中信建投-机械设备行业工控和机器人系列报告：特斯拉发布Optimus Gen~2，性能和结构优化明显-231215

　　核心观点

　　2023年12月13日，特斯拉展示了最新的人形机器人OptimusGen-2，该版本性能提升明显，并且完善了颈部、手部、脚部结构设计。http://www.hibor.com.cn【慧博投研资讯】

　　我们认为，①特斯拉是行业“鲶鱼”，本次展示的Optimus Gen-2再一次引领了行业前进方向，更灵活的运动表现和新的结构带来更丰富的传感器需求；②特斯拉推动了产品快速迭代与商业化落地，吸引越来越多重量级玩家进入行业，国内也持续推出政策加速产业链形成，国内厂商有望借此在人形机器人产业链中占据先机。http://www.hibor.com.cn（慧博投研资讯）

　　事件

　　2023年12月13日，特斯拉发布Optimus Gen-2视频，展示了新版本人形机器人的性能提升和结构设计优化情况。

　　简评

　　Optimus Gen-2性能提升明显，商业化落地有望进一步加快

　　Optimus Gen-2性能提升明显。①从参数来看，相较于2023年的第一代版本，Optimus Gen-2的步行速度提升30%、重量减轻10千克(不牺牲性能)。②从运动表现来看，相较于2023年5月、9月发布的视频，Optimus Gen-2在行走的稳定性、操作的精细化程度、平衡性以及全身控制力均有明显提升。

　　人形机器人商业化有望进一步加快。①一方面，Optimus Gen-2的快速迭代，体现了特斯拉在人形机器人方向的重视程度和强大的研发能力；②另一方面，人形机器人的稳定行走能力、轻量化水平、精细化操作能力的进一步提升，使得人形机器人距离安全有效的在各类场景中使用更近一步。

　　结构设计进一步完善，对传感器的用量进一步增加

　　Optimus Gen-2结构设计进一步完善。Optimus Gen-2较Gen-1版本结构设计进一步完善：①从颈部设计来看，Optimus Gen-1的颈部不具备自由度，而在Gen-2版本中颈部具备2个自由度。②从脚部设计来看，Optimus Gen-1的脚部设计较为简单，而Gen-2版本脚部采用仿人式几何设计，拥有力/扭矩传感，脚趾为铰接式设计。③从手部设计来看，12月13视频中展示了手部更多细节，Optimus Gen-2的单手自由度仍然是11个，但是响应速度和执行速度更快，其中手指部分使用了全手指触觉传感器，帮助人形机器人实现精细化操作。

　　对传感器的用量进一步增加。①从新增的结构来看，Optimus Gen-2颈部有两个自由度，我们判断至少会新增两个力/扭矩传感器。②从灵巧度提升角度来看，Optimus Gen-2的灵活运动、精细化操作都需要使用更多的传感器，例如在执行拿鸡蛋任务时，Optimus Gen-2用到了全手指触觉传感器。

　　人形机器人商业化条件日益成熟，Tesla Bot将推动人形机器人更便宜更好用

　　人形机器人在控制方法和人工智能技术不断更迭的基础上取得了迅速发展，商业化条件日益成熟。由日本早稻田大学加藤一郎教授率先解决了人形机器人的双足行走问题，至此揭开了人形机器人研究的序幕。1990年以来，机器人的行走能力、智能化和功能也越来越强大，本田公司的ASIMO是行业的典范。2010以来，互联网的发展推动人形机器人受到了更多大众关注，技术也愈发成熟，2015年，Pepper的市售是人形机器人走入大众市场的重大尝试，2021年波士顿动力旗下Atlas的跑酷视频一经发出便收获百万点赞，电动车巨头Tesla也于2021年宣布将推出人形机器人产品“擎天柱”，预计该项目的价值将超过电动车和FSD芯片。2022年以来，人形机器人商业化程度加速，三星推出“Semicon人形机器人”的计划，傅里叶智能、宇树科技、达阀机器人、小鹏等厂商陆续发布人形机器人产品。

　　全球工业机器人年销量还处于较低水平。2020年，全球工业机器人安装量约达到38.35万台，同比增长2.76%；2021年全球工业机器人安装量达到51.74万台，同比增长34.90%。2021年全球工业机器人保有量达到347.71万台，同比增长15.33%。目前全球工业机器人的年安装量水平，还不如全球挖机的年销量（超过60万台，其中中国市场2022年销量15.2万台），工业机器人与挖机都是人工替代，且前者应用场景更多，理论上工业机器人年安装量应该远高于挖机年销量。

　　Tesla Bot将推动供应链快速降本，推动机器人需求爆发。我们认为有两个重要原因导致全球工业机器人市场规模还比较低：一是价格还不够便宜，二是智能化程度还不够高。马斯克曾于2022年特斯拉AI日表示特斯拉人形机器人最终售价可能少于2万美元，并且在2023年5月的股东大会上表示“需求可能会上百亿（台）”，据此计算整个人形机器人市场规模总量约200万亿美元。我们认为：首先，要达到这样的市场总量需要很长的时间；其次，这是一个总量市场规模而非年度市场规模的概念。根据马斯克公开发言、麦肯锡相关咨询报告以及我们自己的判断，预计当人形机器人产业迭代成熟之后，所对应的年度市场规模会有数万亿元。按照马斯克对特斯拉人形机器人未来的量价指引，预计Tesla Bot会借鉴特斯拉电动车的生产、管理经验，要求供应商具备批量、低价交付能力，同时将特斯拉电动车的FSD芯片和DOJO算法应用到人形机器人上，会让机器人又便宜又好用，推动需求爆发。由于工业机器人与人形机器人在零部件和算法上有众多重叠和相似之处，上述人形机器人产生的潜在成果会扩散到工业机器人领域，推动工业机器人变得更便宜更好用，激发市场更多的需求，反过来又会推动供应链降本，可以预见，未来在工业机器人和人形机器人市场，零部件供应商的单价和利润率都会呈现下行趋势，但是以价换量，需求会极大爆发。

　　特斯拉将推动机器人各零部件成本明显下降。特斯拉要实现供应链做到批量、低价供货，我们判断需要从两方面推进：①预计特斯拉机器人将和电动车共享部分零部件供应链从而降低成本，这部分零部件目前在汽车、汽车电子已经有成熟的应用，如常规摄像头、鱼眼摄像头、电池组、热管理、毫米波雷达等，产业已经比较成熟，生产企业毛利率已经较低，我们将其定义汽车通用类零部件。②对于无法共享汽车零部件的部分，特斯拉预计将通过减少零部件规格、提高单一品类用量的方式实现成本降低，如将躯干+手臂+腿部的28个关节分为6个规格的执行器。其中位置传感器（编码器）、力传感器、交叉滚子轴承、角接触轴承等零部件过去在工业自动化等领域已经有批量化应用，人形机器人批量化生产以后，价格会明显下降，我们将其定义为自动化通用类零部件；无框力矩电机（含驱动器）、谐波减速器、行星滚柱丝杠、空心杯电机（含驱动器）、精密减速箱、无接触力矩传感器等零部件由于生产成本、生产工艺等原因目前批量化生产水平较低，有很大的降本空间，我们将其定义为待规模化生产零部件。

　　随着人形机器人逐步实现批量化生产，各零部件成本较目前预计会有所降低。我们按照人形机器人批量化生产水平，将人形机器人生产分为三个阶段，其中阶段一是量产前，产业链还不完善，各零部件成本主要参考目前市场价格；阶段二是实现批量化生产过程中，产业链还没有完全成熟，但是各零部件成本较目前已经有所降低；阶段三是已经完全实现批量化生产，产业链已经成熟，各零部件成本较目前大幅降低。

　　不同类别零部件降价幅度会有所不同，待规模化生产零部件预计未来降幅最大。汽车通用类零部件目前已经实现规模化生产，未来新增人形机器人批量化生产以后，生产规模的进一步扩大有望推动其价格继续降低，但是降幅有限，我们假设阶段二、阶段三分别较前一阶段下降10%；自动化通用类零部件在工业自动化生产中已经有大批量应用，但是人形机器人新增的广阔的空间有望推动其价格明显下降，假设其阶段二、阶段三分别较前一阶段下降20%；待规模化生产零部件目前产品规模化生产水平较低，如果人形机器人实现量产，未来单一品类用量将大幅提升，规模化生产水平将推动价格大幅降低，假设其阶段二、阶段三分别较前一阶段下降40%。

　　政策持续加码人形机器人产业，有望为人形机器人领域提供有力支持

　　人形机器人政策不断加码，产业化步伐加快。党中央、国务院高度重视未来产业发展，习近平总书记深刻指出，要“以科技创新推动产业创新，积极培育新能源、新材料、先进制造、电子信息等战略性新兴产业，积极培育未来产业，加快形成新质生产力，增强发展新动能”。2023年以来，部委和多个省市政府发布人形机器人产业相关政策，工信部对人形机器人领域实行揭榜挂帅工作，针对人形机器人项目提供资金支持，北京市、上海市、深圳市等地区提出将加快建设地区人形机器人产业创新中心，集中突破人工智能大模型等关键技术。我们认为，人形机器人政策不断加码，将为人形机器人的研发和应用提供强有力的支持，在政策和技术的双重支持下，人形机器人突破关键核心技术和产业化的步伐将加快。

　　建议与关注

　　过去，一方面，人形机器人参与者主要为波士顿动力、Ameca等没有实现商业化量产的厂商，零部件主要为定制产品，参与的供应商较少；另一方面，与人形机器人供应链高度重叠的工业机器人市场也没有充分放量，供应链规模相对有限。现在，随着特斯拉发布人形机器人量产展望，越来越多的零部件供应商以及整机企业将切入人形机器人领域。

　　重点推荐：禾川科技、国机精工、贝斯特、鼎智科技、恒立液压、绿的谐波、汇川技术、国茂股份、三花智控（汽车组覆盖）、拓普集团（汽车组覆盖）、华依科技（汽车组覆盖）、埃斯顿、博众精工、秦川机床、雷赛智能、凌云光、奥普特、银轮股份（汽车组覆盖）、双环传动（汽车组覆盖）、伟创电气（中小盘组覆盖）、奥普光电（军工组覆盖）。

　　建议关注：柯力传感、鸣志电器、奥比中光-UW、五洲新春、八方股份、苏轴股份、中大力德。

　　风险分析

　　①宏观经济和制造业景气度下滑风险：机器人产业链公司受宏观经济波动影响较大，行业与宏观经济波动的相关性明显，尤其是和工业制造的需求、基础设施投资等宏观经济重要影响因素强相关。若未来国内外宏观经济环境发生变化，下游行业投资放缓，将可能影响机器人产业链的发展环境和市场需求。

　　②供应链波动风险：受全球宏观经济、贸易战、自然灾害等影响，若原材料紧缺，芯片等关键物料供应持续出现失衡，将引起机器人零部件制造业厂商生产成本增加甚至无法正常生产，经营业绩可能会受影响。

　　③研发进展不及预期风险：目前，机器人领域，尤其是人形机器人领域，研发仍然面临较多的困难和不确定性。