最近,摩根士丹利發佈了《The Humanoid 100: Mapping the Humanoid Robot Value Chain》(人形機器人100:繪製人形機器人價值鏈圖譜)。
這個報告資訊量極大,堪稱當下市面上最詳細的全球人形機器人市場報告。
大摩將人形機器人產業鏈分為三大核心環節,分別為“大腦”、“身體”和“整合商”。
其中,“大腦”由AI晶片與軟體組成,是機器人的智能核心,涉及人形機器人“大腦”的公司22家。
人形機器人的“身體”公司64家。“身體”主要由感測器、執行器、電線和連接器網路以及鋰離子電池組成,外部通常由鋁合金和塑料混合製成,以最大限度地減輕重量。
“整合商”則有22家,主要包括汽車製造商、消費電子公司、電商和網際網路公司以及傳統機器人製造商,像蘋果、阿里巴巴和美的(庫卡)等。
以下是全球人形機器人100強的完整名單:
根據大摩報告,人形機器人“大腦”的公司主要分別為7類:基礎模型、資料科學與分析、模擬與視覺軟體、視覺與計算半導體、記憶體、半導體設計商和半導體製造。
第一、基礎模型
模型公司可以實現對機器人自主控制。
通過對大量真實和模擬的機器人資料進行廣泛訓練,這些模型使人形機器人能夠理解自然語言、學習和模仿人類動作,並感知其動態環境。
基礎模型公司包括:Alphabet(Google)、百度(BIDU)、Meta(META)、微軟(MSFT)、輝達(NVIDIA)。
第二、資料科學與分析
這些軟體能夠獲取並分析大量的感測器資料。
資料科學與分析公司包括:甲骨文(ORCL)、帕蘭提爾(PLTR)。
第三、模擬與視覺軟體
模擬對於訓練機器人模型至關重要,它使機器人能夠在部署前瞭解其環境和應用場景,用於訓練的模擬模型和數字孿生技術。
模擬與視覺軟公司包括:Alphabet(Google)、達索系統(DSY -FR)、海克斯康(HEXA.B-SE)、Meta、輝達(NVIDIA)、西門子(SIE - DE)。
第四、視覺與計算半導體
半導體是機器人“大腦”的核心,使機器人能夠從環境中學習、感知/或與之互動。
其中,以視覺為核心的半導體位於邊緣裝置,使機器人能夠可視化其環境。而以計算為重點的半導體要麼位於邊緣裝置用於即時人工智慧處理,要麼位於資料中心用於訓練基礎模型或建構模擬。
視覺與計算半導體公司包括:安霸(AMBA)、地平線機器人(9660 - HK)、英特爾(INTC)、Mobileye(MBLY)、輝達(NVIDIA)、高通(QCOM)。
第五、記憶體
所有計算都需要記憶體(動態隨機存取儲存器、快閃記憶體等),隨著人工智慧的應用,記憶體在機器人領域的重要性也將提升。
記憶體公司包括:美光(MU)、SK 海力士(000660-KR)、三星電子(005930 - KR)。
第六、半導體設計商
晶片設計公司可能從人形機器人的晶片開發浪潮中受益。
半導體設計商公司包括:安謀國際科技(Arm Holdings,ARM)、楷登電子(Cadence Design Systems,CDNS)、新思科技(Synopsys,SNPS)。
第七、半導體製造
這些公司是晶片的製造商。
半導體製造公司包括:英特爾(INTC)、三星電子(005930 - KR)、台積電(TSM)。
“身體”環節的公司提供實現人形機器人運動、電力分配、感測或結構所需的部件,其中包括以下領域:執行器部件、
一、執行器部件
執行器是將電能轉換為運動(線性或旋轉)的機械裝置。
所需的自由度越高,需要的執行器就越多。目前正在開發的人形機器人通常具有16到60個自由度。
例如,特斯拉機器人Optimus Gen2所用的50個自由度,就需要28個執行器驅動(14個線性執行器,14個旋轉執行器)。最新Optimus的手部(可能用於Gen3)具有22個自由度,而人類手部有27個自由度。
隨著時間的推移,未來的人形機器人可能會有越來越高的自由度。
人形機器人公司從全球供應商網路採購各種部件,並為特定機器人設計自己的專有執行器。這與汽車的產業分工很像,汽車公司設計汽車架構,但製造外包給供應商。
主要有以下部件:
1)軸承:軸承是減少運動系統摩擦並保持旋轉精度的關鍵。人形機器人使用多種類型的軸承,包括滾珠軸承、滾子軸承和滾針軸承。
軸承公司包括:NSK(6471 - JP)、RBC軸承(RBC)、Regal Rexnord(RRX)、舍弗勒(Schaeffler,SHA0 - DE)、鐵姆肯(Timken,TKR)。
2)螺絲:螺絲是將電機的旋轉運動轉換為線性運動的部件,因此是線性執行器的關鍵組成部分。
目前,人形機器人同時使用滾珠絲槓和行星滾柱絲槓,但這在很大程度上是由於行星滾柱絲槓的供應有限和成本較高。隨著時間的推移,行星滾柱絲槓的應用佔比會進一步提升。
螺絲公司包括:恆立(601100 - CN)、上銀科技(Hiwin,2049 - TW)、NSK(6471 - JP)、斯凱孚(SKF,SKF.b - SE)、上海貝鐵(603009 - CN)、THK(6481 - JP)。
3)齒輪與減速器:減速器,顧名思義,通過各種齒輪降低電機速度,以提高扭矩輸出和精度。
它們是旋轉執行器的關鍵部件。目前的人形機器人設計使用諧波減速器或行星減速器。
齒輪與減速器公司包括:諧波傳動系統(Harmonic Drive System,6324 - JP)、上銀科技(Hiwin,2049 - TW)、和大工業(Hota,1536 - TW)、LeaderDrive(688017 - CN)、納博特斯克(Nabtesco,6268 - JP)、Regal Rexnord(RRX)、雙環傳動(002472 - CN)、鐵姆肯(TKR)、中大立德(002896 - CN)。
4)電機與稀土磁體:電動機將電能轉換為機械能,用於所有電動執行器。大多數電機使用稀土磁體,通過與通電線圈相互排斥產生旋轉效果。
人形機器人通常使用無框扭矩電機(技術門檻較低)或無芯電機(技術門檻較高)。
電機公司包括:埃斯頓(Estun,002747-CN)、雷賽智能(Leadshine,002979CN)、鳴志電器(Moons' Electric,603728-CN)、日本電產(Nidec,6594-JP)、Regal Rexnord(RRX)、森薩塔(Sensata,ST)、深圳匯川技術(Shenzhen Inovance,300124-CN)、兆威機電(Zhaowei,003021-CN)、中大立德(002896-CN)。
稀土磁體公司包括:金力永磁(JL Mag,6680-HK)、萊納斯稀土(Lynas Rare Earths,LYC-AU)、MP Materials(MP-US)、北方稀土(600111 - CN)。
5)編碼器:編碼器是安裝在電機上並監測其速度和輸出的感測裝置,它向控制變數(如位置、速度和扭矩)傳送回訊號。
編碼器公司包括:日本電產(Nidec,6594-JP)、諾凡特(Novanta,NOVT)、森薩塔(Sensata,ST)。
二、感測器
人形機器人配備了多種感測器,使其能夠感知環境並收集必要的資料。主要分為以下4類:
1)攝影機與視覺感測器:捕獲完整圖像(攝影機)或光屬性,以實現人形機器人的感知。
攝影機與視覺感測器公司包括:亞德諾半導體(Analog Devices,ADI)、海克斯康(HEXA.B-SE)、英特爾(INTC)、基恩士(Keyence,6861- JP)、安森美半導體(Onsemi,ON)、速騰聚創(Robosense,2498- HK)、索尼集團(Sony Group,SONY)、泰科電子(TE Connectivity,TEL)、Teledyne Technologies(TDY)、韋爾股份(Will Semiconductor,603501-CN)。
2)雷達與激光雷達:通過無線電波(雷達)或雷射(激光雷達)實現深度感知,以檢測物體並測量距離。
雷達與激光雷達包括:安波福(Aptiv,APTV)、英特爾(INTC)、麥格納(Magna,MGA)、速騰聚創(Robosense,2498-HK)、Teledyne Technologies(TDY)、法雷奧(Valeo,FR-FR)。
3)磁感測器:檢測磁場的存在。通常用於人形機器人的手部,使機器人能夠感知是否觸摸到物體。
磁感測器公司包括:亞德諾微系統(Allegro Microsystems,ALGM)、邁來芯(Melexis,MELE-BE)。
4)力與扭矩感測器:力感測器使人形機器人能夠檢測和測量重量與壓力。扭矩感測器使人形機器人能夠評估施加到其執行器上的扭矩。
力與扭矩感測器公司包括:柯力感測(Keli Sensing,603662-CN)、諾凡特(Novanta,NOVT)、森薩塔(Sensata,ST)、泰科電子(TE Connectivity,TEL)。
三、電池
人形機器人通常使用由圓柱形鋰離子電池組成的電池組,安裝在機器人的軀幹內。
電池公司包括:寧德時代(CATL,300750-CN)、億緯鋰能(EVE Energy,300014-CN)、LG新能源(LG Energy Solution,373220- KR)、三星SDI(096770-KR)。
四、模擬半導體
與感測器協同工作,幫助調節溫度、速度、位置、電力分配等。許多感測器在技術上屬於模擬半導體的一種。
模擬半導體公司包括:亞德諾微系統(Allegro Microsystems,ALGM)、英飛凌(Infineon,IFX-DE)、邁來芯(Melexis,MELE-BE)、恩智浦(NXP,NXPI)、安森美半導體(Onsemi,ON)、瑞薩電子(Renesas,6723-JP)、意法半導體(ST Micro,STM)、德州儀器(Texas Instruments,TXN)、韋爾股份(Will Semiconductor,603501-CN)。
五、機身、布線、散熱
這些公司負責機器人的結構以及電力分配和冷卻方式。
機身、布線、散熱公司包括:安費諾(Amphenol,APH)、安波福(Aptiv,APTV)、麥格納(Magna,MGA)、泰科電子(TE Connectivity,TEL)、旭升集團(Xusheng,603305-CN)、三花智控(002050-CN)、拓普集團(601689CN)。
六、多元化自動化公司
這些公司提供廣泛的自動化/機器人相關解決方案,鑑於其規模和專業知識,如果有足夠的需求,它們有潛力提供大部分必要部件。
多元化自動化公司包括:鴻海精密/富士康(Hon Hai Precision/Foxconn,2317-TW)、霍尼韋爾(Honeywell,HON)、羅克韋爾自動化(Rockwell Automation,ROK)、西門子(SIE-DE)。
整合商是開發完整人形機器人的企業,以車企和科技巨頭為主。大摩將整合商分類如下:
第一、汽車行業
由於工程技術的積累以及內部效率最佳化等需求,目前已經有多家汽車公司正在開發人形機器人。
這些汽車公司包括:比亞迪(BYD,002594-CN)、廣汽集團(GAC Group,2238-HK)、現代/波士頓動力(Hyundai/Boston Dynamics,005380-KR)、特斯拉(Tesla,TSLA)、豐田(Toyota,7203-JP)、小鵬汽車(XPENG,XPEV)。
第二、消費電子行業
與汽車公司類似,這些公司可能(或可能會)製造機器人,因為它們在大規模製造方面具有專業知識,並且能夠利用內部人才為機器人開發電子架構。
其中,許多公司可能將人形機器人視為家用電子產品的延伸,並將其作為另一種滲透家庭市場的方式。
消費電子公司包括:蘋果(Apple,AAPL)、鴻海精密/富士康(Hon Hai Precision/Foxconn,2317TW)、LG電子(LG Electronics,066570.HK)、三星電子(Samsung Electronics,005930-KR)、索尼集團(Sony Group,SONY)、小米(Xiaomi,1810-HK)。
第三、網際網路行業
網際網路公司可能會從人形機器人設計與它們現有技術專長的重疊中受益,並且隨著時間的推移,它們也可能有內部使用場景以降低成本。
網際網路公司包括:阿里巴巴(Alibaba,BABA)、亞馬遜(Amazon,AMZN)、Naver(035420KR)、騰訊(Tencent,700-HK)。
第四、傳統機器人公司
這些公司大部分已經是存在數十年的傳統協作機器人製造商,即便現在還沒進入人形機器人領域,它們也有潛力最終開發人形機器人。
傳統機器人公司包括:ABB(ABBN-CH)、美的/庫卡(Midea/KUKA,000333-CN)、泰瑞達(Teradyne,TER)。
第五、類人形機器人專業公司
這些是新興的人形機器人開發者,它們最接近專注於人形機器人業務的公司。
類人形機器人專業公司包括:彩虹機器人(Rainbow Robotics,277810-KR)、優必選(UBTech,9880-HK)。 (烏鴉智能說)