諧波減速器能否成為人形機器人風口上的豬？

一、結論

1、人形機器人關節(jié)的設計要求主要為結構緊湊、體積小、輕量化、能耗低，每家廠商減速器方案各不相同，現(xiàn)階段知名大廠以諧波減速器方案為主。由于諧波減速器承載能力存在局限性以及考慮降低綜合成本的需求，未來諧波+精密行星減速機的組合有望將被廣泛采用 。

2、目前國內(nèi)廠商如綠的諧波在減速比、額定扭矩、傳動效率、精度方面已接近或達到國際先進水平，但使用壽命方面與國際龍頭哈默納科產(chǎn)品仍有一定的差距。國內(nèi)諧波減速器廠商核心技術差距不大，但不同廠商的公司戰(zhàn)略定位存在差異。

3、諧波減速器行業(yè)短期內(nèi)供給過剩，內(nèi)卷情況加劇。主要原因有兩點：1）宏觀經(jīng)濟下滑，工業(yè)機器人需求增速放緩。（2）行業(yè)內(nèi)各大廠商均在積極擴產(chǎn)，供給增加。在行業(yè)供給量過剩的情況下，綠的諧波依舊積極擴產(chǎn)，是在為人形機器人的爆發(fā)做準備。

二、目前知名人形機器人廠商減速器方案以諧波為主

3月12日的文章中講到，整個人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈中受益最大的預期為2類公司：一類是做人形機器人成品的公司，如優(yōu)必選、特斯拉等，這需要看公司的產(chǎn)品設計能不能符合市場需求，能不能快速商業(yè)化落地搶占市場份額。另一類企業(yè)是核心零部件供應商，這類企業(yè)重點是看產(chǎn)能儲備與成本控制能力。根據(jù)第一代擎天柱方案設計且考慮量產(chǎn)規(guī)模效應后，長城證券分析了各組件遠期成本，其中諧波/行星減速器占比9%，這篇文章重點先分析減速器的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。

減速器的核心作用是減小轉速、增大扭矩、減小運動機的慣性，用于機器人上的減速器主要分為三種：精密行波減速器、諧波減速器、RV減速器。常用的性能參數(shù)包括傳動比、傳動效率、傳動精度等，這些指標名詞解釋和具體參數(shù)如下表所示：

總結而言，三種精密行星減速器按照不同性能指標排序如下：

（1） 按照傳動比（減速性能）排序，三種減速器由大到小分別為 RV 減速器〉諧波減速器〉精密行星減速器（單級）；

（2） 按照傳動精度，三種減速器由高到低排序為RV 減速器精密〉諧波減速器〉行星減速器；

（3） 按傳動效率，三種減速器由高到低排序為精密行星減速器〉RV 減速器〉諧波減速器。

因此諧波減速器通常用于機器人小臂、腕部、手部等部件；RV 減速器通常用于多關節(jié)機器人中機座、大臂、肩部等位置；精密行星減速器通常用于移動機器人。

人形機器人關節(jié)的設計要求主要為結構緊湊、體積小、輕量化、能耗低，每家廠商減速器方案各不相同，現(xiàn)階段知名大廠以諧波減速器方案為主。如特斯拉 Optimus減速器可能應用的方案為減速器+電機的傳統(tǒng)機械驅(qū)動模式：14個旋轉關節(jié)用諧波減速器；12個靈巧空心杯關節(jié)采用的是多級行星減速器；14個線性關節(jié)采用的是行星管柱絲杠。近期也有傳聞 Optimus的靈巧手預期也將會采用諧波減速器，雖然技術上確實可行，但此類產(chǎn)品預期短期只有哈默納科能夠提供且成本相對較高，此類方案能否真的被商業(yè)化仍需跟蹤。

由于諧波減速器承載能力存在局限性以及考慮降低綜合成本的需求，未來諧波+精密行星減速機的組合有望將被廣泛采用 ，因此諧波減速器的用量存在降低的可能性。目前，國內(nèi)部分人形機器人廠商如小米、智元、宇樹、達闥等已經(jīng)采用行星減速器方案。

三、哈默納科處于全球壟斷地位，國產(chǎn)產(chǎn)品與國際龍頭產(chǎn)品仍存在差距

根據(jù)科峰智能招股說明書數(shù)據(jù)，2021年全球諧波減速器市場份額占比分別為哈默納科82%、綠的諧波7%和其他11%，根據(jù)調(diào)研這個數(shù)據(jù)近期沒有大的變化，因此哈默納科在諧波減速器這一細分領域占據(jù)壟斷地位。

國內(nèi)諧波減速器市場，位于第一梯隊的廠商包括哈默納科與綠的諧波，第二梯隊廠商包括來福諧波、日本新寶、大族傳動、同川、德福機器人。2020-2022這三年數(shù)據(jù)顯示，哈默納科、綠的諧波、來福諧波這三家的市占率是在逐漸提升，2023年綠的諧波的市占率被哈默納科和來福等其他廠商搶占，截至23年這三家的市占率分別為40%、18%和10%，合計68%。

目前國內(nèi)廠商如綠的諧波在減速比、額定扭矩、傳動效率、精度方面已接近或達到國際先進水平，但使用壽命方面與國際龍頭產(chǎn)品仍有一定的差距。哈默納科的產(chǎn)品主要應用在精密焊接、半導體 和光伏行業(yè)，這三個領域的占比達到82%，而同類產(chǎn)品在工業(yè)機器人領域的占比僅為10%。它們較高的價格（比其他類似產(chǎn)品價格高出3到4倍）是因為這些行業(yè)的精度、穩(wěn)定性以及產(chǎn)品的壽命要求極高，同時哈默納科的產(chǎn)品在密封性等方面也做得較好，迎合了相關行業(yè)需求。而綠地諧波針對大部分行業(yè)的技術要求綠地諧波目前達不到，所以雖在國內(nèi)有一定市場，但在全球的市場份額只是很小的一部分。

哈默納科的技術原理在專利保護期過后可被公開獲取，國內(nèi)所有企業(yè)的技術路徑均來源于哈默納科，但哈默納科并不擔心國內(nèi)企業(yè)的模仿，原因在于它的核心材料與處理工藝是我們無法獲得的，如哈默納科使用的連續(xù)鑄造的球墨鑄鐵是日本特供鋼。另外，不同于一些國內(nèi)企業(yè)以最優(yōu)產(chǎn)品作為標準，哈默納科以最差的性能作為他們的標準，產(chǎn)品質(zhì)量控制更為嚴格。材料和處理工藝的差異，也使得哈默納科的售價雖然比綠的高出很多，但其毛利潤率低于綠的。

國內(nèi)諧波減速器廠商因為核心技術差距不大，不同廠商的公司戰(zhàn)略定位存在差異。從公司費用率可以看出，綠的諧波這家公司銷售比較薄弱，公司重心放在研發(fā)上，預期通過一直持續(xù)拓新來保持產(chǎn)品競爭力。而來福諧波目前的戰(zhàn)略重心是做銷售，一直在降價換量。23年來福諧波通過價格戰(zhàn)的方式搶占市場份額，綠的諧波雖被迫參與價格戰(zhàn)，但定價會有底線，這使得來福諧波的市占率得到提升，已經(jīng)有兩家非常頭部機器人企業(yè)在用來福的產(chǎn)品。疊加哈默納科的主動打壓，綠的諧波下游頭部機器人大廠的進度相對緩慢，因此今年綠的諧波國內(nèi)市場份額存在繼續(xù)降低的可能性，具體數(shù)據(jù)仍需跟蹤。

四、供給過剩的背景下大規(guī)模擴產(chǎn)，是否在等人形機器人這一風口？

諧波減速器行業(yè)短期內(nèi)供給過剩，內(nèi)卷情況加劇。主要原因有兩點：

（1）宏觀經(jīng)濟下滑，工業(yè)機器人需求增速放緩。諧波減速器下游主要應用于工業(yè)機器人和服務機器人，工業(yè)機器人的周期性更強些。綠的諧波工業(yè)機器人領域占比為80%，且大部分為中低端的協(xié)作機器人和多關節(jié)機器人，哈默納科的工業(yè)機器人占比約為50%，因此綠的諧波受到行業(yè)周期性的影響會更大些。

（2）行業(yè)內(nèi)各大廠商均在積極擴產(chǎn)，供給增加。目前知名人形機器人大廠減速器方案以諧波為主，行業(yè)內(nèi)不少企業(yè)紛紛加入諧波減速器這一細分行業(yè)，近一年時間已經(jīng)有40多家公司布局諧波減速器項目。但需要指出的是，目前真把產(chǎn)能擴出來的只有綠的諧波，國內(nèi)其他廠商的擴產(chǎn)計劃更多是技術準備，以及考慮上市做量。

在行業(yè)供給量過剩的情況下，綠的諧波依舊積極擴產(chǎn)，是在為人形機器人的爆發(fā)做準備。根據(jù)22年財報，綠的諧波全年銷量為25.7 萬件，22年Q4和23年Q1產(chǎn)能是50萬件，產(chǎn)能利用率只有一半。即便如此，公司依舊在積極擴產(chǎn)，目前具備一個季度擴產(chǎn)能10萬-20萬件的能力，如果定增募投項目達產(chǎn)后產(chǎn)能預計為159萬件，與哈默納科的產(chǎn)量差距逐漸縮小。綠的諧波如此快速擴產(chǎn)主要是為人形機器人需求的爆發(fā)做準備，假設全球人形機器人銷量能達到100萬臺，每臺機器人的諧波減速器需求為14個，則諧波減速器的需求量可達到1400萬臺。這樣來看，目前全球諧波減速器產(chǎn)能規(guī)劃還不足，但這是一種非常簡單的估算方式，需要持續(xù)跟蹤知名大廠人形機器人商業(yè)化進展以及減速器方案迭代情況。

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