（報告出品方/作者：國聯證券，張曉春，賀朝暉，熊軍）

1。人形機器人或帶動上游核心零部件發展

人形機器人或帶來機器人上游核心零部件投資機會。參考工業機器人零部件及 特斯拉公佈的人形機器人技術細節和應用場景，人形機器人可能受益的環節有減速器、 電機、結構件、半導體晶片及器件、感測器、面板玻璃和材料等。成本構成方面，工業機器人的核心零部件主要為減速器、伺服系統和控制系統， 分別為 32%、22%和 12%，成本佔比超過 65%。我們判斷人形機器人零部件中減速器的 價值量較大。

2。減速器：機器人成本佔比最高的零部件

減速器產品主要可分為 RV 減速器、諧波減速器、擺線針輪行星減速器和精密行 星減速器。減速器的作用是連線動力源和執行機構的中間機構，具有匹配轉速和傳遞 轉矩的作用，減速器將電機等高速運轉的動力透過輸入軸上的小齒輪齧合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。目前工業領域的機器人主要使用 RV 減速器和諧波減速器， 根據兩者的特點各有不同的應用位置。

RV 減速機與諧波減速機均可應用於人形機器人的不同部位。RV 減速器的特點是 擁有較高的傳動效率、輸出扭矩和扭轉剛性，通常應用於機器人的腿部、腰部和肘部 等承重關節；諧波減速器的特點是噪聲小、體積小、重量輕、運動精度高，主要應用 於輕型、小型工業機器人的末端部位。對於人形機器人來說，在進行搬運物品時，承 重較大的腰部、腿部等關節處可配置 RV 減速器，而進行精細化操作時，機器人的小 臂和腕部可配置諧波減速器。

2.1減速器行業情況介紹

根據中國通用機械工業協會資料，2020 年中國減速機產量達到 917 萬臺，較 2013 至 2018 年的平均值增長近 54%。除此之外，近年來諧波減速機規模呈現平穩增加的 態勢，2020 年諧波減速機規模達 12。6 億元。根據《“十四五”機器人產業發展規劃》， 到 2025 年，機器人產業營業收入年均增速超過 20%。我們預計到 2025 年我國機器人 諧波減速機規模有望達到 31。4 億元。

國內減速機行業領先公司側重點有較大差別。綠的諧波主要專注於精密諧波減速 機的開發及其銷售工作，是中國第一家成功量產諧波減速機的企業，打破了國外企業 長久以來的壟斷地位。而國茂股份專注於齒輪減速機、行星減速機領域和提供一體化 的減速電機裝置，即減速器+電機機電一體化。寧波東力主要生產專用齒輪箱、非標 齒輪箱、標準減速機、傳動裝置、特種高效電動機等裝置。中技克美以諧波減速機為 其主要產品，而夏農芯創、昊志機電也同樣擁有諧波減速機產品構成。

行業整體進入投資積累階段，非流動性資產逐年提高。從 2017 年到 2021 年， 綠的諧波、國茂股份、昊志機電等國內減速機行業領先企業均處於加大固定資產投資 的階段，固定資產的投資將有助於企業未來產能釋放，進一步提高國產減速機的供給 量和市場佔用水平。從圖表中我們可以看到綠的諧波、國茂股份、中大力德、夏農芯 創等在去年均有超過 30%的增速，處於較高的增長水平。

行業內公司利潤率逐年提升，國產減速機表現良好。國內減速機行業領先企業 近 5 年利潤均有較大幅度提升，整體表現良好，其中綠的諧波、昊志機電等公司去年 均實現淨利潤增長超過 100%，淨利潤的快速增長意味著公司前期投資已經逐漸得到 回報，國產減速機的質量也得到了其他企業的認可，隨著減速機需求的進一步提升， 行業內公司的利潤率有望保持較高增長。

諧波減速器市場格局方面，內資企業滲透率逐漸提升。日企哈默納科和電產新 寶在 2021 年合計市佔率為 43。9%。較 2020 年下滑 2。1 個百分點。內資企業綠的諧波 在近兩年國內市佔率位於行業第 2 名，2021 年佔比（24。7%）相比 2020 年提升 3。7 個百分點。在國產替代的大背景下，內資企業有望進一步提高市場滲透率。

RV 減速器市場格局方面，日企佔據主導地位。日企納博特斯克和住友在 2020 年 和 2021 年市佔率均超過 50%。內資企業雙傳環動市佔率由 2020 年 9。3%提升至 2021 年 15。10%；上市公司中大力德市佔率穩中有升，較 2020 年提升 1 個百分點，從行業 第 4 名上升至行業第 3 名。

2.2重點企業分析

雙環傳動：齒輪領域龍頭，RV 減速器國產替代。雙環傳動是國內汽車齒輪龍頭 企業，在行業深耕多年，客戶覆蓋海內外主流車企。公司自 2012 年開始研發 RV 減速 器，不斷在關鍵領域實現技術突破，目前已成為國內 RV 減速器龍頭。公司 2021 年實 現營收 53。91 億元，同比增長 47。13%，實現歸母淨利潤 3。26 億元，同比增長 536。98%。

中大力德：國內 RV 減速器 top2 上市公司。中大力德是從事機械傳動與控制應 用領域關鍵零部件的研發、生產、銷售和服務的高新技術企業，主要產品包括精密減 速器、傳動行星減速器、各類小型及微型減速電機等，為各類機械裝置提供安全、高 效、精密的動力傳動與控制應用解決方案。公司 2021 年實現營收 9。53 億元，同比增 長 25。3%，實現歸母淨利潤 0。81 億元，同比增長 15。85%。

綠的諧波：打破海外壟斷，國內首家諧波減速器企業。綠的諧波從事精密傳動 裝置的生產與銷售工作，主要產品為諧波減速器以及其他精密裝置，早年國內的諧波 減速器領域由海外企業壟斷，公司透過技術攻堅打破海外壟斷，成為國內首家諧波減 速器廠商。公司 2021 年實現營收 4。43 億元，同比增長 104。77%，實現歸母淨利潤 1。89 億元，同比增長 130。56%。

3。電機：機器人實現精準操作的核心部件

3.1伺服電機

伺服電機市場持續增長，機器人應用佔比基本穩定。伺服電機的下游較為廣泛， 包含機床、電子製造裝置、包裝機械、紡織機械、機器人、塑膠機械、醫療機械、食 品機械以及其它領域，隨著下游需求的不斷提升，伺服電機的市場規模持續增長，據 統計伺服電機規模已從 2011 年的 25 億元提升至 2020 年的 83 億元，總體保持穩定增 長態勢。 從應用佔比來看，早期機器人的伺服電機應用佔比較低，而在 2015 年已快速提 升至 9%，之後佔比保持在 6%-9%的範圍內，而隨著市場規模整體的擴大，機器人領域所對應的伺服電機規模也將提升。

3.2液冷電機

除傳統的伺服電機外，液冷電機也有望應用於機器人領域。液冷電機的特點在於 透過液體冷卻技術同時實現了高效散熱以及防水的功能。在高階電子產品、超級計算 機的 CPU 散熱中，液冷電機已有一定程度的應用，而在電動車領域綠源電動車也透過 液冷技術來降低電機的工作溫度，大幅提高執行效率，有效解決了傳統電機因為發熱 而導致的效能降低問題，但液冷電機目前依然存在價格較高的問題。

3.3空心杯電機

空心杯電機主要由後蓋、接線端子、電刷、杯形繞組（轉子）、轉軸、定子等部 件構成，其中定子由永磁體、殼體、法蘭組成。外殼提供了恆定的磁場，使電機無鐵 損耗，所產生的轉矩是均勻的，在較高的速度下可以減少振動及噪音，在低速下也能 執行平穩。 空心杯電機的主要應用領域為需要快速響應的隨動系統，如光碟機的隨動控制、高 靈敏的記錄和檢測裝置、工業機器人、仿生義肢等產品。針對人形機器人的應用場景， 空心杯電機可使用在機器人的手指部位，實現手指的快速響應以滿足工作需求。

空心杯電機可歸類為微特電機，當前微特電機高階市場中由日本電產主導，國內 龍頭企業主要為鳴志電器、江蘇雷利、大洋電機等。其中僅鳴志電器生產以應用方向 為機器人的空心杯電機，且具有美國沃爾瑪 AGV 機器人獨供經驗。此外，當前鳴志電 器發展路徑與世界龍頭日本電產相似，透過橫向併購海外公司並發展海外業務。

3.4控制器

工業機器人控制系統分為硬體類控制器和軟體類控制軟體。控制器可分為上位主 控計算機和下位多軸關節伺服控制器，主控計算機負責下達指令以控制各伺服驅動裝 置，實現對機器人的工作順序、位置、運動速度、時間間隔的控制。工業機器人的控 制方式包括運動控制和力控制。運動控制主要控制機器人的位置，而力控制則控制機 器人末端執行器的作用力與力矩，主要用於會與環境接觸的加工機器人、裝配機器人。 控制器產品的精密性會極大影響機器人的工作表現，目前海外部分企業的控制器 產品在效能表現上較為領先，能夠滿足絕大多數應用的需求，國產控制器產品仍有較 多提升空間。

3.5重點企業分析

目前國內伺服電機市場主要由海外企業所主導，2020 年國內匯川技術、臺灣台達、禾川科技的市佔率合計為 22。2%，國內許多企業的伺服電機產品仍主打中低端市 場，隨著伺服電機相關核心技術的進一步突破，國內廠商在未來有望上攻高階市場加 速國產化替代程序。

匯川技術：工控領域龍頭，伺服國內第一。匯川技術早期從事變頻器供應，目前 已成為機電液綜合產品及解決方案供應商，公司的工控產品廣泛應用於各製造業裝備， 其中伺服系統在 2021 年以 15。9%的市佔率居於國內首位。公司 2021 年實現營收 179。43 億元，同比增長 55。87%，實現歸母淨利潤 35。73 億元，同比增長 70。15%。

禾川科技：國內工業自動化控制裝置領軍企業，伺服系統國產品牌位列第二。 禾川科技是一家技術驅動的工業自動化控制核心部件及整體解決方案提供商，主要從 事工業自動化產品的研發、生產、銷售及應用整合。禾川科技的主要產品包括伺服系 統、PLC 等，覆蓋了工業自動化領域的控制層、驅動層和執行感測層和工業富聯、寧 德時代、順豐控股、三通一達、隆基股份、捷佳偉創、先導智慧、藍思科技、埃夫特 等多家行業龍頭企業。公司 2021 年實現營收 7。51 億元，同比增長 38。13%，實現歸 母淨利潤 1。1 億元，同比增長 3%。

鳴志電器：借力技術儲備優勢，空心杯電機前景廣闊。鳴志電器利用早期在直 流無刷系統的研發中所儲備的技術優勢，進一步研發出獨特的無齒槽空心杯無刷電機， 具有無齒槽轉矩、低振動噪音及運轉平順等特點，控制模型線性化，最高轉速可達 10 萬轉，在生物醫療、小型精密機器人等領域擁有廣泛的應用前景。公司 2021 年實 現營收 27。14 億元，同比增長 22。66%，實現歸母淨利潤 2。80 億元，同比增長 39。27%。

4。汽車結構件或可與機器人聯動

4.1結構件基本情況介紹

傳統的工業機器人的結構件主要包含外部殼體、驅動裝置、傳動機構等部件。特 斯拉透過自身豐富的供應商資源，或可在汽車結構件與機器人結構件之間形成聯動， 共享供應商資源。

2021 年 12 月，特斯拉全球副總裁陶琳表示，特斯拉上海工廠已經實現超過 90% 的供應鏈本土化。參考特斯拉汽車國內供應鏈佔比，人形機器人量產階段或將引入 國內供應商，國產結構件供應商有望迎來新增量。我們認為人形機器人量產階段或依 託現有汽車供應鏈體系，其中結構件部分技術難度低於動力系統和 AI 系統，國內龍 頭企業已形成規模，切入機器人供應鏈的可能性較高。

4.2重點企業分析

拓普集團：汽車 NVH 龍頭，技術行業領先。拓普集團在汽車 NVH（即減振降噪以 及舒適性控制）領域的技術水平居於國內前列，是國內較早進入全球整車配套零部件 採購體系的自主品牌汽車零部件供應商。公司是特斯拉供應鏈中極為重要的一環，自2016 年正式成為特斯拉供應商，主要負責提供底盤系統、副車架、內飾等，2020 年 依託特斯拉成功開拓汽車熱管理業務，2021 年 1-9 月特斯拉昇至拓普集團第一客戶， 佔總營收比重為 41。47%，未來人形機器人量產有望為拓普集團帶來增量。公司 2021 年實現營收 114。63 億元，同比增長 76。05%，實現歸母淨利潤 10。17 億元，同比增長 61。93%。

旭升股份：深耕鋁合金壓鑄件，產品受主流客戶認可。旭升股份的主要產品為 熱成型壓鑄鍛造的精密鋁合金零部件，下游應用領域覆蓋汽車行業及其他機械製造業， 曾榮獲特斯拉“傑出合作伙伴”。公司與特斯拉的合作基礎深厚，自 2014 年起與特斯 拉全面合作，由個別零部件供應商逐漸發展為全面供應傳動系統、懸掛系統等結構件 供應商。同時，自 2015 年起，特斯拉一直是旭升股份第一大客戶，總營收貢獻率數 年在 40%以上。此外，在人形機器人輕量化發展的方向中，公司深耕汽車輕量化和精 密鋁合金領域或將具備先發優勢。公司 2021 年實現營收 30。23 億元，同比增長 85。77%， 實現歸母淨利潤 4。13 億元，同比增長 24。16%。

安潔科技：繫結頭部客戶，橫跨消費與汽車兩大賽道。安潔科技為各類智慧數 碼產品以及新能源汽車提供精密功能性器件的生產，在儲存器和電腦業務方面切入微 軟和蘋果供應鏈，汽車領域已進入特斯拉供應鏈併為 Powerwall 儲能系統和 Model3 進行零部件供應。公司 2021 年實現營收 38。84 億元，同比增長 33。68%，實現歸母淨利潤 1。99 億元，同比增長-57。50%。

5。半導體晶片及器件

人形機器人需要多種半導體產品。特斯拉的人形機器人定位於執行家庭服務與工 業生產中更復雜的任務，最終實現勞動力替代。參考智慧網聯汽車架構，人形機器人 在具體完成某項任務時的基本流程也可分為感知、決策和執行三個層面，因此我們認 為人形機器人在半導體產品的使用上可以參考特斯拉的 Model 系列轎車：包括實現數 字、影象、聲音等多型別資料處理的主控晶片、各類功能實現所需要的控制單元晶片 MCU 和動力單元所需要的核心器件 IGBT。

5.1主控晶片：自研FSD晶片生態完善

汽車端決策層生態完善，FSD 晶片助力人形機器人。特斯拉在智慧汽車的決策層 具備非常深厚的技術積累：在硬體層面公司已經開發了自有的 FSD（Full Self-Drive） 全自動駕駛系統及 FSD 晶片，FSD 晶片主要作用是將視覺系統採集到的影象資訊透過 神經網路模型相關演算法進行處理並做出實施決策。以 2019 年在 Model 3 上批次交貨 的 FSD 晶片為例，該晶片採用三星的 14nm FinFET 工藝，面積約為 260 平方毫米，集 成了 CPU、GPU、NPU、ISP 和各種硬體加速器。與智慧汽車類似，人形機器人也是通 過攝像頭等感知感測器對周邊的資訊進行採集，我們認為特斯拉基本會使用自研的 FSD 晶片作為人形機器人的主控晶片，高效能的 FSD 晶片將會幫助人形機器人實現一系列的複雜功能。

5.2MCU：國內廠商積極佈局有望匯入

人形機器人對 MCU 的需求量大。根據特斯拉在 2021 年“人工智慧日”公佈的數 據，人形機器人全身共有 40 個左右的機電執行器，我們初步判斷每個人形機器人至 少需要搭載 30~40 顆 MCU，考慮到人形機器人的控制對於精度的要求非常高，所使用 的控制器應該為更高階的 32 位 MCU。

MCU 市場規模穩步提升，汽車和工控為前兩大應用領域。在汽車智慧化、電動化 和積極推動雙碳政策的大背景下，汽車和工控領域繼續推動全球 MCU 市場規模增長， 根據 IC Insights 資料，2021 年全球 MCU 市場需求旺盛，全年銷售額增長 23%至 196 億美元，預計 2022 年將增長 10%至 215 億美元，2026 年將達到 272 億美元，2022-2026 年 CAGR 為 6。77%。2020 年全球 MCU 市場下游應用中，汽車與工業佔比位列前二，分 別為 35%和 24%；國內 MCU 市場下游應用中，消費電子佔比最大達到 26%，其後分別 為計算機與網路（19%）、汽車電子（15%）等。

市場份額集中在國外廠商。根據 IC Insights 資料，2021 年全球 MCU 市場份額 前五名分別為 NXP（18。8%）、Microchip（17。8%）、Renesas（17%）、ST（16。7%） 和 Infineon（11。8%），前五大廠商共佔據 82。1%的市場份額，在尋求晶片自主可控 的大背景下，國內 MCU 廠商的替代空間較大。

國內廠商積極佈局工控與汽車領域，建議關注兆易創新。在 MCU 領域，國內 4 位、8 位和 16 位的 MCU 自給率較高，已經在消費電子領域實現了替代，但在效能 要求較高的工控、汽車領域自給率還較低，市場主要被國外廠商佔據。2021 年由於 全球 MCU 產能的緊張以及下游需求出現高景氣，全球 MCU 市場出現了供不應求的 情況。在此背景下，國內 MCU 龍頭兆易創新積極完善產品矩陣，已成功量產 35 個 系列約 400 種型號的 MCU 產品，可以滿足高、中、低端各種市場需求，公司 40nm 車規級 MCU 已經完成流片並進入客戶測試，車規 MCU 產品的效能要求相較工業類 MCU 更高，我們認為未來人形機器人也有望成為兆易創新的業績增長的驅動力之一。

5.3.IGBT：動力單元核心器件，SiC廠商有望受益

動力總成系統：IGBT 是人形機器人不可或缺的器件。人形機器人進行任何任務 的執行均離不開動力總成系統，動力總成系統包括動力電池、驅動電機、電池管理系 統等。特斯拉在動力電池及電池管理系統領域具備較強的技術積累，參考特斯拉 Model 汽車配置，我們認為人形機器人也需要電機（逆變器）、充電模組（類似新能 源汽車 OBC）等，這增加了對於功率器件 IGBT 的需求。IGBT 在人形機器人中的作 用包括：在逆變器中將直流轉換為交流，從而驅動電機執行；在充電器中實現交流到 直流的轉換並進行高低壓變換。

IGBT：電氣電子領域的“CPU”。IGBT 全稱為絕緣柵雙極型電晶體，它由絕緣 柵型場效電晶體和雙極型三極體兩個部分組成，其兼具 MOSFET 輸入阻抗高、控制功 率小、驅動電路簡單、開關速度快和 BJT 通態電流大、導通壓降低、損耗小等優點。 IGBT 可分為單管、IPM 和 IGBT 模組：IGBT 單管主要用於小功率家用電器、分部式 光伏逆變器、小功率變頻器，製造工藝為環氧注塑工藝；IPM 模組應用於白色家電中 的變頻空調、變頻洗衣機，製造工藝為環氧注塑工藝；IGBT 模組應用於大功率變頻 器、電焊機、新能源車、集中式光伏等領域，製造工藝為灌膠工藝。按照電壓等級劃 分，600V 以下的低壓 IGBT 主要應用於消費電子領域，600V~1200V 的中壓 IGBT主要應用於新能源車、光伏、工業等領域，1700V 以上的超高壓 IGBT 主要應用於軌 交、風電、智慧電網領域。

新能源汽車與光伏成為 IGBT 市場主要增量領域。根據 Omdia 資料，全球 IGBT 市場規模 2024 年預計達到 66。19 億美元，2020-2024 年 CAGR 約為 5。16%；中國 IGBT 市場規模 2024 年預計達到 25。76 億美元，2020-2024 年 CAGR 約為 4。34%， 中國市場佔全球比例約為 40%左右。2020 年以來，新能源汽車、光伏和儲能等領域 對於 IGBT 需求呈現高增長，已經成為 IGBT 市場核心驅動力。

第三代半導體 SiC 功率器件廠商有望受益。目前新能源車使用的 IGBT 基本為矽 基器件，基於第三代半導體 SiC 的功率器件在新能源領域還未大規模使用。相比於 矽材料，SiC 材料的擊穿電場強度更高，可以達到矽材料的 10 倍以上，因此基於 SiC 製備的功率器件具備更高的耐壓性，同時還具備更好的耐高溫特性和更低的開關損耗。

SiC 功率器件主要應用領域包含新能源汽車、電力供應、光伏、UPS 通訊、軌交以 及航天軍工等，其中新能源汽車市場有望在 2023 年迎來快速上量，成為 SiC 器件市 場增長的主要驅動力，光伏領域的發展也將進一步刺激市場增長。根據 Yole 資料， SiC 功率半導體市場產值到 2025 年將達到 25。62 億美元，2019-2025 年 CAGR 為 29。6%。作為特斯拉最熱銷的車型之一，Model 3 是新能源汽車領域第一款使用 SiC 功率器件（SiC MOSFET）的車型，基於此我們認為人形機器人功率器件部分也會使 用一定比例的 SiC 器件，國內的 SiC 廠商有望迎來新的增量領域。

人形機器人時代關注國內 IGBT 和 SiC 優質廠商。我們認為產品種類齊全、性 能出色和下游進入汽車或光伏領域，實現批量出貨的 IGBT 企業將會率先進入人形機 器人產業鏈，因此我們建議關注國內 IGBT 模組龍頭斯達半導和軌交領域 IGBT 龍頭 時代電氣；第三代半導體領域國內企業以產業鏈單一環節為主，行業技術壁壘高，海 外龍頭企業如意法半導體、英飛凌均採用 IDM 模式。

6。上游零部件：感測器

感知層：視覺方案為主，輔以毫米波雷達。特斯拉是純視覺方案踐行者，即使用 單一的攝像頭實現自動駕駛功能。我們認為人形機器人應用場景相對於自動駕駛汽車 更加封閉，人性機器人在室內需要實現更高精度定位，因此除了使用攝像頭外，還應 該使用少量毫米波雷達配合攝像頭實現在室內的精準定位，提升機器人任務執行的準 確率。除了會使用進行環境感知的感測器外，與普通工業機器人一樣，人形機器人也 需要普通的位置、壓力、速度、力矩等測量型別的感測器。

6.1攝像頭：價效比最高的感知感測器之一

以車載攝像頭為例：鏡頭與影象感測器價值量較高。普通的車載攝像頭由影象 感測器、光學鏡頭、影象訊號處理器及各種結構件組成，根據 ON SEMI 資料，車載攝 像頭中影象感測器、模組封裝和鏡頭的成本佔比分別為 50%、25%和 14%，因此我們主 要關注光學鏡頭以及影象感測器賽道相關機會。

光學鏡頭

人形機器人使用效能更優的玻璃鏡頭。光學鏡頭按照製備材料不同可分為玻璃鏡 頭（G）、塑膠鏡頭（P）和玻塑混合鏡頭（G+P），玻璃鏡頭相比塑膠鏡頭在折射率、 穩定性、環境耐受性等效能上具有更好的表現，但成本和製備難度也更高。玻璃鏡頭 製備工藝主要包括模造成型工藝、晶圓級光學器件工藝（WLO，Wafer Level Optics） 和晶圓級玻璃工藝（WLG，Wafer Level Glass）。人形機器人主要透過攝像頭對周邊 環境資訊進行採集，因此我們認為人形機器人也採用與特斯拉汽車 ADAS 相同的玻 璃鏡頭。

模造成型工藝是製備玻璃鏡頭的主流工藝，技術壁壘高。模造成型工藝技術發 展較為成熟，是當前行業內製備玻璃鏡頭的主流工藝，該方法的基本原理是將預加工 的玻璃胚胎放置於精密成型模具中，加熱升溫使玻璃軟化，再向模具表面加壓使玻璃 成型。模具的設計與加工是該方法的核心，技術和工藝的壁壘較高，模具的精度將會 直接影響玻璃鏡頭的生產良率與光學效能。

機器視覺成為光學鏡頭重要增長領域。根據中國機器視覺產業聯盟資料，機器視 覺系統中游零部件環節成本佔比最大（45%），其次為軟體開發（35%）、組裝整合（15%） 和維護（5%），中游零部件主要包括光源、鏡頭、相機和視覺控制系統等。根據奧普特公司機器視覺整體解決方案顯示，光學鏡頭約佔中游零部件成本的 15。6%。益於智 能製造加速，基礎建設投資力度加大，我國機器視覺市場規模由 2018 年的 102 億元 增長至 2020 年的 144 億元，2021 年市場規模達到 181 億元，預計 2022 年將達到 229 億元。根據中游成本結構測算，2021 年國內機器視覺領域光學鏡頭市場規模為 12。7 億元，預計 2022 年將達到 16。1 億元，4 年 CAGR 為 23。8%，市場規模增長較 快。

影象感測器

CMOS 影象感測器逐步佔據市場主導地位。在攝像頭模組中，影象感測器決定 著攝像頭的成像品質以及其他元件的結構和規格，CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）影象感測器和 CCD（Charge-Coupled Device）影象感測器 是當前主流的兩種影象感測器。其中 CCD 電荷耦合器件整合在單晶矽材料上，畫素 訊號逐行逐列依次移動並在邊緣出口位置依次放大，而 CMOS 影象感測器則被整合 在金氧半導體材料上，每個畫素點均帶有訊號放大器，畫素訊號可以直接掃描 匯出，即電訊號從 CMOS 電晶體開關陣列中直接讀取，不需要逐行讀取。

從 20 世紀 90 年代開始，CMOS 逐步取代 CCD 佔據市場主導地位，CMOS 影象感測器的優 勢包括：1）成本層面上，CMOS 影象感測器晶片一般採用適合大規模生產的標準流 程工藝，在批次生產時單位成本遠低於 CCD；2）尺寸層面上，CMOS 感測器能夠 將影象採集單元和訊號處理單元整合到同一塊基板上，體積得到大幅縮減，適用於移 動裝置和各類小型化裝置；3）功耗層面上，CMOS 感測器相比於 CCD 保持著低功 耗和低發熱的優勢。

CMOS 影象感測器根據感光元件安裝位置可分為：前照式結構（FSI）、背照式 結構（BSI）。1）前照式結構為 CMOS 影象感測器傳統結構，即自上而下的五層結 構，分別是透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層和基板層。光從正面入射時，採 用 FSI 結構的 CMOS 影象感測器需要光線經過線路層的開口後到達感光元件層進行 光電轉換。前照式結構的主要優點是工藝條件較易實現、製造成本較低，存在較大的 侷限性：隨著畫素尺寸變小，可接收的入射光量下降，金屬佈線反射和吸收的損耗在 線路層變得愈發嚴重，極大限制感測器的整體效能；

2）背照式結構 CMOS 影象感測 器將感光元件位置更換至線路層上方，感光層僅保留部分邏輯電路。採用背照式結構 光線可從背面入射直接到達感光元件層，電路佈線阻擋和反射等因素帶來的光線損耗 大幅減少。與前照式相比，背照式感光效果顯著提升，但設計和工藝難度均較大且成 本較高。

CMOS 影象感測器根據快門曝光方式不同分為：捲簾快門（RS，Rolling Shutter） 和全域性快門（GS，Global Shutter）。1）捲簾快門透過控制光敏元逐行或逐列進行 曝光來掃描完成所有畫素單元的曝光。在感光度和低噪聲成像上較全域性快門有一些 優勢，但需要足夠的曝光時間，適合遠距離拍攝靜止或移動速度較慢的物件；2）全 局快門影象感測器可使全部光敏元畫素點在同一時間接收光照，是高速攝影等應用 場景下的最佳快門方式，在需要實時進行精準的影像捕捉以及識別的場景（例如快 速行駛的汽車車牌、無人機飛行時的避障系統等），全域性快門感測器已經成為首選。

全球 CIS 市場保持快速增長。得益於多攝手機的廣泛普及和安防監控、智慧車 載攝像頭和機器視覺的快速發展，CIS 的整體出貨量及銷售額隨之不斷擴大。根據 Frost&Sullivan 資料，全球 CIS 出貨量從 2016 年的 41。4 億顆增長至 2020 年的 77。2 億顆，4 年 CAGR 為 16。9%，預計 2025 年將達到 116。4 億顆，2021-2025 年 CAGR 為 8。5%；全球 CIS 銷售額從 2016 年的 94。1 億美元增長至 2020 年的 179。1 億美元， 4年CAGR為17。5%，預計2025年將達到330億美元，2021-2025年CAGR為11。9%。

AIoT 和 5G 為機器視覺注入活力。機器視覺指的是透過計算機、影象感測器及 其他相關裝置模擬人類視覺功能的技術，以賦予機器“看”和“認知”的能力。從使用場 景來看，隨著 AI 和 5G 技術的商用落地，機器視覺不再侷限於傳統的工業中的應用 （主要包括產線檢測、不良品篩檢、條碼識別、自動化流水線運動等），新興下游應 用市場不斷湧現，包括無人機、掃地機器人、AR/VR 等，為機器視覺行業發展注入 新活力，同時對影象感測器的技術水平也提出了更高的要求。

在機器視覺新興應用領 域中，全域性快門的應用廣度與深度都在迅速提升。全域性快門 CMOS 影象感測器每個 畫素處都增加了取樣保持單元，使得所有畫素可以同時捕獲影象，從而避免了在高速 拍攝場景下因每行畫素曝光時間差異而形成的“果凍效應”，而捲簾快門 CMOS 影象 感測器難以避免“果凍效應”，因此全域性快門技術是眾多新興機器視覺應用領域內的必 要核心技術，應用前景廣闊。根據 Frost&Sullivan 資料，全球新興領域全域性快門 CIS 出貨量從 2018 年的 1100 萬顆增長至 2020 年的 6000 萬顆，預計 2025 年將達到 3。92 億顆，5 年 CAGR 為 27。6%。

全球 CIS 市場：國外廠商主導，CR5 超過 80%。全球 CIS 市場呈現頭部龍頭壟 斷局面，根據華經產業研究院資料，以出貨量口徑計算，2020 年 CR5 供應商合計 佔據 96%的市場份額，其中格科微以 20。4 億顆位居全球第一；以銷售額計算，2020 年索尼佔有 39。1%的市場份額，CR5 為 83。3%。根據 Counterpoint 預測，2022 年 全球 CIS 市場將達到 219 億美元，索尼將佔有 39。1%的市場份額，其次是三星 （24。9%）、豪威科技（12。9%）、格科微（4。7%）、安森美（4。5%）、海力士（3。5%）、 意法半導體（2。5%）和思特威（2。3%），CR5 為 86。1%。

6.2毫米波雷達：配合攝像頭提升感知精度

毫米波雷達：具備精確位置檢測效能，解析度高。特斯拉憑藉出色的影象處理 演算法在汽車上證明了純視覺方案的可行性，但是攝像頭本身也有其不足的地方，包括 受天氣影響大，距離誤差大等。人形機器人在室內相對封閉的場合工作時，需要對四 周的牆體有精確的定位，這時如果使用毫米波雷達再配合攝像頭即可達到更高的定位 精確度。毫米波雷達按照可測距離分為短距雷達（Short Range Radar，SRR）、中 距雷達（Medium Range Radar，MRR）和長距雷達（Long Range Radar，LRR）， 其優點是可以實現精確位置檢測，解析度高，缺點是訊號容易被遮擋，感知訊號少。

國內以主流 Tier1 廠商為主，關注國內汽車電子核心供應商。隨著自動駕駛的快 速發展，帶動毫米波雷達需求上升。根據頭豹研究院資料，預計 2026 年中國毫米波 雷達市場將達到約 300 億元。目前中國毫米波雷達市場還以國外主流的 Tier1 廠商為 主，例如博世、大陸等，它們擁有大量的技術與產品迭代經驗，已經形成了龐大且穩 定的客戶群體；國內的汽車電子供應商起步較晚，少數企業如德賽西威、華域汽車已 經實現了 24GHz 毫米波雷達的量產，其中德賽西威在投資者互動平臺表示公司 77GHz 毫米波雷達已經在多個國內主流車型上實現量產。

6.3常規感測器：實現機器人狀態監測

多種內部感測器配合實現機器人自身狀態的監測。與普通機器人類似，由於仍 然有許多機械結構件，人形機器人需要透過位置感測器、力矩感測器、壓力感測器和 溫度感測器等實現對於自身位置、速度和加速度，結構件的角度、角速度和角加速度 等的測量，從而實現對於自身狀態的監測。除此之外，這些監測資料還會反饋到控制 系統，幫助人形機器人更好的完成下一步動作。

7。面板玻璃提升人機互動體驗

7.1面板玻璃基本情況介紹

人形機器人的應用場景較為豐富，除工業用途外，或可應用於線下門店、福利院、 社群服務以及家庭服務等場景，因此人形機器人不可避免地需要具備人機互動功能。 人形機器人的頭部正面由一塊麵板玻璃所覆蓋，使用者可透過面板玻璃上顯示的資訊直 觀地人機互動。目前與機器人面板玻璃類似的產品已有較多應用，如智慧汽車的中控屏、筆記本 電腦螢幕、智慧穿戴裝置的顯示屏等等，未來在人形機器人面部的面板玻璃產品可以 有效地提升人機互動體驗。

8。材料：碳纖維、磁材和聚氨酯

8.1基本情況介紹

特斯拉人形機器人展示PPT 中介紹 Optimus 將採用輕質材料製成。結合觀察 當前主流輕量化工業機器人使用材料，多數以碳纖維或鋁鎂合金等複合材料製作 機械臂。碳纖維具有質量輕、強度高、剛度高、耐疲勞、耐腐蝕等多方面優勢，考慮到人形機器人進行搬運工作時，關節處需承受高負荷工作，需抗磨損，因此 碳纖維材料匯入機率較大。

電機輕量化也符合人形機器人發展方向，當前已應用於特斯拉等新能源車、 風電等產業的稀土永磁材料，或將切入機器人供應鏈，其製成的電機在輕量化、 體積、能耗等方面均具備優勢，綜合來看符合機器人輕量化需求。此外，高效能 釹鐵硼材料已廣泛應用於工業機器人領域，2020 年工業機器人消費佔高效能釹 鐵硼比重達 12。8%，特斯拉機器人或選擇稀土永磁及製品作為電機材料。

聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯，是一種新興的有機高分子材料，可以與塑膠、 橡膠、泡沫、纖維等合成。其中軟性聚氨酯泡沫塑膠廣泛用於汽車內飾，可提高 汽車的安全係數，硬質聚氨酯可透過新增阻燃劑增強汽車安全性。在人形機器人 材料的選用當中，聚氨酯可充當內部緩衝的填充材料，以此提升機器人負載能力 和抗衝擊能力。

8.2重點企業分析

中科三環：稀土磁材行業龍頭，機器人產業或將催化增量需求。公司主要 從事釹鐵硼稀土永磁材料和新興磁性材料的研發和生產，是稀土永磁行業第一家 上市公司，同時是全球最大的釹鐵硼永磁製造商之一。公司專利內容覆蓋大量永 磁材料製造技術，對高檔銣鐵硼磁體質量的改善形成技術壁壘。目前公司產品主 要銷售物件以汽車領域為主，2016 年與特斯拉簽訂合作協議提供永磁材料。特 斯拉人形機器人有望抬升稀土永磁電機的需求空間。公司 2021 年實現營收 71。46 億元，同比增長 53。60%，實現歸母淨利潤 3。99 億元，同比增長 208。44%。

金力永磁：全球稀土永磁龍頭，兼具機器人產品經驗與特斯拉合作關係。 公司深耕稀土永磁材料十餘年，是新能源汽車、風力發電和節能空調領域的供應 商，其中新能源汽車領域市佔率全球第二，2020 年 9 月公司與特斯拉開啟合作， 為其供應稀土永磁產品。此外，金力永磁產品廣泛應用於機器人及智慧製造，且 具有領先優勢，助力公司更有可能切入未來機器人供應鏈。公司 2021 年實現營 收 40。80 億元，同比增長 68。78%，實現歸母淨利潤 4。23 億元，同比增長 86。37%。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】