人形机器人行业可能即将迎来一个重要的转折点,类似于特斯拉汽车产量突破万台时带来的巨大增长。2024年4月2日,在中国首届人形机器人生态大会上,专家们一致认为,今年至明年将是人形机器人产量突破万台的关键时期。
高盛公司在2023年2月预测,到2035年,全球机器人市场规模将达到380亿美元,出货量将增长4倍,达到140万台。特斯拉CEO马斯克在2022年的特斯拉人工智能日上表示,人形机器人的需求量可能达到100亿至200亿台,市场需求甚至可能超过汽车。
资本市场对人形机器人表现出浓厚兴趣,2023年国内人形机器人投融资事件激增至12起,占过去十年行业总投资的四分之一,融资金额超过20亿元。国内已有十余家企业推出人形机器人产品,包括小米集团、小鹏汽车和科大讯飞等知名科技公司,市场竞争日益激烈。
尽管特斯拉、小米等大公司拥有丰富的资源,但目前仍未能通过人形机器人实现盈利。一方面,人形机器人的制造成本高昂,动辄数十万元,使消费者和企业望而却步;另一方面,人形机器人的技术尚未成熟,无法在精细工作中完全替代人类,距离大规模量产仍有距离。
在人形机器人普及之前,整机制造企业的首要任务是生存下去。同时,一些外资零部件厂商凭借技术和先发优势已经取得了成功,中国零部件厂商正通过提升性价比和技术水平,逐步抢占市场。
人形机器人行业的快速发展,促使国内多家企业纷纷推出自己的产品。其中,优必选、追觅科技、傅利叶智能、智元机器人、宇树科技、达阀机器人、开普勒和乐聚机器人等8家主要整机厂商相继发布了人形机器人Demo机,发布时间集中在2023年。
优必选是目前唯一上市的人形机器人整机制造商,被誉为“人形机器人第一股”。智元机器人成立半年便推出了“远征A1”。国产人形机器人在硬件和运动能力方面也表现出色,例如优必选的“Walker”机器人已在蔚来汽车工厂实习,而小米的“铁大(Cyber One)”人形机器人集成了多种传感器,能够识别语义和环境音,实现高级避障和目标跟随。
尽管人形机器人展现了卓越的能力,但至今仍未实现大规模量产。主要问题在于高昂的成本和不明确的用途。
首先是高昂的价格,这限制了人形机器人进入普通家庭和中小企业。特斯拉和智元机器人等公司表示,人形机器人的成本需要控制在20万元人民币以下才能大规模生产。然而,目前特斯拉的“擎天柱”仅材料费用就需要29万元人民币,国内的人形机器人成本更高,如小米的“铁大”,每台成本高达六七十万元。
降本需要通过改进技术和增加产量来实现,就像特斯拉电动车一样,2018年销量达到24.5万辆时,价格相比最初发布的120万元下降了30%。2019年,特斯拉在中国上海建立超级工厂后,生产Model 3的单位成本较美国工厂降低了65%。
然而,与特斯拉汽车不同,人形机器人没有明确的使用场景,目前的能力还存在缺陷,难以实现大规模生产。
人形机器人是一个投入大、回报周期长、创新要求高的行业。如何在创新与成本之间找到平衡,是每个整机厂商必须解决的问题。
以率先在香港上市的优必选为例,优必选在融资期间累计获得57亿元资金,成为中国人形机器人领域融资额最高的公司之一。尽管被誉为“人形机器人第一股”,但优必选的主要产品并非人形机器人,而是教育机器人、物流机器人和消费级机器人(如猫砂机、割草机、扫地机等)。
优必选的人形机器人Walker系列商业化效果并不理想。2023年,优必选发布了上市以来的第一份财报,总收入为10.56亿元,同比增长4.7%;但归属于母公司股东的净亏损扩大至12.34亿元。自2020年以来,优必选累计净亏损38.36亿元,毛利率从44.7%下滑到31.5%。
优必选增长放缓的主要原因是教育智能机器人及相关解决方案的交付和验收延迟。财报显示,教育相关业务营业收入为3.47亿元,同比减少32.8%,对总收入的贡献也从此前的一半降到了约三分之一。教育硬件产品服务及软件的平均单台售价从2020年的3150元/台降至1312元/台。
优必选的前五大客户中,除了天奇集团,其余多为教育局和国有企业。厦门市的一家国企是优必选2020年的最大客户,当年采购金额为2.8亿元,占当年总营收近四成。2021年初,厦门金圆投资集团和厦门市思明区产业投资公司各投1亿元参与优必选D轮融资,这两家公司分别由厦门市财政局和思明区财政局控制。
优必选的应收账款中,与政府相关的超过一半,并且贸易应收账款一直在增加。优必选亏损扩大、毛利率降低的原因与其他科技公司相似,一方面需要支付高昂的研发成本和销售成本;另一方面要探索多个场景的应用,减少对竞争激烈的教育机器人业务的依赖。
2023年,优必选研发费用为4.91亿元,同比增长14.5%。近四年,优必选研发投入占比保持在四成,研发人员超过700人,达到总员工数量的四分之一。专利数量一定程度上反映了优必选的研发成果,根据人民网研究院发布的报告,优必选拥有超过1750项机器人及人工智能相关专利,持有有效人形机器人技术专利数量763件,位列全球第一。
优必选CEO周剑提出的“用COO养活CTO”的商业路径,即通过良好的运营来养活研发。2023年,优必选销售费用达到5.06亿元,同比增长35%,销售费用占比大幅提高,从2022年的35.8%上升到了47.9%。
优必选的研发及商业运营是否反哺了研发?周剑表示,物流智能机器人和消费级机器人营收快速增长,得益于公司的自主研发创新能力和良好的产品表现力。优必选不断推出新产品,增加原有客户的复购率,并拓展新的应用场景吸引新客户。这两项业务增长较快,分别实现3.90亿元和2.54亿元收入,同比增长47.9%和91.5%。
人形机器人的制造商正在加快研发步伐,小规模扩大产量。一台整机至少需要上百个零部件,因此零部件供应商也在扩容。
特斯拉的人形机器人,除了自己开发的软件和机器人的骨架外,最费钱的部分是无框力矩电机、谐波减速器和行星滚柱丝杠。这些零部件分别占了材料成本的15.4%、13.3%和8.8%。
西南证券根据人形机器人擎天柱零部件结构预测,到2030年,无框力矩电机和谐波减速器的市场规模最高均能达到168亿元,行星滚柱丝杠市场空间更大,最高能达到560亿元。
然而,外国品牌是关键零部件供应的主力,仅有部分厂商在国产替代上实现盈利。例如,美国奥创集团旗下的科尔摩根公司是无框力矩电机领域的老牌强者,其产品更加小巧、强劲、耐用,2022年收入超过135亿元,净利润近8.85亿元,毛利率35.6%。
相比之下,国产的无框力矩电机在效率、耐用性和精度上还比不上进口产品,但也有中国企业迎头赶上。步科股份在2023年销售额达到1.89亿元,同比增长30.6%。雷赛智能的FM系列无框力矩电机已经量产,年产能达30万台。禾川科技和昊志机电等企业也在发力人形机器人无框力矩电机等相关核心零部件的生产。
谐波减速器方面,日本公司哈默纳科占据全球谐波减速器市场近八成的份额,中国的绿的谐波占比7%。绿的谐波的产品性能接近哈默纳科,但价格仅为一半,因此受到国内机器人制造商的青睐。
总体而言,随着人形机器人产业的快速发展,外资零部件厂商凭借起步早、规模大、技术水平高的优势实现了盈利,而中国零部件厂商通过提升性价比和技术水平,有望逐步替代进口产品,抢占市场份额,推动产业链健康发展。