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最近,摩根士丹利发布了《The Humanoid 100: Mapping the Humanoid Robot Value Chain》(人形机器人100:绘制人形机器人价值链图谱)。
这个报告信息量极大,堪称当下市面上最详细的全球人形机器人市场报告。
大摩将人形机器人产业链分为三大核心环节,分别为“大脑”、“身体”和“集成商”。
其中,“大脑”由AI芯片与软件组成,是机器人的智能核心,涉及人形机器人“大脑”的公司22家。
人形机器人的“身体”公司64家。“身体”主要由传感器、执行器、电线和连接器网络以及锂离子电池组成,外部通常由铝合金和塑料混合制成,以最大限度地减轻重量。
“集成商”则有22家,主要包括汽车制造商、消费电子公司、电商和互联网公司以及传统机器人制造商,像苹果、阿里巴巴和美的(库卡)等。
以下是全球人形机器人100强的完整名单:
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人形机器人“大脑”:
7大领域,覆盖22家公司
根据大摩报告,人形机器人“大脑”的公司主要分别为7类:基础模型、数据科学与分析、模拟与视觉软件、视觉与计算半导体、内存、半导体设计商和半导体制造。
第一、基础模型
模型公司可以实现对机器人自主控制。
通过对大量真实和模拟的机器人数据进行广泛训练,这些模型使人形机器人能够理解自然语言、学习和模仿人类动作,并感知其动态环境。
基础模型公司包括:Alphabet(谷歌)、百度(BIDU)、Meta(META)、微软(MSFT)、英伟达(NVIDIA)。
第二、数据科学与分析
这些软件能够获取并分析大量的传感器数据。
数据科学与分析公司包括:甲骨文(ORCL)、帕兰提尔(PLTR)。
第三、模拟与视觉软件
模拟对于训练机器人模型至关重要,它使机器人能够在部署前了解其环境和应用场景,用于训练的仿真模型和数字孪生技术。
模拟与视觉软公司包括:Alphabet(谷歌)、达索系统(DSY -FR)、海克斯康(HEXA.B-SE)、Meta、英伟达(NVIDIA)、西门子(SIE – DE)。
第四、视觉与计算半导体
半导体是机器人“大脑”的核心,使机器人能够从环境中学习、感知/或与之交互。
其中,以视觉为核心的半导体位于边缘设备,使机器人能够可视化其环境。而以计算为重点的半导体要么位于边缘设备用于实时人工智能处理,要么位于数据中心用于训练基础模型或构建模拟。
视觉与计算半导体公司包括:安霸(AMBA)、地平线机器人(9660 – HK)、英特尔(INTC)、Mobileye(MBLY)、英伟达(NVIDIA)、高通(QCOM)。
第五、内存
所有计算都需要内存(动态随机存取存储器、闪存等),随着人工智能的应用,内存在机器人领域的重要性也将提升。
内存公司包括:美光(MU)、SK 海力士(000660-KR)、三星电子(005930 – KR)。
第六、半导体设计商
芯片设计公司可能从人形机器人的芯片开发浪潮中受益。
半导体设计商公司包括:安谋国际科技(Arm Holdings,ARM)、楷登电子(Cadence Design Systems,CDNS)、新思科技(Synopsys,SNPS)。
第七、半导体制造
这些公司是芯片的制造商。
半导体制造公司包括:英特尔(INTC)、三星电子(005930 – KR)、台积电(TSM)。
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人形机器人“身体”:
六大领域,覆盖64家公司
“身体”环节的公司提供实现人形机器人运动、电力分配、传感或结构所需的部件,其中包括以下领域:执行器部件、
一、执行器部件
执行器是将电能转换为运动(线性或旋转)的机械设备。
所需的自由度越高,需要的执行器就越多。目前正在开发的人形机器人通常具有16到60个自由度。
例如,特斯拉机器人Optimus Gen2所用的50个自由度,就需要28个执行器驱动(14个线性执行器,14个旋转执行器)。最新Optimus的手部(可能用于Gen3)具有22个自由度,而人类手部有27个自由度。
随着时间的推移,未来的人形机器人可能会有越来越高的自由度。
人形机器人公司从全球供应商网络采购各种部件,并为特定机器人设计自己的专有执行器。这与汽车的产业分工很像,汽车公司设计汽车架构,但制造外包给供应商。
主要有以下部件:
1)轴承:轴承是减少运动系统摩擦并保持旋转精度的关键。人形机器人使用多种类型的轴承,包括滚珠轴承、滚子轴承和滚针轴承。
轴承公司包括:NSK(6471 – JP)、RBC轴承(RBC)、Regal Rexnord(RRX)、舍弗勒(Schaeffler,SHA0 – DE)、铁姆肯(Timken,TKR)。
2)螺丝:螺丝是将电机的旋转运动转换为线性运动的部件,因此是线性执行器的关键组成部分。
目前,人形机器人同时使用滚珠丝杠和行星滚柱丝杠,但这在很大程度上是由于行星滚柱丝杠的供应有限和成本较高。随着时间的推移,行星滚柱丝杠的应用占比会进一步提升。
螺丝公司包括:恒立(601100 – CN)、上银科技(Hiwin,2049 – TW)、NSK(6471 – JP)、斯凯孚(SKF,SKF.b – SE)、上海贝铁(603009 – CN)、THK(6481 – JP)。
3)齿轮与减速器:减速器,顾名思义,通过各种齿轮降低电机速度,以提高扭矩输出和精度。
它们是旋转执行器的关键部件。目前的人形机器人设计使用谐波减速器或行星减速器。
齿轮与减速器公司包括:谐波传动系统(Harmonic Drive System,6324 – JP)、上银科技(Hiwin,2049 – TW)、和大工业(Hota,1536 – TW)、LeaderDrive(688017 – CN)、纳博特斯克(Nabtesco,6268 – JP)、Regal Rexnord(RRX)、双环传动(002472 – CN)、铁姆肯(TKR)、中大立德(002896 – CN)。
4)电机与稀土磁体:电动机将电能转换为机械能,用于所有电动执行器。大多数电机使用稀土磁体,通过与通电线圈相互排斥产生旋转效果。
人形机器人通常使用无框扭矩电机(技术门槛较低)或无芯电机(技术门槛较高)。
电机公司包括:埃斯顿(Estun,002747-CN)、雷赛智能(Leadshine,002979CN)、鸣志电器(Moons’ Electric,603728-CN)、日本电产(Nidec,6594-JP)、Regal Rexnord(RRX)、森萨塔(Sensata,ST)、深圳汇川技术(Shenzhen Inovance,300124-CN)、兆威机电(Zhaowei,003021-CN)、中大立德(002896-CN)。
稀土磁体公司包括:金力永磁(JL Mag,6680-HK)、莱纳斯稀土(Lynas Rare Earths,LYC-AU)、MP Materials(MP-US)、北方稀土(600111 – CN)。
5)编码器:编码器是安装在电机上并监测其速度和输出的传感设备,它向控制变量(如位置、速度和扭矩)发送回信号。
编码器公司包括:日本电产(Nidec,6594-JP)、诺凡特(Novanta,NOVT)、森萨塔(Sensata,ST)。
二、传感器
人形机器人配备了多种传感器,使其能够感知环境并收集必要的数据。主要分为以下4类:
1)摄像头与视觉传感器:捕获完整图像(摄像头)或光属性,以实现人形机器人的感知。
摄像头与视觉传感器公司包括:亚德诺半导体(Analog Devices,ADI)、海克斯康(HEXA.B-SE)、英特尔(INTC)、基恩士(Keyence,6861- JP)、安森美半导体(Onsemi,ON)、速腾聚创(Robosense,2498- HK)、索尼集团(Sony Group,SONY)、泰科电子(TE Connectivity,TEL)、Teledyne Technologies(TDY)、韦尔股份(Will Semiconductor,603501-CN)。
2)雷达与激光雷达:通过无线电波(雷达)或激光(激光雷达)实现深度感知,以检测物体并测量距离。
雷达与激光雷达包括:安波福(Aptiv,APTV)、英特尔(INTC)、麦格纳(Magna,MGA)、速腾聚创(Robosense,2498-HK)、Teledyne Technologies(TDY)、法雷奥(Valeo,FR-FR)。
3)磁传感器:检测磁场的存在。通常用于人形机器人的手部,使机器人能够感知是否触摸到物体。
磁传感器公司包括:亚德诺微系统(Allegro Microsystems,ALGM)、迈来芯(Melexis,MELE-BE)。
4)力与扭矩传感器:力传感器使人形机器人能够检测和测量重量与压力。扭矩传感器使人形机器人能够评估施加到其执行器上的扭矩。
力与扭矩传感器公司包括:柯力传感(Keli Sensing,603662-CN)、诺凡特(Novanta,NOVT)、森萨塔(Sensata,ST)、泰科电子(TE Connectivity,TEL)。
三、电池
人形机器人通常使用由圆柱形锂离子电池组成的电池组,安装在机器人的躯干内。
电池公司包括:宁德时代(CATL,300750-CN)、亿纬锂能(EVE Energy,300014-CN)、LG新能源(LG Energy Solution,373220- KR)、三星SDI(096770-KR)。
四、模拟半导体
与传感器协同工作,帮助调节温度、速度、位置、电力分配等。许多传感器在技术上属于模拟半导体的一种。
模拟半导体公司包括:亚德诺微系统(Allegro Microsystems,ALGM)、英飞凌(Infineon,IFX-DE)、迈来芯(Melexis,MELE-BE)、恩智浦(NXP,NXPI)、安森美半导体(Onsemi,ON)、瑞萨电子(Renesas,6723-JP)、意法半导体(ST Micro,STM)、德州仪器(Texas Instruments,TXN)、韦尔股份(Will Semiconductor,603501-CN)。
五、机身、布线、散热
这些公司负责机器人的结构以及电力分配和冷却方式。
机身、布线、散热公司包括:安费诺(Amphenol,APH)、安波福(Aptiv,APTV)、麦格纳(Magna,MGA)、泰科电子(TE Connectivity,TEL)、旭升集团(Xusheng,603305-CN)、三花智控(002050-CN)、拓普集团(601689CN)。
六、多元化自动化公司
这些公司提供广泛的自动化/机器人相关解决方案,鉴于其规模和专业知识,如果有足够的需求,它们有潜力提供大部分必要部件。
多元化自动化公司包括:鸿海精密/富士康(Hon Hai Precision/Foxconn,2317-TW)、霍尼韦尔(Honeywell,HON)、罗克韦尔自动化(Rockwell Automation,ROK)、西门子(SIE-DE)。
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人形机器人“集成商”:
五大领域,覆盖
集成商是开发完整人形机器人的企业,以车企和科技巨头为主。大摩将集成商分类如下:
第一、汽车行业
由于工程技术的积累以及内部效率优化等需求,目前已经有多家汽车公司正在开发人形机器人。
这些汽车公司包括:比亚迪(BYD,002594-CN)、广汽集团(GAC Group,2238-HK)、现代/波士顿动力(Hyundai/Boston Dynamics,005380-KR)、特斯拉(Tesla,TSLA)、丰田(Toyota,7203-JP)、小鹏汽车(XPENG,XPEV)。
第二、消费电子行业
与汽车公司类似,这些公司可能(或可能会)制造机器人,因为它们在大规模制造方面具有专业知识,并且能够利用内部人才为机器人开发电子架构。
其中,许多公司可能将人形机器人视为家用电子产品的延伸,并将其作为另一种渗透家庭市场的方式。
消费电子公司包括:苹果(Apple,AAPL)、鸿海精密/富士康(Hon Hai Precision/Foxconn,2317TW)、LG电子(LG Electronics,066570.HK)、三星电子(Samsung Electronics,005930-KR)、索尼集团(Sony Group,SONY)、小米(Xiaomi,1810-HK)。
第三、互联网行业
互联网公司可能会从人形机器人设计与它们现有技术专长的重叠中受益,并且随着时间的推移,它们也可能有内部使用场景以降低成本。
互联网公司包括:阿里巴巴(Alibaba,BABA)、亚马逊(Amazon,AMZN)、Naver(035420KR)、腾讯(Tencent,700-HK)。
第四、传统机器人公司
这些公司大部分已经是存在数十年的传统协作机器人制造商,即便现在还没进入人形机器人领域,它们也有潜力最终开发人形机器人。
传统机器人公司包括:ABB(ABBN-CH)、美的/库卡(Midea/KUKA,000333-CN)、泰瑞达(Teradyne,TER)。
第五、类人形机器人专业公司
这些是新兴的人形机器人开发者,它们最接近专注于人形机器人业务的公司。
类人形机器人专业公司包括:彩虹机器人(Rainbow Robotics,277810-KR)、优必选(UBTech,9880-HK)。
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(文:乌鸦智能说)