2023年双环传动研究报告：齿轮传动龙头，减速机开辟增长新曲线

1、全球精密齿轮传动龙头，开辟减速器增长新曲线

1.1 深耕精密齿轮加工，切入机器人精密减速器赛道

公司成立于 1980 年，长期专注于机械传动齿轮制造领域，在高精密齿轮领域处于龙头地 位。目前公司主要产品为乘用车齿轮、商用车齿轮、工程机械齿轮、RV 减速器及其他产 品。2022 年，公司齿轮收入占比高达 78.4%，包括乘用车齿轮、商用车齿轮、工程机械齿 轮等，其他业务主要为 RV 减速器及钢材销售。

基于四十余年的专业化生产制造积累，公司与众多国内外优质客户建立起了深厚的合作关 系，形成一批本行业“巨头”客户群。乘用车领域，公司拥有众多新能源汽车产业链的标 杆客户，包含整机厂及配套传动部件供应商，如全球领先电动车制造企业、比亚迪、广汽 集团、丰田、采埃孚、蔚来、日电产、舍弗勒、汇川、博格华纳等；此外公司为传统巨头 客户包括大众、采埃孚、通用、福特、丰田、爱信、上汽、一汽、广汽等已稳定配套多年， 积累了大量的产业经验；商用车领域，公司与采埃孚、康明斯、伊顿、玉柴等核心零部件 企业建立了多年稳定且持续提升的合作关系；工程机械领域，公司客户包括卡特彼勒、约 翰迪尔等。

机器人 RV 减速器和谐波减速器齐发展。公司自 2013 年开始研发 RV 减速器、经过多年沉 淀，公司开发的系列化高精密 RV 关节减速器已广泛应用于国内众多主流机器人产品中， 市场占有率日渐提升，逐渐成为国内机器人减速器的领军品牌。借力于 RV 的技术与市场 的协同效益，为不断丰富产品类型，2022 年，公司子公司环动科技在原有的谐波产品基础 上开发出 3 大衍生新型号谐波减速器。

1.2 乘用车齿轮持续放量，盈利能力趋势向上

新能源乘用车齿轮业务厚积薄发，带动公司业绩迈入高速增长期。2017-2020 年受汽车行 业下行以及公司提前战略布局新能源汽车产能导致产能利用不饱和、折旧成本增加的影响， 公司业绩有所承压。2021 年起，受益于产能释放及新能源乘用车齿轮放量，在原材料涨 价、缺芯、疫情等各种不利影响下，公司收入逆势高增；且随着产能逐渐打满，公司规模 效益体现；2020-2022 年，公司收入复合增速 36.61%，归母净利润增速 237.81%。

国家新能源汽车产业蓬勃发展，公司凭借技术、质量、交付能力、成本等综合方面的表现 切入新能源汽车电驱动系统核心零部件，不断获得了客户的高度认可，增强了合作粘性， 从而推动新能源汽车齿轮业务稳步发展。2022 年，公司新能源齿轮实现营收 19 亿元，同 比增长 226.84%，占比乘用车齿轮营收已从 21 年的 24%上升至 52%。截至 2022 年底，公 司已经建成 400 万台套电驱动减速器齿轮产能，进一步扩大规模优势，筑高竞争壁垒。

营收快速增长带动产能利用率提升，经营利润率明显改善。2018-2020 年受产能加速扩张 影响，公司折旧摊销占收入比重显著上升，毛利率下降，折旧费率影响净利率下降。2021 年以后，产能利用率提升，盈利水平显著回升。公司主要产品中，减速器及其他业务毛利 率最高，2022 年达 34.5%。

公司费用管控能力持续增强，研发投入稳步增长。公司在规模效应驱使下，不断强化内部 管理，期间费用率显著下降。此外，公司持续加大研发投入，使研发费用率呈上升趋势。

1.3 多次实施股权激励，有助于保障业绩稳健增长

公司为家族持股企业，高层管理背景雄厚。董事长吴长鸿作为业内资深工程师，是中国齿 轮专业协会副会长。公司大股东吴长鸿、叶继明、蒋亦卿、陈菊花、叶善群、李绍光均为 亲属关系。叶善群和陈菊花是夫妻关系，吴长鸿为其大女婿，陈剑峰为其二女婿，蒋亦卿 为其三女婿。叶继明为叶善群之侄子，李绍光为叶善群之外甥。陈菊花、吴长鸿、陈剑峰 和蒋亦卿签署一致行动协议确认为一致行动关系。

公司发布新一轮股权期权激励计划，彰显业绩信心。2022 年 5 月 25 日公司发布股票期权 激励计划。该方案考核为公司 2022-2024 年度净利润考核目标分别不低于 5/7.5/9.5 亿 元。公司通过员工持股平台以及持股计划，深度绑定核心员工，提高公司凝聚力和竞争力， 有利于公司的长远发展。

公司持续定增扩产，新增产能配合公司业务发展。公司自上市以来，多次募集资金发展齿 轮相关业务。2015 年 5 月公司定增 12 亿元，应用于新能源传动齿轮产业化、工业机器人 RV 减速器产业化、自动变速箱产业化等项目。2017 年公司发布可转债项目，针对自动变 速器进行扩产。2022 年公司非公开发行 7270.57 万股，募集资金总额达 19.88 亿元，主 要用于配套蔚来等新能源车企的新能源传动齿轮相关业务。

配合公司产能扩张，公司生产基地以点带面，为公司赋能。公司全资浙江双环、双环嘉兴、 江苏双环，部分控股重庆神箭，2023 年 7 月 5 日，公司公告，拟通过下属公司在匈牙利 投资建设新能源汽车齿轮传动部件生产基地，该项目计划投资总金额不超过 1.2 亿欧元。

2、电动化加速齿轮外包趋势，公司乘风而起

2.1 新能源车用齿轮外包为大势所趋

齿轮作为绝大部分机械成套设备的主要传动部件，按照使用场合不同分为车辆齿轮和工业 齿轮。其中，车辆齿轮市场约占整个齿轮市场的 62%，价值一般占整车总价的 7%-15%；工 业齿轮包括工业通用齿轮和工业专用齿轮，工业用车轮装置多为定制化产品，需随主机要 求特殊设计配套，仅有小部分为系列化标准产品。

中国齿轮行业保持稳定增长趋势，2011-2022 年年均复合增长率为 5.77%，市场规模在 2022 年达到 3300 亿元。根据《盛安传动招股说明书（申报稿）》，国际齿轮市场每年规模超过 千亿美元，预计 2026 年国际齿轮总体规模将突破 1500 亿美元。

车用齿轮被应用于汽车动力模块中，为汽车的提供行进与转向等运动。（1）燃油车：齿轮 数较多，主要分布在发动机、变速器、减速器、差速器和油泵中，且不同车型的价值量差 距较大。（2）新能源汽车：与传统燃油汽车不同的是，新能源汽车简化掉了变速器这一结 构。常规的纯电车一般有四大齿轮，分别为电机轴的输入齿轮、中间轴齿轮组件和主减速 齿轮，主要分布在驱动电机、差速器与减速器中，用于降低驱动电机的转速，提高转矩， 提高电机与电车行驶的适配度等。

新能源车使用齿轮数量较燃油车减少。传统燃油车的传动结构较为复杂，包括发动机、离 合器、变速器、传动轴和差速器五个部分，单车齿轮用量为 10-12 个，单车价值量约 1200 元；新能源车的传动结构则较为简单，取消了变速器模块，单车齿轮用量 5-7 个，单车价 值量约 600 元。

新能源车占比提升，带动新能源车用齿轮空间高增长。近年来，由于燃料消耗、排放等问 题不断凸显，燃油车的未来发展空间受到了越来越大的限制,加之国内政策的支持与电动 车本土品牌的高速发展，新能源车逐渐获得了越来越多消费者的青睐。随着汽车市场中新 能源车占比的提升，新能源乘用车齿轮市场规模迎高增。关键假设：

单价：参考公司乘用车齿轮 2022 年出货均价，未来按照每年 2%的速度下降。

新能源车用齿轮采用外包模式，独立第三方齿轮厂商迎来新的机遇。在传统燃油车时代， 主机厂出于供应链保护和提高附加值的考虑大多选择自制变速箱及车辆齿轮，同时向关系 密切的一级供应商采购传动系统部件，从而导致国内燃油车齿轮市场中第三方供应商的集 中度低。而在当下电动智能化的趋势下，电驱动系统对齿轮的设计要求较传统燃油车更高， 大幅地提高了行业的技术门槛；其次，由于主机厂将更多研发精力倾向于电驱动系统的整 体设计与方案解决、动力电池、智能座舱、自动驾驶等方面，齿轮作为整车的子零部件， 其外包化趋势显著，独立第三方齿轮厂商迎来新的机遇。

2.2 新能源车齿轮技术升级，行业竞争格局集中化

相较传统燃油车用齿轮，新能源汽车对齿轮精度和齿轮啮合要求更高。新能源汽车的传动 总成核心组件包括减速器、齿轮组、高速轴承等。电机转速相较传统燃油车要求更高，转 速达 10000-18000 转/分以上，新能源汽车减速箱里的齿轮在转速、扭矩、静音上的要求 更高。根据国标 GB/T10095.1-2008 齿轮精度划分，电动车齿轮的精度等级一般为 4-5 级， 传统燃油车齿轮精度一般为 6-7 级。

电车齿轮对齿轮表面、合度、压力角、齿轮精度等提出更高的要求。电机输入轴转速提升 导致传动齿轮电机输入轴转速提升导致传动齿轮转速提升、瞬时速度波动较大，更高的冲 击载荷易影响传动的平稳性，使得齿轮更易受到磨损，寿命减少、噪音提高。 新能源减速器齿轮工艺技术存在较高壁垒，热处理、磨齿是核心工艺。对于高精齿轮，热 处理能够增加齿轮表面硬度，加强产品机械性能，齿轮在热处理过程中的变形直接影响了 齿轮的精度、强度、噪声和寿命，占齿轮工艺难度的 40%；磨齿属于精加工工序，通过对 齿轮的微观修型，提高齿轮精度和表面光滑度，减少噪音。

当下国内齿轮企业仍以中低端制造为主，中高端齿轮供应商较为稀缺。根据中国机械通用 零部件工业协会统计，按照工艺水平高低区分，则 2019 年，国内齿轮高、中、低端产品 比例约为 25%/35%/40%；按照生产产品企业区分，则当下生产高、中、低端产品的企业比 例约为 15%/30%/55%。

产能上：国内第三方新能源车用齿轮供应商中，公司具有较强先发优势。齿轮的制造产能 建设周期长、资金需求量大。公司自 2015 年起提前布局新能源，通过前期自建厂房和购 置国外先进设备，不断试验生产工艺，形成自身独到的工艺 know-how，具备先发优势；并 建成了可满足当下及一定前瞻性需求的产能，与战略客户构建快速响应、协同共生的合作 关系。大规模、多基地的项目投资形成了在一段时期内企业的“护城河”。正是由于公司 管理层前瞻眼光，敢于投入，奠定了公司在新能源汽车齿轮设计与制造的领先地位与先发 优势。

公司长期聚焦机加工齿轮，拥有较强精密制造技术和设备优势。工艺方面，公司在啮合精 度、耐磨性、抗疲劳、减振降噪等工艺方面经验丰富，已实现 4 级以上精度齿轮的大批量 制造能力；设备方面，公司目前拥有公司深度绑定核心供应商 KAPP，拥有 251 台高效高 精度数控磨齿机。

公司齿轮业务规模领先业内可比公司。从竞争格局看，国内第三方齿轮供应商主要包括公 司、精锻科技、蓝黛科技和中马传动。产品方面，公司与竞争对手主营产品侧重点不同， 公司产品向高精度齿轮拓展，是国内较为稀缺的高精度齿轮供应商。规模方面，公司齿轮 年产量更高，规模效应更强。

公司集中优势资源，专注 A0 级以上车型高精齿轮制造，凭借多年与国内外客户在高品质 传动件上的合作经验以及高精度齿轮的技术与生产管理优势，获得全球领先电动车制造企 业、比亚迪、蔚来、上汽、广汽等头部主机厂客户以及日电产、汇川、麦格纳、博格华纳 等电驱系统厂商高度认可。2022 年公司新能源乘用车齿轮出货 1348 万件，我们估算公司 在全球电动车减速器齿轮市场份额约 20%。

2.3 重卡 AMT 渗透率加速，公司绑定核心客户

技术、经济、政策等因素加持下，重卡 AMT（自动机械式变速箱）渗透率迅速提升。相较 于欧美 80%以上的 AMT 渗透率，我国的 AMT 重卡的渗透率相对较低，2020 年开始，伴随着 外资成熟技术的引进和自产 AMT 重卡的量产，中国的 AMT 重卡进入到快速增长期。

AMT 国产化落地，公司与采埃孚合作多年，先发优势明显。国内重卡自动变速箱发展过程 中，采埃孚于 2015 年将传胜（TraXon）自动变速箱引入中国市场，成为了中国市场的第 一款成熟的自动变速箱，并于 2019 年与北汽福田合资建厂实现了 TraXon 的国产化。除此 之外，法士特、重汽的 S-AMT、解放、东风的龙擎等国产 AMT 已经在卡车上正式服役，加 速 AMT 重卡的推进。公司作为采埃孚的国内首家以及核心齿轮供应商，受益于采埃孚在国 内自动变速箱的市场份额较大，公司有望在 AMT 重卡推进的过程中不断扩大产能和提高产 品能力。

3、公司精密减速器厚积薄发，有望打开公司新的成长曲线

3.1 工业机器人精密减速器国产替代加速进行

减速器是一种精密的动力传动机构，其利用齿轮的速度转换器，使伺服电机在一个合适的 速度下运转，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。根据其传动原理将减速器分为两类： 一般齿比减速和少齿差减速。 一般齿比减速：主要依靠输入轴小齿轮和输出轴大齿轮啮合形成的减速，主要包括圆柱齿 轮减速器、蜗轮蜗杆减速器。 少齿差减速：少齿差传动中，两轮的齿数差通常为 1~4，依靠特殊的传动结构或传动级数， 达到较高传动比。少齿差减速器主要包括行星减速器、三环减速器、摆线针轮减速器、谐 波减速器、滤波减速器。

精密减速器被广泛用于工业机器人。精密减速器被广泛应用于工业机器人，技术壁垒高、 成本占比大，是影响机器人性能的核心因素。按照结构主要分为 RV 减速器和谐波减速器， 其他小部分还有行星减速器、摆线针轮减速器。RV 减速器由于具有更高的刚度和回转精 度，一般放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置；谐波减速器一般放置于放置在小臂、 腕部或手部。

RV 减速器通常为 2 级减速机构，由第一级行星传动和第二级摆线针轮行星传动组成。主 要结构包括输入轴、行星轮、曲柄轴、摆线轮、针齿轮和行星架；因此兼具行星减速器和 摆线针轮减速器优势，具有传动刚度高、传动比大、传动平稳、惯量小、输出转矩大、体 积小、抗冲击力强等特点。

谐波减速器是基于柔轮的弹性变形原理的一种传动机构，由柔轮、刚轮和波发生器三个基 本构件组成。波发生器可以按照一定的变形规律，在运动过程中产生周期行变形波；柔轮 是一个薄壁构建，前段是一个带齿的圆环，由于柔轮的内壁半径小于波形发生器的半径， 当波发生器装入柔轮前段时，会使得柔轮的前段发生变形，使得柔轮和钢轮接触。刚轮是 一个内侧带齿的结构，由于柔轮和刚轮存在齿数差，当波发生器转动时，柔轮会和刚轮产 生啮合作用。谐波减速器具有结构紧凑、体积小、质量轻、传动比范围大等特点。

全球精密减速器市场被日本两大减速器巨头垄断。日本在高精度机器人减速器具备绝对领 先优势，目前全球机器人行业 75%的精密减速器被日本的纳博特斯克和哈默纳科两家垄断； 其中，纳博特斯克、住友、SPINE 主要集中在 RV 减速器市场，哈默纳科主要集中在谐波减 速器市场。

国产谐波减速器替代趋势相对明显，国产 RV 减速器接受度正在提高。从产品类型来看， 国产谐波减速器替代相对明显，目前已涌现如绿的、来福等优质厂商，2021 年，仅绿的谐 波已达到 25%的市场份额。相较之下，RV 减速器有较高的技术和投资门槛，减速器龙头厂 商纳博特斯克占据一半以上市场份额，剩余竞争格局较为分散，如双环传动、南通振康、 中大力德等开始出现。

通常，多关节机器人第一关节到第四关节全部使用 RV 减速器，轻载工业机器人第五关节 和第六关节有可能使用谐波减速器，重载工业机器人所有关节都需要使用 RV 减速器。平 均而言，每台工业机器人使用 3.5 台 RV 减速器、2.5 台谐波减速器。根据产业调研信息， RV 减速器单价约 3000 元，谐波减速器单价约 1200 元。考虑到我国制造业广阔的自动化 升级空间，预计 2023-25 年我们工业机器人销量增速分别为 10%、15%、15%。不考虑存量 替换，我们预计 2025 年我国工业机器人减速器市场规模 59.5 亿元，其中 RV 减速器、谐 波减速器市场规模分别为 46/13 亿元。

3.2 人形机器人有望孕育精密减速器需求新市场

明星科技公司发力人形机器人，掀起智能机器人浪潮。继特斯拉 2022 年在 9 月 30 日 AIDAY 上发布首款人形机器人原型机 Optimus（擎天柱）后，小米于 2022 年 8 月 11 日正式亮相 全尺寸人形仿生机器人 CyberOne。明星科技公司入局人形机器人赛道，将激发更多的人 和资金进入人形机器人相关产业，将加速产业迭代升级。马斯克将人形机器人商业化，应 用于工厂、家庭服务等场景，将促使人形机器人快速发展。

人形机器人相较于工业机器人而言，自由度更多，因而所需的精密减速器数量更多。以特 斯拉 Optimus 人形机器人为例，其躯干部分共有 28 个运动关节方案，其中有 14 个旋转执 行器和 14 个线性执行器。其中旋转执行器主要由无框力矩电机+精密减速器构成。人形机 器人市场爆发有望打开精密减速器新需求。 根据《国内外双足仿人机器人执行器综述》，人形机器人的驱动单元主要包括了刚性驱动、 弹性驱动和准直驱驱动三种，刚性驱动器在双足人形机器人率先应用，设计理论也相对成 熟，在传统的双足机器人、工业机器人、协作机器人和工业精密转台等方面得到广泛应用， 但受到电机装置功率密度限制。弹性驱动器由于弹性体的引入，系统驱动不足，给控制带来了难度，尤其是在机器人前置使用时，机器人整机的运动控制比较难实现。准直驱动驱 动器是最近几年新兴技术，发展迅速，并有很多产品得到应用，但面临机器人断电后，驱 动器回到如何机械零位的问题。

当下刚性驱动单元和弹性驱动单元多采用谐波减速器。根据《国内外双足人形机器人驱动 器研究综述》，当下以传统刚性驱动单元为关节模组的机器人产品中主要采用谐波减速器。 当下刚性驱动单元整体设计方面已经较难有创新，预计未来更多研究集中在电机和减速器 整体优化设计上。

准直驱驱动单元多采用精密行星减速器。准直驱驱动器依靠驱动器电机开环力控，不依赖 于附加力和力矩传感器，就可以本体感知机器人外界的交互。其驱动单元最理想的是采用 电机直接驱动，但受限于当前电机工艺和技术，电机直驱驱动器的扭矩密度不能满足机器 人应用需求，因此目前折中采用电机加低传动比行星减速器方案。当下该种驱动单元已应 用在四足机器人或小型双足机器人中。

人形机器人减速器选择应满足兼具轻小化、较高额定输出扭矩的要求。根据《高扭矩仿人 机器人驱动单元研究》，输出扭矩高的驱动单元往往外形尺寸更大，但在面向多自由度、 小体积仿人机器人应用时会导致关节庞大笨重，严重影响机器人的运动性能；而较小体积 的驱动单元其扭矩密度较小，会导致人形机器人无法胜任负载需求较高的任务，从而限制 机器人应用场景。由驱动单元的情况可以看出对减速器选择上应兼顾输出扭矩高的同时质 量和尺寸更小的要求。因此，在保证小尺寸、质量轻的同时能够额定输出较高扭矩的情况 下，行星减速器、谐波减速器以及 RV 减速器应用符合条件。 海外供应商产能落地节奏偏慢，战略重点不在国内，以全球 RV 减速器龙头为例，目前拥 有日本本津工厂和中国常州工厂两大生产基地，总产能约 100 万台/年。纳博特斯克计划 在滨松市第三都田地区建设新产能，到 2026 年新增 100 万台/年产能，主要产能集中在日 本，国内产能较为紧缺，且扩产速度较慢。相反，国产品牌凭借产品质量提升以及本地化 协同优势，国产替代趋势明显。

3.3 公司精密减速器业务实力强劲，有望开辟新的成长空间

公司借助高精度齿轮优势，发展 RV 减速器业务，已成为国产实力强劲的 RV 龙头，当下市 占率国内仅次纳博特斯克。公司 2013 年开始布局工业机器人 RV 减速器业务，2016 年小 批量出货，2018 年与埃夫特建立战略合作，形成 10000 套减速器供货协议，目前国内下 游客户主要有新松机器人、埃斯顿、埃夫特等国产机器人厂商，国际客户目前处于沟通阶 段。公司先进研发构筑技术壁垒，已形成工业机器人用全系列 RV 减速器产品。

公司技术储备深厚，产品对标海外龙头纳博特斯克。公司 RV 减速器在精度噪音、使用寿 命等部分性能上与纳博特斯克基本相当。公司享有高精度小偏心曲轴双顶磨削技术、强力 高效摆线磨齿技术等精加工及配套技术。 从 RV 减速器到谐波减速器，形成高精度减速器的全链条产业化能力，机器人减速器业务 收入快速增长。2020 年公司设立子公司环动科技，并将机器人减速器业务划归其下运营， 目前公司已逐步实现 6-1000kg 工业机器人所需精密减速器的全覆盖。借力于 RV 的技术与 市场的协同效益，2018 年公司开始研制谐波减速器，2021 年通过客户验证，2022 年新业 务谐波减速器已形成多个型号产品的批量供货，产品性能获得客户认可。为不断丰富产品类型，环动科技在原有的谐波产品基础上开发出 3 大衍生新型号谐波减速器。2022 年， 环动科技收入 1.76 亿元，同比增长 88%。

引入国家制造业转型升级基金及先进制造产业投资基金等战略投资者，有助于环动科技的 长远健康发展。2023 年 1 月 13 日，公司同意环动科技引入国家制造业转型升级基金股份 有限公司、先进制造产业投资基金二期（有限合伙）、玉环市国有资产投资经营集团有限 公司等共 7 家投资者进行增资扩股，合计增资 2.9 亿元。2023 年 5 月 8 日，自然人吴长 鸿、张靖分别直接持有环动科技 6.7417%、8.7336%的股权，两位股东拟将其直接持有的环 动科技合计 2.3333%股权（其中：吴长鸿转让比例为 1.0000%，张靖转让比例为 1.3333%） 转让给先进制造产业投资基金二期（有限合伙）等共 5 家投资者。两次增资后，公司持有 环动科技约 61.2886%的股份。本次股权转让引入部分投资者作为环动科技的新股东，有 助于进一步优化环动科技股东结构，促进其快速稳健发展。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）