本报告导读：构建现代化产业体系背景下，科技创新驱动产业智能化升级，叠加政策支持力度加大以及核心零部件国产化率提升，机器人产业有望迎来需求拐点。
　　摘要：
　　核心观点：智能化的核心载体，科技创新赋能产业升级，前景广阔。市场普遍认为国内机器人产业技术积累不足，相对薄弱的产业基础不足以支撑终端需求。我们认为国内科技创新赋能产业智能化升级，叠加政策支持以及核心零部件国产化进程提速，机器人市场有望呈现出巨大的发展潜力和广阔前景。随着国内企业在智能汽车、智能家电、船舶、医疗器械等高端制造领域的投入持续加码，全球目光有望再次聚焦于机器人市场，也为国内机器人行业的发展注入全新动力。
　　后发优势，核心技术本土化进程提速，高力度政策支持，智能制造有望掀起新一轮产业化应用浪潮。市场认为国内机器人应用市场起步较晚，关键技术进口依赖度较高，核心技术专利仍亟待突破。但我们认为国内在机器人应用端拥有比较优势，需求增速远超于欧美日，使用密度未来仍将处于快速发展阶段。同时，国内一批机器人领军企业正在奋起直追，研发费用、企业专利数持续增长。在智能制造趋势下，受益于国内优势产业腾飞及下游应用场景拓展，工业机器人渗透率持续提升。更重要的是，国内机器人支持政策力度远高于海外。中央和地方政府的政策支持在机器人使用和研发方面给予了较大幅度的补贴，也是构成机器人市场迈入跨越式发展的重要催化剂。
　　机器人行业迎来需求拐点，政策扶持加速国产替代进程。随着中国能源、制造转型升级，未来半导体、新能源、智能家居等领域的机器人应用需求将呈现较快增长，同时人口老龄化和劳动力成本上升等社会问题的影响下，服务机器人代替部分人工和辅助工作的市场需求越来越强。“十三五”以来，中央和地方也陆续出台多项促进机器人发展的政策。叠加国内企业对于研发和人才的持续投入，上下游产业链也逐步趋于完善，国产替代进程不断加速。机器人产业已迈入技术引领阶段，产业生态链逐步趋于完善。1）运控核心部件国产化拐点有望出现，机器人产业的发展将促进核心部件快速成长；2）多传感器融合的SLAM技术逐渐成为趋势，有助于提升未知环境中机器人的感知和自主定位能力；3）语音交互技术已发展较为成熟，ChatGPT将人类反馈强化学习引入深度学习的方式为机器人更智能化、人性化发展提供新思路；4）轻量化材料碳纤维的推广与普及，有助于提升机器人的使用效率、降低成本和赋予更多的使用功能。
　　推荐方向：1）减速器：推荐国茂股份/双环传动；2）伺服系统：推荐禾川科技；3）控制器：推荐华中数控；4）传感器：推荐石头科技/巨星科技；5）语音交互：推荐科大讯飞/歌尔股份；6）机器视觉：推荐瑞芯微；7）碳纤维：推荐中复神鹰/光威复材。
　　风险提示：下游需求不及预期，产业政策调整、研发进度不及预期

研究报告全文：策略研究策略研究TableMainInfoTableTitleTableAuthor20230818报告作者方奕分析师机器人产业有望迎来跨越式发展加速期021-38031658潮起现代化科创成长系列六fangyi020833gtjascom证书编号S0880520120005本报告导读构建现代化产业体系背景下科技创新驱动产业智能化升级叠加政A策支持力度加大以及核心零部件国产化率提升机器人产业有望迎来需求拐点股唐文卿分析师策摘要021-38676434略TableSummary核心观点智能化的核心载体科技创新赋能产业升级前景广阔tangwenqing027314gtjascom专市场普遍认为国内机器人产业技术积累不足相对薄弱的产业基础不证书编号S0880522100002足以支撑终端需求我们认为国内科技创新赋能产业智能化升级叠题加政策支持以及核心零部件国产化进程提速机器人市场有望呈现出TableReport相关报告巨大的发展潜力和广阔前景随着国内企业在智能汽车智能家电制造业出口链卖铲人与曲线选手船舶医疗器械等高端制造领域的投入持续加码全球目光有望再次20230809聚焦于机器人市场也为国内机器人行业的发展注入全新动力回购和增持是提振市场信心的长效机制后发优势核心技术本土化进程提速高力度政策支持智能制造有20230806望掀起新一轮产业化应用浪潮市场认为国内机器人应用市场起步较大众消费扩内需下的低估方向晚关键技术进口依赖度较高核心技术专利仍亟待突破但我们认20230806先价值后成长为国内在机器人应用端拥有比较优势需求增速远超于欧美日使用20230731证密度未来仍将处于快速发展阶段同时国内一批机器人领军企业正数据要素顶层设计有望加速券在奋起直追研发费用企业专利数持续增长在智能制造趋势下20230729受益于国内优势产业腾飞及下游应用场景拓展工业机器人渗透率持研续提升更重要的是国内机器人支持政策力度远高于海外中央和究地方政府的政策支持在机器人使用和研发方面给予了较大幅度的补报贴也是构成机器人市场迈入跨越式发展的重要催化剂告机器人行业迎来需求拐点政策扶持加速国产替代进程随着中国能源制造转型升级未来半导体新能源智能家居等领域的机器人应用需求将呈现较快增长同时人口老龄化和劳动力成本上升等社会问题的影响下服务机器人代替部分人工和辅助工作的市场需求越来越强十三五以来中央和地方也陆续出台多项促进机器人发展的政策叠加国内企业对于研发和人才的持续投入上下游产业链也逐步趋于完善国产替代进程不断加速机器人产业已迈入技术引领阶段产业生态链逐步趋于完善1运控核心部件国产化拐点有望出现机器人产业的发展将促进核心部件快速成长2多传感器融合的SLAM技术逐渐成为趋势有助于提升未知环境中机器人的感知和自主定位能力3语音交互技术已发展较为成熟ChatGPT将人类反馈强化学习引入深度学习的方式为机器人更智能化人性化发展提供新思路4轻量化材料碳纤维的推广与普及有助于提升机器人的使用效率降低成本和赋予更多的使用功能推荐方向1减速器推荐国茂股份双环传动2伺服系统推荐禾川科技3控制器推荐华中数控4传感器推荐石头科技巨星科技5语音交互推荐科大讯飞歌尔股份6机器视觉推荐瑞芯微7碳纤维推荐中复神鹰光威复材风险提示下游需求不及预期产业政策调整研发进度不及预期请务必阅读正文之后的免责条款部分A股策略专题目录1人工智能开创具身智能新时代42智能制造机遇期机器人产业步入快速发展风口621政策陆续推出引导产业健康发展822下游需求旺盛市场规模持续走阔1023综合实力提升国产替代进程加速133投资机会梳理1531减速器谐波与RV协同发展优势互补1532伺服系统差距犹存但竞争格局逐步利好本土品牌1733控制器国产神经中枢逐渐走向成熟和产业化1834传感器提升未知环境中的感知和自主定位能力1935智能语音实现人机交互的重要技术支撑2136碳纤维轻量化材料将有效提升机器人应用价值234风险提示23请务必阅读正文之后的免责条款部分2of24A股策略专题表1国君策略机器人产业链金股组合重点推荐标的总市值百万EPSPE主题代码公司行业评级2023882023E2024E2025E2023E2024E2025E603915SH国茂股份机械设备11960075094114241916增持减速器002472SZ双环传动汽车27873097131182342518增持伺服系统688320SH禾川科技机械设备5572120163210312318增持控制器300161SZ华中数控机械设备9222074113142634133增持688169SH石头科技机械35441149718902350181411增持传感器002444SZ巨星科技机械27658166202-1411-增持002230SZ科大讯飞计算机147208095123166675238增持语音交互002241SZ歌尔股份电子61191228277-86-增持机器视觉603893SH瑞芯微电子30595153218-4833-增持688295SH中复神鹰基础化工31554115159205302217增持碳纤维300699SZ光威复材国防军工2281221224328913119增持603666SH亿嘉和机械设备7663102221347361711增持操作机002698SZ博实股份机械设备19766070094113282117增持数据来源Wind国泰君安证券研究注以上评级标的EPS均采用截至2023年8月16日国泰君安证券研究所最新预测值表2国君策略机器人产业链受益标的梳理总市值百万EPSPE主题代码公司行业2023882023E2024E2025E2023E2024E2025E002896SZ中大力德机械设备5085065099124513427减速器000837SZ秦川机床机械设备14775032043056523323300124SZ汇川技术机械设备185886201262319352722伺服系统300660SZ江苏雷利电力设备9622111146176272117603728SH鸣志电器电力设备26078095145202654331传感器300552SZ万集科技计算机4280037078137552615002362SZ汉王科技计算机6304028040055926447语音交互688787SH海天瑞声计算机4979085124171986648688003SH天准科技机械8480112148177392924688686SH奥普特电子15415363477620352620300802SZ矩子科技机械5386064087117322418机器视觉688400SH凌云光电子12199059078097443427603893SH瑞芯微电子30595096140188765239002008SZ大族激光机械25736155198242161210688097SH博众精工机械设备11917109144159251917操作机688290SH景业智能机械设备6038160220295372720688084SH晶品特装国防军工5311125195317563622数据来源Wind国泰君安证券研究注未覆盖公司盈利预测为Wind一致性预期无投资评级请务必阅读正文之后的免责条款部分3of24A股策略专题1人工智能开创具身智能新时代随着人工智能AI领域的迅速发展我们正站在一个引领具身智能新时代的关键时刻AI技术的不断进步正在赋予机器以类似人类的具身能力这将为人类社会带来深远的影响1950年图灵的著名论文ComputingMachineryandIntelligence中首次提出了具身智能概念在当前的科学技术进程中具身智能可以理解为将AI技术与机器相结合的智能机器通过语言视觉等多模态的模型在人类与机器之间创建新的沟通桥梁和方式同时借助机器本身对于真实世界的感知和理解自主获取周围环境的信息将机器的认知和决策转化为具体行动措施以帮助人类在工作生活中创造出更多的经济价值和社会效益随着ChatGPT为引领的众多AI大模型如潮水般涌现赋能千行百业的智能化数字化转型从而显著提升现有的生产水平和效率同时AI技术的发展也有望进一步提升人形机器人的感知规划控制和交互能力因此具身智能将进入加速发展的快车道图1人类已全面迈入第四次工业革命人工智能新时代数据来源世界银行国泰君安证券研究现如今AI大模型正成为推动人形机器人技术发展的关键因素AI大模型拥有数十亿乃至数百亿参数的深度神经网络模型通过大规模的训练数据和计算能力为人形机器人注入了高级语言理解生成和推理能力人形机器人可以通过分析和生成自然语言更加智能地与人类进行互动与交流这不但为人类带来了前所未有的智能和交互体验更推动了人形机器人技术的飞速发展未来随着技术的进一步成熟AI大模型赋能机器人的应用将更加广泛为人类社会带来更多创新便利和智能化的可能性在AI技术的赋能下机器人研发正在逐步实现智能化和数请务必阅读正文之后的免责条款部分4of24A股策略专题字化的全面升级通过与AI人工智能技术的融合机器人正成为继个人计算机和智能手机之后的第三台计算机可以说作为具身智能的终极形态人形机器人将拥有巨大的发展潜力这种融合将为人类社会带来颠覆性的变革重新定义人与机器的互动方式以及机器在我们生活中的角色具体来看谷歌的人工智能研究团队于2023年3月初对外正式发布了一款名为PaLM-E的多模态视觉语言模型该模型标志着人工智能领域的一次重要突破这款模型的参数规模达到了惊人的5620亿个集成了用于控制机器人的视觉和语言能力为多模态智能的实现提供了有力支持PaLM-E模型的特点是其强大的多模态理解和交互能力它能够同时处理图像和文本数据并在这两者之间建立深入的联系通过视觉感知和语言理解该模型能够感知周围环境的信息理解人类语言的含义并基于这些信息做出智能决策这使得机器能够更加自然地与人类进行交流以及在实际情境中作出相应的行动PaLM-E的参数规模之大突显了其在处理复杂任务时强大的计算能力包括在机器人控制方面的应用可以让机器人更加高效地感知执行和学习通过将视觉和语言能力相结合PaLM-E为机器人自主性和交互性提供了全新的可能性图2人形机器人已迈入智能化初级阶段图3谷歌具身视觉语言模型PaLM-E参数量达5620亿数据来源Tesla波士顿动力优必选本田ASIMO数据来源GoogleResearch如今中国已经跻身人工智能领域的大国行列私人领域投资金额占比不断攀升根据NetBaseQuid提供的数据现实截至2021年中国对AI的私人投资金额累计超172亿美元约1200亿元2013-2021年美国对AI公司的私人投资是中国的2倍多与此同时当前美国AI企业数量也遥遥领先于中国放眼整个AI产业链美国在算法芯片等产业核心领域积累了强大的技术创新优势更关键的是尽管近年来中国在AI领域的论文和专利数量保持高速增长但中国在人工智能研究的质量和数量方面仍有较大的提升空间在现代化产业体系中AI产业已逐步上升为国家重要的战略发展目标中国应持续增加在AI领域的研发投入鼓励大量民营企业参与创新吸纳和培养更多高水平的AI人才更重要的是中国还需在基础学科请务必阅读正文之后的免责条款部分5of24A股策略专题建设专利及论文发表高端研发人才创业投资和领军企业等关键环节上建立完善的体系和发展框架如果仅仅以欧美为主导的现有的技术框架下竞争卡脖子的问题始终无法得到有效解决只有具备引领下一代AI技术创新变革的能力方能在长期的大国博弈环境中胜出图4相较于美国中国在AI的私人投资金额方面仍有较大的图5中国在AI领域的期刊出版占全球的总期刊的31高于提升空间美国和欧洲数据来源2022AIIndexReport数据来源2022AIIndexReport2智能制造机遇期机器人产业步入快速发展风口随着机器人应用领域不断深入拓展商业投资价值逐渐凸显机器人产业有望迎来跨越式发展特斯拉在2022年AI日上首次展示其人形机器人产品一经亮相便引发市场巨大的轰动叠加近期ChatGPT带来的AI技术浪潮投资者对于人形机器人的大规模商业化以及应用端智能化倾注了更高的期待机器人行业已经步入快速发展窗口期有望进一步促进高端制造业的发展经过多年的产业化发展各行各业在追求高质量高效率的发展和转型过程中助推了机器人行业的发展进程如今机器人产品更加智能化应用领域更加多元化行业整体呈现出蓬勃发展的态势同时随着机器人核心零部件国产化进程加快愈来愈多的企业开始倾向于采购国产零部件进而降低企业生产成本增强企业核心竞争力总体而言随着中国制造逐步摆脱低端化的标签并向高端智能化阔步迈进叠加各种支持机器人发展的政策陆续出台以及在核心零部件逐渐实现国产替代的趋势下机器人的发展有望迎来新的风口2021年全球机器人市场规模持续扩大工业机器人市场强劲反弹安装量创下历史新高服务机器人和特种机器人持续高速发展创新活跃有力促进全球经济的回暖根据IFR预测2017-2024年全球机器人市场复合增长率约为1382024年全球机器人市场规模有望达660亿美元同比增长138从市场规模看预计2024年全球格局服务机器人290亿美元占比44工业机器人230亿美元占比35特种机器人140亿美元占比21从成长层面看预计2017-2024复合增速服务机器人24特种请务必阅读正文之后的免责条款部分6of24A股策略专题机器人21工业机器人5总体来看2017-2024年中国机器人市场复合增速约为22预计2024年中国机器人市场规模250亿美元其中工业机器人市场规模115亿美元占比46服务机器人102亿美元占比41特种机器人34亿美元占比14图6预计2024年全球机器人市场规模660亿YoY为138图7全球服务机器人规模最大2024年占比有望达44亿美元全球机器人行业市场规模亿美元同比增速右轴工业机器人服务机器人特种机器人70030700CAGR50CAGR235CAGR205600256002150050020400400441530030010142002002553510010061000201720182019202020212022E2023E2024E201720182019202020212022E2023E2024E数据来源IFR国泰君安证券研究数据来源IFR国泰君安证券研究图8预计2024年中国机器人市场规模251亿YoY为141图9国内工业与服务机器人的市场规模在逐步缩小亿美元中国机器人行业市场规模亿美元同比增速右轴工业机器人服务机器人特种机器人30030140CAGR140CAGR358CAGR281352501202510020080150206061100401550200100201720182019202020212022E2023E2024E201720182019202020212022E2023E2024E数据来源IFR国泰君安证券研究数据来源IFR国泰君安证券研究全球机器人领军企业均加速布局中国市场产业进入跨越式发展阶段近些年全球国际领军企业着手针对中国等全球重要市场布局本地化研发设计制造组装例如2021年发那科安川ABB均宣布在中国实行建厂或设立研发中心计划其中日本工业机器人巨头发那科决定对其上海工厂进行扩建并于2023年内正式投产占地面积达到原来的五倍同时根据日本经济新闻报道发那科上海工厂将在机械臂和传感器以及设定程序等方面提高定制能力而工业机器人的主体部分仍将在日本国内生产请务必阅读正文之后的免责条款部分7of24A股策略专题图10ABB于2019年投资约10亿元在上海建设工厂图11发那科投资约156亿元在上海扩建工厂预计2023年投产数据来源ABB官网数据来源上海发那科21政策陆续推出引导产业健康发展十三五以来国家陆续出台各种支持机器人发展的政策引导机器人产业发展早在2015年发布的制造强国的行动纲领中国制造2025中就已经宣布了机器人是未来的重点发展对象强调以标准引领中国制造质量的提升2023年1月工信部联合十七部门出台了机器人行动方案着重强调了未来机器人的发展目标和计划以及增强机器人对经济社会高质量发展的能力根据中国江苏网的报道随着近期国家一系列政策出台浙江省正在规划机器人与数控机床产业集群建设行动方案计划建设一批机器人产业核心区协同区将机器人企业的研发生产到应用配套上下游打通覆盖的企业类型也从机器人产业链上游的减速机伺服电机到下游的机器人集成应用等同时浙江省也设定了既定目标在2027年前力争将机器人产业总产值突破700亿元机器人与数控机床整体产业实现千亿级目标这也意味着从国家到地方寄予了机器人产业能够有效服务于经济高质量发展的美好愿景据2022年世界机器人报告2021年国内制造业机器人密度为322台万人相比海外的韩国1000台万人新加坡670台万人日本399台万人密度仍有较大差距近期工信部联合16个相关部门发布了机器人应用行动实施方案的文件根据该方案到2025年国内制造业机器人密度的目标较2020年翻番达到约每万名员工配备500台机器人在企业数字化转型人力替代以及智能工厂改造的浪潮下工业机器人应用渗透率和需求有望持续提升请务必阅读正文之后的免责条款部分8of24A股策略专题表3中央地方政府支持政策频出引导机器人产业有序健康发展时间印发部门政策名称核心内容北京市机器人产业创新发展行动方案技术创新产品开发应用场景产业规模等方面对未来三2023年6月北京市政府20232025年年北京市机器人产业发展做出规划增加制造业中工业机器人的使用密度以及前瞻性布局人形上海市推动制造业高质量发展三年行2023年6月上海市政府机器人智能机器人等赛道进而推动制造业高端化智能动计划2023-2025年化和绿色化发展推动人工智能高质量发展和全方位各领域高水平应用加快深圳市加快推动人工智能高质量发展2023年5月深圳市政府组建广东省人形机器人制造业创新中心开展人形机器人规高水平应用行动方案20232024年模化应用到2025年制造业机器人密度较2020年实现翻番服务机器2023年1月工信部教育部等十七部门机器人行动方案人特种机器人行业应用深度和广度显著提升机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强形成一批具有国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强2022年11月工信部等十五部门十四五机器人产业发展规划成长性好的专精特新小巨人企业建成35个有国际影响力的产业集群机器人产业发展规划2016-形成较为完善的机器人产业体系增强技术创新能力和国际2018年4月工业和信息化部发改委2020年竞争能力关键零部件取得重大突破到2020年智能家庭服务机器人和智能公共服务机器人将大促进新一代人工智能产业发展三年行2017年12月工业和信息化部规模生产和应用医疗康复老年护理和残疾援助消防救动计划2018-2020年援和其他机器人将原型制作技术和功能验证完成共启动智能机器人基础前沿技术新一代机器人关键共性智能机器人重点专项2017年度项2017年8月科技部技术工业机器人服务机器人特种机器人等6个方向42目专项申报指南个项目总投资约6亿元2016年12月工业和信息化部发改委关于促进机器人产业健康发展通知探索工业机器人应用市场推动服务机器人试点示范数据来源工信部发改委科技部政府官网国泰君安证券研究从产业链来看工业机器人产业链由上游核心零部件中游机器人本体制造下游从事系统集成的应用企业为主根据高工产业研究院数据显示目前国内工业机器人上游三大核心零部件减速器伺服系统和控制器国产化率分别仅有365245和312导致机器人本体制造成本高企就国内工业机器人生产成本而言三大核心零部件成本占比可达70近几年国内部分企业已经在核心零部件领域取得一定突破打破了外资垄断的局面例如国产谐波减速器龙头市场份额稳固目前产能全球第三价格与性能均接近世界第二新宝谐波减速器新一轮科技革命和产业变革正在紧锣密鼓的演变中新一代信息技术生物技术新能源新材料等与机器人技术深度融合国内机器人产业有望迈入跨越发展的窗口期在政策的指引下中国机器产业链将向中高端迈进进入高质量发展的新时期机器人市场富有巨大的增长空间和潜力请务必阅读正文之后的免责条款部分9of24A股策略专题图12工业机器人产业链上游核心零部件有望率先受益国家政策扶持利润率45-50利润率25-30利润率30-35利润率15-20利润率30-35数据来源澎湃新闻国泰君安证券研究22下游需求旺盛市场规模持续走阔中国庞大的制造业体量孕育出全球最大的工业机器人市场自2013年以来中国已连续九年始终稳居全球最大工业机器人消费市场汽车行业仍是国内工业机器人最主要下游应用市场随着中国制造转型升级未来3C半导体新能源物流仓储智能家居等领域的机器人应用需求将呈现较快增长同时也将拓展到其他新兴领域预计将会推动工业机器人的需求多元化和市场扩容机器人作为智能制造时代最具标志性的工具正深刻改变着人类的生产和生活方式疫情之下各行业使用机器人的意愿进一步提升全球机器人产业发展按下加速键2021年全球机器人市场规模持续扩大工业机器人市场强劲反弹安装量创下历史新高服务机器人和特种机器人持续高速发展创新活跃根据艾媒咨询最新发布的2022年度中国机器人行业发展专题研究报告显示2022年国内机器人行业市场规模超1700亿元其中工业机器人市场规模达821亿元服务机器人市场规模742亿元随着服务机器人应用场景的不断拓展其应用和投资价值逐渐凸显2023年中国服务机器人市场规模有望达到960亿元届时将超越工业机器人市场规模成为中国机器人最大应用领域2027年市场规模将达到3000亿元较2021年增长约5倍整体而言中国服务机器人赛道发展提速成长空间巨大中国工业机器人发展阶段已经从技术跟随迈入技术引领2017年以前中国工业机器人行业主要是国产替代阶段国内的机器人公司主要通过模仿四大家族以更低的成本国产替代四大家族的产品根据IFR统请务必阅读正文之后的免责条款部分10of24A股策略专题计2001-2022年中国工业机器人销量从700台增长至303万台87亿美元复合增速3352017年销量首次超过10万台是工业机器人行业的分水岭2017年以后结合AI深度学习3D视觉力控等新技术的变革中国工业机器人行业开始从国产替代走向市场引领2017-2022年行业市场规模复合增速1362020年新能源开始扩产潮中国新能源产业引领全球带动机器人国产化替代锂电池作为新兴行业锂电池企业愿意协同各方探索标准化工艺让设备商尝试国产自研的机器人工业领域的国产机器人得以借势追赶技术能力的积累也使得国内机器人厂商具备满足工业场景客户的需求的能力订单额交付质量以及复购率也开始良性地增长交付方面2020年开始的疫情三年因外资品牌进口受阻新能源的扩产要求紧迫在疫情期间外资交货期普遍长达8-10个月国产品牌常规交货期1个月重负载机型2个月国产交付能力更胜一筹图13中国工业机器人已经从技术跟随迈入技术引领阶段图14中国新能源汽车行业的火爆导致工业机器人需求持续扩大中国工业机器人装机量万台20192020202135技术跟随阶段技术引领阶段医药3001食品2504橡胶塑料2006金属机械153410汽车655电子电气8800246810201120122013201420152016201720182019202020212022万台数据来源IFR国泰君安证券研究数据来源IFR国泰君安证券研究2021年中国工业机器人新装量主要集中在在电子电气与汽车等下游行业尤其是电子电气行业占新装机总量的近三分之一中国一直以来都是全球电子产品的主要生产国而电子电气行业作为工业机器人应用大户面对锂电光伏等型行业装机量的增长表现出强大的活力与动能对机器人行业有着极强的拉动能力同时中国汽车行业的快速发展亦是拉动机器人需求增长的重要驱动力尤其是新能源汽车市场的火爆程度导致工业机器人市场需求持续扩大根据IFR提供的数据2021年中国汽车行业新增装机65万台同比翻倍人口老龄化劳动年龄人口数量减少等问题严峻或将成为机器人需求释放的长期驱动因素根据Wind的数据显示我国老龄人口主要指65岁以上在过去20年里呈现逐年增长的趋势且2016年以后老龄化斜率变得更为陡峭2021年65岁以上人口占中国总人口比例已经来到了131较2000年增长了近一倍根据联合国对于老龄化的定义65岁以上的人口占总人口比例超7作为国家进入老龄化社会的标准这也意味着中国已经步入了人口老龄化阶段在劳动力进一步减少的背景下老年群体的幸福生活需要依靠极富潜力的机器人市场去保障随着请务必阅读正文之后的免责条款部分11of24A股策略专题人工智能以及机器人技术的不断突破解决老年人情感陪伴健康管理等问题的迫切性会加速对机器人需求的释放在政策的支持推进下以及人口老龄化和劳动力成本上升等社会问题的影响下服务机器人代替部分人工和辅助工作的市场需求越来越强烈随着科技发展服务机器人创新性功能的开发也在不断拓展多种因素拉动下服务机器人的应用价值逐渐凸显市场需求被加速培育艾媒咨询数据显示物流仓储业和酒店旅游业是目前服务业中机器人渗透率最高的行业在受访企业用户中应用比例均超过六成此外金融业医疗业教育业餐饮业都在大力筹备应用服务机器人图15服务机器人赛道发展提速成长空间巨大图16服务机器人在物流仓储行业渗透率排名靠前中国机器人行业市场规模亿元中国服务机器人市场规模亿元未计划筹备中已应用7000100759492726246000333380500044796763604000335322802915532670633000406321122240581850200017121307130427204495933100058574221108912130020212022E2023E2024E2025E2026E2027E物流仓储酒店旅游金融服务政务服务医疗服务零售餐饮快消教育数据来源艾媒咨询国泰君安证券研究数据来源艾媒咨询国泰君安证券研究当前社会人口老龄化问题的进一步加深年轻人对待对工作态度发生改变更注重职场自我价值的实现因此劳动力市场成本节节攀升已成为大势所趋制造业利用廉价劳动力竞争的模式亟待改变与此同时外卖快递等新兴服务行业的崛起使得核心青壮年劳动力从工厂流失据华尔街日报报道新一代年轻人纷纷投奔服务业或者创业大多不愿意再从事低价值重复性的劳工因此制造业面临严重的劳动力短缺问题使得人力成本不断浮动上涨随着人力成本逐渐升高和人力资源逐渐减少的矛盾不断放大也倒逼企业主动寻求自动化解决方案成功引爆了市场对工业机器人的需求从2020年开始人口增长出现拐点之后机器人的需求不再缓慢反而呈现出快速增长趋势图17中国65岁以上人口比例在过去20年里已经翻倍图182022年世界65岁以上人口比例接近10中国65岁及以上人口占总人口比重全球人口年龄构成65岁以上占总人口比重1611149981410912810786965065442000200220042006200820102012201420162018202020221960197019801990200020102020数据来源Wind国泰君安证券研究数据来源Wind国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分12of24A股策略专题图19中国规模以上单位就业人员平均工资逐年上升图20中国商业和服务业就业人员平均工资逐年上升规模以上单位就业人员平均工资元同比增速右轴商业和服务业人员平均工资元同比增速右轴1000001208000012700008000010100600008600005000080400006400003000046020000200002100000400020132014201520162017201820192020202120222013201420152016201720182019202020212022数据来源国家统计局国泰君安证券研究数据来源国家统计局国泰君安证券研究23综合实力提升国产替代进程加速根据国家统计局发布的数据显示2022年中国工业机器人产量为443万台同比增速为211虽然受疫情的影响增速较2021年的544有所放缓但在全球市场中占比依然位居前列在市场规模潜力与政策的双轮驱动下中国工业自动化水平有望进一步提升工业机器人的应用会更加普及应用场景和领域也会逐步扩大行业内对机器人替代人的深度挖掘也在加速同时中国工业机器人市场从2010年便迈入了快速发展期随着人口红利的逐渐消失工业机器人已经被企业广泛应用于各种劳动密集型行业通常情况下工业机器人的使用寿命为10年国产机器人的年限会更短一些这也意味着最初上线的绝大多数工业机器人已经步入了该升级换代的阶段这也是拉动市场增长提升综合竞争实力更重要的是给与本土品牌更多用于发展和壮大的战略空间图212022年国内工业机器人产量443万台同比增长211图222022年内资市场份额约35同比提升约3个百分点工业机器人产量万台同比增速内资厂商外资厂商50601004550408035406566686868707172306074762530204020151020103534323232302928265240002017201820192020202120222013201420152016201720182019202020212022数据来源国家统计局国泰君安证券研究数据来源CRIAIFR国泰君安证券研究过去三年国产工业机器人份额得到了快速提升1大六轴20kg以上销量结构较为集中外资主导国产份额稳请务必阅读正文之后的免责条款部分13of24A股策略专题步提升根据MIR统计的数据显示头部份额被发那科安川库卡ABB外资品牌占有合计71国产埃斯顿加速突围跃居第五大出货商市场份额扩大至8份额超过川崎埃夫特也有所提升国产渗透率1752小六轴20kg以下市场结构分散国产率提升至408海外厂商发那科ABB安川库卡那智份额正被国产品牌蚕食替代率超过大六轴埃斯顿埃夫特卡诺普汇川技术纷纷上榜国内出货前十渗透率有望进一步扩大图232019年小六轴20kg国内销量Top8均为外资厂商图242022年小六轴20kg国内销量国产份额提升至408发那科发那科13ABB15安川安川ABB3032那智埃斯顿13库卡10库卡松下那智欧地希埃夫特910三菱松下32埃夫特卡诺普76343图灵欧地希4536553川崎汇川45其他其他数据来源MIR国泰君安证券研究数据来源MIR国泰君安证券研究图252019年各国产SCARA品牌市场份额占比均低于5图262022年国内SCARA销量国产份额提升至334爱普生爱普生12雅马哈汇川2132三菱3雅马哈25243新时达3新时达汇川台达54台达三菱47东芝埃斯顿520ABB17史陶比尔7史陶比尔5东芝68李群发那科169其他其他数据来源MIR国泰君安证券研究数据来源MIR国泰君安证券研究3SCARA国产份额进步较快2022年提升至334汇川领跑2019年我国SCARA市场份额中市场被爱普生雅马哈等外资厂商占据各国产品牌占比均低于10近来内资龙头汇川新时达埃斯顿市场份额进步较快汇川技术已经超过雅马哈三菱等厂商跃居第二大出货商4协作机器人2022年国产份额约80节卡遨博越疆等厂商开始拓展海外市场协作机器人相比传统工业机器人定位精度要求低结构简单卡脖子现象相对影响较小同时由于协作机器人品类较新全球未形成固定的竞争格局国产厂商在国内市场表现不俗2022年请务必阅读正文之后的免责条款部分14of24A股策略专题节卡市场份额提升16比肩遨博成为前两大出货商越疆艾利特等国产企业市场份额持续增加国产份额合计接近80随着国产厂商制造能力的提升以遨博节卡越疆为代表的国产龙头厂商纷纷拓展出海业务并在性价比产品质量和可靠性等硬实力领域优势明显据MAIA统计2021年遨博全球市场份额6排名第四从整体市场格局来看外资品牌仍然牢牢占据主要市场份额国产替代仍在继续据MIRData公布的研究显示2022年前三季度内资厂商市场份额约36较2021年前三季度比例提升约4个百分点同时2021年国内工业机器人市场中四大家族发那科ABB安川库卡的市场占比依然不可动摇分别为1301238874此外爱普生雅马哈川崎不二越三菱等日系品牌位居前列市占率前十名的供应商中有七名是日系厂商但是我们也见证了国内头部厂商的奋起直追埃斯顿和汇川的全球市场份额也在不断提升包括美的集团在2022年11月完成了对库卡的全部收购在制造业智能化数字化转型的浪潮下美的集团有望将库卡机器人和自身业务更顺畅地结合与协调甚至带动国内整个智能机器人在细分领域上技术性和专业性突破加速中国市场机器人本土化进程图272021年国产自主品牌工业机器人出货率同比增长超40图28国产工业机器人出货市占率近些年快速提升自主品牌工业机器人万台同比增速20212022Q3804516704014603512305010258402063015420102105000020172018201920202021数据来源国家统计局国泰君安证券研究数据来源CRIAIFR国泰君安证券研究3投资机会梳理机器人产业已迈入技术引领阶段产业生态链逐步趋于完善1运控核心部件国产化拐点有望出现机器人产业的发展将促进核心部件快速成长减速器伺服系统控制器等核心部件制造能力显著提升2多传感器融合激光雷达毫米波雷达等的SLAM技术逐渐成为趋势有助于提升未知环境中服务机器人的感知和自主定位能力3语音交互技术已发展较为成熟ChatGPT将人类反馈强化学习引入深度学习的方式为机器人更智能化人性化发展提供了新思路4轻量化材料碳纤维的推广与普及有助于提升机器人的使用效率降低使用成本和赋予更多的使用功能31减速器谐波与RV协同发展优势互补请务必阅读正文之后的免责条款部分15of24A股策略专题减速器是连接动力源和执行机构之间承上启下的装置其作用是降低运动速度增加扭矩从而提高运动精度保证运动过程的稳定性和可靠性在机器人动力系统中主要用于传导伺服电机的动力调整速度和扭矩以精确控制机器人动作减速器是技术开发难度及壁垒最高的机器人关键零部件之一一方面对控制速度和精度要求很高另一方面对刚度疲劳强度材料和工艺水平要求也很高目前市场上主要以谐波减速器和RV减速器为主谐波减速器的特点体现在传动精密度高传动比效率高体积小以及应用范围广泛等方面其优势可应用于机器人小关节处例如小臂手腕部而RV减速器的优势主要体现在能够实现多级传动负载能力强以及硬度高等方面主要应用于机器人大关节处例如肩部大臂以及膝关节等重负载位置考虑到未来人形机器人的结构较为复杂需要设计更多的关节数量进而更有效地模拟人类的运动方式因此对减速器的精度稳定性负载能力以及减速性能都提出了更高的要求根据特斯拉官网公布的资料来看特斯拉人形机器人拥有40个关节对谐波减速器的需求相较于工业机器人会增加3-4倍如果特斯拉人形机器人商业化取得成功有望大幅拉升对谐波减速器的需求总体而言谐波减速器与RV减速器的相互融合或互补性能够有效推动机器人产业的蓬勃发展图292022年国内减速器市场需求有望突破100万台图30外商依然占据全球工业机器人减速器市场702021年增量需求万台存量需求万台其他101201027SPINEA510093180住友10纳博特斯克605234354744426040哈默纳克15200201720182019202020212022E数据来源GGII中商产业研究院国泰君安证券研究数据来源GGII中商产业研究院国泰君安证券研究尽管国内减速器厂商的产品竞争力与国外龙头厂商依然存在一定的差距但是近些年随着国内厂商加速产能扩张建设不断地加大研发技术投入有望在未来1-2年内获得更多下游客户的合作机会从而提升国产化产品的竞争力和市场渗透率例如国内谐波减速器龙头厂商的年产能从2020年的9万台预计增长至2022年的50万台与此同时国内的其他厂商也纷纷开始加入减速器产能的建设中包括来福谐波同川科技等均宣布其产能建设计划请务必阅读正文之后的免责条款部分16of24A股策略专题图31谐波减速器多应用于消费下游领域因此需求量较大图32双环RV减速器国内市场份为14排名第二2021年工业机器人用亿元其他亿元其他1235秦川230智同325南通振康320中大力德4纳博特斯克5315飞马4275住友5101851491681245双环1402019202020212022E2025E数据来源GGII中商产业研究院国泰君安证券研究数据来源GGII中商产业研究院国泰君安证券研究32伺服系统差距犹存但竞争格局逐步利好本土品牌伺服系统又称随动系统是可以精确驱动机器运动状态的控制系统主要由驱动器伺服电机以及编码器组成伺服系统使物体的位置方位状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统伺服系统是以变频技术为基础发展起来的产品是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统伺服系统除了可以进行速度与转矩控制外还可以进行精确快速稳定的位置控制近年来国内企业不断加大对伺服系统的资金投入不断提升其技术水平并通过招商引资及国际并购的方式补齐短板从而提升生产能力和产品质量现如今一些国内厂商正逐渐在国内市场上闯出了一片天地但在整体性能上仍与海外品牌厂商存在一定差距图33近年来中国伺服电机市场规模一直保持增长趋势图34汇川技术的伺服系统在国内市场占有率已经稳居第一国内伺服电机市场规模亿元同比增速20016汇川1630180141216010安川1050140其他548081206100松下9604802三菱880600201720182019202020212022E数据来源工控网国泰君安证券研究数据来源华经产业研究院国泰君安证券研究近年来中国伺服电机市场规模一直保持增长趋势受到下游工业机器人电子制造设备等产业扩张的影响伺服电机在新兴产业应用规模也不断增长2019年中国伺服电机市场规模达142亿元同比增长677预计2022年市场规模将增长至181亿元同时根据华经产业研究院发布的报告显示2021年汇川技术伺服系统在国内市场的份额超163跃居第一并首次超越海外品牌2022年前三季度汇川伺服系统的市占请务必阅读正文之后的免责条款部分17of24A股策略专题率接近20位居国内市场第一同时汇川还提出了终极目标50的市占率这也意味着未来还有很大的成长空间33控制器国产神经中枢逐渐走向成熟和产业化控制器是机器人的神经中枢其职责在于发布和传递动作指令控制器与本体一样国外成熟机器人厂商一般会自主设计研发并且主流机器人厂商的控制器均使用自身研发的控制系统因此控制器的市场份额基本和机器人市场份额保持一致国内企业控制器尚未形成市场竞争力工业机器人控制器国产率不足20但在发展过程中仍然涌现出一批具有代表性的企业近些年国内机器人厂商通过技术的研发和沉淀在运动控制技术上已经取得了较快的进展为了提高机械设备的生产效率和产品质量国内越来越多的机械设备制造厂商开始使用并且逐渐熟悉通用运动控制系统使得通用运动控制产品在多元化领域逐步拓展开来同时部分国内数控设备厂家加大了对机器人专用运动控制系统的研发投入和应用推广并逐渐走向成熟和产业化图352022年国内工业机器人控制器需求量达162亿元图362021年中国机器人控制器市场份额海外占比80国内工业机器人控制器市场规模亿元同比增速1818其他20发那科1616161412川崎31410库卡148那智5126史陶比尔6104ABB122OTC680201720182019202020212022E爱普生7安川11数据来源MIR国泰君安证券研究数据来源MIR国泰君安证券研究表4中国工业机器人控制器企业企业名称企业简介新松是中国工业机器人的巨头其SIASUN机器人控制器具有自主版权自主开新松机器人发的实用化商品化的机器人控制器是国内第一个可商品化的机器人控制器具有小批量生产能力新时达已掌握了机器人及运动控制技术是国产机器人品牌里自主化率最高的公新时达司之一汇川技术推出基于EtherCAT总线的IMC100机器人控制器和IS620N总线型绝对值的汇川技术机器人专用伺服系统目前主要针对小型六轴小型SCARA和并联机器人等新兴应用领域广州数控掌握了机器人控制器伺服驱动伺服电机的完全知识产权其中GSK-广州数控RC是广州数控自主研发生产华中数控在控制器伺服驱动器和电机这三大核心部件领域具备较大的技术优势华中数控自主研发了CCR系列的机器人控制系统固高科技是国内最早研究机器人控制器的企业之一其控制系统涵盖了从三轴到固高科技八轴各类型号机器人八轴机器人控制系统已经可以批量生产数据来源公司官网国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分18of24A股策略专题34传感器提升未知环境中的感知和自主定位能力机器人视觉听觉和触觉等多种感知能力它们不仅能从外部赋予机器人感知功能还能用于检测机器人自身的内部工作状态通过对各关节的位置速度温度载荷电压等信息进行探测和了解有效的保证和提升机器人自身的运作和灵敏度目前全球用于实现机器人自主移动的感知和定位技术原理主要包括视觉激光超声波GPSIMU等对应机器人感知系统的不同传感器类别特别是服务机器人领域传感器的作用凸显因服务机器人通常面临的环境比较复杂大多数时间需要在未知的情况下通过大量的传感器搜集数据以便做出分析和计算并做到快速响应执行多传感器融合相机激光雷达毫米波雷达等的SLAM技术有望逐渐成为趋势发挥取长补短的潜力机器人对环境的感知大多通过激光雷达摄像头毫米波雷达超声波传感器GPS及其之间的组合来实现多传感融合保证安全激光雷达毫米波雷达3D摄像头等多种传感器在功能上的冗余保证了服务机器人的安全性和正常使用未来多传感器融合将成为机器人整合多渠道数据信息并处理复杂情况的重要应用应用于机器人的激光雷达以单线激光雷达为主多线雷达随着成本下降有望在复杂场景下实现放量根据发生线数的多少有单线多线4线8线16线64线等之分不同线束雷达采集的信息量不同成本成熟度应用场景也存在差异目前应用于服务机器人的激光雷达以单线为主扫描平面图不能获取高度信息消费级扫地机器人搭载的单线激光雷达多为百元级别商用场景下如导购机器人送餐机器人酒店机器人AGV等同样以单线激光雷达为主但扫描距离识别精确度灵敏度要求较高价格百元到千元不等多线激光雷达目前多应用于自动驾驶领域价格在万元甚至十万元以上技术成熟度提升带动成本下降多线激光雷达有望在复杂场景下的机器人商用清洁机器人AMR实现放量2017-2021年全球激光雷达市场规模从51亿美元增长至20亿美元复合增速为407机器人行业占比42预计25年将进一步增长至135亿速腾聚创沃科技华为禾赛科技凭借高性能和成本优势表现不俗毫米波雷达具有物美价廉的特点契合机器人行业的成本要求毫米波雷达通过发射并捕捉波长1nm-10nm频率30GHz-300GHz之间的毫米波信号一般基于FMCW调制测距原理确定物体的距离速度和角速度毫米波雷达上游包括硬件系统射频前端DSP天线及控制电路和软件系统两大部分毫米波雷达具有波长短频带宽的特点因此其穿透能力抗干扰能力优于激光雷达在雨雪雾霾沙尘暴等恶劣天气均能开启正常使用毫米波雷达成本价廉价格在百元到千元级别能满足机器人行业的成本要求毫米波雷达探测距离在150m-250m之间可满足较大范围探测的需求请务必阅读正文之后的免责条款部分19of24A股策略专题图37家用扫地机器人激光导航激光视觉导航是主流图38AMR多数采用激光SLAM技术数据来源奥维云网国泰君安证券研究数据来源MIR国泰君安证券研究图392021年中国激光雷达下游应用占比机器人占比42图40预计2025年全球激光雷达市场规模约为135亿美元市场规模亿美元同比增速右轴422584160120140车载激光雷达100120工业激光雷达80100无人机8060244机器人60605403D测绘40202000201720182019202020212022E2023E2024E2025E数据来源禾赛科技招股书国泰君安证券研究数据来源华经产业研究院国泰君安证券研究预计2022年毫米波雷达市场规模86亿元出货2700万颗根据AIOT星图测算20182022年中国毫米波雷达市场规模从31亿增长至86亿复合增速405出货量从550万颗增长至2000万颗复合增速714预计2023年市场规模110亿元出货3600万颗同比2834毫米波雷达被外资垄断国产厂商处于起步阶段毫米波雷达市场结构集中前五大市场主体博世大陆安波福Veoneer海拉合计占比84国内德赛西威森思泰克华域汽车等行业先行者已经具备77GHz毫米波雷达量产能力随着国产替代加速国产毫米波雷达厂商或能依靠本地优势占据市场制高点机器视觉系统能有效提高生产的灵活性和自动化程度简单说来机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断机器视觉系统是通过机器视觉产品即图像摄取装置分CMOS和CCD两种将被摄取目标转换成图像信号传送给专用的图像处理系统得到被摄目标的形态信息根据像素分布和亮度颜色等信息转变成数字化信号图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征进而根据判别的结果来控制现场的设备动作请务必阅读正文之后的免责条款部分20of24