核心觀點:
特斯拉人形機器人激發(fā)市場活力,有望推動機器人行業(yè)快速落地和發(fā)展,特斯拉人形機器人Optimus預計3-5年內(nèi)研發(fā)成功,屆時價格有望不超過兩萬美元,意在創(chuàng)造人形機器人性價比之選。馬斯克對于其愿景為從 事“危險、重復、無聊”的工作。馬斯克對于項目的重視程度以及特斯拉以往制造電動車的技術(shù)與降本經(jīng)驗使得人形機器人發(fā)展開啟新篇章 。特斯拉人形機器人的入場,激發(fā)了服務(wù)機器人行業(yè)市場活力,科技大廠紛紛快速入局。
相較人形機器人,泛人形機器人或率先引爆市場,未來空間廣闊多場景開花,相對于人形機器人,其他泛人形服務(wù)類機器人擁有:(1)成本較低、(2)穩(wěn)定性強、(3)應用場景明確的三大優(yōu)勢,較大概率率先落地。 在社會問題+經(jīng)濟發(fā)展+技術(shù)進步三重驅(qū)動下,機器人市場規(guī)??焖僭鲩L。據(jù)弗若斯特沙利文預計(轉(zhuǎn)引自優(yōu)必選招股書),2026年將中國/全 球服務(wù)機器人市場規(guī)模達到1558億元/676億美元市場規(guī)模,行業(yè)空間前景廣闊。。
類比智能手機發(fā)展歷程,機器人產(chǎn)業(yè)鏈零部件領(lǐng)域料將率先起勢。 機器人目前類似智能手機發(fā)展的初期,2007年的“蘋果時刻”類似于特斯拉Optimus原型機發(fā)布,吸引各方勢力紛紛搶灘機器人市場,后續(xù)隨著機器人“聯(lián)發(fā)科時刻”到來與供應鏈逐步成熟,代工模式有望成為主流,驅(qū)動品牌端格局呈發(fā)散趨勢高中低端并存。更遠未來品牌 端格局有望類似智能手機成熟期逐漸收斂,帶動供應鏈縱橫整合打造平臺型供應商,目前階段服務(wù)機器人仍處導入期,硬件先行,其中,減速器、伺服系統(tǒng)、傳感器組成的運動模塊作為基礎(chǔ)模塊支持運動功能,重要性強、價 值量占比高,基于成本與產(chǎn)能優(yōu)勢,國產(chǎn)替代空間較大。
1、特斯拉人形機器人引爆市場
1.1、近兩年特斯拉機器人快速迭代展現(xiàn)其強大研發(fā)能力
2023年3月1日,特斯拉在2023 Investor Day上展示了關(guān)于人形機器人Optimus的最新視頻。這個版本的Optimus可以到處走 動、進行擰螺絲等工作。而馬斯克也透露其實驗室有多臺Optimus機器人。馬斯克指出,Optimus利用了特斯拉在制造方面的 專業(yè)知識,執(zhí)行器、電池組和 Optimus 的其他關(guān)鍵部件均由特斯拉定制設(shè)計。
近兩年特斯拉機器人快速迭代展現(xiàn)其強大研發(fā)能力。2021年8月19日,特斯拉在AI Day上首次公布人形機器人項目計劃。根 據(jù)2022 AI DAY中披露的細節(jié),人形機器人的開發(fā)平臺在年初的2月就已經(jīng)制造完成,耗時僅6個月,并在隨后的4月、8月分 別實現(xiàn)了行走和手臂搖擺動作的能力。不到半年后的2022年9月30日,Optimus機器人原型機在2022 AI Day首秀,相比開發(fā) 平臺有了許多新的改變。2023年3月1日的投資者日上,特斯拉展示了Optimus四處走動、擰螺絲等工作能力。特斯拉不斷實 現(xiàn)機器人快速迭代向世人證明,擅長研發(fā)四輪機器人(汽車)的特斯拉在人形機器人領(lǐng)域仍有強勁的實力。
1.2、特斯拉機器人的背景及意義
馬斯克期望人形機器人幫助人類創(chuàng)造一個勞動力不會短缺的富足社會。他曾在論壇、雜志、演講、公司會議等多個場合 表達對項目的理解和期望,表示Optimus人形機器人是公司2022年進行開發(fā)的最重要的產(chǎn)品,對于人形機器人項目的定位 也逐步具體??偨Y(jié)來看,馬斯克開發(fā)機器人的動機是為了替代人類勞動, “借助機器人的力量,我們將創(chuàng)造一個商品和服務(wù)極度充裕的時代”。
1.3、三大因素助力特斯拉人形機器人實現(xiàn)終極目標
1)機械解決方案的選擇在不斷的研發(fā)驗證中日益明晰,ATLAS使用的液壓驅(qū)動方案通過缸體和活塞桿相對運動實現(xiàn)直線運動,功率大、響應快、精度高,但適用的溫度范圍小 、維護難度大且成本高昂。與液壓驅(qū)動相對應的是氣壓驅(qū)動,氣壓驅(qū)動的結(jié)構(gòu)簡單、動作靈敏,成本也較低,但功率小 、剛度差、噪音大、速度不易控制。相比之下ASIMO采用的電機驅(qū)動方案在功率、控制性、成本等方面的表現(xiàn)較為平衡 ,也是目前應用最廣的一種驅(qū)動方式。相關(guān)研發(fā)先例已經(jīng)證明,為了滿足人形機器人通用且能大規(guī)模量產(chǎn)的要求,電機 驅(qū)動的綜合效益是三大常見方案中最優(yōu)的,而特斯拉Optimus選擇的正是電機驅(qū)動方案。
2)規(guī)?;慨a(chǎn)是特斯拉一以貫之的法寶,規(guī)?;翘厮估瓕崿F(xiàn)降本的核心。近十年,特斯拉汽車的全球銷量從2.23萬輛增長到131.39萬輛,CAGR超50%,目前 特斯拉已在美國加州弗里蒙特、中國上海、美國德克薩斯州奧斯汀和德國柏林建成了超級工廠。全球化生產(chǎn)的布局幫助 特斯拉充分利用本土產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢,迅速實現(xiàn)產(chǎn)能數(shù)量級的提升。在2017-2022年的5年時間,特斯拉單車的平均銷售 價 格 從 約 11 萬 美 元 降 至 約 5 . 5 萬美元 , 降 幅 5 0 % 左 右 , 同 期 公 司 的 營 業(yè) 利 潤 率 從 - 1 5 % 提升至 1 7 % 。
3)特斯拉人工智能賦能人形機器人,特斯拉是截至目前全球唯一一家實現(xiàn)了自動駕駛核心領(lǐng)域全棧自研自產(chǎn)的科技公司。目前累計訓練里程超已1億公里, 積累了數(shù)十億的圖片和標注數(shù)據(jù)。 D1芯片采用7納米制造工藝,具有500億個晶體管和354個訓練節(jié)點,內(nèi)部電路長達17.7公里,單片F(xiàn)P32算力可達22.6 TOPs,BF16 算力可達362 TOPs,同時具有GPU級的計算能力和CPU的連接能力,I/O帶寬是最先進的網(wǎng)絡(luò)芯片的2倍 。
2、人形機器人尚在早期階段,泛人形應用領(lǐng)先落地
2.1、應用場景不足+高技術(shù)高成本,人形機器人仍處于早期階段
大規(guī)模應用剛需場景不足、技術(shù)復雜及高成本是當前人形機器人難以成熟落地的主要原因。 目前人形機器人功能相對簡單、初步智能,具體的應用場景尚不清晰,已有的人形機器人很多都被掃地/倉庫機器人、割草機 、步行輔助裝置等更加專業(yè)化且成本低廉的機器人替代。部分公司已經(jīng)對人形機器人的應用場景展開探索,但結(jié)果仍待觀察,人形機器人技術(shù)復雜、門檻高,目前多數(shù)雙足機器人都是在“位控”和“力控”這兩類控制模式上發(fā)展,一些新技術(shù)例如深度學習 、強化學習和傳統(tǒng)機器人技術(shù)還并未出現(xiàn)進一步結(jié)合,在商業(yè)應用上還需攻克穩(wěn)定性問題。人形機器人制造成本高昂,成本控制有賴于大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)及多方位的技術(shù),高成本也導致其租金昂貴、難以推廣。
2.2、解決三大痛點,泛人形機器人商業(yè)化落地更具條件
泛人形機器人應用場景更加專一,滿足明確市場需求。專業(yè)機器人定位相比人形機器人應用場景更加明確,其更多地是在 高危、高重復性場景中替代人工、在日常家居環(huán)境中針對特定事項輔助人工。 簡化性能,泛人形機器人穩(wěn)定性高。人形機器人需要滿足通用目的,而泛人形機器人只用針對特定場景進行培訓,設(shè)計結(jié) 構(gòu)和對技術(shù)的要求更簡單,靈活度、環(huán)境自適應要求相對較低,因此穩(wěn)定性高,更容易商業(yè)化。 泛人形機器人成本較低,提供大規(guī)模落地可能性。與人形機器人動輒幾十萬甚至上百萬美元的成本相比,泛人形機器人電 機數(shù)量少、要求精度低、加工難度和精度低,成本較低。 服務(wù)機器人市場規(guī)模巨大,預計2026年全球?qū)⒂?76億美元市場規(guī)模。
3、借智能手機之歷史,鑒機器人之未來
3.1、機器人望迎“蘋果時刻”,未來“聯(lián)發(fā)科時刻”推動其快速發(fā)展
智能手機發(fā)展復盤:“蘋果時刻”大單品引爆市場, “聯(lián)發(fā)科時刻”大幅度降低行業(yè)成本與門檻,推動行業(yè)快速發(fā)展,蘋果時刻:2007年iPhone發(fā)布,宣告智能手機時代到來,引發(fā)智能機熱潮,2010年推出iPhone4,帶動智能手機行業(yè)爆發(fā)。 聯(lián)發(fā)科時刻:2010年聯(lián)發(fā)科加入安卓聯(lián)盟,提供整合芯片系統(tǒng)解決方案,使手機成本降低2/3,同時大幅降低手機廠商的技術(shù) 門檻并縮短產(chǎn)品的上市時間,安卓眾多品牌跟隨,高中低端供給并存,品牌混戰(zhàn),推動智能機滲透率持續(xù)快速提升。
3.2、機器人初期呈百花齊放局面,后期有望復現(xiàn)智能手機格局逐步收斂趨勢
智能手機初期龍頭引領(lǐng),成長期品牌混戰(zhàn),成熟期份額集中。2007年后在國外蘋果iPhone1的發(fā)售背景下,早期國內(nèi)華為、小 米、OPPO、VIVO等品牌快速入局,逐漸瓜分傳統(tǒng)功能機市場份額。在2010年聯(lián)發(fā)科加入安卓聯(lián)盟提出低成本硬件方案后,行 業(yè)門檻快速拉低,白牌快速成長搶占市場份額。2016年后,行業(yè)進入成熟期,白牌衰落,主要緣于白牌創(chuàng)新后勁不足服務(wù)缺失 、市場政策收緊、努力方向分叉、品牌市場下沉等。此外,品牌呈現(xiàn)逐步集中趨勢,由于終端的消費屬性,各品牌有不同的價 格及產(chǎn)品定位,分別面向不同的消費圈層。智能手機格局呈現(xiàn)從品牌林立、山寨并行發(fā)展至品牌收斂、山寨衰退的趨勢。
3.3、機器人產(chǎn)業(yè)鏈價值呈微笑曲線分布,供應鏈初期零部件先行
智能手機產(chǎn)業(yè)鏈價值整體呈微笑曲線分配,下游品牌集中帶動供應鏈相應變化。 上游主要為芯片及傳感器,毛利率與集中度較高;中游主要為零部件及組裝環(huán)節(jié),毛利率與集中度較低;下游為終端品牌獲 額外溢價,毛利率與集中度較高,動態(tài)來看,智能手機發(fā)展中后期,在下游產(chǎn)品訂單加速向頭部品牌、手機廠商等集中過程中,會導致中上游供應鏈也相應發(fā) 生變化。
3.4、機器人發(fā)展硬件先行尋求突破,驅(qū)動其未來進入應用生態(tài)發(fā)展期
復盤智能手機發(fā)展,硬件突破驅(qū)動智能手機應用需求產(chǎn)生,復盤智能手機的發(fā)展歷程,其前期主要由硬件技術(shù)進步推動,而隨著設(shè)備性能提升和功能增加,給內(nèi)容和應用的創(chuàng)新帶來更多可能,2007年iPhone 1多點觸控屏幕幫助擺脫物理鍵限制,重新定義智能手機,此時消費者對于智能手機使用需求并不明確疊加應用生態(tài)匱乏, 后續(xù)隨著開發(fā)者的逐步增加,APP功能逐步豐富,移動游戲、視頻等新興應用開始逐步盛行,消費者需求與應用APP形成正反饋,驅(qū)動智 能手機進入應用生態(tài)發(fā)展階段。
3.5、類比消費電子供應鏈,中后期機器人代工環(huán)節(jié)有望爆發(fā)
智能手機主要為芯片與操作系統(tǒng)的“軟硬件結(jié)合”催化后續(xù) 代工模式爆發(fā)。安卓系統(tǒng)+ARM架構(gòu)芯片提供標準化解決 方案,極大降低智能手機的生產(chǎn)成本與門檻,催化智能手 機代工模式的爆發(fā)。此外,新能源汽車在電動化時代核心 部件為三電系統(tǒng),代工模式稀缺,供應鏈管理主要為分層 分級管理,為適應智能化時代所需要軟硬件結(jié)合的需求在 生產(chǎn)模式和供應鏈管理上部分采用當前智能手機的模式, 三電系統(tǒng)OEM化。例如,品牌與代工廠的合作,如蔚來和 小鵬,采用了類似蘋果手機制造的代工模式,及水平化的 供應鏈管理模式等。
3.6、機器人與智能手機產(chǎn)業(yè)鏈相似,前期全產(chǎn)業(yè)鏈受益百花齊放
機器人與智能手機產(chǎn)業(yè)鏈相似,有望復現(xiàn)智能手機發(fā)展階段變化,前期全產(chǎn)業(yè)鏈受益百花齊放。2007年IPhone發(fā)布標志智能手 機時代到來,引發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新變革,吸引多玩家入局,創(chuàng)新驅(qū)動下產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)密切合作、百花齊放。中期則依靠技術(shù)的持續(xù)更 新驅(qū)動市場快速增長,如“聯(lián)發(fā)科時刻”提供標準化軟硬件方案,帶動白牌入局加劇競爭,品牌呈發(fā)散趨勢高中低端并存驅(qū)動滲透 率快速提升。疊加供應鏈逐步成熟,催化代工模式爆發(fā)。后期市場格局逐漸走向收斂,份額集中,大廠整合資源縮短產(chǎn)業(yè)鏈或 建立固定合作關(guān)系,打造服務(wù)大客戶供應鏈體系,供應商亦縱橫整合打造平臺型企業(yè)提升客戶粘性與配套價值量。
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原文標題:特斯拉機器人產(chǎn)業(yè)鏈
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