工业机器人产业链深度解析

工业机器人是一种具有一定自动性，可以依靠自身的动力能源和控制能力，在工业领域广泛应用于多关节机械手或多自由度的机器装置。

未来实现智能制造的重要环节是工业机器人的机器换手。

中国已成为并将继续保持全球最大机器人市场地位，受到下游需求和政策支持的推动。

根据MIR数据，2019-2021年，国内工业机器人的出货量从14.9万台增长到25.6万台，CAGR31.0%，其增长速度明显高于四大外资家族。

未来几年，随着下游产业需求的增加，我国对制造业智能化转型升级的需求日益突出，对工业机器人的需求依然强劲。

我国工业机器人市场规模预计将在2023年突破100亿美元。

工业机器人产业链

经过30多年的发展，工业机器人产业形成了完整的产业链。

上游是减速机、控制系统和伺服系统三大零件。

根据结构形式，本体可分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型，属于机器人本体，即机器座和执行机构，包括手臂、手腕等。

下游为系统集成商，主要以自动化设备制造商（即系统集成商）为主，涵盖焊接、机械加工、装配、搬运、分拣、喷涂等生产领域。

汽车、电子、金属、塑料、食品、生化等行业的终端客户。

德邦证券资料来源

上游：主要零件件

作为影响机器人性能最重要的部分，上游核心部件是工业机器人的关键环节，占据了工业机器人整机的大部分成本和利润，是技术的核心和难点。

工业机器人总成本约为70%，其中减速器占整机成本的35%左右，伺服机占整机成本的20%左右，减速器占整机成本的15%左右，减速器占整机成本的15%左右，减速器占整机成本的15%左右。

控制器：大脑的工业机器人

控制器是工业机器人的大脑，是工业机器人工业机器人的大脑，它决定了机器人的性能。控制器主要控制机器人在工作空间的运动位置、姿势和轨迹、操作顺序和动作时间。

为了保证稳定性和维护技术体系，成熟的机器人制造商通常会自行开发控制器，因为它们的神经中枢地位和门槛相对较低。因此，控制器和本体具有很强的绑定效应。主流机器人制造商有自己的控制系统来匹配它们。国内工业机器人控制器市场大多被日本和欧美品牌占据。

以发那科、安川、库卡和ABB为代表的四大家族通常采用自产自用的生产模式。其在中国工业机器人控制器市场的比例基本与其在本体市场的比例一致，基本超过40%。

控制器包括硬件和软件两部分：软件算法差距较大的控制器硬件芯片依赖进口。

控制器硬件方案已达到国际水平，但物料受限制，底层芯片依赖进口。

在国际上，提供控制器底层平台的KEBA、倍福、贝加莱等强势厂商，单纯做控制器的国产企业很难突破。

在软件方面，国际工业机器人品牌起步较早，经验和数据非常丰富，国内品牌在稳定性、响应速度、易用性等方面仍有一定差距。

未来控制器的趋势是标准化和开放。机器人接口的统一是一个大趋势，平台企业提供控制器模块可能会出现在未来。

伺服系统：主要动力来源于工业机器人

伺服系统是一种反馈控制系统，用于精确跟踪或复制某一过程。它由三部分组成：伺服驱动器、伺服电机和编码器。它是工业机器人的主要动力源。

四大伺服体系阵营竞争激烈。中国伺服市场分为四大阵营：日系、欧美系、中国台系、国产品牌。

目前，中国伺服电机中高端市场主要由外国企业垄断。中国工业机器人伺服市场的进口产品占比超过70%，主要来自日本、欧洲和美国。

其中，日本产品占据了市场份额的50%以上。以松下、安川、三菱、三洋为代表的日本品牌，以其良好的产品性能和极具竞争力的价格垄断了中小型OEM（设备制造）市场；这些都是技术上非常全面的日本工业自动化设备制造商。他们的产品以良好的性能和高可靠性获得了稳定和持续的客户来源。

以西门子、施耐德、博世乐等为代表的欧美品牌，在高端设备和生产线方面具有较高的过载能力、良好的动态能力、良好的动态响应和较强的驱动开放性。

以台达和东元为代表的中国台湾品牌产品价格和技术水平定位于外资品牌和国产品牌之间。

目前，中国大陆企业已能够在中低端伺服领域实现大规模生产，满足汇川科技、埃斯顿、英威腾、华中数控、广州数控等中小型、经济用户的性价比需求。伺服驱动器和电机产品已进入批量生产阶段，技术路线接近日本产品，整体竞争力不断提升。

减速器：零件是上游的核心

减速机是一种纯机械零件，主要在于高精度数控机床等设备的投入和热处理、精密加工等工艺，是机器人最核心的零件。

由于对材料、设备、工艺等多个环节都有严格的要求，精密减速器制造导致了极高的投资和技术壁垒。

RV减速机和谐波减速机是工业机器人普遍使用的减速机，其中RV减速机是由行星齿轮减速机的前后级和摆线针轮减速机组成，其中谐波减速机属于齿轮减速机的一种。

目前速机市场格局来看，目前全球工业机器人减速机市场呈寡头垄断格局，行业集中度较高。

从供应方面来看，由于技术含量高、资产投资大、验证期长，只有少数企业如日本纳博特斯克（Nabteco）、居民朋友、捷克共和国、哈默纳科（哈默纳科）等可以在全球范围内批量提供减速机，呈现出日本企业高度集中的局面。

日本纳博特斯克是世界RV减速机巨头，占全球减速机市场的60%左右，其RV减速机产品在全球RV减速机市场产RV减速机的世界巨头。

在谐波减速器领域，日本哈默纳科拥有绝对优势，在全球减速器市场占有15%左右。

此外，包括FINECYCYLO系列零齿隙精密摆线减速机在内的住友市场占有10%。

与日本企业相比，国内企业进入减速机领域的时间较短。GGII数据显示，外资减速器企业垄断了国内机器人减速器70%以上的市场份额，国产率不到30%。

在减速机本地化的过程中，虽然上海机电、苏州绿色、来福、南通振康、秦川机床、双环传动、中大力德等多家减速机制造商实现了大规模生产，市场接受度逐年提高，但与日本减速机制造商仍存在一定差距，主要体现在产品的精度、稳定性和使用寿命等综合性能上。

这也给了中国企业追赶的机会，因为日本各大企业处于不同的发展阶段，面临着各自的问题。

目前，国际巨头纳博特斯克只有两个生产基地：日本天津工厂和中国常州工厂。总产能约为100万/年，大部分产能集中在日本。国内生产能力极度稀缺，生产扩张缓慢。在疫情的影响下，交货周期延长，难以满足国内工业机器人快速增长的强劲需求。必须更换国内RV减速器。

长期逻辑：供小于求，国产RV减速器。

资料来源：国金证券

中游：机器人本体器人本体有望加速

根据坐标形式，工业机器人本体可分为直角坐标、SCARA、多关节、并联等。

多关节型和SCARA型在各类工业机器人中消耗最多，应用领域最广。

多关节机器人和SCARA机器人占工业机器人销售的主要份额，SCARA机器人占工业机器人销售的59.64%，SCARA机器人占21.48%。

从本体市场格局的角度来看，中国现阶段的工业机器人市场仍处于快速增长阶段，高端市场仍被基础外资企业垄断。四大家族的市场份额，包括发那科、ABB、安川和库卡，占全球机器人总份额的50%以上。

国内大部分本体是相对低端的领域，如集中码垛、上下料、搬运等。

根据MIRDATABANK对中国机器人销售的监测，国内企业一方面不断扩大产能，另一方面不断提高产能利用率，一方面不断提高产能利用率，包括埃夫特、埃斯顿、中为兴、广州启帆、新时达、新松机器人、李群自动化、欢颜等。

下游：比较分散的系统集成-格局

工业机器人系统集成负责机器人本体的针对性二次开发，根据不同的应用场景和用途，配套周边设备，实现工业化应用。

与上游核心部件和中游本体相比，下游系统集成的技术壁垒最低，具有本地化服务的竞争优势。在这个环节中，有大量的本地集成商和激烈的竞争。

中国拥有整个产业链，汽车工业和3C工业只是国内制造业的一部分；在纺织、煤炭等传统行业，工业机器人的普及率很低，因为它们非常成熟。在新兴产业，如新能源锂电池和光伏产业，工业机器人仍在进入制造过程，目前渗透率正在稳步增长。

在历史上，由于流水线的运行过程，汽车行业对工业机器人的需求很高，这也是一个相对成熟的自动化领域。汽车领域的系统集成制造商主要包括科莱机电、新时代达、哈尔滨工业智能、科技大学智能等。

3C电子领域的系统集成商主要包括安徽巨一自动化、智云股份、亚威股份、赛腾股份、深圳日东电子等；诺利股份和东方精工是新能源领域的主要玩家。

但国内集成商规模并不大，企业收益规模超出亿元的不超出100家，绝大多数企业系统集成化也不超出3000万元。在其中，收益规模超出3亿元的企业也主要集中在汽车焊接集成化领域，整体市场竞争格局较为分散。

本地集成商占95%以上，根据MIRDATABANK统计的1092家集成商样本数据。

包括903集成商、573个汽车行业（占63.5%）、372个3C电子（占41.2%，包括171个家用电器、112个消费电子和89个电子）、186个食品和饮料行业（占20.6%）和114个医疗行业（占12.6%）；对其中903家集成商进行了技术覆盖分析。几乎所有技术环节都覆盖了汽车、3C电子、食品和饮料、医疗新能源等主要行业。在其他中长尾行业，技术覆盖也在迅速扩大。

长尾集成商将基于三大核心竞争力：资源整合能力、行业理解积累和资本规模，不断淘汰长尾集成商，大幅减少企业数量，系统集成细分行业领导者将保持强劲，享受新一轮自动繁荣周期。

近年来，工业机器人的市场需求越来越大，工业机器人取代人工的经济效应拐点已经出现。

目前，亚太地区是全球机器人消费最增长最多的区域。

近年来，四大工业机器人家族计划在中国增加新的产能，预计未来增长潜力最大的领域。国内工业机器人企业也在不断发展市场，市场份额正在逐渐增加。

未来，锂电池、食品加工、家电等行业的资本扩张有望成为工业自动化需求的驱动因素。

我国工业机器人的需求在新兴产业资本扩张的小周期波动下，将呈周期和增长结合的趋势。