年生產目標。
樂聚預計 2025 年的銷量將達到 500 至 1000 台,魔性機器人的目標是 2025 年銷售 400 台,並在 2027 年擴大到 1.5 萬台。
行程要點
拓展應用依賴更通用的人工智能:目前的人形機器人主要處理簡單的工業應用,如物料搬運和巡邏。樂聚、開普勒和魔性機器人指出,由於成功率低和任務通用性差,進一步推廣受到阻礙;前者降低了使用人形機器人的經濟效益,後者限制了更廣泛和靈活的應用。像插拔連接器這樣的精細操作仍需要重大的軟件突破。
技術路徑仍不確定,但可能在 2 至 3 年內趨於統一:在人形機器人發展的早期階段,有許多不同的技術解決方案,比如線性驅動器與旋轉驅動器、行星減速器與諧波減速器、用於靈巧手的電纜驅動、微諧波驅動與微滾柱絲槓驅動等等。考慮到成本和規格,不同的場景可能會使用不同的解決方案。然而,當大規模生產降低成本時,這些機制可能會趨同。
中國人形機器人的本土供應鏈:積極嘗試打入特斯拉供應鏈:雖然與全球領先的零部件相比仍存在技術差距,但與人形機器人對數控機床等工業產品的技術要求相比相對較低。幾乎所有人形機器人的機身部件都可以在中國製造。如果不依賴特斯拉和英偉達等外國企業,國內人形機器人公司會廣泛使用本土公司的產品。目前只有 “大腦”(即芯片)仍依賴高端人工智能芯片(主要是英偉達芯片)。
儘管特斯拉對硬件的要求高於所有中國的人形機器人集成商,但中國排名靠前的人形機器人零部件製造商都在努力,要么直接與特斯拉合作,要么通過一級執行器組裝商三花智控和拓普集團(均由 Shelley Wang 跟踪)合作,力求打入特斯拉的供應鏈。在我們走訪的公司中,恆立液壓和綠的諧波對成為特斯拉的供應商充滿信心。
對於精密工業零部件,技術挑戰在於大規模生產:在每個價值鏈環節都有不少企業參與,在高價值零部件中,電機的技術門檻最低,而行星滾柱絲槓、諧波減速器、六軸力 / 扭矩傳感器的技術門檻較高。儘管有許多零部件供應商(螺丝和諧波減速器)聲稱他們已經開發出產品並發送給人形機器人集成商(包括特斯拉)進行測試,但在最初幾年,產能建設(設備和有經驗的技術人員 / 工人)、技術提升(精密加工的訣竅、產品一致性)都極具挑戰性,這會影響效率、良率和成本。
中國企業(人形機器人集成商和零部件供應商)致力於大幅降低成本:樂聚目前的成本已從 2024 年的 70 萬元降至 40 萬元,目標是到 2025 年底進一步降至 20 萬元;開普勒預計每台售價為 3 萬美元(約合 20.8 萬元人民币)。隨著規模擴大,零部件價格也有望大幅下降,從長期來看,行星滾柱絲槓和六軸力 / 扭矩傳感器的單價可能降至 1000 元以下;諧波減速器的價格將從目前每台 1000 多元降至幾百元。可擴展性、自動化水平和良率提升是降低成本的關鍵。
公司對產品進展的反饋
螺絲 —— 直線執行器還是旋轉執行器?
目前,直線執行器在中國的人形機器人設計中並不普遍。然而,如果運動控制技術和螺絲生產工藝得到改進,考慮到直線執行器在有效載荷、精度和節省空間方面的優勢,我們認為其應用潛力會更大。
目前,拓普和三花被視為為特斯拉組裝執行器的潛在候選企業。我們也看到更多公司在生產執行器,比如恆立、匯川等。螺絲製造商正積極與執行器供應商和集成商合作。
對於螺絲生產,小批量生產的門檻並不高,但在大規模生產中,成本和良率優化將是關鍵,精密製造公司在這方面具有優勢。影響螺絲質量的關鍵因素包括設備、材料和加工工藝,其中設備可能成為瓶頸。恆立、貝斯特和興澄特鋼主要使用進口設備生產滾柱絲槓,但綠的諧波聲稱其在姊妹公司(並非在綠的諧波本部)自主研發的設備具有競爭優勢和成本優勢,儘管我們對此持懷疑態度。
一、恆立已為特斯拉提供了 4 - 5 種不同配置和價格的行星滾柱絲槓樣機。恆立還開發了最小直徑為 0.5 毫米的用於靈巧手的微型行星滾柱絲槓,並收到了國內原始設備製造商(OEM)客戶的訂單。恆立有信心在全球市場的行星滾柱絲槓 / 滾珠絲槓領域取得技術和成本領先地位,其驅動因素如下:
機械方面:通過進口核心機械(機床)確保產品質量,同時通過自主研發的輔助機械(如測試機械)降低成本;管理層預計,随着高精度機床国产化率的提高,未來成本將進一步降低。
技術訣竅方面:在精密加工方面經驗豐富,並從日本和法國聘請了全球範圍內有經驗的行星滾柱絲槓 / 滾珠絲槓人才。
材料方面:擁有內部開發的配方來生產原材料。
二、綠的諧波已開發出滾柱絲槓,並在 2024 年完成了小批量驗證,據管理層稱,其性能可與行業領先企業舍弗勒相媲美。綠的諧波與特斯拉的合作仍在進行中,預計很快會向國內企業發送樣品,目標是在三年內生產 50 萬台。
三、貝斯特估計,原材料僅佔總成本的一小部分,約 20 - 30%。雖然目前進口設備折舊是關鍵成本組成部分,但可以採用國產設備來降低成本。貝斯特認為,即使售價減半,長期利潤率也可能高於現有產品。
四、興澄特鋼已向視品科技供應了 4 種型號的螺絲。興澄特鋼預計,一旦行業實現大規模生產,未來螺絲價格可能降至當前水平的三分之一,而國內企業仍可保持約 30% 的毛利率。
減速器 —— 谐波減速器还是行星減速器?
這兩種減速器各有其機械特性,與行星減速器相比,諧波減速器在有效載荷和精度方面具有優勢,但價格更高且抗衝擊性較低。特斯拉和優必選使用諧波減速器,而一些中國集成商(如宇樹科技和愛其科技)採用行星減速器,還有一些中國集成商(如魔兔智能)採用上身關節使用諧波減速器、下身關節使用行星減速器的組合方式。
行星減速器的製造門檻較低,例如,宇樹科技使用的是其內部生產的減速器。對於諧波減速器,雖然國內企業現在能夠生產並獲得了相當大的市場份額,但與外國企業 —— 哈默納科(由 Lisa Jiang 跟踪)相比,在承載重量和使用壽命方面仍存在差距。
綠的諧波正積極與海外領先企業(特斯拉和 Figure 公司)以及國內人形機器人公司(愛其科技和優必選)合作,並已發送樣品,目標是 2025 年人形機器人減速器業務的收入實現翻倍或增至三倍,2024 年人形機器人減速器業務的收入已達到 1000 萬元。綠的諧波預計,從長期來看,價格將從目前的每台約 1.4 萬元大幅降至几百元。
國茂股份為深藍機器人的大型四足機器人提供行星減速器(一台大型四足機器人使用 12 個減速器,平均售價約 600 元),並將應用於未來的人形機器人模型。
雙環傳動的新型減速器處於研發階段,已向主要客戶發送樣品,其中包括一家海外人形機器人客戶。在規格方面(如重量、精度和傳動效率),預計其性能介於 RV 減速器和諧波減速器之間。不過,雙環傳動指出,目前仍處於早期研發階段,短期內可能無法在人形機器人中取代諧波減速器。
中大力德認為,人形機器人零部件最終將成為標準化工業產品(比如標準化的行星減速器,單價 400 元),下游客戶對供應商設定了激進的成本目標(例如,他們期望諧波減速器的價格為 300 元,而目前的價格為 400 - 1000 元)。
靈巧手 —— 微型行星滾柱絲槓還是腱驅動?
雖然特斯拉展示了電纜驅動的靈巧手,但恆立和興澄特鋼認為,對於靈巧手而言,微型行星滾柱絲槓在輕量化、節省空間、自由度和智能水平方面優於腱驅動。
感應器
六維力傳感器在精度、靈敏度和抗干擾性方面有很高的要求,而貼片和校準過程尚未實現完全自動化,需要人工操作,這限制了生產規模的擴大。
柯力認為,具備現有大規模生產能力的製造商,由於擁有更好的供應鏈管理和自動化效率,可能會超越現有的小公司。柯力的六維力傳感器目前單價為 4000 - 5000 元,他們預計在大規模量產階段,長期來看成本可進一步降至每台 1000 元以下。
安培龍預計扭矩傳感器價格將大幅下降,從之前的 2000 - 3000 元降至目前的約 1000 元,規模化生產可進一步將價格降至三位數。
電機
步科的無框力矩電機可用於直線執行器和旋轉執行器,並與國內領先的集成商、減速器製造商和執行器製造商合作。步科認為,雖然門檻較低,但只有少數企業能夠大規模生產無框力矩電機。
視覺
奧比中光稱,國產化潛力巨大。英特爾的實感視覺解決方案曾經是唯一的選擇,但它正迅速被本土解決方案提供商所取代。