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研究背景：2023年以來，受益于生成式AI的飛躍、特斯拉Optimus提振市場信心等事件催化，人形機(jī)器人進(jìn)展顯著加快，量產(chǎn)可期，產(chǎn)業(yè)資本關(guān)注度提升。空心杯電機(jī)是機(jī)器人靈巧手關(guān)鍵零部件，確定性較強(qiáng)、技術(shù)壁壘較高，據(jù)我們此前機(jī)器人系列報(bào)告四中Tesla Optimus成本拆分測算，單臺價值量預(yù)計(jì)為7,200元，占機(jī)器人總成本的4.43%，占手部執(zhí)行器成本的54.5%，人形機(jī)器人有望帶來空心杯電機(jī)廣闊新增市場。我們希望通過本文對空心杯電機(jī)原理、技術(shù)、規(guī)模等的介紹，為加深空心杯電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的認(rèn)識提供參考，并通過海外龍頭的發(fā)展復(fù)盤，總結(jié)其核心優(yōu)勢，據(jù)此篩選出具備潛力的國內(nèi)企業(yè)。
　　空心杯電機(jī)是高端的直流、永磁、伺服微特電機(jī)，核心特征為無鐵芯轉(zhuǎn)子。空心杯電機(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，也因此具備輕量化、節(jié)能、響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于對重量要求高、需要實(shí)現(xiàn)快速自動控制的領(lǐng)域，如醫(yī)療器械、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、飛行器、電動工具、工業(yè)自動化等。
　　2022年全球空心杯電機(jī)市場規(guī)模為51.62億元，人形機(jī)器人有望帶來廣闊增量市場?？招谋姍C(jī)下游醫(yī)療器械、航空航天基本盤穩(wěn)固，自主可控、國產(chǎn)替代邏輯清晰。人形機(jī)器人預(yù)計(jì)貢獻(xiàn)巨額市場增量。參考特斯拉Optimus，每只靈巧手需要用到6個空心杯電機(jī)。我們預(yù)計(jì)在人形機(jī)器人銷量分別為10/50/100萬臺時，空心杯電機(jī)市場規(guī)模分別為12/48/72億元，相對于2022年市場規(guī)模的彈性分別為23.2%/93.0%/139.5%，成長空間廣闊。
　　空心杯電機(jī)行業(yè)集中度高，海外企業(yè)占據(jù)主要市場份額。據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2021年全球空心杯電機(jī)行業(yè)CR3為55.43%，2022年全球空心杯電機(jī)CR5為67%，前五名企業(yè)包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor及NidecCopal Corporation。國內(nèi)鳴志電器、鼎智科技、拓邦股份均有空心杯電機(jī)產(chǎn)品布局，進(jìn)展較快，具備量產(chǎn)能力。
　　空心杯電機(jī)技術(shù)壁壘高，核心難點(diǎn)在于繞線，我國在技術(shù)、工藝方面的積累較為薄弱，與海外存在差距。
　　1）核心難點(diǎn)在于繞線，我國技術(shù)差距體現(xiàn)在①設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我國欠缺體系化的正向設(shè)計(jì)，缺乏定制化要求的系統(tǒng)驅(qū)動方案配置與產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力；②加工環(huán)節(jié)，空心杯電機(jī)漆包線是懸空繞線，內(nèi)部沒有支撐，其加工精度直接影響磁場的穩(wěn)定性，國內(nèi)廠商切入需要在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)提高精度、良品率、自動化程度。
　　2）以Maxon、Faulhaber、Portescap為代表的海外企業(yè)成立超60年，技術(shù)起步早、工藝積累深，國企較外資差距體現(xiàn)在①規(guī)模方面，我國企業(yè)空心杯電機(jī)非各家主營業(yè)務(wù)，占比較小，營收靜待起量；②產(chǎn)品方面，海外有刷/無刷空心杯電機(jī)最小尺寸可做到6 mm/3 mm量級，而國內(nèi)僅能做到8 mm/12 mm，在功率、效率等部分性能參數(shù)方面仍有差距。
　　國內(nèi)廠商有望受益于人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)機(jī)會提升市場份額，實(shí)現(xiàn)彎道超車。復(fù)盤海外龍頭發(fā)展歷程，其共同優(yōu)勢來自于深厚的技術(shù)積累、覆蓋全球的渠道網(wǎng)絡(luò)以及取得市場認(rèn)可的產(chǎn)品品牌力。我國空心杯電機(jī)國產(chǎn)化率偏低，提升空間廣闊。人形機(jī)器人量產(chǎn)在即，我們認(rèn)為國內(nèi)廠商具備價格優(yōu)勢、交付周期優(yōu)勢，未來將持續(xù)發(fā)力研發(fā)積累和渠道建設(shè)，加深對下游應(yīng)用行業(yè)的把控，提升交付整體解決方案的能力，有望在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)程中提升市場份額，實(shí)現(xiàn)彎道超車。
　　投資建議：空心杯電機(jī)下游醫(yī)療器械、航空航天等增長前景明確，基本盤穩(wěn)固；同時人形機(jī)器人帶來廣闊新增空間，空心杯電機(jī)行業(yè)具備強(qiáng)成長性。此外，海外企業(yè)仍占據(jù)主要市場份額，自主可控背景下空心杯電機(jī)亦將受益于國產(chǎn)替代邏輯。
　　建議關(guān)注：
　　【鳴志電器】主業(yè)穩(wěn)扎穩(wěn)打，HB步進(jìn)電機(jī)份額全球第四?？招谋姍C(jī)領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先，技術(shù)儲備、生產(chǎn)工藝上具備先發(fā)優(yōu)勢和卡位優(yōu)勢。
　　【鼎智科技】微特電機(jī)領(lǐng)域隱形冠軍，人形機(jī)器人線性執(zhí)行器+空心杯電機(jī)雙產(chǎn)品布局。業(yè)績增速、盈利水平行業(yè)領(lǐng)先，成長潛力大。
　　【拓邦股份】智能控制器國內(nèi)龍頭，成立以來陸續(xù)發(fā)力家電、工具、新能源領(lǐng)域，電機(jī)業(yè)務(wù)有望成為公司第四增長曲線。空心杯電機(jī)業(yè)務(wù)起步早，產(chǎn)品已在智能制造、醫(yī)療健康等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)批量應(yīng)用。
　　風(fēng)險提示：機(jī)器人推廣不及預(yù)期、人形機(jī)器人技術(shù)路線變化、市場競爭加劇、國內(nèi)企業(yè)技術(shù)迭代不及預(yù)期、測算具有主觀性。