减速器分类、市场规模及格局分析

精密减速器迎来人形机器人新需求增量。

1. 精密减速器在中高端装备上均有应用

减速器是连接动力源和执行结构的中间结构。减速器是由多个齿轮组成的常用 传动零部件，其通过不同大小齿轮的啮合传递动力，从而降低驱动设备的转速并提供 更高的扭矩输出和承载能力。 精密减速器主要分为谐波减速器、RV 减速器和精密行星减速器。精密减速器具 备体积小、重量轻、精度高、稳定性强等特点，能够对机械传动实现精准控制，主要 用于机器人、新能源设备、高端机床、电子设备、印刷机械等高端制造领域。一般传 动减速器可以分为通用减速器和专用减速器：通用减速器通常以中小型为主，可广泛 应用于各个行业，包括蜗轮蜗杆减速器、圆柱齿轮减速器等；专用减速器通常以大型、 特大型为主，多为非标、行业专用产品，包括船用齿轮箱、冶金齿轮箱、风力发电齿 轮箱、工程机械齿轮箱等。

减速器主要应用于机器人和半导体设备，近年新能源汽车下游快速发展。根据 哈默纳科下游需求拆分，减速器主要应用下游为机器人、半导体设备、航空装备等领 域，2023 年占收入比重分别为 49.5%、17.5%和 9.6%，加和超过 75%。近年新能 源行业需求快速扩张，车载下游收入占比从 2021 年 4%提升 8%左右，后续减速器 需要新的领域拉动。

谐波减速器具有单机传动比大、体积小、质量小、运动精度高等特点。谐波减速 器工作时，通常采用波发生器、刚轮固定、柔轮输出形式，由电机带动波发生器转动， 柔轮作为从动轮，输出转动，带动负载运动。与一般减速器比较，在输出力矩相同时， 谐波减速器的体积可减少 2/3，重量可减轻 1/2，因此在对体积小、精度要求高的旋 转关节上应用更多。

RV 减速器有更高的刚性和扭矩承载能力，进而具有负载大、疲劳强度稳定、传 动比范围大的特点。RV 减速器的传动精度相对来说没有那么高，但是其容许力矩负 载可达 8000N·m，重量重、外形尺寸较大的特性，使其多成为负载部位常用的减速 器。谐波减速器的负载轻，容许力矩负载在 1500N·m 以内，因此限制了其向重负载 部位拓展的可能。

精密行星减速器有高传动效率、高传动精度、高寿命等特性。保持高精度的稳定 使用寿命达到 2 万小时，寿命为谐波减速器的 3 倍左右，且产品一致性较高。国产高 端精密行星减速器的传动精度、传动效率、噪音等关键指标已达到国际先进水平，在 部分领域实现了进口替代，但在维持高精度的使用寿命、生产高精度行星减速器产品 的一致性等方面，与国际领先水平仍有一定差距。我国的行星减速器行业正在向高精 度、轻量化、高功率密度、模块化、集成化、智能化方向发展。

精密减速器一般在精密器械中均有应用。精密减速器可以作为旋转关节发挥传 动作用，因此在工业机器人、高端数控机床、半导体设备、医疗器械、航空航天等领 域均有较多的应用。

减速器市场规模增速较快，但体量稍小，属于利基市场。无论是谐波减速器、RV 减速器、精密行星减速器，当前全球市场规模均在 20 亿美元以下，近年中国市场规 模也分别在 25 亿、43 亿、36 亿元人民币左右，呈现出小而精赛道的特征。 中国市场均占全球市场一半左右。近年谐波减速器、RV 减速器、精密行星减速 器的中国市场分别占全球市场的 57%、42%、42%左右，谐波减速器、精密行星减速器 的市场份额更高主要得益于中国的工业机器人产业近年发展更快所致。

减速器最大下游为工业机器人。根据绿的谐波、哈默纳科的财务数据可知，其至 少有 50%及以上的产品需求下游集中在工业机器人领域。工业机器人尺寸相较于工业 设备而言较小，因此机器人的旋转关节及负载部位均需要精密减速器。

工业机器人增速整体趋于平稳，2021-2022 年较大上行周期后，增量对减速器需 求的拉动有限。近年国内相对较成熟的工业机器人已经度过快速成长期，逐步具有周 期性。上一轮周期增速顶点为 2021 年，国内工业机器人产量达到 36.6 万台，同比增速高达 44.9%；当前 2024 年前 4 个月工业机器人产量达到 17.1 万台，增速高达 9.9%。 当前处于小型上行期，后续增长峰值或低于前波峰。GGII 数据显示，2023 年汽车整 车及零部件、3C 电子、锂电、光伏行业机器人销量占比分别为 32.17%、18.79%、9.36%、 8.40%，以上领域合计占据近 70%工业机器人下游的应用份额。

近年新兴产业对工业机器人拉动明显，带动减速器出货量。根据高工研究院， 2022 年对工业机器人出货量带动最明显的行业是光伏、汽车电子、半导体，同比分 别为 90%、18%、16%左右。当前光伏、电动汽车下游需求度过快速增长期，增速放缓， 对工业机器人出货拉动有限；同时全球半导体拐点已现，但上行周期开启的时间和幅 度上暂不确定。综合来看，工业机器人出货量短期或难出现大的产业趋势带动，呈现 稳步增长的态势。

后续存量替换对减速器需求拉动或将明显。综合来看，工业机器人的替换需求在 2015 年达到 8.9 万台，2022 年为 11.85 万台，存量替换需求占总需求的比重从 37.96% 降至 10.78%的历史较低水平。主要系 2021-2022 年工业机器人出货量受下游新兴产 业拉动快速增长，增量需求增长明显，存量替换未明显增长。后续两年，前期新增的 机器人刚好到了减速器更换周期节点，工业机器人减速器的存量替换或可能成为新 的助力。

2. 壁垒较高的利基赛道，国产替代快速推进

2.1 格局：壁垒较高，海外龙头占主要市场份额

（1）谐波减速器。谐波减速器呈现寡头垄断的格局，整体上全球比国内份额更集中。根据科峰智 能招股书显示，日本哈默纳科是谐波减速器全球和国内的最大供应商，份额占比分别 达到 80%和 35%左右。整体而言，国内和全球都呈现高度集中的状态，但国内谐波减 速器市场目前处于垄断被打断的状态。

高度集中的原因是谐波减速器加工技术壁垒较高，柔轮材料及加工是最难的环 节。柔轮是谐波减速器核心部件，其外齿与钢轮内齿不断进行啮入、啮合、啮出和脱 开的往复循环。 柔轮为一个圆柱形杯状结构，其开口端为柔性但封闭端为刚性。即其“杯子”朝 里的一面薄，接触椭圆形的波发生器；朝外的底面厚实坚硬，接触外部刚轮。筒部（接 触波发生器）受到周期性弹性变形易发生疲劳断裂，齿部（接触刚轮）受到周期性摩 擦磨损易降低传动精度和传动效率，因此柔轮采用柔韧而抗扭合金钢材料，柔轮的疲 劳断裂也是减速器失效的最主要形式，占比超 60%。

柔轮需要特殊材料 40Cr 合金钢，主要靠进口。柔轮整体高性能要求决定了其需 要耐磨、耐腐蚀，同时还有一定柔韧性，可加工为强度高的材料，40CrMoNiA 为最适 合柔轮的材料，但目前纯度高、性能稳定的 40CrMoNiA 需要进口。 工艺方面，相比刚轮，柔轮的加工最大的难点有两个。第一个是柔轮精加工时的 壁很薄，为了防止变形和抖动，需要有专门的治具把内壁撑起来；第二个是滚齿窜刀 问题，需要决定控制窜刀量的多少才能保证后续柔性轴承压入后刚好把齿撑起来。

（2）行星减速器。精密行星减速器供给格局相对更分散，全球 CR3 接近 40%左右。全球主要是日本 新宝、纽卡特等国外巨头，国内科峰智能的市场份额仍较低，约 5%左右；国内三大 龙头日本新宝、科峰智能、纽氏达特份额可以占到 45%左右。 整体而言，精密行星减速器的全球份额比国内更加分散，海外市场发展较早技术 相对更成熟。

精密行星减速器的对生产过程的工艺及核心技术掌握、设备的 know how 及产品 设计研发能力要求较高。龙头公司往往具备两方面优势并保证其市场地位：一是设计 能力壁垒，包括模块化、结构、强度、精度等方面的设计能力；二是工艺技术能力壁 垒，新进入者的专职工艺技术人员经验不足、人员欠缺。 设计及工艺壁垒体现在结果上，是海外企业的行星减速器产品在传动精度、保持 高精度的使用寿命、产品一致性等方面具备领先优势。国际领先的单级精密行星减速 器的精度可在 1′以内，保持高精度的稳定使用寿命达到 2 万小时，且产品一致性较 高。

（3）RV 减速器。国内 RV 减速器相对集中，两大龙头占据超过一半市场份额。2023 年全球巨头为 纳博特斯克、双环传动市场份额合计超过 60%，CR3 达到 70%左右，整体集中度较高。 国产 RV 减速器已实现初步的国产替代，国内前五名的供应商中，除纳博特斯克， 双环传动、飞马、智通、六环均为国产供应商。

RV 减速器有更高的技术和投资门槛，我国 RV 减速器产业化仍处于技术追赶阶 段。零部件加工工艺积累薄弱、国产轴承稳定性较差，原材料纯度低且热处理水平欠 缺是造成国产 RV 减速器市占率较低的核心原因。（1）齿轮热处理：合适的热处理工 序和加工工艺，需要保证齿面的硬度，齿轮的屈服抗拉强度、韧性、足够的精度，国 内工艺仍需提升；（2）零部件：高精度轴承、密封圈、滚针等零部件多需要外购，其 中轴承是影响产品精度且需要进口的重要零部件之一；（3）加工设备；（4）装配等； 海外龙头厂商在零部件、设备、工艺等多个环节都有较强的经验积累，共同构成 RV 减速器整体较高的技术壁垒。

2.2 发展：利基赛道，上行贝塔引发新一轮竞争洗牌

国产减速器品牌快速渗透，未来仍有较大发展空间。根据高工产业研究院，国产 减速器品牌的渗透率从 2013 年的 25%左右提升至 2024 年的 40%左右，2023 年国产品 牌的市场占比首次突破 50%，达到 52.45%，后续国产精密加速器。

国产替代快速进行叠加行业景气度上行，中国企业开启新一轮竞争，重新洗牌 后国产品牌或占据重要地位。根据同口径数据整理，2021-2023 年谐波减速器全球龙 头哈默纳科份额从36%降至30%，同时国内龙头绿的谐波份额也从25%逐步开始下降。 与此同时，二线公司如来福谐波的份额快速提升。

精密减速器供需格局类似于利基市场，利基市场的基本特质: （1）规模：行业整体市场规模不大，如谐波减速器全球规模整体不超过 100 亿元人 民币； （2）供给情况：综合壁垒不低，往往在技术、资金、渠道、品牌等某个维度具有较高的壁垒； （3）产业链情况：更多出现在 B2B 的产业链某细分环节，如汽车零部件等； 从发展趋势上看，利基市场主要分为三个发展阶段： 第一阶段：简单利基市场，国产份额尚小；下游主导大企业与本土零部件企业建 立普通合作关系，整个利基市场仍由海外龙头主导； 第二阶段：多元利基市场，国产份额开始提升；下游主导大企业与本土零部件企 业合作关系逐步深化，零部件对 C 端大企业提供定制化服务。国产零部件厂商完成 技术或认证的首次突破，市场格局会在短期内出现变动，可能伴随竞争加剧的情形； 第三阶段：复杂利基市场，国产占据主要市场份额；下游主导大企业与本土零部 件企业共同合作研发新技术产品，整个利基市场仍由海外龙头主导。 当前国内精密减速器处于第一阶段到第二阶段转变的过程。这个过程中，国产 减速器龙头会与全球主导企业（如特斯拉）建立优先合作，打破此前全球供应生态圈。 随后新一轮洗牌结束，供应格局再次稳定，国内龙头与 C 端龙头建立深度绑定合作， 协同研发，该种环境下，利基市场龙头与客户的粘性也会越来越深。

利基市场的有利终局状态如何？国产减速器企业该如何对标？ 稳态情况下，根据部分样例比较，比较稳定的格局多会呈现为第一份额的龙头市 占率在 25%-30%之间。

稳定状态下，国内谐波减速器、行星减速器、RV 减速器的利基市场龙头的全球 份额往往可以达到 25%及以上，国内相关减速器龙头的份额提升空间仍很大。假设中 国龙头企业后续成为行业的全球龙头，则全球份额则可能更高（可能接近 20%-30%）。 整体而言，国产龙头有望借助人形机器人的产业发展实现突围，成为全球精密减速 器市场的主要供应商。