接下蓝海红利 ——人形机器人勾画汽车供应链新增长曲线
3月20日,敏实集团与智元机器人正式签署战略合作协议,双方将围绕人形机器人智能外饰、无线充电、关节总成、柔性智造解决方案展开深度合作。约1周后,智元机器人举办首届供应商大会,与众多合作伙伴共聚一堂,探讨产品共创、效率共提、质量共建、成本共优等协同创新发展的新机遇。有市场分析人士指出,南方精工、中大力德、卧龙电机等多家汽车零部件产业链上的企业也是智元机器人供应商。
对于这种现象,行业恐怕早已“见怪不怪”。在科技浪潮的迅猛推动下,人形机器人正在成为全球聚焦的新兴产业。汽车零部件企业凭借敏锐的市场洞察力,迅速捕捉到这一发展趋势,积极布局切入这一赛道,旨在为自身发展打造“第二增长曲线”。这一战略转型,既源于人形机器人广阔的市场前景,也得益于汽车零部件企业在精密制造、机电一体化等领域深厚的产业根基。
据了解,汽车零部件企业进军人形机器人领域,拥有诸多独特优势。首先,人形机器人与汽车零部件同属高端精密制造范畴,在材料、工艺、传动系统、精密加工等核心技术方面高度相似。汽车零部件制造过程中积累的精密加工、自动化控制等技术,能够顺利迁移至人形机器人制造领域。汽车零部件企业在机械设计、传感器应用及控制算法等方面也有较多积累,相关经验可应用于人形机器人的研发与生产。此外,零部件企业长期深耕汽车产业链,在高精度制造、规模化生产、成本控制等方面经验丰富,具备成熟的供应链体系。同时,智能驾驶等新技术的发展,让汽车成为“具身智能终端”,零部件企业通过软硬件结合将具身智能技术融入汽车行业,形成产业协同效应。
高盛发布的研究报告指出,到2035年全球人形机器人出货量将达140万台,市场规模约380亿美元。汽车供应链与人形机器人的融合,正引领一场新的产业变革。相信未来,两者的协同发展将带来更多惊喜。
人形机器人的上游为核心零部件制造,根据市场研究机构的公开资料,电机、减速器、丝杠、传感器等核心零部件的成本合计占比接近70%。目前来看,在人形机器人这一潜力赛道上,汽车零部件企业在传感器、减速器、电机、丝杠等核心领域积极布局,已迈出坚实步伐。据不完全统计,在人形机器人火爆“出圈”之时,A股已有超过20家汽车零部件企业通过战略合作、项目投资、技术授权等方式涉足其中,累计投入资金达上百亿元。由于本文篇幅有限,难以将所有企业罗列其中,文中所举的例子也不带有任何指向性,仅仅用来说明供应链企业如何借助在汽车领域积累的产品、技术及其他优势,积极开拓新的成长空间。
传感器
人形机器人感知系统主要包括视觉传感器、力觉传感器、触觉传感器、惯性传感器、听觉传感器等。视觉传感器是机器人与环境交互的核心,主要负责3D环境的实时感知和建模;力觉传感器用于测量并反馈精密的力信息,是机器人完成精细操作的核心传感器;惯性传感则负责维持机器人躯体平衡并与视觉搭配共同完成定位导航;触觉传感器主要的用途是感知环境、物体等多维物理量,同时负责与外界交互。
其中,3D视觉是人形机器人感知系统的核心组成部分,负责对周围环境的三维实时建模,是其与外界交互的主要信息入口。3D视觉解决方案按技术路线划分包括双目/多目视觉、结构光、飞行时间(ToF)等。在汽车智能化领域,双目视觉助力实现低成本高阶智能驾驶;在人形机器人领域,可提供丰富的三维空间信息与纹理细节,实现近距离的环境感知。值得一提的是,智能驾驶中的多传感器融合技术(如激光雷达、摄像头)可应用于人形机器人的环境感知系统。
今年1月,速腾聚创举办以“Hello Robot”为题的全球首场AI机器人线上发布会,推出3款数字化激光雷达新品,一款面向车载市场,两款面向智能机器人市场,机器人视觉全新品类Active Camera解决方案同期亮相。其中,E1R是全球首款机器人全固态数字化激光雷达,可实时探测物体大小、轮廓、距离等信息,助力机器人出色完成避障、建图、导航等任务,满足从近距离精细感知到宽范围环境探测的需求。目前,E1R已逐步开启量产交付。
禾赛科技在CES 2025上发布专门面向机器人领域的产品——迷你3D激光雷达JT系列。据介绍,该系列产品具备360°×187°超半球视野,适合人形机器人使用。2024年四季度,禾赛科技在机器人领域的产品交付量为28813台。其中,12月单月交付激光雷达便超2万台,已大有起势放量的意味。另据禾赛科技方面预测,今年其在机器人领域的激光雷达出货量预计将达20万台。
保隆科技已为国内车企量产供货800万像素三目摄像头。公开信息显示,该公司开发出业界最大尺寸的双目系统,可对机器人和飞行器领域提供感知支持。海康威视旗下海康机器人主营机器视觉与移动机器人,在机器视觉方面,3D视觉产品为未来发展重点方向,此类产品已初步完成系列化布局。
电机
电机是人形机器人中动力的产生机构,可以类比人的肌肉,其性能直接影响运动能力和效率。其中,空心杯电机和无框力矩电机适配机器人不同部位。空心杯电机采用无铁芯结构,能效高、转速快、寿命长,是一种微型伺服电动机,与灵巧手关节高度适配。特斯拉Optimus的灵巧手拥有11个自由度,拇指采用双电机驱动弯曲和侧摆,其他四指各用一个电机带动,通过蜗杆传动机构和拉线的传动方式,实现了负重9kg和自适应抓取的功能。不过,空心杯电机的技术壁垒也较高,工艺流程复杂,核心技术难点集中在线圈绕组。
无框力矩电机体积小、功率高,能够在有限的空间内输出强大的动力,适合安装在人形机器人的关节部位。特斯拉Optimus全身共有28个关节,每个关节都配装一个无框力矩电机作为动力源。国内人形机器人如宇树H1、远征A1、小米Cyberone、优必选X1、傅里叶GR-1,关节单元也都使用无框力矩电机。
随着人形机器人产业逐渐步入量产阶段,这一市场将爆发式增长,有望带动电机配套需求的快速放量。有市场研究显示,2024年我国人形机器人电机驱动市场规模已达到0.54亿元,预计2025年将增长至1.18亿元,年均增长率超过100%。
近日,卧龙电驱方面表示,依托在电机与驱动领域的技术积累,已形成无框力矩电机、减速器、伺服驱动器及实心关节模组等核心单元的开发与生产能力,并与智元机器人顺利完成战略投资签约,正式成为后者的的战略股东。在此之前,卧龙电驱旗下希尔机器人还与智元机器人签署股权投资协议,智元机器人将以增资扩股形式完成对希尔机器人的战略注资。去年12月,卧龙电驱在互动平台表示,公司与浙江人形机器人创新中心开展有关节模组方面的合作,主机型号包括人形机器人“领航者2号”。
汇川技术在2023年成立人形机器人专项团队,已明确聚焦电机、驱动、执行器模组等核心零部件的开发。今年1月,汇川技术表示,公司正在积极开发电机、驱动、执行器模组等人形机器人相关的零部件产品。
作为特斯拉等汽车企业的供应商,三花智控在2023年报中提及公司开始布局人形机器人产业链。2024年1月,三花智控发布公告称,将投资建设机器人执行器等零部件的生产基地项目,总投资不低于38亿元。
2023年,拓普集团就拆分设立机器人事业部,并表示研发的人形机器人执行器已多次向客户送样,获得认可及好评。为满足市场需求,公司两条电驱系统生产线于2024年1月正式投产,年产能为30万套电驱执行器。今年1月,拓普集团与宁波经济技术开发区管理委员会签署《机器人电驱系统研发生产基地项目投资协议书》,公司拟投资50亿元,建设机器人核心部件生产基地,项目主要进行机器人电驱系统的研发生产及销售,并逐步拓展其他机器人部件业务。
减速器
精密减速器是人形机器人核心部件之一,可实现原动机和执行机构间匹配转速与传递转矩,具有精度高、寿命长、稳定性优等特点。以特斯拉Optimus为例,预计规模化量产后精密减速器的成本占比可达15%~20%。
精密减速器主要分为行星减速器、RV减速器和谐波减速器。行星减速器常被用于并联机械手的驱动系统中;RV减速器传动比范围大、精度较为稳定、疲劳强度较高,常用于机器人大臂、机座等部位;谐波减速器适用于机器人小臂、腕部或手指末端轴等负载较小的部位。
豪能股份从事汽车传动系统相关零部件产品的研发、生产和销售。去年11月其在投资者互动平台表示,全资子公司重庆豪能在璧山区人民政府的支持下,已将机器人用高精密减速机及关节驱动总成纳入长远发展规划,目前正在抓紧进行项目建设,已与多个客户开展机器人产品的技术交流及项目合作。
富临精工与智元机器人等合作方达成人形机器人投资项目合作协议,计划设立合资公司实施人形机器人项目。2025年2月,富临精工发布公告,公司与绵阳市涪城区人民政府签订投资协议,拟在当地投建机器人智能电关节模组研发及生产基地项目,项目总投资金额1.1亿元。富临精工表示,机器人产业是汽车精密制造零部件和智能电控部件应用领域的延伸,公司近几年积极布局机器人迭代发展及机器人有关的精密机械零部件、机器人电关节、减速器等关键组件产业,目前机器人电关节相关产品研发已经客户验证,开始小批量生产逐步交付,预计2025年实现批量供应。
中鼎股份的汽车零部件业务涉及冷却系统、密封系统、智能底盘等。去年12月,中鼎股份设立全资子公司安徽睿思博机器人科技有限公司,组建20多人的机电一体化研发团队,正式切入机器人赛道。今年2月,公司与五洲新春签署战略协议,双方将围绕人形机器人部件总成产品领域展开合作。同期,中鼎股份还公布了与深圳市众擎机器人科技有限公司签订战略合作协议的消息。3月12日,中鼎股份发布公告称,公司将投资10亿元,在合肥建设智能机器人项目总部及核心零部件研发制造中心。
双环传动是我国减速器龙头企业之一。2020年,双环传动成立子公司环动科技专注于机器人关节技术和产品发展。双环传动在精密齿轮领域技术领先,RV减速器产品打破国外垄断,适配特斯拉Optimus等机型,2024年与优必选共建“人形机器人联合实验室”,并进入波士顿动力供应链。
丝杠
丝杠是人形机器人中的核心传动部件,主流丝杠方案包括梯形、滚珠、行星滚柱等。行星滚柱丝杠虽制造成本较高,但具有传动效率高、精度高、寿命长、负载能力强等优势,其中反向式滚柱丝杠一体化、小型化程度高,便于集成为机电一体化装置。行星滚柱丝杠下游应用场景涵盖多个行业,主要包括机床、机器人、航空航天、军工、汽车等精密零部件传动的领域。
丝杠技术的高壁垒主要体现在加工工艺、生产设备、原材料等方面。行星滚柱丝杠的制造厂商相对较少,产能主要集中在欧洲、美国等市场,国内企业起步较晚,规模较小。但近年来,国产滚珠丝杠和行星滚柱丝杠开展逐步实现国产替代突破,市场份额有所提升。
南方精工主营滚针轴承、超越离合器、单向滑轮总成等精密零部件,产品覆盖多个领域,其中汽车业务占比60%以上。2022年,南方精工新增新能源汽车零部件事业部,布局电驱系统轴承、行星滚柱丝杠等高附加值产品,其应用范围也在由汽车领域向工业机器人领域扩展。
2024年9月,五洲新春发布公告称,拟将“年产2200万件4兆瓦(MW)以上风电机组精密轴承滚子技改项目”变更为投资确定性更强的“线控执行系统核心零部件研发与产业化项目”,并将剩余募集资金1.4亿元全部变更投入到新项目中,新项目主要为丝杠类产品。目前,五洲新春已开发出行星滚柱丝杠、灵巧手微型丝杠,为机器人直线执行器、灵巧手提供部件或成套产品。五洲新春2月11日公告称,公司与中鼎股份签订战略合作协议,围绕人形机器人部件总成产品领域展开全方位合作。