一、有刷VS.无刷空心杯电机

（有刷）空心杯电机：转子结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。

图：铁芯电机与（有刷）空心杯电机


来源：鸣志电器官网，天风证券研究所

特点：结构紧凑小体积，绕组成杯状，大小有6、8、10mm；高功率密度，转速高达 5、10、15万转/min；微型电机中效率最高、动态响应快、低振动低噪音，可实现精密控制形态。

表：空心杯电机特点


来源：鸣志电器官网，天风证券研究所

空心杯电机趋势：有刷→无刷。有刷电机采用机械换向，随着电机旋转，电刷沿着换向器滑动，产生动态的磁场，但也由于电刷和换向器存在相对滑动，容易损耗；无刷电机通过驱动器实现电子换向，因不存在电刷，被称为“无刷电机”。
无刷空心杯电机：又名无刷无齿槽电机，其定子部分使用空心杯绕组，采用无齿槽铁芯设计。该型电机具有传统直流无刷电机高转速、长寿命、低噪音的特性，又兼具有刷空心杯电机高功率密度、高效率的优势。
图：无刷空心杯电机


来源：鸣志电器官网，天风证券研究所

与有刷空心杯电机区别：
1）寿命：有刷空心杯电机寿命在于换向器（一旦损坏，即要更换电机），寿命一般1000-3000h；无刷空心杯电机采用轴承，寿命更长，可达10000h+；
2）转速：无刷空心杯电机转速更高；
3）控制：无刷空心杯电机需要搭配电机驱动器，实现驱动控制；有刷空心杯电机电流控制即可。无刷空心杯电机寿命、转速优于有刷空心杯电机，从发展趋势上看，未来更偏向无刷空心杯电机（需搭配驱动器实现驱动控制）。
表：无刷空心杯电机与有刷空心杯电机对比


来源：鸣志电器官网，天风证券研究所

二、应用&人形机器人空间

空心杯电机应用：分为低端和高端，单价差距较大。低端应用单价几十至几百元不等，如电动牙刷用空心杯电机单价可低至几十元/台，电动工具用空心杯电机单价5、600元/台，而高端应用单价更高，如医疗用空心杯电机均价1500元/台。全球空心杯电机市场规模预计15亿美元（折合人民币约108亿元）。
低端应用（有刷空心杯电机）：包括汽车电子、3C、智能家居、工业设备等商用/家用领域，用于电动工具、无人机、智能门锁、电动牙刷、吹风机等。目前国内低端空心杯电机市场规模几十亿；高端应用（有刷和无刷空心杯电机）：包括医疗、半导体、机器人和自动化、航空航天、军工领域。1）医疗领域，主要用于毛囊提取仪、胃镜手术机器人、实验室移液泵、试剂瓶开瓶器、营养泵、组织旋切刀等；2）机器人和自动化领域，包括电动夹爪、机器人关节、机器人手、物流穿梭车、深井油田阀门、挂轨机器人等。
应用要求：医疗最高，人形机器人次之，反映在价格上人形机器人用空心杯电机价格低于医疗。
医疗用空心杯电机要求最高：1）涉及触碰人体，要求达到高温灭菌级别，2）毛细血管的根管治疗，要求尺寸小，空心杯电机最小可做到直径4mm。

人形机器人用空心杯电机要求较高：
1）力矩，额定输出并且具备一定过载能力，对应指标为额定转矩和电流；
2）温升，即电机发热情况，温度不能过高，对应指标为热阻；
3）工业品的可靠性。

人形机器人为空心杯电机带来新增业务量。
特斯拉人形机器人Optimus手部11个自由度，共12个驱动器（单手有6个驱动器，大拇指2个，其余手指各1个），由空心杯电机+螺纹丝杠/精密行星齿轮箱+编码器构成。参照当前国内均价，空心杯电机价值量1200元/台*12台=1.44万元，量产情况下，单台机器人空心杯电机价值量为600元/台*12台=0.72万元。假设特斯拉人形机器人量产25/100万台，对于空心杯电机采购额为18/72亿元，对应已有空心杯电机市场规模，新增人形机器人市场弹性为17%/67%。

市场预期差在于驱动器
目前市场对于鸣志电器作为Tier 1供应商的认知主要在于供应空心杯电机+齿轮箱+编码器的手部集成。值得注意的是，TSL采用的是无刷空心杯电机——需要驱动器实现驱动控制，市场可能忽视了电机驱动器的供应情况。根据专家口径，TSL采用1带4的驱动器（即1台驱动器控制4台空心杯电机），手部需要3台驱动器（对应12台空心杯电机），单台机器人驱动器价值量为2500元/台*3台=0.75万元，超过空心杯电机本体价值量。假设特斯拉量产25/100万台，对于驱动器采购额为19/75亿元，空心杯电机本体+驱动器采购额合计为37/147亿元。同时，考虑到驱动器包括硬件和控制算法，算法一经突破，软件成本可忽略不计，驱动器成本主要集中在硬件，中长期毛利率更高。

来源：每日调研纪要