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減速器是連接動(dòng)力源和執(zhí)行結(jié)構(gòu)的中間結(jié)構(gòu)。減速器是由多個(gè)齒輪組成的常用傳動(dòng)零部件，其通過不同大小齒輪的嚙合傳遞動(dòng)力，從而降低驅(qū)動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)速并提供更高的扭矩輸出和承載能力。
精密減速器主要分為諧波減速器、RV 減速器和精密行星減速器。精密減速器具備體積小、重量輕、精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠?qū)C(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，主要用于機(jī)器人、新能源設(shè)備、高端機(jī)床、電子設(shè)備、印刷機(jī)械等高端制造領(lǐng)域。一般傳動(dòng)減速器可以分為通用減速器和專用減速器：通用減速器通常以中小型為主，可廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，包括蝸輪蝸桿減速器、圓柱齒輪減速器等；專用減速器通常以大型、特大型為主，多為非標(biāo)、行業(yè)專用產(chǎn)品，包括船用齒輪箱、冶金齒輪箱、風(fēng)力發(fā)電齒輪箱、工程機(jī)械齒輪箱等。
減速器主要應(yīng)用于機(jī)器人和半導(dǎo)體設(shè)備，近年新能源汽車下游快速發(fā)展。根據(jù)哈默納科下游需求拆分，減速器主要應(yīng)用下游為機(jī)器人、半導(dǎo)體設(shè)備、航空裝備等領(lǐng)域，2023 年占收入比重分別為49.5%、17.5%和9.6%，加和超過75%。近年新能源行業(yè)需求快速擴(kuò)張，車載下游收入占比從2021 年4%提升8%左右，后續(xù)減速器需要新的領(lǐng)域拉動(dòng)。
諧波減速器具有單機(jī)傳動(dòng)比大、體積小、質(zhì)量小、運(yùn)動(dòng)精度高等特點(diǎn)。諧波減速器工作時(shí)，通常采用波發(fā)生器、剛輪固定、柔輪輸出形式，由電機(jī)帶動(dòng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，柔輪作為從動(dòng)輪，輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。與一般減速器比較，在輸出力矩相同時(shí)，諧波減速器的體積可減少2/3，重量可減輕1/2，因此在對體積小、精度要求高的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上應(yīng)用更多。
RV 減速器有更高的剛性和扭矩承載能力，進(jìn)而具有負(fù)載大、疲勞強(qiáng)度穩(wěn)定、傳動(dòng)比范圍大的特點(diǎn)。RV 減速器的傳動(dòng)精度相對來說沒有那么高，但是其容許力矩負(fù)載可達(dá)8000N·m，重量重、外形尺寸較大的特性，使其多成為負(fù)載部位常用的減速器。諧波減速器的負(fù)載輕，容許力矩負(fù)載在1500N·m 以內(nèi)，因此限制了其向重負(fù)載部位拓展的可能。
精密行星減速器有高傳動(dòng)效率、高傳動(dòng)精度、高壽命等特性。保持高精度的穩(wěn)定使用壽命達(dá)到2 萬小時(shí)，壽命為諧波減速器的3 倍左右，且產(chǎn)品一致性較高。國產(chǎn)高端精密行星減速器的傳動(dòng)精度、傳動(dòng)效率、噪音等關(guān)鍵指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了進(jìn)口替代，但在維持高精度的使用壽命、生產(chǎn)高精度行星減速器產(chǎn)品的一致性等方面，與國際領(lǐng)先水平仍有一定差距。我國的行星減速器行業(yè)正在向高精度、輕量化、高功率密度、模塊化、集成化、智能化方向發(fā)展。
精密減速器一般在精密器械中均有應(yīng)用。精密減速器可以作為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)發(fā)揮傳動(dòng)作用，因此在工業(yè)機(jī)器人、高端數(shù)控機(jī)床、半導(dǎo)體設(shè)備、醫(yī)療器械、航空航天等領(lǐng)域均有較多的應(yīng)用。
減速器市場規(guī)模增速較快，但體量稍小，屬于利基市場。無論是諧波減速器、RV減速器、精密行星減速器，當(dāng)前全球市場規(guī)模均在20 億美元以下，近年中國市場規(guī)模也分別在25 億、43 億、36 億元人民幣左右，呈現(xiàn)出小而精賽道的特征。
中國市場均占全球市場一半左右。近年諧波減速器、RV 減速器、精密行星減速器的中國市場分別占全球市場的57%、42%、42%左右，諧波減速器、精密行星減速器的市場份額更高主要得益于中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展更快所致。
減速器最大下游為工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)綠的諧波、哈默納科的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)可知，其至少有50%及以上的產(chǎn)品需求下游集中在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。工業(yè)機(jī)器人尺寸相較于工業(yè)設(shè)備而言較小，因此機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)及負(fù)載部位均需要精密減速器。
工業(yè)機(jī)器人增速整體趨于平穩(wěn)，2021-2022 年較大上行周期后，增量對減速器需求的拉動(dòng)有限。近年國內(nèi)相對較成熟的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)度過快速成長期，逐步具有周期性。上一輪周期增速頂點(diǎn)為2021 年，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)到36.6 萬臺，同比增速高達(dá)44.9%；當(dāng)前2024 年前4 個(gè)月工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)到17.1 萬臺，增速高達(dá)9.9%。當(dāng)前處于小型上行期，后續(xù)增長峰值或低于前波峰。GGII 數(shù)據(jù)顯示，2023 年汽車整車及零部件、3C 電子、鋰電、光伏行業(yè)機(jī)器人銷量占比分別為32.17%、18.79%、9.36%、8.40%，以上領(lǐng)域合計(jì)占據(jù)近70%工業(yè)機(jī)器人下游的應(yīng)用份額。
近年新興產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機(jī)器人拉動(dòng)明顯，帶動(dòng)減速器出貨量。根據(jù)高工研究院，2022 年對工業(yè)機(jī)器人出貨量帶動(dòng)最明顯的行業(yè)是光伏、汽車電子、半導(dǎo)體，同比分別為90%、18%、16%左右。當(dāng)前光伏、電動(dòng)汽車下游需求度過快速增長期，增速放緩，對工業(yè)機(jī)器人出貨拉動(dòng)有限；同時(shí)全球半導(dǎo)體拐點(diǎn)已現(xiàn)，但上行周期開啟的時(shí)間和幅度上暫不確定。綜合來看，工業(yè)機(jī)器人出貨量短期或難出現(xiàn)大的產(chǎn)業(yè)趨勢帶動(dòng)，呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的態(tài)勢。
后續(xù)存量替換對減速器需求拉動(dòng)或?qū)⒚黠@。綜合來看，工業(yè)機(jī)器人的替換需求在2015 年達(dá)到8.9 萬臺，2022 年為11.85 萬臺，存量替換需求占總需求的比重從37.96%降至10.78%的歷史較低水平。主要系2021-2022 年工業(yè)機(jī)器人出貨量受下游新興產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)快速增長，增量需求增長明顯，存量替換未明顯增長。后續(xù)兩年，前期新增的機(jī)器人剛好到了減速器更換周期節(jié)點(diǎn)，工業(yè)機(jī)器人減速器的存量替換或可能成為新的助力。
工業(yè)機(jī)器人對于精密行星減速器、RV 減速器和諧波減速器均會(huì)使用到。與此不同，人形機(jī)器人關(guān)節(jié)較小，大負(fù)載的場景也相對較少，因此以使用體積小的諧波減速器、行星減速器為主，RV 減速器的需求相對較少。近年諧波減速器相較于RV 減速器出貨量比重逐步提升，隨著人形機(jī)器人放量提升，后續(xù)諧波減速器、精密行星減速器或許會(huì)迎來稍高的增長。
人形機(jī)器人會(huì)成為減速器下一個(gè)需求拉動(dòng)點(diǎn)，不同傳動(dòng)方案需要的減速器的種類和數(shù)量都有不同。
（1） 特斯拉-Optimus Gen2：選擇旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)均使用諧波減速器，靈巧手（單只）帶有6 個(gè)自由度，腿部和手臂分別有超過5 個(gè)自由度；整體大約需要14 個(gè)諧
波減速器；
（2） 傅利葉智能-Fourier GR1: 選擇自研一體化執(zhí)行器（減速器選用行星減速器），單個(gè)靈巧手帶有6 個(gè)自由度，腿部和手臂分別有超過5 個(gè)自由度，整體大約需要32 個(gè)行星減速器；
（3） 宇數(shù)科技-G1：選擇自研一體化執(zhí)行器（減速器選用行星減速器），手部、腰部均選用行星減速器，整體大約需要37 個(gè)行星減速器。
按照不同類型機(jī)器人的整體數(shù)量預(yù)測，我們簡單做了減速器相關(guān)銷量預(yù)測，基本假設(shè)為：
1、 中國人形機(jī)器人市場為全球人形機(jī)器人一半左右；
2、 增速：根據(jù)哈默納科公開資料顯示，2025-2035 年人形機(jī)器人，樂觀假設(shè)下CAGR 增速能達(dá)到59%；中性假設(shè)下CAGR 增速能達(dá)到40%；
3、 傳動(dòng)方案：當(dāng)前特斯拉機(jī)器人Optimus Gen2 旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)主要選擇諧波減速器，但部分國內(nèi)機(jī)器人方案選擇行星減速器，設(shè)置當(dāng)前諧波減速器與行星減速器在傳統(tǒng)方案里占比為7:3，后續(xù)諧波減速器在傳動(dòng)方案中的滲透率逐步提升，升至9:1。
樂觀假設(shè)下，2035 年全球人形機(jī)器人銷量達(dá)到200 萬臺，人形機(jī)器人對精密行星減速器、諧波減速器市場規(guī)模拉動(dòng)分別為50、423 億元；
中性假設(shè)下，2035 年全球人形機(jī)器人銷量達(dá)到45 萬臺，人形機(jī)器人對精密行星減速器、諧波減速器市場規(guī)模拉動(dòng)分別為11、92 億元。
