作者 | 刘奕墨、周蒙慈
首图由豆包AI生成
目录
一、观点小结
二、关节执行器投资机会
三、核心零部件（电机、减速器、丝杠）投资机会
随着人工智能技术的飞速迭代，具身智能已成为科技革命的核心方向之一，赛道增长具备较强确定性。在具身智能机器人的硬件体系中，关节执行器是决定性能的“核心部件”，功能类似人类的“关节与肌肉”：负责将控制信号转化为精确的机械运动，直接影响机器人的运动灵活性、负载能力、动态响应速度及交互安全性。
从成本维度看，以特斯拉Optimus Gen2为例，关节执行器成本占比约达51%，其性能与成本水平直接影响人形机器人整体表现，是具身智能领域的关键赛道。从行业发展来看，高集成度、模块化（一体化关节）已形成明确趋势。执行器行业持续向“高集成、轻量化、智能化”方向升级，这一趋势反向驱动核心零部件技术革新。技术领先企业可凭借技术优势构建核心竞争壁垒。
近年来，国内企业产品关键参数与海外同类产品的差距逐步缩小，且价格仅为进口产品的1/2-2/3，叠加政策支持与国内供应链适配需求，核心零部件国产替代进程正加速推进。与此同时，特斯拉、优必选等头部机器人厂商对核心部件的定制化需求持续提升，具备核心技术自研、全产业链整合、快速响应及规模化量产能力的企业，更易获得订单绑定机会并形成正向循环。
1.定义与功能
关节执行器是一种将输入能量（主流为电能）转化为机械能，驱动机器人关节实现旋转或平移运动的装置，本质上是“电机+传动机构+传感/控制部件”的集成体，其功能类似人类的“关节与肌肉”，核心价值在于直接控制关节的扭矩/力输出、位置及速度，是机器人实现姿态调整、移动及环境交互的基础。
根据表1，关节执行器是人形机器人成本最高的部分，占机器人整体成本约51%。而执行器的性能和成本主要取决于核心零部件，主要包括电机（驱动装置）、减速器/丝杠（传动装置）、编码器（传感装置）等。
表1-特斯拉Optimus Gen2的成本结构
资料来源：Tesla AI Day，Ebay，安信证券研究报告
2.分类与对比分析
关节执行器按照运动类型主要分为旋转执行器和线性执行器两大类。
图-泰科机器人关节模组使用情况
图片来源：泰科机器人官网
从各家人形机器人厂商的执行器方案来看，大部分厂商以旋转执行器为主。而二者动力来源基本都为无框力矩电机，不同之处在于传动结构，线性执行器依赖丝杠，而旋转执行器则借助精密减速器。
（1）旋转执行器
驱动机器人关节实现旋转运动，核心功能是支撑机器人躯干转动及上肢大范围运动。以特斯拉Optimus Gen2为例，全身部署14个旋转执行器，分布于肩部（6个）、腕部（2个）、髋部（4个）、躯干（2个）。
（2）线性执行器
将电机旋转运动直接转化为线性运动的装置，核心功能是实现机器人四肢的伸展与推拉。以特斯拉Optimus Gen2为例，全身部署14个线性执行器，分布于肘部（2个）、腕部（4个）、髋部（2个）、膝关节（2个）、踝关节（4个），并通过不同规格丝杠适配不同关节的负载需求（如髋部用高负载丝杠，肘部用中低负载丝杠）。
3.投资分析
（1）发展趋势
关节执行器的最显著趋势是高集成度与模块化（一体化关节）——将电机、减速器、驱动器、编码器、传感器及散热结构深度集成，形成“即插即用”的标准化模组。其核心优势包括：缩小体积与重量，简化机器人布线与装配；提升系统可靠性与可维护性，降低开发与制造成本。
以特斯拉Optimus的迭代为例，从Gen1到Gen2的改进方向印证了这一趋势：①自研零部件比例提升（长期降本）；②轻量化设计（采用镁合金、碳纤维）；③运动性能优化（提升步行速度与平衡感）；④集成度提升（电机+减速器+驱动器一体化）。
（2）建议关注方向
建议围绕“智能化、集成化、轻量化”三大特点，同时关注可靠性、损耗率及量产能力，关键评估指标包括：
量产能力：是否具备自动化产线（避免“手搓”导致的一致性差、良率低问题）；
订单规模：能否通过规模化降低BOM成本，覆盖设备投资；
技术壁垒：核心零部件（如减速器、编码器）是否自研，是否具备差异化优势。
当前一体化关节模组的主要企业包括：HIWIN（中国台湾）、Maxon（瑞士）、SERV Oneering GmbH（德国）、深圳市伟创电气（国内）、Koll morgen（美国）、睿尔曼、三花智控、意优科技、钛虎机器人、深圳泰科智能机器人、杭州云深处科技、泉智博、英克斯、灵足时代等。
（3）代表性企业
数据来源：博研咨询、QYResearch、中国产业信息网、企业公开动态及行业展会报道综合整理。
1.电机
电机是执行器的核心动力源，人形机器人中主要使用无框力矩电机（关节驱动）和空心杯电机（灵巧手驱动），其中无框力矩电机为重中之重。
（1）分类与应用场景
资料来源：各公司官网及互联网公开资料
（2）市场规模与竞争格局
市场规模：GGII数据显示，2023年中国无框力矩电机市场规模1.80亿元；若不考虑人形机器人增量，2028年将达5.6亿元；若2026年人形机器人规模化量产（预计10万台），市场规模将突破10亿元。
竞争格局：
海外龙头：美国科尔摩根（TBM系列，市占率领先）、德国威腾斯坦、瑞士Maxon Motor，核心优势是转矩密度高、可靠性强；
国内企业：步科股份（国内市占率近50%）、昊志机电、微精电机等，关键参数（转矩密度、动态响应）与海外差距逐步缩小，价格仅为进口产品的1/2-2/3。
（3）建议关注方向与代表性企业
建议关注方向：
①新型电机产品：聚焦多相电机、轴向磁通电机等路线，解决传统三相电机的局限性（高温失效、高拖弋损耗、稀土依赖）；多相电机通过增加相数实现物理冗余，提升控制精度与可靠性，目前仅在高端人形机器人具备性价比；
②高质量编码器：编码器占机器人本体成本2%，建议关注“高精高速、抗干扰、大允差”的绝对式编码器，突破海外垄断（德国海德汉、日本多摩川市占率超60%）。
代表性企业：鲲腾泰克。公司以独创动态配置电驱技术（变极变相）为核心，功率密度较常规方案提升50%、材料成本降低30%，配套多相高转矩密度关节电机（转矩密度18-45N・m/kg，减重30%），具备高冗余性。2025年少稀土/无稀土技术实现商用，摆脱稀土依赖且性能持平永磁电机。2024年12月成都基地投产，2026年规划产能3万套；2025年关节电机进入小批量生产，已与头部机器人厂商合作，在盐田港完成人形机器人搬运试点，多轮融资支撑产业化。
2.精密减速器
精密减速器是连接电机与关节的“传动桥梁”，核心指标包括减速比、传动效率、精度、寿命，人形机器人中主要使用谐波减速器、行星减速器、RV减速器。
（1）分类与应用场景
资料来源：各公司官网公开资料整理
（2）市场规模与竞争格局
数据来源：TrendForce、共研网行业报告及相关企业公开信息测算
（3）建议关注方向与代表性企业
①建议关注方向
目前谐波减速器已进入红海市场，不建议投资；未来投资可聚焦两大方向：
自研高性能减速器的关节/机械臂企业：从本体企业专利分布看，特斯拉、优必选等企业正逐步自研减速器以满足定制化需求，具备自研能力的企业将形成技术壁垒；
减速器技术迭代：关注材料改进（如柔轮材料优化）、齿形设计创新、热处理工艺提升（针对谐波减速器），及摆线针轮设计优化（针对RV减速器）。
②代表性企业
资料来源：各公司公开资料整理
3.丝杠
（1）分类与应用场景
资料来源：choice数据网及各公司公开资料整理
（2）市场规模与竞争格局
①市场规模
华鑫证券预测，2030年人形机器人行星滚柱丝杠需求将达229.6亿元，2023-2030年CAGR（复合年增长率）154.1%；滚珠丝杠海外垄断（日本THK、NSK，中国台湾上银、银泰，全球CR5约46%）；国内企业集中在中低端市场，市占率约25%（上银、银泰在国内市占率近50%）。
②竞争格局
海外垄断（GSA、Rollvis合计市占率52%），产品覆盖全规格，精度达C0级；国内企业（南京工艺、新剑传动）处于早期阶段，承载能力与尺寸覆盖范围不足，但恒立液压、贝斯特、五洲新春等上市公司已加大研发投入，国产替代有望加速。
（3）建议关注方向与代表性企业
建议关注方向：行星滚柱丝杠的核心难题是“量产与成本”——过去依赖航空航天等价格不敏感领域，人形机器人将推动其规模化；建议关注两类企业：①航空航天/军工出身的企业（技术积累深厚）；②微型行星滚柱丝杠企业（用于灵巧手，技术难度高，需求小众但壁垒高）。
代表性企业：深圳诺仕。公司可生产全球最小微型丝杠（丝杠1.5mm、螺母5.5mm），负载10kg、寿命超300万次，C5级精度量产，成本仅进口1/3；重载执行器推力8000N，适配机器人关节。依托专利实现高精度、高承载，成本与效率优势显著。量产方面，上海基地月产超10万套，获头部人形机器人、锂电厂商订单，2025年苏州二期投产后年产能200万套；产品进入特斯拉Optimus、优必选供应链，与上汽合作开发汽车EMB系统，多行业批量应用。
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