机器人电机:受益技术迭代与产业化
华泰证券·2026-03-16 10:30

报告行业投资评级 - 机械设备行业评级为“增持”(维持)[6] - 电力设备与新能源行业评级为“增持”(维持)[6] 报告核心观点 - 行业趋势:具身智能正从实验室走向规模化应用,人形机器人产业朝通用化方向演进,推动电机向高扭矩密度、快速响应、小型轻量及智能集成方向发展,电机作为核心部件将受益于整机量产突破[1] - 市场空间:预计2030年全球人形机器人电机市场空间有望达到917.6亿元,2026-2030年复合年增长率(CAGR)达119.9%[3][13] - 技术路线:人形机器人电机技术路线分化,主要包括无框力矩电机、轴向磁通电机、谐波磁场电机、空心杯电机、无刷有齿槽电机和微型无框电机等,市场规模将受益于量产突破与自由度提升的双重驱动[2][14] - 竞争格局:报告认为机器人电机量产壁垒高,头部企业将具备优势;国内电机企业在人形机器人领域与国外企业处于同一起跑线,具备响应速度和成本管控优势,部分企业产品核心参数已追平海外同类产品[4][15][16] - 投资建议:建议关注灵巧手电机和关节电机厂家,重点推荐伟创电气、汇川技术、雷赛智能、信捷电气,并提及鸣志电器、兆威机电等产业链相关公司[5][113] 行业与市场分析 - 全球电机市场:2024年全球电机市场规模已超过1000亿美元,其中工业电机占比42.9%,新能源车驱动电机占比14.7%,交流电机占比73.3%[29];预计2025-2030年市场规模将从1464.0亿美元增长至2220.2亿美元,CAGR为8.7%[29] - 人形机器人产量预测:预计2026-2030年全球人形机器人年产量分别为23.8万台、105.3万台、277.8万台、588.2万台、1176.5万台[3][80] - 人形机器人电机市场测算:预计2026-2030年全球人形机器人电机市场规模分别为39.2亿元、162.9亿元、358.9亿元、609.4亿元、917.6亿元[3][80] - 单机用量与单价假设:基于特斯拉Optimus Gen2方案,关节电机单台用量为28个,单价中期预计降至200元以内;灵巧手电机单台用量从12个(Gen2)有望增至44-50个(Gen3),单价从约300元逐步降至100元左右[80] - 盈利水平参考:参考行业规模以上企业,电机相关业务平均毛利率为33.8%-36.1%,平均盈利水平约为6.7%-13.1%[81] 技术路线详解 - 无框力矩电机:具备体积小、低转速输出大扭矩、高动态响应等特性,采用中空设计优化空间布局,是人形机器人关节驱动的主流电机[2][14][42][44] - 轴向磁通电机:磁场方向与旋转轴平行,具有高扭矩密度、高功率密度(峰值效率达97%-98%)和高效率特点,适合大旋转关节(如髋、肩)的瞬间爆发力需求,但面临量产难度大、成本高等挑战[2][14][45][48] - 谐波磁场电机:基于磁场调制现象,新增调制单元,可提升转矩密度并实现低速高转矩特性,应用于关节和灵巧手均可[2][14][53][56] - 空心杯电机:取消了铁芯结构设计,具备高功率密度、高能效、无齿槽效应、响应速度快等优势,适合应用于灵巧手,其核心壁垒在于线圈设计、绕线工艺及设备[2][14][58][59][67][68] - 无刷有齿槽电机:优点在于磁流量密度更高、扭矩产生更有效,缺点在于存在齿槽转矩效应,结构相对简单,具备成本优势,能满足机器人降本需求[2][14][73] - 微型无框电机:定子、转子寄生在丝杠上的高度融合定制化设计,结构上实现绝对紧凑,完全契合手部结构[2][14][76] 国内外主要企业分析 - 国外企业:在高端电机市场份额领先,例如Kollmorgen(无框力矩电机)、Maxon Motor和Faulhaber(空心杯电机)等占据主导地位,核心专利多被海外垄断[84][89][95] - 国内企业:在无框力矩电机、空心杯电机等领域加速突破,部分公司技术水平已达国际前列,且产品价格具备优势(为海外同类的50%-70%),进口替代空间广阔[84][86] - 国内整机厂商带动:预计2025年国内头部人形机器人厂商(如智元、宇树、优必选等)合计占据全球超80%的出货量份额,为上游核心零部件企业创造了确定性需求[86] 重点推荐公司 - 伟创电气:电机谱系完整,覆盖无框力矩电机、轴向磁通电机、空心杯电机和微型无框电机,并通过成立合资公司布局关节模组、灵巧手业务[5][97] - 汇川技术:国内工业自动化龙头,工业伺服系统国内市占率第一(2025Q3达30.1%),已展出包括无框力矩电机在内的人形机器人零部件[5][97] - 雷赛智能:无框力矩电机(FM1、FM2系列)年产能可达30万台,已累计供货超万台;无刷空心杯电机年产能12万台,采用马鞍型全自动绕线技术[5][98] - 信捷电气:专注于工控自动化,已全面掌握空心杯电机、无框力矩电机等核心技术,无框力矩电机业务已与多家知名企业达成战略合作[5][102] - 其他相关公司:包括鸣志电器(高端控制电机全球化布局)、兆威机电(聚焦灵巧手微型驱动)、步科股份(无框力矩电机先行企业)、德昌电机控股(全球驱动系统制造商)、信质集团(具备轴向磁通电机技术)、强和电机(布局无框及微型无框电机)等[5][86][103][105][106][109][110]