2023年绿的谐波研究报告：国产替代加速，机电一体化与海外布局打开成长空间

1.国内谐波减速器龙头，业绩高速增长

1.1.专精谐波减速器，纵向拓展一体化

国内谐波减速器龙头，2021 年市占率达 24.7%。经过 20 余年的发展，公司发展成为专 业从事精密传动装置研发、设计、生产和销售的高新技术企业，产品包括谐波减速器及精 密零部件、机电一体化产品、智能自动化装备等。其产品广泛应用于工业机器人、服务机 器人、数控机床、医疗器械、半导体生产设备、新能源装备等高端制造领域。公司在国内 率先实现了谐波减速器的工业化生产和规模化应用，打破了国际品牌在国内机器人谐波减 速器领域的垄断，成为国内谐波减速器第一大龙头。2021 年公司在国内谐波减速器领域市 占率达 24.7%。2022 年公司实现营业收入 4.46 亿元，归母净利润 1.55 亿元，其中“谐波减 速器及金属部件产品”收入占比为 93.43%，“机电一体化产品”收入占比为 5.76%，智能自 动化设备加其他业务收入占比为 0.81%。

公司依托精密机械加工业务逐步转型谐波减速器，发展经历三个阶段： 阶段一：团队搭建与公司创立。2003年，公司目前的实控人左昱昱先生在恒加金属原有 的金属来料加工业务的基础上建立团队，自主研发工业机器人领域谐波传动技术。2009 年， 制造出第一台谐波减速器原型机。2011 年，首台减速器样机送检，同年创办绿的谐波。 阶段二：产品推出与技术积累。2013年，公司谐波减速器开始上市销售。同年，经过检 测验证后，国内知名机器人生产厂商埃夫特开始批量采购公司谐波减速器。2014 年，公司 主持编制的 GB/T 30819-2014《机器人用谐波齿轮减速器》国家标准发布并实施。 阶段三：业务成长与产能扩建。2014 年 11 月至 2015 年 8 月，公司与境外知名客户 Universal Robots 经过初步接触、样品测试、实地考察、小规模采购后，建立了初步合作 关系；2016 年 11 月，公司与其签订框架协议，开始实现向国际主流机器人厂商批量出口供 货；2018 年，公司完成 10 万台产销目标，年产 50 万台生产基地开始动工；同年，为适应 谐波减速器未来市场需求，公司推出融合谐波减速器、电机、传感器的机电一体化模组产 品；2020 年公司于科创板上市。

1.2.管理团队技术深厚，股权激励完善

股权较为集中，子公司业务分工明确。公司控股股东、实际控制人为左昱昱、左晶先生， 二人系兄弟关系，分别持有公司 20.38%股份，合计持股 40.76%。左昱昱先生担任公司董事 长、左晶先生担任公司副董事长，直接参与公司经营。各子公司职能如下：①恒加金属： 主要负责精密零部件生产与销售；②麻雀智能：主要负责智能化自动控制系统、智能元器 件业务；③开璇智能：主要从事电机、驱动器、控制器、自动化控制设备、机电一体化业 务；④钧微动力：主要从事液压动力机械及元件业务；⑤国泰智达：主要从事特种设备业 务；⑥上海赛威德：主要从事智能机器人业务。

深耕技术研发，核心技术人员身居要职，管理团队背景强大。公司实控人之一左昱昱先 生深耕精密制造领域，带领团队自主研发精密谐波减速器。目前，在谐波减速器的基础上， 左昱昱带领团队继续开展机电一体化产品的开发和应用。此外，公司董事、副总经理李谦 先生也是核心技术人员，李谦 2003 年加入恒加金属担任技术部经理，与左昱昱共同带领研 发团队进行理论技术研究，2011 年绿的谐波成立后，李谦主要负责谐波减速器的生产工作。 作为项目负责人，李谦先生参与了多项省级以上科研攻关项目，是 GB/T30819-2014《机器 人用谐波齿轮减速器》、GB/T34884-2017《工业机器人谐波减速器柔性轴承》、GB/T35089- 2018《机器人用精密齿轮传动装置试验方法》三项国家标准的主要起草人。

股权激励完善，激发团队活力。公司于2021年10月发布2021年限制性股票激励计划， 计划授予限制性股票数量 25.00 万股，占公告时公司总股本的 0.21%。其中，首次授予 22.50 万股，预留 2.50 万股，授予价格 60 元/股。后因 2021 年度权益分派实施，公司将授 予价格调整至 42.39 元/股，授予数量调整至 35.00 万股。其中，首次授予总量调整为 31.50 万股；预留授予总量调整为 3.50 万股，实际授予 1.26 万股，剩余不再生效。业绩考核目标 系以 2018-2020 年平均净利润为基数，2021-2023 年的最近三年平均净利润增长率分别不低 于 30%、40%、50%。2021 年度公司归母净利润为 1.89 亿元，2019-2021 三年平均净利润增 长率为 60.28%，完成第一个归属期归属条件。

1.3.受益于机器人下游放量，业绩高速增长

业绩快速增长，利润端增速快于收入端。2017-2022 年，公司收入由 1.76 亿元提升至 4.46 亿元，CAGR 为 20.47%。收入规模持续扩张，主要系两方面原因。①产品技术逐步完善： 公司在国内率先实现了谐波减速器的规模化生产，并持续改进工艺、提高产量，进口替代 逐渐加速，公司市占率逐步提升。②国内机器换人趋势加强：制造业对自动化生产设备需 求旺盛，快速提升了公司产品销量。2017-2022 年，归母净利润由 0.49 亿提升至 1.55 亿元， CAGR 为 26.16%，利润端增速快于收入端，主要系公司产能提升带来规模效应和运营效率提 升所致。2022 年公司实现收入 4.46 亿元，同比增长 0.54%；归母净利润 1.55 亿元，同比 减少 17.91%，主要系 2022 年受宏观环境、通货膨胀、出口受阻等因素影响，我国 3C 电子 产品、半导体行业等市场需求较为低迷，行业固定资产投资放缓，使得公司下游工业机器 人等产品需求承压，导致公司业务增速有所放缓。 收入受下游景气度影响较大。2019 年，公司营收同比下滑 15.32%，主要原因有两点： ①下游需求紧缩：受实体经济增速放缓的影响，2018 年 4 季度开始工业机器人下游占比较 大的应用领域如汽车、3C 等景气度下滑，机器人行业整体产量减少，对谐波减速器需求紧 缩，公司谐波减速器出货量亦有所下滑。②产品售价降低：随着生产规模提升、工艺改进 及成本管理加强，公司谐波减速器产品平均成本下降。其次，小型谐波减速器单价较低， 公司小型谐波减速器比重上升拉低平均产品售价。

谐波减速器及金属部件营收占比超 90%，机电一体化产品发展迅速。2017-2022 年，公 司谐波减速器及金属部件营业收入占总收入比重一直位于 90%以上。2018 年以来，公司推出 机电一体化产品，营业收入实现快速扩张，从 2018 年的 0.01 亿元提升至 2022 年的 0.26 亿 元，业务占比提升至 2022 年的 5.76%。

下游应用：2022 年机器人行业收入占比提升至 80%以上。2020 年，公司机器人/机械装 备/数控机床/医疗器械/其他行业收入占比分别为 70.98%/21.62%/3.29%/1.95%/2.16%， 2022 年收入占比变化为 80.97%/9.45%/5.95%/2.83%/0.80%。可以看出，下游应用中机器人 行业收入占比提升，主要系机器人销量快速增长，行业增速快于其他行业所致。 销售区域：近 5 年中国境内销售额占比 80%左右。2017-2022 年，公司境内销售占比维 持在 80%左右，2019 年境内销售占比降低至 68.04%，主要系两方面影响所致：①2019 年国 内工业机器人下游市场不景气，出货量减少，公司境内谐波减速器销售额较大幅度下降； ②2019 年公司海外大客户 Universal Robots 销售额大幅度提升，使得公司境外销售额有较 大幅度的提升。

毛利率维持较高水平，净利率持续提升。2017-2022 年公司销售毛利率维持在 47%-53% 的较高水平。2020 年公司毛利率下滑，系公司业务扩张及产能提升，成本上涨所致。在原 材料涨价背景下，2021 年公司销售毛利率仍提升至 52.52%，同比提升 5.34pct。2022 年受 需求低迷以及行业竞争加剧影响，公司销售毛利率回落至 48.69%。2017-2022 年，公司销售 净利率由 27.15%提升至 35.09%，增幅明显，系公司规模效应提升，加强内控，费用率降低 所致。 谐波减速器毛利率较高，一体化产品毛利率逐步提升。2022年谐波减速器及金属部件毛 利率为 48.78%，同比减少 4.40pct；机电一体产品毛利率 42.37%，同比提升 4.86pct；谐波 减速器毛利率主要受行业竞争影响。而机电一体化产品近年来盈利能力逐步提升，主要系 一体化业务正处于扩张期，其产品结构逐步优化、品种逐步健全，从而实现利润率的稳步 提升。

分下游市场来看，公司机器人毛利率适中，医疗器械毛利率较高，机械装备毛利率较低。 2022 年，机器人 / 机械装备 / 数控机床 / 医疗器械毛利率分别为 48.82%/33.12%/58.03%/67.34%。医疗器械行业下游毛利率较高，主要系该行业所使用谐波 减速器等零部件精度及安全性等要求较高，在市场上的竞争者较少，产品附加值较高所致； 机械装备下游毛利率较低，主要系该行业所使用谐波减速器等零部件对精度要求较低，竞 争者较多，产品附加值较低所致。

分区域来看，公司境内销售毛利率较高，境外销售毛利率较低。2020-2022 年，公司境 内销售毛利率相较于境外高 3-4 个 pct，主要系公司销往境外的小型谐波减速器占比高于境 内，整体单价较低，以及国外市场运输成本较高所致。

费用控制能力逐步提升，研发费用率维持高水平。2017-2019 年公司期间费用率持续提 升，系当时公司收入规模较小，且处于完善产品种类、开拓市场的初步阶段，导致销售费 用率、管理费用率、研发费用率提升较大所致。2020 年以来，随着公司产能逐步放量，规 模效应开始显现，叠加内部费用控制能力的加强，期间费用率呈现下降趋势。2022 年公司 期间费用率达 12.19%，同比提升 1.12pct，主要系国内疫情影响，公司收入端增速放缓，而 费用较为刚性的影响。其中，销售费用率 1.32%，同比降低 0.64pct；管理费用率 5.24%， 同比提升 1.31pct；研发费用率 10.29%，同比提升 1.01pct；财务费用率-4.66%，同比减少 0.55pct。

人均创收和人均创利稳步提升。2017-2020 年，公司处于技术研发、产品开发、销售拓 展、产能扩建的蓄力冲刺阶段。伴随公司营收和利润的增长，员工数量同步扩充，因而人 均创收和人均创利保持相对稳定。2021 年以来，公司产能扩张明显，营收和利润大幅度提 升，超过人员扩张速度，因而人均创收和人均创利亦呈现大幅度的提升。2022 年受行业需 求影响，营业收入稳定，利润端表现出一定幅度的下滑，从而影响人均创收及人均创利的 增长。随着下游需求的恢复，人均创利有望持续提升。

2.行业分析：应用场景丰富，赛道成长性强，行业壁垒高

2.1.下游应用：谐波减速器为核心零部件，机器人为主要应用场景

减速器用途：降低电机转速、提升扭矩，为不可或缺的核心零部件。以优傲 UR5 协作机 器人为例，其关节处需要利用电机实现转动。但电机功率比较有限，转速相对偏高，带来 以下两方面影响：1）电机直接输出的扭矩较小，无法承受较大的负载；2）机器人关节的 转动往往不需要电机一样的高转速。因此，通常需要在电机的输出端安装减速器，从而降 低输出的转速，提升扭矩。

实际使用中，通常固定刚轮，利用电机带动波发生器，柔轮输出转动。波发生器为椭圆 形，将波发生器塞入柔轮，会迫使柔轮变为椭圆形，与波发生器紧密贴合。再将波发生器 和柔轮的整体塞入刚轮，柔轮长轴两端的外齿刚好和刚轮的内齿啮合，而短轴两端的外齿 与刚轮的内齿脱开。波发生器轴承处连接电机，电机带动波发生器一起顺时针转动。转动 过程中，椭圆形的波发生器会迫使柔轮不断变形，柔轮上的齿顺时针依次与刚轮内圈的每 个齿啮合。

谐波减速器原理：核心在于柔轮和刚轮之间的“错齿运动”。一般情况下，柔轮比刚轮 少两个齿，波发生器每顺时针转动一圈，就使得柔轮逆时针错位两个齿，随着电机的不断 转动，这种错位效应连续起来，便表现为柔轮的逆时针转动。假设刚轮总共有 200 个齿，柔 轮共有 198 个齿，电机带动波发生器每转动一圈，柔轮便会旋转 2/200 圈，即 1/100 圈。因 此，电机需要转动 100 圈，柔轮才会转动一圈，减速比为 100。因为柔轮的转速比波发生器 要小很多，以此实现降低电机转速和增大输出扭矩的目的。 通过调节柔轮和刚轮的相对齿数，可获得不同的减速比。假设刚轮总共有 200 个齿，柔 轮总共有 196 个齿，比刚轮少 4 个齿。电机带动波发生器每顺时针转动一圈，柔轮便会逆时 针错位 4 个齿，即逆时针旋转 4/200 圈（1/50 圈）。因此，电机转动 50 圈，柔轮才会转动 一圈，减速比为 50，从而实现了不同的减速效果。

谐波减速器下游应用：主要应用于机器人，此外涉及数控机床、半导体、光伏、医疗设 备等行业。以全球减速机龙头哈默纳科为例，其下游应用中工业机器人占比超过 50%，其余 应用领域相对比较分散，包括半导体制造设备、数控机床、电机制造商等其他行业。

主要下游机器人行业分析：品类众多，可分工业机器人、服务机器人和特种机器人三类。

（1）工业机器人：具有多关节和多自由度，通过编程实现自动运行，并具备一定的视 觉、力觉等感知能力的机器人。常见的工业机器人有多关节机器人、SCARA 平面多关节机器 人、delta 并联机器人、协作机器人、直角坐标机器人等。传统的工业机器人体积较大，较 为危险，一般被限制在特定的工作趋于独立工作，能够代替人类完成各种繁重、乏味或有 害环境下的工作，广泛应用于焊接、机加工、搬运、装配、分拣、喷涂等生产环节。

减速器系工业机器人产业链上游价值占比最高的核心零部件，成本占比约 35%。根据 OFWeek 的数据统计，工业机器人中减速器/伺服系统/控制系统/机器人本体/其他五部分的 价值量占比分别为 35%/20%/15%/15%/15%，其中减速器价值量居首位。

工业机器人中使用的减速器主要可分为 RV 减速器和谐波减速器，二者各有优劣。1）RV 减速器：传动比范围大、精度较为稳定、抗疲劳强度较高，具有更高的刚性和扭矩承载能 力，一般用于机器人大臂、基座等重负载部位，但其重量重、外形尺寸较大，无法向轻便、 灵活的轻负载领域发展，且结构复杂，成本较高。2）谐波减速器：具有单级传动比大、体 积小、质量小、运动精度高的优点，并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作。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，这使 其在机器人小臂、腕部、手部等对轻便、灵活要求较高的部件处具有无可替代的优势。

谐波减速器广泛应用于工业机器人的关节处。1）六轴多关节机器人：按照负载大小通 常使用 1-6 个谐波减速器。六轴多关节机器人有 6 个自由度，若负载为 10kg 以下，6 个关 节都使用谐波减速器；若负载为 10kg-30kg，在负载端、手腕转动处、小臂转动处使用谐波 减速器，其余关节因为承重较大使用 RV 减速器；若负载为 30kg 以上，一般仅在负载端使用 谐波减速器，其余关节使用 RV 减速器。2）协作机器人：协作机器人有 6-7 个关节，用于人 机协作生产，负载较轻，一般全部使用谐波减速器。3）SCARA 机器人：一般使用 2-3 个谐 波减速器，其中 Z 轴使用皮带齿轮传动，也可能使用谐波减速器或行星减速器。4）DELTA 机器人：一般使用 3 个谐波减速器。

（2）服务机器人：一种半自主或全自主工作的机器人，能为人类提供保养、修理、运 输、清洗、保安、救援、监护等功能，广泛应用于餐饮、酒店、医疗、养老、物流、消防、 家政等场景。从中长期看，这类机器人有巨大的市场潜力。其中，减速器位于服务机器人 产业链上游，与工业机器人类似是服务机器人的核心零部件之一，广泛用于各种关节转动 处。

人形机器人是一种特殊的服务机器人，拥有与人类相似的肢体结构，使用双足行走，具 备一定的人工智能。人形机器人最初的设计定位是应用于和人类直接接触的场景，例如家 庭、学校、餐厅、候机厅、表演等。人形机器人相较于传统的服务机器人，形态和动作更 像人形，自由度更高，关节数量更多，对谐波减速器的需求量也更大。 Tesla Bot Optimus 稳步推进，即将进入量产阶段。2021 年，Tesla CEO 马斯克首次披 露人形机器人“擎天柱”的概念图和相关视频，引起了人们的广泛关注和讨论；2022 年 2 月，Tesla Bot Optimus 开发出具有用于技术验证和探索的试验款，虽然这款机器人管线裸 露在外，但可以完成独立行走等功能；2022 年 9 月 30 日 Tesla AI Day 2 Tesla Bot 第一 代原型机正式亮相，Optimus 人形机器人工程机在会场展示行走能力，现场视频还展示了其 能够完成提起水壶行走浇花，工厂内搬运物品等动作。2023 年 5 月 16 日特斯拉股东大会上 介绍了 Optimus 最新进展，从视频上可以看出其性能更稳定，电机扭矩和力度控制更精确， 具备感知记忆能力，形态更自然。目前 Tesla Bot 的定位主要为代替人工劳动，且量产后预 计单台售价可能小于 2 万美元，预计 2023 年能够有面向市场的产品。

Tesla Bot 有望使用 12 个谐波减速器。根据特斯拉发布会，Optimus 身体躯干总共使用 28 个执行器，每只手使用 6 个执行器。不同部位所需运动功能不同，分别采用直线执行器 或者旋转执行器，直线执行器和旋转执行器的数量分别为 14 个和 14 个。目前旋转执行器采 用谐波减速器+电机的组合。直线执行器采用内部旋转螺杆结构，通过永磁力矩电机带动螺杆旋转推动执行杆，将电机的旋转运动转化为执行杆的直线运动。根据旋转执行器的使用 量，可假设 1 个 Tesla Bot 将使用 14 个精密减速器，其中 12 个是谐波减速器。

除机器人领域外，谐波减速器还广泛运用于数控机床、工厂自动化、光伏设备、医疗器 械、半导体设备、航空航天等其他领域。

（1）数控机床：数控机床动力来源于伺服电机，需要额外附加减速器来增加扭矩，提 高负载端的惯量匹配。因为谐波减速器体积小，精度高，传动效率高，高端数控机床生产 和制造已经逐步开始用谐波减速器替代原有电驱零部件。一般而言，高精度数控回转台和 加工中心的四或五轴需要使用 1-2 台谐波减速器，雕刻机分度回转装置以及义齿加工机等也 需要使用谐波减速器。（2）医疗器械领域：谐波减速器主要用在放疗设备、检测设备、医疗机器人、康复机 器人等设备关节部位。 （3）光伏设备领域：谐波减速器一般用于光伏智能制造设备，以及光伏发电设备中太 阳能跟踪系统中的自动化组件，可调节电池板与太阳的角度，保持太阳光垂直射电池板， 提高光伏组件的发电效率。

2.2.市场空间：成长性强，Tesla Optimus 有望打开广阔市场

机械化、自动化、老龄化驱动工业机器人持续成长。受疫情影响，工业机器人市场短期 承压，但长期来看，工业机器人随着制造业升级，市场潜力大。①人口出生率低、老龄化、 招工难、用工成本上升，机器换人具有迫切性；②工业机器人密度提升，《“十四五”机器 人产业发展趋势》规划指出，到 2025 年制造业机器人密度增长 100%；③下游新能源等行业 需求快速释放；④机器人技术进步，智能化和易用性提升。根据 IFR、MIR 的预测可知， 2022-2025 年，全球工业机器人销量增速、协作机器人的市场规模增速 CAGR 分别为 6.58%和 23.63%，中国工业机器人、协作机器人的销量增速 CAGR 分别为 14.56%和 40.29%。

根据各类机器人在全球和中国市场的增速预测情况，可大致测算出 2023-2025 年机器人 下游谐波减速器的市场空间。 1、工业机器人谐波减速器市场空间分析，核心假设如下: （1）各类机器人产量：根据前瞻产业研究院多关节机器人、坐标机器人、并联机器人、 SCARA 机器人，协作机器人的历史数据，参考 IFR、MIR 对全球和中国市场工业机器人、机 器人销量增速的预测，考虑到新能源行业的发展、工业机器人密度提升以及老龄化趋势， 测算 2023-2025 年各类机器人的产量。 （2）单台机器人谐波减速器用量：根据上述分析，我们认为 2016 年多关节机器人平均 每台设备使用 3.5 台谐波减速器，随着谐波减速器的技术进步以及轻负载多关节机器人市场 占比提升，平均每台设备使用谐波减速器数量递增至 4 台；坐标机器人单台设备使用 1 台谐 波减速器；并联机器人单台设备采用 3 台谐波减速器；SCARA 机器人单台设备使用 2.5 台谐 波减速器；协作机器人单台设备使用 6.5 台谐波减速器。 （3）谐波减速器单价：假定单价呈现逐渐下降的趋势。参考公司招股说明书， 2017- 2019 年公司谐波减速器的平均销售单价分别为 1922.79 元、1885.13 元、1631.95 元，价格 下降 CAGR 为 8%左右。2020-2022 年报仅披露“谐波减速器和金属件”的销售额，如果使用 该值除以对应年份的销量，得到单价分别为 1837.27 元、1621.94、1617.86 元。但考虑这 部分销售收入包含金属件，我们假定谐波减速器的降价趋势仍然向下延续，2020 年-2022 年 减速器单价分别为 1580 元、1530 元、1484 元。 综合以上可得，我们预计 2023 年全球工业机器人下游谐波减速器市场规模有望达到 35 亿元，2025 年接近 49 亿元，2023-2025 年全球工业机器人用谐波减速器市场空间 CAGR 约 17.8%。我们预计 2023 年我国工业机器人下游谐波减速器市场规模有望达到 20.1 亿元左右， 2025 年超过 30 亿元，2023-2025 年中国工业机器人用谐波减速器市场空间 CAGR 约 22.2%。

2、Tesla Optimus 谐波减速器市场空间分析，核心假设如下: Tesla Optimus 的量产将有望给谐波减速器带来显著的增量市场。 1）特斯拉 CEO 马斯克在 AI DAY 以及股东大会上表示其人形机器人量产目标售价预计能 够达到 2 万美元，销量有望达百万台级别。我们对出货量进行敏感性测算，假设 Tesla Optimus 量产后出货量分别达 10 万/20 万/30 万台。 2）考虑特斯拉量产后谐波减速器有降价的趋势，假设 Tesla Optimus 在 10 万台/20 万 台/30 万台的年产量下，谐波减速器单价分别为 1200 元/1100 元/1000 元。 3）假设单台 Tesla Optimus 谐波减速器用量为 12 台。 结合上述假设可得，我们预计在 10/20/30 万台出货量情形下 Tesla Optimus 谐波减速 器市场空间分别为 14.4/26.4/36.0 亿元。

其他行业谐波减速器市场空间约达 12.1 亿元。除机器人外，谐波减速器还广泛应用于 数控机床、光伏设备、半导体设备、医疗设备等行业。这部分下游市场行业众多，设备多 种多样，应用场景复杂，缺乏相关数据。我们以绿的谐波和哈默纳科为样本企业，利用两 家公司机器人以外下游市场（机床、半导体设备、医疗设备等）所创造的谐波减速器营业 收入和两家公司全球市场占有率，使用业务占比法，大致测算出 2021 年全球机器人以外谐 波减速器下游市场空间约 12.1 亿元。 绿的谐波：2021 年除机器人外，其“机械设备及其零部件+数控机床零部件+医疗器械零 部件+其他”营收共 8400 万左右，根据《2021-2025 年中国谐波减速器行业市场深度调研及 发展前景预测报告》，绿的谐波在全球市场上的占有率大约为 7%。据此估算 2021 年全球除 机器人以外谐波减速器市场空间为 12 亿元。 哈默纳科：2022 财年（2021 年）除机器人外，其余下游营收共约 198 亿日元，根据 《2021-2025 年中国谐波减速器行业市场深度调研及发展前景预测报告》，哈默纳科在全球 市场的占有率 82%左右。据此估算 2021 年全球除机器人以外谐波减速器市场空间为 12.2 亿 元。

2.3.行业壁垒：技术研发周期长、固定资产投资大、品牌价值高

我们认为谐波减速器行业壁垒主要体现于三个方面： ① 技术壁垒：相关技术需要长期正向投入，存在专利壁垒，新进入者短期难以追赶。 ② 固定资产投资壁垒：设备初期投入大，回报周期较长。 ③ 品牌壁垒：产品试机验证周期长，品牌效应较强。

2.3.1.技术发展：谐波传动历经五十载，伴随下游需求提升而进步

谐波传动技术包括：总体结构、柔轮、刚轮、凸轮、柔性轴承、交叉滚子轴承、齿形、 波发生器、加工制造和试验方法等 10 个方向，涉及材料、设计、加工、组装等多个技术领 域，是一门多领域交叉的学科。从专利申请数量的角度来看，总体结构、波发生器、柔轮 和加工制造是谐波减速器技术的研发重点。

谐波传动技术伴随太空探索的需求而产生，借助机器人、工业自动化等下游行业的兴起 快速成长，发展过程离不开基础材料和加工工艺的进步，总体分为三个阶段。 萌芽期（1955-1976）：谐波传动技术起源于美国，伴随着航天领域的需求而产生，但当 时的基础材料和加工工艺远不成熟，应用场景少，市场空间不足，因而相关研究成果及专 利申请数量较少，且几乎全部集中在美国，当时的日本对谐波传动也有少量研究。 成长期（1977-2009）：随着数控机床、自动化、工业机器人等行业的快速发展，各国开 始布局谐波减速器的技术研发，以哈默纳科为代表的日本企业和相关研究机构成为研究主 力。得益于长期制造领域的积累，当时的美国和德国在谐波传动领域也进行了大量研究， 这个阶段的专利数量呈现逐年递增的态势。 高速发展期（2010-至今）：得益于数字化、信息化领域的技术进步，加上亚洲地区机器 换人、工业自动化的发展大趋势，谐波传动技术的研究突飞猛进，专利申请数量爆发式增 长。中国以绿的谐波、来福谐波、中技克美为代表的众多企业及其他研究院所纷纷加大了 对谐波减速器的研发投入，2015 年达到了申请高峰。

2.3.2.壁垒分析：研发&资本投入&品牌共筑行业壁垒

1、长期正向研发具有必要性，部分技术研发周期长、难度大

谐波减速器技术涉及多学科交叉，性能指标众多。RV减速器零部件众多，结构复杂，但 涉及技术领域较少，其难点在于加工设备控制和组装精度把握。谐波减速器仅含 4 个零部件， 但每个部件运动特性不同，涉及十余项技术领域，主要性能指标有传动精度、空程、间隙、 传动效率、扭转刚度、启动转矩等，具体细分可涵盖几十种。

要求长期正向研发，考验成套技术体系储备。对于成熟的谐波减速器厂商，若计划开发 一款针对下游某应用场景的产品，可通过谐波减速器各项性能指标的补偿来实现，技术路 线选择较为丰富。对于新进入的厂商，在开始抢占市场份额时往往会针对大品牌的某一种 或几种产品进行逆向研发及仿制，最后产品即便质量合格，但逆向研发限制了公司技术的 体系化，以及后续产品改良和创新。若不具备成体系的技术，随着下游应用场景对减速器 的性能要求发生变化，新进入厂商无法及时根据客户需求作出调整，将面临淘汰风险。 头部企业技术团队稳定，人才流失较少。谐波传动技术涉及多学科交叉，头部厂商拥有 多个研发小团队，每个小团队负责一个技术分支，团队培养是较为长期的过程。新厂商若 仅从头部厂商挖掘少量技术人员，也较难获取全套的技术体系，难以在短时间内提升技术 水平。

具体技术壁垒主要表现在以下四个方面：

（1）材料方面：大部分材料已实现国内供应，但柔轮材料仍需进口，存在一定的断供 风险。此前因为谐波减速器市场空间较小，国内钢厂未能满足原材料供应。但近年来，随 着谐波减速器下游市场空间逐渐打开，叠加国家政策持续支持，目前除柔轮材料外，绝大 多数谐波减速器的材料都能够自制。对于柔轮材料，因为柔轮在工作状态下受力复杂，容 易发生断裂和磨损等故障，对材料的要求更苛刻。目前，国内外谐波减速器柔轮材料基本 为 40Cr 合金钢，包括 40CrMoNiA，40CrA，30CrMoNiA，38Cr2Mo2VA 等，其中前两种较为常 用。同样的原材料，由于国内提纯技术不达标，因而含有的杂质比国外产品多，使得减速 器的寿命大幅度降低。

（2）齿形和结构设计方面：新进入厂商难以绕开专利，设计出性能接近或更好的齿形 和传动结构。齿形设计对于谐波减速器的传动性能至关重要，而相关设计是受专利保护的， 很难规避。例如哈默纳科，在产品齿形设计和传动结构方面申请了专利，获得了先发优势， 其他厂商不得使用类似的齿型设计和传动机理，只能自行研发齿形和传动结构，否则涉及 专利侵权。后进入厂商避开专利限制，并设计出同样优良性能的齿形难度较大。从专利的 角度看，全球龙头哈默纳科的优势明显。2020 年哈默纳科在专利申请累计总数和近 5 年的 专利申请量方面，都远远领先其余谐波减速器厂商。

（3）加工方面：高精度的加工设备需要进口，成本高且供应不稳定。减速器对加工工 艺要求极高，误差需要控制在 1 微米以内。对于国内厂商而言，初期投入的设备成本较大， 还可能面临其他国家的出口管控。并且，由于市场几乎被国外品牌垄断，国内减速器厂商 设备采购量较小，采购单价偏高，难以降低设备成本。除了设备投入以外，加工工艺也是 国内厂商及海外龙头之间的差距所在，龙头哈默纳科在谐波减速器领域已深耕多年，加工 经验非常丰富，熟练掌握控制机床的运行温度、湿度、加工流程等多种参数。

（4）装配方面：高精度的装配技术决定减速器性能。谐波减速器的装配过程，不是将 零件进行简单拼接组装，而需要根据总装的技术要求，不断调整、校正、平衡、试验，才 能最终组装出合格的产品。目前，减速器装配仍以手工流水线作业为主，装配效果依赖人 的经验。龙头哈默纳科拥有大批从业 10 年以上的拥有丰富经验的高级技工，能够将减速器 的装配环节做到极致。而新进入的谐波减速器厂商组装环节经验不足，很难短时间内拥有 如此多经验丰富的技工，组装出的谐波减速器质量很难与国外厂商匹敌。

2、固定资产投资壁垒：设备投资成本高，回报周期长

谐波减速器厂商固定资产投入高，生产设备交期较长。对于谐波减速器新厂商，需要有 较强的产品供应能力，而相关厂房扩建需要较高的初期资金投入。设备前期投入后若不能 提升产能利用率，产品会出现积压，相应设备闲置、固定资产折旧会带来更大的损失。谐 波减速器下游行业基本都是大客户，如果设备投入少，产能不足，可能会无法接到订单。 假设引入瑞士的一台中高端谐波减速器生产设备，精度能达到 1 微米以上，但是售价昂贵， 往往上千万级别，且进口设备交期较长，普遍在 10-15 个月。 哈默纳科近五年固定资产周转率逐年走低，最低跌至 0.91。2015 年来，哈默纳科有明 工厂和穗高工厂厂房扩建，相关设备陆续到位，2017-2020 年，其“物业、厂房及设备”资 产大幅度上升，固定资产周转率从 3.49 大幅度降低至 0.91。2021 年固定资产周转率增加， 系疫情恢复，全球经济复苏，哈默纳科营收大幅提升所致。 绿的谐波近五年固定资产周转率最低跌至 1.18。绿的谐波 2017-2020 年“固定资产+在 建工程”平稳增长，2017-2018 年，固定资产周转率仍有上升，系营收增加所致。2018- 2019 年固定资产周转率下降较低，系营收降低所致。2020 年 8 月公司上市，募投项目“年 产 50 万台精密谐波减速器”涉及厂房和设备扩建，“固定资产+在建工程”大幅度提升，但 公司固定资产周转率仍提升至 1.73，系 2021 年营收大幅度提升所致。

3、品牌壁垒：试机验证周期长，进入难度高

试机验证长，品牌壁垒高，下游较少更换新供应商。减速器的质量问题往往来源于长时 间使用的疲劳损坏，如果下游厂商引入质量不达标的新品牌减速器，产品在使用 1 年后出现 大规模质量问题，会带来较大规模的损失。因而，下游厂商大规模引入新品牌减速机前， 需要经过 1-2 年的质量验证，通过试机来验证品牌的可靠性，选定品牌后往往不会轻易更换。 新的谐波减速器厂商很难进入市场，唯有具备合格的质量、更低的价格以及更好的售后服 务。

2.4.竞争格局：哈默纳科在全球市场一家独大，国产替代稳步推进

全球谐波减速机市场份额集中，哈默纳科一家独大。根据维科网数据，2021年全球谐波 减速器市场内主要参与者有哈默纳科、日本新宝、绿的谐波、中技克美等。其中哈默纳科 全球市场占有率为 82%左右，绿的谐波占比 7%，其他厂商占比约 11%。哈默纳科为谐波传动 领域的开拓者，深耕谐波领域 50 多年，无论从研发投入时间，还是从营收规模和产能来看， 都遥遥领先，处于绝对龙头地位。

国产替代稳步推进，头部四家内资企业份额快速提升。根据华经产业研究院统计， 2020-2021 年，中国市场最大的两个外资品牌——哈默纳科和日本新宝在中国市场的占有率 由 46%降低至 42.9%。2020 年，国内做谐波减速器的企业有十几家，其中实力较强的有绿的 谐波、来福谐波、福德机器人、大族传动等企业，2020-2022 年以上四家企业在中国市场的 占有率之和由 35.9%提升至 44%，国产替代稳步推进。

潜在进入厂商多，竞争可能加剧。很多具备资本优势和技术基础的大企业纷纷开始布 局谐波，产业链有望持续降本。双环传动主营业务为机加工齿轮传动产品，2013 年开始布 局 RV 减速器，目前环动科技的营收主要来源于 RV，借助在该领域积累的客户资源，2018 年进军谐波，有望进入该领域市场。此外，美的集团也正在布局谐波领域，相关产品通过 了库卡机器人 10000 小时寿命测试，未来也具备进入谐波领域市场的潜力。

3.公司分析：技术奠定先发优势，品类扩张&海外布局助力抢占份额

3.1.龙头积淀：技术积累成就先发优势，产能快速扩张

公司作为国产谐波减速器龙头企业，已形成产品优势、服务优势及规模效应。

（1）产品优势：依托长时间技术积累，公司产品性能领先。在减速器最主要的三个性 能指标：减速比、输出转速、传动精度之上，公司与全球龙头企业哈默纳科无显著差异， 并且在启动转矩方面强于哈默纳科。公司 2019 年推出的 Y 系列产品的传动精度在 10 弧秒以 内，突破传动精度的世界纪录，居于全球谐波齿轮传动领域的最高水平。 上下游协同开发与规模化生产保证公司产品性价比优势。公司集自主研发、设计、生 产及销售为一体，实现了减速器产品全产业链覆盖，并实现了谐波减速器的规模化生产， 保证产品具有更优的性价比。

从研发周期来看，国产品牌中公司技术积淀最为深厚。①中技克美研发布局最早，但 其谐波减速器主要供应中国航空航天等特种领域，市场空间相对较小，公司营收规模也较 小，产品服务与销售渠道不具备特别明显的竞争优势。②绿的谐波 2003 年董事长亲自带队 进行研发，至今已有近 20 年的历史。③2010 年以来工业机器人下游快速成长，需求放量， 国内厂商纷纷开始布局：大族传动 2010 年开始攻关谐波；来福谐波 2013 年成立并投入研发 谐波；同川科技 2015 年立项研发谐波；中大力德 2016 年开始研发谐波；国茂股份 2021 年 成立国茂精密，并收购安徽聚隆精密减速器相关资产。 公司技术体系不断迭代完善，在行业中具有竞争力。绿的谐波形成了新一代谐波啮合 “P 齿形”设计理论体系、新一代三次谐波技术、机电耦合技术、轴承优化、独特材料改性 技术、齿廓修形优化技术、协同高效润滑技术及超精密制造加工工艺等核心技术；大族传 动创新技术包括独特齿形、传动平稳、承载扭矩高、传动精度高、体积小重量轻；中大力 德形成减速电机集成与检测技术、精密传动与控制技术；国茂股份拥有模块化设计、运动 仿真与有限元分析、锌基合金材料应用、锥面包络蜗轮蜗杆啮合副、锥面迷宫密封结构等 核心技术。专利数量方面，绿的谐波拥有境外专利 6 项，国内专利 127 项；大族传动拥有专 利 33 项；同川科技拥有专利 46 项。

核心技术体系完善，构筑产品竞争壁垒。截至 2022 年末，公司拥有境外专利 6 项；国 内专利 127 项，其中发明专利 17 项，实用新型专利 110 项；外观设计专利 4 项，软件著作 权 2 项，相应的专利技术和核心技术都已应用在谐波减速器和机电一体化执行器等产品中。

研发费用率在行业中处于领先地位。2020-2022 年公司研发费用率分别为 11.10%、 9.28%、10.29%，远高于行业内其他企业的平均水平。2020-2022 年公司研发人员占比分别 为 12.58%、11.43%、12.28%，处于行业平均水平。

（2）服务优势：产业链全覆盖响应及时，提供定制化服务绑定客户。随着机器人行业 多年的快速发展，机器人产品的成熟与供需逐渐趋向平衡，下游客户对精密减速器企业的 技术服务能力和响应速度提出了更高的要求。一方面，机器人厂商在为下游客户提供系统 解决方案时，越来越需要上游核心零部件厂商的技术支持，需要精密减速器企业发挥技术、 产品、服务等整体优势，加快响应速度，提升将行业空间转化为订单的能力；另一方面， 随着机器人的应用场景越来越多，不同场景的个性化、定制化需求随之增加，通过及时的 技术服务能力取得客户信任，并快速进行产品设计、制造、供货满足客户需求，可持续提 高公司竞争力。

公司实现全产业链覆盖的同时结合外协加工模式，保证了更快的售后服务响应速度与 更短的交付周期。公司从基础原材料的研究和选择、零部件粗加工、精密加工到谐波减速 器整机的装配，均可自主完成，成为行业中少数能够实现减速器产品全产业链覆盖的生产 商，不仅可以管控产品性能和质量，同时降低生产成本，以期产品具备更优的性价比、更 强上下游协同开发能力、更快服务响应速度和更短的订单交期。与此同时，公司部分零部 件及配件的常规加工工序采用外协加工模式，主要外协加工的工序包括材料处理等环节。 这种组织方式很大程度提升了公司生产效率，保证公司提高供货速度，更好地做好售后服 务，更及时地响应海内外客户需求。与国外厂商相比，公司充分发挥了更短的交货期、更 快售后响应速度的优势，在市场中面临良好的发展机遇，形成与国际品牌同台竞争的市场 格局。公司在国内市场已逐步实现了对国际品牌的进口替代，并拥有了大量国内优质客户， 主要终端客户包括新松机器人、华数机器人、新时达、埃夫特、广州数控、遨博智能、亿 嘉和、埃斯顿、优必选、配天技术等知名品牌及制造商。除了实现向国内主流机器人厂商 稳定供货外，公司产品也取得了诸如 Universal Robots、Kollmorgen、Varian Medical System 等国际知名厂商的认可，并实现了向国际主流机器人厂商之一 Universal Robots 批 量出口供货。

（3）产能扩张：国产品牌中，公司已积累一定的规模优势，进入研发→扩产→盈利→ 再研发再扩产的良性循环阶段。国产品牌很多已初步具备量产能力，但与公司差距仍较为 明显。公司 2022 年产能已达 40 万台/年，2023 年募投项目达产后有望扩至 59 万台。相比 之下，2021 年，同川科技产能在 10 万台/年左右，大族传动产能在 6 万台/年左右，国茂股 份产能在 3 万台左右，而同年中大力德仅可小规模量产。 谐波减速器产销量水平稳步上升。2020-2022 年公司谐波减速器产量分别为 11.22 万台、 26.74 万台和 27.70 万台，销量分别为 11.09 万台、25.66 万台和 25.74 万台。2021 年实现 产量和销量的大幅提升，产量同比增长 138.34%、销量同比增长 131.47%。2020-2022 年产 能利用率分别为 74.81%、78.66%和 69.26%。

拟募投投向新一代谐波减速器 100 万台，产能储备充足。2022 年公司拟募投 20.27 亿 元用于新一代精密传动装置智能制造项目，规划在现有厂区建设包括新一代精密谐波减速 器和机电一体化产品在内的精密传动装置自动化生产线。项目建设期 2 年，从第 3 年开始 投产，投产第一年产能利用率为 20%，第二年产能利用率达 60%，投产第三年达产 100%。项 目建成达产后，公司将新增新一代谐波减速器 100 万台、机电一体化产品 20 万台的年产能。

3.2.开拓海外：与三花智控合资布局墨西哥工厂，加速海外市场布局

携手三花智控合资布局墨西哥工厂，开拓北美市场。2023 年 4 月，公司公告与浙江三 花智能控制股份有限公司签署《战略合作框架协议》。双方计划在三花智控位于墨西哥的工 业园内共同出资设立合资企业，主营谐波减速器相关产品的研发、生产制造及销售，合资 企业将由公司主要控股。本次合作将助力公司开拓海外市场，公司现有产能及未来定增项 目产能主要集中在苏州市，2022 年公司海外市场营收占比仅 14.16%，销售主要由国内工厂 生产，而后运输交付给海外客户。 三花智控海外布局成熟，已通过 Tesla 一级供应商认证。三花智控是一家以热泵技术 和热管理系统产品的研究和应用为核心的公司，与全球多家领先的制冷空调家电和汽车行 业客户建立合作关系，在全球超过 14 个生产基地。2014 年三花智控在墨西哥建厂，2016 年 生产基地建成，目前正在不断扩产，其策略是将美洲业务集中到墨西哥生产基地，主要涉 及智能家电、新能汽车热管理、储能热管理和机器人机电执行器业务。2017 年并购三花汽 零后切入汽车零部件业务，在北美市场已有一定的影响力，且是 Tesla 热管理零部件独家供 应商。2023 年 2 月，三花智控发布公告，已对机器人机电执行器领域开展持续研究和产品 开发工作。我们判断，公司与三花智控合资建厂，可藉由三花智控与 Tesla 的粘性，进一 步加强与 Tesla 的合作。

3.3.品类扩张：丰富产品种类，开拓新成长路径

纵向拓宽产品种类，提升应用场景覆盖度。谐波减速器为工业机器人、机床转台、激 光切割/打磨设备的重要零部件，近年来公司依托谐波传动技术，不断围绕下游应用场景开 发新产品，拓展应用领域，不断提升公司综合实力：

①一体化执行器：谐波减速器产品价值延伸，为下游客户降本增效。机电一体化执行 器是指将伺服系统、减速器和传感器集成后打包出售的产品，能够帮助下游客户降本增效， 优势具体表现在以下几个方面： 简化调试过程，节省安装时间，提升可靠性。传统减速器和电机的装配需要调整同心度， 只要稍有误差，就会产生噪音，严重情况下还会损坏减速器。一体化产品省去了电机和 减速器的安装过程，提升了产品使用的便捷性和可靠性。 无需额外密封设计。传统减速机需要加注润滑脂并密封，如果法兰处加工不良，可能造 成异物进入或者漏油等情况。一体化设计因为已经预装润滑油，不需要做其他密封设计。 节省安装空间。传统减速机和伺服电机搭配后比较占空间，会影响到周边设备。一体化 产品通过专门设计，协调了减速机和电机的尺寸，使整体结构更加紧凑。

②谐波数控转台：采用公司独有谐波专利设计，具备体积小、成本低、刚度高等优势。 2019 年，绿的推出了 Y 系列谐波减速器，采用新型三次谐波设计：波发生器成“三角形”， 柔轮与刚轮之间有三个接触点，可使得同时啮合的齿数更多，扭转刚度大幅增加，单向传 动精度提升两倍以上，达到 10 弧秒以内，同时提升了刚度和精度。Y 型谐波减速器属于公 司专利设计，具有较高技术壁垒，目前不单独出售，主要打包成机电一体化产品，暨运用 于谐波数控转台 KCR 第 4 轴和第 5 轴。

谐波数控转台在数控机床第 4/5 轴应用领域具备技术和成本优势。数控机床的 X、Y、Z 轴代表水平方向、竖直方向、和工件进给方向，分别控制机床上的横向移动、竖直方向移 动和进给方向移动。为了提供更多的加工自由度，方便切割不同的面，还可在机床上加装 第 4 轴和 5 轴，以提供两个方向的旋转功能。通常而言，加工过程中，机床 4/5 轴转台需承 受较大的力矩，一般采用 RV 减速器以提供较高的刚度和精度，但 RV 减速器体积较大、成本 较高，普通的二次谐波因刚度不够无法胜任。三次谐波技术极大地提升了谐波减速器的刚 度，性能符合数控转台 4/5 轴的加工需求；谐波数控转台更小的体积能够优化机床的空间使 用效率，实现更多加工制程，更低的成本能够帮助下游机床用户降本增效。 未来全球五轴数控机床有望带来大量潜在谐波数控转台市场空间。根据 QYResearch 数 据，2027 年全球五轴数控机床需求有望达到 138 亿美元，2021-2027 年 CAGR 为 10.58%左 右。根据 MIR 数据，2020 年中国五轴数控机床市场规模为 68.2 亿元。公司五轴数控转台采 用独有三次谐波专利设计，性能与价格具备较强竞争优势，未来有望拿下可观市场份额。

我国机床行业有望迎来新一轮上行周期，存量改造市场巨大，有望打开谐波数控转台市 场。一般而言，机床的更新周期为 8-10 年左右，由于上一轮我国金属切削机床消费额高点 发生在 2011 年，因此，本轮机床行业更新周期起始于 2019 年下半年，但受三年疫情影 响，企业投资决策更为审慎，部分机床的更新需求亟需被延期兑现。以下为我国金属切削 机床存量替换与改造市场测算逻辑： 据中国机械工程协会显示，中国 2010 年数控金属切削机保有量约为 150 万台，根据 当年数控金属切削机数控化率为 29.6%，可求金属切割机床的保有量为 506 万台。根据中国 机床工具工业协会数据显示，2010 年金属切削机床占金属加工机床比例为 76%，因此可以求 得当年金属加工机床保有量为664万台。

③伺服产品&工业自动化装备：依托行业经验和客户资源，向工业自动化产业链延伸， 打开更大市场。谐波减速器主要应用于工业机器人、机床、自动化设备等工业自动化领域， 公司多年来主营谐波减速器，积累了大量行业客户资源以及行业技术经验。因而公司根据 客户需求，依托技术积累，不断开发各类伺服电机、伺服驱动器、阀门、执行器、打磨头 等产品，以寻求扩大与下游客户的合作，打开更大市场。

新产品依托公司谐波传动以及电液驱动等核心技术，进一步拓宽公司业务面。2023 年 5 月 31 日，公司举办新品联合发布会，发布了机床高精度数控转台、微型高频响电静液执行 器(EHA)、高空爬壁作业机器人、机器人液控磨抛工具四款新产品。新产品持续开发，能够 进一步拓宽业务覆盖面，向更大更广阔市场迈进。

金刚系列数控转台：从用户视角创新开发，擅长高精度、高刚性、高效率、长期稳定性 加工应用，基于 PCT 国际发明专利技术，实现全球首创高性能转台减速器与高功率密度 电机一体化融合。

微型高频响电静液执行器（EHA）：具有轻量小型化、高功重比、高频响等国际领先性能， 耐受高达 35MPA 压力，无渗漏风险，作为实现机器人高性能运动控制的关键部件，有望 为中高端机器人整机企业提供更多元化的定制解决方案。

永磁吸附爬壁机器人：开创了复杂壁面全地形适应技术，基于自主研发的大磁隙永磁吸 附技术，可实现 2 比 1 高负载自重比，并具有磁吸力主动调节、监测及预警能力，将为 大型制造企业极端场景无人化作业打开了一扇新大门。

机器人液控磨抛工具：基于 EHA 开发的一体化、高精度、高刚度、闭环浮动力控系列化 高端打磨装备，可实现“力”、“位”控制自由切换，集成度高，结构紧凑小而轻，无需 额外气源，免维护等优势。

4.深度对比：哈默纳科&绿的谐波

4.1.他山之石：全球谐波减速器龙头哈默纳科概况

哈默纳科（Harmonic Drive System）是以精密减速机为主力产品的机械零部件制造商。 业务分精密减速机/机电一体化两个板块，2021 年收入占比分别为 80%/20%；产品分谐波减 速 器 / 谐 波 传 动 组 件 / 行 星 减 速 器 / 执行器 / 控 制 器 五 个 部 分 ， 收 入 占 比 分 别 为 62.9%/12.3%/9.1%/14.7%/1.0%。其中谐波减速器营收占比超过 60%，为公司主力产品。

1999-2021 年，哈默纳科营业收入 CAGR 为 8.3%左右，净利润 CAGR 为 10.2%左右；2021 年营收达到 570 亿日元，折合人民币约 28 亿左右；净利润 66.4 亿日元，折合人民币 3.3 亿 元左右。2001 年营收和净利润下滑，系日本 IT 泡沫破灭，影响了市场对机器人下游行业的 预期，需求萎缩所致；2008 年净利润下滑，系全球金融危机，经济衰退，下游行业需求减 少所致；2016 年净利润大幅度提升，系公司收购德国子公司所带来的的特殊受益所致； 2017-2018 年营收大幅度增加，主要系全球劳动力短缺，机器换人大趋势下，设备投资需求 增加，带动了对谐波减速器的需求；2019-2020 年净利润大幅度下降，系中美贸易战、工业 机器人下游需求收缩、全球新冠疫情等因素，下游需求低迷所致；2021 年，随着全球疫情 恢复，制造业复苏，哈默纳科的营收和净利润逐渐恢复到正常状态。

哈默纳科是谐波传动技术商业化应用的开拓者。1955 年，谐波传动由美国 USM 公司发明 家 C·W·Musser 发明，并在美国注册了专利。1960 年，USM 展示了谐波减速器实物，并将 其注册为 Harmonic Drive，受限于加工工艺，那时的谐波减速器尚停留在技术验证阶段， 不具备商业化应用的条件。同年，具有一定机械齿轮加工能力的日本“长谷川齿轮株式会 社”从美国引入了谐波传动技术，并于 1965 年发明“谐波传动”国产一号机，这标志着谐 波传动技术正式进入商业化阶段。1970 年，“长谷川齿轮株式会社”与美国 USM 公司合并， 各出资 50%，在日本东京成立松本工厂（现如今的哈默纳科）。

哈默纳科成立以来，不断完善谐波传动技术，拓展业务条线，完善产品体系，扩展全球 市场。 产品开发：开发行星减速器、机电一体化产品，不断向高精度、高转矩容量、小型化和 轻量化发展，适应下游不同的应用场景。1978 年，哈默纳科开始推出机电一体化产品， 1986 年，在谐波齿轮上使用“IH”齿形，大幅度提升了减速器的性能，1991 年，开始推出 精密行星减速器。2001 年，开始销售高转矩、超扁平型 CSD 系列谐波减速器，与 CSG/CSF 系 列相比，轴向长度缩短约 50%；精密行星减速装置（双行星）开始销售，HPG 系列高性能机 电一体化产品研发完成，提高效率 90%以上。2006 年，谐波传动最小型号 CSF-supermini 系 列开始销售，2009 年，扁平中空驱动器 SHA 系列开始销售，适应更加小型化、精细化的设 备应用场景。

市场开拓：设立子公司，新建生产基地，不断向亚洲、欧洲和美国市场进军。早在 1987 年，哈默纳科便在德国成立了 Harmonic Drive SE，从事精密减速机、一体机和交叉滚 珠轴承的研发、生产和销售，哈默纳科拥有了在德国的生产基地，面向欧洲市场供货。 2005 年，哈默纳科在美国马萨诸塞州与纳博特斯克成立 Harmonic Drive L.L.C.，从事精密 减速机与机电一体化的研发、生产和销售，哈默纳科有了在美国的生产基地，向美国市场 供货。2011 年，为了进一步打开中国市场，哈默纳科在中国成立哈默纳科（上海）商贸有 限公司，提供产品销售和技术服务。2004-2019 年，哈默纳科海外业务占比从 15%逐渐提升 至近 60%左右。2020 年以来，受新冠疫情影响，欧美为重灾区，制造业一度停滞，加上哈默 纳科的产品供应链受到影响，在欧美市场的业务占比略有降低。

哈默纳科在亚日美欧“四极”体系的确立，基本保证了产品的全球供应。目前，哈默纳 科的总部设立于东京都品川区，在日本本土，北美，欧洲都设有自己的研发、生产和销售 中心。其中日本国内以及东南亚市场由本土公司主要负责；中国市场主要由哈默纳科（上 海）商贸有限公司负责，只提供销售和技术服务；欧洲、非洲、南亚、南亚、南美市场由 德国子公司Harmonic Drive SE负责；北美市场由美国子公司Harmonic Drive L.L.C.负责。 谐波减速器由穗高、有明工厂，美国 Peabody 工厂以及德国 Limberg 工厂负责生产。 哈默纳科海外业务持续扩张，近 5 年的销售占比在 50%左右。2004-2019 年，随着哈默 纳科在北美、欧洲、亚洲等地的业务扩张，海外业务占比从 15%逐渐提升至 60%。2017-2019 年，产品销往欧洲的比例提升幅度较大。2020-2021 年，受全球新冠疫情等因素影响，欧美 为疫情重灾区，制造业生产一度陷入停止，加上哈默纳科本身产品供应链受到影响，在欧 美的销售占比逐渐降低，在日本国内的收入占比持续提升。

下游需求：产品超半数应用于工业机器人领域。2013年前，工业机器人下游订单占比维 持在 30%左右，随着全球机器换人节奏加快，工业机器人需求提升，减速器订单持续放量， 到 2017 年，工业机器人订单占比提升至 55%左右，半导体下游订单维持在 10%-15%之间， FPD 设备、数控机床、石油开采行业的订单需求占比逐渐减少。2021 年。工业机器人/半导 体 制 造 装 置 /FPD 制 造 装 置 / 电 机 齿 轮 头 / 金 属 机 床 下 游 订 单 占 比 分 别 为 51.7%/15.0%/2.9%/5.4%/3.9%，合计接近 80%。

为了满足工业机器人等下游行业日益增长的需求，哈默纳科不断扩充产能。截止 2022 年 3 月，在谐波减速器领域，哈默纳科的总产量在 185000 台/月左右。根据 2018 年的生产 计划，有明工厂新扩建厂房即将结顶，2022 年 3 月至 8 月产线会依次搬入，预计产能增加 70000 台/月，其中生产机 40000 台/月，车载 30000 台/月。按照有明工厂扩建的进度，预 计到 2022 年 9 月，谐波减速器的总产能会扩充至 255000 台/月左右，其中不含车载产能 165000 台/月。这里的车载减速器，是指用于新能源汽车电机上的精密行星减速器。

哈默纳科在中国上海设有商贸公司，提供销售和技术支持。近年来，该子公司营收波动 上升，净利润除个别年份外相对稳定。2019-2020 年，因新冠疫情原因，供应链受到影响， 且国内厂商竞争加剧，哈默纳科的营收和利润出现较大幅度下滑。2021 年，新冠疫情恢复， 且国内“机器换人”节奏加快，谐波减速器订单量增加，哈默纳科中国子公司营收达到 2.1 亿元，同比增长 48%，营业利润为 1380 万元，同比增长 122%。2014-2021 年营业收入 CAGR=14.4%，净利润 CAGR 约为 1.31%。考虑到并非哈默纳科在中国市场的所有产品都通过 该子公司出售，但数据大致能够反映近年哈默纳科在中国市场的经营状况。

哈默纳科龙头之路：深耕技术、产品拓展及全球市场覆盖。得益于谐波传动领域 50 多 年的正向研发和技术深耕，不断扩充产品体系以适应下游应用场景需求，不断扩建产能以 提高市场覆盖度和收入规模，哈默纳科在接近半个世纪的发展历程中，逐渐成为谐波传动 领域的龙头企业。

4.2.产品对比：哈默纳科产品覆盖面更广，绿的主要覆盖机器人领域

哈默纳科相较于绿的谐波，多了精密行星减速器板块，少了液压产品板块。哈默纳科主 营业务分五个部分：谐波减速器、谐波减速器零部件、行星减速器、执行器和控制器；绿 的谐波主营业务分三个部分：谐波减速器及其零部件、机电一体化产品及其零部件、液压 产品。 在谐波减速器领域，哈默纳科产品体系更加庞大，覆盖应用场景更广泛。哈默纳科谐波 减速器分元件型、模组型、差动齿轮和减速机型四类。其中元件型中，SHG/SHF 系列向外打 开，中央部中空；模组型中，CSF-mini、CSF-supermini 系列将谐波减速器的小型化几乎做 到了极致，supermini 可将轴向长度做到 2cm，同时还能做到高转矩容量、高刚性和无背隙， 适用于超小型的应用场景；FBS-2HU 系列将中孔径做到极致，在大中孔的情况下还能做到小 外径，对机械手臂需要穿过大量电缆的场景非常适用；FD 系列可在运转中微调相位及时序。 这些产品类别加工难度大，绿的谐波目前的产品和技术体系还很难覆盖。总体来看，哈默 纳科在特大号、特小号谐波减速器上更加全面，应用场景覆盖更加广泛。

绿的谐波减速器产品主要覆盖机器人行业。产品主要有 LHD/LHS(G)/LCS(G)/LCD/N/Y 六 大类，其中 LHD-I 为扁平型，适用于对减速器有苛刻厚度的场合，LCD 系列超扁平，体积小 重量轻，这两个系列都非常适合机器人，尤其是机器人的末端关节使用。LHS(G)、LCS 为通 用型，适用于各种行业，包括机器人、人形机器人、金属机床、印刷设备、半导体设备、 医疗器械、FPD 制造设备、包装装箱设备等。2021 年绿的谐波机器人下游收入占比超过 80%。

产品性能上，绿的谐波部分主要型号已与哈默纳科无太大差距，但在实际使用中仍存 在一定的不足。以哈默纳科 CSF-20-100-2UH 和绿的谐波 LCS-20-100-C-I 两款主流通用型产 品进行性能对比为例，从减速比、输出输入转矩等参数上看，绿的产品与哈默纳科已无太 大差距，设计寿命上甚至略超哈默纳科。但根据我们的调研，在使用过程中，绿的谐波的 产品在传动精度、精度保持寿命、传动效率和噪音等方面绿的谐波与哈默纳科仍有一定的 差距。

4.3.财务对比：哈默纳科体量大，绿的谐波高成长、高盈利

从收入端看，绿的谐波规模远低于哈默纳科，但成长性更强。2021 年，绿的谐波的营 收约占哈默纳科 15%左右。2019-2020 年，哈默纳科营收下滑较大，主要系全球新冠疫情、 贸易摩擦影响，哈默纳科在日本和欧洲地区的收入大幅度下滑所致；绿的谐波主要面向国 内市场，国内疫情控制得力，营收相对稳定。2021 年，全球疫情恢复，经济复苏，哈默纳 科营收基本恢复至 2017 年的水平；绿的谐波扩产，且受益下游需求提升，营收大幅度增加。 近 5 年哈默纳科营收 CAGR 为-2%左右，绿的谐波营收 CAGR 为 25%左右。2022 年前三季度， 哈默纳科营收 27.9 亿元，同比提升 21.3%，主要系产品覆盖全球市场，全球疫情后制造业 供应链逐渐恢复；绿的谐波营收 3.4 亿元，同比提升 7.8%，主要系产品覆盖国内市场，国 内疫情封控影响供应链，且宏观经济不景气所致。

放眼中国市场，绿的谐波大陆区域营收已超过哈默纳科中国子公司。随着产品质量和产 品体系的不断完善，品牌效应不断提升，产能逐渐完善，绿的谐波在中国大陆的营收已超 过哈默纳科的中国子公司。2017-2021 年，绿的谐波大陆营收从 1.4 亿元提升至 3.7 亿元， CAGR 为 28%左右；哈默纳科中国子公司营收从 2.7 亿元降低至 2.1 亿元，CAGR 为-6%左右。 虽然并非哈默纳科所有销往中国的产品都通过该子公司发货，但子公司的经营业绩能大致 反映哈默纳科近年来在中国市场的表现，侧面应证了行业国产替代的进程。

从利润端看，哈默纳科波动性较大，绿的谐波稳健增长。2019-2020 年，哈默纳科净利 润下滑很大，19 年甚至出现了一定亏损，主要系全球工业机器人下滑、市场竞争加剧，且 全球新冠疫情逐渐蔓延所致。2021 年和 2022 年前三季度有所恢复，但未能恢复至 2017- 2018 年水平。绿的谐波近 5 年净利润稳健增长，从 0.49 亿元提升至 1.89 亿元，CAGR 为 40% 左右，主要系国内疫情控制得当、机器换人等持续加速所致。 哈默纳科中国子公司盈利能力逐渐下滑。2017-2020 年，哈默纳科中国子公司净利润从 0.17 亿元降低至 0.14 亿元，净利润 CAGR 为-5%，主要系以绿的谐波为首的国产谐波减速器 厂商逐渐突破垄断，产能逐渐提升，国内市场竞争逐渐加剧所致。

近 4 年绿的谐波毛利率高哈默纳科 10-20pct，净利率高哈默纳科 30-40pct。2021 年哈 默纳科比绿的谐波毛利率低 13.2pct，可能系哈默纳科原材料成本、运输成本较高所致。 2021 年哈默纳科营业开支占 24.0pct，而绿的谐波期间费用率只有 11.1pct，此外，绿的谐 波还有 4.95pct 的政府补助和 4.29pct 的投资净收益。综合上述原因，哈默纳科净利率比绿 的谐波要低很多。

哈默纳科运营能力强大。存货周转天数方面，2017-2021 年哈默纳科平均在 70.6 天，而 绿的谐波平均在 361.4 天，相较于哈默纳科有一定差距。2019 年，绿的谐波存货周转天数 提升至 500 天，主要系：①国内机器人市场热度下行②中美贸易摩擦，海外销售承压，出现 较大库存积压。2021 年国内外疫情逐渐恢复，下游机器人行业放量，公司充分受益，存货 周转天数下降至 262 天。 绿的谐波固定资产周转率高于哈默纳科。募投项目逐渐落地前，2018年绿的谐波固定资 产周转率为 2.4 左右，随后下降至 1.3 和 1.2，2021 年营收大幅度提升，致使固定资产周转 率提升至 1.7 左右。2020-2021 年哈默纳科受全球疫情影响较大，营收下滑较多，因而固定 资产周转率下降幅度较大。在总资产周转率方面，二者几乎保持一致。

目前哈默纳科人效远高于绿的谐波。2017-2021 年，哈默纳科的员工总数保持在 1000 人 -1100 人左右，因而人效基本随着营收进行波动；2021 年绿的谐波大幅度招募生产人员扩充 产能，招募技术人员投入研发，但因数增长更快，因而人效仍持续提升。 绿的谐波人均薪酬几乎已经与哈默纳科持平。2020-2021 年，哈默纳科人均薪酬下降较 大，主要系企业利润大幅度降低，员工收入受影响较大所致。绿的谐波人均薪酬上升，系 公司实行薪酬激励制度，尤其对于研发人员薪酬待遇持续提升所致。

绿的谐波处于快速成长期，研发投入大。2017-2021 年，绿的谐波始终重视研发相关投 入，研发费用率每年比哈默纳科高 4-8pct。从人员配置上看，2017-2019 年绿的谐波研发人 员数量比重高哈默纳科 5-10pct；2020-2021 年研发人员数量占比持平，系募投项目逐渐落 地，产能提升，绿的谐波大规模扩编生产人员，从而拉低了研发人员数量比重。

4.4.对比结论

哈默纳科全球龙头的地位短时间内难以动摇。作为深耕谐波减速器 50 多年的技术开拓 者，哈默纳科拥有成熟的技术体系和丰富的产品体系，对于行业和应用场景的覆盖面更广， 产品销往全球各地，目前年产能是公司的 4 倍左右。从全球市场来看，目前无论是市占率还 是收入体量，哈默纳科的地位都难以动摇。 绿的谐波有望在中国市场提升份额，成为国内谐波赛道的领军企业。哈默纳科在国内市 场的市占率逐年下滑，公司逐步上升。虽然产品质量上绿的谐波相较于哈默纳科仍有一定 差距，但依靠持续的高研发投入，公司能够逐渐完善技术体系、提升产品质量、丰富产品 品类，覆盖更多的应用场景。依靠合格的产品质量、更低的价格和更好的售后服务，我们 认为公司能够持续在未来成为国内谐波赛道的领军企业。

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