工業機器人的“機器換手”，是未來實現智能制造的重要環節。工業機器人是廣泛用于工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現各種工業加工制造功能。

在下游需求和政策扶持的帶動作用下，中國已經是并將繼續保持全球第一大機器人市場的地位。

根據《中國工業機器人產業發展白皮書（2020）》，中國工業機器人市場規模的增速在2017至2019年有所放緩，但未來幾年隨著下游產業需求的提升，我國生產制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業機器人需求依然旺盛。IFR預計到2023年，我國工業機器人市場規模將突破100億美元。

工業機器人產業鏈

工業機器人產業經過30余年的發展，形成了一條完整的產業鏈。

上游是三大主要零部件：減速器、控制系統和伺服系統。

中游是機器人本體，即機座和執行機構，包括手臂、腕部等，按照結構形式，本體可以劃分為直角坐標、球坐標、圓柱坐標、關節坐標等類型。

下游是系統集成商，以自動化設備生產商（即系統集成商）為主，涵蓋焊接、機械加工、裝配、搬運、分揀、噴涂等生產領域。

終端客戶包括汽車、電子、金屬、塑料、食品、生化等行業。

資料來源：德邦證券

上游：三大主要零部件

上游核心零部件是工業機器人的關鍵環節，占據了工業機器人整機大部分的成本和利潤，也是技術上的核心和難點，是影響機器人性能最重要的部分。

控制器、伺服電機、減速器這三大核心零部件的成本占工業機器人總成本約70%，其中減速器占整機成本約35%，伺服占整機成本約20%，控制器占整機約15%，而本體和其他部分僅占整機分別為15%、15%。

控制器：工業機器人的大腦

控制器作為工業機器人三大零部件之一，是工業機器人的大腦，對機器人的性能起著決定性的影響。控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡，操作順序及動作的時間等。

控制器由于其“神經中樞”的地位和門檻相對較低，成熟的機器人廠商一般自行開發，以保證穩定性和維護技術體系。因此控制器和本體綁定效應強，主流的機器人廠商均有自己的控制系統與之匹配，國內工業機器人控制器市場多被日系及歐美品牌占據。

以發那科、安川、庫卡、ABB為代表的四大家族普遍采用自產自用的生產模式，其在中國工業機器人控制器市場的占比與其在本體市場的占比基本保持一致，達40%以上。

控制器包括硬件和軟件兩部分：控制器硬件芯片依賴進口，軟件算法差距較大。

國內廠商的控制器硬件方案已經達到國際性水準，但物料受到限制，底層芯片依賴進口。國際上有KEBA、倍福、貝加萊這樣提供控制器底層平臺的強勢廠商，國產單純做控制器的企業難以突圍。

在軟件上，國際工業機器人品牌起步較早，經驗與數據非常豐富，國產品牌在穩定性、響應速度、易用性等方面還有一些差距。

控制器未來的趨勢在于標準化和開放性。機器人接口統一是大趨勢，未來可能會出現提供控制器模塊的平臺型企業。

伺服系統：工業機器人主要的動力來源

伺服系統是用來精確地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統，由伺服驅動器、伺服電機、編碼器三部分組成，是工業機器人主要的動力來源。

伺服系統四大陣營競爭激烈。中國伺服市場分為日系、歐美系、中國臺灣系、國產品牌四個陣營。

目前我國伺服電機中高端市場主要被國外企業壟斷，進口產品在我國工業機器人伺服市場上占有率達70%以上，主要來自日本和歐美。

其中，日系產品以超過50%的市場份額雄踞首位。日系品牌憑借良好的產品性能與極具競爭力的價格壟斷了中小型OEM（設備制造業）市場，以松下、安川、三菱、三洋為代表；這些都是老牌的日本工業自動化設備生產商，技術上都很全面，其產品以良好的性能價格比和較高的可靠性獲得了穩定且持續的客戶源。

以西門子、施耐德、博世力士樂等為代表的歐美品牌產品過載能力高，動態響應好，驅動器開放性強，但價格昂貴，體積重量大，在高端設備和生產線方面比較有競爭力。

中國臺灣品牌產品價格和技術水平定位于外資品牌和國產品牌之間，以臺達及東元為代表。

目前中國大陸企業在中低端伺服領域已經可以實現大規模量產，以性價比的優勢滿足中小型和經濟型用戶的需求，例如匯川技術、埃斯頓、英威騰、華中數控、廣州數控等企業的伺服驅動器及電機產品已相繼進入批量化生產階段，技術路線上與日系產品接近，整體競爭力不斷提高。

減速器：機器人最核心零部件

作為機器人最核心、成本占比最大、技術含量最高的零部件，減速器是純機械部件，主要在于高精度數控機床等設備的投入和熱處理、精密加工等工藝。

精密減速器制造因其對材料、設備、工藝等多個環節都有嚴格要求，而造成極高的投資和技術壁壘。

工業機器人一般使用RV減速器和諧波減速器，其中RV（Rotate Vector）減速器是由一個行星齒輪減速器的前級和一個擺線針輪減速器的后級組成。其中諧波減速器屬于齒輪減速器的一種。

減速器競爭格局

當前全球工業機器人減速器市場呈寡頭壟斷格局，行業集中度較高。

從供給端看，由于高技術含量、重資產投入和較長的驗證期，全球能夠批量提供減速器的只有日本納博特斯克（Nabtesco）、住友、捷克SPINEA、日本哈默納科（Harmonic）等寥寥可數的幾家企業，呈現出以日本企業一派獨大的高度集中化局面。

日本納博特斯克是生產RV減速器的世界巨頭，約占60%的全球減速器市場份額，在中/重負荷工業機器人領域，其RV減速器產品在全球RV減速器市場占有率更是高達90%以上。

日本哈默納科則在諧波減速器領域擁有絕對優勢，約占15%的全球減速器市場份額。

除此之外，住友市場份額也有10%，旗下產品包括FINECYCLO系列零齒隙精密擺線減速器等。

相比日本企業，國內企業切入減速器領域的時間較短。GGII數據顯示，國內機器人減速器70%以上的市場份額被外資減速器企業壟斷，國產化率不足30%。

在減速器國產化進程中，盡管目前已有上海機電、蘇州綠的、來福、南通振康、秦川機床、雙環傳動、中大力德等多家減速器廠商實現量產，市場接受度逐年提升，但與日系兩大家依然存在一定的差距，主要體現在產品的綜合性能，如精度、穩定性和使用壽命等。

由于日本各大企業處于不同的發展階段，面臨著各自的問題，這也給了中國企業趕超的機遇。

國產RV減速器長期邏輯：供小于求

中游：機器人本體-國產替代有望加速

工業機器人本體按照坐標形式可分為直角坐標型、SCARA型、多關節型、并聯型等。

在各種類型工業機器人中，多關節型與SCARA型用量最大，應用領域最為廣泛。

從市場結構看，多關節機器人和SCARA機器人占工業機器人銷量的主要份額，其中多關節機器人的銷量占比為59.64%，SCARA機器人的銷量占比為21.48%。

從本體市場格局來看，現階段我國的工業機器人市場尚處于快速成長階段，高端市場仍被基本外資企業所壟斷。發那科、ABB、安川、庫卡全球機器人四大家族市場份額合計占比超過50%。

我國大部分本體都是集中碼垛、上下料以及搬運等相對低端的領域。根據MIR DATABANK對于中國機器人銷量的監測，國內本體銷量第一梯隊的企業包括埃夫特、埃斯頓、眾為興、廣州啟帆、新時達、新松機器人、李群自動化、歡顏等，國內企業一方面不斷在擴產能，另一方面產能利用率不斷在爬坡。

下游：系統集成-格局較為分散

工業機器人系統集成負責根據不同的應用場景和用途，對機器人本體進行有針對性地二次開發，并配套周邊設備，實現工業化應用。

與上游核心零部件和中游本體相比，下游系統集成的技術壁壘最低，且具備本土化服務競爭優勢，該環節本土集成商數量眾多、競爭激烈。

中國擁有全產業鏈，汽車產業和3C產業僅僅是國內制造業的一個部分；在紡織、煤炭等傳統行業，由于工藝非常成熟，工業機器人滲透率較低。而在新能源鋰電、光伏等新興行業中，工業機器人仍在切入制造流程的工藝中，目前滲透率處在一個穩步增長的過程。

歷史上汽車產業由于流水線式的作業流程，對于工業機器人的需求較高，也是自動化改造相對成熟的領域。汽車領域的系統集成廠商主要有克來機電、新時達、哈工智能、科大智能等。

3C電子領域的系統集成商主要有安徽巨一自動化、智云股份、亞威股份、賽騰股份、深圳日東電子等；新能源領域主要玩家包括諾力股份和東方精工等。

但是國內集成商規模都不大，企業中營收規模超過1億元的不超過100家，絕大部分企業系統集成也不超過3000萬元。其中，營收規模超過3億元的企業也主要集中在汽車焊接集成領域，整體市場競爭格局較為分散。

根據MIR DATABANK統計的1092家集成商樣本數據，本土集成商占比95%以上。對其中903家集成商進行行業覆蓋分析，573家覆蓋汽車行業（占比63.5%），372家覆蓋3C電子（占比41.2%，包括家電171家、消費電子112家、電子89家），186家覆蓋食品飲料行業（占比20.6%），114家覆蓋醫療行業（占比12.6%）；對其中903家集成商進行工藝覆蓋分析，在汽車、3C電子、食品飲料、醫療新能源等頭部行業，幾乎已經覆蓋了所有的工藝環節，在其他中長尾行業，工藝環節覆蓋也在快速拓展。

基于資源整合能力、行業理解積累和資金規模三大核心競爭力，長尾集成商將不斷淘汰出局，企業數量大幅降低，系統集成細分行業龍頭將強者恒強，享受新一輪自動化景氣周期。

隨著近幾年工業機器人替代人工的經濟效應拐點已經出現，工業機器人的市場需求越來越大。

亞太區目前是全球機器人消費最大的區域和增速最高的區域。近年來，工業機器人四大家族紛紛規劃在華新增產能，預計未來也是增長潛力最大的區域。國內工業機器人企業也在通過不斷進行的市場開拓，市場占有率在逐步提升。

未來工業自動化需求將向低滲透率行業擴散，如鋰電、食品加工、家電等，這些行業的資本擴張有望成為驅動因素。當前中國經濟成長屬性依然突出，在新興產業資本擴張的小周期波動下，我國工業機器人的需求將呈現出周期和成長結合的趨勢。