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1、行 业 研 究 2023.08.23 1 敬请关注文后特别声明与免责条款 计算机行业深度报告 具身智能浪潮将至,重视国内产业链机遇 分析师 张初晨 登记编号:S01 行业评级:推荐 行 业 信 息 上市公司总家数 382 总股本(亿股)3,457.63 销售收入(亿元)5,982.51 利润总额(亿元)-232.05 行业平均 PE 149.50 平均股价(元)26.56 行 业 相 对 指 数 表 现 数据来源:wind 方正证券研究所 相 关 研 究 数据库:行业景气百舸争流千帆竞,细分赛道长坡厚雪奋者先2023.08.03 AI 赋能之下,电力 IT 投资机会在何处
2、?2023.07.24 ChatGPT Plugins:从超级 APP 到开放平台2023.04.02 解析 ChatGPT 背后的技术演进2023.03.23 谐波减速器和行星滚柱丝杠构成了特斯拉人形机器人执行器的核心。谐波减速器和行星滚柱丝杠构成了特斯拉人形机器人执行器的核心。执行器决定着机器人的负荷和精度。特斯拉的人形机器人共有 28 个大的执行器(不含手指执行器),主要为两大类:直线/线性执行器和旋转执行器。旋转执行器由电机+谐波减速器谐波减速器+抱闸+双编码器+力矩传感器+轴承组成。直线执行器由电机+行星滚柱丝杠行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成。核心零部件成本占比超核心零
3、部件成本占比超 70%70%,人形人形机器代人浪潮下机器代人浪潮下减速器减速器产业链有望产业链有望率先率先受益。受益。上游核心零部件是机器人产业链的核心环节,以工业机器人为例,按成本拆分,减速器占 35%,控制器 15%,伺服系统 20%。从目前特斯拉公布人形机器人的相关细节来看,执行器在单特斯拉机器人上的需求量高达28 个,至少需要 14 个减速器,相较于传统机器人,六轴工业机器人仅用 6个减速器,人形机器人若能达到消费级体量将驱动减速器市场持续扩容。减速器减速器发展核心发展核心驱动力驱动力:机器人机器人新增新增需求和存量市场需求和存量市场更新需求更新需求。随着AI进程的加快,人形机器人替代
4、人力优势显著,预计未来几年减速器市场增长的确定性进一步增强,根据 GGII 数据,2026 年市场总需求量有望超过 270万台。根据绿的谐波披露,工业机器人的工作寿命一般为 8-10年,期间减速器作为传动、承重部件,磨损不可避免,其使用寿命通常在两年左右。因而,当前保有的工业机器人维修保养亦需要大量的减速器替换。GGII 数据显示,2021 年中国工业机器人减速器总需求量为 93.11 万台,同比增长78.06%。行星滚柱丝杠有望凭借性能优势在人形机器人应用领域大展拳脚行星滚柱丝杠有望凭借性能优势在人形机器人应用领域大展拳脚。行星滚柱丝杠的作用原理是配套电机带动丝杠旋转,通过啮合滚柱,将电机的
5、旋转运动转换成螺母的直线往复运动,非常适合综合性能要求较高场合。“电机+行星滚柱丝+传感器”为线性关节提供了良好的解决方案,有助于提升特斯拉人形机器人的关节性能。据华经产业研究院统计,2021 年我国滚珠丝杆市场规模为 25 亿元,预计 2022 年市场规模达 28 亿元。目前国内行星滚柱丝杠还处于早期阶段,因为生产难度较大,国内企业较少布局。但未来伴随机器人产业发展,我们认为,以人形机器人为代表的产品有望成为滚珠丝杠的新需求爆发点。重点公司重点公司:我们认为,特斯拉人形机器人推出具备标杆意义,从产业链角度出发,我们建议重点关注:1 1)拓普集团拓普集团:特斯拉汽车零部件和热管理系统供应商,已
6、设立机器人事业部,发展人形机器人执行器,同时人形机器人电池模块需搭配电池组和热管理系统,未来公司也可供货,后续发展潜力可期。2 2)双环传动双环传动:公司深耕机器人关节高壁垒赛道,已成功布局RV 和谐波两大产品类 3)三花智控三花智控:公司作为特斯拉汽车热管理系统核心供应商,也在积极布局机器人业务。热管理产品亦可应用在人形机器人领域,同时与绿的谐波在海外建厂,一起布局人形机器人执行器环节。4 4)秦川机床秦川机床:国产丝杠的龙头骨干企业。2000 年以来,公司经历一系列重组并购,拓展业务领域,整合产业资源,业绩改善明显。公司在丝杠导轨方面技术积累深,近年产能释放加速。当前,子公司汉江机床行星结
7、构滚柱丝杠在军工领域已实现应用,随着人形机器人市场的发展,未来有更大的发展空间。5 5)绿的谐波绿的谐波:国产谐波减速器龙头,打破了国际品牌在机器人用谐波减速器领域的垄断,并实现批量出口。毛利率在同行业遥遥领方 正 证 券 研 究 所 证 券 研 究 报 告-16%-4%8%20%32%44%22/8/23 22/11/4 23/1/16 23/3/30 23/6/11 23/8/23计算机沪深300计算机 行业深度报告 2 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 先,有充分的竞争优势。6 6)步科股份:)步科股份:公司目前已拥有 HMI、PLC、伺服系统、步进系统、低压变频器等数百种型号的工业自
8、动化设备控制核心部件,产品覆盖了设备自动化控制主要领域。公司 HMI 和伺服系统产品具备一定市场占有率,在机器人、医疗影像设备、机器物联网、数字化餐饮等领域进展良好。7 7)峰岹科技:)峰岹科技:峰岹科技是一家国内领先的专注于高性能电机驱动控制芯片设计及核心应用控制算法研发的公司,产品涵盖电机驱动控制的全部关键芯片,包括电机主控芯片 MCU/ASIC、电机驱动芯片HVIC、电机专用功率器件MOSFET 等,产品和应用方案垂直细分市场分布于电动工具、消费电子、通信设备、工控设备及机器人等领域。风险提示:风险提示:人形机器人发展不及预期风险,行业需求低于预期风险,中美摩擦加剧风险,相关技术研发不及
9、预期风险,国产化替代不及预期风险。eZqRzQwPoN9W8O8QaQtRoOnPoNfQrRzRlOoMqN7NoOyRMYsOmPxNqNqP计算机 行业深度报告 3 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 正文目录 1 人形机器人开启新纪元.5 1.1 Optimus 细节详解.5 1.1.1 旋转执行器.7 1.1.2 直线/线性执行器.7 2 人形机器人核心硬件拆解.8 2.1 减速器.8 2.1.1 减速器是机器人核心零部件.8 2.1.2 减速器市场迎来“黄金时代”.10 2.1.3 国内谐波减速器市场国产替代持续进行.11 2.1.4 人形机器人催化减速器放量.12 2.2 滚柱丝
10、杠:人形机器人中的重要零部件.13 2.2.1 行星滚柱丝杠有望凭借性能优势在人形机器人应用领域大展拳脚.13 2.2.2 市场规模:人形机器人打开长期成长空间.15 2.2.3 市场格局:国内行星滚柱丝杠目前处于早期阶段.16 3 重点公司.17 3.1 拓普集团:特斯拉电动车核心供应商.17 3.1.1 业绩保持高速增长,平台化战略有望助力公司成长.17 3.1.2 受益于特斯拉产业链,公司积极布局机器人产业.18 3.2 三花智控:与特斯拉合作共赢,新赛道助力实现更快发展.19 3.2.1 业绩稳步向好,新业务加速拓展.19 3.2.2 开展机器人等业务,布局新成长点.19 3.3 绿的
11、谐波:国产谐波减速器龙头.20 3.3.1 公司技术底蕴深厚.20 3.3.2 产品各项性能指标均已达到国内领先水平.21 3.3.3 公司有丰富配套机器人经验.21 3.3.4 业绩持续快速增长,国产谐波龙头产能加速释放.22 3.3.5 毛利率表现突出,护城河效应凸显.23 3.3.6 高估值证明其稀缺性.24 3.3.7 投资逻辑.25 3.4 双环传动:国内 RV 减速器头部玩家.26 3.4.1 公司深耕机器人关节高壁垒赛道,已成功布局 RV 和谐波两大产品类.26 3.4.2 公司盈利能力创新高.26 3.5 秦川机床:国产丝杠的龙头骨干企业.27 3.5.1 重组并购,整合产业资
12、源.27 3.5.2 公司 2020 年以来业绩明显改善.28 3.5.3 滚珠丝杠量产优势明显.29 3.5.4 投资逻辑.29 计算机 行业深度报告 4 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表目录 图表 1:特斯拉 Optimus 身体关节共 28 个执行器(不包括灵巧手).5 图表 2:特斯拉的 3 种旋转执行器和 3 种直线/线性执行器.6 图表 3:旋转执行器的结构组成.7 图表 4:直线/线性执行器的结构组成.7 图表 5:减速器是机器人核心零部件.8 图表 6:减速器分类.9 图表 7:RV 减速器 VS 谐波减速器.10 图表 8:中国工业机器人减速器总需求量(万台).11
13、图表 9:2020 年国内谐波减速器市场格局.12 图表 10:2021 年国内谐波减速器市场格局.12 图表 11:机器人使用减速器数量.12 图表 12:不同种类丝杠特点.13 图表 13:滚珠丝杠 VS 行星滚柱丝杠.14 图表 14:2015-2022 年全球滚珠丝杠市场规模(亿美元).15 图表 15:2015-2022 年中国滚珠丝杠市场规模(亿元).15 图表 16:2014-2022 年中国滚珠丝杠产量及需求量情况.15 图表 17:海外行星滚柱丝杠主要厂家.16 图表 18:舍弗勒基本垄断国际行星滚柱丝杠市场.16 图表 19:拓普集团业务产品分布.17 图表 20:拓普集团
14、营业收入、归母净利润情况(单位:亿元).18 图表 21:三花智控营业收入、归母净利润情况(单位:亿元).19 图表 22:绿的谐波发展历程.21 图表 23:绿的谐波减速器产品按其结构和技术特点分类.21 图表 24:绿的谐波主要终端客户收入(单位:万元).22 图表 25:绿的谐波营业收入、归母净利润情况(单位:亿元).23 图表 26:绿的谐波减速器产品产量情况.23 图表 27:毛利率对比.24 图表 28:国内减速器相关公司毛利情况.24 图表 29:绿的谐波估值情况.25 图表 30:投资逻辑整理.25 图表 31:双环传动营业收入、归母净利润情况(单位:亿元).27 图表 32:
15、秦川机床集团公司覆盖上中下游产业链协同发展.28 图表 33:秦川机床营业收入、归母净利润情况(单位:亿元).29 计算机 行业深度报告 5 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 1 人形机器人开启新纪元 2021 2021 年年 8 8 月,特斯拉月,特斯拉 CEO CEO 马斯克于首届马斯克于首届“人工智能日人工智能日”公开展示特斯拉人形公开展示特斯拉人形机器人概念机机器人概念机 Tesla BotTesla Bot。2022 年 2 月,特斯拉在提出概念后短短 6 个月内成功推出人形机器人原型机,并作为开发平台进行深度研发。2022 年 9 月 30 日,特斯拉举行第二届“人工智能日”,并
16、发布最新版本的Optimus人形机器人,其可实现直立行走、搬运、洒水等复杂动作。据马斯克预计,Optimus 将于 3-5 年内实现量产上市,最终数量将会达到百万级,而成本将降至 2 万美元左右。2023年 5 月 16 日,特斯拉在 2023 股东大会上发布了 Optimus 人形机器人最新演示视频。视频中,Optimus 走路更加自然和灵活,完成了一系列复杂任务如电机扭矩控制,更精确的力度控制、环境探测与记忆等。Optimus 也展示了其基于端到端AI 学习人类行为的过程对物体进行分类摆放等。特斯拉机器人取得全方位进展,运动控制与 AI 能力持续提升。马斯克称特斯拉的长期价值将主要来自人形
17、机器人,并预测人形机器人需求将达 100 亿台。1.1 Optimus 细节详解 目前特斯拉的人形机器人实现了28 个自由度,相当于人体功能的约1/10。这28个自由度主要分布在上半身和下半身。上半身上半身包括肩部(6 个自由度),肘部(2 个自由度),腕部(6 个自由度)和腰部(2 个自由度)。下半身下半身包括髋关节(6 个自由度),膝关节(2 入自由度),和踝关节(4 个自由度)。灵巧手单手灵巧手单手 6 6 个执行器,个执行器,1111 个自由度个自由度。灵巧手采用金属肌腱带动机器人精确抓住小而薄的物体。电气与智能系统方面,基于成熟的电动汽车产业链,实现电池系统集成、FSD 等技术和产品
18、的复用,基于经验积淀,将有助于人形机器人加速产业化。特斯拉设计了人形机器人结构和关节分布,优化过程通过仿真模型和实际验证,特斯拉设计了人形机器人结构和关节分布,优化过程通过仿真模型和实际验证,在低功耗,低成本和最有质量的目标下,最大效能的发挥各个执行器。在低功耗,低成本和最有质量的目标下,最大效能的发挥各个执行器。经过分析优化将共 28 个大的执行器(不含手指执行器),其中包含 14 个旋转执行器和14 个线性执行器减少到 6 种实际的执行器,包含 3 个系列的直线/线性执行器,和 3 个系列旋转执行器。图表1:特斯拉 Optimus 身体关节共 28 个执行器(不包括灵巧手)资料来源:Tes
19、la AI Day,方正证券研究所 计算机 行业深度报告 6 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 旋转执行器主要分布于肩髋等需要大角度旋转的关节,线性执行器分布于膝肘等摆动角度不大的单自由度关节和腕踝两个双自由度但是体积紧凑的关节。图表2:特斯拉的 3 种旋转执行器和 3 种直线/线性执行器 资料来源:Tesla AI Day,方正证券研究所 减速器、伺服电机、线性执行器、滚柱丝杠是人形机器人的运动控制产业链中价值量较大的硬件设备。1)电机:电机:数量更多、品类更丰富,需满足全身各关节的驱动需求,手部需采用微型电机。2)减速器、传动装置:减速器、传动装置:数量更多,旋转执行器延续了对 RV、谐
20、波减速器的需求,线性执行器中需要用到行星滚柱丝杠作为线性传动装置。3)环境感知:环境感知:区别工业机器人在固定场景外接机器视觉设备实现识别的方案,人形机器人场景复杂,需采用激光雷达、摄像头等方案实现环境感知、三维重建并实现路径规划,对设备品类、算法、实时算力要求更高。4)运动控制:运动控制:类似于工业机器人,运控算法均是厂商自研,开发难度大,是核心竞争力之一;特斯拉 Optimus 复用特斯拉汽车的感知和计算能力,在全自动驾驶 FSD 芯片基础上开发适合人形机器人的控制器系统。人形机器人传感器数量、品类、执行机构复杂程度远高于工业机器人,对控制器实时算力、集成度要求高。考虑到当前零部件的国产售
21、价,将特斯拉 Optimus 做成本拆分,旋转关节(电机+谐波减速器+抱闸+双编码器+力矩传感器+轴承组成)占到 40%,直线/线性关节(电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成)占到 30%,手部占到14%,其他部分占比 16%。计算机 行业深度报告 7 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 1.1.1 旋转执行器 旋转执行器由电机+谐波减速器+抱闸+双编码器+力矩传感器+轴承组成。图表3:旋转执行器的结构组成 资料来源:Tesla AI Day,方正证券研究所 旋转执行器整体采用电池组供电,搭配电驱伺服关节的形式,基于电机旋转执行器整体采用电池组供电,搭配电驱伺服关节的形式,基于电
22、机+谐波减谐波减速器的旋转关节。速器的旋转关节。旋转关节整体的输出扭矩密度和当前各大人形机器人厂家的关节性能类似,突出了力输出能力。在人形机器人中,用RV 减速器的可能性比较低,因为 RV 减速器的精度低于谐波减速器且体积重量大于谐波减速器。RV 减速器更适合高强度高扭矩大负载产品。谐波减速器更适合小负载小体积小重量的场景。1.1.2 直线/线性执行器 直线执行器由电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成。图表4:直线/线性执行器的结构组成 资料来源:Tesla AI Day,方正证券研究所 计算机 行业深度报告 8 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 特斯拉使用了行星滚柱丝杠,它属
23、于丝杠类中性能最优异、但也最昂贵的一个特斯拉使用了行星滚柱丝杠,它属于丝杠类中性能最优异、但也最昂贵的一个子类。子类。行星滚柱丝杠以其高承载、高刚度、长寿命的特点或成为人形机器人线性执行器的关键传动装置,通过适配人形机器人需求实现降本是大规模放量的前提。根据 Tesla AI Day 2022 会上展示的信息来看,Optimus 线性执行器采用的方案即为行星滚柱丝杠一体式伺服电动缸。我们认为下肢髋、膝、踝关节及上肢的肘关节的伺服电缸采用高承载、高刚度的行星滚柱丝杠作为传动装置可能性比较大。行星滚柱丝杠结构复杂、加工难度大因而成本很高,通过调整设计、工艺方案适配人形机器人的需要来实现降本是其大规
24、模应用的前提。2 人形机器人核心硬件拆解 2.1 减速器 减速器是工业基础元件,是一种较为精密的机械传动装置。减速器利用齿轮的啮合改变电机转速、扭矩及承载能力,可以用于实现精密控制。可广泛用于机器人、数控机床、光伏设备、医疗器械等多个行业领域。2.1.1 减速器是机器人核心零部件 机器人核心零部件研发制造主要包括伺服系统、减速器和控制器占工业机器人成本的 70%左右。减速器、伺服系统(包括伺服电机和伺服驱动)及控制器直接决定工业机器人的性能、可靠性和负荷能力,对机器人整机起着至关重要的作用。其中成本占比最高的是减速器,占到 35%。图表5:减速器是机器人核心零部件 资料来源:36 氪研究院,方
25、正证券研究所 计算机 行业深度报告 9 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 人体之所以能够活动自如,是因为有“骨关节”结构,大部分骨关节经由软骨人体之所以能够活动自如,是因为有“骨关节”结构,大部分骨关节经由软骨保护骨头避免磨损。保护骨头避免磨损。关节位于人体各个部位,可以使动作能够更加协调,同时通过关节活动,可以使人体完成复杂动作时更为灵巧,更为“精准”。工业机器人“运动”主要靠伺服电机、减速器和控制器三个主要部件完成。工业机器人“运动”主要靠伺服电机、减速器和控制器三个主要部件完成。伺服电机负责驱动,伺服电机的运行特点是转速快、扭矩小,而关节处则需要慢转速和大扭矩。减速器是由多个齿轮组成的
26、传动零部件,利用齿轮的啮合改变系统输出的转速、减速器是由多个齿轮组成的传动零部件,利用齿轮的啮合改变系统输出的转速、扭矩及承载能力。扭矩及承载能力。它可以精确地将伺服电机转速降低到工业机器人各个部位需要的速度,提高定位精度、输出更大的扭矩,使机器人运动更加精准。通俗的说,减速器可以提高机器的定位精度和重复定位精度。减速器在工业机器人中的另一作用是传递更大的扭矩。减速器在工业机器人中的另一作用是传递更大的扭矩。当负载较大时,一味提高伺服电机的功率是很不划算的,可以在适宜的速度范围内通过减速器来提高输出扭矩。减速器可分为通用减速器可分为通用、专用、精密减速器,其中应用于机器人产业的主要为精密、专用
27、、精密减速器,其中应用于机器人产业的主要为精密减速器。减速器。通用减速器一般指齿轮减速器、蜗杆涡轮减速器和行星减速器,以中小型为主,广泛应用于各个行业;专用减速器一般以大型、特大型为主,多为行业专用减速器,比如汽车减速器、光伏减速器、风电减速器。图表6:减速器分类 资料来源:雪球,方正证券研究所 行星减速器过去主要用于工业领域,目前精密行星减速器用在直角坐标工业机行星减速器过去主要用于工业领域,目前精密行星减速器用在直角坐标工业机器人,也可以用在人形机器人小型关节(如手指)或者运动关节(如腿部)领器人,也可以用在人形机器人小型关节(如手指)或者运动关节(如腿部)领域。域。精密行星减速器在运行过
28、程中类似于一个太阳轮有多个行星轮绕转,所以其体积小、质量较轻,相较于其他减速器启动更加平稳,且刚性、精度和扭矩高。其特点为结构紧凑、低转速大扭矩、价格便宜但减速比低。总体来说,行星减速器运用到高新能机器人上目前仍有一定难度。而精密减速器以微型、小型为主,广泛用于工业机器人、机床、半导体、航空航天等高精度场景,尤其大量运用在机器人上,主要有两类:谐波减速器和 RV减速器。计算机 行业深度报告 10 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 由于传动原理和结构等技术特点差异,使二者在下游产品及应用领域方面各有所侧重、相辅相成,应用于不同场景和终端行业。二者具体对比如下:图表7:RV 减速器 VS 谐波减
29、速器 资料来源:绿的谐波招股说明书,方正证券研究所 谐波减速器具有单级传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间谐波减速器具有单级传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作的优点。和介质辐射的工况下正常工作的优点。且与一般减速器比较,在输出力矩相同时,谐波减速器的体积可减少 2/3,重量可减轻 1/2,这使其在机器人小臂、腕部、手部等部件具有较强优势。RV 减速器传动比范围大、精度较为稳定、疲劳强度较高,并具有更高的刚性和扭矩承载能力,在机器人大臂、机座等重负载部位拥有优势。不过,谐波减速器的负载轻,容许力矩负载在 1,500Nm 以内,因此限制了其向
30、重负载部位拓展的可能。而 RV 减速器容许力矩负载可达 8,000Nm,其重量重、外形尺寸较大的特性,也使其无法向轻便、灵活的轻负载领域发展。两者适用领域不同,还不能互相取代。两者适用领域不同,还不能互相取代。谐波减速器体积小、重量轻、传动比大的特点使其能够广泛应用于人形机器人等轻负载领域。国内谐波减速器价格逐年下降国内谐波减速器价格逐年下降,目前在 1000-3000 元/个,未来在人形机器人大规模量产下有望降价至 500-1000 元/个。根据绿的谐波招股书,2018、2019 年公司谐波减速器单价分别为 1885 元/个、1632 元/个,后续公司未单独披露谐波减速器收入,以近年来技术成
31、熟从而降低成本为前提,我们预计目前国内谐波减速器单价在 1500 元/个,后续若人形机器人大规模量产,价格有望下探到500-1000 元/个。2.1.2 减速器市场迎来“黄金时代”从需求的角度看,新增的机器人需求是减速器从需求的角度看,新增的机器人需求是减速器产业发展的主要驱动力。产业发展的主要驱动力。此外,减速器本身有额定的使用寿命,需要定期更换,即存量市场的更换亦是需求方向之一。工业机器人的工作寿命一般为 8-10 年,期间减速器作为传动、承重部计算机 行业深度报告 11 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 件,磨损不可避免,其使用寿命通常在两年左右。因而,当前保有的工业机器人维修保养亦需
32、要大量的减速器替换。GGIIGGII 数据显示,数据显示,20212021 年中国工业机器人减速器总需求量为年中国工业机器人减速器总需求量为 93.1193.11 万台,同比增万台,同比增长长 78.06%78.06%。其中增量需求 82.41 万台,同比增长 95.05%;存量替换量为 10.7 万台,同比增长 6.57%。随着 AI 进程的加快推进,机器换人将受益其中,预计未来几年减速器市场增长的确定性进一步增强,到 2026 年市场总需求量有望超过270 万台。图表8:中国工业机器人减速器总需求量(万台)资料来源:GGII,方正证券研究所 20222022 年,我国工业机器人产量为年,我
33、国工业机器人产量为 44.344.3 万套,对减速器的总需求量约为万套,对减速器的总需求量约为 110110 万万台。台。其中,谐波减速器与 RV 减速器的需求量分别为 64 万台与 46 万台,比例约为 58%:42%。2.1.3 国内谐波减速器市场国产替代持续进行 全球范围内,哈默纳科(全球范围内,哈默纳科(Harmonic Drive Harmonic Drive SystemSystem)与纳博特斯克()与纳博特斯克(NabtescoNabtesco)分别在谐波减速器和分别在谐波减速器和 RV RV 减速器领域取得了市场主导地位。减速器领域取得了市场主导地位。其依靠长期的研发技术积累、
34、规模化的生产能力、稳定的产品质量和性能,二者与 ABB、发那科、库卡、安川等国际工业机器人生产商合作历史悠久,在行业内的市场地位较为突出。2020-2021 年,我国谐波减速器市场最大的两个外资品牌哈默纳科和日本新宝在中国市场的占有率之和由 46%降低至 42.9%。国内做谐波减速器的企业总共有 30 多家,实力较强的有绿的谐波、来福谐波、福德机器人、大族传动等企业,2020-2021 年,这四家企业在中国市场上的占有率之和由 35.9%提升至 41.1%。整体看来,中国机器人减速器国产化趋势正在形成。根据 GGII 的数据,2014-2021 年工业机器人精密减速器国产品牌市场份额由 11%
35、提升至 41%。随着下游需求持续拓宽,预计未来减速器国产化率还将得到大幅提升。谐波减速器技术较RV 偏低,因此从技术上看,对国产厂商而言更加易于突破。17.4321.3531.9637.2835.2145.2582.418.8713.0711.5610.128.9510.0410.7007080901002015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年存量需求增量需求计算机 行业深度报告 12 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表9:2020 年国内谐波减速器市场格局 图表10:2021 年国内谐波减速器市场格局 资料来源:华经产业研究院,方正证
36、券研究所 资料来源:华经产业研究院,方正证券研究所 2.1.4 人形机器人催化减速器放量 相较于传统机器人,谐波减速器在单台相较于传统机器人,谐波减速器在单台 Tesla BotTesla Bot 上的需求量更多、价值量更上的需求量更多、价值量更大。大。与传统的工业机器人、协作机器人不同,人形机器人的形态和动作更接近人类,自由度更多,因而单台 Tesla Bot 需要用到更多的减速器。例如特斯拉人形机器人共有 28 个自由度,对比六轴工业机器人仅用 6 个减速器,相较于传统工业机器人或服务机器人,谐波减速器的使用量更多。人形机器人若能达到消费级体量将驱动减速器市场持续扩容。图表11:机器人使用
37、减速器数量 类型类型 图例图例 谐波减速器数量谐波减速器数量 RVRV 减速器数量减速器数量 六轴多关节机器人 4-6 台 2-6 台 SCARA 机器人 2-3 台 2-3 台 DELTA 机器人 3 台/计算机 行业深度报告 13 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 协作机器人 6 台/资料来源:绿的谐波招股说明书,方正证券研究所 过去我国工业机器人减速器依赖进口,国产品牌难以突破。过去我国工业机器人减速器依赖进口,国产品牌难以突破。为了摆脱海外的技术限制,中央及地方密集出台政策,扶持全产业链补足短板,行业发展明显提速。国内减速器厂商迎来发展机遇,充分受益减速器国产替代进程。2.2 滚柱丝
38、杠:人形机器人中的重要零部件 丝杠是工程机械和精密机械上最常使用的传动部件。丝杠是工程机械和精密机械上最常使用的传动部件。丝杠的主要结构由丝杆与螺母构成,其主要功能为将旋转运动转化成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力。其原理为当丝杠作为主动体时,螺母随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化为直线运动。被动工件可通过螺母座和螺母连接,从而实现对应的直线运动。2.2.1 行星滚柱丝杠有望凭借性能优势在人形机器人应用领域大展拳脚 机床丝杠按其摩擦特性可分为三类:滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠。滑动丝杆是滑动摩擦,结构简单但精度差,主要用于电梯、汽车等各领域。静压丝杠装置较大,必须有油泵、蓄压器、液体
39、循环装置、冷却装置和过滤装置等众多的辅助装置,且其静压油腔加工困难,且存在环境污染问题。位于德国格平根(Gppingen)的 Hydrostatik Schnfeld 这家小公司是目前唯一一家供应商,且价格不菲。图表12:不同种类丝杠特点 资料来源:未来智库,方正证券研究所 滚珠丝杠利用滚珠链在丝杠轴与螺母之间做滚动运动,将旋转运动转换成直线滚珠丝杠利用滚珠链在丝杠轴与螺母之间做滚动运动,将旋转运动转换成直线运动。运动。由于滚珠不断在两个负载承载面之间循环,存在相互碰撞及末端急剧转计算机 行业深度报告 14 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 向,导致高转速条件下丝杠传动效率降低、噪声大,一般
40、只适用于中等性能要求的应用场合。行星滚柱丝杠主要是由滚柱丝杠、滚柱螺母、滚柱、内齿圈、压盖及挡圈组成。行星滚柱丝杠主要是由滚柱丝杠、滚柱螺母、滚柱、内齿圈、压盖及挡圈组成。行星滚柱丝杠综合了行星轮系、滚珠丝杠、滚针轴承的运动特点,通过在丝杠周围设置若干行星螺纹滚柱,可大幅增加传动过程中丝杠副的受力接触面积,使机构可以承受更大的载荷和冲击,可靠性高,行星滚柱丝杠传动非常适合用于高速重载工作的应用场合。行星滚柱丝杠因其较小的体积空间使用,高效精准的大推力输出,以及耐用稳定的性能等特点正被越来越广泛的应用在工业领域,对滚珠丝杠、液压驱动等技术路线形成有效替代,在机器人、自动化、数控机床、医疗器械、汽
41、车、石油天然气等领域的应用正逐渐普及。总体来说行星滚柱丝杠较滚珠丝杠具备高承载能力、高刚度、高传动速度、更总体来说行星滚柱丝杠较滚珠丝杠具备高承载能力、高刚度、高传动速度、更大的导程范围等优势。大的导程范围等优势。行星滚柱丝杠与滚珠丝杠的最大区别在于载荷传递元件为螺纹滚柱,因此大幅度增加了丝杠的受力接触面,从而使得承载能力和刚性比普通滚柱丝杠更高,同时用滚柱替代滚珠,解决了滚珠直径取值范围小,空间和承载能力有限的问题。图表13:滚珠丝杠 VS 行星滚柱丝杠 资料来源:方元明科技,方正证券研究所 当比较不同直径相似的螺杆技术的负载能力和效率值时当比较不同直径相似的螺杆技术的负载能力和效率值时,均
42、为均为 1mm1mm 导程导程,行星滚行星滚柱丝杠的载荷是滚珠丝杠的四倍。柱丝杠的载荷是滚珠丝杠的四倍。这种性能和设计特点的结合使滚柱丝杠成为许多机器人以及机器人相关应用的理想解决方案。例如,使用线性激活连接的机器人(类似于人身体二头肌控制前臂运动的方式)从较高的负载等级和较低的重量滚子螺丝执行器中获益。特斯拉人形机器人的关节分为旋转关节与线性关节,其中“电机+行星滚柱丝+传感器”为线性关节提供了良好的解决方案,有助于提升人形机器人的关节性能。计算机 行业深度报告 15 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 2.2.2 市场规模:人形机器人打开长期成长空间 据华经产业研究院数据,2021 年全球
43、滚珠丝杠市场规模达到 17.5 亿美元,同比增长 6.0%,年均复合增速达到 6.2%。预计 2022 年全球市场规模达到 18.59 亿美元。从国内市场规模来看,中国作为滚珠丝杆产品重要的消费市场之一,国内市场从国内市场规模来看,中国作为滚珠丝杆产品重要的消费市场之一,国内市场规模占全球规模总量的规模占全球规模总量的 20%20%左右。左右。据统计,2021 年我国滚珠丝杆市场规模为 25亿元,预计2022年市场规模达 28亿元。未来伴随机器人产业发展,以人形机器人为代表的产品有望成为滚珠丝杠的新需求爆发点。图表14:2015-2022 年全球滚珠丝杠市场规模(亿美元)图表15:2015-2
44、022 年中国滚珠丝杠市场规模(亿元)资料来源:华经产业研究院,方正证券研究所 资料来源:华经产业研究院,方正证券研究所 从国内行业供需情况来看,滚珠丝杆需求量大于产量,行业供需缺口明显。从国内行业供需情况来看,滚珠丝杆需求量大于产量,行业供需缺口明显。据统计,2021 年中国滚珠丝杆(滚珠丝杆副)产量达到 983 万套,需求量为 1406万套。图表16:2014-2022 年中国滚珠丝杠产量及需求量情况 资料来源:华经产业研究院,方正证券研究所 人形机器人给丝杠带来新的增量。人形机器人给丝杠带来新的增量。根据特斯拉的公布信息,特斯拉 Optimus 机器人上会采用行星滚柱丝杠,海外舍弗勒售价
45、0.3万美元,远远超过特斯拉人形机器人总的预期成本2万美元,这显然是特斯拉不能接受的,所以国产化是必然26933944452562292760400600800042000212022E产量(万套)需求量(万套)计算机 行业深度报告 16 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 路径。单个机器人的价值量中直线/线性关节(电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成)占到 30%,其中电机驱动器占到约 70%,那么行星滚
46、柱丝杠的价值量为占到剩余的 30%,即为总价值量的 9%,为 0.18 万美元,约 1.3 万元人民币。随着我国滚柱丝杠厂商技术的持续完善,以及降本增效诉求驱动下,滚柱丝杠国产步伐有望迎来提速。2.2.3 市场格局:国内行星滚柱丝杠目前处于早期阶段 行星滚柱丝杠制造壁垒极高。行星滚柱丝杠制造壁垒极高。海外企业大多于 1950 年左右在国防军工等领域开启产品研发,主要企业包括瑞典 ewellix、瑞士舍弗勒等。舍弗勒集团于 2022年收购ewellix公司,其前身为SKF行星滚柱丝杠部门,结合旗下传统高端行星滚柱丝杠品牌 GSA,舍弗勒基本垄断国际高端行星滚柱丝杠市场。图表17:海外行星滚柱丝杠
47、主要厂家 资料来源:行星滚柱丝杠厂家介绍,方正证券研究所 图表18:舍弗勒基本垄断国际行星滚柱丝杠市场 资料来源:雪球,方正证券研究所 计算机 行业深度报告 17 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 国内行星滚柱丝杠目前还处于早期阶段,生产难度较大,国内企业较少布局。国内行星滚柱丝杠目前还处于早期阶段,生产难度较大,国内企业较少布局。国内外在行星滚柱丝杠的产品差距主要为制造材料(硬度、耐腐蚀、可加工性等)和制造能力(含机床、工艺等)。近年来以华中科技大学、西北工业大学、南京理工大学为代表的高校力量逐步推动底层研究。近期人形机器人、精密机床等行业的发展带动了国内企业在行星滚柱丝杠方面的投入。中国
48、目前的主要参与企业包括秦川机床和鼎智科技。3 重点公司 3.1 拓普集团:特斯拉电动车核心供应商 拓普集团拓普集团 19831983 年成立,成立早期主要从事汽车年成立,成立早期主要从事汽车 NVHNVH(汽车噪声、振动和声振粗(汽车噪声、振动和声振粗糙糙度)等业务,具体是减震和隔音(内饰)产品。度)等业务,具体是减震和隔音(内饰)产品。目前拓普主要有八大业务板块,分别是:汽车 NVH 减震系统、内外饰系统、轻量化车身、智能座舱部件、热管理系统、底盘系统、空气悬架系统、智能驾驶系统。主要客户包括国际国内智能电动车企和传统 OEM 车企等。图表19:拓普集团业务产品分布 资料来源:拓普集团官网,
49、方正证券研究所 3.1.1 业绩保持高速增长,平台化战略有望助力公司成长 公司 2022 年实现营业收入 159.93 亿元,较上年同期增长 39.52%;实现利润总额 19.60 亿元,较上年同期上升 70.98%;实现归属于上市公司股东的净利润17.00 亿元,较上年同期上升 67.13%。内饰功能件占比 36%,减震器产品占比25%,平台化优势稳步增长是公司业绩的稳定支持。底盘系统占比 29%,为当下计算机 行业深度报告 18 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 营收最核心的增长点。公司具有全球领先的轻量化底盘布局,同时持续募资扩产夯实优势,布局建成后将形成年产 600 万辆供货能力。公
50、司热管理业务在2021 年放量,2022 年已占比 9%,有望成长为与轻量化底盘同样的业务增长点。汽车电子占比 1%,目前处于处成长期,后续随定点的释放有望成为中长期增量来源。图表20:拓普集团营业收入、归母净利润情况(单位:亿元)资料来源:公司年报,方正证券研究所 3.1.2 受益于特斯拉产业链,公司积极布局机器人产业 20162016 年,拓普集团进入特斯拉产业链,定点年,拓普集团进入特斯拉产业链,定点 Model 3Model 3 锻铝控制臂。锻铝控制臂。2017 年北美Model 3 量产,拓普集团正式供货。在此期间,拓普集团在特斯拉的配套产品也更加丰富,从最初的锻铝控制臂增加到减震器
51、、轻量化底盘结构件、内饰功能件等。2021 年,公司从汽车电子业务延伸出的热管理系统也进入特斯拉产业链,单车价值提升到 6000 元以上。2021 年前三季度来自特斯拉收入为 32.4 亿元,占比 41.5%,为公司第一大客户。特斯拉在 2023 年 3 月确定于墨西哥建立第三座海外工厂,并极力动员中国供应商赴墨西哥建厂达成再度合作。拓普集团方面则于去年9月开始宣布在墨西哥投资建厂,未来有望在配套特斯拉方面形成一部分新的海外收入。公司积极布局机器人产业,样品已公司积极布局机器人产业,样品已经获得客户认可。经获得客户认可。以特斯拉 Optimus 为例,搭载配置如下:身体执行器 28 个+手部自
52、由度 11 个+电池组 2.3Kwh+完全自动驾驶(FSD 电脑)+Autopilot 神经网络技术,售价不到 2 万美元。运动执行器包括电机、电控及减速机构等部件组成,是机器人的核心部件之一。2023 年 7 月 12日拓普集团官方发文称,因业务发展需要将拆分设立机器人事业部。此外官方还表示研发的人形机器人执行器也已多次向客户送样,获得客户认可及好评,目前项目进展顺利。同时人形机器人电池模块需搭配电池组和热管理系统。而拓普集团的热管理系统被列在人形机器人供应链全景图中,后续发展潜力巨大。0.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00160.002022年
53、2021年2020年2019年2018年159.93114.6365.1153.5959.8417.0010.176.284.567.53营业总收入归属母公司股东的净利润计算机 行业深度报告 19 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 3.2 三花智控:与特斯拉合作共赢,新赛道助力实现更快发展 三花智控以家用制冷的阀件产品起家,经过三十余年的深耕细作,先后逐步发三花智控以家用制冷的阀件产品起家,经过三十余年的深耕细作,先后逐步发展商用空调零部件、洗碗机零部件、微通道等新业务。展商用空调零部件、洗碗机零部件、微通道等新业务。公司立足于阀类产品,新能源热管理零部件品类拓展,并积极开发组件集成与子系统
54、解决方案,从“机械部件开发”向“电子控制集成的系统控制技术解决方案”升级。2017 年三花智控收购三花汽零 100%股权,同时募集 13 亿配套资金,加码新能源汽车热管理业务,现已成功开拓特斯拉、宝马、戴姆勒、大众、沃尔沃、通用等大量优质汽车客户。3.2.1 业绩稳步向好,新业务加速拓展 三花智控三花智控 20222022 年实现营业收入年实现营业收入 213.48213.48 亿元,同比增长亿元,同比增长 33.3%33.3%;实现归母净利润;实现归母净利润25.7325.73 亿元,同比增长亿元,同比增长 53%53%,同时实现扣非归母净利润,同时实现扣非归母净利润 22.9122.91
55、亿元,同比增长亿元,同比增长54.1%54.1%。按照产品划分,制冷空调电器零部件业务营收 138.34 亿元,同比增长23.3%,汽车零部件营收 75.14 亿元,同比增长 56.5%。公司业绩增长得益于制冷业务公司积极抓住能效升级、冷媒切换、多联机、厨电、热泵的发展。同时公司进行横向新能源品类扩张,新能源汽车业务订单持续放量,保持高增长。2022 年公司汽零业务新增三个生产基地,进一步完善全球化布局,公司 2022 年新能源汽车热管理产品营收 66.7 亿元,占汽车零部件业务收入比重 88%,充分受益于新能源汽车行业的高速增长。图表21:三花智控营业收入、归母净利润情况(单位:亿元)资料来
56、源:公司年报,方正证券研究所 3.2.2 开展机器人等业务,布局新成长点 三花智控作为特斯拉汽车热管理系统核心供应商,也在积极布局机器人业务。三花智控作为特斯拉汽车热管理系统核心供应商,也在积极布局机器人业务。一方面,公司热管理产品亦可应用在人形机器人领域。另一方面,运动执行器是机器人的核心部件之一,三花智控深度布局电机执行器,技术与客户积累深厚,并积极整合上下游伺服电机、传动组件、编码器、控制器等零部件资源,已与多个客户建立合作,具备先发优势。公司将同步配合客户量产目标,并积0.0050.00100.00150.00200.00250.002022年2021年2020年2019年2018年2
57、13.48160.21121.10112.87108.3625.7316.8414.6214.2112.92营业总收入归属母公司股东的净利润计算机 行业深度报告 20 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 极筹划机电执行器海外生产布局。2023 年 4 月公司发布公告,与苏州绿的谐波传动科技股份有限公司签署战略合作框架协议,双方将在三花墨西哥工业园共同出资设立一家合资企业,合资公司主营业务为谐波减速器,未来深度配套可期。3.3 绿的谐波:国产谐波减速器龙头 公司经过公司经过多年持续研发投入,在谐波减速器理论创新和技术研发实力已经处于多年持续研发投入,在谐波减速器理论创新和技术研发实力已经处于行业
58、前列。行业前列。实现了精密谐波减速器的规模化生产及销售,打破了国际品牌在机器人用谐波减速器领域的垄断,并实现批量出口。于 2020 年,在上海证券交易所科创板上市。3.3.1 公司技术底蕴深厚 公司前身为恒加金属,最初从事金属来料材料加工业务。公司前身为恒加金属,最初从事金属来料材料加工业务。现任董事长左昱昱 1999 年加入后,全面负责精密机械加工业务,在其带领下恒加金属生产加工能力逐步提升,逐渐向电气、自动化、阀体等精密零部件领域拓展,并成为了 ABB、通用电气、那智不二越、阿法拉伐等国际知名企业的精密零部件产品的合格供应商。恒加金属较强的精密零部件机加工能力以及稳定的质量控制水平,为谐波
59、减速器的大规模生产奠定了坚实的基础。同时恒加金属快速的加工响应能力,也进一步加速了绿的谐波产品的设计迭代速度,谐波减速器新产品从设计、仿真模拟到样品生产能够在较短时间内完成。20032003 年起,公司决定在恒加金属原有业务基础上年起,公司决定在恒加金属原有业务基础上建立团队向自主研发设建立团队向自主研发设计产品计产品的路径发展,提高公司长期竞争力。的路径发展,提高公司长期竞争力。经过市场调研,左昱昱认识到谐波传动具备广阔的发展空间,但是当时谐波减速器市场主要被外资品牌占据,中高端市场更是一直被日本哈默纳科垄断,因此 2003 年至 2011 年间左昱昱与李谦带领公司研发团队进行谐波传动的理论
60、与技术研究。恒加金属经过多年发展,建立了一支包括材料、机械设计、加工工艺等多方面人才的研发队伍。2 2013013 年,公司打破外资垄断,成为国内第一家量产谐波减速器的厂商年,公司打破外资垄断,成为国内第一家量产谐波减速器的厂商,当年产销超过 3000 台。2016 年底,成功向国际主流机器人厂商优傲机器人批量供货。2018 年,为适应谐波减速器未来市场需求,公司推出融合谐波减速器、电机、传感器的机电一体化模组产品,简化用户安装使用时间和成本。2020 年公司成功在科创板上市。计算机 行业深度报告 21 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表22:绿的谐波发展历程 资料来源:绿的谐波官网,方
61、正证券研究所 3.3.2 产品各项性能指标均已达到国内领先水平 公司突破了以传统公司突破了以传统 Willis Willis 定理为基础的渐开线齿轮设计理论定理为基础的渐开线齿轮设计理论。以自主开发的新一代谐波啮合“P 型齿”数学模型、3D 仿真软件、误差修正方法、动态补偿方法、寿命预测模型为基础,建立全新齿形设计理论体系,新一代三次谐波技术、机电耦合技术、轴承优化、独特材料改性技术、齿廓修形优化技术、协同高效润滑技术及超精密制造加工工艺等核心技术。以此为基础开发的产品性能达到国内领先水平。相较于哈默纳科,绿的谐波产品的性能、寿命已经基本达到的相同水平,并且公司拥有更加完善的生产流程和更低的产
62、品成本,在市场竞争中具备一定的优势。其减速器产品从模型设计、产品试制、小批量供货到规模化、产业化制造历经不断迭代优化和完善,在传动误差、背向间隙、空程误差、传动效率、噪声、运行温升等各项性能指标均已达到国内领先水平。图表23:绿的谐波减速器产品按其结构和技术特点分类 资料来源:绿的谐波 2022 年报,方正证券研究所 3.3.3 公司有丰富配套机器人经验 在国内企业中,绿的谐波较早地完成了工业机器人谐波减速器技术研发并实现在国内企业中,绿的谐波较早地完成了工业机器人谐波减速器技术研发并实现规模化生产规模化生产。在工业机器人谐波减速器领域率先实现了对进口产品的替代,在行业内确立了一定的竞争优势,
63、并较大地降低了国产机器人企业的采购成本及计算机 行业深度报告 22 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 采购周期。经过多年发展,公司已积累了一大批机器人、数控机床等高端装备行业的优质客户,并成功跻身国际主流市场。谐波减速器主要终端客户谐波减速器主要终端客户包括新松机器人(300024.SZ)、华数机器人(300161.SZ)、新时达(002527.SZ)、埃夫特、亿嘉和(603666.SH)、埃斯顿(002747.SZ)、优必选、配天机器人等知名品牌及制造商。除了实现向国内主流机器人厂商稳定供货外,公司产品也取得了国际知名厂商的认可,并实现了向国际主流机器人厂商之一 Universal Rob
64、ots 批量出口供货。公司的谐波减速器已经配套国内初代人形机器人优必选,未来有望获得更多配套人形机器人机会。图表24:绿的谐波主要终端客户收入(单位:万元)资料来源:公司招股说明书,方正证券研究所 2023 年 4 月绿的谐波与三花智控签署了框架协议,双方同意在三花墨西哥工业园共同设立合资企业,绿的谐波有望借助三花的渠道和客户优势加速出海,具备打入人形机器人供应链的潜力。3.3.4 业绩持续快速增长,国产谐波龙头产能加速释放 2021 年公司实现营业收入 4.43 万元,较上年增长 104.15%;归属于母公司所有者的净利润 1.89 亿元,较上年增长 130.49%。产能扩张下公司市场份额有
65、望快速提升,业绩有望持续稳定增长。2022 年公司实现营业收入 4.46 亿元,同比增长 0.54%,实现归母净利润 1.55 亿元,同比下降 17.91%;我们发现绿的谐波我们发现绿的谐波2022020 0 年谐波减速器销售单价出现回升拐点,行业竞争程度好于预期。年谐波减速器销售单价出现回升拐点,行业竞争程度好于预期。2017 年到2019 年公司主要产品谐波减速器的平均销售单价分别为 1,922.79 元/台、1,885.13 元/台、1,631.95 元/台,但根据绿的披露数据测算,2020 年绿的谐波减速器销售单价为 1,837.28 元/台。从 2017 年以来绿的谐波销售谐波减速器
66、单价首次出现反弹,说明行业并未陷入恶性价格战,国内二线谐波减速器品牌在产品质量以及生产工艺上距离绿的仍有一定差距,同时在绿的谐波主导控制下的小幅度降价有利于绿的谐波新增减速器产能得到消化。计算机 行业深度报告 23 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表25:绿的谐波营业收入、归母净利润情况(单位:亿元)资料来源:公司年报,方正证券研究所 在在 IPOIPO 募投项目达产之前,公募投项目达产之前,公司每年谐波减速器产能约司每年谐波减速器产能约 9 9 万台,只有哈默纳科万台,只有哈默纳科谐波减速器产能(谐波减速器产能(178178 万台)的万台)的 5%5%。截至 2023 年 5 月 31
67、 日,募投“年产 50 万台精密谐波减速器项目”的实际项目投资进度已达 81.79%,项目预定可使用状态日期为2023年12月。募投产能达产以后,公司精密谐波减速器产能59万台。2020 年到 2022 年,绿的谐波实际产能利用率分别为 93.51%、106.98%、83.95%,产能消化情况良好。我国人形机器人处于新的发展阶段,未来发展前景广阔,如果未来人形机器人订单激增,绿的谐波有可能承接更多订单,产能建设对于零部件厂商来说至关重要。图表26:绿的谐波减速器产品产量情况 资料来源:wind,绿的谐波年报,方正证券研究所 3.3.5 毛利率表现突出,护城河效应凸显 绿的谐波的毛利率在绿的谐波
68、的毛利率在 20212021 年达到年达到 52.52%52.52%,远大于国内谐波减速器和,远大于国内谐波减速器和 RVRV 减速器减速器上市公司平均毛利率上市公司平均毛利率 30%30%。由于技术路线不同及国内外人工费用差异,受益于成本上的巨大优势,使绿的谐波即使是在产品均价远低于哈默纳科、规模远小于哈默纳科的情况下,其毛利率在近三年仍高于哈默纳科约 10%,较高毛利率是公司的核心竞争力体现。0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.502022年2021年2020年2019年2018年2017年4.464.432.171.862.201.761.551.
69、890.820.580.650.49营业总收入归属母公司股东的净利润计算机 行业深度报告 24 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表27:毛利率对比 资料来源:wind,方正证券研究所 极高的毛利率水平使绿的谐波拥有了护城河,在行业中获得了极高的毛利率水平使绿的谐波拥有了护城河,在行业中获得了较大较大的竞争优势。的竞争优势。这也有力支持了公司研发方面的持续投入,公司研发投入持续保持较高水平,进而有力的支持公司产品竞争力的不断提升。图表28:国内减速器相关公司毛利情况 资料来源:wind,绿的谐波年报,方正证券研究所 3.3.6 高估值证明其稀缺性 公司自公司自 20202020 年上市以来
70、估值波动较大,主要年上市以来估值波动较大,主要受两个因素影响。受两个因素影响。首先,机器人行业的整体变化影响着投资者的预期;其次,2022 年年初受到内外部宏观因素冲击,A 股走势整体下滑,高估值企业受影响更为严重,公司估值快速回落。绿的谐波 2021 年 PE 最大值为 241.79x,2022 年全年平均值为 102.93x。远高于同行业其他公司。我们认为支撑绿的谐波高估值的原因有两个,首先是其在A股的稀缺性,公司通过自主研发突破技术壁垒,率先打破日系企业在谐波减速器行业的垄断,其高毛利率、高营收增速也证明了公司的稀缺性;其次,AI 赋能机器人行业属于当下热门赛道,未来增长空间巨大。0.0
71、0%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%2022年 2021年 2020年2019年 2018年绿的谐波哈默纳科行业平均计算机 行业深度报告 25 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表29:绿的谐波估值情况 资料来源:wind,方正证券研究所 3.3.7 投资逻辑 我们认为核心硬件是目前人形机器人的关键点我们认为核心硬件是目前人形机器人的关键点。考虑到特斯拉 Optimus 未来量产规划和降本诉求,国产相关零部件有望通过性价比的优势替代海外供应链。且人形机器人潜在应用空间大,成长天花板高,建议关注谐波减速器相关厂商绿的谐波。图表30:投资逻辑整理 资料来
72、源:方正证券研究所 计算机 行业深度报告 26 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 3.4 双环传动:国内 RV 减速器头部玩家 3.4.1 公司深耕机器人关节高壁垒赛道,已成功布局 RV 和谐波两大产品类 除工业机器人外,近期人形机器人成为市场关注焦点,或成减速器新的增长点。除工业机器人外,近期人形机器人成为市场关注焦点,或成减速器新的增长点。相比工业机器人,人形机器人需要更多的自由度,相应的也需要更多减速器,更具有想象空间,一旦应用成熟,减速器的市场空间将有望从百亿增长到千亿级别。谐波减速器具有体积小、传动比大的优点,但是抗冲击能力方面稍差。RV 减速器传动比范围大、精度较为稳定、疲劳强度
73、较高,并具有更高的刚性和扭矩承载能力,一般放置在机器人机座、大臂、肩部等重负载的位置。从技术角度出发,我们认为两者都可以实现在人形机器人上的应用,但都会做出特殊的设计调整,不是单个零件,而是以模组化形态融入,精度更高、体积更小。双环传动创立双环传动创立 4040 余年以来专注于机械传动核心部件的研发、设计与制造余年以来专注于机械传动核心部件的研发、设计与制造。主要产品涵盖传统汽车、新能源汽车、轨道交通、非道路机械、工业机器人等多个领域。公司在精密齿轮制造积累了多年工艺经验,发展历程中坚持投入高端设备,并通过和设备磨合参透齿轮生产技术,是国内少数可以大批量供应四级精度齿轮的厂商。双环传动深耕机器
74、人关节高壁垒赛道,目前成功布局双环传动深耕机器人关节高壁垒赛道,目前成功布局 RVRV 和谐波两和谐波两大产品类。大产品类。公司从 2013 年开始研发 RV 减速器,历时 3-4 年成功打破外资垄断,掌握摆线轮磨齿及总成装配等多项核心减速机技术,产品批量供货国产头部机器人企业,已经成为市场份额最高的国产 RV 减速器供应商。2022 上半年公司中小负载机器人用新一代高功重比 RV 减速机规模量产,中大负载机器人(50Kg-210Kg 负载)用RV 减速机产品取得关键性突破。公司将进一步向高端项目迈进,促进 RV 减速器项目产能释放,有望继续拓宽“护城河”,稳固行业龙头地位。双环传动新研制的大
75、负载及高功重比的系列化减速机产品已成功批量应用于国双环传动新研制的大负载及高功重比的系列化减速机产品已成功批量应用于国内主流机器内主流机器人产品中,已基本实现机器人减速器产品全覆盖,并且形成工业机人产品中,已基本实现机器人减速器产品全覆盖,并且形成工业机器人用全系列器人用全系列 RVRV 减速器产品。减速器产品。根据高工机器人数据,2021 年双环传动的国内市场份额仅次于纳博特斯克,是国内厂商第一。3.4.2 公司盈利能力创新高 公司公司 20222022 年营收年营收 68.3868.38 亿元,同比增长亿元,同比增长 27%27%;归母净利;归母净利 5.825.82 亿元,同比增长亿元,
76、同比增长8080%。2021 年公司 RV 减速器业务实现收入 1.84 亿元,毛利率达到 26.95%。收入较 2018 年首次实现减速器营收的 0.63 亿,增长 190%,年化增速高达 43%。公司2022 年实现 RV 减速器、谐波减速器等收入 4.57 亿元。目前公司现有的 RV 减速器年化产能大约为 10万,公司借力于RV 的技术与市场的协同效益,新业务谐波减速器已形成多个型号产品的批量供货,产品性能已获得客户认可。计算机 行业深度报告 27 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表31:双环传动营业收入、归母净利润情况(单位:亿元)资料来源:公司年报,方正证券研究所 对于业绩增长
77、的原因业绩增长的原因,公司披露的第一个原因是减速器业务的增长,“随着机器人减速器国产化的加速,公司机器人精密减速器业务取得了快速发展,销量与上年同期相比呈现大幅增长。”同时公司其他业务也有所增长,公司重型卡车自动变速箱齿轮业务较上年同期呈现良好的增长态势;新能源汽车齿轮业务保持着稳步增长;公司持续推动内部降本增效、自主创新等工作,有效提升制造能力,降低单位成本,推动公司业绩稳步增长。3.5 秦川机床:国产丝杠的龙头骨干企业 秦川机床成立于秦川机床成立于 19651965 年,专年,专业从事机床工具制造,是中国机床工具行业品类最业从事机床工具制造,是中国机床工具行业品类最多、精密复杂程度最高、产
78、业链最完整多、精密复杂程度最高、产业链最完整、综合竞争优势显著的企业之一、综合竞争优势显著的企业之一。在齿轮加工机床、加工中心、车削中心、螺纹磨床、复杂刀具等领域处于国内第一梯队。集团旗下拥有秦川本部、汉江机床、汉江工具、沃克齿轮、秦川数控等多家专精特新“小巨人”企业,先后承担国家重大专项 100 余项。3.5.1 重组并购,整合产业资源 2000 2000 年以来,公司经历一系列重组并购、战略合作,拓展业务领域,整合产业年以来,公司经历一系列重组并购、战略合作,拓展业务领域,整合产业资源。资源。以高端数控机床业务为引领,向机床产业链上下游延伸,根据公司 2022 年报,公司主营业务可分为四大
79、块:主机业务、高端制造业务、核心零部件业务、智能制造及核心数控技术业务。公司预计到“十四五”末,公司将实现机床主机收入、高端制造收入、核心零部件收入、智能制造及核心数控技术收入分别占到总销售收入 50%、20%、20%、10%的具体目标。0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.002022年2021年2020年2019年2018年68.3853.9136.6432.3631.515.823.260.510.781.95营业总收入归属母公司股东的净利润计算机 行业深度报告 28 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表32:秦川机床集团公司覆盖上中下游产业链协同
80、发展 资料来源:秦川机床年报,方正证券研究所 3.5.2 公司 2020 年以来业绩明显改善 公司营收增长明显,零部件与机床增速较快。公司营收增长明显,零部件与机床增速较快。公司在2018年与2019年营收几乎保持在 32 亿元左右,2020 年公司启动内外部改革后,当年收入增长近 30%至40.95 亿元,2021 年继续增长 23.4%至 50.52 亿元。公司在 2021 年报披露的收入中,机床占比接近 50%,零部件类占比约为 32%,二者营收在过去两年均实现了较快增长。2020年,零部件类收入同比增长88.8%,主要是由于公司当年收购沃克齿轮,使得零部件类销售量、生产量、库存量大幅提
81、升。据公司 2021 年报,机床类收入同比增长 42.5%,主要由于当年机床行业景气,且公司加快技改速度,有效缓解卡脖子工序、提升产能,公司当年机床类产销量均同比增长超过 23%。2022 年,制造业持续面临市场需求不足、行业下滑等诸多问题,国际、国内环境变化等复杂因素对机床行业影响较大。报告期内,秦川机床实现营业收入41.01 亿元,比上年同期下降 18.83%;实现归属于母公司净利润 27,500 万元,比上年同期下降 2.07%。净利润回升明显,机床和零部件贡献主要毛利率。净利润回升明显,机床和零部件贡献主要毛利率。2020 年,公司收购具有零部件规模化生产经验的沃克齿轮,使得零部件类毛
82、利率抬升明显,从 2019 年的4.8%提升至 2020 年的 16.7%;同年,机床毛利率从 10.1%升至 13.0%,2022 年再次提升至 18.6%,公司整体毛利率亦有明显增长,由 2019 年的 15.0%升至 2022年的 18.9%,原因除了主要产品贡献的毛利率提升,还包括公司改革优化了人员结构。计算机 行业深度报告 29 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 图表33:秦川机床营业收入、归母净利润情况(单位:亿元)资料来源:公司年报,方正证券研究所 3.5.3 滚珠丝杠量产优势明显 秦川机床下设子公司汉江机床专门负责丝杠导轨业务,其规模和竞争实力处于秦川机床下设子公司汉江机床专
83、门负责丝杠导轨业务,其规模和竞争实力处于国内第一梯队。国内第一梯队。秦川机床所属汉江机床生产 2 级、3 级精度的滚珠丝杠、直线导轨,有较高的精度保持性,完全可以满足中高档数控机床的要求,实现了在新能源汽车领域制造装备滚动功能部件和精密螺杆副的国产化推广应用。滚动功能部件在国内机床工具行业中占据相当重要的地位,是国内数控机床制造厂家配套滚珠丝杠副的首选。公司在丝杠导轨方面技术积累深,近年产能释放加速。公司在丝杠导轨方面技术积累深,近年产能释放加速。秦川的丝杠导轨产品主要由子公司汉江机床生产,汉江机床是中国机床工具工业协会滚动功能部件分会的会长单位,有 50 余年丝杠导轨产品的技术积淀,品牌知名
84、度较高。公司的丝杠、导轨瞄准高端客户,研发型号产品 60 多个,丝导产品在汉江机床收入占比约 40%。根据公司根据公司 20222022 年报,汉江机床收入年报,汉江机床收入 4 4 亿元,测算当年丝导部分收入约为亿元,测算当年丝导部分收入约为 1.61.6 亿亿元。元。公司经营情况改观后,2022 年 1 月 28 日公司董事会决定支持汉江机床“高档数控功能部件产业化升级项目”建设,项目投资规模1.2亿元,该项目是公司零部件板块重点发力点,后续不排除持续地投入。公司抓住新能源汽车领域发展机遇,已实现制造装备及新能源汽车领域用滚珠丝杠副的国产化推广。当前,汉江机床行星结构滚柱丝杠在军工领域已实
85、现应用,随着人形机器人市场的发展,未来应有更大的发展空间。3.5.4 投资逻辑 人形机器人给丝杠人形机器人给丝杠带来新的增量。带来新的增量。根据特斯拉 Optimus 公布信息,人形机器人售价 17万元左右,海外舍弗勒售价 2万/个,远远超过特斯拉的预期成本,所以国产供应链预期会受益,而秦川机床具备先发优势。1)增长增长势头势头强劲强劲:2022 年子公司汉江机床营业收入达 4 亿元,同比增长 28.8%,实现净利润 2479 万元,同比增长 162.2%,在行业大环境较为低迷的背景下依然逆势增长。计算机 行业深度报告 30 敬请关注文后特别声明与免责条款 s 2)技术沉淀深厚技术沉淀深厚:公
86、司有 50 余年丝杠导轨产品的技术积淀,品牌知名度较高。近年来公司通过自主研发及制造,公司丝杠产品精加工水平得到有效的改善,丝杠产品由 P1 级提升到 P0 级,精度水平达到国际先进水平,公司通过优化工艺布局,配置自制研发的高效设备,效率提高 30%,达到缩减成本 15%的效果。导轨产品精度由 2 级提升到 1 级,精度水平达到国内先进水平,效率提升 15%。3)积极布局产能积极布局产能:公司 2022 年定增共募集资金总额 12.3 亿元,主要聚焦于高端产品研发扩产。其中包括主要应用在新能源汽车领域滚动功能部件研发与产业化建设项目,项目拟建设滚珠丝杠副、滚珠(柱)导轨副数字化车间。预计达产后
87、新增滚珠丝杠/精密螺杆副产能 28 万件/年、滑动直线导轨产能13 万米/年,滚珠丝杠/精密螺杆副产品产能将提升至 38万件/年、滑动直线导轨产能将提升至 18 万米/年,产能分别提升达到 280%和 260%。计算机 行业深度报告 31 敬请关注文后特别声明与免责条款 s分析师声明分析师声明 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,保证报告所采用的数据和信息均来自公开合规渠道,分析逻辑基于作者的职业理解,本报告清晰准确地反映了作者的研究观点,力求独立、客观和公正,结论不受任何第三方的授意或影响。研究报告对所涉及的证券或发行人的评价是分析师本人通过财务分析预测、数量化方法、或行业比较
88、分析所得出的结论,但使用以上信息和分析方法存在局限性。特此声明。免责声明免责声明 本研究报告由方正证券制作及在中国(香港和澳门特别行政区、台湾省除外)发布。根据证券期货投资者适当性管理办法,本报告内容仅供我公司适当性评级为 C3 及以上等级的投资者使用,本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。若您并非前述等级的投资者,为保证服务质量、控制风险,请勿订阅本报告中的信息,本资料难以设置访问权限,若给您造成不便,敬请谅解。在任何情况下,本报告的内容不构成对任何人的投资建议,也没有考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需求,方正证券不对任何人因使用本报告所载任何内容所引致的任何损失负任
89、何责任,投资者需自行承担风险。本报告版权仅为方正证券所有,本公司对本报告保留一切法律权利。未经本公司事先书面授权,任何机构或个人不得以任何形式复制、转发或公开传播本报告的全部或部分内容,不得将报告内容作为诉讼、仲裁、传媒所引用之证明或依据,不得用于营利或用于未经允许的其它用途。如需引用、刊发或转载本报告,需注明出处且不得进行任何有悖原意的引用、删节和修改。评级评级说明:说明:类别类别 评级评级 说明说明 公司评级 强烈推荐 分析师预测未来12个月内相对同期基准指数有20%以上的涨幅。推荐 分析师预测未来12个月内相对同期基准指数有10%以上的涨幅。中性 分析师预测未来12个月内相对同期基准指数
90、在-10%和10%之间波动。减持 分析师预测未来12个月内相对同期基准指数有10%以上的跌幅。行业评级 推荐 分析师预测未来12个月内行业表现强于同期基准指数。中性 分析师预测未来12个月内行业表现与同期基准指数持平。减持 分析师预测未来12个月内行业表现弱于同期基准指数。基准指数说明 A股市场以沪深300 指数为基准;香港市场以恒生指数为基准,美股市场以标普500指数为基准。方正证券研究所联系方式:方正证券研究所联系方式:北京:西城区展览馆路 48 号新联写字楼 6 层 上海:静安区延平路71号延平大厦2楼 深圳:福田区竹子林紫竹七道光大银行大厦31层 广州:天河区兴盛路12号楼隽峰苑2期3层方正证券 长沙:天心区湘江中路二段36号华远国际中心37层 E-mail: