技術(shù)前沿：人形機器人靈巧手——空心杯電機

空心杯電機是一種微型伺服直流電機，由定子和轉(zhuǎn)子兩大核心部分組成，通常來講尺寸一般較小通常不超過40mm。在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)直流電機的結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，其電樞繞組為空心杯線圈，形狀類似水杯，因此被稱為“空心杯電機”。

靈巧手空心杯電機

特斯拉Optimus的核心運動控制模組主要為三部分，其中手部環(huán)節(jié)的精密運控要求更高。從此前公布的Optimus基本參數(shù)來看，全身共有28個執(zhí)行器（14個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器+14個線性執(zhí)行器），另外還有手部模組。從技術(shù)路線來看，靈巧手的方案主要由腱繩式和連桿式兩種，因時、SVH等多采用連桿，Shadow則采用腱繩式。從構(gòu)成上來看，Optimus的手部模組采用較為經(jīng)典的六電機+金屬腱繩的模式，主要由“編碼器+空心杯電機+微型精密齒輪箱+微型絲桿”構(gòu)成，其中空心杯是其中的核心環(huán)節(jié)。

不過對于一臺機器人來講，電機占用成本并不高，對于空心杯電機來講，更是“微不足道”。

空心杯電機被譽為電機領(lǐng)域“皇冠上的明珠”，充分適配靈巧手的應(yīng)用場景。空心杯取消鐵芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計從本質(zhì)上解決了鐵芯結(jié)構(gòu)帶來的種種問題，因此除小尺寸下帶來的高功率密度優(yōu)勢之外，空心杯電機還具有效率高、轉(zhuǎn)速快、響應(yīng)快等特點，分別對應(yīng)良好的節(jié)能效果、動力性能、控制性能等。因此空心杯充分適配靈巧手在實際場景中進行靈活抓握等需求。

空心杯電機份額仍然集中在海外廠商，國產(chǎn)廠商持續(xù)推進國產(chǎn)替代。海外廠商起步較早，擁有性能優(yōu)異的設(shè)備和穩(wěn)定成熟的工藝。國產(chǎn)廠商奮起直追憑借更快的迭代以及性價比和配套服務(wù)優(yōu)勢持續(xù)追趕。

人形機器人帶動空心杯電機及模組以及相關(guān)繞線機設(shè)備的起量。單臺人形機器人對應(yīng)12個空心杯電機。隨著人形機器人的商業(yè)化落地和持續(xù)量產(chǎn)推進，空心杯電機有望迎來需求增量。此外預(yù)計繞線機作為核心的設(shè)備也有望大幅受益于空心杯電機需求起量。

空心杯電機是電機領(lǐng)域“皇冠上的明珠”

空心杯因特殊的繞組結(jié)構(gòu)而得名，其轉(zhuǎn)子形似杯子，也因其優(yōu)異性能被譽為電機領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。空心杯電機是一種微型伺服電機，通常來講尺寸一般較小通常不超過40mm。與傳統(tǒng)電機對比來看，一般的直流有刷電機的轉(zhuǎn)子是固定在金屬疊片（俗稱鐵芯）上的線圈，而空心杯電機最大的不同在于其電機繞組取消了鐵芯結(jié)構(gòu)設(shè)計，轉(zhuǎn)子僅由線圈按照一定的排列繞制而成，轉(zhuǎn)子因形似杯子被形象地稱為空心杯電機。1958年Dr.F.Faulhaber博士研發(fā)出斜繞組線圈技術(shù)并在1965年獲得空心杯電機的相關(guān)專利，標(biāo)志著空心杯電機的問世，其創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得電機可以兼具較小體積和較大效率，也一度使得Faulhaber成為空心杯電機的代名詞。

圖表1：空心杯電機爆炸圖

資料來源：鼎智科技官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表2：空心杯電機內(nèi)部則不包括鐵芯轉(zhuǎn)子

資料來源：Faulhaber.，中金公司研究部

圖表3：傳統(tǒng)有刷直流電機結(jié)構(gòu)包含鐵芯

資料來源：[1]陳安.空心杯電機定制化管理的應(yīng)用研究[D].上海交通大學(xué),2018.DOI:10.27307/d.cnki.gsjtu.2018.000836.，中金公司研究部

從結(jié)構(gòu)上來看，與傳統(tǒng)的直流有刷電機相對比，取消鐵芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計從本質(zhì)上解決了鐵芯結(jié)構(gòu)帶來的種種問題，進而大幅提升電機性能。除其本身小尺寸下帶來的高功率密度優(yōu)勢之外，整體來看空心杯電機具有效率高、轉(zhuǎn)速快、響應(yīng)快等特點，也分別對應(yīng)著其良好的節(jié)能效果、動力性能、控制性能等優(yōu)良特點。

?效率高，帶來優(yōu)良的節(jié)能效果：鐵芯的存在會使得電機在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，進而造成渦損（鐵耗的主要部分）。而由于無鐵芯電樞設(shè)計，空心杯電機在高轉(zhuǎn)速下也基本沒有磁損和渦損，且由于重量較輕附加損耗也大幅減少，因此根據(jù)Bertotti鐵芯損耗分離模型來看，空心杯電機的鐵耗較傳統(tǒng)鐵芯電機而言有顯著的優(yōu)勢。根據(jù)《空心杯直流電機的特點及其應(yīng)用》，傳統(tǒng)鐵芯電機的最大效率約為40-60%，而空心杯電機的最大效率一般都在65-85%以上，且部分產(chǎn)品的最大效率可達90%以上。

圖表4：Bertotti鐵芯損耗分離模型

資料來源：[1]畢紫莉.基于Bertotti模型的鐵磁材料磁滯及損耗特性研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2022.DOI:10.27105/d.cnki.ghbgu.2022.000285.，中金公司研究部（f為磁場交變頻率、B為磁密幅值，Kh為磁滯損耗系數(shù)、Ke為渦流損耗系數(shù)，Kex為附加損耗系數(shù)）

?轉(zhuǎn)速高，帶來優(yōu)良的動力性能：根據(jù)Bertotti分離模型，鐵芯電機鐵損中的渦流損耗與電機轉(zhuǎn)速成二次正相關(guān)，因此在轉(zhuǎn)速快速提升的情況下連續(xù)力矩也會快速下降。因此傳統(tǒng)的伺服電機、步進電機大多數(shù)都被設(shè)計為5,000rpm以下。而空心杯電機由于特殊的空心轉(zhuǎn)子設(shè)計，一般而言轉(zhuǎn)速可達10,000-20,000rpm，此外根據(jù)鳴志電器官網(wǎng)其EC系列最高轉(zhuǎn)速可達27,200rpm，ECH系列最高空載轉(zhuǎn)速可達45,900rpm，根據(jù)鳴志電器招股書其獨特的無齒槽空心杯無刷電機最高轉(zhuǎn)速可達100,000rpm。

?響應(yīng)快，帶來較好的控制性能：傳統(tǒng)電機由于鐵芯的存在使得轉(zhuǎn)動慣量相對較大，而空心杯電機體積緊湊，且轉(zhuǎn)子是杯狀的自支撐線圈，因此重量較輕，其更小的轉(zhuǎn)動慣量也使得空心杯電機具有靈敏的啟停調(diào)整特性。根據(jù)《空心杯微型電機及線圈的研究進展》，一般鐵芯電機的機械時間常數(shù)約為100ms，而空心杯電機的機械時間常數(shù)小于28ms，部分產(chǎn)品甚至小于10ms。

圖表5：鐵芯電機與空心杯電機的轉(zhuǎn)速對比

資料來源：[1]陳安.空心杯電機定制化管理的應(yīng)用研究[D].上海交通大學(xué),2018.DOI:10.27307/d.cnki.gsjtu.2018.000836.，鳴志電器，中金公司研究部

圖表6：鐵芯電機與空心杯電機的響應(yīng)性能對比

資料來源：[1]張建,張黎明,朱廷友等.空心杯微型電機及線圈的研究進展[J].內(nèi)江科技,2019,40(03):92-93.，中金公司研究部

空心杯電機也因其優(yōu)異的性能價格遠超其他鐵芯電機，國產(chǎn)售價仍較海外廠商便宜。對比來看，常見的中低功率伺服電機售價約為400-500元/臺，步進電機售價約為幾十元到小幾百元元/只。根據(jù)鳴志電器官網(wǎng)，其基座尺寸為10mm、額定電壓為6V的空心杯電機+精密減速器售價約為1100~1200元，而Maxon僅單只空心杯電機售價就約為1200元左右。

空心杯電機也因其優(yōu)異的性能被廣泛使用。空心杯下游應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，既可以應(yīng)用在部分對于轉(zhuǎn)速、性能要求等相對較低的場景諸如電動牙刷、洗臉儀、傳送帶等，也可以用在對抗干擾能力要求較高的航空航天、以及對精度、轉(zhuǎn)速、控制性能要求較高的光學(xué)、測量、國防等領(lǐng)域。此外在醫(yī)療領(lǐng)域空心杯電機在假肢、外骨骼等領(lǐng)域已經(jīng)有較為成熟的應(yīng)用。

圖表7：空心杯電機應(yīng)用場景

資料來源：Faulhaber，Maxoon，中金公司研究部

空心杯電機應(yīng)用特性

與傳統(tǒng)直流電機對比來看，一般的直流有刷電機的轉(zhuǎn)子是固定在鐵芯上的線圈，而空心杯電機最大的不同在于其電機繞組取消了鐵芯結(jié)構(gòu)設(shè)計，轉(zhuǎn)子僅由線圈按照一定的排列繞制而成。

據(jù)了解，空心杯電機首先具備節(jié)能特性，由于無鐵芯設(shè)計徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，能量轉(zhuǎn)換效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分產(chǎn)品可達到90%以上(鐵芯電動機一般在70%)。

同時具備控制特性，其起動、制動迅速，響應(yīng)極快，機械時間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達到10毫秒以內(nèi)(鐵芯電動機一般在100毫秒以上);在推薦運行區(qū)域內(nèi)的高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以方便地對轉(zhuǎn)速進行靈敏的調(diào)節(jié)。

此外還有拖動特性，即運行穩(wěn)定性十分可靠，轉(zhuǎn)速的波動很小，作為微型電動機其轉(zhuǎn)速波動能夠容易的控制在2%以內(nèi);以及輕量化特性，與同等功率的鐵芯電動機相比，其重量、體積減輕1/3-1/2，能量密度大幅度提高。

資料來源：《永磁無刷空心杯電機及控制器研究》

空心杯電機可以說是高端的直流、永磁、伺服微特電機，上游原材料與微特電機原材料類似，包括銅、鋼材、磁鋼、軸承、塑料等。空心杯電機最初被應(yīng)用于航空、航天、軍事等尖端行業(yè)，近年來其應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴展至民用行業(yè)，如醫(yī)療裝置、消費類電子產(chǎn)品、電動工具、工業(yè)自動化等場景。

空心杯電機市場仍以外資為主，核心的壁壘在于繞線

空心杯電機市場仍以老牌海外廠商為主，市場份額仍然集中在頭部廠商。空心杯電機發(fā)源于瑞士、德國、日本、歐洲等廠商研制較早，具有性能優(yōu)異的生產(chǎn)設(shè)備和穩(wěn)定成熟的工藝。因此市場的主要份額也基本集中在MAXOON和Faulhaber等國際頭部空心杯廠商。根據(jù)Maxoon官網(wǎng)，2021年全球頭部廠商Maxoon的出貨量約為500萬臺，品類超過12000個，銷售額約為6.26億瑞士法郎（合計約為50億元人民幣）。2016年Faulhaber的銷售額就超過2億歐元（合計約16億人民幣）。

?Maxoon：公司成立于1961年，全球約有3200個員工，銷售網(wǎng)絡(luò)遍布全球40多個國家。公司產(chǎn)品系列豐富，包括有刷、無刷空心杯電機，行星齒輪箱、傳感器、編碼器等。下游市場橫跨醫(yī)療、工控、安防、汽車、航空航天等。根據(jù)公司官網(wǎng)，其空心杯產(chǎn)品直徑包括4-90mm，功率從0.3-650w，產(chǎn)品系列豐富。

?Faulhaber：公司歷史可以追溯至1947年，最早于1958年由Faulhaber博士設(shè)計斜線繞組方式的空心杯電機產(chǎn)品。作為空心杯電機的發(fā)明企業(yè)，F(xiàn)aulhaber一度成為空心杯你電機的代名詞，其產(chǎn)品最小直徑甚至可以達到1.9mm，其產(chǎn)品的最大連續(xù)扭矩則可以達到200N·m。

空心杯電機生產(chǎn)的關(guān)鍵是線圈的生產(chǎn)，因此其核心壁壘主要在于線圈設(shè)計、繞線工藝以及繞線設(shè)備。空心杯電機的發(fā)展趨勢始終是更小的體積、更快的轉(zhuǎn)速、更高的功率密度和更高的良率，而這些性能最直接的影響因素在于線圈繞制。導(dǎo)線的線徑、匝數(shù)、線性等都直接影響電機的各項核心參數(shù)。線圈繞制的核心壁壘直接體現(xiàn)在線圈設(shè)計，因為不同的繞線類型在自動化率、銅耗等各有差異；另一方面也體現(xiàn)在繞線設(shè)備和繞線方式上，不同的繞線機械繞制的空心杯槽滿率有所差異，進而導(dǎo)致稀疏有別，直接影響電機損耗、散熱、功率等。而先進的空心杯繞線工藝和設(shè)計一直被海外廠商掌控，且海外設(shè)備價格昂貴。

壁壘1：線圈設(shè)計各有不同，體現(xiàn)廠商對于電機的理解。

直繞式繞線的槽滿率相對較高，中部壁薄，由于走線有所堆疊排線容易不整齊，因此往往用于線圈匝數(shù)要求較少的繞制；而斜繞式和馬鞍式是當(dāng)前國際廠商主流的線型設(shè)計，對比來看馬鞍式更省材，且功率更小。根據(jù)《馬鞍形空心杯電機線圈繞制設(shè)備研究》Faulhaber采用的是斜繞形線圈，瑞士Maxon 電機采用馬鞍形繞制方法。

圖表8：三種空心杯電機線圈繞制模型和實物圖

資料來源：[1]張忠強.永磁無刷空心杯電機及控制器研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2015.，中金公司研究部

壁壘2：繞卷式相對簡單但步驟多人工參與率高，一次成型大幅提升效率

繞卷式：繞卷式工藝步驟繁多，人工參與率較高，且難以滿足較小尺寸的空心杯線圈繞制。繞卷式的工藝主要分為兩步，一步繞線，一步卷筒。首先需要在繞線機上繞制線圈坯，然后在線坯上粘接膠帶隨后展平，最后將扁平線坯進行卷筒，并在接點處浸錫焊接，最后使得首尾相接，形成空心杯線圈。根據(jù)《繞卷式空心杯電樞制作工藝及其設(shè)備》繞卷式工藝下一臺繞線機配置4名工人即可達到年產(chǎn)3萬臺的產(chǎn)量，但繞卷式的局限性在于其更適用于20-30mm的空心杯直徑，難以繞制抽頭間距小于7mm的較小尺寸線圈，即直徑小于10~12mm。

圖表9：繞卷式空心杯的示意圖

資料來源：趙秉生,蘇克科,邱鶴年.繞卷式空心杯電樞制作工藝及其設(shè)備[J].微特電機,1985(04):33-35.，中金公司研究部

圖表10：繞卷式空心杯電機的工藝流程

資料來源：趙秉生,蘇克科,邱鶴年.繞卷式空心杯電樞制作工藝及其設(shè)備[J].微特電機,1985(04):33-35.，中金公司研究部

一次成型生產(chǎn)技術(shù)：一次成型技術(shù)有利于縮減生產(chǎn)過程并提高效率。一次成型技術(shù)是繞線機在卷筒上使得線圈直接纏繞在軸心處，進而高效進行自動化生產(chǎn)。

圖表11：一次成型繞制過程示意圖

資料來源：[1]張忠強.永磁無刷空心杯電機及控制器研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2015.，中金公司研究部

壁壘3：繞線機是空心杯線圈的核心制造設(shè)備

設(shè)備水平?jīng)Q定工藝水平，繞線機的難點在于超細導(dǎo)線的張力控制和不同線型設(shè)計下的繞制。繞線機主要有機架、主軸結(jié)構(gòu)、排線結(jié)構(gòu)、張力控制結(jié)構(gòu)、模具等組成。由于導(dǎo)線較細，一般直徑約為0.02~0.25mm，因此需要配置高精度的PLC、伺服以及傳動器件等；此外在導(dǎo)線進給的過程中，如果張力較大則拉扯容易使得導(dǎo)線電阻增加，如果張力過小則容易使得排線疏松繞線品質(zhì)下降。而從線型的角度來看，斜繞線圈技術(shù)相對成熟，菱形一次成型技術(shù)則相對較少，大多數(shù)仍以繞卷式為主。

人形機器人打開空心杯市場空間

特斯拉人形機器人靈巧手打開空心杯市場空間。空心杯電機原本是一款定位于細分市場的中高端微特電機，市場規(guī)模相對有限，全球最大的Maxon公司2021年營業(yè)收入合計約50億元人民幣。但隨著2022年特斯拉人形機器人Optimus的問世以來，靈巧手再度打開空心杯電機的想象空間。人形機器人在實際應(yīng)用場景中需要進行靈活、細致的抓握等動作，因此靈巧手需要在仿生人類手掌大小的基礎(chǔ)上還需具備較大的輸出力矩，也對相關(guān)運控部件的功率密度有較高要求。而空心杯電機具有高傳動效率、高響應(yīng)速度的優(yōu)勢，將其與微型齒輪箱、精密絲杠等集成為微型模組，天然適用于人形機器人的手指環(huán)節(jié)。

特斯拉人形機器人產(chǎn)業(yè)大幕拉開，越來越多的廠商逐步加入靈巧手項目的開發(fā)，看到國內(nèi)外不同公司貢獻差異化的解決方案，并持續(xù)探索更高效、更靈活、更具性價比的靈巧手，持續(xù)帶動產(chǎn)業(yè)化落地。2023年騰訊RoboticsX實驗室發(fā)布自研靈巧手TRX-hand以及TRX-arm，擁有三根手指和8個獨立控制關(guān)節(jié)；此前因時也發(fā)布了自己的RH56BFX系列和RH56DFX系列產(chǎn)品，整體具有6個自由度和12個運動關(guān)節(jié)。

當(dāng)前已有諸多靈巧手方案，但整體技術(shù)路線聚焦在腱繩式和連桿式兩種。對比來看，腱繩式的方案可以實現(xiàn)長距離傳動，電機配置位置更靈活提升靈巧手設(shè)計的自由度；而連桿式的承重能力相對較高，對比來看采用腱繩式的Shadow在4.3kg自重的情況下負載5kg，而IH2在0.64kg的自重夏也同樣可以負載5kg。

?連桿式：此處以ILDA的連桿式靈巧手為例，其擁有15個自由度和34N的指尖力。其單根手指內(nèi)部具有三個微型電機模組（如圖d1、d2、d3），每個微型電機前端連有絲桿，當(dāng)d1、d2、d3以不同的垂直方向運動時則會對應(yīng)如圖b-f的手指運動模式，而不同的手指運動組合出手指運動方式。

?腱繩式：Shadow的靈巧手有24g額關(guān)節(jié)和20個自由度，且通過40根氣動肌肉利用腱式傳動，如下圖xx所示一個自由度需要由兩組腱在動力裝置的驅(qū)動下共同完成。

圖表13：連桿式運控手指結(jié)構(gòu)?

資料來源：[1]Kim? Uikyum, et al."Integrated linkage-driven dexterousanthropomorphic robotic hand." Nature Communications 12.1(2021).? doi:10.1038/S41467-021-27261-0.，中金公司研究部

圖表14：腱式運控手指結(jié)構(gòu)

資料來源：[1]靳果,邱兵濤,韓楓.Shadow仿人靈巧手動力學(xué)研究[J].電子設(shè)計工程,2016,24(24)10.14022/j.cnki.dzsjgc.2016.24.029.，中金公司研究部

特斯拉的Optimus靈巧手采用經(jīng)典的六電機+金屬腱繩方案。其中大拇指外的每節(jié)手指對應(yīng)一個空心杯電機模組，大拇指環(huán)節(jié)同時完成伸縮和翻轉(zhuǎn)兩個動作配備兩個空心杯電機模組。具體來看，空心杯電機模組方案為編碼器+空心杯電機+精密齒輪箱+絲桿（如下圖15），其中空心杯電機負責(zé)輸出高轉(zhuǎn)速，齒輪箱負責(zé)提升力輸出，絲桿則將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，而金屬肌腱連接終端絲桿，在電機旋轉(zhuǎn)之下最終模擬手指的抓取功能。

圖表15：特斯拉Optimus的靈巧手

資料來源：特斯拉發(fā)布會，中金公司研究部

圖表16：空心杯電機模組示意圖（編碼器+空心杯+微型精密齒輪箱+微型螺桿）

資料來源：Faulhaber，中金公司研究部

特斯拉人形機器人有望帶動空心杯電機及相關(guān)繞線設(shè)備的需求放量。

空心杯及電機模組：特斯拉當(dāng)前方案的靈巧手對應(yīng)單手掌配備6個空心杯電機，單臺機器人對應(yīng)12個空心杯電機。當(dāng)前來看，空心杯電機的價格相對較高，但考慮在規(guī)模化量產(chǎn)的情況下，預(yù)計單個空心杯電機或降至600元左右的單價，結(jié)合微型精密齒輪箱、編碼器、微型絲桿等配套為空心杯電機模組的價值量或降至1000-1200元。隨著未來人形機器人的商業(yè)化落地和持續(xù)量產(chǎn)推進，空心杯電機需求也有望迎來持續(xù)放量。

空心杯繞線機：以當(dāng)前市場較為常見的繞卷式工藝為例，根據(jù)1985年上海微電機所的《繞卷式空心杯電樞制作工藝及其設(shè)備》，繞制速度約為12-15分鐘/只，當(dāng)前來看隨著工藝水平的提升，繞制速度已經(jīng)提升至3分鐘/只左右。當(dāng)前來看繞卷式的單軸繞線機單價多為不超過20萬元的水平，多軸繞線機售價則根據(jù)產(chǎn)品復(fù)雜程度售價不一。

競爭格局：

目前空心杯電機第一梯隊為海外瑞士的MAXON（主要應(yīng)用在醫(yī)療）、德國FAULHABER（下游主要應(yīng)用是電動工具）和瑞士PORTESCAP（下游主要應(yīng)用是醫(yī)療+電動工具），三者合計全球市占率70-80%。國內(nèi)廠家鳴志電器最先突破設(shè)計、驅(qū)動壁壘，產(chǎn)品性能與海外競爭對手對標(biāo)，可滿足人形機器人用要求，且價格至少低于海外1000元，鼎智科技也已實現(xiàn)空心杯電機繞組的自動化生產(chǎn)，跟進速度很快，另外幾家如昊志機電、兆威機電、拓邦股份和偉創(chuàng)電氣均有涉獵空心杯電機產(chǎn)品。

國內(nèi)公司在該方面和國際巨頭仍有差距。通過對?Maxon、Faulhaber、Portescap、鳴志電器、鼎智科技和拓邦股份的空心杯電機直徑范圍做了梳理，可以看到Maxon?和?Faulhaber?在技術(shù)上處于領(lǐng)先，有刷空心杯電機最小尺寸可做到?6mm，無刷空心杯電機直徑?Maxon?和?Faulhaber?分別可做到?4mm?和?3mm。Portescap?和鳴志電器較為接近，有刷空心杯最小直徑為?8mm，無刷空心杯可分別做到?12mm、13mm。

國外空心杯電機龍頭廠家

空心杯電機份額仍然集中在海外廠商，國內(nèi)外空心杯電機制造商在軟實力和硬實力均有一定差距。硬實力的差距主要集中在電機材料選用、本體設(shè)計和機電控制方案配置，國外企業(yè)具有先進的加工鍍膜工藝與更扎實的電機材料理論研究、小尺寸電機設(shè)計能力強和上千種方案進行驅(qū)動配置；軟實力的差距主要集中于市場影響力、客戶資源、品牌聲譽與市場認可度等。

海外廠商起步較早，擁有性能優(yōu)異的設(shè)備和穩(wěn)定成熟的工藝。海外三大家成立最早、技術(shù)和工藝深厚，價格偏高，目前空心杯電機龍頭為瑞士MAXON、德國FAULHABER和瑞士PORTESCAP，全球市占率70-80%，主要用于醫(yī)療領(lǐng)域和電動工具。

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瑞士MAXON：成立于1961年，全球約3200名員工，總部在瑞士Sachseln。1)產(chǎn)品，1.2w個品種，包括直流有刷、無刷電機，齒輪箱，傳感器，編碼器，伺服放大器，位置控制器;2)產(chǎn)量，約500萬件;3)營收，2022年7.08億瑞士法郎(折合人民幣57億元);4)空心杯電機應(yīng)用，主要用于醫(yī)療領(lǐng)域。

德國FAULHABER：1947年Dr.Fritz FaulhaberGmbH在德國斯圖加特附近成立，全球約2300名員工，總部在德國。1)產(chǎn)品，包括高性能直流電機、無刷直流電機、線性電機、步進電機;2)研發(fā)生產(chǎn)基地，包括德國、瑞士、美國、羅馬尼亞、匈牙利;3)專利，集團在全球范圍內(nèi)擁有超過50項專利;4)空心杯電機應(yīng)用，主要用于電動工具。

瑞士PORTESCAP：1931年在瑞士成立，1959年推出空心杯電機后進入微型電機行業(yè)。1)產(chǎn)品，包括直流有刷、無刷電機，步進電機，齒輪箱，驅(qū)動器，編碼器;2)研發(fā)生產(chǎn)基地，研發(fā)中心包括美國、中國、印度和瑞士，制造工廠位于美國、印度;3)空心杯電機應(yīng)用，用于醫(yī)療領(lǐng)域和電動工具。

4空心杯電機國產(chǎn)化壁壘

高端空心杯電機國產(chǎn)化率較低，壁壘在于：

設(shè)計：線圈專利多，每家廠商繞組設(shè)計不同。海外繞線具體工藝處于保密狀態(tài)，瑞士MAXON擁有精密直流電機的五種繞組技術(shù)，德國FAULHABER采用FritzFaulhaber博士設(shè)計的斜交纏繞設(shè)計，鳴志電器空心杯繞組設(shè)計采用V狀結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)設(shè)計性能達不到國際先進水平;

設(shè)備：設(shè)備要求高，產(chǎn)品的一致性、長壽命和批量化生產(chǎn)需要自動化產(chǎn)線。MAXON、FAULHABER自研自制自動化生產(chǎn)設(shè)備，外部不供應(yīng)，量產(chǎn)產(chǎn)能2000萬臺。國內(nèi)已有廠商主要采用半自動/手工生產(chǎn)，返工率高(國內(nèi)萬分之三十，國外萬分之五)，性能有偏差，且不具備批量生產(chǎn)能力。國內(nèi)鳴志電器的繞線機采購自日本小田原&田中精機，鼎智科技表示能實現(xiàn)自動化批產(chǎn)，但尚未進入量產(chǎn)階段;

驅(qū)動系統(tǒng)(控制芯片、軟件算法)未能及時跟進。

通過與海外三大家產(chǎn)品相比，我國企業(yè)在功率、效率等方面存在差距。這里對比Maxon、Faulhaber、Portescap?和鳴志電器的直徑為8mm，額定電壓均為6V的有刷空心杯電機產(chǎn)品參數(shù)。與海外產(chǎn)品相比，鳴志電器在空載轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩上差別不大，但在在功率、效率等方面存在一定差距。

表：MAXON、鳴志、鼎智空心杯電機生產(chǎn)技術(shù)對比

性能：通過近似尺寸產(chǎn)品性能參數(shù)對比，可以看出鳴志電器空心杯電機基本與瑞士MAXON、德國FAULHABER、瑞士PORTESCAP對標(biāo)，主要性能滿足機器人應(yīng)用要求。

表：主要廠商同尺寸空心杯電機性能對比

1)額定轉(zhuǎn)矩和額定電流(對應(yīng)電機力矩)：鳴志與MAXON接近，略低于PORTESCAP；2)熱阻（對應(yīng)電機發(fā)熱情況）：鳴志與MAXON、PORTESCAP接近，優(yōu)于FAULHABER。

價格：海外均價在2000元/個，國產(chǎn)均價1000元/個，鳴志表示量產(chǎn)時價格可降至600+元/個，具備性價比優(yōu)勢。

降價空間：1)產(chǎn)線投資，根據(jù)鼎智，自動化產(chǎn)線投資約500-600w/條，鳴志表示單條半自動產(chǎn)線設(shè)備投資額280w(繞線機40w/臺*3+其他)；2)產(chǎn)線產(chǎn)出，鳴志表示單臺設(shè)備平均年產(chǎn)出近3w個(5分鐘下線一個)，年產(chǎn)出額4500w元。根據(jù)投入產(chǎn)出比，國內(nèi)廠商還具有進一步降價空間。

國產(chǎn)替代進度：19年以來，由于疫情難以進口，國內(nèi)企業(yè)加緊研發(fā)、改進工藝，涌現(xiàn)出一批企業(yè)，實現(xiàn)較多技術(shù)攻關(guān)，國內(nèi)空心杯電機得到空前發(fā)展。在人形機器人等應(yīng)用催化下，國內(nèi)企業(yè)會持續(xù)加大研發(fā)投入，改進設(shè)備工藝，加速高端應(yīng)用領(lǐng)域國內(nèi)空心杯電機替代。

性能：通過近似尺寸產(chǎn)品性能參數(shù)對比，可以看出鳴志電器空心杯電機基本與瑞士MAXON、德國FAULHABER、瑞士PORTESCAP對標(biāo)，主要性能滿足機器人應(yīng)用要求。

5

空心杯電機國內(nèi)主要供應(yīng)商

從國內(nèi)市場來看，國內(nèi)具備空心杯電機公司不多，市場還擁有較大增量空間，國產(chǎn)廠商持續(xù)推進國產(chǎn)替代。

01鳴志電器

已有產(chǎn)品：空心杯電機（本體+驅(qū)動器）、減速機、編碼器。

有刷空心杯電機：機座尺寸范圍φ8mm-φ24mm，空載轉(zhuǎn)速最高可達10000rpm~16000rpm，最高功率可達13.5w；

無刷空心杯電機：機座尺寸范圍φ13mm-φ30mm，分為ECU（普通）和ECH（高速）系列，空載轉(zhuǎn)速可達15000rpm~50000rpm，最高功率可達150w；

驅(qū)動器：Tmotion的ONEFOR ALL 全能型智能電機驅(qū)動器，能實現(xiàn)通用電機支持（可匹配無刷空心杯電機）。

應(yīng)用情況：定位高端應(yīng)用，主要布局慢速移動人工智能、高端醫(yī)療器械及生化分析儀器、智能汽車電子、暖通水泵模組系統(tǒng)、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和工控自動化等領(lǐng)域。

22年空心杯電機產(chǎn)銷情況：營收1000w元，產(chǎn)量2萬臺。訂單超出產(chǎn)能，訂單收入占比排序為電動工具（單價5、600元/臺）>半導(dǎo)體>醫(yī)療（單價1500元/臺）。根據(jù)專家口徑，公司計劃擴張15條產(chǎn)品線，規(guī)劃產(chǎn)能達30萬臺/年，最快預(yù)計24年底投產(chǎn)。

公司主要優(yōu)勢在于：

1）技術(shù)積累：鳴志2010年起開始研發(fā)空心杯電機，2018年起空心杯電機產(chǎn)品線建立，截至目前公司擁有空心杯電機發(fā)明專利30項；

2）驅(qū)動配套：驅(qū)動器通過高頻率控制電壓電流驅(qū)動電機，技術(shù)和算法門檻較高。子公司瑞士TMotion生產(chǎn)的驅(qū)動器，技術(shù)對標(biāo)以色列ELMO，能與空心杯電機搭配形成微驅(qū)系統(tǒng)；

3）本土化服務(wù)：國內(nèi)生產(chǎn)空心杯電機，美國子公司AMP（專注高精度運動控制）提供控制算法和前端研發(fā)，美國子公司LIN整合銷售網(wǎng)絡(luò)，可直接對接北美客戶提供服務(wù)；

表：鳴志電器空心杯電機研發(fā)情況

送樣進度：B樣階段，2022年10月、12月分別為第一、第二輪送樣，2023年3月第三輪送樣，已送樣300+臺，預(yù)計今年10月C樣；2）反饋，已滿足TSL需求。

02鼎智科技/江蘇雷利

已有產(chǎn)品：22年推出無刷空心杯電機，電機直徑范圍φ16mm-φ42mm，包括5個產(chǎn)品系列。

應(yīng)用情況：當(dāng)前多款樣品處在測試階段。

1）醫(yī)療領(lǐng)域，無刷空心杯電機可替代有創(chuàng)呼吸機的主電機，已處于客戶驗證階段，”空心杯電機+精密齒輪箱”模組可用于多款口腔醫(yī)療儀器；

2）軍工領(lǐng)域，空心杯電機可用于國內(nèi)導(dǎo)彈精準(zhǔn)制導(dǎo)系統(tǒng)。

優(yōu)勢在于：

1）批量生產(chǎn)：國內(nèi)第一家能夠?qū)崿F(xiàn)空心杯電機自動化批產(chǎn)廠商，公司自研高速無槽無刷電機制造一體化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化批產(chǎn)，降低返工率，制造能力具備一致性、長壽命；

2）自研自動化設(shè)備：繞線設(shè)備由母公司江蘇雷利自動化團隊、鼎智科技以及其他合作方共同研發(fā)，市場上無相關(guān)產(chǎn)品，可避免需求爆發(fā)設(shè)備供應(yīng)限制的情況。

03兆威機電

已有產(chǎn)品：公司主要產(chǎn)品以微型電機+齒輪箱為主，其中電機主要為外采標(biāo)準(zhǔn)化電機，公司優(yōu)勢在于齒輪箱。如公司的相機調(diào)焦驅(qū)動系統(tǒng)，由直流空心杯電機+塑膠行星齒輪箱構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，質(zhì)量輕。

應(yīng)用情況：集中在汽車電子、智能家居、消費電子領(lǐng)域，如美容儀、吹風(fēng)機、電動牙刷、智能門鎖等。后續(xù)向工業(yè)裝備、智慧醫(yī)療深入布局。

研發(fā)實力：側(cè)重驅(qū)動和傳動控制，公司核心技術(shù)人員陳毅東（研發(fā)二部經(jīng)理）從事電機控制系統(tǒng)研發(fā)10余年，包括空心杯電機控制技術(shù)研發(fā)，參與國家自然科學(xué)基金重點項目1項，發(fā)表論文10余篇。

04偉創(chuàng)電氣

已有產(chǎn)品：公司22Q2成立了機器人行業(yè)部，有空心杯電機產(chǎn)品。目前主要是以機器人大配套為出發(fā)點，執(zhí)行端主要以低壓伺服、空心杯電機、特種無框力矩電機、諧波減速器等這類產(chǎn)品為主。公司研制的空心杯電動機具有高轉(zhuǎn)速、高扭矩、低噪音振動的優(yōu)勢，電機運行平穩(wěn)、更精確的控制；電機結(jié)構(gòu)緊湊讓電機提供了更高的效率和功率密度。

應(yīng)用情況：產(chǎn)品目前在內(nèi)部測試階段，主要面向移動類、協(xié)作類、服務(wù)類的機器人領(lǐng)域。

空心杯電機的優(yōu)點

1）功率密度高：空心杯微電機的功率密度是輸出功率與重量或體積的比值，無鐵芯轉(zhuǎn)子與普通鐵芯轉(zhuǎn)子相比要輕，無鐵芯轉(zhuǎn)子消除了鐵芯轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的渦流與磁滯損耗，提高了微電機的效率，確保較高的輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率；

2）使用效率高：微電機效率高的原因是因為無鐵芯轉(zhuǎn)子沒有渦流損耗與磁滯損耗，電阻也非常小降低了銅損；

3）無轉(zhuǎn)矩滯后：無鐵芯轉(zhuǎn)子因沒有磁滯損耗，所以減少了速度和轉(zhuǎn)矩波動；

4）無齒槽效應(yīng)：普通微電機會在槽與磁體的相互作用下產(chǎn)生齒槽效應(yīng)，而無鐵芯直流電機就消除了此效應(yīng)，所以齒槽效應(yīng)和轉(zhuǎn)矩滯后現(xiàn)象都不會存在；

5）啟動轉(zhuǎn)矩低：由于無磁滯損耗、無齒槽效應(yīng)所以啟動轉(zhuǎn)矩非常低，通常軸承負荷是唯一的阻礙；

6）微電機轉(zhuǎn)子和定子之間無徑向作用力：沒有鐵芯轉(zhuǎn)子的直流電機是不存在轉(zhuǎn)子和定子的徑向磁力，在一些應(yīng)用產(chǎn)品中，轉(zhuǎn)子和定子的徑向力會造成轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定，減少徑向力可改善轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性；

7）速度曲線平滑、噪音低：沒有鐵芯轉(zhuǎn)子減少了轉(zhuǎn)矩與電壓的諧波，因為微電機內(nèi)不存在AC場，所以沒有AC產(chǎn)生噪音，僅有軸承與氣流產(chǎn)生的噪音和非正弦波電流造成的振動

8）高轉(zhuǎn)速線圈：微電機在高速運轉(zhuǎn)時電感值參數(shù)是重要的，電感值小會使起動電壓低，通過增加極數(shù)和減少機殼的厚度，電感值表笑有助于降低微電機的重量同時提高了功率密度；

9）快速響應(yīng)：由于微電機感應(yīng)值低，電流對電壓的波動響應(yīng)快，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，轉(zhuǎn)矩和電流的響應(yīng)轉(zhuǎn)速相當(dāng)，所以轉(zhuǎn)子的加速度是普通鐵芯電機的2倍左右；

10）峰值轉(zhuǎn)矩高：微電機峰值轉(zhuǎn)矩和連續(xù)轉(zhuǎn)矩的比值很大，因為電流上升到峰值的過程中轉(zhuǎn)矩常數(shù)是不變的，電流和轉(zhuǎn)矩的線性關(guān)系能使微電機產(chǎn)生較大的峰值轉(zhuǎn)矩。普通鐵芯直流電機達到飽和后，電流不管再加大，直流電機的轉(zhuǎn)矩不會再增加；

11）散熱性好：空心杯轉(zhuǎn)子表面有空氣流動，比鐵芯轉(zhuǎn)子的散熱性能要好，鐵芯轉(zhuǎn)子的漆包線鑲嵌在硅鋼片槽內(nèi)，線圈表面氣流少，溫升較大，在同等功率輸出條件下，空心杯直流電機的溫升較小。

空心杯電機的缺點

無鐵芯空心杯微電機在處于靜止?fàn)顟B(tài)下，如繞組一相切斷或電源切斷一相接通電源，繞組的發(fā)生的磁場點2個大小相等，方向相反旋轉(zhuǎn)磁場，它們和轉(zhuǎn)子作用發(fā)生的扭矩大小相等，方向相反相互抵消，零起動轉(zhuǎn)矩下電機不能啟動，這便是空心杯電機的缺點。

空心杯減速電機能量轉(zhuǎn)換效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分產(chǎn)品可達到90%以上（鐵芯減速電機一般在70%）。起動、制動迅速，響應(yīng)極快，機械時間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達到10毫秒以內(nèi)（鐵芯減速電機一般在100毫秒以上）；在推薦運行區(qū)域內(nèi)的高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以方便地對轉(zhuǎn)速進行靈敏的調(diào)節(jié)。作為微型減速電機其轉(zhuǎn)速波動能夠容易的控制在2%以內(nèi)。

動能未來：空心杯電機崛起

空心杯電機是一種采用無鐵芯轉(zhuǎn)子的微型電機，具有高能量轉(zhuǎn)化效率、快速響應(yīng)速度、拖動特性和高能量密度等特點，適用于隨動系統(tǒng)、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、人形機器人等領(lǐng)域。人形機器人的崛起推動了空心杯電機的需求，年均增長率約為8.5%。全球空心杯電機市場由海外企業(yè)主導(dǎo)，國內(nèi)廠商仍面臨挑戰(zhàn)。人形機器人降本需求帶來國產(chǎn)替代新機遇，同時政策支持也將促進國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

空心杯的特點和市場

空心杯電機具有高能量轉(zhuǎn)化效率、快速響應(yīng)速度、拖動特性和高能量密度等特點，適用于隨動系統(tǒng)、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、機器人等廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。

空心杯電機介紹。空心杯電機采用無鐵芯轉(zhuǎn)子，性能遠超傳統(tǒng)電機，響應(yīng)速度快，具有良好的控制特性和伺服性能。空心杯電機通常尺寸較小，直徑不超過40mm，也可歸類為微型電機。

空心杯電機的特點。空心杯電機具有高能量轉(zhuǎn)化效率、快速響應(yīng)速度、拖動特性和高能量密度等特點。其能量轉(zhuǎn)化效率一般超過70%，部分產(chǎn)品能夠達到90%以上，而傳統(tǒng)電機的轉(zhuǎn)化效率通常在70%以下。空心杯電機具有快速響應(yīng)速度和較小的機械時間常數(shù)，一般在28毫秒以內(nèi)，部分產(chǎn)品甚至可以小于10毫秒。空心杯電機運行穩(wěn)定可靠，轉(zhuǎn)速波動較小且易于控制，通常可控制在2%以內(nèi)。空心杯電機具有較高的能量密度，相較于相同功率的傳統(tǒng)鐵芯電機，空心杯電機的重量可以減輕1/3至1/2，體積減小1/3至1/2。

空心杯電機分類。空心杯電機分為有刷和無刷兩種類型，有刷空心杯電機轉(zhuǎn)子無鐵芯，無刷空心杯電機定子無鐵芯。有刷電機采用機械換向，需要定期更換碳刷，電機壽命有限，但不存在渦流損耗；無刷電機采用電子換向，消除了電刷的損耗和電火花對電子設(shè)備的干擾，但存在渦輪損耗和成本增加。有刷空心杯電機適用于對產(chǎn)品靈敏性和可靠性要求較高的行業(yè)。無刷空心杯電機適用于需要長時間連續(xù)運行和具有較高控制要求或可靠性要求的應(yīng)用場景。

空心杯電機的應(yīng)用領(lǐng)域。空心杯電機的應(yīng)用場景包括需要快速響應(yīng)的隨動系統(tǒng)，如導(dǎo)彈的飛行方向快速調(diào)節(jié)，高倍率光驅(qū)的隨動控制，快速自動調(diào)焦，高靈敏的記錄和檢測設(shè)備，工業(yè)機器人，仿生義肢等。還包括對驅(qū)動元件要求平穩(wěn)持久拖動的產(chǎn)品，如各類便攜式的儀器儀表，個人隨身裝備，野外作業(yè)的儀器設(shè)備等，同樣一組電源，供電時間可以延長一倍以上。另外還在光學(xué)儀器、醫(yī)療設(shè)備、機器人方向有廣泛應(yīng)用，具體而言，包括牙科設(shè)備、微型泵、紅外鏡頭、移液模塊、電動夾爪、機器人手、點膠閥、手術(shù)工具等。?

根據(jù)NTCysd的測算，預(yù)計到2028年，全球空心杯電機市場規(guī)模將增至83.0億人民幣，年均增長率約為8.5%。此外，無刷空心杯電機市場份額正在不斷提升。

全球市場規(guī)模。根據(jù)NTCysd測算，2022年全球空心杯電機市場規(guī)模為51.0億人民幣，2028年市場規(guī)模將達到83.0億人民幣。期間CAGR約8.5%。

無刷空心杯電機市場份額持續(xù)提升。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年全球有刷空心杯電機市場規(guī)模為4.92億美元，占比65.8%，無刷空心杯電機市場規(guī)模為2.56億美元，占比34.2%。隨著空心杯電機技術(shù)的持續(xù)成熟，無刷空心杯電機占比預(yù)計持續(xù)提升，2028年預(yù)計達到42.2%。

價格和利潤率。空心杯電機的價格范圍在1,500元到2,000元左右，從低端的玩具到高端的醫(yī)療或海外航空，差價較大。在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用較多，價格也較高。國內(nèi)和進口海外企業(yè)的空心杯電機利潤率非常高，以一臺空心杯電機售價1,500元為例，其綜合成本包括生產(chǎn)制造的成本在內(nèi)大約在200元以內(nèi)。?

空心杯技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

空心杯電機的關(guān)鍵構(gòu)件包括轉(zhuǎn)子、永磁體、電刷和軸承以及繞組方式。永磁體位于中心，產(chǎn)生高磁通密度，永磁材料的選擇需根據(jù)應(yīng)用場景權(quán)衡性能和成本。電刷和軸承的選擇取決于電機的大小和應(yīng)用。此外，空心杯電機的繞組方式有直線形、馬鞍形和斜繞形漆包線結(jié)構(gòu)，適用于不同尺寸和驅(qū)動需求的應(yīng)用場景。

空心杯電機的轉(zhuǎn)子。空心杯電動機在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，選用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)徹底消除了因為鐵芯構(gòu)成渦流而形成的電能損耗，其分量和轉(zhuǎn)動慣量大幅下降，從而減少了轉(zhuǎn)子本身的機械能損耗。

空心杯電機的永磁體。空心杯電機的永磁體置于中心，導(dǎo)致氣隙中的高磁通密度，并通過強磁體進一步增強，產(chǎn)生扭矩增加。釹鐵硼永磁材料（NdFeB）vs鋁鎳鈷永磁材料（AlNiCo），不同永磁材料的特點和性能存在差異，在保證產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定的同時，需根據(jù)應(yīng)用場景對工作溫度、環(huán)境的要求，合理的配置永磁材料，達到電機的性能和成本效應(yīng)最大化。

空心杯電機的電刷和軸承。空心杯電機采用不同的電刷和軸承，需根據(jù)電機的大小和應(yīng)用場景選擇合適的電刷和軸承。石墨電刷更適用于大電機，貴金屬電刷更適用于小電機。滾珠軸承適用于較高的軸向和徑向負載，使用于大型電機，價格更貴。而套筒軸承適用于連續(xù)高轉(zhuǎn)速的運行模式，適用于小型電機，價格相對較低。

空心杯電機的繞組方式。空心杯電機的典型繞組方式有直線形、馬鞍形、斜繞形漆包線結(jié)構(gòu)。直線形式適用于長尺寸、長徑比大的線圈柱體繞組；馬鞍形式適用于中等長度和直徑的線圈，易于制造；斜方形式適用于直徑較小的線圈，適用于高效、高速驅(qū)動應(yīng)用。?

國外在空心杯電機技術(shù)方面起步較早，具備成熟的線圈生產(chǎn)技術(shù)和專利技術(shù)，國外采用高度自動化的一次成型生產(chǎn)工藝，具有高效率和低不良率的優(yōu)勢。相比之下，國內(nèi)廠商在技術(shù)發(fā)展和設(shè)備投入方面仍處于起步階段，繞卷式工藝的復(fù)雜性和高要求構(gòu)成了技術(shù)壁壘。

國外技術(shù)領(lǐng)先。海外空心杯技術(shù)起步較早，德國的Dr.F.Faulhaber 在1958 年研制出斜繞組線圈繞制技術(shù)，并在1965年獲得空心杯電機轉(zhuǎn)子線圈斜繞組專利技術(shù)，目前國外的空心杯線圈生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)十分成熟。瑞士MAXON和德國FAULHABER等廠商擁有精密加工技術(shù)和專利技術(shù)，使其在空心杯電機領(lǐng)域具有技術(shù)壁壘和競爭優(yōu)勢。

關(guān)鍵技術(shù)難點。空心杯電機的關(guān)鍵技術(shù)難點在于線圈繞制成型工藝和繞線方式的設(shè)計。海外廠商采用高自動化的一次成型生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程自動化程度高、人為干擾少，提高了生產(chǎn)效率，增強了成本優(yōu)勢。而國內(nèi)主要采用繞卷式生產(chǎn)，工藝比較繁瑣，工人勞動強度大，無法完成線徑較粗的線圈，廢品率高。在國內(nèi)，空心杯電機的不良率大約在萬分之30以上；而海外的空心杯電機不良率通常控制在萬分之5左右。

國內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。國內(nèi)廠商在相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的成本投入尚處于起步階段。此外，繞卷式工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高和繞線機操作困難等因素構(gòu)成了技術(shù)壁壘，使得國內(nèi)廠商在短時間內(nèi)很難打破壁壘。國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過近幾年的追趕，產(chǎn)品性能差距不斷縮小。國內(nèi)龍頭鳴志電器現(xiàn)在已經(jīng)可以生產(chǎn)基座尺寸8mm，額定電壓6V，空載轉(zhuǎn)速13,500rpm，機械常數(shù)6.6ms，最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩0.60mNm 的有刷空心杯電機，大部分性能已對標(biāo)國際產(chǎn)品，可滿足人形機器人對空心杯電機的要求。

空心杯的競爭格局

全球空心杯電機市場主要由Maxon、Faulhaber等海外頭部企業(yè)主導(dǎo)，其中Faulhaber和Maxon市場份額超過45%。相對而言，國內(nèi)空心杯電機企業(yè)數(shù)量較少，大多數(shù)大型產(chǎn)品依賴進口，進入高端領(lǐng)域仍面臨挑戰(zhàn)。

海外頭部企業(yè)主導(dǎo)，市場集中度高。全球空心杯電機市場的主要制造商包括Maxon、Faulhaber、Portescap、AlliedMotionTechnolgies等公司，目前這四家頂級制造商占據(jù)了市場份額的65%以上。其中，F(xiàn)aulhaber和Maxon市場份額超過45%。

歐企主導(dǎo)空心杯電機市場高端市場。Faulhaber和Maxon等歐洲以及北美廠商對空心杯電機研發(fā)較早，具有性能優(yōu)異的生產(chǎn)設(shè)備和穩(wěn)定成熟的工藝，行業(yè)地位較高，且掌握了大批量生產(chǎn)的核心工藝。Faulhaber和Maxon銷售的空心杯電機+齒輪箱+編碼器集成件年銷售額超30億歐元，產(chǎn)品主要面向軍工和工業(yè)市場。Maxon產(chǎn)品種類豐富，可提供100萬種組合方式進行定制化搭配；Faulhaber在微小尺寸空心杯電機制造上具有顯著技術(shù)優(yōu)勢。

國內(nèi)企業(yè)的數(shù)量和現(xiàn)狀。相對來說，國內(nèi)在空心杯電機領(lǐng)域的企業(yè)數(shù)量較少，大約90%的大型空心杯電機由國外廠商生產(chǎn)，并且進入高端領(lǐng)域存在較大阻礙。目前國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)能夠生產(chǎn)出一些高質(zhì)量的產(chǎn)品，但生產(chǎn)能力和品質(zhì)穩(wěn)定性仍存在問題。

鳴志電器通過收購瑞士電機公司取得了空心杯技術(shù)突破，具備領(lǐng)先地位。拓邦股份作為中國智能控制領(lǐng)域的第一家上市公司，在空心杯電機領(lǐng)域具有競爭優(yōu)勢。鼎智科技在微特電機領(lǐng)域表現(xiàn)出色，有望切入人形機器人市場。偉創(chuàng)電氣專注于電氣傳動和工業(yè)控制領(lǐng)域，也投身機器人核心零部件的研制，展現(xiàn)出廣闊的成長潛力。

鳴志電器。鳴志電器是一家成立于1994年的綜合制造商，專注于運動控制領(lǐng)域。公司擁有豐富的制造經(jīng)驗和技術(shù)積累，主營產(chǎn)品包括步進電機、無齒槽&空心杯電機、伺服驅(qū)動器與電機等。鳴志在2019年完成了對瑞士Technosoft Motion的收購，具有空心杯技術(shù)和正向研發(fā)能力，率先突破了空心杯電機核心技術(shù)，具備歐美廣泛的客戶資源，在國內(nèi)空心杯電機市場占據(jù)領(lǐng)先地位。2022年，鳴志電器的營業(yè)收入達到29.6億元，同比增長9.05%，其中空心杯電機業(yè)務(wù)表現(xiàn)出色，營收達1,000萬元，產(chǎn)量2萬臺。

拓邦股份。拓邦股份是中國智能控制領(lǐng)域第一家上市公司，通過掌握電控、電機、電池三大核心技術(shù)，為機器人、工具、家電、新能源等行業(yè)提供智能解決方案。公司在人形機器人控制器和空心杯電機領(lǐng)域具有先發(fā)優(yōu)勢，有望受益于人形機器人帶來的新增量，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

鼎智科技。鼎智科技是國內(nèi)微特電機領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，主營產(chǎn)品包括線性執(zhí)行器、混合式步進電機、直流電機、音圈電機等，下游覆蓋醫(yī)療器械、工業(yè)自動化等多個領(lǐng)域。公司營收凈利持續(xù)高增，2022年實現(xiàn)營收3.18億元，同比增長64%；實現(xiàn)凈利潤過億，同比增長103%。公司擁有絲桿、螺母獨立生產(chǎn)能力，定制化屬性強，客戶優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。公司在醫(yī)療器械、工業(yè)自動化等領(lǐng)域需求旺盛，空間廣闊，同時有望切入人形機器人市場。

偉創(chuàng)電氣。偉創(chuàng)電氣是一家專注于電氣傳動和工業(yè)控制領(lǐng)域的公司，產(chǎn)品種類包括變頻器、伺服系統(tǒng)、PLC和HMI等，廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)。公司在鞏固自身低壓變頻器等優(yōu)勢產(chǎn)品基礎(chǔ)上，向伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)拓展，形成工控系統(tǒng)解決方案的能力。公司成立機器人部門致力于空心杯電機、諧波減速器等機器人核心零部件的研制，有望打開更廣闊的成長空間。

空心杯的國內(nèi)機遇

隨著醫(yī)療水平提升和人口老齡化，醫(yī)療器械行業(yè)對空心杯電機的需求有望進一步增加。此外，空心杯電機有望受益于航空航天和無人飛行器的發(fā)展。在人形機器人領(lǐng)域，空心杯電機作為機器人靈巧手的關(guān)鍵零部件，占據(jù)了50%以上的成本，隨著人形機器人自由度的提高，對空心杯電機的需求還將繼續(xù)增長。

空心杯電機在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用。空心杯電機在醫(yī)療器械領(lǐng)域應(yīng)用分為多個類別，包括心臟支持系統(tǒng)、手術(shù)機器人、糖尿病泵、假肢等。未來，隨著醫(yī)療水平提升和人口老齡化，醫(yī)療器械行業(yè)對空心杯電機的需求還有提升空間。同時，醫(yī)療儀器和器械進口金額整體呈下降趨勢，預(yù)計國內(nèi)廠商將率先受益。

空心杯電機在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。空心杯電機在發(fā)展初期因其優(yōu)良的控制性能被率先應(yīng)用于航空、航天、軍事等尖端行業(yè)，這些行業(yè)目前仍是空心杯電機重要的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，無人飛行器也是一個常見的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)Frost & Sullivan 預(yù)測，2015-2024 年中國民用無人機市場規(guī)模CAGR高達33.37%。

空心杯電機在人形機器人領(lǐng)域的應(yīng)用。空心杯電機是機器人靈巧手關(guān)鍵零部件。目前在手部執(zhí)行器中，空心杯電機占據(jù)了50%以上的成本，也是壁壘最高的零部件之一。特斯拉的Optimus人形機器人采用電機驅(qū)動，擁有28個執(zhí)行器和12個空心杯關(guān)節(jié)。特斯拉計劃在3-5年內(nèi)交付數(shù)百萬Optimus機器人，或?qū)?chuàng)造百億級空心杯電機市場。

人形機器人降本需求帶來國產(chǎn)替代新機遇。另外，政策支持也將加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力國產(chǎn)廠商在技術(shù)上實現(xiàn)追趕超越。然而，生產(chǎn)能力不足和設(shè)備采購的挑戰(zhàn)仍然存在。空心杯電機生產(chǎn)需要高度自動化設(shè)備和自動化檢測設(shè)備，而設(shè)備采購成本高且周期長。

降本需求帶來國產(chǎn)替代新機遇。特斯拉的人形機器人Optimus 最終量產(chǎn)時，價格要控制在2萬美元以下，因此人形機器人降本需求迫切。國內(nèi)空心杯電機性價比較高，鳴志的空心杯產(chǎn)品性能與外資接近，而價格相對便宜超過30%。在降本需求的推動下，將會有越來越多的國內(nèi)廠商進入空心杯行業(yè)。另外，人工成本是目前限制成本下降的因素，如果能夠降低人工成本，機器人的成本將能夠下降更多。

政策驅(qū)動。政策支持將加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力國產(chǎn)廠商在技術(shù)上實現(xiàn)追趕超越，《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2021—2023年）》中提出重點產(chǎn)品高端行動，包括“小型化、集成化、高精密、高效節(jié)能微特電機”。隨著支持政策的落地，國內(nèi)企業(yè)份額預(yù)計會穩(wěn)步提升。

生產(chǎn)能力不足的挑戰(zhàn)。一方面，空心杯產(chǎn)品對設(shè)備要求較高，需要投入大量的自動化設(shè)備或自動化檢測設(shè)備，整體效率仍受制于制造環(huán)節(jié)的特殊性，同時產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性較差；另一方面，人員的專業(yè)性比較欠缺，也導(dǎo)致生產(chǎn)能力不足。

設(shè)備采購的挑戰(zhàn)。空心杯電機設(shè)備的供應(yīng)商相對較少，主要集中在歐美和日本的企業(yè)。設(shè)備采購成本較高且周期較長，導(dǎo)致設(shè)備采購相對較難。因此，空心杯電機企業(yè)要擴產(chǎn)能方面，設(shè)備采購是一個主要壁壘。

重點企業(yè)鳴志電器成長分析：

特斯拉機器人引領(lǐng)了全球機器人制造大趨勢，

誰能覆蓋更多海外科技巨頭，誰就能獲得十倍百倍的業(yè)績增長。

【海外客戶】

鳴志電器下游客戶包括：谷歌、華為、亞馬遜、沃爾瑪、通用、Facebook、荷蘭ASML，飛利浦、特斯拉星鏈、美國B-2 轟炸機以及GE 等頂尖客戶。?以及西門子，愛立信，松下，夏普，施耐德等工業(yè)巨頭。

【覆蓋全球的巨大市場增量】

谷歌，亞馬遜，華為，西門子，愛立信，施耐德?未來生產(chǎn)多少機器人，

國內(nèi)唯一上榜企業(yè)，?鳴志電器將能獲得訂單十倍百倍的持續(xù)增長。

【出口替代】

打破日本絕對壟斷，鳴志電器是行業(yè)龍頭中唯一非日本廠商?

【國內(nèi)唯一，技術(shù)領(lǐng)先】

鳴志電器HB步進電機出貨量由2016年的814萬臺提升至2019年的1817萬臺，

市占率由10%提升至18%，銷售量進入全球前三。

鳴志電器是行業(yè)龍頭中唯一非日本廠商，打破了日本企業(yè)對該行業(yè)的壟斷。?

鳴志電器?將加速復(fù)制?4400?億微電機龍頭日本電產(chǎn)成長路徑

公司簡介：

，鳴志電器（上海鳴志電器股份有限公司），作為運動控制產(chǎn)品綜合制造商，始終秉持對專業(yè)應(yīng)用技術(shù)和國際化科學(xué)管理手段的追求。

鳴志成立于1994年。在二十余年的時間內(nèi)，鳴志發(fā)展成集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體的精密電子設(shè)備生產(chǎn)制造跨國公司。總部位于中國上海，在北京、廣州、深圳等十大城市設(shè)有辦事處。分公司遍及北美、歐洲、日本和東南亞，已形成全球銷售網(wǎng)絡(luò)。并通過跨國并購在海外擁有了多處研發(fā)中心和制造基地，全球員工總數(shù)已達3,000多人。鳴志，是全球控制電機系統(tǒng)的綜合提供商和主要生產(chǎn)商。

1.國內(nèi)控制器行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一。知名的運動控制及智能照明產(chǎn)品綜合制造商，擁有遍布全球的研發(fā)、制造、銷售、技術(shù)支持團隊。鳴志官網(wǎng)是全球運動控制及智能照明行業(yè)專業(yè)電商平臺，集聚全球運動控制及智能照明行業(yè)各個細分應(yīng)用領(lǐng)域的高性能、高品質(zhì)、有特色產(chǎn)品，實現(xiàn)面向中國地區(qū)專業(yè)用戶的一站式快速直供。全球兩家能夠生產(chǎn)非晶帶材企業(yè)之一；

2.隱形冠軍，國內(nèi)第一、全球第四的步進電機龍頭，打破了日企壟斷。公司的控制電機產(chǎn)品主要應(yīng)用于通信基站、天線設(shè)施和其他相關(guān)基站設(shè)備中，華為是公司非常重要的客戶之一。在全球HB步進電機市場市占率8%，打破了日本企業(yè)壟斷；17年7月公告5.5億元在太倉投建智能制造產(chǎn)業(yè)基地項目；擬收購的運控電子是國內(nèi)僅次于鳴志電器的生產(chǎn)混合式步進電機的公司，在國內(nèi)安防設(shè)備、紡織機械應(yīng)用領(lǐng)域的市占率排名靠前。

3.全球運動控制領(lǐng)域先進制造商，混合式步進電機的市占率穩(wěn)居全球前三。公司及子公司安浦鳴志、美國AMP、美國LIN、瑞士TMo-t-i-on、鳴志派博思均深度布局于移動機器人行業(yè)，目前已擁有步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、通用驅(qū)動系統(tǒng)和控制技術(shù)系統(tǒng)四大類產(chǎn)品線，業(yè)務(wù)覆蓋商業(yè)移動機器人、AGV、AMR等；20年公司移動機器人（商用及消費）類應(yīng)用領(lǐng)域業(yè)務(wù)進一步快速增長，全年營業(yè)收入同比增長約70%。

4.工業(yè)4.0的前沿企業(yè)與先驅(qū)。鳴志電器是國家高新技術(shù)企業(yè)，掌握了混合步進電機、永磁步進電機、線性電機、伺服電機、直流無刷電機、無刷無槽電機、電機驅(qū)動與集成、電動滑臺、智能LED調(diào)光、LED智能控制與驅(qū)動、大型設(shè)備管理與故障診斷等核心技術(shù)。公司持續(xù)進行技術(shù)研發(fā)，提高產(chǎn)品性能，根據(jù)市場和客戶需求不斷開發(fā)出創(chuàng)新性的產(chǎn)品。截至2019年12月31日，公司擁有已獲證書的專利207項，其中發(fā)明專利44項（國際專利24項，國內(nèi)專利20項），實用新型專利149項，外觀專利14項；軟件著作權(quán)98項。

5.具有報國情懷，奮發(fā)圖強的民族企業(yè)：

可以說，鳴志電器是中國HB步進電機絕對龍頭企業(yè)。也是中國唯一能在國際市場上與日本、德國、美國企業(yè)競爭的民族企業(yè)。在步進電機領(lǐng)域，日本是技術(shù)和市場占有率第一的絕對強國，控制了全球大部分市場和技術(shù)。德國美國部分企業(yè)掌握極少的獨特技術(shù)，小范圍內(nèi)與日本競爭，而鳴志能殺出日本企業(yè)的重重圍困，其難度可想而知。鳴志電器著眼于全球范圍競爭，已成為全球HB步進電機的主要生產(chǎn)商。在步進電機應(yīng)用領(lǐng)域，鳴志電器與日本信濃、日本電產(chǎn)、山洋電氣較為類似，主要為專業(yè)打印機、銀行設(shè)備、通信設(shè)備、辦公自動化、紡織機械、安防系統(tǒng)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域提供產(chǎn)品及服務(wù)。

下游包括谷歌、華為、亞馬遜、沃爾瑪、通用、Facebook、荷蘭ASML，飛利浦、特斯拉星鏈、美國B-2 轟炸機以及GE 等頂尖客戶。?

公司正在復(fù)制日本電產(chǎn)的成長路徑：?

日本電產(chǎn)：日本最知名的電子部件生產(chǎn)企業(yè)，成立于1973 年，所研發(fā)生產(chǎn)的小型精密電動機、車載機械部件和電子光學(xué)零件等廣銷海內(nèi)外，市值4400?億元。

日本電產(chǎn)從?1984?年?2月收購美國托林公司軸流風(fēng)扇部門開始，

到?2019?年?11?月收購美國?Robotec?為止，35?年中實施了?66?起并購，

其中超過半數(shù)的并購對象是海外企業(yè)，以英美德法意企業(yè)居多，逐步成長為精密小型電動機領(lǐng)域的世界龍頭。?

鳴志電器：

2014年收購美國?AMP，電機驅(qū)動技術(shù)研發(fā)企業(yè)，收購后作為美國地區(qū)及研發(fā)中心的角色

2015年收購美國步進電機企業(yè)LIN，下游客戶40%是醫(yī)療，航空、航天、電子、半導(dǎo)體等；

2019?年，公司收購瑞士?TechnosoftMotion?公司?100%的股權(quán)，

TMotion在控制電機（尤其是直流無刷電機、空心杯、無槽無刷電機）的驅(qū)動控制系統(tǒng)始終保持著全球領(lǐng)先的技術(shù)實力。

預(yù)計公司將繼續(xù)通過收購?fù)晟飘a(chǎn)業(yè)鏈橫向以及縱向布局。

下游應(yīng)用及分析：?

1、工控占比25-30%，30%增速：工業(yè)設(shè)備、包裝設(shè)備、全自動生產(chǎn)線；?

2、醫(yī)療占比15-20%，50%增速：下游客戶主要是GE、飛利浦、華大；內(nèi)部還分包括體外診斷等等；看海外市場，醫(yī)療一直都是最大的細分市場；?

3、安防、紡織，各占10%；?

4、光伏6-7%：跟蹤支架，板面清潔，硅板自動化生產(chǎn)?

5、泵、閥，6-7%?

6、物流倉儲AGV：5%；

未來幾年亮點：

汽車電動化趨勢下，無刷電機滲透率將逐步提升：?

目前汽車上配備微電機數(shù)約20?只，高檔車可配備50?只以上，單車價值量約4000-10000。目前微電機以有刷直流電機為主。隨著汽車全面電動化以及電機功能要求越發(fā)復(fù)雜，越來越多方案選擇無刷電機。

公司通過海外并購?fù)晟屏丝刂齐姍C（主要是直流無刷電機、空心杯電機、無槽無刷電機）驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)，目前全球領(lǐng)先。直流無刷產(chǎn)品已經(jīng)進入谷歌，通用、飛利浦等一線客戶，2020年實現(xiàn)銷量約30?萬臺，未來產(chǎn)能將擴張10?倍以上滿足下游暴增的需求。?

公司激光雷達產(chǎn)品得到核心玩家背書：?

公司3 年前就和Waymo 合作開發(fā)激光雷達，參與了華為/蔚來激光雷達的招標(biāo)，明年開始放量。華為規(guī)劃22-25 年出貨100?萬輛，公司的單車價值500?元，合計訂單5 億，將實現(xiàn)激光雷達領(lǐng)域從?0?到1 的突破并借此有望切入其他客戶。?

沃爾瑪美國AGV 機器人的獨供：?

全球4000?個supercenter，每個100?個機器人，每個300-500?美金，總共就是2 億美金的合同3 年釋放完；現(xiàn)在這一塊它收入只有不到1 個億（今年4 季度小批量），總收入也就20?多個億；而且這是個標(biāo)桿項目，未來有望拓展其他大客戶。?

機器人行業(yè)的巨大市場增量?

谷歌，亞馬遜，華為，西門子，愛立信，施耐德?未來生產(chǎn)多少機器人，

國內(nèi)唯一上榜企業(yè)，?鳴志電器將能獲得訂單十倍百倍的持續(xù)增長。

（七）對標(biāo)日本電產(chǎn)，估值探討：

管理層認為自己的競爭對手是日本電產(chǎn)，其?18-21?年營收共增長了?8.7%，毛利率和凈利率為?22.45%和?7.93%，市盈率?53?倍，市值?4400?億?RMB（公司今年毛利率，凈利率分別是?37.5%和?10.1%）?

未來業(yè)績預(yù)期：今年受缺芯、原材料漲價以及呼吸機銷量下滑的不利影響，增速40%，約2.8億利潤。22年原材料下降、出口美國關(guān)稅降低，預(yù)期4 億凈利潤，未來幾年復(fù)合50%以上增長，2024年業(yè)績指引10?億。?

考慮到#公司所處市場巨大，下游需求旺盛，產(chǎn)品技術(shù)實力獲得頂尖客戶背書

公司管理層有意識的復(fù)制日本電產(chǎn)的成長路徑，新品無刷電機以及激光雷達產(chǎn)品即將快速放量帶動未來幾年業(yè)績高速增長。?

下一個世紀(jì)，科技必將更大程度改變?nèi)祟惿鐣?/p>

人類將迎來機器人次世代應(yīng)用的全面爆發(fā)。

公司稀缺性和市場地位，合理估值應(yīng)該在100?倍甚至更高。22年看400?億市值。

2024?年?10?億的業(yè)績指引，給予微電機龍頭100PE，

鳴志電器市值有望達到日本電產(chǎn)的1/4，即市值超過過千億。

機器人空心杯電機交流要點20231019

觀點分享:

人形機器人上應(yīng)用的電機比較廣泛。比如腰關(guān)節(jié)的輪盤電機。空心杯電機主要運用在人形機器人的手指上面，拇指運用的電機比其他手指多出一個，就是用到兩個。競爭格局方面，國外的產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性優(yōu)于國內(nèi)，國內(nèi)的優(yōu)勢在于價格、貨期、定制化程度。

交流細節(jié):

Q1:鼎智科技的情況?

A:特斯拉做的人形機器人還沒有正式大批量市場投入。鼎智的強項在線性電機，國內(nèi)空心杯還有比它強的。特斯拉的空心杯電機還沒有決定用哪家的，都是送樣測試。

Q2:國內(nèi)其它廠商的情況?

A:鳴志，除了國外瑞士的品牌，空心杯領(lǐng)域處于第一梯隊。在產(chǎn)品性能、一致性、定制化程度、樣式都是優(yōu)于國內(nèi)其它品牌，但是價格沒有優(yōu)勢。因為鳴志的材料和其它公司是有所不同的，包括它們產(chǎn)品的質(zhì)感，也是有所不同的。

Q3:鼎智能彌補跟鳴志之間的差距嗎?

A:用料方面是可以的。但是它們品牌效應(yīng)上存在天然的差距。

Q4:鼎智的產(chǎn)品在哪些方面有優(yōu)勢?

A:鼎智的技術(shù)在于沒法保證一致性，大批量生產(chǎn)時，扭力、穩(wěn)定性、零部件結(jié)構(gòu)可能會有參差。

Q5:電機的一致性和穩(wěn)定性是由什么決定的?

A:技術(shù)、工藝、專利。像是瑞士品牌的空心杯電機，同樣的規(guī)格尺寸，國外的電機輸出的扭力就會更大，能量也會更穩(wěn)定。

Q6:國內(nèi)外廠商技術(shù)路線上的差異?

A:國內(nèi)主要是對標(biāo)國外幾家做得比較好的。雖然形象、參數(shù)上做得差不多，但是使用體驗感不行。

Q7:特斯拉機器人放量節(jié)奏/節(jié)點?

A:具體到時候怎樣的，還是未知的。

Q8:未來機器人出貨量?

A:出貨量呈現(xiàn)增長的趨勢，但是不會特別明顯。前期可能會有一些小批量供給市場，進行一些測試，再后續(xù)看一下問題的反饋，但是最終產(chǎn)品沒那么快。

Q9:下游廠商有沒有給到訂單指引?

A:目前還沒有給到。

Q10:其他廠商下游放量節(jié)奏?

A:都是慢。之前有一些國內(nèi)做人形機器人的公司，在去年有一些出貨，大概四五十套，今年都還在做一些調(diào)整。這個項目周期3年前就開始了。

Q11:去年實驗性的小批是多大的規(guī)模?

A:教育類人形機器人100臺/年。除此以外還分商業(yè)類、服務(wù)類、工業(yè)機器人。

Q12:機器人放量慢的核心原因?

A:機器人還是比較概念化的東西，需要在實踐中去改進、提升。

Q13:公司在微特電機有什么可以完善的地方?

A:電機的產(chǎn)品不夠豐富去支撐機器人去實現(xiàn)多樣的動作、運轉(zhuǎn)，這個涉及到算法能否去支持機器人實現(xiàn)更豐富的功能的問題。

Q14:鳴志和鼎智的技術(shù)能滿足下游機器人的應(yīng)用需求嗎?

A:基本能，但不能說豐富。常規(guī)的沒有問題。

Q15:AI對機器人的影響?

A:不太好過多的評價，因為是做電機的。

Q16:波士頓動力出貨的進展?

A:醫(yī)療這塊進展會比剛才幾家互聯(lián)網(wǎng)大廠快一些。

Q17:空心杯電機在人形機器人中的成本占比?是不是核心零部件?

A:是核心零部件。價格我認為是九牛一毛，我了解到人形機器人的售價在10-100萬之間，但是單電機的成本最終也不會超過2萬。但是一臺人形機器人上面會用很多電機，不止是空心杯電機，還有輪盤電機。醫(yī)療機器人的電機成本也不高，就3、4千一臺，但是一臺設(shè)備里能有7、80臺電機。

Q18:一個機器人的電機用量有多少?

A:要區(qū)分類型，正常來說在30-50臺。

Q19:空心杯電機毛利率?相比非空心的電機毛利率是否有所改善/下降?

A:不方便去講。

Q20:空心杯電機各個環(huán)節(jié)的成本分配?核心技術(shù)環(huán)節(jié)?

A:我認為是在轉(zhuǎn)子上。因為空心杯沒有定子，就是線圈遙組通電之后進行正向反向的旋轉(zhuǎn)，電機能輸出多大的力就是在遙組這里。還有就是在軸承，因為軸承的報廢率很高，為了能滿足零部件之間能夠組合去使用，軸承會進行一些深度定制;其次還有編碼器。

Q21:國內(nèi)做空心杯的企業(yè)都能做到核心零部件自研嗎?

A:不完全，很多存在外購。鳴志電器這邊，空心杯分有刷和無刷，有刷這一塊在跟日本的西鐵城合作。

Q22:國內(nèi)空心杯電機的應(yīng)用場景?出貨量?

A:空心杯在醫(yī)療和電動工具的應(yīng)用前景是比較好的，醫(yī)療領(lǐng)域像是手術(shù)機器人、根管治療、驗光儀等，電動工具中的電動螺絲刀空心杯的應(yīng)用還是很廣泛的。出貨量我沒有明確的數(shù)據(jù)。但是醫(yī)療領(lǐng)域出貨量是最大的。

Q23:哪些大的醫(yī)療公司在用醫(yī)療機器人?下游問誰買的空心杯?邁瑞是不是未來直接跟鼎智買?明智跟哪幾家醫(yī)療廠商綁定?A:邁瑞跟鳴志綁定比較深，現(xiàn)在鳴志也有向邁瑞批量電機。鼎智這邊我沒有更多的消息。上海微創(chuàng)有在用醫(yī)療機器人。

Q24:過去兩年給醫(yī)療客戶大概出了多少的空心杯?

A:具體數(shù)據(jù)不太方便過多的講，但是在醫(yī)療領(lǐng)域空心杯是主要的，重點是發(fā)展醫(yī)療領(lǐng)域。醫(yī)療領(lǐng)域客戶中使用終端，單臺醫(yī)療器械，它的成本是非常高的，所以作為上游供應(yīng)鏈里面的電機，因為客戶不在乎成本的原因，利潤率也是非常的高。所以，目前的可能核心方向都還是在于醫(yī)療領(lǐng)域。

Q25:單臺的醫(yī)療機器人，所用到的空心杯的平均駕駛量大概是多大?

A:單論大公司來講每年會有近千萬的業(yè)務(wù)。

Q26:目前在醫(yī)療空心杯領(lǐng)域的份額/市占率?

A:市場份額其實相較于國外幾家，可能還有待去替換。市場占有率如果說是按國內(nèi)品牌來講，是可以排到第一梯隊的。如果要加入其他幾家國外的一些品牌，那可能還要在國外幾家往后靠一靠。因為在一些前期的認證階段，研發(fā)去完善做機器的時候，客戶可能會優(yōu)先去考慮使用國外的模型，一些醫(yī)療設(shè)備資質(zhì)認證通過之后，他們再進行產(chǎn)品改良后，他們會進行一些成本降低，然后進行電器的替換，后面是國內(nèi)品牌切入的好時候。

Q27:目前下游的客戶采購空心杯的要求主要體現(xiàn)在哪些核心指標(biāo)方面?

A:主要是尺寸跟一些特殊性能。比如骨鋸骨傳，骨鋸骨傳會觸碰到人體，空心杯要達到高溫滅菌的級別，符合相關(guān)的認證，才能進行機器上面的裝配，用到人體里面。包括尺寸，空心杯還有優(yōu)勢是尺寸，像一些毛細血管的一些根管治療，空心杯的電吸目前最小可以做到4 毫米直徑的電吸，進行幀的推進。

Q28:目前下游醫(yī)療機器人，或者是特斯拉機器人，在空心杯的要求上面有什么比較大的差別嗎?哪個領(lǐng)域要求會更嚴(yán)格?

A:醫(yī)療要求嚴(yán)格。

特斯拉那邊的人形機器人，他要求的

是在盡可能小尺寸做到帶動更大的負載

區(qū)別像剛才講的醫(yī)療特殊的要求，高溫滅菌是其中，這是它的差異。

Q29:鼎智跟邁瑞是有很深入的合作的，邁瑞為什么看好鼎智?

A:在國內(nèi)做空心杯的，等到批量之后才決定說到底會不會用你的，而且只要是大公司，通常都會有幾家供應(yīng)商，避免說斷供的情況，避免說發(fā)布不貨的情況，看后面鼎智能拿到多少份額。深度綁定是一個點，但是最終能拿到多少份額是另外因素。

Q30:醫(yī)療機器人目前為什么能夠這么快放量是什么原因?

A:醫(yī)療是不完全自主讓它自行去解決一些問題的，是需要人工進行一些輔助去執(zhí)行。人形機器人是放開，讓他自己去干，但是醫(yī)療的不行，所以醫(yī)療是需要人為進行去輔助干預(yù)執(zhí)行。其次在醫(yī)療方面要求了精度做的更高，達到他的一些特殊性能的要求。人為干預(yù)了因素，可以更快地投入市場。

Q31:空心杯下游應(yīng)用比較大的領(lǐng)域是電動工具，目前電動工具對空心杯的要求是具體有哪些?

A:運動工具這一塊是被大扭力，要求跟這機器人是一樣的。尺寸更小，產(chǎn)品更穩(wěn)定，輸出率去更高，就是好產(chǎn)品。

Q32:鼎智目前的空心杯電機，除了應(yīng)用到特斯拉的機器人之外，短期來看，會應(yīng)用到物流企業(yè)嗎?

A:可能在假爪，包括現(xiàn)在一些無人機，像大疆某些型號已經(jīng)采用空心杯電機去帶動機翼，在這物流領(lǐng)域，它會有一些無人機配送這一方面，正在實踐當(dāng)中。

Q33:物流鳴志目前有沒有相關(guān)的一些導(dǎo)入或者是客戶的合作?

A: 有，快倉、海康威視等。

Q34:醫(yī)療領(lǐng)域，軍工的人形機器人領(lǐng)域，空心杯電機大概的市場收入空間能有多少?

A:兩個很大頭的兩個行業(yè)，軍工企業(yè)，一般公司不會選擇直接跟軍工合作，而是去走代理商，從中走代理商利潤率肯定會被截取掉一部分，但是軍工的這成本是非常的高的，賣出去的售價。

Q35:國內(nèi)現(xiàn)在空心杯電機的廠商，在技術(shù)上面跟國外的有差距有多大?或者是說已經(jīng)能實現(xiàn)較好的國產(chǎn)替代了。

A:如果說是普通的應(yīng)用，可以實現(xiàn)正常替代，但是比較高端的一些應(yīng)用，主要有兩個問題，國內(nèi)品牌的空心杯對比國外的一些品牌功率密度不夠高，產(chǎn)品多樣性不夠豐富。

Q36:特斯拉的產(chǎn)業(yè)鏈，首先特斯拉對的供應(yīng)商考核關(guān)鍵的技術(shù)點是在哪里?以及可能有一些國內(nèi)的廠商稱已經(jīng)切入了特斯拉人形機器人的產(chǎn)業(yè)鏈，這些廠商未來主要拿的是國內(nèi)特斯拉工廠的單子，還是有可能依托特斯拉的渠道就打入國外的市場?A:主要核心的價格、成本、交期，最重要的產(chǎn)品性能，主要綜合考量這幾個點。國內(nèi)品牌肯定是不可能是直接去找到海外特斯拉工廠進行直接合作的，都是需要達到一定產(chǎn)品的穩(wěn)定性，國內(nèi)使用的沒有問題，找機會再去切入國外的一些工廠。通常采購端，其實是分開的，國外屬于國外的，國內(nèi)屬于國內(nèi)的，還不共通。

Q37:除了現(xiàn)在已經(jīng)知道就能做空心杯電機的公司，賽道有沒有一些潛在的進入者?比如說做一些傳統(tǒng)的電機的公司有沒有通過技術(shù)轉(zhuǎn)型切入進來的可能，以及他們會不會有一些相的比較優(yōu)勢?不能說得太直接，個人認為在做空心杯領(lǐng)域是相較于傳統(tǒng)的一些什么部件，包括永磁式電機或者其他的電機，空心杯的技術(shù)成本是最高的。如果說是傳統(tǒng)做電機的一些企業(yè)，突然想要轉(zhuǎn)型做空心杯，是有一定的門檻的。

Q38:門檻主要是體現(xiàn)在投資還有成本方面，技術(shù)上面只要想做，花大力去投資，技術(shù)上面還是比較好去突破的。是嗎?

A:可以這么說，如果愿意花重心去投資，人才應(yīng)該不缺。

Q39:給特斯拉供應(yīng)的空心杯，是直接由鼎智科技或者鳴志電器供應(yīng)給特斯拉，還是有第三方的供應(yīng)商，或者是解決方案的供應(yīng)商去給做匹配的?A:其他的廠商不太清楚，但是通常想要進入特斯拉的供應(yīng)鏈，其實不是這么容易的。通常會有自己的這合作的經(jīng)銷商或者是貿(mào)易商，進行去采購幫代買，不是說直接說覺得你產(chǎn)品沒問題了，可以把你引入到我的供應(yīng)商系統(tǒng)，更多是通過他們自己的一些貿(mào)易商進行幫代買再采購。

Q40:特斯拉汽車?yán)锩娈a(chǎn)業(yè)鏈有蠻多的國內(nèi)供應(yīng)商，所以他們會更容易切入到人形機器人的供應(yīng)里面來?

A:我個人是認為也比較難。汽車歸于屬于汽車的部門，人形機器人歸于人形機器人的部門，只能說有窗口。

Q41:鳴志或者鼎智，目前在導(dǎo)入到特斯拉的工藝?yán)锩妫蟾庞昧硕嚅L的時間，空心杯的認證周期大概是多長?

A:前期的合作包括簽署各種協(xié)議，樣品的驗證至少一年，它真正的能應(yīng)用在產(chǎn)品上量去進入，開始投放市場去使用，一年時間算短的。

Q42:特斯拉在采購方面有分第一批跟第二批次的嗎?

A:主要是第一選擇跟第二選擇，可能會有六邊形評分，那可能這一家在價格上面會有優(yōu)勢，但是性能可能會略差一些，產(chǎn)品會略微差一些，會分一些市場份額。

Q43:第一批跟第二批的間隔大概是有多長?

A:沒有說有間隔多長，資質(zhì)審核OK，覺得你產(chǎn)品沒有問題，他們是可以嘗試把你們公司導(dǎo)入成為他們的供應(yīng)商系統(tǒng)里。

Q44:特斯拉在空心杯這一塊已經(jīng)找好幾家供應(yīng)商了，他們在供應(yīng)商的分配，或者是未來的供應(yīng)的分配比例方面會是優(yōu)先去考慮第一批的，還是說是平等的考慮的準(zhǔn)則?

A:都是要看到后期實現(xiàn)印證之后才能決定的。不是第二批的就一定會弱于第一批的，主要還是要看最終能不能用。

Q45:實際上第一批跟第二批是沒有太大的可能等級或者是權(quán)重上的差異的，主要還是看產(chǎn)品或者是它的綜合的性價比的考慮，是吧?

A: 對.

Q46:未來多久會有很明確的導(dǎo)入的進展?

A:產(chǎn)品完全OK，要進行正式批量的時候，就是可以的時候。

Q47:預(yù)期可能今年年底或者是明年年中的時候會有相應(yīng)的節(jié)奏?

A: 今年我覺得不太有希望。

審核編輯：黃飛

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