从新能源汽车角度看Teslabot的机会

　　（报告出品方/分析师：国泰君安 吴晓飞、管正月）
　　特斯拉高调进入人形机器人市场，有望推动下一个超级新终端市场的出现。特斯拉是人形机器人市场的鲶鱼，Tesla bot 是下一个新能源汽车。 特斯拉计划将 Optimus 系列机器人与 Model 系列电动车作为同样重要的产品线，打通工业、商用、家用场景限制，填补劳动力缺口，用机器代替人类执行危险、无聊、重复和人们不愿意做的工作，整合各类应用场景，成为继 PC、手机、智能电动汽车后下一代的超级智能终端。
　　1. 结论建议
　　人形机器人中成本占比高、格局相对确定的关节及其相关部件将率先爆发，考虑新能源汽车与人形机器人在三电系统、传感系统、人机交互系统有相似或重合，特斯拉产业链上的核心供应商也有望受益，推荐标的双环传动、拓普集团、绿的谐波（国君机械覆盖），受益标的三花智控等。
　　2. Tesla bot：下一个新能源的机会
　　2.1. 特斯拉强势进入人形机器人市场
　　特斯拉人形机器人原型机即将发布，机器人市场的 ＂鲶鱼＂。2021 年 8月 19 日，特斯拉在首个 AI 日上发布人形机器人概念图及视频，2022 年6 月 21 日，马斯克表示 Tesla Bot 的原型机将在 9 月 30 日的 AI 日首次现身，特斯拉人形机器人加速推进
　　特斯拉人形机器人被命名为 Optimus，最早将于 2023 年开始生产，用来填补劳动力缺口，执行危险、重复或太无聊而人们不愿意从事的工作。从公布的参数看，Optimus 身高约 172 厘米、体重约 56 公斤、负载 20千克，行走速度最高可达每小时 5 英里。身体由轻量材料覆盖，头部为扫描外界信息的屏幕，全身累计搭载了 40 个机电传动器。此外，该机器人采用特斯拉 Dojo（道场）机器学习培训系统，芯片为自研 AI 训练芯片 D1，和特斯拉共用自动驾驶软件系统（FSD）以及摄像头系统。
　　新一代的智能终端，下一个新能源汽车的机会。特斯拉计划将 Optimus
　　系列机器人与 Model 系列电动车作为同样重要的产品线，打通工业、商
　　用、家用场景限制，填补劳动力缺口，用机器代替人类执行危险、无聊、
　　重复和人们不愿意做的工作，整合各类应用场景，成为继 PC、手机、
　　智能电动汽车后下一代的超级智能终端。
　　2.2. 人形机器人万亿蓝海市场即将爆发
　　全球劳动力短缺日益严峻，预计 2030 年全球技术工人缺口超过 8520 万人。根据全球高级管理人才顾问公司 Korn Ferry 对全球人才展开的调查进行建模的指出 2030 年全球人才缺口将达到 8520 万，A 级工人（指已完成大专或大学等高等教育，或具有高级贸易学院资格）的短缺相当于其所考察的 20 个国家中高技能劳动力的 21%，如果不加以控制，人才短缺造成的损失预计达 8.5 万亿美元，相当于德国和日本一年的 GDP 总和。除了印度以外，2030 年美国、德国、英国、中国、日本都面临不同程度的人才短缺；金融业、TMT 行业、制造业预计 2030 年人才缺口分别达到 1070 万、430 万、790 万人。
　　人形机器人万亿级蓝海市场即将爆发。麦肯锡报告预计 2030 年全球15%-30%（约 4-8 亿人）会因人工智能发生变化，全球 50%的工作可以被机器人替代，有 60%的工作岗位上 30%的工作量可由机器人代劳。据世界银行统计，2021 年全球劳动力人口约 35 亿人，假如机器人成本能够下降至接近汽车，机器人大规模应用，补充劳动力的缺口，将迎来下一个万亿级别的蓝海市场。
　　3. 人形机器人虽远必至，万亿蓝海市场即将爆发
　　3.1. 人形机器人处在爆发前夜的初期阶段
　　回顾新能源车的发展，人形机器人处在市场化的前夜。在特斯拉出现之前，新能源车也面临过成本与需求不清晰的混沌期，主要是短期技术的限制造成的。尽管电动汽车 19 世纪就诞生，早于汽油车，但当时电池密度低、寿命端，无法与快速进步的内燃机汽车竞争，在过去百年之中市场先选择了汽油车。随着 2005 年后电池技术的多轮迭代，续航、充电、寿命等性能都取得突破，在特斯拉的引领下，成本与需求的瓶颈被打破，新能源汽车市场最终迎来了爆发。
　　人形机器人目前尚未大规模量产，但随着控制方法、人工智能、深度学习等计算机、通信技术的不断突破，人形机器人快速迭代，以最新一代的波士顿动力双足机器人 Atlas 为例，仅 6 年左右的时间，Atlas 从蹒跚学步进展到了流畅跑酷。在劳动力不足的大背景下，技术进步叠加资本进入，产业也亟待更多人形机器人的市场化落地。
　　特斯拉有望成为人形机器人行业的破局者，特斯拉人形机器人 Optimus是新能源车中的 Model 系列。特斯拉从 Roaster 到 Model S/X ，再到Model 3/Y，加速了全球电动化，尤其是特斯拉中国工厂，一方面实现了更高效率、更低成本的大规模生产，另一方面拉动了消费者对电动车接受度的提升。特斯拉人形机器人有望复制其在新能源汽车上的路径，发挥其强大的工程能力以及人工智能上的优势，整合并创新现有技术，实现低成本、高效率的大规模量产，推动人形机器人全球化的应用。另外，中国供应链在特斯拉新能源汽车降本上发挥了重要作用，上海工厂扮演了特斯拉产能释放的最重要的角色之一，我们认为在人形机器人市场，中国供应商和供应链同样也会发挥类似的作用 。
　　3.2. 机器人关节是人形机器人的核心之一
　　仿生机器人由三大部分（传感、控制、机械）和六大系统（感知、人机交互、控制、驱动、机械、机器人与环境交互）组成，其中机械部分是其他几个部分的基础，机械部分有驱动系统和机械系统；按部位分类，机械部分又可以分为头、胸腔、手臂、手、腿和足等。
　　关节是机器人的关键点之一，也是机器人成本占比最高的部件。机器人关节是指机器人各个零部件之间发生相对运动的机构。机器人关节模组包括电机、减速器、控制器等。一般成年人的骨头有 206 块，大的关节有 78 个，仿人机器人模拟人类的关节和骨骼架构，因此通常有 15-70 个关节。人的关节运动特点是运作速度快、机动性好，同时脚着力点是离散的、高速碰撞的，因此人形机器人的关节往往要满足瞬时高功率输出、高能量利用效率以及抗瞬时冲击能力，关节设计是人形机器人的难点和要点之一，包括关节数量、布置方式以及整机构型。
　　假设人形机器人平均价格 20 万元，规模效应下每个 RV、谐波减速器价格下降至 3000 元和 1000 元左右，每个电机和控制器价格下降至 500-800元和 300-500 元，那么对应的每台人形机器人关节成本占比约 29%-42%，其中减速器成本占比 13%-16%，电机成本占比 10%-16%，控制器成本占比 6%-10%。
　　4. 从新能源汽车角度看 Tesla bot 的投资机会
　　动力电池及其产业链是新能源汽车板块表现最强的主线之一。动力电池既是新能源汽车技术突破的关键，电池关系到整车的续航、充电、安全、寿命等多方面因素。动力电池也是成本占比最高的部件，单车价值量在万元以上，成本占比接近 40%。动力电池长期前景确定性高，同时竞争格局清晰，市场集中度高，呈现一超多强格局，动力电池及其产业链各个环节的龙头和优质供应商均在过去 10 年的新能源汽车投资中展现了超额收益的优异表现。
　　机器人关节及其相关部件是最重要的投资主线之一。与现有的工业机器人和服务机器人相比，人形机器人最大的变化在于机械结构系统，而关节是机械结构系统的基础，类似新能源汽车与传统汽车最大的变化在于动力系统，由原来的发动机+变速箱变成了三电系统，电池是三电系统中最重要的部件。
　　从成本结构来看，关节占到机器人的 1/3 到 50%以上成本。以工业机器人为例，减速器、伺服电机、控制器成本占比分别为 35%、20%、15%，整体成本占比 70%左右。从盈利能力来看，关节的相关部件的盈利能力也较高，尤其是减速器，主要是减速器产品壁垒高，全球竞争格局集中度高（现有龙头市场份额超过 70%）。
　　关节主要由减速器、电机、控制器等部件组成，其中机器人厂商的减速器外购为主，控制器自制为主。
　　减速器：连接动力源与执行机构之间的传动机构，能将马达的转速降低，并让转矩提升。减速器是个重资产、高投入、慢回报的产业，从全球工业机器人大厂来看，多未自行研发减速器，主要采购日本厂商纳博和哈默的产品，这两家公司占据了全球减速器市场 70%以上，国内双环、绿的近几年实现了国产替代，持续抢占减速器市场份额。
　　电机：是机器人的动力系统，一般安装于机器人的关节处，是机器人运动的心脏，可细分电机本体和运动控制系统两个部分。机器人关节电机有交流伺服电机、微型电动机、直流伺服电机和步进电机等。伺服电机主流供应商包括日本松下、摩川、安川、三菱、三洋、富士以及欧美厂商如德国伦茨（Lenze）、博世力士乐（Bosch Rexroth）等，其中日系厂商在工业机器人伺服电机中的市场份额约 40%。
　　控制器：是机器人的＂大脑＂，包含硬件和软件两部分。硬件是工业控制板卡，软件是控制演算法。一般较成熟的机器人厂商都自行开发控制器，以保证品质的稳定性及产品的维修体系，因此也是各机器人厂商的核心技术所在。
　　我们认为人形机器人中成本占比高、格局相对确定的关节及其相关部件将率先爆发，考虑新能源汽车与人形机器人在三电系统、传感系统、人机交互系统有相似或重合，特斯拉产业链上的核心供应商也有望受益，推荐标的双环传动、拓普集团、绿的谐波（国君机械覆盖），受益标的三花智控等。
　　5. 风险提示
　　人形机器人技术进展不及预期。 人形机器人的行业处在初期阶段，技术与产业化仍然有不确定性，技术进展有可能不及预期。
　　人形机器人市场需求不及预期。 人形机器人市场需求尚未挖掘，产品落地后市场需求有可能不及预期。
　　特斯拉机器人不及预期。 人形机器人市场有赖于主要厂商的推动，特斯拉有可能战略改变、技术瓶颈等原因导致其机器人产品不及预期。
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