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人形机器人核心零部件:量价分化寻胜势,上游掘金正当时

人形机器人核心零部件:量价分化寻胜势,上游掘金正当时
2026年10月22日 08:48 新浪网 作者
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  (来源:未来智库)

  2025 年全球人形机器人出货量接近 1.8 万台,同比增长约 508%,销售额约 4.4 亿美元,累计销售订单量超过 3.5 万台;预计 2026 年增至近 6 万台、2030 年达到 50 万台,行业由批量验证迈向规模化部署,带动核心零部件需求加速释放。据 SAG 最新数据,2026 年上半年全球人形机器人出货量约 1.91 万台,同比增长近 300%,中国厂商占据全球超过 97% 的出货份额。随着工业与商业场景部署规模扩大,行业出货量由万台级向数十万台级快速跃迁。

  从下游应用场景看,人形机器人场景应用仍处早期,工业规模化尚未成为主力。2025 年以技术验证和展示交互为主的文娱表演、教育科研、数据采集及导览导购等场景合计占比超过 85%,其中文娱商演占比 36.8%、科研教育 24.6%、数据采集 17.0%、导览导购 10.9%,工业制造、仓储物流仍主要处于试点探索阶段,本体放量的 "含金量" 尚未成熟。行业下一阶段将从 "展示型创新" 转向 "价值验证与规模复制",企业用户会围绕效率提升、成本优化和风险降低评估机器人,并从单试点向系统化部署演进。

  本体放量不等于盈利高增。人形机器人处于规模化导入期,整机商业模式尚未成熟,高研发投入、商业化投入及价格竞争压制盈利释放:优必选毛利规模不足以覆盖高额研发和商业化投入;宇树人形机器人 ASP、毛利率持续下降,26 年一季度营收放缓;乐聚降价放量,亏损持续扩大。本体厂商受降价竞争、高研发及商业化投入制约,收入增长尚未充分转化为利润,而上游核心零部件凭借标准化、多客户复用及精密制造壁垒,率先实现规模效应与业绩兑现。以核心零部件谐波减速器和无框力矩电机的两大龙头为例:2023—2025 年,绿的谐波谐波减速器及金属件收入由 3.17 亿元升至 4.76 亿元,毛利额从 1.31 亿元到 1.75 亿元,呈现 "收入先稳后增、毛利额先降后升" 的趋势;同期雷赛智能伺服系统收入由 6.36 亿元升至 9.22 亿元,毛利额从 1.52 亿元到 2.59 亿元,连续两年保持较快增长,呈现明显的 "收入与毛利额齐升" 趋势。

  核心零部件处于不同产业化阶段,发展节奏各异

  执行器负责将电机输出转化为机器人关节运动,是电机、传动、传感与轴承等核心零部件的集成载体。Optimus 躯体共有 28 个执行器,通过共性化设计压缩为 3 类旋转执行器和 3 类线性执行器;旋转与线性并不是所有本体统一的固定方案,而是不同关节在扭矩、速度、体积、效率和成本约束下的选型结果。以 Tesla Optimus 为例测算,丝杠整机价值量占比最高,达到 19%,无框力矩电机以 16% 位居第二,谐波减速器以 13% 位居第三。Tesla Optimus 量产前夜,技术路线逐渐收敛,在 Gen3 的 BOM 测算中,线性执行器整机占比达到 23%,高于旋转执行器。

  三大核心零部件处于不同产业化阶段。行星滚柱丝杠处于量产导入期,技术附加值尚未转化为实际毛利率,当前企业主要处于试制与小批量交付阶段,精密加工、良率及设备利用率仍影响单位制造成本,实际单品毛利率尚未获得充分验证;南京工艺 2025 年 1-5 月滚珠丝杠副的毛利率为 33.58%,可作为精密丝杠规模化后的盈利参考;同时五洲新春 2025 年的募投达产预测中,行星滚柱丝杠以 36.25% 的毛利率高于微型滚珠丝杠的 33.29%,预示着行星滚柱丝杠的盈利能力较强。无框力矩电机处于规模化成长期,毛利率逐步从技术溢价转向稳定兑现,头部企业已经形成十万台级实际交付,相关伺服与驱动业务毛利率约 30%,现阶段的关键并非追求毛利率持续上行,而是在快速放量过程中保持相对稳定的产品盈利水平。谐波减速器处于成熟量产期,毛利率呈现下降趋势,国内企业已经形成成熟制造体系,绿的谐波相关产品 2023—2025 年毛利率由 41.17% 降至 36.77%,来福谐波同期产品均价由 802 元降至 573 元,成熟量产阶段企业面临的是通过成本优化抵消价格及产品结构变化对毛利率的影响。

  从技术原理看,丝杠的核心作用是将电机旋转运动转化为精密直线运动,在人形机器人对高负载、紧凑体积、高频运动和使用寿命提出更高要求后,行星滚柱丝杠相较传统滚珠丝杠具备更高的性能上限,其本质差异来自承载方式:滚珠丝杠依靠滚珠传递载荷,而行星滚柱丝杠通过多个滚柱同时参与啮合,增加有效接触数量与接触面积。行星滚柱丝杠分为标准式、循环式、反向式三类,其中反向式行星滚柱丝杠进一步将结构向紧凑型执行器优化,Rollvis 明确将 RVI 反向式产品应用场景列入机器人膝关节、肩关节和紧凑型机电执行器,Tesla 在 2022 AI Day 也明确表示采用反向行星滚柱丝杠以实现效率、紧凑性和耐久性。无框力矩电机本质上由定子和永磁转子组成,取消传统伺服电机独立的机壳、轴承、输出轴等结构,直接嵌入机器人关节;Schaeffler 的人形机器人硬件架构中,无论是旋转执行器还是线性执行器,均将无框力矩电机列为核心组成,旋转执行器中与减速器配套,线性执行器中与行星滚柱丝杠配套,因此无框电机不完全依赖某一种减速器或丝杠技术路线,机器人执行器电动化本身就带来需求。减速器位于无框力矩电机与关节输出端之间,人形机器人并未形成单一减速器技术路线,而是谐波、行星和摆线等方案根据不同关节需求并存;谐波减速器依靠波发生器、柔轮和刚轮三大核心部件实现柔性啮合,在单级大减速比下兼具零 / 低背隙、紧凑和轻量等特点,是当前轻量化、高减速比、高精度旋转关节中应用最成熟的主流路线之一,精密行星减速器则凭借高效率、较好回驱性和抗冲击能力,在宇树等强调高动态性能的本体中应用较多。

  量价走势方面,三大零部件呈现明显分化。无框力矩电机进入规模化成长期,有望延续量增价稳、规模降本趋势,无框电机同时适用于旋转和线性执行器,需求受单一技术路线变化的影响相对较小。谐波减速器进入成熟量产阶段,未来由规模扩张转向成本效率竞争,绿的谐波 2025 年销量同比增长 72.48%,相关产品 2026H1 毛利率降至 32.79%;来福谐波 2026H1 出货同比增长约 112%,相关产品毛利率回升至 29.60%,行业预计延续量增价降趋势,竞争重点将进一步转向精密加工、自动化及产品结构优化。行星滚柱丝杠仍处量产导入阶段,有望由产能建设转向有效供给与盈利验证,双林股份一期 10 万套产线已具备量产能力,五洲新春持续推进规模化投资,市场报价与达产测算价格已形成 400—500 元的参考区间,同时特斯拉 Optimus 国内供应链定点及量产审核正在推进,有望加速行星滚柱丝杠需求兑现时点前移。

  技术壁垒与产业化能力决定细分环节竞争格局

  技术决定价值上限,精密制造构筑盈利壁垒。行星滚柱丝杠的高承载密度与传动精度构成技术附加值,精密螺纹加工是核心难点,多滚柱啮合能够在有限空间内提高承载能力,但丝杠、滚柱与螺母的螺纹精度及装配误差直接影响载荷分配、传动效率和使用寿命,小螺距硬齿面磨削与多部件一致性构成关键工艺壁垒。其中 "一致性" 尤其关键,螺母偏心、丝杠偏心和滚柱名义直径误差对滚柱载荷分配系数的重要性分别达到 47%、34%、19%,即使每个零件都能单独加工出来,只要多滚柱之间不能均匀分担载荷,最终产品仍可能出现局部过载、磨损和寿命问题。从资本开支证据看,五洲新春募投项目行星滚柱丝杠主要生产设备达 332 台、设备投资 2.2315 亿元,其中磨床 206 台、金额 1.3253 亿元,磨床约占该项目行星滚柱丝杠主要生产设备投资的 59.4%,印证精密磨削是真实资本开支的重点。国内企业正加快核心装备自研与工艺积累,双林股份具备内外螺纹磨削及专用磨削工艺能力,贝斯特依托精密模具、精密加工及自动化制造技术持续布局,行业竞争正由样品开发向精密制造能力竞争深化。产能扩张不等于有效供给,良率与成本决定放量质量,双林股份 2025 年实际产量约 1500 套,并披露 C3 精度丝杠 499 元量产报价;五洲新春规划投入 206 台磨床、金额约 1.33 亿元,募投规划新增 98 万套年产能。供给扩张预期已前置、价格锚点开始下移,当前国产替代的真正问题是谁能以更低成本,把精度和一致性稳定复制到十万套以上规模;双林股份已公开 C3 精度行星滚柱丝杠 499 元量产量定价,五洲新春募投测算采用 500 元 / 套、318.77 元 / 套单位成本及 36.25% 的达产毛利率,福立旺进一步采用 400 元 / 套的达产预测价格,但表示行星滚柱丝杠当时尚未形成收入,价格竞争已经出现前置信号,而盈利尚未被真实经营数据验证。

  谐波减速器壁垒从齿形设计延伸至薄壁柔轮、疲劳寿命与批量一致性,真正差距体现在寿命和单位成本。谐波减速器虽然只有波发生器、柔轮、刚轮等少数核心部件,但其性能建立在柔轮持续性弹性变形和高精度齿面啮合基础上,齿形、材料、热处理、薄壁加工、柔性轴承及装配误差相互耦合;柔轮既要足够薄以产生周期性弹性变形,又必须经受长期交变应力,因此壁垒不仅是加工精度,更是齿形设计 + 材料处理 + 薄壁制造 + 疲劳寿命的综合能力。绿的谐波围绕 P 型齿、柔轮强化、材料处理、专用轴承及精密制造持续迭代,瑞迪智驱则明确将薄壁柔轮、精密小模数齿轮、极小公差分选装配列为核心工艺。从技术指标对比看,绿的谐波传动误差≤30 角秒、背向间隙≤10 角秒、传动效率 75%-90%、设计使用寿命>15,000 小时,瑞迪智驱对应指标为≤60 角秒、≤15 角秒、55%-75%、>10,000 小时。国产企业持续推进自主齿形设计和工艺迭代,逐步缩小与海外领先厂商的技术差距,但高端型号的长期可靠性与批量一致性仍是竞争关键,行业竞争已不再局限于单一产品性能,而是逐步延伸至材料与工艺积累、全流程质量控制、客户验证及关节模组协同开发。谐波减速器已由技术验证进入规模制造阶段,行业核心矛盾正从 "能不能做" 转向 "量增能否覆盖价降",2023—2025 年绿的谐波谐波减速器销量由 21.15 万台提升至 42.52 万台、接近翻倍,同期产品毛利率由 41.17% 下降至 36.77%,但毛利率下行并不意味着利润池收缩,同期谐波减速器及金属件收入由 3.17 亿元增至 4.76 亿元、毛利额由 1.31 亿元提升至 1.75 亿元,说明当前销量增长仍足以覆盖单位盈利下行,规模效应仍在向利润端传导。

  无框力矩电机壁垒在于高转矩密度、低温升与低波动的协同优化,量产一致性决定最终成本。无框力矩电机的性能并非由单一参数决定,而是电磁设计、绕组、电机尺寸、磁钢、热管理与制造工艺之间的系统平衡;机器人电机受 "D²L" 规律影响,增加电机直径对转矩提升更加有效,因此机器人电机普遍向扁平、大直径方向设计,但同时会对结构集成和散热提出更高要求。热管理和绕组利用率是持续输出能力的重要约束,铜损既产生热量又降低电池续航,而高铜填充率有助于提高转矩密度,使人形机器人电机效率可达 90% 以上;机器人真正看重的不只是峰值转矩,而是有限体积下能够持续输出多少转矩。此外,机器人低速、高精度运动对齿槽转矩和转矩波动极为敏感,步科第四代 FMK 产品即围绕电磁设计、大中空、灌胶工艺、温升和制造自动化进行优化,其中优化灌胶后过载时间提升 50%,热平衡温升可达 30K。环节制胜因素由单点性能领先转向平台化适配与规模交付,雷赛智能 2026H1 无框力矩电机在手订单超 100 万台,步科股份同期实际出货 11.36 万台、同比增长 422.90%;在满足转矩密度、温升及可靠性要求的基础上,产品标准化程度、客户联合开发效率和稳定批量制造能力,将决定企业能否成为龙头并形成持续订单优势。

  风险与机遇

  从产业机遇看,三大核心零部件各具发展逻辑。无框力矩电机量增价稳,规模效应驱动利润扩张:无框力矩电机同时适配旋转与线性执行器,技术路线确定性较高,当前已进入规模化成长阶段,随着客户订单持续增长、平台化产品布局完善及自动化制造能力提升,环节有望实现销量增长、价格相对稳定与单位成本下降,盈利扩张确定性相对较强。谐波减速器量增价降,降本增效构筑盈利韧性:谐波减速器已进入成熟量产阶段,市场需求增长与产品价格竞争并存,具备精密加工、工艺优化及规模制造能力的企业,有望通过良率提升与单位成本下降对冲降价压力,推动毛利率修复及毛利额增长,环节机会由单纯规模扩张转向制造效率提升。行星滚柱丝杠高附加值叠加国产替代,规模放量有望释放盈利弹性:行星滚柱丝杠具备较高技术壁垒与潜在盈利空间,国内企业正加快核心装备自主化、客户定点及产能建设,随着特斯拉 Optimus 国内供应链定点及量产审核推进,具备高精度加工和规模制造能力的企业有望率先实现订单转化与盈利兑现,释放较高的业绩增长弹性。

  从风险层面看,存在五类风险。其一,人形机器人产业化进程及终端需求释放不及预期:若工业制造、仓储物流等应用场景商业化进度低于预期,或整机厂商订单交付与规模部署不及预期,可能导致核心零部件需求增长放缓,影响产业链企业收入及利润兑现。其二,无框力矩电机订单转化及规模降本不及预期:若下游客户订单向实际交付转化速度低于预期,或自动化产线爬坡、产能利用率及制造效率改善不及预期,可能导致销量增长无法有效摊薄单位成本;若产品价格同步承压,则可能削弱环节预期的盈利扩张弹性。其三,谐波减速器价格竞争加剧及成本改善不及预期:若行业供给持续扩张、产品降价幅度超出预期,而精密加工工艺优化、良率提升及规模降本未能同步兑现,可能导致单位成本下降幅度不足以抵消售价下行,进而压缩毛利率,削弱盈利修复预期。其四,行星滚柱丝杠技术路线变化及规模量产不及预期:若主流人形机器人在线性关节应用中采用其他传动方案,或客户定点未能转化为持续批量订单,可能导致丝杠需求释放低于预期;若精密磨削、批量良率及生产成本控制不及预期,则可能影响国产替代进程及潜在盈利空间兑现。其五,行业空间及盈利测算偏差风险:报告涉及的人形机器人 BOM 价值量测算、募投项目达产后的产能及盈利预测,以及第三方机构出货量预测,均基于特定假设及现有公开信息,可能受到技术路线变化、产品价格波动、产能爬坡进度及下游需求不及预期等因素影响,实际结果与测算或预测值可能存在较大偏差。

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