绿的谐波专题研究报告：撬动中国机器人的支点

一、绿的谐波是国内谐波减速器绝对龙头

1.1、公司基本情况

1）二十年从零到一

公司专业从事精密传动，产品主要为各类谐波减速器，辅以精密零部件，机电一体化执 行器为公司现着力开拓的新方向。谐波减速器主要用于降低电机输出转速，增大输出扭 矩，工业机器人、协作机器人是现主要应用场景；其次还包括数控机床、航空航天、医 疗器械、半导体生产设备、新能源装备等高端制造领域。

公司率先突破谐波减速器技术难点，在实现量产、突破垄断等方面均为国内第一，是当 前国内谐波减速器领域当之无愧的龙头。2003 年董事长左昱昱开始深入研究谐波啮合 理论，2013 年公司首台谐波减速器上市销售。公司是国内第一家实现谐波减速器的量 产及批量销售的企业，现具备国内最大产能（9 万台/年）；国内第一家成功突破国际谐 波减速器品牌在该领域垄断的企业，现配套大客户包括全球协作机器人领域市占率第一 的 UR 机器人，ABB，GE 等国内外重要企业。

2）股权稳定，实控人技术出身

公司股权集中稳定，董事长技术出身，具备行业前瞻洞见。公司实际控制人为左昱昱、 左晶先生，各持股 20.4%，合计 40.8%。二者为兄弟关系，且于 2018 年签署《一致行 动协议》，左晶以左昱昱意见为主。公司创始人、董事长左昱昱毕业于南京大学物理系， 1999 年至 2001 年在恒加金属任职，2001 年至今任恒加金属总经理，2003 年带领团队 着手开发谐波减速器，是公司技术带头人。2011 年至今历任公司执行董事、董事长。 公司董事、总经理左晶毕业于中共中央党校经理管理专业，1982 年至 2013 年间在苏 州税务系统任职，最高至苏州市相城区地税局副局长，2013 年起在公司任总经理。

3）主要产品介绍

公司专门生产谐波减速器及其相关的机电一体化执行器产品。谐波减速器品类丰富，功 能齐全，满足不同应用场景的需求，共涵盖 6 大系列，包括柔轮为杯型标准筒结构的 LCS 系列，柔轮为超薄中空翻边结构的 LHD 系列，柔轮为中空翻边形标准筒结构的 LHS 系列，柔轮为超薄杯状结构的 LCD 系列，柔轮、轴承、齿形升级的 N 系列，采用三次 谐波技术的 Y 系列。

工业机器人及机器人关节为高度机电耦合系统，机电一体化模组将减速器、伺服系统、 传感器进行模块化集成，能够提升减速器产品的功能属性和适用场景，让下游制造商更 加专注于其机器人应用场景的开发，促进下游行业使用效率的提高和生产成本的降低。

1.2、业绩稳增且弹性大

业绩驱动因素逐步多元化，增长空间逐步释放。2018-2021Q1 营收增速为+25%，-15%， +16%，+138%；归母净利润增速为+34%，-10%，+40%，+139%。2020 年前公司业 绩与下游汽车、3C 行业高度相关，叠加国产谐波减速器尚处于与本体厂商的配套测试 期，增幅有限。2019 业绩下滑主因中美贸易战后制造业投资放缓， 2018Q4 后下游占 比较大的汽车、3C 景气度下滑，工业机器人及相关零部件需求下降。2020 年初疫情爆 发，公司 Q1 业绩略微拖累全年业绩，但国内快速复工复产，疫情加速催生其他下游行 业（食品、化工、物流等）的机器人换人需求，海外生产停滞也为国产替代提供窗口期， 最终全年利润实现大幅增长，并延续至 21Q1。从营收和归母净利润增速对比来看，归 母净利润增速长期高于营收增速，显示公司正处于上升期，随着产品升级、高端客户拓展，盈利能力持续提升。

公司处于产业链核心价值环节，毛利率远超机械类其他品种，且随进口替代净利率加速 攀升。因谐波减速器技术门槛高，行业格局集中，附加值高，公司毛利率均值接近 50%， 净利率由 2017 年 27%提升至 2020 年 38%。（绿的谐波单季度净利率波动较大，21Q1 净利率与 2020 年全年净利率不具备可比性，21Q1 净利率同比+0.87pct。）随着公司 新产品系列推出、生产工艺提升、精益化管理控制成本，期间费用与净利率同步变化。 未来公司将稳步扩产，有望进一步提升规模效应，维持高盈利能力。

公司主业专一，海外拓展空间广阔。2020 年公司 94%的收入来源于谐波减速器及金属 部件，机电一体化产品现为公司横向模块化开拓的新方向，暂时占比较低。机电一体化、 模块化是行业发展的重要趋势，哈默纳科提出了“整体运动控制”，将谐波减速器与电机、 传感器等组合，提供高附加值模块化产品；科尔摩根发布 RGM 机器人关节模组，探索 提供机器人关节解决方案。公司现已推出中空结构一体化谐波减速模组产品，融合了谐 波减速器、超扁平力矩电机、Ether CAT 总线型驱动器、绝对值中空编码器、制动器、 智能传感器。收入地域分布上，海外收入仅占 18%，除少部分已配套的海外大顾客外， 仍以国内机器人本体厂商小批量采购为主。

二、技术市场实现双重突围

2.1、谐波减速器技术剖析及对比

1）谐波减速器原理

谐波减速器始于 1953，主要应用于高端设备。谐波减速器于 1957 年由 C. Walton Musser 发明，是目前精度、减速比最高的两种减速器之一（另一种为 RV 减速器）。 起初因技术含量、生产成本高，主要运用于航空航天领域，如航天探测器的轮胎、转向 杆处，卫星太阳能板旋转关节处。随着技术、材料、生产工艺的改进，量产实现后，下 游拓展至工业机器人、医药器械、数控机床、半导体设备等其他高端机械设备中，其中 工业机器人行业应用最广。

减速增距，协调转速、扭矩，保障精度。工业机器人依靠伺服电机驱动，但伺服电机转 速快、扭矩小与工业机器人关节所需要的转速慢、扭矩大矛盾。伺服电机本身可以实现 调速，但低频运转下容易发热和出现低频振动，无法保证工业机器人高精度工作。减速 器可使伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降至工业机器人各部位需要 的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩，提高重复定位精度，执行重复、精准 的动作。

谐波减速器由三个部分组成：波发生器、柔轮、钢轮。波发生器形状为近似圆形的椭圆， 由椭圆的轮毂和薄壁轴承组成，与电机直接连接。柔轮为圆杯形，由柔韧但兼具刚性的 合金材料组成。圆杯的侧面薄，底部厚、硬，形成开口端为柔性，封闭端为刚性的结构。 开口端内装入波发生器，带动柔轮旋转。柔轮开口端外侧布有齿轮，嵌入钢轮进行错齿 运动。柔轮封闭端作为输出端，最终实现慢速运动。

谐波减速器核心——错齿运动达到高减速比效果。将波发生器装入柔轮时，柔轮会随波 发生器形状变形为椭圆。当波发生器旋转时，柔轮的开口端会产生径向变形，因为柔轮 此时为椭圆形，且柔轮齿数少于钢轮齿数（通常为 2 齿），柔轮只会在两个长直径处啮 合。随着波发生器的旋转，柔轮与钢轮啮合的位置会发生移动，由于柔轮和钢轮之间的 齿数差异，波发生器每旋转 180 度，柔轮和钢轮的啮合位置将改变一个齿。减速比计算 公式为：（柔轮齿数-钢轮齿数）/柔轮齿数，其中结果为负表明是反向运动，为正表明 同向运动。例如，一谐波减速器柔轮为100齿，钢轮为102齿，则该减速器减速比为-1/50， 即输入端波发生器和电机转 50 周，柔轮输出端反向转 1 周。

谐波减速器还具有高减速比、零齿隙、高扭矩、高精度，但负载相对较小的特点。相较 于其他三种减速器，谐波减速器体积最小、重量最轻，减速比最高。与传统斜齿轮减速 器和行星齿轮减速器相比，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；在同等空间内，谐波减速器最高可以提升减速比近 30 倍。因此在为设备选 择减速器时，优先考虑精度，再依据所需的负载能力、空间、成本等筛选。以机器人为 例，机器人有严格的定位及重复定位精度要求，几乎只使用 RV 和谐波减速器。常见的 工业机器人在基座及大臂上使用 RV 减速器（容许力矩负载可达 8000N·m），在中小 臂上使用谐波减速器（容许力矩负载在 1500N·m 以内）；轻负载（20kg 以下）的机器 人全部使用谐波减速器。目前 RV 减速器和谐波减速器适用范围不同，还不能互相取代。

2）摸着哈默纳科的石子过河

哈默纳科一直都是谐波减速器领域的领头羊，作为后来的追赶者，绿的谐波并未一味全 盘照搬，而是结合自身情况，扬长避短，自主创新，强调谐波减速器各方面的整体性、 协调性。在国内制造设备及材料受限的情况下，一方面通过齿形、结构革新，另一方面 攻克关键轴承技术，最大化其谐波减速器品质。

从产品矩阵上看，哈默纳科和绿的谐波均具备完整的杯型、礼帽型谐波减速器，减速比覆盖范围相同，但绿的谐波品种更少，额定转矩、外径、厚度的覆盖范围小于哈默纳科。 1986 年哈默纳科在杯型柔轮的基础上改进形状，推出礼帽/中空型谐波减速器，电机电 线可从中穿过，减少电线的弯曲从而延长使用寿命，更适合电线较多、需要节约电线空 间的应用场景。但直到有限元分析升级设计及高精度数控车床应用到生产中，实现更薄 的输出端和更坚固的杯体，礼帽型谐波减速器才得以量产。绿的谐波并未披露产品的进 化史，类似哈默纳科的扁平化进化趋势，绿的谐波现已具备最新超薄杯型（24.7mm）、 超薄礼帽型（17.5mm）谐波减速器。

从齿形上看，双方均自主研发，哈默纳科采用 IH 齿形，绿的谐波采用 P 齿形，各具优 点，适应自身生产情况。哈默纳科自 1989 年后，所有产品均更换至 IH 齿形。传统压 力角 30°渐开线齿形虽更易加工，但柔轮底部应力集中，处于啮合的齿数仅为总齿数的 10%。IH 齿形通过增加齿厚，从而增加啮合齿数至总齿数的 30%，减少应力影响，提 升刚度，大大延长了齿轮寿命。IH 齿形下极限负载转矩是渐开线齿 形的两倍；曲线的斜率表示谐波减速器的扭转刚度，IH 齿形扭转刚 度是渐开线齿形的两倍。

绿的谐波自主研发差异化齿形，提升减速器品质。绿的谐波在传统谐波传动的理论基础 上提出了基于曲面几何映射的非共轭谐波啮合齿形设计方法，发明了全新的“P 齿形”结 构，与国外主流齿形技术路线实现了差异化，并大幅提升了谐波减速器的输出效率和承 载扭矩。具备以下优点：

1）齿高较低，不需要很深的啮合距离就可以获得较大的啮合 量，可承受较大的扭矩；

2）齿宽较大，齿根弧度增大，减少发生断裂失效的风险；

3） 由于所需柔轮变形量较小，可使柔轮的寿命得到极大提高；

4）多达 20%～30%的齿参 与啮合，齿面承压比更小。

关键交叉滚子轴承技术突破，构筑绿的谐波护城河。由于滚珠轴承承载面积小（滚珠为 球体，与外壁接触范围仅为一个点），承重载荷较小，在高速运转的情况下极易出现严 重的机械性损伤，因此常常采用将两个滚珠轴承组合支撑的方法。 为保证于轴的径向刚度，两个滚珠轴承支点间距离较长，导致减速器体积较大。为解决 这一问题，哈默纳科约 15 年前推出了交叉滚子（圆柱体）轴承，以+45 度角和-45 度 角交替布置滚子，承载面积提升（由点变为线），结构更加紧凑，刚性更是前者的 4 倍。 2013 年，哈默纳科还推出了与交叉滚子轴承作用类似，尺寸更小的四点接触滚珠轴承。 绿的谐波 2020 年获得交叉滚子轴承专利，是国内唯一一家具备独立生产能力的减速器 企业。其他中国谐波减速器厂家面临国产交叉滚子轴承质量差、进口交叉滚子轴承价格 高的两难困境，该项技术壁垒构筑了绿的谐波的护城河。

综上，绿的谐波是国内技术最接近世界谐波减速器龙头哈默纳科的企业，但仍有进步空 间。绿的谐波摸着哈默纳科的石子过河，也走出了自己的风采。

1）全产品矩阵上，绿 的谐波已覆盖当下主流谐波减速器应用场景，且与哈默纳科产品出厂参数几乎没有差 距，但在特小、特大号谐波减速器上，哈默纳科覆盖更加全面。

2）细节齿形设计上， 绿的谐波自主创新，并未全盘模仿哈默纳科。因为谐波减速器最关键的是系统性，环节 涵盖：设计方案、原材料、调质处理、传动齿轮、滚动轴承、密封性、机械加工工艺、 零部件检验、制成品检验等。不仅需要单一环节的难点突破，更要各个环节相互配合。 以柔轮为例，柔轮需长时间承受高频交变应力，对疲劳强度要求极高，影响因素除齿形 外，还有材料和热处理工艺等。40CrNiMoA 是最适合生产谐波减速器的材料，相较国 内可获取的材料，日本材料杂质更少；热处理环节工序繁多、且精密，公开资料少，需 要谐波减速器企业自主积累。多工序协调统一是国产谐波减速器的破局独立之道。

3） 纵向零部件上，绿的谐波可实现关键的交叉滚子轴承自产，遥遥领先其他国产谐波减速 器厂商，但和哈默纳科的垂直化布局仍有差距，哈默纳科现有垂直系列子公司 HAD（生 产行星减速器）、HP（生产交叉滚子轴承）、Winbel（生产电机）、青梅铸造（生产 高品位铸铁）。

2.2、国产第一，突围哈默纳科包围的种子队

1）国产谐波减速器龙头地位稳固

精密减速器领域被日系品牌垄断，绿的谐波成为国产机器人首选，但海外机器人本体龙 头渗透较低。当下工业机器人下游需求量最大的仍为汽车行业，更多使用大吨位机器人， 且 RV 减速器价值量更高，在 2015 年全球减速器市场格局中，生产 RV 减速器的纳博 特斯克占全球减速器市场份额的 60%。哈默纳科主要生产谐波减速器，占总减速器市 场份额的 15%，但单在谐波减速器领域，其占全球 80%的份额。

绿的谐波减速器已成功配套国际协作机器人巨头——优傲机器人、工业机器人“四大家 族”之一——ABB、以及 GE，侧面印证了公司谐波减速器品质优良。绿的谐波 2019 年销售客户中，前三家均为外资机器人品牌，且向这些龙头机器人供货前，需要经过较 为严苛的认证程序，认证周期通常超过 1 年。一经认证通过，机器人厂商不会轻易更换谐波减速器供应商。配套 ABB 和 GE 主要通过公司子公司恒加金属在过去为两家公司 提供金属精密件（GE 自 2007 年起，ABB 自 2008 年起），依靠过去优质产品背书， 成功渗透到谐波减速器。

2）价格及本土优势是突围的利刃，扩产加速突围进程

绿的谐波减速器配套自主品牌机器人较分散，有望与自主品牌机器人本体共同成长。2019 年海外销售占总销售额的 30%，基本与优傲、ABB、GE 销售额一致，剩下国内 销售的 70%呈现客户多而量小的局面。中国虽已是世界机器人出货量最大的国家，但 自主品牌出货量仍较小，与海外机器人巨头在华工厂有差距。当前，绿的谐波已占据自 主品牌约 80%的市场份额，其中自主协作机器人所使用的谐波减速器基本全部由绿的 谐波提供。

价格及本土优势促使绿的谐波现占据自主品牌，随产量扩大、技术认可后，有望突破海 外品牌。日系机器人本体厂商与哈默纳科有长期协议，可以按更低的价格采购谐波减速 器。而国产自主品牌机器人厂商采购哈默纳科谐波减速器价格是日系机器人的 2-3 倍， 自主品牌机器人本身技术长板不突出，主打性价比，若使用进口谐波减速器则原材料成 本压力大，低售价高成本必然压缩利润空间。因此自主机器人厂商则更多选择技术、质 量接近，但性价比更高的绿的谐波减速器。此外，绿的谐波还具有快速响应及服务优势， 交货期约为 2 个月，远快于哈默纳科（10 个月左右）；在客户需要装配帮助或机器损 坏时，绿的谐波可实现现场指导或及时维修，减少停工时间。

产能扩张，将优势转化为利润。2020 年公司首次公开发行共募集里 4.8 亿元用于“年产 50 万台精密谐波减速器项目”，扩大生产场地，增加新的生产作业线及设备，建设期为 4 年，逐步增产至年产 50 万台；0.65 亿元用于“研发中心升级建设项目”，研制新型谐 波减速器，提升品质与性能，改进生产工艺，提高生产效率。相较自主谐波减速器品牌， 绿的谐波现有产能最高，扩产项目完成后将一骑绝尘。2021 年预计绿的谐波产能可达 20 万/台，但仍与哈默纳科有巨大差距，哈默纳科现有产能为 180 万台/年，未来计划扩 产至 340 万台/年。

3）一定要争到的“一口气”

绿的谐波的前身——恒加金属，主要从事精密机械的代工，处于整个产业链的最底部， 技术含金量低，利润空间最小。2003 年，公司高管了解到恒加金属的客户之一 ABB 对 日本哈默纳科在谐波减速器领域的垄断颇有怨言。已经认识到代工这条路走不长远，并 着手考虑转型升级方向的左昱昱带领团队考察日本，之后便开始了谐波减速器的自研之 路。2006 年，公司代工技术日益精益，且成本控制极佳，离心机零部件产品价格仅为 欧洲本土加工的 1/10。公司希望能够在原有三零件的基础上，再为客户提供离心机润 滑系统中轴的加工，但惨遭拒绝，原因是欧洲客户只会将相对技术含量最低的外包给中 国，但核心技术一概不给，防止中国获取离心机加工技术。

纵观整个中国制造业，如何从代工中实现自主技术的创新是当下最紧迫的难题。目前资 本市场还在追逐“苹果产业链”、“特斯拉产业链”，但却容易掉进这“甜蜜的陷阱”里。苹果 和特斯拉的惯用手段就是同一产品培养好几个供应商，时不时踢掉一个，再拉一个新的 入伙，以此打压供应商的议价能力及自有创新能力，同时关键技术和材料一概由总部包 办。被“卡脖子”的技术，小国可以没有，但制造大国一定要有。例如华为被芯片制裁后， 倒逼我国更加重视芯片产业。未来中国会涌现越来越多掌握核心技术的公司，它们基于 发达国家的框架，但又不仅限于此，绿的谐波显然更早地走到了这一步。

三、谐波减速器既分享机器人的成长又优于机器人

3.1、谐波减速器的特有属性

1）技术门槛高及历史因素构建强大护城河

谐波减速器传承少，技术门槛高。谐波减速器与其他机器人核心零部件不同，一直以来 都被哈默纳科垄断，“四大家族”的减速器均采用外购。其原因有二：

1）谐波减速器的 诞生早于工业机器人的上量。早期哈默纳科减速器主要运用在航空航天领域，批量供应 小，直到工业机器人成功投放到产业界，谐波减速器才找到最大的应用市场。

2）控制 系统及伺服电机与“四大家族”的过往业务形成互补，本体和系统集成技术门槛相对较 低。发那科发家于数控机床，ABB 机器人业务壮大源于收购其他汽车喷涂机器人公司， 安川发家于电机制造，库卡发家于汽车焊接生产线。

国内方面，绿的谐波 2018 年的自主品牌占有率达 62.6%，现在估计达 80%，与国际谐 波减速器格局相同，市占率高度集中。综上，谐波减速器生产涉及多环节的技术难点和整 体的一致性，机器人本体厂商不考虑涉足减速器生产；现有谐波减速器厂商呈垄断格 局，新进入者难以突破技术门槛。绿的谐波稀缺性显著，其毛利率均超过 47%。且现 阶段，高品质谐波减速器仍处于供不应求状态，哈默纳科与绿的谐波恶性竞争的情况不 会发生。

2）类似消耗品具备弱周期属性

齿厚细，精度要求高，使用周期短。谐波减速器单齿齿厚在 1mm 左右，尽管使用了耐 磨材料，但长期啮合运动后会产生齿隙，进而使得精度降低。在高精度应用场景下，磨 损率达 10%后应更换。以哈默纳科谐波减速器 7000 小时寿命为例，每天运作 9.6 小时， 可以使用 2 年，若高强度使用，替换周期更短。成长性及弱周期属性使得该行业在机器 人快速渗透时期能分享到新的增量市场，在机器人渗透率达到一个阈值后，大基数的保 有量也可以保证谐波减速器的稳定需求。

3）原材料涨价影响低于其他机械品种

相较于机器人本体行业原材料成本占比 70%，绿的谐波原材料成本仅占不到 30%。绿 的谐波直接材料包括钢材、铝材、轴承等；直接人工为生产人员工资；制造费用包括车 间管理人员工资、生产设备折旧及修理费、水电等能源耗用；外协费用为支付给外协厂 商的外协加工费用。自 2020 年三季度开始，海外逐渐从疫情中恢复，需求上升，叠加 前期海外央行放水，大宗商品价格持续上涨，截至 2021 年 5 月，近 8 个月来，国内钢 价指数已上涨 64%。虽然近期国家计划调控钢价，但受“碳中和”限制供给，经济复苏带 来的需求高涨，短期内恢复仍有难度。在此情况下，绿的谐波一方面以技术为核心，议 价能力更强，可转嫁更多原材料上涨带来的成本负担；另一方面，本身原材料占成本比 低，受此影响更小。

3.2、机器人行业向多样性、普遍性快速发展

1）工业机器人正在从汽车、3C 行业向其他行业辐射

近十年工业机器人保持 15%以上年增，长期向好趋势不变。根据 IFR 数据统计，全球 工业机器人产量 2010 年至 2018 年年均增长率为 17%，中国工业机器人产量 2010 年 至 2018 年年均增长率为 34%。 2019 年工业机器人出货量虽略有回落，但随着持续的 自动化趋势及技术改进，IFR 预计 2020-2022 年均增长率能够保持在 12%，2022 年全 球工业机器人销量将达到 59.3 万台。2020 年上半年，受疫情影响，下游制造业普遍出 现经营业绩下滑，影响机器人行业。但是另一方面，本次疫情也使得制造业企业加速对 生产线的自动化改造，以应对突发事件。

虽然中国机器人产销量已是世界第一，但人均优势不明显，提升空间广阔。根据 IFR 数据统计，2019 年全球工业机器人平均保有量已达到 113 台/万人，其中新加坡最高， 918 台/万人，韩国 855 台/万人，日本 364 台/万人，德国 346 台/万人，中国 187 台/ 万人，同比增长 33.6%。

微观层面，全球各大机器人企业均积极在中国扩产。

1）发那科将投资约 15.6 亿元在上 海扩建工厂，是发那科在华的最大单笔投资，扩建之后的工厂面积将达到原来的 5 倍， 将于 2023 年内投产。

2）ABB 计划 2021 年在上海建成工业机器人工厂，总投资约 10 亿元。

3）安川电机将投入 40-50 亿日元左右，在江苏省常州市约 9 万平方米土地上新 建工厂，力争最早在 2022 年内启动用于工业机器人的伺服电机和控制器的生产。

4） 库卡在顺德投入 40 亿元支持机器人研发、产业基地拓展以及市场开发。

5）埃斯顿 4 月最新定增计划中，1.55 亿用于扩产焊接机器人，生产线达产后形成年产能 5000 套的 焊接机器人工作站。

机器人下游应用数量及范围同步增长。绝对数值上，工业机器人在汽车制造业、3C 行 业、化工、金属加工业、食品制造领域的需求不断增长，全球工业机器人需求旺盛。从 相对占比上来看，汽车和 3C 行业使用机器人占比逐步下降，其他行业占比逐步提升。 根据 IFR 数据，2019 年全球范围内，汽车行业每万名雇员使用的机器人数量超 700 台， 但其他行业平均少于 100。汽车和 3C 行业生产线率先使用机器人的原因有：

1）汽车 相较于其他制造业有标准化程度高、价值增量高、部分环节（焊接、喷涂）人工生产危险的特点；

2）3C 行业标准化程度高、元件体积重量小，可使用单价更低的 SCARA 或 DELTA 机器人。随着机器人企业规模扩张、技术进步，机器人价格快速下降，降低了 使用所需的资金门槛，将被运用至更多的行业中。2018 年食品、医疗、仓储物流等行 业对机器人的年需求量增长较快，规模增速都在 30%以上；2019 年汽车、3C 机器人 销量下降，其他行业微增或不变。

2）协作机器人将成为机器人界的一颗新星

协作机器人具备安全、柔性、与人协作的特点。工业机器人最早是大吨位级别，率先应 用在汽车行业，随着技术进步逐步小型化，再分化出协作机器人。负载 20kg 是一个瓶 颈，20kg 以上再提升负载重量，就要牺牲安全性。机器人最终目标就是类人化工作， 替代人力，负载 12kg 是人借助腰部可长期工作的负重，6kg 是人站立状态可长期工作 的负重，3kg 是坐立状态可长期工作的负重。现机器人下游行业中，汽车是 20kg 以上 应用场景，家电、3C 在 4kg 左右，半导体行业在 12kg 左右。在轻负载工作环境下， 安全性得到保障，可实现机器人与人在同一空间内进行协同工作的机器人——协作机器 人应运而生。协作机器人与工业机器人最大的区别在于安全性，当触碰障碍物时会自动 停下，现多家公司正在开发环境感应技术，已有试用机型可实现碰撞前停止运行。

轻负载机器人是我国现阶段主流，重负载机器人仍被海外品牌垄断。我国 2020 年轻负 载机器人占 74%，20kg 以上的重负载机器人中自主品牌占比仅 21%。除去汽车行业外， 机器人下游占比较大的行业中，3C、塑料、食品等行业主要应用轻负载机器人作为搬 运、堆垛工具。随着机器人应用场景的拓宽，势必更广泛地与人交互，更广泛地被运用 在小空间，以及进入生活中，如商业、服务用机器人（现已出现咖啡机器人等）。

轻负载机器人亦是机器换人的主力。从需求角度看，简单重复的工作主要是流水线上的 搬运和简单包装，无需高精度，轻负载协作机器人可胜任。轻负载机器人技术较重负载 机器人更易突破，也是中国机器人企业率先发力点。从替换成本角度看，轻负载机器人 生产成本低，相较更加专业化的重负载工业机器人，具备规模效应。5 月公布的第七次 人口普查结果显示，18-59 岁人口比重下降 6.79 个百分点，我国劳动人口比例未来呈 下降趋势，将刺激机器人替换需求。以日本为例，日本在 1992 年后劳动力人口占比开 始下滑，2000 后机器人订单额虽受特定年份的全球范围的重大事件影响（2001 年互联 网泡沫破裂，2008 年金融危机），总体仍保持高速增长。中国除老龄化外，用工成本 也逐年上升，2018 年上海城镇制造业员工薪水开始超过中国进口机器人均价，制造业 自动化生产线正在全面快速铺开。

协作机器人格局未定，国产品牌有望弯道超车。中国工业机器人市场仍被海外品牌占 据，仅埃斯顿一家成功突围。但在协作机器人市场上，国产遨博机器人是中国第一，国 内市占率达 33%，领先世界协作机器人龙头优傲机器人 3 个百分点。近年来“四大家族” 也开始触及协作机器人，库卡 2013 年推出协作机器人 LBR liwa，发那科 2015 年开始 研发协作机器人 CR-35iA，ABB 推出首台协作机器人 YuMi，安川 2017 年实现协作机 器人 MOTOMAN-HC10 量产。中国协作机器人企业 2021 年来融资活动频繁，越疆科 技完成 3.2 亿元 C 轮融资，节卡机器人完成 C 轮 3 亿人民币融资，艾利特机器人完成 2 亿元 B1 轮融资，珞石机器人完成 2 亿元 C+轮融资。协作机器人技术要求更低，传统 工业机器人厂家入场晚，国产品牌有望借此机会弯道超车。

3）国产机器人奋起直追，绿的谐波与其共同成长

近十年来工业机器人进口替代已初具成效，国产机器人附加值提升缩小与国际龙头差 距。工业机器人进出口数量比从 2009-2018 年间从 0.42 降至 0.32，进出口金额比从 12.59 降至 4.32。比例的下降趋势一方面是因为机器人总体成本下降，另一方面是因为 我国出口从传统低端直角坐标系机器人向多关节机器人、SCARA、DELTA 机器人转型， 附加值提升。但我国工业机器人出口数量大于进口数量，出口总金额仍小于进口总金额，以最新数据 2018 年为例，进口均价是出口均价的 3 倍，高端工业机器人的自产率仍有 较大提升空间。

大批优秀的国产机器人品牌正加速追赶世界巨头，绿的谐波有望与其共同成长。国产工 业机器人龙头埃斯顿现已完成“核心部件+本体+机器人集成应用”全产业链布局，涵盖负 载 3-500kg 的机器人，高端六关节机器人占公司总销量的 80%以上，埃斯顿（含 Cloos） 现堆垛机器人与折弯机器人已经可与“四大家族”直接竞争。国产协作机器人龙头遨博对 标国际龙头优傲，牵头制定国家标准，国内市占率已达 33%。除此以外，国内还有汇 川、卡诺普、众为兴、台达、广数、埃夫特、新松、华数、配天、珞石、钱江、节卡、 艾利特、达明等众多优秀的新星机器人企业。国产机器人的进口替代是一个相互促进的 正循环，此过程中本体厂商与零部件共同进步，依托中国的产业链优势，降低成本，以 性价比为进口替代突破口。

3.3、多应用场景打开谐波减速器天花板

谐波减速器不仅可用于机器人，高端设备端空间同样广阔。谐波减速器的核心功能为减 速增距，其具备体积小、精度高、传动效率高的优点。理论上任何高端设备均可采用谐 波减速器，但综合考虑使用成本及体积、精度需求后，主要用于高端装备，如高端数控 机床、半导体设备、医疗设备（含医疗机器人）等。随着工艺改良、生产技术进步，谐波减速器将更广泛的应用于机械领域，且随成本不断降低后，下沉应用空间广阔。

从公司层面上看，哈默纳科多年积累，已经开拓了除机器人外的谐波减速器应用场景， 现机器人相关销售额仅占 54%，半导体设备以 11.5%的比例位居第二，剩下其他领域 分布较分散，体现了谐波减速器的泛用性。哈默纳科现正在开发大规模量产汽车发动机 上使用的谐波减速器，该类减速器与传统谐波减速器不同，可实现全自动化生产。而绿 的谐波机器人相关销售额占 80%，一方面是绿的谐波经营历史远小于哈默纳科，另一 方面中国设备制造较日本仍落后多年，半导体设备仅覆盖末端流程，机床生产以中低端 为主，谐波减速器需求相对较小。参考哈默纳科收入来源结构，每一次谐波减速器新应 用场景的开拓，都助力哈默纳科收入突破原有天花板，绿的谐波及我国高端设备都还处 于成长阶段，未来增长潜力巨大。

报告链接：绿的谐波专题研究报告：撬动中国机器人的支点

（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。）