干貨！“靈巧手關鍵部件”空心杯電機，誰是國產新龍頭？

“人形機器人”只是最符合人們的想象和認知！實際上，未來的機器人的應用場景將非常廣泛，且并不拘泥于“人形”！！

上周末，人形機器人再度成為熱點。4月19日，全球首屆人形機器人半程馬拉松（全程約21km+）在北京的亦莊舉行，20支國內機器人團隊參賽。本次半馬賽道地形相對較復雜，對機器人的多重運控能力及各個方面也都帶來前所未有的挑戰。事實也證明了，能通過13km考驗的隊伍僅有7個，期間普遍出現換電、換人、摔倒、噴散熱劑等現象，這說明目前人形機器人的續航、主動散熱、運控平衡、適應復雜環境等還有很大的改進空間。而機器人馬拉松帶來的問題，也正好指明了未來的發展方向。

那么，資本是如何看待這次機器人馬拉松比賽？

01A股市場人形機器人概念“重燃”？

A股市場的人形機器人板塊經歷短期回調后，似乎再度回到資本市場的視野。人形機器人概念板塊確實已經漲太多了，根據同花順人形機器人指數（886069）來看，2025年1到3月，人形機器人指數漲幅最高達到了64.6%。然而高漲的上市公司股價與人形機器人產業的落地預期形成了較大的反差，這也是市場共識的“強預期，弱現實”帶來的巨大分歧。

這期間資本市場和產業也出現了很多看空的聲音，本就存在巨大分歧的市場情緒在高位的脆弱感不斷累積，再疊加“對等關稅”的催化，導致人形機器人板塊短期出現了大幅回調。從指數來看，最大回調幅度一度超過30%。

從資本市場角度來看，回調后的產業和資金都將出現分化。

一方面是投資情緒和分歧的釋放，因為A股的人形機器人板塊從3月初開始，已經調整有一段時間了，期間還經歷“對等關稅”的利空壓力，使得其中絕大部分的跟風資金已經陸續離場。目前留場的資金，大概率都是做過充分產業研究的投資者，在機器人產業的價值投資上的態度更堅定，認知層面也相對趨同，較有序。換言之，當前的機器人板塊“瘋狂期”已過，產業和資本逐漸趨于理性。

另一方面是短期板塊的確定性正在逐漸提高。而且從馬拉松比賽而言，推測接下來資金的投資方向并非以冠亞季軍的供應鏈去縱向深挖，暴露的問題部分也已經在預期內，比如電池續航、電機強度、關節耐用性、產品散熱性（熱管理）、高能量密度電池和輕量化材料等等。而且各家機器人公司“術業有專攻”，目前機器人行業還是百家爭鳴，并未到互相競爭的生死階段。這一家機器人下肢關節的無框力矩電機出色，比較擅長跑步；而那一家機器人可能空心杯電機更強，手部的靈活度高，更擅長精細動作。再疊加近期特斯拉人形機器人傳出最新量產計劃等消息催化，機器人減重、靈巧手等硬件能力基座短板的改進需求，以及產業的稀缺性，或許是接下來機器人板塊重要的投資邏輯。

02機器人“靈活手”的核心部件——空心杯電機

機器人要完成馬拉松長跑，電機作為核心零部件，其重要性不言而喻。

而根據用途來區分，人形機器人的“關節”電機分為兩種：一種是肩、膝、腕、腰等大關節主要依賴無框力矩電機及線性執行器；而手部指關節的靈巧性需要的則是空心杯電機。兩者重要性取決于不同的應用場景；無框力矩電機是機器人運動的“動力核心”，而空心杯電機是精密操作的“神經末梢”。從價值鏈占比看，無框力矩電機相對占比更重；但從技術壁壘看，空心杯電機的壁壘更高且國產替代空間更大。壁壘較高的產業標，其市場估值也會相對更高。

空心杯電機的核心特點在于突出的節能特性、靈敏方便的控制和穩定運行等，其技術壁壘和先進性十分明顯，也是區別人形機器人指關節活動度的核心部件之一。空心杯電機產生的轉矩均勻分布，低速運轉下要保證平穩運行，而高速運轉下則需要減少震動和噪音。

（來源：頭豹研究院、東莞證券研究所）

而在空心杯電機中，適用于人形機器人的是無刷空心杯電機：其結構相比應用在小家電、玩具中的有刷空心杯電機更復雜、成本較高、國產替代空間也更強。

有刷空心杯電機（左）和無刷空心杯電機（右）結構圖（來源：頭豹研究院、東莞證券研究所）

資本市場一直都“偏愛”標的的稀缺性，畢竟關鍵零件的壁壘高、稀缺性強市場更容易給高估值。根據下圖對比來看，無刷空心杯電機是無碳刷和換向器的，主要通過電子轉換器實現電能轉換，根據轉子位置自動調整電流方向，實現無花火運行，基本無摩擦損耗，延長電機壽命，無刷是有刷壽命的三倍以上；重要的是其體積更小、重量更輕，符合機器人的發展趨勢，也因其工藝更復雜、原材料更多，其成本也比有刷的高出不少。

而且從市場競爭的角度來看，國產化空間也相當可觀。目前全球空心杯市場仍以海外廠商為主導，2023年國外制造商市占率為85.00%，其中全球三大廠商占據著無刷空心杯電機55%的市場份額；競爭壁壘高的同時，國產替代空間也很有想象力。

03國產無刷空心杯電機，誰是“龍頭”？

國內無刷空心杯電機的頭部上市公司有鳴志電器（603728.SH）、拓邦股份（002139.SH），江蘇雷利（300660.SZ），鳴志電器屬于是一直垂直深耕“控制電機及其驅動系統”的，而拓邦股份是則是工業控制領域和鋰電池領域的雙料白馬，江蘇雷利則是從傳統的家電和汽車電機投資擴張而來。

鳴志電器目前是市場公認的國內空心杯電機龍頭，人形機器人業務進度相對領先，而且公司作為國內空心杯電機龍頭，在產品力、技術、全球化布局等方面均領先。公司產品矩陣豐富，能夠提供φ8mm-24mm多種外徑型號，在額定轉矩、轉速等指標方面和MAXON性能相近，并且價格更低；從最新的信息看，鳴志電器在機器人領域，特別是人形機器人及靈巧手方面進展情況順利。

然而這里的需要注意的是鳴志電器的無刷空心杯電機的最小可達到的外徑并不是8mm。根據公司官網的數據，無刷無齒槽電機（無刷空心杯）能做到的最小外徑是10mm，除此之外，還有13mm到30mm等多個型號，而有刷空心杯電機確實是可以做到最小外徑8mm的水平。

（來源：鳴志電器官網）

為什么要衡量空心杯電機的直徑？因為對于機器人靈巧手的未來需求，無刷空心杯電機的外徑將極大影響手部靈活性。一般來說，單只靈巧手通常需要6-12個無刷空心杯電機，而外徑需求集中在6-13mm。例如，特斯拉Optimus第一代靈巧手采用12mm以下無刷空心杯電機，電機廠商的產品外徑可生產范圍將是能否進入機器人產業鏈的核心。再根據無刷空心杯電機的技術迭代方向方向來看，行業正從傳統16-40mm向6-12mm過渡，并向探索4mm以下的研發。未來隨著人形機器人量產，8-13mm規格預計將成為主流需求。

而將國內頭部廠商與海外巨頭對比來看，無刷空心杯電機外徑依舊是瑞士Mason和德國Faulhaber領先，目前可以做到3-4mm外徑水平。國內廠商目前量產（以官網可以詢價批量采購為主，在研不算）的最小外徑是8mm，來自拓邦股份的CB0824H，公司無刷空杯電機的外徑覆蓋8-40mm；而鳴志電器的范圍在10-33mm（10mm的型號是ECH10025H12），江蘇雷利的無刷空杯電機產能主要在其子公司鼎智科技，鼎智科技的最小外徑也是10mm（10ZWWC25）。

（來源：鼎智科技官網）

這里將國產無刷空心杯與海外廠商的進行了簡單對比。為了控制變量，這里產品均選擇外徑10mm的無刷空心杯電機。以瑞士Mason的產品做對比，鼎智科技的10mm無刷空心杯電機在重量和反應上略勝一籌，10.6g比較符合機器人輕量化的趨勢，而且3.18ms的機械時間常數，優于Mason，更適合機器人快速抓握的需求；另外電機75%的最大效率稍遜一些，且國產都在80%以下；在電機負載和過載方面，國產落后較多，一個是額定轉矩，這是衡量電機穩定運行的負載上限，明顯可見Mason的額定轉矩可以達到3.34mNm，而國內平均在1左右，鼎智科技可以達到1.5mNm，還算可以；另一個就是堵轉轉矩和堵轉電流，這塊可以衡量電機啟動能力和瞬時過載風險的關鍵指標，這一塊，國內差的就比較明顯了，Mason分別可以達到36.5mNm和18A，而國內表現比較好的拓邦股份也僅有9.06mNm、2.97A；

最后就是價格方面，國內鳴志電器的價格直接在官網可以獲得，為1419元，其他兩家價格未知，但推測總體差距不會很大，而Mason的價格大致在2000-3000元，明顯高于國內產品價格，成本這也是國產替代的一個核心點。

前面的對比只是一個邏輯和方向，國產空心杯單機廠商也都在積極的研發和迭代8mm及以下的產品也都在進行中。總體來看，目前國內的無刷空心杯電機技術仍在追趕海外，細分產業龍頭并不明顯，還需要依據未來的出貨量和技術迭代來逐步驗證，細分領域整體仍然處于前期的高速發展階段。不過可以肯定的國產廠商在某些參數上已經可以趕超海外產品，而根據某些參數上的優勢，這些電機是可以適配不同應用場景的。

目前市場和輿論對人形機器人的應用場景和前景依舊是褒貶不一。實際上并不用過度擔心。之所以以“人形”作為機器人的標簽，主要還是符合市場和人們心里對機器人發展最終形態的一種認知，更容易理解。實際上，這些“人形機器人”的前期發展，完全可以進行各種拆分，以滿足人類在不同場景下的需求，比如“上、下肢的可穿戴機械裝置”、“醫用機械手臂”、“危險品拆除機器人或機械手”等等。

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