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一天吃透 「人形机器人」产业链

作者:RunningLu 来源:微信公众号:飞跑的鹿 104407/30

01 产业链全景图02 最新消息-WAIC会议召开2025 世界人工智能大会(WAIC)成了全球 AI 技术的 “集中秀场”——800 多家企业带来的 3000 多件展品里,150 多台人形机器人的同台亮相最吸睛,这规模不仅刷新国内纪录,更

标签: 机器人 人形机器人 科技创新

01 产业链全景图

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02 最新消息-WAIC会议召开

2025 世界人工智能大会(WAIC)成了全球 AI 技术的 “集中秀场”——800 多家企业带来的 3000 多件展品里,150 多台人形机器人的同台亮相最吸睛,这规模不仅刷新国内纪录,更像一场 “机器人奥运会”,直接亮出了行业从实验室走向实用的阶段性成果。

展会上,头部企业的技术突破很实在:有的机器人能像人一样精准完成拧瓶盖、叠衣服等精细动作,关节灵活度堪比运动员;有的搭载大模型后,能听懂方言、看懂手势,和人对话时还会根据语气调整表情;还有的专攻工业场景,搬重物、拧螺丝的效率比人工高 3 倍,误差却控制在 0.1 毫米内。这些机器人不再是 “花架子”,而是开始融入家庭陪护、工厂流水线、物流分拣等具体场景。

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这场大会透露出两个明确信号:一是 AI 大模型和机器人硬件的结合进入深水区,算法让机器 “更懂人”,硬件让机器 “更能干”;二是商业化节奏在加快,不少企业已经公布量产计划,价格也从过去的 “天价” 向大众可接受的区间靠拢。可以说,这次大会不仅是技术成果的展示,更标志着人形机器人从 “概念” 迈向 “实用” 的拐点已经到来。

02-1、人形机器人发展历程

定义:人形机器人指模仿人类外观和行为,具备较高智能化水平的机器人。人形机器人发展阶段图:

02-2、分类

人形机器人开发难度不小,企业为了快点做好功能、落地应用,研发时没完全照搬人的结构,而是用反关节设计、带轮子、轮腿结合,或者两三个手指的灵活手来替代。

从形态上看,目前主流的人形机器人分三类:轮式人形机器人、足式人形机器人、通用人形机器人。

03 上游产业链——硬件

人形机器人的上游硬件主要是各类零部件,其中核心零部件对性能和功能起着关键作用,像丝杠、无框力矩电机、减速器、力传感器、空心杯电机、轴承等,这些就像机器人的关节、肌肉和神经,直接决定了它动作的精度、负载能力、灵活度以及整体可靠性。

图:特斯拉Optimus机械部件拆解

从成本占比来看,电机、传感器、减速器、丝杠是大头。根据觅途咨询《2024 人形机器人产业链白皮书》数据,丝杆占 19.00%,无框力矩电机占 16.00%,减速器占 13.00%,力传感器占 11.00%,空心杯电机占 8.00%,轴承占 5.50%。

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03-1、丝杠

行星滚柱丝杠这东西,体积小、精度高、输出力大,还耐用稳定,在工业领域用得越来越广。从汽车制造、工程机械、机床设备,到机器人、医疗器械、石油天然气等行业,它正慢慢取代原来的技术,成了主流方向。

图:标准行星滚柱丝杠结构组成

2023 年中国丝杠市场(不算人形机器人)规模约 25.7 亿元,其中滚珠丝杠卖得最多,占 61%;梯形丝杠占 35%;行星滚柱丝杠用得还少,只占 4%。

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但按人形机器人主要厂商的量产进度看,到 2029 年全球行星滚柱丝杠的市场增量能到 112 亿元,增长空间非常大。

03-2、电机

无框力矩电机去掉了传统伺服电机的外壳,就由定子和转子两个核心部件组成。跟有框电机比,它的明显优势是结构模块化程度高、安装方便,正好贴合现在驱动系统往高度集成方向发展的趋势。

图:无框力矩电机结构组成

国内像步科股份、雷赛智能、昊志机电这些做无框力矩电机的厂商,发展得很快。国产无框力矩电机先在协作机器人领域实现大规模应用,正逐步扩展到人形机器人领域,再加上国内政策支持和产能扩张加快,国产替代的进程会一直推进。

特斯拉 Optimus 人形机器人的 28 个关节驱动系统,核心都是高功率密度的无框力矩电机。按人形机器人主要厂商的量产进度和每台的装配数量算,到 2029 年全球无框力矩电机的市场增量能到 140 亿元。

03-3、减速器

谐波齿轮减速器的工作原理不复杂:靠波发生器让柔轮产生有控制的弹性变形,再和刚轮配合,完成运动和动力的传递。它的特点很突出 —— 体积小、重量轻、传动比大。

图:谐波减速器结构示意图

工业机器人是谐波减速器用得最多的地方,2023 年这一领域占比达 75%;2024 年国内工业机器人用的谐波减速器消费量有 79.55 万台。

按特斯拉等公司的量产计划,2026 到 2029 年全球人形机器人产量会达到 15 万、30 万、50 万、100 万台。假设每台装 14 个谐波减速器,2029 年人形机器人对它的需求会到 1400 万台,全球市场增量能有 84 亿元。

03-4、传感器

六维力矩传感器能给出完整的空间力学反馈,能明显提升机器人的定位精度、平衡控制、力量控制、紧急制动、交互安全性和主动抑制振动的能力。

人形机器人有望拓宽力传感器市场,2030 年全球市场规模可能超过 300 亿元,其中人形机器人领域的六维力传感器市场规模将达 138 亿元。

AI 技术普及加上特斯拉 Optimus 不断完善,全球人形机器人的量产和商业化会持续推进。

目前这个市场主要由欧美厂商主导,ATI(美国)、Schunk(德国)、AMT(美国)这三家合计占 52.48% 的份额。不过近年本土厂商发展势头明显,坤维科技、宇立仪器、柯力传感、鑫精诚等企业正不断扩大市场份额。

03-5、灵巧手

灵巧手就像人形机器人的 “*指尖”,相当于人类的手 —— 靠驱动系统提供 “力气”,传动系统搭建 “骨架”,感知系统充当 “神经”,三者配合让机器人能灵活抓握、操作。

目前美国在灵巧手技术上跑在前面,中国近年追得很快:技术积累像滚雪球一样越积越多,市场盘子大、政策给劲儿、商业化落地也比想象中快。

按 2029 年全球 100 万台人形机器人量产算,每台配两只灵巧手,就得有 200 万只。就像手机批量生产后价格一路降,灵巧手大规模生产后成本也能压到 1.5 万元一只,到 2029 年这一块市场规模能有 300 亿元。

04 上游产业链——软件

除了硬件,人形机器人上游还有软件部分 —— 就像人类有大脑管思考、小脑管动作协调,机器人也有类似的 “大脑” 和 “小脑”:“大脑” 是接近人类的通用人工智能,能像人一样感知外界、模拟思考决策;“小脑” 是高动态的控制算法,负责模仿生物的复杂运动控制,让动作更协调。

04-1 “大脑”--大模型

“大脑” 靠大模型撑起来,能帮机器人完成和人交流、看懂环境、规划做事步骤、决定怎么做这些核心任务。目前国内外不少机器人公司都在做这类大模型:

04-2 “小脑”—控制算法

“小脑” 的运动规划和控制,是机器人动作自然流畅的关键,主要分两类:一类是按预设的 “动作模板” 来,一类是靠不断学新数据优化动作。简单说,就是不停收集数据、反复学习,让动作越来越顺。

05 中游产业链

目前人形机器人还没到批量生产那一步,做整机的厂商主要分三类:一类是特斯拉、小鹏、小米这样的新能源汽车厂商,算跨界玩家;一类是宇树、智元、Figure AI、1X 这类初创公司,属新势力;还有优必选、波士顿动力这样的老牌厂商,是行业里的老玩家。

05-1、资本涌入情况

政策推着往前走,国内人形机器人赛道很火,资金扎堆。2024 年国内机器人行业有 200 来起投融资,总金额超 200 亿元,其中近亿或过亿的有 55 起,金额超 175 亿元,单是人形机器人这一块融资就超 70 亿元,妥妥的热门赛道。

不少公司已经动起来准备量产了。马斯克说,特斯拉的工厂正在招机器人制造相关的人,Optimus 计划 2025 年先产 5000 台,2026 年扩到 5 万台,到 2029 或 2030 年一年产百万台也不是没可能。

05-2、市场规模

国内人形机器人市场增长会比全球平均快。2024 年国内市场规模 21.58 亿元,到 2030 年能接近 380 亿元,2024 到 2030 年年均增速超 61%,销量从 0.40 万台涨到 27.12 万台。

全球来看,2024 年市场规模 10.17 亿美元,2030 年能到 150 亿美元,年均增速超 56%,销量从 1.19 万台涨到 60.57 万台,整个市场像滚雪球一样越做越大。

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06 下游产业链—应用

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