主要观点总结
随着通用大模型的发展，人形机器人商业化落地进入初级阶段，特斯拉、Open AI、英伟达等科技巨头纷纷布局。特斯拉Optimus的推出引领行业革新，人形机器人有望2025年步入量产，并在未来广泛应用。人形机器人具备强大的泛化能力，可执行多种任务，提高生产效率。特斯拉Optimus拆解显示，其执行系统、感知系统和控制系统均具备高度复杂性。投资建议关注执行器、传感器、核心加工设备和国内人形机器人厂商。行业面临AI技术迭代、量产进度和国产化推进的风险。
关键观点总结
关键观点1: 人形机器人商业化落地
通用大模型赋予机器人泛化能力，特斯拉Optimus引领行业革新，人形机器人有望2025年步入量产，并在未来广泛应用。
关键观点2: 人形机器人具备强大的泛化能力
人形机器人可执行多种任务，提高生产效率，降低人力成本。
关键观点3: 特斯拉Optimus的拆解与构成
特斯拉Optimus由执行系统、感知系统和控制系统组成，具备高度复杂性。
关键观点4: 投资建议
关注执行器、传感器、核心加工设备和国内人形机器人厂商，以捕捉行业增长机会。
关键观点5: 行业风险
面临AI技术迭代、量产进度和国产化推进的风险，需要持续关注技术迭代和新品发布等事件。
正文
5）Figure
AI：
2022年成立，2024年2月获英伟达、微软、OpenAI、英特尔等科技公司共计6.75亿美元的投资。
特斯拉Optimus进展超预期，行业开启新一轮“军备竞赛”
特斯拉Optimus快速迭代，引领新一轮科技革命浪潮。
马斯克在2021年AI DAY上提出人形机器人概念机Tesla Bot，随后开始快速发展迭代，2022年2月搭建完成开发平台，2022年10月在AI DAY上正式推出原型机Optimus，此时可实现行走、搬运、洒水等简单动作，2023年12月推出Optimus-Gen2，相比一代显著进化，感知、大脑、运控能力明显提升。
特斯拉人形机器人可形成完整的产业闭环，商业化落地值得期待：
Optimus复用自动驾驶相关技术，快速实现了从概念机到智能灵活机器人的进化，特斯拉汽车的工厂生产和门店销售也为人形机器人提供了商业化落地的初步场景，产业链优势为降本提供了可能，远期量产价格目标为2万美元/台。
1.4 人形机器人将在工厂率先落地，未来将应用于商业服务、家庭陪伴
人形机器人将逐渐从工厂走向家庭，从to B走向 to C。
从主流机器人厂商的战略规划来看，人形机器人将率先应用于工业制造领域，积累成熟后将拓展至商用服务、家庭陪伴等场景。这主要是因为工厂制造场景相对简单、机器替人需求更加迫切，而商业和家庭场景复杂，对人形机器人的软硬件要求高。
《人形机器人创新发展指导意见》指明特种服务、制造业、民生三大示范场景，擘画2027深度融合实体经济。
我国人形机器人应用分两步走：第一阶段目标为2025年在特种服务、制造业、民生领域率先应用；第二阶段目标是，至2027年产业加速实现规模化发展，应用场景更加丰富，相关产品深度融入实体经济，成为重要的经济增长新引擎，人形机器人深入生活未来可期。
1.5 2025年为量产元年，至2030年全球累计需求量有望达200万台
2030年人形机器人累计需求有望达200万台，对应市场空间约5700亿元。
随特斯拉Optimus落地，2025年人形机器人将步入量产元年，其应用场景有望经历“特斯拉引领在特定领域工厂应用—制造业开始全面渗透铺开—成熟后走进千家万户”三个阶段。我们对人形机器人销量进行预测，考虑到人形机器人前期供应以特斯拉等头部厂商为主、随后在制造业渗透应用，基于此，我们做出如下核心假设和测算逻辑：1）第一阶段（2025-2027年）：以特斯拉等工厂应用为核心，假设①特斯拉工厂工人数量每年增长15%；②人形机器人在其工厂中的渗透率分别为5%、20%、50%；③特斯拉工厂人形机器人在全球的市占率分别为90%、75%、55%；2）第二阶段（2028-2030年）：①据UNIDO数据，2015-2021年全球制造业人数年均降低0.075%，假设2024-2030年仍保持这一速度降低；②参考新能源车渗透率提升速度，假设2028-2030年全球制造业人形机器人渗透率分别为0.07%、0.19%、0.45%。3）单价：成本将随规模效应逐渐降低，根据优必选、宇树、小米等厂商价格，我们估计2023年人形机器人单价约80万元，随后每年以15%的幅度递减。根据以上假设，我们预计2030年人形机器人新增需求量有望达114万台，对应新增市场空间约3000亿元。
1.6 政策持续发力，剑指2025年量产、2027年深度应用
人形机器人国家顶层方案出台，更多落地政策值得期待。
2023年9月，工信部组织的2023未来产业创新任务揭榜挂帅工作中对人形机器人的核心基础、重点产品、公共支撑、示范应用等方面提出了发展任务和目标。2023年11月，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，并明确2025年实现批量生产、2027年相关产品深度融入实体经济，成为重要的经济增长新引擎；指导意见是国家层面首个仅针对人形机器人政策方案，后续更多地方和产业政策值得期待。
2.1 特斯拉人形机器人拆解：旋转关节+直线关节+手部关节
根据特斯拉AI Day示意图，特斯拉机器人包括40个自由度，其中有14个旋转关节、14个线性关节、12个手部关节。
旋转关节：
执行器分为三类，扭矩/质量分别为20Nm/0.55kg、110Nm/1.62kg、180Nm/2.26kg；具体应用部位包括肩部、大臂、小臂、腰部；
线性关节：
执行器分为三类，出力/重量分别为500N/0.36kg、3900N/0.93kg、8000N/2.20kg；具体应用部分包括大臂、小臂、大腿、小腿；
手部关节：
单只手由6个执行器构成，其中大拇指对应2个执行器，其余每个手指对应1个执行器。
旋转关节：
主要由“驱动器+力矩传感器+编码器+无框力矩电机+谐波减速器+轴承+机械离合器”组成，与协作机器人关节模块类似，通过输入传感器传输数据到驱动器，进而控制电机，并由谐波减速器放大输出力矩，输出传感器再作位置反馈、优化算法。
直线关节：
主要由“驱动器+力矩传感器+编码器+无框力矩电机+丝杠+轴承”组成，通过驱动器带动无框力矩电机旋转，再由减速元件丝杠将旋转运动转化为直线运动。
手部关节：
主要由“驱动器+编码器+传感器+空心杯电机+行星减速箱+蜗杆蜗轮”组成，具备自适应能力和非可逆驱动能力，可承重20磅、使用工具、精确抓取零件。
2.2 人形机器人单机成本预估及潜在供应商概览（以Tesla Bot及国内相关零件为例）
特斯拉人形机器人BOM成本预估（以国内零件价格为例）
特斯拉人形机器人各环节/零部件成本占比预估（以国内零件价格为例）
3.
执行系统：灵活关节，丝杠、电机、减速器是关键
3.1 无框力矩电机：高效率、结构紧凑、易维护，用于人形机器人线性关节和旋转关节
无框力矩电机用于人形机器人线性关节和旋转关节。
无框力矩电机是一种特殊类型的永磁无刷同步电机，没有轴、轴承、外壳、反馈或端盖，仅包含定子和转子两个部件，内部部件转子由带永磁体的旋转钢圆环组件构成，直接安装在机器轴上；定子是外部部件，齿轮外部环绕钢片和铜绕组，以产生紧密攀附在机器壳体内的电磁力。
无框力矩电机具有高效率、结构紧凑、易维护等优势。
1）高效率：将电机直接集成到转轴元件上，可降低整体系统惯量，进而降低电机加减速所需扭矩，使得电机的运动和稳定时间更好控制、增加系统管带宽，提高机器效率；2）结构紧凑：增大转矩密度，进而减少占地面积、降低重量；3）易维护：机械部件更少、没有易磨损或需维护的组件。
国内供应商已具备一定竞争实力。
无框力矩电机在磁路和工艺设计方面有一定技术壁垒，需要在低压供电的环境下输出更大功率，当前主要应用在协作机器人关节模组，市场规模较小，国外技术较为领先。国外主要供应商包括科尔摩根、TQ Robodrive、Nidec、Parker等；国内步科股份进度较为靠前，2016年推出的首代无框力矩电机已经可以媲美国外龙头，目前公司的第三代无框力矩电机产品可以对标国际领先产品，部分型号具备一定优势，此外，伟创电气、禾川科技等均有相关产品布局。
3.2 减速器：人形机器人旋转关节或将应用谐波减速器，手部或部分身体关节或将应用行星减速器
