人形机器人产业正迅速崭露头角，各家企业在这一领域展开激烈角逐。近日傅利叶智能GR-1的预售消息已经掀起了人形机器人商业化的第一波热潮。但除了傅利叶智能，还有一些国内企业也在积极入局，为人形机器人产业带来了更多机会和创新。

作为人形机器人动力源电机，同样新闻不断。在23年9月6日，一份流传于社交媒体的券商专家路演纪要显示，鸣志电器已于上周五收到特斯拉关于前期公司空心杯电机送样测试反馈，并基本确定公司能够参与未来的特斯拉人形机器人的量产配套。早在今年上半年，已经有资料显示鸣志电器疑似分别在22年10月、12月和23年3月向特斯拉的人形机器人客户进行了三轮送样，同时特斯拉方面也向鸣志电器提供了从2023年年底参与C轮认证，以及到2024、2025、2030年的量产进度与产量指引，预计到25年量产3万台人形机器人optimus擎天柱。

人形机器人的动力源为什么选择电机？

我们知道现有的具身智能机器人的驱动方式包括电动、液压和气动，看过特斯拉小米发布的人形机器人和2023年世界机器人大会后，大家有没有思考过运动性能更牛逼的波士顿动力的液压方案没有成为主流方案呢？

液压驱动因其高效且可以无极调节，驱动强劲出力大得到波士顿动力的主推使用，但因液压系统则因其控制不灵活、维护成本高和对环境的影响等因素对推广使用有限制；电动驱动相比液压驱动能够进行更为灵活、精准、低成本方便的运动控制，但不易进行重负载活动，核心部件为电机，广泛被大部分工业机器人公司和人形机器人公司使用；气动驱动使用压缩空气发挥作用，节能方便但精度低，适于在中、小负荷的机器人中，主要用于拣选、装载等仓储任务，核心部件为气缸等，代表企业为费斯托。

机器人关节要求电机体积小、扭矩大、响应快。而无框力矩电机仅由转子和定子组成，体积小，同时具有较高的功率，低转速情况下能够输出更大扭矩，更符合人形机器人的需求。从特斯拉公布的方案来看单台人形机器人需求无框力矩电机28pcs，电机单价在500-1000元。

无框力矩电机产品的壁垒接近伺服电机，主要是磁路和工艺设计的差异，原理上没有太大差异，海外厂商起步早，工艺技术拥有先发优势，随市场容量扩大，国内厂商特别是伺服相关厂家也可以切入机器人无框电机市场，我们可以看到无论是全球龙头科尔摩根还是国内龙头步科股份等公司同样也有伺服电机产品线。

无框和伺服电机的加工工艺类似，主要差别在：1）设计差异，主要是高直径长度比、高极对数的不同；2）表面需要做额外防水防尘处理，因为定转子直接裸露在外易腐蚀影响性能，通常做到IP65/IP67等级的防水等级；3）定制化程度比伺服这类标准品来得高。

通过人形机器人的构造我们可以看到空心杯电机主要用在灵巧手上，因灵巧手空间狭小，需要配备小型化且控制精度高的电机。空心杯电机属于特殊的伺服电机，采用无铁芯转子结构，消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有体积小、控制精度高、寿命长、转速快、能效高、能量密度大等优势，完美契合了灵巧手对驱动电机的轻量化和高精度要求，根据公开信息，特斯拉人形机器手方案使用12pcs空心杯电机，电机单价在1300-1500元。

空心杯电机的技术壁垒主要有2个，一是壁垒线圈绕组设计和加工，二是壁垒绕线设备技术，其实进一步思考其实背后都是为了保证工艺一致性和稳定性，对制造业大国中国来讲其实不是什么大事。

人形机器人为灵巧手带来增量需求

人手是发挥功能的重要器官：人类正常的工作与生活离不开双手的活动。在人与环境交互的需求中，手占据极其重 要的地位。在我国永久性功能障碍分级标准中，人的上肢功能占全身功能的60%，手指功能占上肢功能的90%。

人形机器人的灵巧手是一种基于人手运动学设计的特殊末端执行器，不同于工业机器人的末端执 行器的通用性较差，只能完成焊接、喷漆等特定任务，灵巧手具备通用抓取能力。基本特征为至少具有3个手指，每 指至少具有3个轴线不完全平行的自由度，通常还集成力觉、接近觉等多种传感器。

人形机器人可以更加方便地使用为人设计的各种工具和仪器，一个主要原 因就是灵巧手与人手有着相似的形态、结构和功能，能够完成灵活精细的抓取操作。如果没有灵巧手，那么人形机 器人几乎没有用，因为它没有执行主要功能的设备以达到特定目的。

灵巧手技术壁垒较高，目前国外一些灵巧手技术先进，但是设计难度大，零部件多， 所以价格很高，一般用于科研领域，如Shadow灵巧手报价约220万元/只。用于假肢领域的仿生灵巧手灵活程度稍差 一些，但价格也相对较低，如德国的Bebionic仿生灵巧手价格至少32万元/只。

灵巧手的国内生产商有因时机器人、浙江强脑科技、思灵机器人、蓝胖子机器智能等。其 中浙江强脑科技的BrainRobotics仿生灵巧手应用领域是假肢行业，标准版价格是10.8万元/只。因时机器人是国内商业 级五指灵巧手的龙头企业，因时灵巧手与特斯拉灵巧手有着类似的关节数和相同的电机数目，现在价格为5万元/只。 我们认为，国内灵巧手生产商有望凭借降本优势进入特斯拉这样的人形机器人本体生产商的供应链。

Markets and Markets报告预测人形机器人市场规模将从2023年的18亿美元增长到2028年的138亿美 元，参考特斯拉Optimus量产目标售价2万美元，我们预测2028年人形机器人的销售量为69万个，灵巧手销售量为138 万只。

特斯拉灵巧手为自研，假设现在特斯拉灵巧手价格为5万元/只（参考电机数目一样的因时灵巧手 的售价）。我们推测特斯拉Optimus目前的成本约为31.6万元，而特斯拉Optimus量产时目标售价为2万美元，按照 1:7.3的汇率换算为14.6万元，整体价格降幅为53.8%。参考特斯拉Optimus的整体价格降幅，考虑到现在灵巧手市场规 模小，技术壁垒高，我们预测到2028年灵巧手价格降幅约为60%，即降为2万元/只。

目前灵巧手的用户主要是一些科研机构，市场规 模较小，人形机器人产业爆发必将带来灵巧手的增量需求。预测2028 年人形机器人灵巧手的销售量将增长为138万只。按照之前对灵巧手 价格降幅的预估，灵巧手价格降为2万元/只，那么2028年人形机器人 产业将为灵巧手带来276亿元的市场。

国内伺服系统格局

从国际和国内2块来看，国际上以科尔摩根为代表，包括Aerotech、Paker和德国TQ Robodrive等，国内上市公司主要涉及这块业务的是步科股份和昊志机电，另外谐波减速机龙头绿的谐波也有无框力矩电机的机电一体化能力，不单独出售。

由于无框力矩电机产品壁垒接近伺服电机，随市场容量扩大，伺服相关厂家也可以切入机器人无框电机市场。2022年国内伺服市场的国内格局，汇川作为国内一哥，汇川技术具备工控和工业机器人双重业务优势，技术和渠道毋庸置疑；禾川科技的无框力矩直驱电机广泛应用于工业机器人、激光等领域，也是有力的竞争者。

全球头部企业包括德国 Faulhaber、瑞士 Maxon、瑞士 Portescap和美国Allied Motion。海外龙头在空心杯电机领域布局较早，技术经验积累深厚。

国内起步较晚，有业务布局的企业包括鸣志电器、江苏雷利/鼎智科技、拓邦股份、兆威机电和伟创电气。

根据公开研究机构对人形机器人的规划测算，人形机器人的全球需求量将年的5万台增长到25年的50万台，进一步增长到2023年的500万台，对应的市场空间也由350亿增长到25年的1250亿，到2030年更是高达6000亿元。对应的无框力矩电机的需求量和市场空间由23年的140万台7亿元增长到25年的1400万台45亿元，预计到30年需求量增加到1.4亿台，市场空间308亿元。空心杯电机的需求量由23年60万套8亿元增长到25年600万套70亿元，预计到30年的需求量为6000万套309亿元的需求量。

从营收绝对值来看，排名前三的是汇川技术，拓邦股份和江苏雷利，无框力矩电机因目前市场空间小，作为伺服工控一哥汇川技术没有涉猎，相信催着人形机器人的市场快速扩张，产品推出是迟早的事。从净利润的绝对值看汇川技术一骑绝尘，拓邦和鸣志电器分列2-3位，结合净利率增速看，伟创电气保持了20%的复合增速，兆威机电22年触底后23年H1增长32%有反转之势，从净利润增速看伟创电气最优。净利率方面到23年H1伟创电气拔得头筹，汇川技术排第二，兆威机电排第三，前三基本在15%的净利率，说明公司的竞争力和运营能力费用管控上都不错。销售费用率方面，江苏雷利、拓邦股份和兆威机电占比最低，单纯看某个指标不能反映啥问题，但至少说明公司的营收不是靠广告，可能更多的靠产品力。

人形机器人这个赛道毋庸置疑，必定会像新能源和之前的苹果特斯拉产业链一样诞生一大片优秀能挣钱的公司，从机器人用电机这块看，伟创电气和江苏雷利估值、增长预期目前都不错，可以优先关注，从产品核心竞争力上看，步科股份和汇川技术的确定性更高，你认为呢？