人形機器人市場空間可期,預計到 2030 年全球銷量將突破 100 萬臺。馬斯克認 為 Tesla 的 Optimus 人形機器人最終產量將達到數百萬臺,并計劃以“可能不 到 2 萬美元”的價格出售這款機器人。根據 Precedence Research 的預測,2032 年全球人形機器人市場規模將達到 286.6 億美元,折合人民幣超越 2000 億元, 2022-2032 年全球人形機器人市場規模復合增長率約為33.3%;格物致勝預計 2030 年全球人形機器人銷量將達到 150 萬臺,2035 年達到 800 萬臺的水平。
人形機器人的主要上游產業包括釹鐵硼磁材、工裝刀具(銅鍍層絲、硬質合金)、 鋼材、輕量化材料(鎂合金、鋁合金、PEEK)等。Tesla 人形機器人 Optimus 主要包含 14 個旋轉執行器以及 14 個線性執行器(主要原材料為釹鐵硼磁材、 工裝刀具、電工鋼等);2 只靈巧手(主要原材料為不銹鋼或高分子纖維);主 控制芯片、攝像頭、電池包(我們假設其為 Tesla 設計的 4680 圓柱電池)以及 整體骨骼框架(輕量化材料)。
每一百萬臺人形機器人出貨對上游原材料的需求拉動順序為:PEEK>鎂合金>釹 鐵硼>鋁合金>鋼材。由于 Tesla 目前并未公布其使用輕量化材料的具體種類,我 們分別計算了 Optimus 使用三種不同輕量化材料情形下的 100 萬臺人形機器人 出貨對上游原材料的拉動順序,具體計算結果為 PEEK(64.5%)>鎂合金 (1.81%)>釹鐵硼(1.20%)>鋁合金(0.07%)>鋼材。
人形機器人單機磁組件價值量為釹鐵硼價值量的 3.52 倍,磁材公司將更加受益。 考慮到人形機器人用磁材具備扭矩大(增加承重)、磁偏角小(減少動作誤差)、 電機體積小,單位磁性能要求高等特點,人形機器人企業對磁材的需求可能也將 從簡單的磁性材料升級至磁組件產品。根據我們的計算,人形機器人單機磁組件 價值量為釹鐵硼價值量的 3.52 倍。
Optimus Gen2 單機鍍層絲消耗量約為 9.52kg,單機價值量大約為 809 元。工 裝刀具的使用與制作諧波減速器主要剛柔輪的制造工藝有關,目前國內的主流工 藝路線為慢走絲工藝,使用材料為銅鍍層絲。根據我們的計算,Optimus Gen2 單機鍍層絲消耗量約為 0.68 kg *14=9.52kg,單個 Optimus Gen2 鍍層絲的價值 量大約為 809 元。
我們認為鎂合金有可能成為 Tesla 人形機器人輕量化材料的解決方案。根據我們 的測算,Optimus Gen2 所使用的輕量化材料密度大約為 2.76g/cm3;按照 Tesla 后續優化方案再減重 10%作為假設計算,輕量化材料密度約為 1.72g/cm3。 2.76g/ cm3及 1.72g/ cm3分別接近鋁合金、鎂合金的密度。考慮到 PEEK 材料 相比鎂合金與鋁合金更加昂貴(當前 PEEK 材料的價格大約為鎂合金/鋁合金價 格的十倍以上),鎂合金有可能成為 Tesla 輕量化材料的最終選擇。
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