新质生产力系列⑤:人形机器人—— 长三角竞逐万亿级蓝海市场

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王诗悦

研究员

研究领域:未来产业和新兴产业、产业集群发展

 
 
 
原创:王诗悦
字数:6k+
 

新质生产力是未来相当长一段时期内引领和支撑我国经济高质量发展的重要驱动力量。目前,各地均在积极落实国家战略要求,加快布局新质生产力。新质生产力具有特定的内涵、特征以及内在的趋势规律,习总书记也强调各地要因地制宜发展新质生产力。新质生产力以新兴产业和未来产业为主体,但同时也包括了传统产业向新质生产力的转型和升级,传统与新兴互动融合、相互支撑,共同组成了现代化产业体系的核心内涵。为更深刻地认识新质生产力的重点产业领域,上海中创产业创新研究院推出新质生产力研究系列,围绕系列重点产业,把握产业规律、梳理产业链条、分析趋势格局、提出对策建议,为各地因地制宜发展新质生产提供参考和借鉴。本篇为系列文章第五篇,重点探讨人形机器人的发展趋势以及长三角的发展机遇。

 

人形机器人是一种模仿人类外观、形态和行为的智能机器人,集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术,有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,将成为引领产业数字化发展、智能化升级的新质生产力。人形机器人产业链上游主要为核心零部件和软件系统开发,其中核心零部件包括伺服系统、减速器、控制器、智能芯片、传感器等,软件系统包括人工智能、SLAM路径规划算法等;中游涵盖人形机器人本体制造和系统集成;下游为终端应用市场,涉及工业制造、商业服务、家庭服务和特种作业等多个领域。

图1 人形机器人产业链图谱

资料来源:前瞻研究院

 

人形机器人已成为科技竞争的新高地、经济发展的新引擎

 

1、人形机器人进入产业化落地阶段,有望带来万亿级蓝海市场

 

近年来,国内外多家人形机器人企业已实现研发突破,行业进入到1-100产业化的关键阶段。如特斯拉擎天柱Optimus于2024年在汽车工厂进行实用性测试,预计2025年实现量产;国内的智元机器人、傅利叶智能、优必选等明星企业已实现小批量交付。未来将带动整个产业链加快降本实现大规模产业化(目前成本是主要障碍,零部件需达到百万量级出货,如六维力传感器2.5万/个,出货量为3000-4000台;出货量达到百万级,成本将降至2000元以内)。业内预测,2025年左右人形机器人将进入小规模商业落地期,2030年左右进入规模扩大期。根据高盛数据,2035年全球市场规模将达1540亿美元;中国电子学会也预测,2030年我国市场规模有望达8700亿元;马斯克预测,未来人形机器人的需求量会远远超过汽车,可能会达到100亿台。而在降本预期方面,业界人士也纷纷表态,如马斯克表示Optimus计划未来以“可能不到2万美元”的价格出售,英伟达黄仁勋也表示,未来售价可能在1-2万美元之间(宇树科技已经发布不含灵巧手售价9.9万的人形机器人本体)。

2、人形机器人具有与新能源智能网联汽车较高的重合复用产业链,将形成庞大的产业集群带动效应

 

人形机器人产业的爆发将带动电池、视觉传感器等现有零部产品需求。同时,也将带动庞大的增量零部件及材料市场,一方面衍生出新材料及部件,如柔性化趋势催生硅胶、形状记忆合金(SMA)、电活性聚合物(EAP)等新材料研发应用;另一方面,带动原有零部件产品升级放量,如轻量化将带动碳纤维等复合新材料大规模应用,智能化将带动六维力传感器、触觉传感器等多种高端传感器爆发增长,模块化将推动传统伺服电机、减速器等零部件升级,衍生带动空心杯电机、行星减速器等新产品的庞大需求。目前,国内人形机器人产业链条基本建成,但高端传感器、芯片等集成电路产品与国外仍有差距。

3、人形机器人技术加速演进,多模态大模型将成为核心竞争力

 

AI大模型可从语音、视觉、决策、控制等多方面赋能人形机器人,使其具备通用常识。同时,大模型拥有较高的编程能力,可替代工程师编写或优化机器人控制代码,有效降低软件开发成本。全球科技巨头纷纷抢占制高点,英伟达发布人形机器人通用基础模型Project GR00T,谷歌发布全球首个控制机器人的视觉-语言-动作模型RT-2,Figure AI人形机器人接入ChatGPT大模型,国内达闼自研RobotGPT大模型等。目前大模型技术已从单纯的大语言模型(LLM)发展到图像-语言多模态模型(VLM),未来,图像-语言-动作多模态模型(VLA)或将成为人形机器人系统必备选项。

4、人形机器人场景应用更加广泛多元,在多个领域显示出巨大潜力

 

与人体结构相似度较高的人形机器人能够在人类生活环境中自如运动,相较于专用机器人,应用场景也更加广泛,能够涵盖从家庭到工业、从商用到特种服务等多个领域。但目前因成本、效率等因素,落地场景尚不明确,大多选择特定场景,如汽车制造领域,Optimus进入特斯拉工厂、Figure公司选择了宝马、比亚迪投资了智元人形机器人等。未来随着成本的降低,人形机器人可能会像汽车一样,作为可选消费品走入千家万户,代替专用工业机器人难以覆盖的环节走进工厂,成为机器人领域主要产品。

表1 人形机器人主要应用场景及典型企业产品介绍

资料来源:网络公开资料整理

 
 

长三角人形机器人产业综合实力走在全国前列

 

1、上海:整机设计研发能力强劲

 

上海在人工智能、机器人等领域产业优势突出,已初步形成模速空间、机器人谷等世界级人工智能产业集群,围绕人形机器人产业发展,正加快谋划布局整机本体、智能软件、硬件核心零部件等领域,涌现出一批具有代表性的企业。《人形机器人产业地图(2024)》显示,上海拥有11.8%的产业链企业,位列全国第三(深圳、北京分别为22.4%、14.5%)。本体设计与制造方面,上海汇集了全国约一半的人形机器人整机企业,其中智元、傅利叶、开普勒、达闼等创新型企业发布了多款通用人形机器人原型机,实现双足避障行走,并在多个实际场景中实现商业化应用,智元机器人设立的上海首座人形机器人工厂开启通用机器人商用量产,预计到2025年底将下线近千台机器人。智能软件方面,上海集聚了壁仞科技、燧原科技等一批国内高性能计算芯片领军企业,以及穹彻智能、商汤科技等具身智能、多模态大模型企业,开源“青龙”公版机、发布“十八金刚”阵列、开源百万真机数据集及首批团体标准等,赋能人形机器人“大脑”和“小脑”。关键零部件方面,上海积极推动关节执行器、传感器和灵巧手等价值链高端环节研发制造,拥有傲意科技、鸣志电器、羿弓精密等国内领先的关节执行器研发制造企业,集聚华依科技、禾赛科技、宇立仪器等一批高精度传感器研发制造企业。终端应用方面,拥有上汽等终端企业,已在工业制造、商业银行等场景进行实验性应用,如傅利叶人形机器人已进入建设银行上海分行,合作搭建商业银行场景应用训练基地,开展业务咨询、业务分流、智慧柜员机个性化操作指南等工作,还在上汽通用汽车工厂实训,开展带电高压零部件安装、高精度操作等工作。

 

2、江苏:核心零部件具有竞争力

 

江苏在工业机器人领域具有显著优势,产业规模和企业数量均位居全国第一方阵,减速器、伺服电机、传感器等核心零部件资源丰富,苏州、南京、常州、无锡等地在原有优势基础上正积极抢占“人形机器人”新赛道。苏州在执行器、减速器、电机、控制系统、机器人本体等多个产业链环节形成自身优势,绿的谐波作为国产谐波减速器龙头企业,率先打破海外垄断,全球市场份额排名第二;工控巨头伟创电气跨界自主研发空心杯电机性能卓越;国讯芯微实现自主实时操作系统和软PLC 100%国产化;追觅科技在智能算法、SLAM(即时定位与地图构建)等机器人控制方面处于优势地位。南京在丝杠、力传感器、关节模组、电液伺服等方面有一定的行业影响力,集聚了南京工艺、神源生、因克斯、集萃智造、蔚蓝科技等国内知名企业,其中因克斯、集萃领跑具身智能机器人一体化关节模组领域;集萃智造是国内唯一涉足电液伺服人形机器人的企业。常州在电机、减速器、丝杠、力传感器领域具有竞争力,江苏雷利实现精密微型运动控制领域的100%自主可控;鼎智科技在线性执行器领域全球市场占有率排名第二,是特斯拉人形机器人潜在电机供应商;坤维科技的六维力传感器产品市占率位于国内厂商第三;睿尔曼智能超轻量仿人机械臂实现核心零部件100%自主研发国产化。无锡在计算机视觉、智能传感器、人工智能芯片等领域具有一定优势,已成功开发出FPGA芯片、MEMS陀螺芯片等相关标志性产品;终端应用取得突破,天奇股份已成功实现机器人在车身外观检测、SPS零部件抓取、料箱搬运、零部件线边装配等场景的落地应用及持续训练‌。

3、浙江:产业链布局较为完善

 

浙江人形机器人产业发展势头强劲,整机实力处于国内第一梯队,凭借汽车零部件制造覆盖全产业链,在人形机器人零部件制造方面具有先发优势,逐步形成以杭州、宁波为核心,绍兴、台州、衢州等地协同发展的产业格局。杭州人形机器人智能感控技术研究和整机系统研发优势凸显,拥有阿里云、有鹿机器人等一批具身智能先发企业;海康威视、大华股份、新剑机电、强脑科技等核心企业在机器人视觉感知、伺服驱动、智能感知控制等方面表现亮眼;宇树科技、五八智能、云深处科技等整机制造领军企业纷纷发布人形机器人整机产品,其中宇树科技在本体运动控制方面处于行业领先水平,2024年推出了国内第一台能跑的全尺寸通用人形机器人Unitree H1,具备全球近似规格最高动力性能(运动速度每秒3.3米、潜在速度超过每秒5米);汇集了来自汽车制造(吉利控股、世宝股份)、家电生产(老板电器、苏泊尔股份)、电子电器(泰仪器仪表、阿斯利电器)等领域的众多优质系统集成商。宁波、绍兴、台州、衢州等地加速布局减速器、控制器、伺服电机领域,已具备一定国际竞争力,拥有三花智控、宁波拓普等一体化关节骨干企业,来福谐波、中大力德、双环传动等减速器知名企业,卧龙电驱、禾川科技等电机领军企业,以及柯力、舜宇光学等传感器企业。其中绍兴卧龙电驱的工业电机在全球市场份额领先,国内排名第一;绍兴来福谐波实现大批量生产高精密谐波减速器,产品市场占有率稳居全国第二;衢州禾川科技作为国内第二伺服系统供应商,在运动控制技术方面具有较深的前沿技术储备。

4、安徽:AI技术优势相对突出

 

安徽人形机器人产业潜力正在逐渐展现,在整机、关键零部件以及人工智能算法等方面形成一定发展基础,主要集中在合肥和芜湖两地。在人工智能大模型、控制系统领域具有显著优势,科大讯飞、中科深谷、数据空间研究院等代表企业、高校院所攻关形机器人“大脑”和“小脑”关键技术,其中科大讯飞在国内率先拉通以大模型和具身智能为代表的机器人运动控制全链路;中科深谷核心产品“实时仿真控制系统”实现产业化;数据空间研究院创建并运营国内最大的Llama开源社区,在“开源中国”专区排名第一;合工大在驱动控制算法方面国内领先。此外,还集聚了中科深谷(驱动器)、安徽埃力智能(智能力控传感器)、海康威视(视觉感知系统)、北方微电子(MEMS传感器)、合肥柔性科天(智能柔性皮肤)等关键零部件企业,其中合肥柔性科天智能柔性皮肤技术国内领先。芜湖依托依托汽车及装备制造业基础,为人形机器人零部件竞争优势奠定良好基础,如埃夫特在控制器方面具有领先优势,清能德创、清川电气在伺服电机有成熟成果。

图2 长三角人形机器人重点企业分布图

制图:上海中创研究院

 

 

发挥自身优势,共同推动长三角人形机器人产业发展

 

1、推动整零布局协同

 

发挥上海整机企业链主牵引作用,通过整零协同促进产业链上下游高效衔接,带动长三角人形机器人产业零部件供应链加速发展。结合三省一市发展基础和优势,依托上海、常州、杭州、宁波等地提升执行控制部件、新型传感器等关键部件供给水平,依托常州、无锡、绍兴、芜湖等地发展电机、机电执行器、轴承等零部件,依托苏州、衢州等地发展精密减速器、伺服系统和新型编码器,依托上海、杭州、合肥等地围绕人形机器人“大脑”“小脑”、感知等智能系统,突破具身智能技术,赋能人形机器人智能化水平提升。

 

2、强化科技创新支撑

 

攻关关键核心技术。聚焦人形机器人的关键环节,加强类脑芯片、AI通用大模型等底层软件算法研发,突破精密减速器、伺服电机、高性能执行器、控制器硬件系统、高性能传感器等关键技术,鼓励三省一市链主企业以揭榜挂帅形式共同发布技术研究、产品攻关和产业化配套需求。加强创新能力建设。支持机器人及关键零部件企业建设企业技术中心、研发中心、研究院等各类研发平台,依托机器人重点实验室、工程(技术)研究中心等创新平台,加快创新成果转化。支持三省一市龙头企业联动高校、科研院所组建创新联合体,开展“大脑、小脑、机器肢”等关键共性技术攻关和产品研发。

 

3、加快应用场景推广

 

挖掘场景需求。三省一市政府共同搭建场景、技术、服务对接平台,联合开展人形机器人创新大赛,遴选形成一批优秀机器人产品和解决方案。依托人形机器人产业大会、博览会等活动,推进产研对接、产需对接、产融对接。创新应用模式。推动人形机器人在装配、转运、检测、维护等工序的应用和推广,拓展人形机器人在医疗、养老、护理、家政等领域的服务应用。探索人形机器人纳入应用保险补偿范围,采用融资租赁、系统代运营服务、智能云服务等创新模式,加强机器人产品推广应用。

 

4、构建产业生态体系

 

完善行业标准体系。联合三省一市人形机器人龙头企业及零部件制造企业,积极开展人形机器人专用结构零部件、驱动部件、机电系统零部件、控制器、高性能计算芯片及模组、能源供给组件等基础标准预研,制定关键零部件、软件端口标准体系,协同推动零部件降本增效,提升产业整体竞争力。提升平台服务能力。构建人形机器人产业发展的集群促进组织,加快公共服务平台建设,围绕人形机器人形成概念验证、研发创新、检测验证、标准制定、模拟训练、交流展示、成果转化、产业孵化等功能。依托人形机器人训练数据中心和训练场,搭建动作库、物体知识库和数据采集平台,提供训练服务。

 

参考文献:

 

【1】制造前沿,《人形机器人全景分析》

【2】刘岩松,《人形机器人产业链梳理及成本拆分》

【3】时代伯乐,《我们离人形机器人量产还有多远?》

【4】中国电子报,《人形机器人或迎来量产元年》

【5】朱国平、汪磊,《人形机器人“竞逐赛”,浙江如何发力?》

【6】澎湃新闻,《从工业产线到人形智能,上海抢占机器人产业新高地》

【7】界面新闻,《如何让人形机器人走入寻常百姓家?上海政协委员提了这些“新点子”》

 

 

2025年2月5日 13:38
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