根据特斯拉近期透露，第三代人形机器人OptimusGen3预计将于11月完成原型机打造，目前已在美国工厂进行实测。预计2026年实现量产，5年内达到年产100万台的目标，更多细节将在11月股东大会上说明。
作为全球人形机器人产业风向标，特斯拉每一代人形机器人更新都伴随新技术变革。
第三代大改款人形机器人Optimus设计思路聚焦于更轻、更易量产、更仿生，核心是让Optimus更拟人、更适合批量生产以及环境更加安全。
根据供应链反馈，当前已明确的新技术趋势有：灵巧手高自由度、电子皮肤高包覆率、旋转执行器部件调整、内部传感器调整、轻量化（传动件等多部位采用PEEK等轻量化材料）、电机迭代（轴向磁通增强）；高精度作业灵巧手（微型丝杠、电子皮肤、六维力）；以及增加了MIM、新型减速器等潜在新方案。
当前特斯拉正在加速优化生产流程和降低制造成本，以提高生产效率。整体来看，OptimusGen3设计倾向于更紧凑的结构和更易于量产的技术方案。
本文重点解析人形机器人核心新技术。
01
轴向磁通电机
当前人形机器人技术路线尚未收敛，头部公司积极寻求新的电机路线。
特斯拉新一代Optimus新结构也聚焦电机优化。
传统电机方案升级突破的空间较小，轴向磁通电机是轻量化的新技术方向之一。
轴向磁通电机形状扁平，又称“磐式电机”，有效磁面积位于电机转子表面，因此相同体积扭矩更大，且重量轻，更适配机器人下肢应用。
其重量仅为径向电机的1/2，铁损降低20%，铜绕组利用率提升至85%，电机的持续功率输出能力提升45%，有效解决了高功率密度下散热难题。
相同功率下，轴向电机的轴向长度可以缩短高达80%，功率密度能达到8-28kW/kg，相当于顶级径向电机的5.6倍。
国内目前轴向磁通电机有量产能力的包括宁德投资的PGDL和东睦的小象电动，PGDL聚焦电动商用车和工程机械领域，属于大型轴向磁通产品、小象深耕轴向磁通电机领域（东睦股份持股）。此外，卧龙电驱、夏厦精密、信捷电气（工控二线厂商第一家布局）、明阳电路、信质集团、易德龙、英搏尔、江苏雷利等厂商均有布局。
02
MIM 金属注射成型
金属注射成型（MIM）是机器人复杂精密零部件的规模化生产方案，也是轻量级方案之一。
MIM将粉末冶金的材料优势与注塑成型的灵活性相结合的创新制造工艺，可使用包括铁基合金、钛合金、液态金属及软磁复合材料等丰富材料体系，以满足不同零件对强度、硬度、耐腐蚀性及磁性等性能要求，同时也可契合轻量化的发展趋势。
粉末冶金作为一次成型技术，减少了磨削的原材料损失，同时便于融合PEEK等复合塑料、金属材料，开模规模化量产效率高.
理论上结构复杂、小型精密的零件均可采用MIM工艺生产，后续MIM工艺在齿轮、连杆、连接件等精密零件应用逐步拓展。
该环节国内相关布局厂商包括统联精密、海昌新材、东睦股份、精研科技、明阳科技、兆威机电、福立旺等。例如，东睦股份通过MIM工艺生产机器人齿轮、减速器、连接件等产品，并参股软磁轴向电机企业小象电机联合粉末冶金开发应用于机器人关节；海昌新材作为国内高端MIM厂商，聚焦电动工具，粉末冶金齿轮；统联精密在MIM领域全面布局独有“材料基因库” 全流程自研厂。
03
丝杠
丝杠是人形机器人线性驱动系统的关键组件，主要实现旋转运动和直线运动之间的相互转换。
主要分为滑动（梯形）丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠三类。
行星滚柱丝杠：通过多滚柱与丝杆、螺母螺纹啮合传动动力，具有承载能力强、轴向刚度高、传动效率高等优点。行星滚柱丝杠行业存在多重核心技术壁垒，竞争格局高度集中，目前主要由海外厂商垄断。包括舍弗勒、GSA等在内的前四名厂商市占率达到80%，且以海外企业为主，具有较大的国产替代空间。
滚珠丝杠：特斯拉人形机器人直线关节有望选用新型滚珠丝杠。滚珠丝杠行业竞争格局相对分散，整体仍以欧洲和日本厂商为主，主要厂商包括NSK、THK、斯凯福等。国内部分企业也在逐步进入该行业。
国内丝杠领域各领域入局玩家众多。
老牌企业包括新剑传动、南京工艺、博特精工、汉江机床（秦川机床旗下）等，在客户资源和技术实力积累等维度方面有先发优势；拥有高端进口磨床的企业例如贝斯特和恒立液压等厂商等掌握成熟的精密件加工核心技术，同时前瞻性布局滚动丝杠领域。
精密运动控制企业鼎智科技（江苏雷利旗下）、震裕科技、德迈仕、雷迪克、夏厦精密、领益智造、浙江荣泰等厂商也在该领域布局；汽车零部件企业在金属精加工领域拥有成熟技术储备，同时主业和机器人丝杠的客户资源有较强重合度，相关代表企业福立旺、三联锻造、北特科技、丰立智能、双林股份、南方精工、新坐标等。
此外，丝杠与轴承在生产工艺上存在诸多相似之处，尤其是磨制和热处理等核心难点工艺，二者协同性较强。国内代表企业为五洲新春、长盛轴承、斯菱股份、金沃股份等横向对比海外供应商SKF、NSK等轴承龙头均在丝
丝杠设备：丝杠国产加工设备存在“卡脖子”的技术壁垒，主要集中在热处理设备及车、铣、磨床的核心功能部件，多家公司布局丝杠加工设备，包括浙海德曼、秦川机床（汉江机床）、华辰装备、海天精工、日发精机等。
04
轻量化材料：PEEK&镁合金
当前机器人减重为行业趋势。
特斯拉通过采用新型轻量化材料降低机器人自重，以提升运动灵活性和续航能力。
第三代Optimus在传动件、外壳、支撑件等更多部位使用PEEK等轻量化材料。
PEEK材料具备轻量化（密度为铝合金的1/2）、高强度（弯曲弹性模量达铝合金的4倍）、自润滑（降低关节摩擦损耗80%）、耐高温（260℃环境下稳定工作）等优势，能满足人形机器人轻量化需求。
上游原材料氟酮占PEEK原材料成本一半以上，是产业链中“卡脖子”环节。全球除英国威格斯有部分自有产能以及印度有极少产能外，氟酮主要产能集中在我国的三家企业：新瀚新材，中欣氟材和营口兴福。
PEEK中游市场呈现“一超多强”的竞争格局，英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、中研股份（中国）4家产能达到千吨级的企业。目前我国PEEK的研发集中在高校、科研院所和少数企业之中，主要产能集中在中研股份、浙江鹏孚隆、吉大特塑料等公司。近年来众多厂商也加速在该领域布局，恒勃股份、肇民科技、沃特股份、唯科科技、双林股份、华密新材、南京聚隆、普利特、富春染织、国恩股份、会通股份、万润、同益股份、双一科技、超捷股份、盛邦股份、金田股份、富恒新材、聚赛龙、金发科技、明阳等厂商都已在该赛道布局。
此外，根据产业链反馈，镁合金可助力人形机器人减重，密度为1.74g/cm³左右，约为铝的2/3，钢的1/4。
镁合金应用在骨架有望成为趋势之一，但是外壳较有难度。
从镁资源供应看，我国原镁产能和产量在全球市场中占比均在80%以上，原材料供应稳定且充足。轻量化镁合金以及压铸相关布局厂商包括旭升集团、宝武镁业、星源卓镁、伊之密、力劲科技等。
05
电子皮肤
灵巧手是特斯拉OptimusGen3核心增量，而灵巧手中核心零部件电子皮肤和小丝杠有望成为最优环节。
特斯拉第三代Optimus在仿生设计方面进展显著。其灵巧手向仿生臂
电子皮肤通过模拟人类皮肤的感知功能，显著提升人形机器人的交互能力，能够提升触觉感知能力，以实现更加精细的操作。国内众多厂商在该领域布局，包括汉威科技、日盈电子、聚石化学、安利股份、福莱新材、晶华新材、明新旭腾、正裕工业；以及柔宇科技、钛深科技、帕西尼感知、奥迪威、苏试试验、埔慧科技、慧闻科技、弘信电子、墨现科技、力感科技、中科纳芯等。
06
新型减速器
减速器是连接动力源和执行机构的中间机械部件，能起到增加传动精度和增加负载能力的作用。其功能是将输入轴高速低扭矩动力，通过传动转换为输出轴低速高扭矩动力。
精密减速器主要分为刚性（如 RV、摆线减速器、行星减速器）与柔性（如谐波减速器）两类。
从当前各家人形机器人本体结构上看，使用较多的是谐波和行星减速器。
谐波减速器传动比大且体积小，因优秀的性能成为首选；行星方案体积小且寿命高，作为谐波减速器的有效补充方案在某些场景下得以应用；RV方案精度高且疲劳强度高。
谐波减速器
谐波减速器体积小、重量轻且传动比大，是旋转关节的理想选择。
其传动机理是通过柔轮、刚轮和波发生器的相互作用。
谐波壁垒包括齿形设计、材料制备和精密加工及设备。
齿形设计：哈默纳科IH齿形专利形成垄断，国内厂商绿的谐波通过P齿形、来福谐波LS齿形等自主方案实现突破。
柔轮：谐波减速器核心部件，决定减速器精度和寿命的核心。柔轮材料端，需采用40Cr合金钢等具备高疲劳强度与纯净度的特种材料，杂质控制水平。目前柔轮材料大多依赖从国外进口，日本哈默纳科柔轮材料和技术工艺在全球范围内具有明显优势。住友和Teijin等厂商也在柔轮材料和技术工艺同样具有较高水平。
国内厂商方面，绿的谐波在柔轮制造方面拥有多项专利技术；中大力德、同川科技、大族激光、昊志机电、瑞迪智驱等在柔轮制造领域也有成熟经验。翔楼新材精密冷轧和热处理领域核心技术引领国产替代；金帝股份自主研发的“精密冲压替代锻造”工艺通过客户验证，解决了国产柔轮“卡脖子”难题；长盛轴承的谐波减速器专利中，柔轮部分采用了金属杯环和注塑壳的组合结构，保证了柔轮的强度和刚度，且降低制造成本；金沃股份在锻造领域加速布局。
刚轮：是带有内齿圈的刚性齿轮，通常稳固地安装在减速器主体上，采用球墨铸铁等材料制造，具有良好的韧性和耐磨性。恒工精密等厂商目前谐波减速器相关产品主要为刚轮，在连续球墨铸铁领域具有优势。
谐波减速器竞争格局：海外厂商哈默纳科占全球接近一半的份额。国内形成明显梯队，头绿的谐波率先打破海外垄断格局；来福谐波、大族、同川科技、中技克美等处于第二梯队。当前全球谐波减速器竞争格局加速重构，国产替代主导人形增量需求。近年来国内本土厂商份额提升，新进入者众多，包括瑞迪智驱、科达利、斯菱股份、双环传动、中大力德、中鼎股份、美湖股份、国茂股份、丰立智能、蓝黛科技、福达股份、夏夏精密、横河精密等众多厂商都在谐波减速器布局。
行星减速器
行星减速器结构简单，采用行星齿轮（大 轮带小轮）传动。
其优点是传动效率高，因无多级传动损耗和柔轮能 量转化；缺点是单级减速比小（靠齿轮齿差减速）、精度低，运行噪 音大、动作不流畅。
精密行星减速器全球市场方面，全球CR3约35%，主要由日系、德系品牌主导，行业集中度相对分散。日本新宝、纽卡特和威腾斯坦紧等是行业头部厂商。国内市场方面相比全球市场来说集中度稍高，当前相关厂家包括科峰智能、纽氏达特等较早参与，近期来兆威机电、鼎智科技、精锻科技、豪能股份、江南奕帆、新时达、中大力德、通力科技、宁波东力、明阳科技、五洲新春等都在该领域有所布局。
摆线减速器
摆线减速器有望成为人形机器人关节传动新方向。
其具备大扭矩、抗冲击性、传动精度高等特点，兼具谐波减速器和行星 减速器的优势，在高减速比和高精度情况下，负载也可保 持较高水平。
摆线减速器的核心部件为内齿圈和摆线轮，减速靠 二者啮合：内齿圈固定，摆线轮绕其旋转，通过齿数差减速，输入时 的偏心运动辅助提升减速比。
摆线克服了谐波柔性传动易 受瞬时冲击影响寿命的缺陷，后续有望迎来广阔替代空间。
国内在摆线减速器产品上相关布局厂商包括中大力德、豪能股份、双环传动、科达利、禾川科技、福达古份、精锻科技等。例如，科达利在 WIC 展会展出 PEEK 材料谐波减速器，推出四款摆 线减速器型号，外观与一般减速器相似；禾川科技针对人形机器人设计了Hu-MCS系列轻量化高效能摆线关节执行器；双环传动子公司用双 摆线针轮技术，优化材料与工艺，实现小体积下小磨损、高精度与高 抗疲劳强度。
随着海外特斯拉新一代人形机器人发布在即，以及国内智元机器人和宇树科技等头部厂商加速产品迭代，市场关注度进一步聚焦在技术演化进度、产品研发能力以及量产能力。整体来看，当前行业仍处于大规模量产前夕的早期阶段，产业链各细分环节还未完全定型，各环节如零部件供应、生产工艺等都在不断探索和优化中，行业各赛道都有望迎来广阔的国产替代机遇。
VIP复盘网
