人形機器人行業專題：特斯拉人形機器人產業鏈投資機會分析

科技 07-09

（報告出品方：中信建投證券）

1. 人形機器人發展歷程

1.1 人形機器人技術不斷成熟

人形機器人發展歷程

人形機器人研究起步於雙足行走的模仿，拓展至人工智慧的研發。由日本早稻田大學加藤一郎教授率先解決了人形機器人的雙足行走問題，至此揭開了人形機器人研究的序幕。行走機構的設計以及相應控制方法的解決推動著人形機器人邁向自主式：1973年，加藤一郎等人在WL-5 的基礎上配置了機械手以及人工視覺、聽力裝置組成了自主式機器人WAROT-1，人形機器人的研究也逐漸擴展到人工智慧方面。

人形機器人在控制方法和人工智慧技術不斷更迭的基礎上取得了迅速發展，商業化條件日益成熟。1990年以來，機器人的行走能力、智能化和功能也越來越強大，本田公司的ASIMO是行業的典範。2010以來，互聯網的發展推動人形機器人受到了更多大眾關注，技術也愈發成熟， 2015年，Pepper的市售是人形機器人走入大眾市場的重大嘗試，2021年波士頓動力旗下Atlas的跑酷視頻一經發出便收穫百萬點贊，電動車巨頭Tesla也於2021年宣布將推出人形機器人產品「擎天柱」，預計該項目的價值將超過電動車和FSD晶元。

1.2 人形機器人典型產品介紹

典型人形機器人梳理

近年來各類人形機器人產品陸續推出，功能與應用場景各有不同。波士頓動力專註於強化「運動智能」的能力。2018年發布的最新版機器人已經可以實現左右腳交替三連跳40cm台階，2021年完成高難度跑酷動作；Agility Robotics致力於製造行走機器人，發明了具有移動性和操縱能力的類人機器人Digit，是世界上第一款銷售的兩足機器人；優必選以製造家用智能機器人為願景，在2021年發布的Walker X是全球第一款可商業化的大型仿人服務機器人；Engineered arts關注於製造人形娛樂機器人，CES 2022登台亮相的Ameca被稱為「機器人的未來面孔」。

1.3 Tesla Bot即將面世

特斯拉Optimus推出時間節點

首次發布：2021年8月20日，馬斯克在首屆特斯拉人工智慧日（AI DAY）上首次發布特斯拉人形機器人（Tesla Bot）計劃，代號「擎天柱」（Optimus）。

項目開發計劃：2022年4月，馬斯克在財報會議上指出，Optimus的重要性將在未來幾年逐漸顯現，最終將比汽車業務、比FSD更具價值。

原型機發布時間：2022年6月，馬斯克在推特上發文，將特斯拉第二個人工智慧日（AI Day）由原定的8月19日推遲到9月30日，並表示到時候可能推出能夠運轉的人形機器人原型機Optimus。

2. 特斯拉人形機器人將帶動服務機器人行業產業化落地

2.1 馬斯克創造了SpaceX、電動車等多個商業奇蹟

馬斯克創業涉及多個領域，走在行業開拓的前沿

馬斯克從1999年開始先後創辦或投資於在線金融服務與電子郵件支付業務公司X.com、太空探索技術公司SPACE X、電動汽車生產公司特斯拉、光伏發電企業SolarCity以及軌道交通公司The Boring Company，涉足互聯網、電動汽車、航天、機器人、太陽能、地下隧道超速運輸等多個領域。

2.2 Tesla Bot與電動車共享特斯拉的強大供應鏈體系

特斯拉電動車與Tesla Bot具備三大共同點，供應鏈很多環節可以共享

Tesla Bot與特斯拉電動車具有電動、可移動、智能化三大共同特點，這就決定了這兩大產品可以共享動力電池、熱管理系統、結構件、感測器、電機、電控、減速機等很多供應鏈，我們估計人形機器人供應鏈50%左右的價值量可以和電動車共享，有利於特斯拉以更低的成本量產人形機器人。

2.3 Tesla Bot與特斯拉電動車共享AI、演算法和晶元體系

Tesla Bot與特斯拉車輛共享核心自研的感知技術

Tesla Bot的智能感知系統，均由特斯拉自研，與特斯拉電動車共享核心的感知技術。比如，自動駕駛相機（Autopilot Camera）將基本上充當Tesla Bot的視覺，全自動駕駛計算機晶元（FSD晶元）放置在胸腔處，為機器人提供算力支持；Tesla Bot集合了多攝像頭視頻神經網路的規劃能力、自動標籤、模擬工具等，並且利用Dojo超級計算機的訓練機制來提高機器人的功能。

自動駕駛相機（Autopilot Camera）：特斯拉的自動駕駛相機擁有8個攝像頭和強大的視覺處理能力，可以實現360度視野範圍，對周圍環境的監測距離最遠可達250米。前部有三個攝像頭，分別為前視主視野攝像頭、前視寬視野攝像頭及前視窄視野攝像頭，左右兩側各有兩個攝像頭，分別為側方前視攝像頭和側方後視攝像頭，後部有一個後視攝像頭。

3. 特斯拉人形機器人產業鏈分析

3.1 Tesla Bot類人設計，可以實現靈活操作

Tesla Bot可以實現類人的靈活操作

根據特斯拉2021年的AI日，Tesla Bot外形設計接近人類平均身材，全身採用輕量化材料，並且在面部有一個重要信息顯示屏。它的四肢使用40個機電執行器進行操作，其中手臂12個、頸部2個、軀幹部2個、手部12個、腿部12個。此外，它具有人類級仿生手，腳部為2軸平衡設計，有力反饋感應，可以實現平衡和敏捷的動作。

3.2 中國供應鏈潛在市場龐大

特斯拉人形機器人未來量產，離不開中國供應鏈

根據馬斯克公開接受採訪的信息，特斯拉人形機器人實現量產後的定價有望在2.5萬美金左右，相當於六關節工業機器人的定價體系。這樣的定價，未來如果想要有盈利，我們判定離不開中國供應鏈的支持，因為從全球製造業競爭力來看，只有中國供應鏈可以助力Tesla Bot降低成本、保障交付。

根據特斯拉人形機器人已經發布的公開信息以及我們對各個零部件成本的理解，預計成本構成情況如下：1）動力總成系統：電池系統電驅系統，佔總成本的35%左右。電池系統包含電芯、熱管理等，電驅系統包含電機、電控與減速器等。2）智能感應系統：包括感知計算以及閉環診斷等系統，包含毫米波雷達、圖像感測器、溫度感測器、FSD晶元、算力晶元等，占成本的25%左右。3）結構件：分為金屬、非金屬結構件，金屬結構件主要做骨架，用於機器人的支撐，主要為鋁合金或鋁鎂合金；非金屬結構件主要做機器人的外表皮膚或者防護，包含PU樹脂皮膚、緩衝材料、碳陶等，占成本的25%左右。4）線束、連接器佔10%左右。5）其他零散單元，包括面罩玻璃等，佔比約5%。

3.3 特斯拉人形機器人應用場景展望

Tesla Bot未來可在多個場景投入應用

馬斯克在首屆AI智能日提及Tesla Bot的研發目標：「我們要確保它會一直對人友好，能把人從危險的、重複的，無聊的任務中解放出來，甚至還能跟已經高度自動化的特斯拉車輛生產進一步結合協作。」

考慮到Tesla Bot的人形形態，同時具有較高的自由度，能夠實現平衡和敏捷的動作，承擔20kg左右的負載，我們預計它適用於車輛周邊、生活居家、工商業等通用或定製化應用場景，甚至可能被派往火星等外太空環境中工作。

1）車輛周邊場景：特斯拉機器人和汽車在底層演算法上互通，因此預計Tesla Bot能夠協同電動車實現多個場景應用，機器人將成為電動車智能場景中的一環。

2）生活居家場景：①初期預計只能完成簡單工作，例如室內場景中實現搬東西、收快遞、倒垃圾等功能，在外出場景中實現陪伴、監測外界環境等功能；②在經過真實場景積累，迭代更新演算法和功能後，Tesla Bot預計能夠進一步從事精細化工作。

3）工商業等應用場景：特斯拉人形機器人，作為人類生產力的延伸，預計未來可以用於節拍要求不高、靈活性要求高的工商業場景，替代人類從事一些危險或者重複單調的工作。

4）外太空場景：馬斯克在2021年AI日上宣稱希望未來能將機器人送到外太空，做一些人類無法從事的工作。

4. 投資分析

4.1 原有電動車供應商切入機器人供應鏈的增量分析

特斯拉電動車銷量處於快速增長期

根據特斯拉財報電話會議，2022年柏林工廠和德州奧斯汀工廠預計將會投產，全球產能達到接近230萬台，2023年將進一步增長至325萬台，對應2022、2023年銷量分別約為164、246萬台。

特斯拉電動車對供應鏈的拉動作用測算

特斯拉2021年全球銷量達到93.62萬台，假設2022-2025年保持高速增長，2026-2030年維持20%增速；特斯拉2021年Q4 財報電話會議披露，其單車平均生產成本已經降至3.6萬美元（以2021年平均匯率折算23.22萬元），假設未來每年保持5%的降幅；以特斯拉Model 3標準續航版BOM成本拆分，可以測算出特斯拉電動車對產業鏈各個環節的拉動作用。

4.2 非電動車供應商切入機器人供應鏈的彈性分析

之前不在特斯拉供應鏈、這次有望進入特斯拉機器人供應鏈的彈性分析

以諧波減速器為例，如果不考慮特斯拉人形機器人需求，我們預計2030年全球工業機器人對應的諧波減速器需求量將達到530萬台，對應市場空間為65.82億元，借鑒全球諧波減速機龍頭哈默納科現有下游構成中，非工業機器人領域佔比與工業機器人接近，預計2030年整個市場空間為131.64億元。