资料显示，人形机器人产业链主要包括上游核心软硬件（硬件包括伺服电机、减速器、控制器、传感器等；软件包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等）；中游本体制造商和下游应用（包括迎宾接待、高校科研等）。
技术方面来看，主要包含四大核心模块：环境感知模块、智能AI芯片模块、运动控制模块、操作系统模块。
环境感知模块主要负责数据采集与环境认知（视觉、声音、雷达、压感、光感）等传感器。
虽然人形机器人相比工业机器人拥有更高级的智能感知系统（包括环境感知+人机交互），但其运动控制层面成本占比与工业机器人类似。
智能AI芯片模块包括负责数据处理和算力的存储器和智能芯片。
运动控制模块包括能量管理系统和动作执行系统（驱动器、控制器、减速器等）等。
操作系统模块包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间消息传递、程序发行包管理等。
工业机器人核心零部件重要性十分突出。
一方面高性能的零部件是实现机器人感知与运动的基础；另一方面核心零部件成本占比较高。
根据Ofweek数据，核心零部件占据了工业机器人整机70%以上的成本，减速器/伺服电机/控制器成本分别占比35%/15%/15%。
工业机器人成本：
资料来源：高工机器人、Ofweek
同时，人形机器人对于控制器、减速器、视觉系统、AI系统有更强的成本和性能优化要求。
减速器
精密减速器是一种精密的动力传达机构，连接了伺服电机和执行机构，电机一般高转速+低扭矩，因此减速器的核心作用是降低转速+提升扭矩。
减速器壁垒大、成本高，是影响机器人利润的核心因素。
可以分为谐波减速器和RV减速器。
根据高工机器人数据，工业机器人中RV和谐波减速器的使用量约为65%：35%。
人形机器人因形态类人相比工业机器人，有望带来谐波减速机产业链较大增量空间。
从竞争格局来看，全球机器人精密减速器市场一直呈现高度集中状态，几乎被哈默纳科和纳博特斯克垄断。
日本纳博特斯克是生产RV减速器的世界巨头，约占60%的全球减速器市场份额。
哈默纳科则是谐波减速器领域的龙头，约占15%的全球精密减速器市场份额。
谐波减速机技术较RV 偏低，因此从技术上看对国产厂商而言更加易于突破。
目前国产谐波减速机厂商已经开始进行国产替代。从技术上看，减速比、输出转速、传动精度已经和国外差距收敛明显，仅在传导效率还需提升，2021 年绿的谐波国内市占率超过20%，为内资谐波减速器龙头。
据MIR数据，2021年国内RV减速器市场中，纳博特斯克/日本住友占据53%/5%份额，双环传动、珠海飞马、中大力德等国产企业市场份额均位列前十名。
减速器主要品类结构：
资料来源：OFweek
伺服电机
伺服是自动化运动控制核心部件，以位置、速度、转矩为控制量，动态跟踪目标变化从而实现控制。伺服系统主要由伺服电机（含编码器）、伺服驱动器构成——驱动器接受上层控制器（上位机）指令，控制伺服电机进行相应转动。
资料来源：MIR
根据睿工业MIR数据，伺服系统国产化率从2017年的27.6%提升至2021年的43.4%，国产产品逐步替代安川、三菱等日韩企业的份额。
2021年中国伺服系统市场中，汇川技术占比16%，比肩西门子、松下、安川等国外品牌，占据国内龙头地位；禾川科技占比3%，为国内品牌第二。
控制器
控制器本质上就是一个数据处理器，包括硬件和软件两部分。
国内企业对硬件部分领域技术已经掌握；软件部分主要包括控制算法、二次开发等，国内企业产品在其开发平台的稳定性、响应速度与易用性等方面与国际先进水平相比还存在一定差距。
随着半导体技术的成熟，半导体芯片的性价比越来越高，因此控制器在硬件上并无太高门槛，其核心在于算法要与机器人本体相匹配。
美日韩等外资厂商以机器人控制器核心技术，占据国内工业机器人控制器市场的绝大部分份额。
全球行业龙头日本发那科在中国市场份额为18%，稳居第一宝座。
资料来源：OFweek机器人
国内工业机器人生厂商均自主研发了自家的控制系统，包括新松机器人、埃斯顿、华中数控、新时达、广州数控、汇川技术等公司，也诞生了一批专业的控制系统服务商如固高科技、英威腾、卡诺普等；因而控制器的市场份额基本和机器人本体保持一致。
空心杯电机
人形机器人手指关节自由度提升，空心杯电机具备较强契合度。
人形机器人的重点在于替代人的部分工作场景，同时进行更好的交互以辅助人进行工作，因此其会面临更加多样化、更加复杂的应用场景，故赋予其手指关节更高自由度使得其具备抓取、传递等基本功能是关键。考虑到人形机器人的仿真性，其手指关节处需要配备体积小且能输出较大力的电机。
特斯拉Optimus各关节电机构成：
空心杯电动机与传统电机的不同之处在于，空心杯电机结构为转子无铁芯，转子无铁芯的结构设计一是可以降低电机质量，二是可以降低电机的机械损耗，便于延长电机寿命，提升效率。
由于空心杯电动机克服了有铁芯电动机不可逾越的技术障碍，其在工业机器人、仿生义肢等能够很好发挥作用。
竞争格局：海外品牌占据高端市场，国内产品性价比优势明显。空心杯电机属于微特电机的一种，而微特电机属于技术密集行业，其兴起于瑞士，发展于日本，因此我国的空心杯电机产品较国外还存在一定差距。
从微特电机的下游看，信息处理、家用电器和武器、航空等领域占据主要份额，空心杯电机作为电机的新的发展方向，国外厂商也纷纷加强产品布局，如Maxon（瑞士）、Faulhaber（德国）等著名微电机厂商都已经大量申请空心杯电机相关的专利技术。
目前，国内不断加速国产替代，从价格上看，国内厂商产品价格在几百元不等，且性能上开始逐步收敛。
AI机器视觉系统
机器视觉是AI深度学习的一种应用与技术方向，无论是人形机器人还是智能驾驶都是机器视觉的落地方向之一。
机器视觉的本质是为机器植入“眼睛”，利用环境和物体对光的反射来获取及感知信息。
通过机器视觉代替人眼可以在多种场景下实现多种功能，如读取二维码、确定零部件的装配位置等。
但机器视觉的诸多应用场景和功能，均可归为四种基本功能——识别、测量、定位和检测。
特斯拉最著名的AI算法是其机器视觉中的纯视觉解决方案，该算法在人形机器人的制造中将其延续。
机器视觉迎爆发风口！人工智能高成长赛道，龙头全梳理
特斯拉机器视觉全流程示意图：
人形机器人的视觉传感器包括ToF深度相机、激光雷达、多目视觉等。
人工智能处理器&算法
人工智能的本质及数据的海量运算，相较于AI算法，数据是重中之重。
算力作为数据加速处理的动力源泉，其重要性不言而喻。
AI处理器芯片可以支持深度神经网络的学习和加速计算，相比于GPU和CPU拥有成倍的性能提升，和极低的耗电水平。
具备自研AI处理器的厂商可以为人形机器人的神经网络提供算力支撑，代表厂商包括寒武纪、商汤科技、海光信息等。人形机器人的落地需要下游场景的数据融合，具备AI算法落地的厂商具有比较优势。代表厂商包括科大讯飞、海康威视、虹软科技、云从科技等。
随着特斯拉所处理的数据指数级的增长，由于耗电问题放弃Nvidia A100 GPU作为超级电脑的阵列去做训练，而是凭借自身强大的垂直整合能力，也研发出专注于深度学习训练的Dojo D1芯片。
此外，推断环节相较于训练环节的计算量相对较小，但依然会涉及大量的矩阵运算，因此，人工智能芯片将发挥大量作用。
ASIC：人工智能专用芯片
FPGA：人工智能高算力芯片
未来随着人形机器人的落地，重复性的工作极易被人形机器人取代，这也将成为人工智能的下一波浪潮。
根据麦肯锡数据，随着AI的不断进步，预计2030年全球约有3.75亿人口由于AI的技术突破将重新就业，从数量上看，我国将有1200万至1.02亿人口需要重新就业。全球平均被取代的劳动力比率为15%，我国作为人口大国基本与世界保持持平为16%。
长期来看，到2030年全球人形机器人市场规模可达万亿规模，是继智能驾驶电动车后又一AI的空前蓝海，人形机器人产业链各环节有望迎来高速发展机遇。
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