近期人形机器人迎来密集催化，行业迈向订单落地和批量供货的关键时点。

特斯拉新一代人形机器人V3重大版本升级，弗里蒙特工厂Q2启动建设，年产能剑指千万台。黄仁勋公开表示"未来半导体制造将越来越依赖机器人和AI"，推进韩国制造企业合作。国内供给端，宇树科技、智元机器人、优必选稳步推进量产节奏；资本端，本月宇树科技科创板IPO已过会。

核心零部件是决定量产节奏与成本下探的核心变量。下半年至2027年，随着特斯拉Optimus即将量产爬坡、宇树等国产本体交付，机器人迭代驱动新型电机、新型减速器、灵巧手升级等加速，国内零部件替代率有望加速跃升。

本文重点聚焦人形机器人四大高价值核心零部件环节：丝杠、电机、传感器、减速器。

人形机器人产业链

人形机器人包括上游（材料 设备 核心零部件）→中游（本体制造 系统集成）→下游（场景应用）。

价值分布上，上游零部件占整机BOM成本约70%，中游本体制造约20%，下游集成与软件约10%。

线性执行器、旋转执行器与灵巧手三大执行器是人形机器人主要零部件的核心组成，合计占比达73%；该类执行器的核心构成单元为丝杠、无框力矩电机、减速器、力传感器、空心杯电机及轴承。

国内厂商在减速器、电机领域已具备替代能力，但丝杠和传感器仍存在明显的"卡脖子"环节，当前国产替代加速期。

资料来源：乐晴智库精选

01 行星滚柱丝杠

丝杠主要分为行星滚柱丝杠、滚珠丝杠和梯形丝杠三类，在摩擦方式、性能及应用上差异显著。

其中，行星滚柱丝杠采用滚动摩擦，具备极高的传动效率和精度，其承载力是滚珠丝杠的5-10倍，寿命长且体积小，尤其适合高负荷关节。

反向式行星滚柱丝杠螺母更短，适合空间受限的手腕/小腿关节。特斯拉Optimus全身约40个旋转关节 14个线性关节，线性执行器（直线运动）几乎全部了行星滚柱丝杠，旋转关节里也有部分在用，总计用量大约20-28根。

行星滚柱丝杠在零部件环节中价值量占比高，且加工难度大、良率低且国产替代空间最大。

全球丝杠领先的外资企业有THK、上银、斯凯孚、舍弗勒、瑞典Exlar（伊维莱）和瑞士GSA。

国内企业新剑传动、北特科技、五洲新春、恒立液压、震裕科技、鼎智科技、贝斯特、恒而达、双林股份、汇川技术等有相关布局。

02 电机

电机是将电能转化为机械能的设备，用于产生旋转运动或线性运动，通常由定子、转子、壳体、结构件构成。

人形机器人电机需要满足高效率、高动态和高功率密度的要求。

伺服电机产业链图示：

资料来源：行行查

特斯拉人形机器人主要使用用两类特殊的伺服电机，即无框力矩电机和空心杯电机。

特斯拉人形机器人躯干 腿部 手臂的旋转执行 器和线性执行器均使用无框力矩电机，这些部分应用的电机对扭矩、牵 引力要求较高。

手部执行器使用的是空心杯电机，可满足要求的电机还包括微型无框力矩电机、舵机电机等。

整体来看，特斯拉的核心逻辑是大关节用无框电机直驱 行星滚柱丝杠（去减速器），小关节用空心杯电机做精细控制。

无框力矩电机

无框力矩电机体积小、扭矩大的特点适配人形机器人关节驱动的需求，单件价值约800-2000元。

全球无框力矩电机市场主要玩家包括科尔摩根、Maxon、威腾斯坦、尼得科等厂商。科尔摩根拥有超过70年的运动控制研发经验。采用分布式的分数槽及碳纤维绑扎技术生产无框力矩电机。特斯拉使用的是Maxon高端无框电机。

无框力矩电机国产替代进程稍快但格局长尾。国内进度较快的厂商，如步科股份第三代无框力矩电机采用无框中空设计，第四代无框力矩电机正在加速研发，其无框力矩电机拥有从52mm-132mm共10种框架尺寸；雷赛智能推出FM2超高密度系列无框力矩电机（第二代）；昊志机电的无框力矩电机转矩波动≤1%，更利于机器人力矩控制，能够提供3.5倍过载能力，可应用于协作机器人、轻型机器人、人形机器人等多个领域。禾川科技、拓邦股份、卧龙电驱、伟创电气、德昌股份、科力尔等均加速布局无框力矩电机。

空心杯电机

空心杯电机是人形机器人灵巧手末端执行器的核心零部件。

该类型电机是电机环节的技术高地，其绕组工艺、磁路设计、轻量化是最难的，单价虽然不高，但技术壁垒比无框电机高得多。

在全球空心杯市场竞争方面，海外厂商较早建立起技术优势，市占率前三名分别是：MAXON（瑞士）占45%、FAULHABER（德国）占22%、PORTESCAP（瑞士）占13%。

国内厂商入局方式看，主要有两种路径：工控厂商延伸做无框力矩/空心杯电机、微电机厂商拓展高端伺服电机业务。

例如，鸣志电器覆盖有刷、无刷空心杯多个系列产品，横向对比同型号MAXON和鸣志电器的空心杯电机产品；鼎智科技自研的空心杯电机绕线设备实现了全自动批量生产，鼎智科技于2019年被江苏雷利收购，成为其控股子公司；工控领域头部厂商伟创电气也切入机器人领域，布局空心杯电机、无框电机等产品；拓邦股份已构建的伺服驱动 电机 运动控制、空心杯电机8mm和10mm的产品平台；兆威机电形成了4个系列的无刷空心杯电机。

近年来，众多厂商入局无框力矩电机和空心杯赛道，捷昌驱动、恒帅股份、微光股份、方正电机、神驰机电、江南奕帆、祥明智能、华阳智能、大洋电机、迪贝电气等厂商也加速布局。

此外，人形机器人要做到动作协调，对电机的驱控芯片也提出了新的要求。国内电机驱控芯片主要厂商包括德州仪器、意法半导体和英飞凌等厂商。电机驱控行业国产化率偏低，国产替代空间广阔。以BLDC电机驱控芯片为例，全球前十大厂商仅峰岹科技一家中国企业，市占率仅4.8%，国产替代空间广阔。

03 传感器

传感器是人形机器人将对内外环境感知的物理量变换为电量输出的装置，主要分布于传感系统。

目前在人形机器人的应用中，力觉传感器、触觉传感器/柔性电子皮肤、视觉传感器、高性能惯性测量单元IMU等具有较高的价值和市场潜力。

整体来看，视觉传感器格局较好，力觉价值量最大，触觉天花板较高。

六维力传感器

维度最高的力觉传感器，能够提供最高维度的力觉信息，并给出最为全面和精准的力觉数据。适用于力的方向和作用点都在三维空间内随机变化的场景，能同时测量沿三个坐标轴方向的力和绕三个坐标轴方向。

在人形机器人的末端安装六维力传感器，可以获取力传感器往后段的力觉信息。

优必选在其人形机器人手腕和脚踝处各配置了六维力/力矩传感器。

特斯拉人形机器人手腕和脚腕关节使用六维力传感器。

六维力矩传感器市场中，主要以美国ATI、德国ME等海外厂商基本上主导全球市场。国内厂商格局较为分散且国产替代加速。

国内厂商中目前可批量化供应的企业较少，宇立仪器、蓝点触控、坤维信息、鑫精诚、海伯森等具备较强竞争力，部分指标对标海外产品，柯力传感、昊志机电、东华测试、安培龙、神源生智能、瑞尔特测控、东华测试、凯尔达、凌云股份、均胜电子、八方股份等公司近年来加速布局。例如，柯力传感已完成人形机器人手腕、脚腕，以及工业臂、协作臂末端的产品系列开发，掌握了结构解耦、算法解耦、高速采样通讯等关键技术；东华测试的六维力传感器基于金属薄膜应变片设计，内置低噪声放大器和采集卡，经过矩阵解耦提升精准度，可做到串扰＜2%FS，非线性＜0.5%FS，迟滞＜0.5%FS，可应用于机器人、科学研究和自动化检测等领域。

整体来看，目前六维力传感器市场基数偏小，尚未形成明显规模效应。

电子皮肤

电子皮肤是一种致力于模拟并超越人类皮肤功能的可穿戴柔性仿生传感器，可以模仿人体皮肤对外界环境的感知。

通过与人类皮肤相同的结构模拟生物触觉信号，能够感知更高维度信息且具备更高仿生特性。

特斯拉Optimus人形机器人作为全球人形机器人风向标，其采用的Interlink压阻式传感器，通过压力-电阻转换原理实现触觉反馈，或有望成为长期主流路径。

国内方面，与特斯拉技术路线一致的布局的部分厂商包括汉威科技子公司苏州能斯达研发的柔性纳米仿生电子皮肤包含压阻式技术；福莱新材FOS系列电子皮肤具备多模态感知融合（压力 温度 剪切力），采用柔性印刷电子工艺将不同功能层集成于单片基底，解决多传感器协同误差问题；德尔未来与高校联合开发自供电透明E-skin，解决传统传感器刚性问题；祥源新材生产的发泡材料可作为传感器的压电功能层，实现压力和震动的感知，在实验室技术层面验证了压阻式传感方案的可行性；申昊科技已形成接近式、预接触式、接触式、指压式四大基础产品矩阵；日盈电子电子皮肤压阻式产品聚焦于指尖，单指27触点（2温度 25压力）。

04 减速器

减速器是人形机器人的核心传动部件，也是连接动力源和执行机构的中间机构，起到匹配转速和传递扭矩的作用。

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。

减速器结构：

从当前各家人形机器人本体结构上看，谐波减速器因优秀的性能成为首选，行星减速器则作为谐波减速器的有效补充方案在某些场景下得以应用，摆线减速器有望成为人形机器人关节传动新方向。

通过对不同减速器方案进行范围内初步对比排序，得到传动精度：谐波/摆线针轮>RV>行星；体积：RV>谐波>行星/摆线针轮；价格：RV>摆线针轮>谐波>行星。

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。

谐波壁垒包括齿形设计、材料制备和精密加工及设备。

减速器厂商会从外部采购用于制造核心部件的原材料或半成品，包括40CrNiMoA钢材用于制作柔轮，40CrMo钢材用于制造刚轮，以及谐波发生器（即柔性轴承）。这些外购组件随后由减速器厂商进行精密加工和组装，最终形成完整的谐波减速器产品。

齿形设计：哈默纳科IH齿形成较强的专利壁垒，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。

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。

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、隆盛科技、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。

摆线针轮减速器

摆线减速器有望成为人形机器人关节传动新方向。

该减速器在负载能力上较谐波减速器有明显优势，克服了谐波柔性传动易 受瞬时冲击影响寿命的缺陷；在精度方面又优于行星减速器，在需要高负载的腰髋关节等应用场景中存在替代可能。

当前新型减速器行业入局者不断增多，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。

此外，近年来国内涌现出一批通过内生外延拓展的精密减速器的企业，如富临精工、双飞集团、韶能股份、杭齿前进、东安动力、联诚精密、圣龙股份等都在加速产业链各环节布局。

从产业长期视角观察，随着海外特斯拉新一代人形机器人发布在即，同时宇树、智元、优必选等国内厂商布局加速，行业趋势明确，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。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。