1、引言2022 年 6 月 23 日下午，馬斯克在接受彭博社采訪時稱“人形機器人Tesla Bot-Optimus（擎天柱），將在 9 月 30 日的特斯拉 AI 日活動上面世”，并最早將于 2023 年投入生產,意在代替部分危險、重復性勞動以及填補勞動力缺口。馬斯克表示，在未來人形機器人“擎天柱”業務條線比特斯拉汽車更重要、更值錢。受此消息催化， 6 月 23 日以來，機器人指數在近一個月取得 18超額收益。圖表 1：6 月 23 日以來機器人指數取得 18 超額收益機器人指數收益率滬深300收益率20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%-5.0%來源：，我們在 7 月 10 日發布報告

2、人形機器人即將推出，產業鏈未來可期新興產業研究系列專題，截至 2022 年 7 月 28 日機器人指數上漲超過 10，取得 13的超額收益。本篇報告主要挖掘上游零部件的潛在投資機會。人形機器人或帶動上游核心零部件發展人形機器人或帶來機器人上游核心零部件投資機會。參考工業機器人零部件及 特斯拉公布的人形機器人技術細節和應用場景，人形機器人可能受益的環節有減速器、電機、結構件、半導體芯片及器件、傳感器、面板玻璃和材料等。圖表 2：人形機器人上游核心產業鏈圖譜來源：Wind，成本構成方面，工業機器人的核心零部件主要為減速器、伺服系統和控制系統，分別為 32、22和 12，成本占比超過 65。我們判斷

3、人形機器人零部件中減速器的價值量較大。圖表 3：工業機器人成本構成中，上游核心零部件占比超過 65932251222減速器 伺服系統控制系統本體其他前瞻產業研究院，減速器：機器人成本占比最高的零部件減速器產品主要可分為 RV 減速器、諧波減速器、擺線針輪行星減速器和精密行星減速器。減速器的作用是連接動力源和執行機構的中間機構，具有匹配轉速和傳遞轉矩的作用，減速器將電機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。目前工業領域的機器人主要使用 RV 減速器和諧波減速器，根據兩者的特點各有不同的應用位置。圖表 4：減速器產品分類圖表 5：RV 減速器與諧波減速器的應用位

4、置來源：2022 中國工業機器人市場研究報告來源：2022 中國工業機器人市場研究報告RV 減速機與諧波減速機均可應用于人形機器人的不同部位。RV 減速器的特點是擁有較高的傳動效率、輸出扭矩和扭轉剛性，通常應用于機器人的腿部、腰部和肘部等承重關節；諧波減速器的特點是噪聲小、體積小、重量輕、運動精度高，主要應用于輕型、小型工業機器人的末端部位。對于人形機器人來說，在進行搬運物品時，承重較大的腰部、腿部等關節處可配置 RV 減速器，而進行精細化操作時，機器人的小臂和腕部可配置諧波減速器。圖表 6：RV 減速器與諧波減速器對比項目RV 減速器諧波減速器背向間隙60 arc sec20 arc sec

5、傳動效率8075溫升4540噪聲70db60db減速比30-192.430-160額定轉矩下使用壽命6,000h8,000h額定輸出轉矩101-6,135 Nm6.6-921 Nm扭轉剛性20-1,176 Nm/arc min1.34-54.09 Nm/arc min技術特點通過多級減速實現傳動，一般由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成，組成的零部件較多通過柔輪的彈性變形傳遞運動，主要由柔輪、剛輪、波發生器三個核心零部件組成。與 RV及其他精密減速器相比，諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降產品性能大體積、高負載能力和高剛度體積小、傳動比高、精密度高應用場景一般應用于多關節機

6、器人中機座、大臂、肩部等重負載的位置主要應用于機器人小臂、腕部或手部終端領域汽車、運輸、港口碼頭等行業中通常使用配有 RV 減速器的重負載機器人3C、半導體、食品、注塑、模具、醫療等行業中通常使用由諧波減速器組成的 30kg 負載以下的機器人價格區間5,000-8,000 元/臺1,000-5,000 元/臺來源：綠的諧波招股說明書，減速器行業情況介紹根據中國通用機械工業協會數據，2020 年中國減速機產量達到 917 萬臺，較 2013至 2018 年的平均值增長近 54。除此之外，近年來諧波減速機規模呈現平穩增加的態勢，2020 年諧波減速機規模達 12.6 億元。根據“十四五”機器人產業

7、發展規劃，到 2025 年，機器人產業營業收入年均增速超過 20。我們預計到 2025 年我國機器人諧波減速機規模有望達到 31.4 億元。圖表 7 ： 國產減速機產量近兩年得到大幅提升（單位：萬臺）圖表 8：近 7 年中國機器人諧波減速機規模平穩增加（單位：億元）10008006004002000減速機產量增長率（）1234567860.0040.0020.000.00-20.001412.611.4310.3210.916.114.014.631210864202014201520162017201820192020來源：中國通用機械工業協會，來源：前瞻產業研究院國內減速機行業領先公司側重

8、點有較大差別。綠的諧波主要專注于精密諧波減速機的開發及其銷售工作，是中國第一家成功量產諧波減速機的企業，打破了國外企業長久以來的壟斷地位。而國茂股份專注于齒輪減速機、行星減速機領域和提供一體化的減速電機設備，即減速器+電機機電一體化。寧波東力主要生產專用齒輪箱、非標齒輪箱、標準減速機、傳動裝置、特種高效電動機等設備。中技克美以諧波減速機為其主要產品，而香農芯創、昊志機電也同樣擁有諧波減速機產品構成。圖表 9：國產減速機廠商可制造不同類型的減速機iFinD、公司年報，行業整體進入投資積累階段，非流動性資產逐年提高。從 2017 年到 2021 年，綠的諧波、國茂股份、昊志機電等國內減速機行業領先

9、企業均處于加大固定資產投資的階段，固定資產的投資將有助于企業未來產能釋放，進一步提高國產減速機的供給量和市場占用水平。從圖表中我們可以看到綠的諧波、國茂股份、中大力德、香農芯創等在去年均有超過 30%的增速，處于較高的增長水平。圖表 10：國內減速器廠商處于投資積累階段，非流動性資產逐年提高（單位：萬元）300000250000200000150000100000500000綠的諧波 國茂股份 中大力德 中技克美 香農芯創 昊志機電 寧波東力 恒豐泰20172018201920202021iFinD、公司年報，行業內公司利潤率逐年提升，國產減速機表現良好。國內減速機行業領先企業近 5 年利潤均

10、有較大幅度提升，整體表現良好，其中綠的諧波、昊志機電等公司去年均實現凈利潤增長超過 100%，凈利潤的快速增長意味著公司前期投資已經逐漸得到回報，國產減速機的質量也得到了其他企業的認可，隨著減速機需求的進一步提升，行業內公司的利潤率有望保持較高增長。圖表 11：綠的諧波、國茂股份等公司表現出色，實現凈利潤大幅增長（單位：萬元）50000400003000020000100000綠的諧波 國茂股份 中大力德 中技克美 香農芯創 昊志機電 恒豐泰-10000-2000020172018201920202021iFinD、公司年報，諧波減速器市場格局方面，內資企業滲透率逐漸提升。日企哈默納科和電產新

11、寶在 2021 年合計市占率為 43.9。較 2020 年下滑 2.1 個百分點。內資企業綠的諧波在近兩年國內市占率位于行業第 2 名，2021 年占比（24.7）相比 2020 年提升 3.7個百分點。在國產替代的大背景下，內資企業有望進一步提高市場滲透率。圖表 12：國內諧波減速器市場格局哈默納科綠的諧波電產新寶來福同川福德大族其他18.1%4.1%40.70%6.1%9.0%10.3%4.5%4.2%5.7%7.7%7.4%21.0%24.7%37.0%35.5%120.0100.080.060.040.020.00.02020年2021年GGII，RV 減速器市場格局方面，日企占據主導

12、地位。日企納博特斯克和住友在 2020 年和 2021 年市占率均超過 50。內資企業雙傳環動市占率由 2020 年 9.3提升至 2021年 15.10；上市公司中大力德市占率穩中有升，較 2020 年提升 1 個百分點，從行業第 4 名上升至行業第 3 名。圖表 13：國內 RV 減速器市場格局納博特斯克雙環環動住友中大力德南通鎮康秦川其他16.30%24.260%6.20%6.60%9.30%12.20%23.680%7.20%4.30%15.10%54.80%51.80%120.00100.0080.0060.0040.0020.000.002020年2021年GGII，主要受益標的雙

13、環傳動：齒輪領域龍頭，RV 減速器國產替代。雙環傳動是國內汽車齒輪龍頭企業，在行業深耕多年，客戶覆蓋海內外主流車企。公司自 2012 年開始研發RV 減速器，不斷在關鍵領域實現技術突破，目前已成為國內 RV 減速器龍頭。公司 2021 年實現營收 53.91 億元，同比增長 47.13，實現歸母凈利潤 3.26 億元，同比增長 536.98。圖表 14：雙環傳動歷年營業收入及增速（億元）圖表 15：雙環傳動歷年歸母凈利潤及增速（億元）營收營收YOY6050403020106045033402302201101歸母凈利潤歸母凈利潤YOY600500400300200100000201720182

14、01920202021020172018201920202021-100來源：公司年報，來源：公司年報，中大力德：國內 RV 減速器 top2 上市公司。中大力德是從事機械傳動與控制應用領域關鍵零部件的研發、生產、銷售和服務的高新技術企業，主要產品包括精密減速器、傳動行星減速器、各類小型及微型減速電機等，為各類機械設備提供安全、高效、精密的動力傳動與控制應用解決方案。公司 2021 年實現營收 9.53 億元，同比增長 25.3，實現歸母凈利潤 0.81 億元，同比增長 15.85。圖表 16：中大力德歷年營業收入及增速（億元） 圖表 17：中大力德歷年歸母凈利潤及增速（億元）營收營收YOY1

15、210864202017201820192020202140353025201510500.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0歸母凈利潤歸母凈利潤YOY20172018201920202021403020100-10-20-30-40Wind，Wind，綠的諧波：打破海外壟斷，國內首家諧波減速器企業。綠的諧波從事精密傳動裝置的生產與銷售工作，主要產品為諧波減速器以及其他精密設備，早年國內的諧波減速器領域由海外企業壟斷，公司通過技術攻堅打破海外壟斷，成為國內首家諧波減速器廠商。公司 2021 年實現營收 4.43 億元，同比增長 104.77，實現歸母凈利潤 1.89億元，

16、同比增長 130.56。圖表 18：綠的諧波歷年營業收入及增速（億元）圖表 19：綠的諧波歷年歸母凈利潤及增速（億元）營收營收YOY54321020172018201920202021120100806040200-20-40歸母凈利潤歸母凈利潤YOY2211020172018201920202021140120100806040200-20來源：公司年報，來源：公司年報，電機：機器人實現精準操作的核心部件伺服電機伺服電機市場持續增長，機器人應用占比基本穩定。伺服電機的下游較為廣泛，包含機床、電子制造設備、包裝機械、紡織機械、機器人、塑料機械、醫療機械、食品機械以及其它領域，隨著下游需求的不斷

17、提升，伺服電機的市場規模持續增長，據統計伺服電機規模已從 2011 年的 25 億元提升至 2020 年的 83 億元，總體保持穩定增長態勢。從應用占比來看，早期機器人的伺服電機應用占比較低，而在 2015 年已快速提升至 9，之后占比保持在 6-9的范圍內，而隨著市場規模整體的擴大，機器人領域所對應的伺服電機規模也將提升。圖表 20：伺服電機歷年市場規模（億元）圖表 21：伺服電機下游應用占比（2020 年）市場規模YOY908325807072672018.045960505215.0147 14.664115.0512.6715.7615403020353011.1610256.7751

18、01086伺服電機下游應用占比：機器人9.08.76.21.0 4002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020202011201520182020來源：MIR 睿工業，前瞻產業研究院，來源：工控網，前瞻產業研究院，液冷電機除傳統的伺服電機外，液冷電機也有望應用于機器人領域。液冷電機的特點在于通過液體冷卻技術同時實現了高效散熱以及防水的功能。在高端電子產品、超級計算機的 CPU 散熱中，液冷電機已有一定程度的應用，而在電動車領域綠源電動車也通過液冷技術來降低電機的工作溫度，大幅提高運行效率，有效解決了傳統電機因為發熱而導致的性能降低問題，

19、但液冷電機目前依然存在價格較高的問題。圖表 22：液冷發動機工作溫度較低來源：綠源電動車官網，空心杯電機空心杯電機主要由后蓋、接線端子、電刷、杯形繞組（轉子）、轉軸、定子等部件構成，其中定子由永磁體、殼體、法蘭組成。外殼提供了恒定的磁場，使電機無鐵損耗，所產生的轉矩是均勻的，在較高的速度下可以減少振動及噪音，在低速下也能運行平穩。空心杯電機的主要應用領域為需要快速響應的隨動系統，如光驅的隨動控制、高靈敏的記錄和檢測設備、工業機器人、仿生義肢等產品。針對人形機器人的應用場景，空心杯電機可使用在機器人的手指部位，實現手指的快速響應以滿足工作需求。圖表 23：空心杯電機拆解圖來源：運控伺服，空心杯電

20、機可歸類為微特電機，當前微特電機高端市場中由日本電產主導，國內龍頭企業主要為鳴志電器、江蘇雷利、大洋電機等。其中僅鳴志電器生產以應用方向為機器人的空心杯電機，且具有美國沃爾瑪 AGV 機器人獨供經驗。此外，當前鳴志電器發展路徑與世界龍頭日本電產相似，通過橫向并購海外公司并發展海外業務。控制器工業機器人控制系統分為硬件類控制器和軟件類控制軟件。控制器可分為上位主控計算機和下位多軸關節伺服控制器，主控計算機負責下達指令以控制各伺服驅動裝置，實現對機器人的工作順序、位置、運動速度、時間間隔的控制。工業機器人的控制方式包括運動控制和力控制。運動控制主要控制機器人的位置，而力控制則控制機器人末端執行器的

21、作用力與力矩，主要用于會與環境接觸的加工機器人、裝配機器人。控制器產品的精密性會極大影響機器人的工作表現，目前海外部分企業的控制器產品在性能表現上較為領先，能夠滿足絕大多數應用的需求，國產控制器產品仍有較多提升空間。圖表 24：工業機器人控制系統一般構成圖表 25：ABB 控制器IRC5 系列來源：工業機器人技術基礎，億歐智庫來源：億歐智庫，主要受益標的目前國內伺服電機市場主要由海外企業所主導，2020 年國內匯川技術、臺灣臺達、禾川科技的市占率合計為 22.2，國內許多企業的伺服電機產品仍主打中低端市場，隨著伺服電機相關核心技術的進一步突破，國內廠商在未來有望上攻高端市場加速國產化替代進程。

22、圖表 26：國內伺服電機行業競爭格局（2020 年）日本安川日本三菱日本松下匯川技術臺灣臺達德國西門子 禾川科技其他值值值值值值值值禾川科技招股說明書，匯川技術：工控領域龍頭，伺服國內第一。匯川技術早期從事變頻器供應，目前 已成為機電液綜合產品及解決方案供應商，公司的工控產品廣泛應用于各制造業裝備，其中伺服系統在 2021 年以 15.9的市占率居于國內首位。公司 2021 年實現營收179.43 億元，同比增長 55.87，實現歸母凈利潤 35.73 億元，同比增長 70.15。圖表 27：匯川技術歷年營業收入及增速（億元）圖表 28：匯川技術歷年歸母凈利潤及增速（億元）2001501005

23、00營收營收YOY201720182019202020216050403020100歸母凈利潤歸母凈利潤YOY403530252015105020172018201920202021140120100806040200-20-40來源：公司年報，來源：公司年報，禾川科技：國內工業自動化控制設備領軍企業，伺服系統國產品牌位列第二。禾川科技是一家技術驅動的工業自動化控制核心部件及整體解決方案提供商，主要從事工業自動化產品的研發、生產、銷售及應用集成。禾川科技的主要產品包括伺服系統、PLC 等，覆蓋了工業自動化領域的控制層、驅動層和執行傳感層和工業富聯、寧德時代、順豐控股、三通一達、隆基股份、捷佳偉

24、創、先導智能、藍思科技、埃夫特等多家行業龍頭企業。公司 2021 年實現營收 7.51 億元，同比增長 38.13，實現歸母凈利潤 1.1 億元，同比增長 3。圖表 29：禾川科技歷年營業收入及增速（億元）圖表 30：禾川科技歷年歸母凈利潤及增速（億元）營收營收YOY8765432102018201920202021807060504030201001.21.00.80.60.40.20.0歸母凈利潤歸母凈利潤YOY2018201920202021140120100806040200-20來源：公司年報，來源：公司年報，鳴志電器：借力技術儲備優勢，空心杯電機前景廣闊。鳴志電器利用早期在直 流無

25、刷系統的研發中所儲備的技術優勢，進一步研發出獨特的無齒槽空心杯無刷電機，具有無齒槽轉矩、低振動噪音及運轉平順等特點，控制模型線性化，最高轉速可達 10 萬轉，在生物醫療、小型精密機器人等領域擁有廣泛的應用前景。公司 2021 年實現營收 27.14 億元，同比增長 22.66，實現歸母凈利潤 2.80 億元，同比增長 39.27。圖表 31：鳴志電器歷年營業收入及增速（億元）圖表 32：鳴志電器歷年歸母凈利潤及增速（億元）營收營收YOY302520151050201720182019202020212520151050歸母凈利潤歸母凈利潤YOY3322110201720182019202020

26、21454035302520151050來源：公司年報，來源：公司年報，汽車結構件或可與機器人聯動結構件基本情況介紹傳統的工業機器人的結構件主要包含外部殼體、驅動裝置、傳動機構等部件。特斯拉通過自身豐富的供應商資源，或可在汽車結構件與機器人結構件之間形成聯動，共享供應商資源。圖表 33：德國 KUKA 機器人結構拆解圖表 34：旭升股份結構件產品來源：工業機器人技術基礎，億歐智庫來源：旭升股份官網，2021 年 12 月，特斯拉全球副總裁陶琳表示，特斯拉上海工廠已經實現超過 90的供應鏈本土化。參考特斯拉汽車國內供應鏈占比，人形機器人量產階段或將引入國內供應商，國產結構件供應商有望迎來新增量。

27、我們認為人形機器人量產階段或依托現有汽車供應鏈體系，其中結構件部分技術難度低于動力系統和 AI 系統，國內龍頭企業已形成規模，切入機器人供應鏈的可能性較高。主要受益標的拓普集團：汽車 NVH 龍頭，技術行業領先。拓普集團在汽車 NVH（即減振降噪以及舒適性控制）領域的技術水平居于國內前列，是國內較早進入全球整車配套零部件采購體系的自主品牌汽車零部件供應商。公司是特斯拉供應鏈中極為重要的一環，自2016 年正式成為特斯拉供應商，主要負責提供底盤系統、副車架、內飾等，2020 年依托特斯拉成功開拓汽車熱管理業務，2021 年 1-9 月特斯拉升至拓普集團第一客戶，占總營收比重為 41.47，未來人

28、形機器人量產有望為拓普集團帶來增量。公司 2021年實現營收 114.63 億元，同比增長 76.05，實現歸母凈利潤 10.17 億元，同比增長61.93。圖表 35：拓普集團歷年營業收入及增速（億元）圖表 36：拓普集團歷年歸母凈利潤及增速（億元）14012010080604020營收營收YOY100 12801060840620402歸母凈利潤歸母凈利潤YOY806040200-20-40020172018201920202021-20020172018201920202021-60來源：公司年報，來源：公司年報，旭升股份：深耕鋁合金壓鑄件，產品受主流客戶認可。旭升股份的主要產品為 熱成

29、型壓鑄鍛造的精密鋁合金零部件，下游應用領域覆蓋汽車行業及其他機械制造業，曾榮獲特斯拉“杰出合作伙伴”。公司與特斯拉的合作基礎深厚，自 2014 年起與特斯 拉全面合作，由個別零部件供應商逐漸發展為全面供應傳動系統、懸掛系統等結構件 供應商。同時，自 2015 年起，特斯拉一直是旭升股份第一大客戶，總營收貢獻率數年在 40以上。此外，在人形機器人輕量化發展的方向中，公司深耕汽車輕量化和精密鋁合金領域或將具備先發優勢。公司 2021 年實現營收 30.23 億元，同比增長 85.77，實現歸母凈利潤 4.13 億元，同比增長 24.16。圖表 37：旭升股份歷年營業收入及增速（億元）圖表 38：旭

30、升股份歷年歸母凈利潤及增速（億元）營收營收YOY3530252015105020172018201920202021100806040200歸母凈利潤歸母凈利潤YOY544332211020172018201920202021806040200-20-40來源：公司年報，來源：公司年報，安潔科技：綁定頭部客戶，橫跨消費與汽車兩大賽道。安潔科技為各類智能數碼產品以及新能源汽車提供精密功能性器件的生產，在存儲器和電腦業務方面切入微軟和蘋果供應鏈，汽車領域已進入特斯拉供應鏈并為 Powerwall 儲能系統和 Model3進行零部件供應。公司 2021 年實現營收 38.84 億元，同比增長 33.

31、68，實現歸母凈利潤 1.99 億元，同比增長-57.50。圖表 39：安潔科技歷年營業收入及增速（億元）圖表 40：安潔科技歷年歸母凈利潤及增速（億元）營收營收YOY4540353025201510502017201820192020202160850640430220010-20-4-10 -6-20 -8歸母凈利潤歸母凈利潤YOY20172018202020212019200150100500-50-100-150-200-250來源：公司年報，來源：公司年報，半導體芯片及器件人形機器人需要多種半導體產品。特斯拉的人形機器人定位于執行家庭服務與工業生產中更復雜的任務，最終實現勞動力替代。

32、參考智能網聯汽車架構，人形機器人在具體完成某項任務時的基本流程也可分為感知、決策和執行三個層面，因此我們認為人形機器人在半導體產品的使用上可以參考特斯拉的 Model 系列轎車：包括實現數字、圖像、聲音等多類型數據處理的主控芯片、各類功能實現所需要的控制單元芯片 MCU 和動力單元所需要的核心器件 IGBT。圖表 41：人形機器人半導體產品使用情況可使用自動駕駛 FSD 芯片及平臺主控芯片應用描述芯片類型IGBT用于動力單元主電驅、OBC 等系統實現交直流轉換MCU實現人形機器人各系統的功能控制，例如手部與足部的運動控制來源：整理主控芯片：自研 FSD 芯片生態完善汽車端決策層生態完善，FSD

33、 芯片助力人形機器人。特斯拉在智能汽車的決策層具備非常深厚的技術積累：在硬件層面公司已經開發了自有的 FSD（Full Self-Drive）全自動駕駛系統及 FSD 芯片，FSD 芯片主要作用是將視覺系統采集到的圖像信息通過神經網絡模型相關算法進行處理并做出實施決策。以 2019 年在 Model 3 上批量交貨的 FSD 芯片為例，該芯片采用三星的 14nm FinFET 工藝，面積約為 260 平方毫米，集成了 CPU、GPU、NPU、ISP 和各種硬件加速器。與智能汽車類似，人形機器人也是通過攝像頭等感知傳感器對周邊的信息進行采集，我們認為特斯拉基本會使用自研的 FSD 芯片作為人形機

34、器人的主控芯片，高性能的 FSD 芯片將會幫助人形機器人實現一系列的復雜功能。圖表 42：FSD 芯片基本架構圖表 43：FSD 芯片各模塊介紹12 個，工作頻率 2.2GHz，Cortex-A72 核，每三個CPU組成一個集群模塊介紹模塊GPUISP1 個，工作頻率 2GHz，最高算力可以達到 600 GFLOPS2 個，每個均包含 32MB 的 SRAM9696 MAC 陣NPU列，最高算力達到 36.86 TOPS具備 24 位流水線，每秒可處理 10 億像素，具備降噪功能wikichip，來源：整理MCU：國內廠商積極布局有望導入人形機器人對 MCU 的需求量大。根據特斯拉在 2021

35、 年“人工智能日”公布的數據，人形機器人全身共有 40 個左右的機電執行器，我們初步判斷每個人形機器人至少需要搭載 3040 顆 MCU，考慮到人形機器人的控制對于精度的要求非常高，所使用的控制器應該為更高端的 32 位 MCU。MCU 市場規模穩步提升，汽車和工控為前兩大應用領域。在汽車智能化、電動化和積極推動雙碳政策的大背景下，汽車和工控領域繼續推動全球 MCU 市場規模增長，根據 IC Insights 數據，2021 年全球 MCU 市場需求旺盛，全年銷售額增長 23至 196億美元，預計 2022 年將增長 10至 215 億美元，2026 年將達到 272 億美元，2022-202

36、6年 CAGR 為 6.77。2020 年全球 MCU 市場下游應用中，汽車與工業占比位列前二，分別為 35和 24；國內 MCU 市場下游應用中，消費電子占比最大達到 26，其后分別為計算機與網絡（19）、汽車電子（15）等。圖表 44：2019-2021 年全球MCU 市場規模300250200150100500市場規模(億美元)yoy(%)CAGR=6.77%201920202021 2022E2026E35%30%25%20%15%10%5%0%-5%-10%-15%IC Insights，圖表 45：2020 年全球MCU 市場下游分布圖表 46：2020 年中國MCU 市場下游分布

37、4.00% 5.00%14.00%35.00%18.00%24.00%15.00%26.00%10.00%15.00%19.00%15.00%汽車工業消費電子醫療健康航空國防其他消費電子計算機與網絡 汽車電子IC卡工業控制其他IC Insights， IC Insights，市場份額集中在國外廠商。根據 IC Insights 數據，2021 年全球 MCU 市場份額前五名分別為NXP（18.8%）、Microchip（17.8%）、Renesas（17%）、ST（16.7%）和 Infineon（11.8%），前五大廠商共占據 82.1%的市場份額，在尋求芯片自主可控的大背景下，國內 MCU

38、 廠商的替代空間較大。圖表 47：2021 年全球MCU 市場份額17.90%18.80%11.80%17.80%16.70%17.00%NXPMicrochipRenesasSTInfineonOthersIC Insights，國內廠商積極布局工控與汽車領域，建議關注兆易創新。在 MCU 領域，國內 4位、8 位和 16 位的 MCU 自給率較高，已經在消費電子領域實現了替代，但在性能要求較高的工控、汽車領域自給率還較低，市場主要被國外廠商占據。2021 年由于全球 MCU 產能的緊張以及下游需求出現高景氣，全球 MCU 市場出現了供不應求的情況。在此背景下，國內 MCU 龍頭兆易創新積極

39、完善產品矩陣，已成功量產 35 個系列約 400 種型號的 MCU 產品，可以滿足高、中、低端各種市場需求，公司 40nm車規級 MCU 已經完成流片并進入客戶測試，車規MCU 產品的性能要求相較工業類 MCU 更高，我們認為未來人形機器人也有望成為兆易創新的業績增長的驅動力之一。5.3 IGBT：動力單元核心器件，SiC 廠商有望受益動力總成系統：IGBT 是人形機器人不可或缺的器件。人形機器人進行任何任務的執行均離不開動力總成系統，動力總成系統包括動力電池、驅動電機、電池管理系統等。特斯拉在動力電池及電池管理系統領域具備較強的技術積累，參考特斯拉 Model 汽車配置，我們認為人形機器人也

40、需要電機（逆變器）、充電模塊（類似新能源汽車 OBC）等，這增加了對于功率器件 IGBT 的需求。IGBT 在人形機器人中的作用包括：在逆變器中將直流轉換為交流，從而驅動電機運行；在充電器中實現交流到直流的轉換并進行高低壓變換。IGBT：電氣電子領域的“CPU”。IGBT 全稱為絕緣柵雙極型晶體管，它由絕緣柵型場效應管和雙極型三極管兩個部分組成，其兼具 MOSFET 輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關速度快和 BJT 通態電流大、導通壓降低、損耗小等優點。 IGBT 可分為單管、IPM 和 IGBT 模塊：IGBT 單管主要用于小功率家用電器、分部式光伏逆變器、小功率變頻器，制造工藝為

41、環氧注塑工藝；IPM 模塊應用于白色家電中的變頻空調、變頻洗衣機，制造工藝為環氧注塑工藝；IGBT 模塊應用于大功率變頻器、電焊機、新能源車、集中式光伏等領域，制造工藝為灌膠工藝。按照電壓等級劃分，600V 以下的低壓 IGBT 主要應用于消費電子領域，600V1200V 的中壓 IGBT主要應用于新能源車、光伏、工業等領域，1700V 以上的超高壓 IGBT 主要應用于軌交、風電、智能電網領域。新能源汽車與光伏成為 IGBT 市場主要增量領域。根據 Omdia 數據，全球 IGBT市場規模 2024 年預計達到 66.19 億美元，2020-2024 年 CAGR 約為 5.16%；中國 I

42、GBT 市場規模 2024 年預計達到 25.76 億美元，2020-2024 年 CAGR 約為 4.34%，中國市場占全球比例約為 40%左右。2020 年以來，新能源汽車、光伏和儲能等領域對于 IGBT 需求呈現高增長，已經成為 IGBT 市場核心驅動力。圖表 48：2017-2024 年全球IGBT 市場規模圖表 49：2017-2024 年中國IGBT 市場規模市場規模（億美元）yoy(%)706050403020100201720182019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E20%15%10%5%0%-5%-10%-15%市場規模（億美元）yoy(%)30

43、2520151050201720182019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E30%25%20%15%10%5%0%-5%-10%-15%Omida，來源：Omida，第三代半導體 SiC 功率器件廠商有望受益。目前新能源車使用的 IGBT 基本為硅 基器件，基于第三代半導體 SiC 的功率器件在新能源領域還未大規模使用。相比于 硅材料，SiC 材料的擊穿電場強度更高，可以達到硅材料的 10 倍以上，因此基于 SiC 制備的功率器件具備更高的耐壓性，同時還具備更好的耐高溫特性和更低的開關損耗。 SiC 功率器件主要應用領域包含新能源汽車、電力供應、光伏、UPS 通信、

44、軌交以 及航天軍工等，其中新能源汽車市場有望在 2023 年迎來快速上量，成為 SiC 器件市 場增長的主要驅動力，光伏領域的發展也將進一步刺激市場增長。根據 Yole 數據， SiC 功率半導體市場產值到 2025 年將達到 25.62 億美元，2019-2025 年 CAGR 為 29.6%。作為特斯拉最熱銷的車型之一，Model 3 是新能源汽車領域第一款使用SiC 功率器件（SiC MOSFET）的車型，基于此我們認為人形機器人功率器件部分也會使 用一定比例的SiC 器件，國內的 SiC 廠商有望迎來新的增量領域。圖表 50：2019-2026 年全球 SiC 功率器件市場規模Yole

45、 ，人形機器人時代關注國內 IGBT 和 SiC 優質廠商。我們認為產品種類齊全、性能出色和下游進入汽車或光伏領域，實現批量出貨的 IGBT 企業將會率先進入人形機器人產業鏈，因此我們建議關注國內 IGBT 模塊龍頭斯達半導和軌交領域 IGBT 龍頭時代電氣；第三代半導體領域國內企業以產業鏈單一環節為主，行業技術壁壘高，海外龍頭企業如意法半導體、英飛凌均采用 IDM 模式，因此我們建議關注具備全產業鏈整合生產（襯底/外延/器件/封測）能力的三安光電。上游零部件：傳感器感知層：視覺方案為主，輔以毫米波雷達。特斯拉是純視覺方案踐行者，即使用單一的攝像頭實現自動駕駛功能。我們認為人形機器人應用場景相

46、對于自動駕駛汽車更加封閉，人性機器人在室內需要實現更高精度定位，因此除了使用攝像頭外，還應該使用少量毫米波雷達配合攝像頭實現在室內的精準定位，提升機器人任務執行的準確率。除了會使用進行環境感知的傳感器外，與普通工業機器人一樣，人形機器人也需要普通的位置、壓力、速度、力矩等測量類型的傳感器。攝像頭：性價比最高的感知傳感器之一以車載攝像頭為例：鏡頭與圖像傳感器價值量較高。普通的車載攝像頭由圖像傳感器、光學鏡頭、圖像信號處理器及各種結構件組成，根據 ON SEMI 數據，車載攝像頭中圖像傳感器、模組封裝和鏡頭的成本占比分別為 50、25和 14，因此我們主要關注光學鏡頭以及圖像傳感器賽道相關機會。圖

47、表 51：車載攝像頭模組示意圖ICVTank，光學鏡頭人形機器人使用性能更優的玻璃鏡頭。光學鏡頭按照制備材料不同可分為玻璃鏡頭（G）、塑膠鏡頭（P）和玻塑混合鏡頭（G+P），玻璃鏡頭相比塑膠鏡頭在折射率、穩定性、環境耐受性等性能上具有更好的表現，但成本和制備難度也更高。玻璃鏡頭制備工藝主要包括模造成型工藝、晶圓級光學器件工藝（WLO，Wafer Level Optics）和晶圓級玻璃工藝（WLG，Wafer Level Glass）。人形機器人主要通過攝像頭對周邊環境信息進行采集，因此我們認為人形機器人也采用與特斯拉汽車 ADAS 相同的玻璃鏡頭。模造成型工藝是制備玻璃鏡頭的主流工藝，技術壁壘

48、高。模造成型工藝技術發展較為成熟，是當前行業內制備玻璃鏡頭的主流工藝，該方法的基本原理是將預加工的玻璃胚胎放置于精密成型模具中，加熱升溫使玻璃軟化，再向模具表面加壓使玻璃成型。模具的設計與加工是該方法的核心，技術和工藝的壁壘較高，模具的精度將會直接影響玻璃鏡頭的生產良率與光學性能。圖表 52：基于等溫和非等溫條件下的模造玻璃制備流程等溫條件下非等溫條件下Analysis of form deviation in non-isothermal glass molding，機器視覺成為光學鏡頭重要增長領域。根據中國機器視覺產業聯盟數據，機器視 覺系統中游零部件環節成本占比最大（45%），其次為軟件

49、開發（35%）、組裝集成（15%）和維護（5%），中游零部件主要包括光源、鏡頭、相機和視覺控制系統等。根據奧普特公司機器視覺整體解決方案顯示，光學鏡頭約占中游零部件成本的 15.6%。益于智能制造加速，基礎建設投資力度加大，我國機器視覺市場規模由 2018 年的 102 億元增長至 2020 年的 144 億元，2021 年市場規模達到 181 億元，預計 2022 年將達到229 億元。根據中游成本結構測算，2021 年國內機器視覺領域光學鏡頭市場規模為億元，預計 2022 年將達到 16.1 億元，4 年 CAGR 為 23.8%，市場規模增長較快。圖表 53：中國機器視覺系統成本占比圖表

50、 54：機器視覺中游零部件成本占比5%15%45%35%15.60%35.30%25.70%23.30%零部件軟件開發組裝集成維護視覺控制系統光源及控制器相機鏡頭來源：中國機器視覺產業聯盟，來源：中國機器視覺產業聯盟，圖表 55：2018-2022 年中國機器視覺市場規模圖表 56：2018-2022 年機器視覺鏡頭市場測算250200150100500市場規模(億元)yoy(%)20182019202020212022E30%25%20%15%10%5%0%市場規模(億元)yoy(%)18161412108642020182019202020212022E30%25%20%15%10%5%0

51、%來源：中國機器視覺產業聯盟，來源：中國機器視覺產業聯盟，圖像傳感器CMOS 圖像傳感器逐步占據市場主導地位。在攝像頭模組中，圖像傳感器決定著攝像頭的成像品質以及其他組件的結構和規格，CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）圖像傳感器和 CCD（Charge-Coupled Device）圖像傳感器是當前主流的兩種圖像傳感器。其中CCD 電荷耦合器件集成在單晶硅材料上，像素信號逐行逐列依次移動并在邊緣出口位置依次放大，而 CMOS 圖像傳感器則被集成在金屬氧化物半導體材料上，每個像素點均帶有信號放大器，像素信號可以直接掃描導出，即電信號從 CM

52、OS 晶體管開關陣列中直接讀取，不需要逐行讀取。從 20 世紀 90 年代開始，CMOS 逐步取代CCD 占據市場主導地位，CMOS 圖像傳感器的優勢包括：1）成本層面上，CMOS 圖像傳感器芯片一般采用適合大規模生產的標準流程工藝，在批量生產時單位成本遠低于 CCD；2）尺寸層面上，CMOS 傳感器能夠將圖像采集單元和信號處理單元集成到同一塊基板上，體積得到大幅縮減，適用于移動設備和各類小型化設備；3）功耗層面上，CMOS 傳感器相比于 CCD 保持著低功耗和低發熱的優勢。圖表 57：CMOS 圖像傳感器組成圖表 58：CMOS 圖像傳感器原理圖思特威招股說明書，思特威招股說明書，CMOS

53、圖像傳感器根據感光元件安裝位置可分為：前照式結構（FSI）、背照式結構（BSI）。1）前照式結構為 CMOS 圖像傳感器傳統結構，即自上而下的五層結構，分別是透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層和基板層。光從正面入射時，采用 FSI 結構的 CMOS 圖像傳感器需要光線經過線路層的開口后到達感光元件層進行光電轉換。前照式結構的主要優點是工藝條件較易實現、制造成本較低，存在較大的局限性：隨著像素尺寸變小，可接收的入射光量下降，金屬布線反射和吸收的損耗在線路層變得愈發嚴重，極大限制傳感器的整體性能；2）背照式結構 CMOS 圖像傳感器將感光元件位置更換至線路層上方，感光層僅保留部分邏輯電路。采用背

54、照式結構光線可從背面入射直接到達感光元件層，電路布線阻擋和反射等因素帶來的光線損耗大幅減少。與前照式相比，背照式感光效果顯著提升，但設計和工藝難度均較大且成本較高。圖表 59：前照式結構（FSI）和背照式結構（BSI）MEMS，CMOS 圖像傳感器根據快門曝光方式不同分為：卷簾快門（RS，Rolling Shutter）和全局快門（GS，Global Shutter）。1）卷簾快門通過控制光敏元逐行或逐列進行 曝光來掃描完成所有像素單元的曝光。在感光度和低噪聲成像上較全局快門有一些 優勢，但需要足夠的曝光時間，適合遠距離拍攝靜止或移動速度較慢的對象；2）全 局快門圖像傳感器可使全部光敏元像素點

55、在同一時間接收光照，是高速攝影等應用 場景下的最佳快門方式，在需要實時進行精準的影像捕捉以及識別的場景（例如快 速行駛的汽車車牌、無人機飛行時的避障系統等），全局快門傳感器已經成為首選全球 CIS 市場保持快速增長。得益于多攝手機的廣泛普及和安防監控、智能車 載攝像頭和機器視覺的快速發展，CIS 的整體出貨量及銷售額隨之不斷擴大。根據 Frost&Sullivan 數據，全球 CIS 出貨量從 2016 年的 41.4 億顆增長至 2020 年的 77.2 億顆，4 年CAGR 為 16.9%，預計 2025 年將達到 116.4 億顆，2021-2025 年 CAGR 為 8.5%；全球 C

56、IS 銷售額從 2016 年的 94.1 億美元增長至 2020 年的 179.1 億美元， 4 年CAGR 為17.5%，預計2025 年將達到330 億美元，2021-2025 年CAGR 為11.9%。AIoT 和 5G 為機器視覺注入活力。機器視覺指的是通過計算機、圖像傳感器及其他相關設備模擬人類視覺功能的技術，以賦予機器“看”和“認知”的能力。從使用場景來看，隨著 AI 和 5G 技術的商用落地，機器視覺不再局限于傳統的工業中的應用（主要包括產線檢測、不良品篩檢、條碼識別、自動化流水線運動等），新興下游應用市場不斷涌現，包括無人機、掃地機器人、AR/VR 等，為機器視覺行業發展注入新

57、活力，同時對圖像傳感器的技術水平也提出了更高的要求。在機器視覺新興應用領域中，全局快門的應用廣度與深度都在迅速提升。全局快門 CMOS 圖像傳感器每個像素處都增加了采樣保持單元，使得所有像素可以同時捕獲圖像，從而避免了在高速拍攝場景下因每行像素曝光時間差異而形成的“果凍效應”，而卷簾快門 CMOS 圖像傳感器難以避免“果凍效應”，因此全局快門技術是眾多新興機器視覺應用領域內的必要核心技術，應用前景廣闊。根據 Frost&Sullivan 數據，全球新興領域全局快門 CIS出貨量從 2018 年的 1100 萬顆增長至 2020 年的 6000 萬顆，預計 2025 年將達到 3.92億顆，5

58、年 CAGR 為 27.6%。圖表 60：2018-2025 年全球新興領域全局快門CIS 出貨及增速4.543.532.521.510.50全球新興領域全局快門CIS出貨量(億顆）yoy(%)180%160%140%120%100%80%60%40%20%0%2018201920202021E 2022E 2023E 2024E 2025EFrost&Sullivan，全球 CIS 市場：國外廠商主導，CR5 超過 80%。全球 CIS 市場呈現頭部龍頭壟斷局面，根據華經產業研究院數據，以出貨量口徑計算，2020 年 CR5 供應商合計占據 96%的市場份額，其中格科微以 20.4 億顆位居

59、全球第一；以銷售額計算，2020年索尼占有 39.1%的市場份額，CR5 為 83.3%。根據 Counterpoint 預測，2022 年全球 CIS 市場將達到 219 億美元，索尼將占有 39.1%的市場份額，其次是三星（24.9%）、豪威科技（12.9%）、格科微（4.7%）、安森美（4.5%）、海力士（3.5%）、意法半導體（2.5%）和思特威（2.3%），CR5 為 86.1%。建議關注人形機器人利好光學鏡頭與圖像傳感器企業。基于特斯拉汽車目前所使用的純視覺方案，我們判斷人形機器人使用攝像頭的確定性較高，這將利好國內光學鏡頭與圖像傳感器企業，建議關注具備模造玻璃技術與制造優勢的聯創

60、電子（特斯拉汽車鏡頭供應商）以及國內CIS 龍頭企業韋爾股份。毫米波雷達：配合攝像頭提升感知精度毫米波雷達：具備精確位置檢測性能，分辨率高。特斯拉憑借出色的圖像處理算法在汽車上證明了純視覺方案的可行性，但是攝像頭本身也有其不足的地方，包括受天氣影響大，距離誤差大等。人形機器人在室內相對封閉的場合工作時，需要對四周的墻體有精確的定位，這時如果使用毫米波雷達再配合攝像頭即可達到更高的定位精確度。毫米波雷達按照可測距離分為短距雷達（Short Range Radar，SRR）、中距雷達（Medium Range Radar，MRR）和長距雷達（Long Range Radar，LRR），其優點是可以