2024年兆威机电研究报告:深耕微传动二十载,新领域曙光已现
- 来源:华泰证券
- 发布时间:2024/11/29
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兆威机电研究报告:深耕微传动二十载,新领域曙光已现。兆威机电专注于微型传动系统、精密注塑件和精密模具领域,产品广泛应用于汽车电子、XR等领域,已成为国内微型传动系统龙头企业。在汽车电子提供营收基本盘的情况下,公司布局的人形机器人灵巧手电机模组产品,有望开辟公司远期第二增长曲线。汽车电子夯实营收基本盘,头部客户资源在手先发优势明显微型传动系统广泛用于汽车电子领域。随着新能源车智能化水平的提高,我们预计2025年汽车电子领域微型传动市场空间为276亿元/yoy+29%。公司在该领域产品矩阵完善,同直径微型齿轮箱产品性能不输国际领先的IMSGear。凭借与博世/比亚迪/蔚小理等厂商多年合作经验和技术...
兆威机电:微型传动龙头企业,下游领域持续拓展
深耕微型传动系统二十载,产品应用领域广泛
兆威机电成立于 2001 年,深耕微型传动系统行业 20 余年,其发展历程可分为三个阶段: 第一阶段(2001-2008 年,创立初期):2001 年 4 月 19 日兆威正式成立,适逢国内日本马 达厂零部件采购本土化转型,公司为日本松下、尼康等公司提供精密、微小、超薄的马达 零部件和齿轮部件。2008 年公司业务从马达精密零部件进一步拓展至汽车配件领域,成为 德国博世供应商,实现 ABS 刹车、IPB 等系统配套供货。 第二阶段(2009-2017 年,快速发展期):自 2009 年,兆威进入快速发展阶段,产品拓展 至微型齿轮箱。2011 年公司制定汽车电子、通讯、医疗器械、智能家居、服务机器人的产 品策略发展方向,为客户定制开发微型传动系统核心部件。2012 年公司成为华为 4G、5G 基站天线传动机构供应商。2015 年,公司成功研发 3.4mm 直径微型减速齿轮箱,奠定其 行业领先地位。 第三阶段(2018 年以来,持续拓展期):2018 年,公司开始组建电子控制团队,拓展驱动 齿轮箱产品,成为全方案解决商。2020 年,兆威在深交所主板上市,并在德国设立孙公司, 进一步拓展海外市场。2021 年,兆威在苏州高新区设立全资子公司苏州兆威,扩大华东地 区生产供货能力,同时开拓 XR 等新兴赛道。2023 年,公司进入人形机器人赛道,布局灵 巧手业务。
公司产品应用领域广泛,微型传动系统是其第一大业务。公司主要产品为微型传动系统、 精密注塑件和精密模具及其他,可应用于汽车电子、医疗和个人护理、工业自动化、智能 消费、通信等领域。从营收结构来看,2017 年以来,微型传动系统为公司第一大业务,2019 年受益于智能手机升降摄像头方案,微型传动系统营收大幅提高,营收占比超 80%,后续 随着采用升降摄像头方案的手机新品减少而占比下降,但始终保持在 60%以上;精密零件 为公司第二大业务,营收占比约为 20%-30%。

(1)微型传动系统:属于工业“四基”(核心基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺 和产业技术基础)中的核心基础零部件,其作用是将动力装置提供的动力进行转换并传递 给执行机构。微型传动系统主要由微型电机与齿轮箱两个模块组成,主要部件包括微型电 机、外壳、齿轮、支架、轴承、轴等。与传统传动系统相比,微型传动系统主要材料为工 程塑料和金属粉末材料,采用模具成型工艺,具有质量轻、能耗低、生产效率高等优势, 能够更好地适应下游行业对微型传动系统的精密控制、微型化、轻量化、低成本、低噪音、 大规模生产等多方面需求,应用领域涵盖移动通信、汽车电子、智能家居与机器人、医疗 与个人护理等。
(2)精密零件:主要用于汽车电子、移动通信等对零件精密程度、复杂程度要求较高的领 域,在汽车电子领域主要包括发动机节气门执行器中的耐高温齿轮零部件、ABS 刹车系统 的高精密部件等;在移动通信领域包括 4G 通信基站的高精密组件、5G 通信基站的振子塑 胶组件、光纤通讯的高精密连接器部件等。
(3)精密模具及其他:主要用于为客户定制化开发和生产新产品,通常不单独对外销售。 按模具成型工艺划分,公司精密模具产品可分为塑料注射模、金属粉末注射模、粉末冶金 压制模等。
汽车电子取代消费电子成为业务基本盘,期间费用率趋于稳定
2021 年前消费电子为公司主要下游,后汽车电子取而代之,2023 年营收占比超 50%。2018 年智能手机行业掀起全面屏热潮,主流手机厂商采用升降式摄像头方案,使得公司用于手 机摄像头升降模组的微型传动系统营收大幅增加,2018、2019 年营收和归母净利润同比大 幅增长。2020 年,受疫情影响手机行业整体出货量有所下降,叠加采用升降式摄像头方案 的手机减少,营收和归母净利润下滑明显。2021 年,公司受全球芯片紧缺、国际原材料价 格上涨及疫情等因素影响,业绩进一步下滑。但公司积极拓展汽车电子领域,业务占比持 续提升,2023 年汽车电子营收占比超 50%,在智能消费/通信/医疗和个人护理/其他同比 1.68%/-26.84%/-40.34%/-20.98%的情况下,汽车电子营收逆势大幅增长 33.43%。
2021 年以来公司毛利率与净利率稳中有升,费用结构趋于稳定。2018、2019 年公司毛利 率下降主要系智能手机摄像头升降模组放量,低毛利的微型传动系统收入占比提高,拉低 整体毛利率。2021 年受原材料价格上涨和疫情等宏观因素,毛利率和净利率下滑明显。后 续随着公司产线自动化水平提升并推进降本增效,净利率呈现稳中有升态势。在期间费用 率方面,2021 年公司积极拓展行业销售渠道并引入管理人才导致销售费用率和管理费用率 大幅提升,同时公司通过将闲置资金购买理财产品带来大量利息收入。2021 年后,公司期 间费用率趋于稳定, 2023 年 销 售 费 用 率 / 管理费用率 / 财 务 费 用 率 分 别 为 3.55%/5.39/-2.89%/10.67%,同比-0.39%/-0.05%/+0.22%/+0.49%。
传统行业夯实营收基础,国内外客户资源赋予公司先发优势
汽车电子领域:汽车电动化与智能化浪潮为微型传动打开空间
汽车电子领域广泛使用微型传动系统,产品覆盖汽车全身。微型传动系统在汽车电子领域 的应用覆盖汽车车身以及车舱内部,在车身主要应用于进气格栅、大灯调节、指纹锁、门 把手、尾门、尾翼、全景天窗、ABS 等;而在舱内主要应用于座椅调节、EPS 电子方向盘 助力、HUD 显示屏、仪表、风门调节等。
汽车智能化、电动化趋势下汽车电子蓬勃发展。随着汽车工业的创新以及电子信息产业的 不断成熟,尤其是新能源、无人驾驶等技术的快速发展,消费者对汽车的动力性、经济性、 可靠性、安全性、舒适性提出了更高的要求,汽车逐渐从出行工具向“第三生活空间”转 变,呈现节能化、智能化、电子化、轻量化的发展趋势,使得电子装置在汽车中的应用愈 发普遍。根据前瞻产业研究院,我国汽车电子市场规模稳步提升,2021 年汽车电子市场规 模为 1104 亿美元,2026 年预计将达到 1486 亿美元,CAGR 为 6.12%。
我们预测中国 2025 年汽车电子微型传动系统市场空间将超 275 亿元。根据阿里巴巴兆威 机电商城,汽车电子类产品大多位于 50-200 元挡位,若整车全部采用,并且考虑后视镜、 座椅、车灯等产品用量两个以上及其他产品应用,预计单车价值量将超过 2000 元。我们假 设,未来两年中国新能源车销量为 1020/1253 万辆(华泰电新《看好出海、新技术与盈利 反弹机会》,2024 年 6 月 19 日);微型传动单车价值量从 2023 年的 2000 元上升至 2025 年的 2200 元。据此我们预计,2024/2025 年中国汽车电子微型传动系统的市场空间分别为 214.2/275.66 亿元,同比+30.93%/+28.69%。
在汽车电子微型传动领域,IMS Gear、德昌电机和兆威机电均有产品布局。德国 IMS Gear 成立逾百年,最初为当地钟表行业提供精密零部件,1992 年进军汽车行业,公司产品可应 用于汽车电子多个领域,包括汽车座椅、刹车、转向系统、车窗、电动尾门等。德昌电机 于 1959 年在香港成立,作为全球领先的精密电机、运动子系统及相关机电组件供应商,服 务于汽车工业以及其他工业和消费品应用领域,在汽车闭合系统、动力传动系统、发动机、 转向与底盘系统均有产品布局。兆威机电为汽车电子行业提供精密零件以及微型传动系统、 微型驱动产品,包括各类执行器、智能化电子驱动控制、运动控制系统等核心部件及驱动 解决方案,如车载运动屏幕、汽车隐藏门把手、汽车主动式升降尾翼、汽车热管理执行器、 车载雷达、电子驻车(EPB)等。
产品性能不输国际领先企业,具备供应商认证壁垒
对标国际领先企业,兆威汽车电子产品性能表现优异。在同等直径下,公司在汽车电子领 域应用的高性能行星减速箱在转矩、转速等方面显著优于德国 IMS Gear,产品性能表现优 异。凭借多年的技术沉淀,公司微型行星齿轮箱直径可小至 3.4mm,处于世界领先水平, 目前全球 IMS Gear 和公司的齿轮技术可达到直径 5mm 以下。

公司已进入汽车行业头部客户供应商体系,具备先发优势和认证壁垒。公司在汽车电子领 域的主要客户为德国博世等汽车零部件企业,比亚迪、长城等传统车企,以及蔚来、小鹏、 理想等新势力车企。凭借多年的合作基础,公司与头部客户形成了稳定的合作关系。由于 供应商资质认证时间长且复杂,头部客户不会轻易更换供应商,公司具备先发优势和认证 壁垒。随着新能源汽车渗透率的提升以及自主品牌的崛起,公司微型传动产品有望显著受 益。
通信领域:宏基站建设接近峰值,小基站带来新增量
5G 基站天线采用 RCU 微型传动模组进行远程网络调整。RCU 微型传动模组主要应用于 5G 通信基站电调系统,其主要功能是实时调节通信基站天线下倾角,快速进行远程网络调 整,提升网络优化的效率和质量。RCU 微型传动模组一般安装在天线外面,由控制电路、 驱动马达和传动机构组成。驱动马达一般采用数控的步进马达;驱动结构主要包括一个齿 轮,该齿轮与传动杆咬合,齿轮在马达驱动下拉动传动杆,从而改变天线的下倾角,快速 进行远程网络调整,提升网络优化的效率和质量。
5G 宏基站建设接近峰值,小基站将成为建设重点。按照信号覆盖范围大小,5G 基站分为 宏基站和小基站,小基站又可进一步分为微基站、皮基站和飞基站。宏基站体积大、信号 覆盖范围广、承载用户数量多,主要解决室外的远距离连续广度覆盖;小基站体积小、信 号覆盖范围小,但部署灵活、成本便宜,可作为宏基站的补充部署在室内,实现弱信号和 盲区内的深度覆盖。在过去几年中,我国 5G 基站快速扩张,主要以宏基站为主,截至 2024Q2, 我国 5G 基站建设数量达到 391.7 万个,占比从 2021Q1 的 8.76%上升至 2024Q2 的 32.97%, 建成了全球规模最大、技术领先的 5G 网络,实现了所有地级市和县城城区的全方位覆盖。 目前宏基站建设已基本接近峰值,后续要进一步提升 5G 网络的覆盖范围,实现深度覆盖, 建设重点将以小基站为主,起到“补盲补热”的作用。
考虑小基站市场空间后,我们预计我国 5G 基站微型传动系统和精密注塑件市场空间有望 维持稳定。根据中商产业研究院,2019 年我国 5G 基站建设数量为 13 万座,其中华为市 占率 59%,约 7.67 万座。根据公司招股说明书,2019 年公司向华为提供用于基站的微型 传动系统和精密注塑件销售收入合计为 5116.39 万元。因此我们计算得出,单座基站使用 的微型传动系统和精密注塑件价值至少约为 667 元。未来 5G 基站新建数量,我们参考前 瞻产业研究院预测数据。我们假设未来 RCU 产品价格降低,保守估计为 600 元;微型传动 系统和精密注塑件在宏基站和小基站中的价值量相同。我们预计,2024/2025/2026/2027 年我国基站领域微型传动系统及精密注塑件的市场空间分别为 4.98/5.16/5.22/5.16 亿元, 同 比 -7.78%/3.61%/1.16%/-1.15% ,维持稳定 , 其 中 小 基 站 , 其 市 场 空 间 为 2.10/2.76/3.36/3.60 亿元,同比+16.67%/+31.43%/+21.74%/+7.14%。
在通信基站领域,兆威机电、美特精密、正元电机均有布局,但侧重点不同。在通信基站 领域,美特精密提供行星减速电机、直流减速电机、无刷电机等微型电机产品。正元电机 的产品主要包括直流减速电机和齿轮减速马达。而兆威机电提供基站电调天线核心零部件 RCU 调节模组以及天馈传动模组,用于远程调节天线辐射信号的下倾角。各家在通信领域 产品布局重心不同。
布局全套电调天线传动方案,绑定通信领域头部客户
兆威为电调天线传动系统提供全套解决方案,较竞争对手产品谱系更加全面。公司在通信 基站领域的竞争对手主要产品为微型电机,而兆威能够提供综合齿轮传动机构、电机、驱 动的 RCU 传动模组一整套解决方案。公司该方案可根据人流使用的带宽流量智能调整基站 天线的仰角方向,提升小区的大覆盖、小覆盖和主覆盖范围,解决 5G 通信基站中天线实时 监控和有效管理问题。同时,公司经过齿轮齿形修正和选材的考究,提高了产品质量和使 用寿命,使其能在各种环境和气候下正常使用。
与通信行业头部客户建立稳定合作关系,公司有望受益于小基站发展。目前公司与华为、 康普、罗森博格等通信行业头部客户均有密切合作关系,凭借多年的行业经验积累以及团 队技术沉淀建立长期稳定的合作关系,具有较高的客户粘性。随着 5G 基站建设重点转向小 基站,公司 RCU 传动模组有望显著受益。
智能家居领域:渗透率仍低于发达国家,微型传动大有可为
大众对生活便利性的追求推动智能家居快速发展,为微型传动系统提供广阔市场。随着国 民收入的提高以及现代生活节奏加快,人们越来越重视时间的效率以及生活的便捷性,智 能家居迎来快速发展的黄金时期。智能家居通过自动化和智能化技术,减少人们在日常家 务中的时间投入,提高生活效率。随着智能家居行业的发展,微型传动系统凭借其体积小 巧、传动精确等优势在智能家居中的应用愈发广泛。目前,微型传动系统可应用于主流智 能家居产品,包括洗地机驱动系统、扫地机驱动系统、电动窗帘、冰箱门开合驱动系统等。
2023 年中国智能家居市场突破 7000 亿元,但普及率仍低于发达国家。随着我国收入水平 的提高以及对家居便捷性、舒适性、智能化的需求增加,智能家居渗透率不断提高。根据 中商产业研究院,2017 年中国智能家居市场规模为 3254.7 亿元,截至 2023 年已达到 7157 亿元,CAGR 为 14.03%。在全球智能家居行业,欧美等发达国家引领了全球智能家居市场 的发展。目前智能家居产品在国内的推广及普及率远低于欧美等发达国家,根据 Statista 的数据,2023 年德国/美国/日本智能家居产品普及率分别为 37.65%/36.20%/31.02%,远 超我国 19.13%的普及率。
兆威机电、力嘉精密、德昌股份和禹顺智能均为智能家居行业提供智能化驱动解决方案。 兆威机电在智能家居行业的主要业务包括扫地机器人、智能门锁、智能电视、洗地机等产 品驱动系统,目前均已经实现批量销售。力嘉精密专注于塑胶齿轮及部件、电动齿轮箱设 计和制造,凭借多年研发设计经验,为智能家居提供解决方案,应用场景包括电动搅拌器、 榨汁机、智能吸尘器、智能窗帘等。德昌股份主要从事小家电及汽车 EPS 电机的设计、制 造与销售,依托其自主开发的高效节能电机技术,积极推进智能小家电业务开拓,推出吸 尘器、加湿器、塔扇等产品。禹顺智能为智能遮阳、智能门窗等提供电机与控制系统产品, 产品涵盖智能窗帘电机、门窗控制系统、晾衣机电机及控制系统、智能中控主机。
智能驱动与精密传动一体化发展,与头部厂商长期保持合作关系
公司驱动传动一体化发展,扩大产品差异化竞争优势,为客户提供一站式服务。公司以电 机-齿轮箱-控制器集成解决方案为主要发展方向,实现驱动系统和传动系统的一体化,从而 使装配工艺更加简洁、方便,整机系统运转性能也更加稳定、可靠,能够为下游客户提供 一站式服务。凭借着对智能家居行业的深刻理解以及“精密部件+传动系统+控制系统”平 台的竞争优势,公司较竞争对手体现出了差异化的竞争优势。
手握头部厂商资源,公司积极参与家居产品智能化转型。公司主动涉足各类新兴家居产品 和智能化转型的传统大中型家电产品,与智能家居产业链中游知名头部智能单品厂商、全 屋智能厂商以及传统家电厂商合作开发智能化高端产品,推动实现“全屋智能”。公司在智 能家居行业的主要客户包括 iRobot、天津追觅、宁波杜亚、合肥京东方等头部厂商,随着 传统家电的智能化渗透以及智能家居平台的搭建与创新,对智能单品及部件进行智能交互 与控制的要求提升,微型传动系统有望迎来广阔的应用市场。
新兴领域:XR/人形机器人曙光已现,微型传动市场星辰大海
XR:IPD 瞳距调节模组至关重要,2027 年全球市场空间超 28 亿元
XR 包括 VR、AR 和 MR 三种技术。扩展现实(Extended Reality,XR)是指通过计算机 技术和可穿戴设备产生真实与虚拟结合、能够实现人机交互的环境。按照与现实世界交叉 重叠程度的不同,XR 可分为三种技术路径:虚拟现实(Virtual Reality,VR)、增强现实 (Augmented Reality,AR)和混合现实(Mixed Reality,MR)。VR 以声音和视觉为主导, 通过头显设备使人完全进入由计算机生成的虚拟环境中,用户与现实世界的交叉重叠程度 低;AR 是在真实世界中叠加虚拟物体,将虚拟信息映射到现实环境中;MR 结合 VR 和 AR 技术,通过将现实世界数字化并与虚拟世界融合产生新世界,实现虚拟物体和现实世界的 对象共存并且可以实时交互。
VR/MR 需解决瞳距不匹配导致的头晕问题,IPD 瞳距调节模组设备是其重要部件。在 VR/MR 设备的使用过程中,头晕问题是影响用户体验的一大难题,产生头晕的一个主要原 因是瞳距不匹配。瞳距是指两只眼睛瞳孔中心点之间的距离,会因年龄、性别、人种和体 型等因素而产生差异。当前 VR/AR 设备大多采用双目显示,具有两组分别与左眼和右眼相 对应的透镜组件,当透镜、人眼和屏幕中心处于同一直线时成像最清晰。瞳距不匹配即两 个透镜间的距离与瞳距产生偏差,使得屏幕成像重叠、画面变形模糊,导致用户视疲劳和 晕眩。在 VR 设备中主要通过 IPD 调节系统解决瞳距不匹配问题,IPD 系统通过微型传动 模组调节屏幕显示中心、透镜的距离使之与用户的瞳距相匹配以达到最佳成像效果。

IPD 调节系统呈现“手动调节-电动调节、有级调节-无级调节、双目一体调节-单目独立调 节”的发展趋势,持续提升调节精确性和用户体验感。有级调节通常设置几个调节档位, 用户根据需求自行选择;无级调节允许在一定范围随意调节。瞳距调节技术不断进步,呈 现出手动调节向自动调节发展,有级调节向无级调节发展的趋势。2022 年 Pico 4 发布,首 次采用电机驱动无级调节,提高了瞳距调节的精确性和用户体验感。当前主流设备的 IPD 系统大多采用双目一体调节,即两个透镜同时调节。2023 年 6 月发布的 Vision Pro 首次采 用单目独立调节方案,通过两个微型传动系统适配左右眼不同需求,进一步提高调节的精 确性,有望成为主流方案。
VR 销量短期承压,未来星辰大海。2020 年 9 月 Oculus Quest 2 发布,凭借其极高的性价 比带动 VR 设备销量大幅增长,但由于消费级 VR 偏小众,3D 沉浸式优势所配套的内容资 源还不够丰富,并且换机周期长,缺乏重点内容驱动硬件升级和消费者换新导致近两年来 VR 设备销量负增长。根据 Wellsenn XR 的数据,2023 年全球 VR 设备销量分为 753 万台, 同比-23.6%,未来随着 VR 技术的普及度提高,终端产品应用丰富,VR 设备销量将迎来快 速增长,2027 年全球预计将达到 3000 万台。
我们预计,2027 年全球 VR 设备微型传动系统市场空间超 28 亿元。参考 Wellsenn XR 的 数据,我们得到 VR 设备 2024-2027 年销量;假设电动瞳距调节方案渗透率逐步提升,手 动瞳距调节方案渗透率下降,其中双目一体电动瞳距调节方案短期内仍是主流方案,而单 目独立电动瞳距调节方案主要覆盖高端产品,并且逐步替代双目一体方案,2027 年两者渗 透率合计达到 95%,而手动瞳距调节方案渗透率仅为 5%;双目一体电动瞳距调节方案使 用 1 个微型传动系统,而单目独立电动瞳距调节方案用量增加为 2 个,微型传动系统 ASP 数据采用公司在阿里巴巴店铺的批发价格,并考虑规模化后产品价格下调至 70 元。最终, 我们预计 2024/2025/2026/2027 年全球 VR 产品中微型传动系统市场空间分别可达到 3.54/5.72/13.65/28.35 亿元,同比+5.84%/+61.53%/+138.81%/+107.69%。
在 VR 设备 IPD 调节领域,兆威机电、万至达电机和瑞声科技均有产品布局。兆威机电的 IPD 调节系统内置瞳距调节推杆电机和调节齿轮箱,能够根据用户瞳距进行自动对焦,实现 瞳距的智能化调整。万至达电机结合自身微型电机驱动技术,研发了适用于瞳距调节的微 型电机产品,该产品使用 5mm 微型步进电机搭配减速箱,利用齿条驱动模块直线运动,配 合眼动追踪模块定位瞳孔位置,最后通过电驱动自动适配用户的瞳距,实现清晰成像。瑞 声科技为 VR/AR 提供多项解决方案,包括影像采集、声音播放、触觉反馈、声音采集系统, 其推出的 IPD 电动无级调节模组,能够使用户通过按键或在 UI 界面实现瞳距匹配,提高佩 戴的舒适性。
前瞻布局 XR 行业,多年技术沉淀卡位龙头客户
公司凭借多年的微型传动技术沉淀,成功卡位行业龙头客户。公司凭借多年在微型传动技 术上的沉淀,推出的瞳距调节装置为 VR 行业带来突破性的解决方案。公司 IPD 调节系统 通过先进工艺和精巧设计,简化组装工艺、提高传递效率和调节精度,减少传动噪音,其 微型驱动机构可精确到 1s 走 0.05mm 行程,从而缓解 VR 沉浸所带来的眩晕感,大幅改善 佩戴者使用体验。在调节范围上,瑞声科技 IPD 调节系统进程为 10mm,调节范围在 58mm-68mm,而公司的 IPD 调节系统进程达 14mm,调节范围在 58-72mm,可以更好地 满足不同地域、不同人群的瞳距调节需求。目前行业龙头客户多采用公司的微型传动模组。
人形机器人:巨头快速迭代,2030 年灵巧手电机模组市场或超 660 亿元
科技巨头入局,推动人形机器人快速迭代。特斯拉、Figure、谷歌、英伟达、微软等巨头纷 纷下场,推动人形机器人快速迭代。2022 年 9 月 AI Day 上,特斯拉推出首款人形机器人 Optimus,能够在没有外接线缆的情况下实现缓慢行走与挥手;2024 年 10 月 11 日,在特 斯拉举办的 Robotaxi 大会上,Optimus 展示了家庭服务场景视频,现场舞蹈动作流畅。2024 年 3 月 13 日,人形机器人初创公司 Figure 在 X 平台上发布了其与 OpenAI 合作 13 天后机 器人 Figure01 进展,展现出了极高的动作流畅度和强大的交互能力;8 月 6 日,Figure 发 布二代人形机器人 Figure 02,硬件能力较上代提升。2024 年 8 月 30 日,1X 推出一款专 为家庭使用而设计的双足人形机器人 NEO Beta,并于 9 月 17 日发布首个人形机器人世界 模型。
灵巧手是实现通用性的核心,特斯拉第三代灵巧手自由度大幅提高。人形机器人区别于工 业机器人的关键在于通用性,能够灵活的适应不同的环境和任务,而实现通用性的核心在 于灵巧手。灵巧手是一种高度灵活、复杂的末端执行器,通过模仿人手的结构和功能,灵 活操作对象,实现对物体的抓取,在机器人与环境交互过程中发挥重要作用,其性能的优 劣很大程度上决定了机器人的工作性能。其中自由度数量会影响灵巧手的灵活性。据马斯 克推文,第三代 Optimus 灵巧手自由度将达到 22 个,是之前 11 个自由度的 2 倍,接近人 手自由度。灵巧手自由度的提高将带来更高的灵活性,从而不断接近人手的功能,能够在 未来更多的应用场景中完成精细操作的任务。
电驱是灵巧手主流驱动方案,电机为核心部件。灵巧手的主要驱动方式包括电机驱动、气 压驱动、液压驱动和形状记忆合金驱动。其中电机驱动是主流方案,具有响应速度快、驱 动力大、控制灵活、精度高、稳定好的优势。特斯拉 Optimus 以及兆威机电的灵巧手均采 用电机驱动,电机模组由电机+减速箱+编码器+驱动器构成,其中电机是核心部件。
我们预计,2030 年全球人形机器人灵巧手电机模组市场空间有望达到 660 亿元。根据马斯 克财报交流会,明年特斯拉将量产数千台人形机器人,我们认为该行业是供给创造需求的 市场,机器人销量在智能化水平的提高下将迅速提高,因此我们预计 2024-2030 年,特斯 拉机器人产量为 100 台/3000 台/1 万台/10 万台/50 万台/100 万台/500 万台。Optimus 目前 单手具备 22 个自由度,单自由度需要 1 个电机模组,我们假设目前灵巧手电机模组为 1000 元,后续随着量产成本降低,价格将逐渐下降到 300 元每个。据此我们预计,2030 年灵巧 手电机模组全球市场空间将达到 660 亿元。
亚太为全球空心杯电机主要市场,国外厂商占据高端。据 QY Research,2022 年亚太、欧 洲、北美地区空心杯电机市场规模占比分别为 49%、25%和 20%,亚太地区为全球空心杯 电机的最大市场。在市场竞争方面,海外公司占据优势,德国、瑞士、美国、日本等企业 长期保持较高的市场占有率,形成一定程度上的垄断。目前全球空心杯电机市场上,瑞士 Maxon、瑞士 Portescap、德国 Faulhaber 占据主要的市场份额,产品主要应用于医疗领域 和电动工具。国内鸣志电器、鼎智科技、兆威机电、伟创电气等均在空心杯电机有所布局。

高性能微电机技术世界领先,灵巧手全套解决方案彰显实力
持续开展技术攻关,高性能微型电机世界领先。在电机小型化上,国内厂商与国外先进厂 商相比存在一定的技术差距,德国 Faulhaber 和瑞士 Maxon 的无刷空心杯电机尺寸可达 4mm 和 3mm,而兆威是为数不多电机尺寸可以达到 10mm 以下的国内厂商,处于世界领 先水平。目前公司高转矩直流电机和无刷空心杯电机均已形成系列产品,成功用于人形机 器人等领域,正开展 4mm 直径无刷空心杯电机攻关,以突破国外技术壁垒;8mm 永磁步 进电机实现自动化量产,还积极布局 3.4mm 和 4.4mm 等更具挑战的产品。
公司现有产品组合可提供完整的灵巧手硬件解决方案。2024 年 11 月 14 日,兆威机电在深 圳高交会举办发布会,正式推出其手指集成驱动的高可靠灵巧手。该灵巧手采用全驱动方 案,集成了包含触觉感知的控制系统和基于神经网络的自学习控制算法,具有 17 个主动自 由度,单只手指自由度大于等于 3 个。整手的关键组件全部采用自主研制,包括电机、减 速器、控制器等,其中高效高功率密度传动模组的设计寿命高达 10 年。兆威机电的灵巧手, 每个指节的控制采用电机微型减速器和丝杆驱动,结合高密度、高集成与布局优化的 PCB 设计,实现精确的动力输出和快速响应,充分提升仿人灵巧手的灵巧性,能够适应工业生 产、特种作业、生活服务等复杂操作环境,为广泛应用场景提供解决方案。
(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。)
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