人形机器人核心零部件产业链研究

报告编号：EXK-A-012 出品方：北京经纬智汇信息咨询有限公司 报告日期：2026年7月 保密级别：内部参考 版本：V1.0 研究定位：技术导向 + 市场导向（兼顾政策与商业）｜全球视野 · 全时间轴 · 强决策导向 · 定性定量结合 · 结论后置

执行摘要

本报告以全球视野、全时间轴、深度技术剖析的方式，系统研究人形机器人核心零部件产业链的技术原理、竞争格局、成本结构、国产替代进程与投资机会，服务于关注该赛道的投资方、拟进入该领域的制造企业及企业决策层。

需要特别说明的是，本报告遵循"结论后置"的论证逻辑——即先铺陈技术原理、市场数据、竞争格局与瓶颈分析，最后在第七章、第八章系统性地收束出投资价值排序与行动建议。以下摘要仅为便于决策层快速把握全局而设，完整论证与依据请阅读正文。

核心判断一：价值高度集中于"执行系统"。 人形机器人的成本结构与传统工业机器人截然不同，其价值高度集中在由减速器、电机、丝杠、传感器构成的"执行系统"上，该系统占整机物料成本（BOM）的比例约为50%–56%。其中，线性执行器（以行星滚柱丝杠为核心）、旋转执行器（以谐波减速器+无框力矩电机为核心）与灵巧手三大环节，是价值量与技术壁垒最高的部分，也是投资与切入价值最集中的区域。

核心判断二：中国国产替代已过半，但存在结构性短板。 截至2026年一季度，中国人形机器人核心零部件整体国产化率已突破较高水平，其中无框/空心杯电机、六维力传感器等环节国产份额快速攀升甚至反超国际厂商；但行星滚柱丝杠的高精度磨削工艺、高端轴承、高精度编码器芯片、丝杠磨床等"卡脖子"环节仍高度依赖日本、德国进口。中国供应链的核心竞争力在于"成本+快速响应+完整产业链"的组合优势。

核心判断三：三条最优赛道浮现。 综合价值量、技术壁垒、国产化窗口与需求弹性四个维度，最具投资与切入价值的三条细分赛道为：行星滚柱丝杠（高价值、高壁垒、国产化早期、需求弹性最大）、谐波减速器（国际龙头基础专利集中到期形成替代窗口）、六维力/触觉传感器（人形机器人标配、国产份额爆发式提升、增速最快）。

关键风险提示：技术路线尚未收敛（灵巧手、丝杠方案仍在快速迭代）、量产降本存在不确定性（2025年行业呈现"订单先行、交付滞后"特征）、高端环节供应链受制于人。当前市场为"预期驱动"而非"业绩驱动"，需警惕估值透支。

行动建议速览：第一优先级布局行星滚柱丝杠、谐波减速器、六维力/触觉传感器；第二优先级稳健配置一体化关节模组Tier1集成商与已领先的无框/空心杯电机；关注特斯拉2026年实际产量、国产丝杠磨床突破、传感器降本三大关键触发信号。

01 · 调研背景与目标

1.1 调研缘起

2023年以来，随着人工智能大模型能力的跃升与具身智能概念的兴起，人形机器人从科研样机加速走向商业化落地。特斯拉Optimus、Figure AI、宇树、智元等国内外整机厂密集发布产品并公布量产计划，2025年被行业称为"人形机器人量产元年"。在这一浪潮中，真正决定产业能否规模化、成本能否下降、性能能否满足场景需求的，是位于产业链中游的核心零部件——减速器、电机、丝杠、传感器等。这些零部件既是整机成本的主要构成，也是技术壁垒最高、投资价值最集中的环节，更是当前中国与日、美、欧存在技术差距、亟需国产替代突破的领域。

对于投资机构而言，"卖铲人"逻辑（投资核心零部件供应商而非整机厂）在产业早期往往具备更高的确定性；对于拟进入该领域的制造企业而言，选择哪个细分零部件切入、如何评估自身能力与国产替代窗口，是重大的战略决策。本报告正是为回答这些问题而作。

1.2 核心调研问题

本报告围绕以下核心问题展开：其一，人形机器人核心零部件包括哪些，各自的技术原理、关键参数与技术瓶颈是什么；其二，各核心零部件的全球与中国竞争格局如何，国产替代进展到什么程度；其三，整机成本如何在各零部件间分布，哪些环节价值量最高；其四，全球（尤其中国）市场规模有多大、未来如何演进；其五，综合来看，哪些细分赛道最具投资与切入价值，应如何行动。

1.3 调研范围界定

地域范围：全球视野，重点覆盖美国、日本、欧洲（德国、瑞士）、中国、韩国等主要国家和地区，并突出中国产业链地位与国产替代进展。

零部件范围：聚焦减速器（谐波、RV、行星）、电机（无框力矩、空心杯、伺服）、丝杠（行星滚柱、滚珠）、传感器（六维力/力矩、触觉、编码器、IMU）、执行器总成/关节模组、灵巧手六大核心环节，兼及控制器、电池热管理、轴承等其他部件。

时间范围：全时间轴，梳理过去发展脉络、当前现状与未来趋势，数据优先采用2024—2026年最新信息。

1.4 调研方法说明

本报告采用多源信息交叉验证方法，信息来源涵盖：官方政策文件与权威机构报告（工信部、人民网研究院、中国信通院等）、知名券商研报（高盛、摩根士丹利、中泰、天风、国金等）、行业研究机构数据（GGII高工机器人、IFR国际机器人联合会、Omdia、Counterpoint、QYResearch等）、上市公司公告与招股书、专利数据库及行业媒体报道。所有关键数据均在原始调研底稿中标注来源与时间，并进行五级可信度评级（详见配套《参考文献汇总》）。本报告正文遵循委托方要求不展示文献出处，图表以详细占位符标注数据内容。

02 · 技术现状全景

2.1 什么是人形机器人核心零部件

人形机器人是一种在外形与运动能力上模仿人类的机器人，其硬件系统可粗略类比为人体：由"骨骼"（结构件）、"肌肉与关节"（执行系统）、"神经与感官"（传感系统）、"大脑"（控制与AI系统）、"能量"（电池热管理）构成。其中，执行系统与传感系统所依赖的核心零部件，是本报告的研究对象。

与传统工业机器人相比，人形机器人对核心零部件提出了更为苛刻的要求：其一，自由度极高（一台高性能人形机器人全身自由度可达40个以上，仅灵巧手就可达单手20余个自由度），意味着关节与执行器数量成倍增加；其二，对轻量化、高功率密度、高集成度要求极高，需要在有限的关节空间内塞入电机、减速器/丝杠、编码器、力矩传感器等多个部件；其三，对力控精度与柔顺性要求高，以实现平衡行走与精细操作。这些特点，直接决定了人形机器人核心零部件的技术难度与价值分布。

2.2 核心零部件的两大执行技术路线

理解人形机器人硬件，关键在于理解两大执行器技术路线。

旋转执行器用于实现关节的旋转运动（如肩、肘、腕、颈、髋等旋转关节），其典型构成为：无框力矩电机 + 谐波减速器 + 编码器 + 力矩传感器 + 交叉滚子轴承 + 结构件。电机提供动力，谐波减速器将高转速低扭矩转化为低转速高扭矩，编码器测量位置，力矩传感器实现力控闭环。

线性执行器用于实现关节的直线推拉运动（多用于腿部、手臂等需要大推力的部位），其典型构成为：无框力矩电机 + 行星滚柱丝杠 + 力矩传感器 + 轴承。电机驱动丝杠将旋转运动转化为直线运动，行星滚柱丝杠因其高承载、高寿命、耐冲击的特性成为高性能线性执行器的核心。

这两条技术路线的选择，直接影响整机的性能、成本与供应链构成，也是本报告后续竞争格局与成本分析的主线。

*图1：人形机器人执行系统两大技术路线拆解图*

2.3 发展脉络与成熟度评估（全时间轴）

从历史演进看，人形机器人核心零部件的发展经历了三个阶段。

技术奠基期（2000年前—2015年）：核心零部件技术主要由日本、美国、欧洲主导。日本的哈默纳科（Harmonic Drive Systems）在谐波减速器领域、纳博特斯克（Nabtesco）在RV减速器领域凭借早期专利与工艺积累建立起垄断地位；美国Kollmorgen在无框力矩电机、瑞士与德国厂商在行星滚柱丝杠领域领先。这一时期人形机器人仍以科研样机为主（如本田ASIMO、波士顿动力早期产品），核心零部件成本高、量产化低。

中国追赶期（2015年—2022年）：中国在核心零部件领域开始发力并逐步实现突破。据人民网研究院《人形机器人技术专利分析报告》，2015年中国人形机器人技术专利申请量首次超越日本，2016年首次跃居全球第一，此后持续保持领先。绿的谐波、双环传动、步科、鸣志等一批国产零部件企业崛起，谐波减速器、无框电机等环节国产替代加速。

量产验证期（2023年至今）：以特斯拉Optimus的推进和AI大模型赋能为标志，人形机器人进入商业化冲刺阶段。2023年10月，中国工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，将产业上升为国家战略。2025年成为量产元年，但核心零部件的良率、可靠性、成本仍是规模化的主要瓶颈。当前多数核心零部件的技术成熟度处于"从样机走向量产"的关键跃迁阶段。

从专利视角量化中国的追赶成效：据人民网研究院报告，截至2023年5月31日，中国累计申请人形机器人技术专利6618件、有效专利3110件，均居全球第一，8年间专利申请量增长约25倍。这一数据表明中国在人形机器人整体技术（尤其是本体结构、驱动控制、智能感知）上已具备全球领先的专利储备，但需注意的是，专利数量领先不等于核心零部件的高端工艺、材料、设备已全面自主，后者仍是短板（详见第六章）。

2.4 国内外整体发展现状

从全球玩家分布看，据行业研究机构统计，截至2024年底全球人形机器人整机企业超过220家，其中中国企业超过110家（占比过半）、美国超过45家（约20%）、日本超过22家（约10%），其余分布于德国、瑞士、韩国等地。摩根士丹利在《人形机器人100》价值链梳理中将全球产业链分为"大脑"（AI模型/软件/半导体）、"身体"（传感器/电池/执行器）、"集成商"三大环节，并指出全球人形机器人产业链约73%的企业位于亚洲、其中约56%在中国。

这一格局可提炼为一句判断：美国主导"大脑"（前沿AI与算力），中国主导"身体"与"集成"（核心零部件制造与整机组装），日本、欧洲在高端零部件的部分环节仍保有传统优势。 对于核心零部件产业链而言，这意味着中国具备最完整的制造基础和最快的响应速度，但在最高端的材料、设备、芯片环节仍需向日德追赶。