很久没花时间做功课了，今天梳理资料做一个长文报告，字数2.4万字。
中国人形机器人产业核心制造现状梳理报告
目录
1. 核心制造环节总览与产业链价值分析
1.1 人形机器人产业链结构拆解；1.2 核心零部件价值量占比分析；1.3 国内产业发展现状与“量产元年”机遇2. 电机：动力与运动控制的核心
2.1 人形机器人对电机的性能要求与技术挑战；2.2 主流技术路线分析：伺服、无框力矩与空心杯电机；2.3 国内上市公司布局与竞争格局；2.4 产业链上游：稀土永磁材料的关键作用3. 减速器：关节灵活性与精度的保障
3.1 谐波减速器：技术壁垒与国产化突破；3.2 RV减速器：重负载关节的应用与国产化进程；3.3 国产化率与市场格局分析4. 丝杠：高精度线性驱动的核心
4.1 行星滚柱丝杠：人形机器人线性关节的首选；4.2 国内上市公司布局与技术进展；4.3 关键材料与制造工艺分析；4.4 国产化替代进展与市场前景5. 传感器：感知与交互的基础
5.1 力/力矩传感器：实现精准力控的关键；5.2 触觉传感器：与环境交互的核心；5.3 其他传感器：视觉、编码器等；5.4 国产化现状与挑战6. 腱绳与灵巧手：仿生驱动的未来方向
6.1 腱绳驱动技术：柔性与人性化的结合；6.2 灵巧手：人形机器人与环境的终极交互界面；6.3 技术挑战与发展趋势7. 供应链安全与国产化替代深度分析
7.1 核心零部件国产化率全景图；7.2 供应链安全面临的挑战与风险；7.3 国产化替代的驱动力与政策支持8. 国内上市公司业务布局与核心竞争优势
8.1 主要上市公司业务布局矩阵分析；8.2 核心技术壁垒与专利布局；8.3 客户资源与市场拓展能力；8.4 政策支持与产业生态协同
1. 核心制造环节总览与产业链价值分析
1.1 人形机器人产业链结构拆解
人形机器人产业作为融合了人工智能、高端制造、新材料等前沿技术的颠覆性产品，其产业链条长、覆盖面广，呈现出高度复杂和协同的特征。根据全国机器人标准化技术委员会发布的《人形机器人标准化白皮书(2024版)》及相关行业研究，其产业链可清晰地划分为上、中、下游三个核心环节 。上游是整个产业的技术与物质基础，中游是实现产品化的关键，下游则是价值实现的最终出口。这种结构决定了人形机器人产业的发展不仅依赖于单一技术的突破，更需要全产业链的协同进步与生态构建。
人形机器人行业有望实现类似当年智能手机或者电动车的发展轨迹。对标智能手机与电动汽车，人形机器人产业的发展轨迹持续周期还会更长，赛道容量也更为庞大。人形机器人的竞争，表面上是整机厂的比拼，实际上是供应链的较量。
1.1.1 上游：关键原材料与核心零部件
上游环节是人形机器人性能、成本与可靠性的决定性因素，涵盖了从基础材料到核心功能部件的完整供应体系。这一环节主要包括两大部分：硬件零部件和基础软件。硬件方面，核心零部件包括提供动力的电机（如无框力矩电机、空心杯电机）、实现精确传动的减速器（如谐波减速器、RV减速器）、将旋转运动转化为线性运动的丝杠（如行星滚柱丝杠）、负责环境感知的各类传感器（如视觉、力/力矩、触觉、惯性传感器）、以及作为“神经中枢”的控制器和负责能源供应的电池组等 。基础软件则包括操作系统、底层算法库、仿真软件等，为机器人的“大脑”和“小脑”提供运行环境。上游环节技术壁垒极高，尤其是高精度减速器、高性能伺服系统、高端传感器等，长期依赖进口，是制约我国人形机器人产业发展的关键瓶颈 。
1.1.2 中游：本体制造与系统集成
中游环节是人形机器人从图纸变为产品的核心过程，主要由整机系统制造商构成。这些企业负责机器人本体的研发设计、零部件采购、组装、测试和最终的系统集成 。中游厂商的核心竞争力体现在整机设计能力、运动控制算法、软硬件协同优化能力以及供应链管理能力。根据企业背景和技术路径，中游厂商可分为几类：以优必选、傅利叶智能、宇树科技等为代表的先驱型和初创型机器人公司；以小米、华为等为代表的跨界型科技巨头；以及以埃斯顿、汇川技术等为代表的传统工业/协作机器人企业 。这些企业通过整合上游零部件，结合自研的“大脑”（认知智能）和“小脑”（运动控制），打造出完整的人形机器人产品，并探索其在不同场景下的应用潜力。
1.1.3 下游：应用场景与市场前景
下游环节是人形机器人实现商业价值的终端应用领域，覆盖范围极其广泛，主要包括工业制造、家庭服务、医疗康养、仓储物流、高危作业、特种应用及教育培训等多个领域 。在工业制造领域，人形机器人有望在汽车装配、3C电子检测等场景中替代人力，提高生产效率。在家庭服务领域，其可承担家务、陪伴老人和儿童等任务。在医疗康养领域，可用于辅助康复训练、医院配送等。根据头豹研究院的预测，随着技术成熟和成本下降，人形机器人市场规模将迎来爆发式增长，预计中国人形机器人市场规模将由2024年的115.1亿元增长至2030年的4524.3亿元，年复合增长率高达84.4% 。商业化落地是当前产业发展的核心挑战，预计2025年将成为规模化量产的拐点，届时成本有望下降30%-40%，为商业化应用奠定基础 。
1.2 核心零部件价值量占比分析
人形机器人的成本构成中，上游核心零部件占据了绝对主导地位，据估算其成本占比超过70% 。其中，执行系统（包括电机、减速器、丝杠等）和感知系统（各类传感器）是价值量最高的部分。不同零部件的价值占比直接反映了其技术壁垒、制造难度和在整机中的重要性。对核心零部件价值量的分析，有助于理解产业链的投资重点和国产化替代的关键方向。
1.2.1 行星滚柱丝杠：价值量最高的单一零部件
行星滚柱丝杠（Planetary Roller Screw）被认为是人形机器人线性执行器中最具价值的核心部件，其价值量占比在部分分析中高达19%，甚至超过无框力矩电机 。其高昂的价值主要源于极高的技术壁垒和复杂的制造工艺。相较于传统的滚珠丝杠，行星滚柱丝杠通过多个滚柱与丝杠和螺母同时啮合，实现了更大的接触面积和更高的承载能力，同时具备高精度、长寿命和高可靠性的优点，是实现人形机器人腿部等大推力、高精度线性驱动的理想选择 。然而，其制造过程对材料、热处理、精密加工和装配工艺要求极为苛刻，长期被海外少数企业垄断。因此，行星滚柱丝杠不仅是成本大头，更是供应链安全的“卡脖子”环节，其国产化进程对整个产业的降本和量产至关重要。
1.2.2 无框力矩电机与减速器：动力与传动核心
无框力矩电机和减速器是构成机器人关节旋转执行器的两大核心，合计价值量占比也相当可观。无框力矩电机（价值量占比约16%）去除了传统电机的外壳和轴承，可以直接集成到关节结构中，实现了极高的功率密度和紧凑化设计，是人形机器人轻量化和高动态性能的关键 。减速器（价值量占比约13%），特别是谐波减速器，则负责将电机的高速低扭矩输出转换为关节所需的低速高扭矩，并保证极高的传动精度 。这两者的组合构成了机器人灵活运动的“肌肉”和“骨骼”。目前，无框力矩电机和谐波减速器的国产化已取得一定进展，但高端产品在性能、寿命和一致性方面与国际顶尖水平仍有差距，是国产化替代的重点攻关领域。
1.2.3 传感器与空心杯电机：感知与执行的关键
传感器（价值量占比约11%）和空心杯电机（价值量占比约8%）在人形机器人中扮演着“感官”和“精细动作执行者”的角色 。传感器系统，尤其是六维力/力矩传感器和柔性触觉传感器，是实现机器人与环境安全交互、完成复杂精细操作的前提。六维力传感器能让机器人感知到自身与外界接触的全部力与力矩信息，而触觉传感器则赋予灵巧手类似人类的触感 。空心杯电机因其无铁芯转子设计，具有极低的转动惯量、极快的响应速度和高功率密度，非常适合应用于灵巧手、头部转动等需要快速、精确控制的小负载关节 。这两个领域的技术壁垒同样很高，特别是高端传感器和微型化空心杯电机，市场仍由海外品牌主导，是国内企业需要重点突破的方向。
1.3 国内产业发展现状与“量产元年”
中国人形机器人产业正处于从技术研发向商业化量产过渡的关键节点，2024年被业界普遍视为“量产元年”的前夜 。在政策支持、技术创新、市场需求和完善的供应链体系共同推动下，产业发展势头迅猛，但同时也面临着技术、成本和供应链等多重挑战。
1.3.1 国产化率整体突破70%的里程碑
近年来，中国在工业机器人核心零部件领域的国产化进程显著加速，为人形机器人产业的发展奠定了坚实基础。数据显示，到2024年，伺服电机的国产化率已成功突破70% 。在精密减速器领域，以绿的谐波为代表的国内企业也取得了重大突破，谐波减速器的国产化率从2018年的约10%提升至2024年的接近40% 。此外，行星滚柱丝杠的进口替代率也从2022年的5%提升至2024年的25% 。这些核心部件的国产化突破，不仅大幅降低了采购成本（部分国产减速器成本较2020年下降近65%），也提升了供应链的稳定性和安全性，为整机厂商的降本和规模化生产创造了有利条件 。
1.3.2 长三角与珠三角形成产业集群效应
依托于强大的制造业基础和完善的供应链网络，长三角和珠三角地区已成为中国人形机器人产业发展的两大核心集群。长三角地区在高端装备制造、新材料和人工智能领域拥有深厚积累，聚集了如绿的谐波、埃斯顿、柯力传感等一批核心零部件和本体制造的龙头企业。珠三角地区则凭借其在电子信息、消费电子和供应链整合方面的优势，吸引了华为、优必选、智元机器人等企业在此布局，并在灵巧手、传感器等细分领域形成了特色优势。这种产业集群效应促进了上下游企业的紧密合作与协同创新，加速了技术迭代和产业化进程，形成了强大的区域竞争力。
1.3.3 政策驱动与资本市场的高度关注
中国政府对人形机器人产业给予了高度重视和大力支持。工业和信息化部等部门已出台相关政策，明确到2025年要突破人形机器人关键技术，并推动其在重点领域的应用 。地方政府也纷纷出台配套政策，通过设立产业基金、提供研发补贴、建设产业园区等方式，为产业发展营造良好环境。资本市场对人形机器人赛道也表现出极大热情，大量初创公司和产业链相关企业获得了高额融资，为技术研发和产能扩张提供了充足的“弹药” 。政策与资本的双轮驱动，正共同推动中国人形机器人产业加速迈向商业化落地。
出货量的预期差在哪儿：
美国银行预测，2025年全球人形机器人出货量可能有1.8万台，和各家喊出的“百万台产能”差了上百倍；大部分企业还没赚到规模化的钱，很多产品看着酷炫，实际只能在实验室里演示。
特斯拉、FigureAI、智元、宇树这四家核心玩家，各自抱着不同的算盘。特斯拉不是不想快，而是通用型机器人的量产太难，通用型路径需要跨越“全场景适配”的鸿沟。特斯拉的路径，很类似新能源汽车的布局——先搞规模化，再靠规模降成本。Figure的策略是通过“工厂+家庭”双场景数据积累形成闭环，为未来消费级市场落地铺路，但这一模式的见效周期显然长于工业场景的快速突破。智元机器人的打法，完 美契合了国内制造业的需求——不搞通用型，专门解决细分工业场景问题，解决国内工厂的痛点。国内代表性企业宇树科技似乎正在走另一条路——“价格破局”，要刷新人形机器人的价格底线，做“人人用得起的机器人”。
2. 电机：动力与运动控制的核心
电机作为人形机器人的动力源，其性能直接决定了机器人的运动能力、负载能力、响应速度和整体能效。人形机器人对电机的要求远超传统工业设备，需要在极小的体积和重量内实现高功率输出、高精度控制和长寿命运行。因此，电机技术是人形机器人核心制造环节中技术壁垒最高、价值量最大的部分之一。
2.1 人形机器人对电机的性能要求与技术挑战
人形机器人的复杂运动模式和多自由度关节设计，对电机系统提出了极为严苛的性能要求。这些要求构成了电机设计和制造的核心技术挑战，也是区分电机性能优劣的关键指标。
2.1.1 高功率密度与轻量化需求
人形机器人需要在有限的空间和重量预算内集成大量的电机和驱动器，以实现灵活的运动。因此，高功率密度（单位质量或体积的输出功率）是电机最核心的性能指标。高功率密度意味着电机可以更轻、更小，从而为机器人的结构设计、电池容量和传感器布置留出更多余量。实现高功率密度需要在电磁设计、材料科学（如高性能永磁体）和散热技术等方面进行深度优化。例如，采用无框力矩电机设计，将电机直接集成到关节中，可以有效减少冗余结构，显著提升功率密度 。
2.1.2 快速响应与高精度控制
人形机器人的动态平衡、快速行走和精细操作，要求电机系统具备极快的响应速度和极高的控制精度。电机的响应速度由其电气时间常数和机械时间常数决定，低惯量设计（如空心杯电机）可以有效降低机械时间常数，实现更快的加减速。高精度控制则依赖于高分辨率的编码器和先进的伺服控制算法，以确保机器人能够精确执行预设的轨迹，并对外界扰动做出快速而准确的反应。例如，在灵巧手抓取易碎物品时，电机需要能够精确控制力矩，避免损坏物体。
2.1.3 低噪音与高可靠性
在服务家庭、医疗等与人密切接触的场景中，人形机器人的运行噪音是一个重要的用户体验指标。电机作为主要的噪音源之一，其设计需要采用低齿槽转矩、优化电磁方案等措施来降低噪音和振动。同时，人形机器人的高价值和高使用频率要求其电机系统必须具备极高的可靠性和长寿命。这意味着电机需要在长时间、高负荷的工况下稳定运行，对轴承、绕组绝缘、永磁体等关键部件的材料和工艺提出了极高的要求。
2.2 电机主流技术路线分析
为满足人形机器人多样化的需求，不同类型的电机技术路线应运而生，各自在特定的应用场景中发挥着关键作用。执行器（即一体化关节）是将电机的旋转运动转化为连杆机构运动的关键组件，给机器人提供驱动力。
人形机器人躯干中的执行器可分为两类：旋转执行器与线性执行器，主要区别在于其传动机构形式——前者通常采用减速器，后者则采用行星滚柱丝杠。以特斯拉Optimus为例，其全身配置14个线性执行器与14个旋转执行器，通过协同运作实现精确灵活的运动控制。
2.2.1 伺服电机：技术成熟，国产化率高
伺服电机（Servo Motor）是工业自动化领域应用最广泛的电机类型，技术相对成熟。在人形机器人中，伺服电机主要应用于四肢、躯干等需要较大力矩和较高控制精度的关节 。其优势在于控制精度高、响应速度快、过载能力强。近年来，随着国内厂商如汇川技术、雷赛智能等的技术进步，伺服电机的国产化率已突破70%，性能和成本均具备较强竞争力，为人形机器人的大规模应用提供了有力支撑 。
2.2.2 无框力矩电机：集成化设计趋势
无框力矩电机（Frameless Torque Motor）是专为高集成度应用设计的电机，它只包含转子和定子两个核心部件，没有外壳、轴承和端盖 。这种设计使其可以直接嵌入到机器人的关节结构中，与减速器、编码器等部件高度集成，形成一个紧凑的关节模组。其最大的优势在于极高的功率密度和扭矩密度，能够最大限度地减少关节的体积和重量，是实现人形机器人轻量化和灵活性的关键技术。步科股份是国内无框力矩电机领域的先行者，其产品已在移动机器人领域得到广泛应用，并正积极拓展人形机器人市场 。
2.2.3 空心杯电机：灵巧手等精密部位应用
空心杯电机（Coreless Motor）是一种特殊的直流电机，其转子采用无铁芯的自支撑绕组结构，形似一个“空心杯” 。这种独特的结构使其具有极低的转动惯量和电感，从而带来了极快的响应速度、极高的加减速能力和高效率。尽管其输出扭矩相对较小，但其卓越的性能使其成为人形机器人灵巧手、头部转动、眼部微调等需要快速、精细动作控制部位的理想选择 。空心杯电机技术壁垒较高，市场长期被瑞士Maxon、德国Faulhaber等海外巨头垄断，但国内以鸣志电器为代表的企业已实现技术突破，并具备成本优势，有望在人形机器人浪潮中实现国产替代 。
手指根部电机和手指关节电机通常以微型空心杯电机为主。
近年来空心杯电机国产替代加速，鸣志电器、鼎智科技、兆威机电、伟创电气、拓邦股份、禾川科技、万至达等均在空心杯电机有所布局。例如，鸣志电器的空心杯电机覆盖13-30mm的所有型号，与中美两地人形机器人领域超20家企业建立合作关系；鼎智科技（江苏雷利）已实现空心杯电机的全自动量产；兆威是为数不多电机尺寸可以达到10mm以下的国内厂商，处于世界领先水平；禾川的产品已用于自研人形机器人，可提供8-13mm多种尺寸空心杯电机。
2.2.4 轴向磁通电机
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。
特斯拉人形机器人全身28个关节电机中，下肢关节（如髋、膝、踝）已采用轴向磁通电机，其扭矩密度达30Nm/kg，较传统无框力矩电机（19Nm/kg）提升约58%，重量可减半。
新型轴向磁通电机技术是实现高比功率、高转矩密度电驱动系统的关键前沿方向，代表着电机技术由传统结构向高效轻量化的演进趋势。
目前，产品与技术研发主要集中于少数高新科创企业及高校科研团队。在A股上市公司中，已有多家企业积极布局相关技术，包括东睦股份（小象电机）、信质集团、卧龙电驱等等。信质集团已掌握成熟的轴向磁通电机技术，并已应用于电梯、汽车等传统行业，同时与核心总成商保持合作，为未来新一代人形机器人方案提供潜在技术支撑。这些企业正围绕材料、结构设计、制造工艺等环节展开协同创新，为轴向磁通电机的国产化与规模化应用奠定基础。
国内领先厂商盘毂动力已率先实现轴向磁通电机的规模化量产与应用，在细分领域专利储备方面处于行业领先地位。其量产电机功率密度可达21kW/kg，产品功率覆盖63W至900kW，可满足从轻型装备到大型动力系统的多场景应用需求，标志着国产轴向磁通电机产业化的关键突破。
轴向磁通电机当前也在向灵巧手微型化探索。例如，夏厦精密推出直径12mm的轴向磁通模组，适配15自由度灵巧手，实现0.01毫米级精密操作。科达利的轴向磁通电机模组结合PEEK-金属复合壳体，模组总质量降低40%，轴向尺寸缩减50%，功率密度提升3倍，为灵巧手轻量化提供可能。
2.2.5 谐波磁场电机
谐波磁场电机，又称谐波电机，是利用谐波磁场原理工作的新型电机。
在输出功率相同的条件下，可减小电机体积50%，转矩密度提高30%-40%，显著优于传统设计。尤其适用于空间有限的人形机器人、高级别自动驾驶等场景。国内部分厂商通过全产业链布局和技术护城河，逐步缩小与国际巨头的差距。例如，恒帅股份已形成“电机+磁材+驱动”全产业链布局；卧龙电驱谐波磁场电机处于中试阶段，功率密度突破10kW/kg；绿的谐波作为国内精密传动装置龙头（谐波减速器市占率超40%），布局谐波磁场电机领域。
2.3 国内上市公司布局与竞争格局
国内多家上市公司已在人形机器人电机领域进行了深度布局，形成了各具特色的竞争优势。
2.3.1 汇川技术：伺服系统龙头，全产业链布局
汇川技术（300124.SZ）是国内工业自动化和机器人领域的绝对龙头，其核心产品伺服系统和控制器在国内市场占有率领先 。公司凭借在伺服驱动、运动控制算法和编码器技术上的深厚积累，其产品性能已接近国际先进水平，并具备显著的性价比和本土化服务优势。在人形机器人领域，汇川技术不仅提供高性能的伺服电机和驱动器，还向上游的核心部件和下游的机器人本体延伸，形成了全产业链的布局。其伺服系统已广泛应用于工业机器人，并正积极拓展人形机器人客户，预计2025年其在人形机器人领域的营收占比将超过15% 。
2.3.2 步科股份：无框力矩电机领域的先行者
步科股份（688160.SH）是国内移动机器人低压伺服领域的领先企业，其无框力矩电机产品在国内市场具有先发优势 。公司专注于为机器人提供高度集成的关节模组解决方案，其无框力矩电机产品以高功率密度、紧凑设计著称，非常契合人形机器人对轻量化和集成化的需求。步科股份已与多家机器人本体厂商建立了合作关系，并持续投入研发，以提升产品性能，满足人形机器人更高动态性能的要求，是国内无框力矩电机领域最具竞争力的上市公司之一 。
2.3.3 雷赛智能与昊志机电：深耕运动控制领域
雷赛智能（002979.SZ）和昊志机电（300503.SZ）是国内运动控制领域的两家重要企业。雷赛智能在步进电机、伺服电机和控制器领域拥有深厚的技术积累，其产品组合能够为人形机器人提供从驱动到控制的完整解决方案 。昊志机电则在高速精密电主轴、伺服电机和编码器领域具备核心竞争力，其产品在精度、转速和可靠性方面表现优异，并已布局无框力矩电机和六维力传感器，向人形机器人核心零部件平台化发展 。
2.3.4 鸣志电器：空心杯电机的重要参与者
鸣志电器（603728.SH）是国内微特电机领域的领军企业，尤其在空心杯电机技术上实现了重大突破 。公司的空心杯电机产品在性能上已能与国际一线品牌竞争，并且在成本上具有显著优势，单指成本仅为300美元，远低于海外竞品的800美元 。鸣志电器已成功进入英伟达Project GROOP的供应链，其空心杯电机被广泛应用于灵巧手等精密执行部位。此外，公司还提供步进电机、驱动器、编码器等丰富的产品组合，能够为客户提供模组化的解决方案，在人形机器人灵巧手这一细分赛道中占据了领先地位 。
2.4 产业链上游：稀土永磁材料的关键作用
高性能电机，特别是伺服电机和无框力矩电机，其核心性能在很大程度上依赖于永磁材料的性能。稀土永磁材料，尤其是高性能钕铁硼（NdFeB），是制造高性能电机转子的关键材料。
2.4.1 高性能钕铁硼磁材的供应格局
高性能钕铁硼永磁材料具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积的特点，能够显著提升电机的功率密度和效率。中国是全球最大的稀土资源国和钕铁硼永磁材料生产国，在产业链上游拥有得天独厚的优势。国内拥有如中科三环、宁波韵升、正海磁材等一批全球领先的钕铁硼磁材生产商，能够为国内电机企业提供稳定、高质量的原材料供应。这种上游资源优势，是中国在人形机器人电机领域实现成本控制和供应链安全的重要保障。
2.4.2 国内供应商的竞争优势与成本控制能力
得益于国内完整的稀土产业链和规模化生产优势，中国钕铁硼磁材供应商在成本控制方面具备全球竞争力。这直接传导至下游的电机制造商，使得国产高性能电机在价格上相比海外品牌具有明显优势。此外，国内磁材企业与电机企业之间的紧密合作，也促进了新材料、新工艺的联合开发，有助于推动电机技术的持续进步。这种从上游材料到中游制造的协同优势，构成了中国在人形机器人电机领域最核心的竞争力之一。
3. 减速器：关节灵活性与精度的保障
减速器主要用于降低电机转速、提高扭矩，是人形机器人关节中不可或缺的核心部件。其作用是将电机的高速、低扭矩输出，转换为关节运动所需的低速、高扭矩，并同时保证极高的运动精度和重复定位精度。减速器的性能直接决定了机器人动作的流畅性、负载能力和动态响应特性。由于其极高的技术壁垒和精密制造工艺要求，减速器曾长期是制约我国机器人产业发展的“卡脖子”环节。
3.1 谐波减速器：技术壁垒与国产化突破
谐波减速器因其体积小、重量轻、传动比大、精度高等优点，在人形机器人的轻负载、高精度关节（如手臂、手腕）中得到了广泛应用，是特斯拉Optimus等主流人形机器人的首选方案 。
3.1.1 谐波减速器的工作原理与技术难点
谐波减速器主要由波发生器、柔轮和刚轮三个核心部件组成。其工作原理是利用波发生器使柔轮产生可控的弹性变形，通过柔轮与刚轮之间的少齿差啮合来实现大速比减速。其技术难点主要体现在以下几个方面：首先是材料科学，柔轮需要承受周期性的弹性变形，对材料的疲劳强度、抗冲击韧性要求极高；其次是精密加工，柔轮和刚轮的齿形加工精度要求达到微米级，以保证传动的平稳性和精度；最后是装配工艺，三者之间的装配精度直接影响减速器的传动效率、回差和寿命。这些技术壁垒使得谐波减速器的制造成为一项复杂的系统工程。
3.1.2 绿的谐波：打破外资垄断的领军者
绿的谐波（688017.SH）是国内谐波减速器领域的绝对龙头，也是全球范围内少数几家能够实现大规模量产的企业之一。公司通过多年的自主研发，成功突破了谐波减速器的核心技术，其产品在精度、寿命和传动效率等关键指标上已达到甚至超越了国际先进水平，成功打破了日本哈默纳科（Harmonic Drive）等外资品牌在国内市场的长期垄断 。绿的谐波的谐波减速器精度可达**±30角秒**，优于国际标准**±60角秒**，并且已经进入特斯拉Optimus的供应链，为其定制开发了14mm的微型谐波减速器 。公司在国内市场占有率超过60%，并持续扩产，预计到2025年产能将增至50万台，为人形机器人的大规模量产提供了坚实的保障 。
3.1.3 其他国内厂商：国茂股份、中大力德等
除了绿的谐波，国内还有多家企业积极布局谐波减速器领域，形成了良好的竞争格局。中大力德（002896.SZ）是国内唯一能够同时量产谐波、RV、行星三大类型减速器的企业，其产品覆盖了动力传动与控制应用的主要领域，并形成了“减速器+电机+驱动”一体化的产品架构，能够为客户提供系统性的解决方案 。国茂股份（603915.SH）、瑞迪智驱、斯菱股份（301550.SZ）等公司也在谐波减速器领域有所布局，并凭借其在精密制造领域的积累，逐步提升产品性能和市场竞争力 。这些企业的共同努力，正在加速谐波减速器的国产化进程。
3.2 RV减速器：重负载关节的应用与国产化进程
RV减速器（Rotary Vector Reducer）是一种两级减速装置，第一级为行星齿轮减速，第二级为摆线针轮减速。其特点是承载能力大、刚性好、寿命长，非常适合应用于人形机器人的腰部、腿部等重负载关节 。
3.2.1 RV减速器的技术特点与应用场景
RV减速器通过两级减速结构，实现了极高的扭矩输出和抗冲击能力。其内部的摆线针轮结构使得多个齿同时啮合，从而具备了极高的刚性和承载能力。这使得RV减速器在需要承受大负载和高冲击的工况下表现出色。在人形机器人中，RV减速器主要用于髋关节、膝关节和腰部等核心承重部位，确保机器人在行走、跳跃等动态运动中的稳定性和可靠性。与谐波减速器相比，RV减速器在体积和重量上不占优势，但在重载性能上具有不可替代性。
3.2.2 双环传动：RV减速器国产化的主要推动者
双环传动（002472.SZ）是国内精密传动领域的领军企业，尤其在RV减速器领域取得了显著突破。公司凭借其在齿轮精密制造领域数十年的技术积累，成功攻克了RV减速器的设计、加工和装配难题。其RV减速器产品在精度、寿命和刚性等关键指标上已达到国际先进水平，并已进入多家主流工业机器人厂商的供应链。在人形机器人领域，双环传动的RV减速器技术同样具备很强的适配性，公司正积极与特斯拉等头部厂商进行配套谈判，预计到2025年RV减速器产能将突破5万套/年，有望成为人形机器人重载关节国产化的核心供应商 。
3.2.3 秦川机床等企业的技术积累与市场拓展
秦川机床（000837.SZ）作为国内机床行业的龙头企业，在精密加工和制造工艺方面拥有深厚底蕴，这为其发展RV减速器业务提供了坚实基础。公司利用其在齿轮磨床、加工中心等高端装备上的优势，实现了RV减速器核心部件的自主可控。此外，巨轮智能（002031.SZ）等企业也通过自主研发和技术引进，在RV减速器领域取得了一定进展 。这些企业的参与，共同推动了国产RV减速器在性能和产能上的提升，逐步打破日本纳博特斯克（Nabtesco）等外资品牌的垄断。
3.3 其他减速器进化
3.3.1 微型行星减速器和小模数齿轮
微型行星减速器：微型行星减速器受益微型齿轮加工技术发展，在灵巧手中逐步替代微型谐波，虽然精度有一定降低，但可增加负载、降低成本。全球精密行星减速器市场主要被少数几家企业所占据。德国企业处于领先地位，如纽卡特、威腾斯坦、赛威传动等，其他竞争力较强的还有日本企业，例如新宝、住友和电产等。国内行星减速器主要布局厂商有科峰智能、中大力德、新时达、宁波东力、双环传动等。
小模数齿轮：微型行星齿轮传动使用小模数齿轮。小模数齿轮可使用金属和塑料作为原材料，加工方式有切削、锻造、粉末冶金，塑料齿轮可采用注塑工艺。塑料齿轮注塑成型后为9级精度，滚齿后可达8~9级，精切后可达7级及以下。丰立智能、夏厦精密主要为金属切削工艺，海昌新材主要为粉末冶金工艺。
3.3.2 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。
3.4 国产化率与市场格局分析
经过多年的努力，中国在精密减速器领域的国产化已取得显著成效，但不同细分领域的进展程度存在差异。
3.4.1 谐波减速器国产化率接近40%
在谐波减速器领域，以绿的谐波为代表的国内企业已成功实现技术突破和规模化生产，国产化率从2018年的约10%提升至2024年的接近40% 。国产谐波减速器在性能和可靠性上已能满足大部分工业机器人和人形机器人的需求，并且在价格上相比进口品牌具有明显优势（约为进口品牌的60%），市场竞争力显著增强 。这一领域的国产化进程相对顺利，已基本解决了“卡脖子”问题。
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。哈默纳科全球份额58%，国内形成明显梯队，头部厂商绿的谐波率先打破海外垄断格局，入局较早的还包括来福谐波、大族、同川科技、中技克美等。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。
3.4.2 RV减速器国产化仍面临挑战
相比之下，RV减速器的国产化进程则更为艰难。尽管以双环传动为代表的国内企业已取得重要突破，但整体来看，RV减速器的国产化率仍然偏低，不足30% 。这主要是因为RV减速器的结构更为复杂，对材料、热处理、精密加工和装配工艺的要求更高，技术壁垒也更高。目前，高端RV减速器市场仍主要由日本纳博特斯克占据，国内企业在产品一致性、寿命和批量生产能力上仍需持续提升。
3.4.3 国内厂商的成本与服务优势
尽管在技术层面仍有追赶空间，但国内减速器厂商在成本控制和本土化服务方面具备天然优势。国产减速器的价格普遍低于进口品牌，这对于成本敏感的人形机器人产业来说至关重要。此外，国内厂商能够提供更快速的响应和更灵活的定制化服务，能够更好地满足国内客户的个性化需求。随着国内厂商技术水平的不断提升和产能的持续扩张，其在人形机器人减速器市场的竞争力将进一步增强。
4. 丝杠：高精度线性驱动的核心
丝杠是将旋转运动转化为直线运动的关键传动元件，在人形机器人中，它主要应用于线性关节，如腿部的伸缩、手臂的伸缩等。其中，行星滚柱丝杠凭借其卓越的性能，已成为人形机器人线性驱动的首选技术方案。
4.1 行星滚柱丝杠：人形机器人线性关节的首选
4.1.1 行星滚柱丝杠的技术优势与制造壁垒
行星滚柱丝杠（Planetary Roller Screw）作为一种将旋转运动高效转化为直线运动的精密传动部件，因其卓越的综合性能，已成为人形机器人线性关节的首选方案。其核心优势在于，相比于传统的滚珠丝杠，行星滚柱丝杠通过多个螺纹滚柱与螺母和丝杠同时啮合，极大地增加了接触面积，从而带来了更高的承载能力、更长的使用寿命、更高的传动效率和更强的抗冲击能力 。同时，其结构设计也使其能够实现更高的运动精度和更小的体积，完美契合了人形机器人对轻量化、高精度和高负载的严苛要求 。然而，这些卓越性能的背后是极高的制造壁垒。行星滚柱丝杠的加工难点主要集中在螺母内螺纹的精密磨削上，需要使用特制的细长磨杆带动砂轮伸入螺母内部进行加工，对设备的刚性、精度和工艺控制提出了极高的挑战 。此外，螺纹滚柱和丝杠的精密加工、材料的热处理工艺以及最终的精密装配，都是决定产品性能的关键环节，技术门槛极高。
4.1.2 与滚珠丝杠的技术对比
行星滚柱丝杠与滚珠丝杠虽然功能相似，但在结构和性能上存在显著差异。滚珠丝杠通过滚珠在螺母和丝杠的滚道内循环滚动来传递力，其结构相对简单，技术成熟，成本较低，在工业自动化领域应用广泛。然而，滚珠与滚道的点接触方式限制了其承载能力和寿命。相比之下，行星滚柱丝杠采用线接触的螺纹滚柱，接触面积大幅增加，使其承载能力通常是同等规格滚珠丝杠的3-5倍，寿命也显著延长 。在精度方面，行星滚柱丝杠也更具优势，能够实现更高的定位精度和重复定位精度。尽管行星滚柱丝杠的制造成本远高于滚珠丝杠，但在人形机器人这类对性能要求极致的应用场景中，其综合优势使其成为不可替代的选择。
4.2 国内上市公司布局与技术进展
4.2.1 秦川机床：国内丝杠龙头的技术突破
秦川机床（000837.SZ）作为国内精密机床和精密传动部件的龙头企业，在丝杠领域拥有深厚的技术积累。公司是国内最早从事滚珠丝杠研发和生产的企业之一，其产品广泛应用于数控机床、航空航天等高端领域。面对人形机器人带来的新机遇，秦川机床积极布局行星滚柱丝杠的研发，并已取得重要突破。公司依托其在精密加工、热处理以及高端磨床设备方面的优势，正在攻克行星滚柱丝杠的制造难题。作为国内丝杠领域的领军者，秦川机床的技术突破对于实现行星滚柱丝杠的国产化替代具有至关重要的意义，有望打破外资品牌在这一高端领域的长期垄断。
4.2.2 恒立液压：大规模投资布局线性驱动器
恒立液压（601100.SH）作为国内液压领域的龙头企业，近年来积极向电驱动领域拓展，并将人形机器人线性驱动器作为其战略转型的重要方向。公司利用其在精密制造、材料科学和系统集成方面的深厚积累，大力投资研发行星滚柱丝杠及配套的线性执行器模组。恒立液压的目标是成为人形机器人线性关节的核心供应商，提供从核心部件到集成模组的一站式解决方案 。公司的入局，不仅为行星滚柱丝杠的国产化带来了强大的资本和制造实力支持，也预示着人形机器人产业链正在吸引越来越多来自不同领域的巨头跨界参与，共同推动产业的快速发展。
4.2.3 双林股份、贝斯特等企业的差异化竞争
除了秦川机床和恒立液压，国内还有一批上市公司基于自身的技术禀赋，在丝杠领域进行差异化布局。双林股份（300100.SZ）作为新能源汽车电机和减速器的供应商，利用其在精密加工和规模化生产方面的经验，将业务延伸至机器人丝杠领域。贝斯特（300580.SZ）则凭借其在汽车零部件精密加工领域的技术积累，切入行星滚柱丝杠的制造。这些企业虽然在丝杠领域的起步较晚，但凭借其在相关领域的制造经验和客户资源，有望在人形机器人丝杠市场中占据一席之地。
4.2.4 长盛轴承进入特斯拉供应链的启示
长盛轴承（300718.SZ）作为国内轴承领域的领先企业，成功进入了特斯拉Optimus的供应链，为其提供线性执行器中的轴承部件。这一事件具有重要的启示意义。首先，它表明特斯拉在构建其人形机器人供应链时，高度重视成本控制和供应链的多元化，愿意与中国优秀的零部件厂商合作。其次，这也为国内其他零部件厂商指明了方向，即通过技术创新和成本控制，完全有机会进入全球顶级客户的供应链，分享人形机器人产业发展的红利。长盛轴承的成功，为更多国内企业树立了信心，也加剧了行星滚柱丝杠等核心部件领域的竞争。
4.3 关键材料与制造工艺分析
4.3.1 高强度合金钢与特种钢材的应用
行星滚柱丝杠的性能在很大程度上取决于其材料的性能。由于其需要承受巨大的载荷和摩擦力，因此对材料的强度、硬度、耐磨性和疲劳寿命提出了极高的要求。目前，制造行星滚柱丝杠主要采用高强度合金钢，如GCr15轴承钢、42CrMo合金结构钢等。这些钢材经过特殊的热处理工艺后，能够获得极高的硬度和耐磨性，从而保证丝杠在长时间、高负荷的运行下仍能保持高精度和长寿命。此外，为了提高丝杠的耐腐蚀性和抗疲劳性能，有时还会采用表面涂层或渗氮等表面处理技术。
4.3.2 精密加工与热处理工艺的技术挑战
行星滚柱丝杠的制造涉及一系列复杂的精密加工和热处理工艺，技术挑战极高。首先是精密螺纹加工，丝杠和螺母的螺纹精度直接决定了丝杠的传动精度和寿命。这需要使用高精度的螺纹磨床和成熟的加工工艺，将螺纹的导程误差控制在微米级。其次是热处理工艺，通过淬火、回火等热处理，使丝杠和螺母获得理想的硬度和金相组织，以保证其耐磨性和抗疲劳性。热处理过程中的温度控制和冷却速度对最终性能至关重要。最后是精密装配，行星滚柱丝杠的装配过程需要极高的精度，以保证滚柱与丝杠、螺母之间的良好啮合，任何微小的偏差都可能导致传动效率下降、噪音增大甚至早期失效。
4.4 国产化替代进展与市场前景
4.4.1 进口替代率从5%提升至25%
近年来，随着国内企业在行星滚柱丝杠领域的持续投入和技术攻关，其国产化进程取得了显著进展。根据行业数据，行星滚柱丝杠的进口替代率已从2022年的5%提升至2024年的25% 。这一成就的背后，是秦川机床、恒立液压等一批国内领先企业的不懈努力。它们通过自主研发和技术引进，逐步攻克了行星滚柱丝杠的设计、材料和制造工艺难题，并成功推出了性能接近国际先进水平的产品。尽管与国外顶尖品牌相比，国产行星滚柱丝杠在精度、寿命和批量生产的稳定性方面仍有提升空间，但其快速进步的趋势已不可逆转。
4.4.2 国内厂商在成本与供应链安全上的优势
国内厂商在推动行星滚柱丝杠国产化替代方面，具备显著的成本和供应链安全优势。首先，在成本方面，国产行星滚柱丝杠的价格远低于进口产品，这对于成本敏感的人形机器人产业来说极具吸引力。随着国内厂商生产规模的扩大和工艺的成熟，其成本优势将进一步凸显。其次，在供应链安全方面，实现行星滚柱丝杠的国产化，可以有效降低对国外供应商的依赖，避免因地缘政治、贸易摩擦等因素导致的供应链中断风险。这对于保障我国人形机器人产业的自主可控发展具有至关重要的战略意义。
5. 传感器：感知与交互的基础
传感器是人形机器人感知外部世界和自身状态的“五官”，是实现智能交互、精准控制和自主导航的基础。人形机器人需要多种类型的传感器协同工作，以获取全面的环境信息。其中，力/力矩传感器和触觉传感器是实现与环境物理交互的关键，而视觉传感器和编码器则是实现运动和定位的基础。
无论视觉领域的3D视觉与激光雷达技术，还是触觉领域 MEMS与电子皮肤的研究突破、IMU国产厂商的性能提升，本质上都是在模拟人类感知能力的前提下，实现对成本、稳定性、适配性的把控。
5.1 力/力矩传感器：实现精准力控的关键
5.1.1 六维力/力矩传感器的技术原理与应用
六维力/力矩传感器能够同时测量三个方向的力（Fx, Fy, Fz）和三个方向的力矩（Mx, My, Mz），为机器人提供完整的力觉信息。其技术原理通常基于应变片，当传感器受到外力作用时，其内部的弹性体结构会发生微小形变，粘贴在弹性体上的应变片电阻值会随之改变，通过惠斯通电桥电路将电阻变化转换为电压信号，再经过复杂的解耦算法，即可计算出六个维度的力和力矩。在人形机器人中，六维力传感器通常安装在手腕、脚踝等部位，用于实现精准的力控，如完成精密装配、稳定行走、与人类安全交互等任务。
5.1.2 柯力传感：国内力传感器的领军企业
柯力传感（603662.SH）是国内应变式传感器领域的龙头企业，其产品广泛应用于工业自动化、衡器等领域。近年来，公司积极布局人形机器人所需的六维力传感器，并已取得重要进展。柯力传感的六维力传感器在精度、稳定性和可靠性方面表现出色，已开始向多家机器人厂商送样验证。凭借其在传感器领域多年的技术积累、规模化生产能力和成本优势，柯力传感有望在人形机器人力传感器市场中占据领先地位。
5.1.3 东华测试等企业的技术布局
东华测试（300354.SZ）是国内结构力学性能测试领域的知名企业，其核心技术与六维力传感器高度相关。公司利用其在应变测量、信号处理和结构分析方面的技术优势，已成功研发出六维力传感器产品，并应用于航空航天、机器人等领域。此外，昊志机电（300503.SZ）也布局了六维力传感器业务，其产品已应用于按摩机器人并形成批量销售。这些企业的参与，共同推动了国产六维力传感器的技术进步和市场应用。
由于技术壁垒较高，具备批量化产品供应能力的厂商仍十分有限。六维力矩传感器品牌以欧美、日韩为主（ATI为行业龙头）。国内相关布局厂商包括宇立仪器、坤维科技、鑫精诚、蓝点触控、昊志机电、柯力传感、东华测试、海伯森、瑞尔特等。
5.2 触觉传感器：灵巧手与环境交互的核心
5.2.1 MEMS与电子皮肤技术路线对比
触觉传感器旨在赋予机器人类似人类的触觉，使其能够感知物体的形状、纹理、硬度、温度等信息。目前，主流的触觉传感器技术路线主要有两种：MEMS（微机电系统） 和电子皮肤（E-skin） 。
MEMS触觉传感器利用微加工技术，将力敏元件、信号处理电路等集成在微小的芯片上，具有体积小、精度高、响应快等优点。惯性导航传感器（IMU）通过测量加速度与角速度，为人形机器人提供姿态与位置信息，是其实现稳定行走、精准移动的核心。当前，硅基MEMS惯性传感器因适配小型化、量产化需求，已成为人形机器人主流选择。
电子皮肤则是一种柔性、可拉伸的传感器阵列，能够大面积覆盖在机器人表面，模拟人类皮肤的触觉感知功能。电子皮肤通常采用柔性材料（如聚酰亚胺、PDMS）作为基底，通过印刷或沉积导电材料（如碳纳米管、石墨烯）形成传感单元。
5.2.2 汉威科技：柔性触觉传感器的领先者
汉威科技（300007.SZ）是国内气体传感器领域的龙头企业，近年来积极向柔性传感器领域拓展。公司通过其子公司苏州能斯达，专注于柔性压力传感器、柔性触觉传感器等产品的研发和生产。其柔性触觉传感器产品具有高灵敏度、高分辨率、低功耗等优点，可广泛应用于机器人灵巧手、医疗健康、智能穿戴等领域。汉威科技在柔性传感器领域的布局，使其在人形机器人触觉感知方面具备了较强的竞争力。
5.2.3 奥迪威、帕西尼感知等新兴力量
奥迪威（832491.BJ）是一家专注于智能传感器和执行器的公司，其产品包括超声波传感器、流量传感器等。近年来，公司也开始布局触觉传感器领域，并推出了基于MEMS技术的触觉传感器产品。帕西尼感知科技（Pasini）则是一家专注于电子皮肤研发的初创公司，其电子皮肤产品具有高灵敏度、高分辨率、大面积覆盖等特点，能够为机器人提供丰富的触觉信息。这些新兴力量的加入，为国产触觉传感器的发展注入了新的活力。
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）；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；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。此外，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、聚石化学、安利股份、福莱新材、晶华新材、明新旭腾、正裕工业在产业链各环节均有布局。
5.3 其他传感器：视觉、编码器等
5.3.1 视觉传感器与SLAM技术
视觉传感器是人形机器人感知环境的主要手段，包括2D摄像头、3D摄像头（如结构光、ToF）、激光雷达（LiDAR）等。通过视觉传感器，机器人可以获取环境的图像和深度信息，实现物体识别、场景理解、导航避障等功能。SLAM（即时定位与地图构建） 技术是视觉导航的核心，它允许机器人在未知环境中一边移动一边构建地图，并同时确定自身在地图中的位置。目前，国内在视觉传感器和SLAM算法领域已经具备了较强的实力，涌现出了一批优秀的企业。
视触觉传感融合光学成像与触觉感知技术，通过捕捉接触时的微观形变生成高分辨率触觉图像，适配特斯拉“视觉为主”的技术路线。可直接接入视觉-语言-动作（VLA）大模型，完美适配端到端技术架构。全球视触觉技术呈现海外龙头引领，国内快速追赶的格局。海外以Meta/GelSight、DIGIT为代表。以GelSight传感器为例，海外售价仅350美元，国产化后成本优势更突出，支持快速集成与二次开发，兼容多平台机器人。国内厂商智元已推出19自由度视触觉灵巧手，千觉机器人高分辨率传感器已在智元落地应用。产业链核心参与厂商还包括叠动科技（隆盛科技战略投资）、帕西尼感知（新国都投资）、一目科技（松霖科技投资）、戴盟机器人（火星人参股）等。
5.3.2 编码器在关节控制中的作用
编码器是机器人关节中不可或缺的传感器，用于精确测量关节的旋转角度和速度，为电机的闭环控制提供反馈信号。编码器的精度直接决定了机器人关节的运动精度。目前，人形机器人主要采用光电编码器和磁编码器。光电编码器精度高，但抗污染能力较差；磁编码器则具有较好的抗污染和抗振动能力，但精度相对较低。国内厂商如汇川技术、昊志机电等在编码器领域均有布局，并已实现一定程度的国产化。
5.4 国产化现状与挑战
5.4.1 高端传感器仍依赖进口
尽管国内在部分传感器领域取得了显著进展，但在高端传感器领域，尤其是高精度、高可靠性的六维力传感器、高性能IMU（惯性测量单元）、高端激光雷达等，国内市场仍由外资品牌主导，国产化率有待提高。这些高端传感器技术壁垒高、制造工艺复杂，国内企业在核心材料、芯片、算法等方面与国际顶尖水平仍存在差距。
当前，国内厂商在激光雷达、MEMS惯性传感器等领域的先发优势，已为感知技术的本土化落地构建了基础，但电子皮肤的耐用性突破、多传感数据融合算法的效率提升，仍将是未来 3-5 年需要跨越的关键门槛。
5.4.2 国内厂商在特定细分领域的突破
尽管面临挑战，但国内厂商在传感器的特定细分领域已经取得了重要突破。例如，在谐波减速器领域，绿的谐波已经实现了对进口产品的替代；在力传感器领域，柯力传感、东华测试等企业已经具备了较强的竞争力；在柔性触觉传感器领域，汉威科技、帕西尼感知等也展现出了巨大的发展潜力。这些突破为国产传感器在人形机器人领域的应用奠定了坚实基础。
6. 腱绳与灵巧手：仿生驱动的未来方向
6.1 腱绳驱动技术：柔性与人性化的结合
6.1.1 腱绳材料的技术要求：高强度、低摩擦
腱绳驱动技术模仿了人类肌肉和肌腱的驱动方式，通过电机拉动高强度的绳索（腱绳）来驱动关节运动。这种驱动方式具有结构紧凑、重量轻、柔性好等优点，非常适合应用于人形机器人的灵巧手、手臂等部位。腱绳材料是腱绳驱动技术的核心，其性能直接决定了驱动系统的可靠性和寿命。理想的腱绳材料需要具备高强度、高模量、低摩擦、耐磨损、抗蠕变等特性。目前，常用的腱绳材料包括超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维、芳纶纤维、碳纤维等高性能纤维。
6.1.2 南山智尚等企业在高性能纤维领域的布局
南山智尚（300918.SZ）是国内领先的超高分子量聚乙烯纤维生产商，其产品广泛应用于防弹衣、防切割手套、海洋绳缆等领域。UHMWPE纤维具有极高的强度和模量，是制造高性能腱绳的理想材料。南山智尚凭借其在UHMWPE纤维领域的技术和产能优势，有望在人形机器人腱绳市场中占据重要地位。此外，国内还有多家企业在芳纶纤维、碳纤维等领域有所布局，为腱绳驱动技术的发展提供了材料保障。
6.2 灵巧手：人形机器人与环境的终极交互界面
6.2.1 灵巧手的核心构成：驱动、传动、感知
灵巧手是人形机器人与环境进行精细交互的最终执行部件，其性能直接决定了机器人的操作能力。一个典型的灵巧手通常由驱动系统（如空心杯电机）、传动系统（如腱绳、微型减速器）、感知系统（如触觉传感器）和结构件（如轻量化骨架）等核心部分构成。驱动系统为手指的运动提供动力；传动系统将动力传递至各个关节；感知系统则让灵巧手能够感知物体的形状、质地、滑移等信息，从而实现精细的抓取和操作。
特斯拉Optimus第三代灵巧手，采用“空心杯电机+微型丝杠+腱绳+触觉传感器”的方案，可以实现非常好的操作表现，甚至能够抓住飞来的网球等此类难度较高的任务。特斯拉称未来有望往直驱方向发展，将电机/减速箱/微型丝杠移至手掌与指关节内，从而提高传动效率、寿命、指尖力等性能指标。同时手部增加电子皮肤等触觉传感的覆盖。
6.2.2 国内厂商在灵巧手领域的探索
国内已有多家企业和研究机构在灵巧手领域进行了积极探索。例如，因时机器人（Inspire-Robots）是国内领先的微型伺服电缸和灵巧手制造商，其仿人五指灵巧手产品已经实现了商业化应用，并成功进入多家机器人厂商的供应链。大寰机器人（DH-Robotics）也推出了其自主研发的灵巧手产品，并在工业自动化领域得到了应用。此外，清华大学、哈尔滨工业大学等高校在灵巧手领域也进行了深入的研究，并取得了一系列重要成果。
在产业链各环节中，协同布局的跨界企业众多。例如，信质集团与新剑传动战略合作，联合开发高精度链传动系统，用于灵巧手关节驱动；祥鑫科技为富士康工业机器人研发模块化灵巧手，支持快速更换指尖工具；征和工业将自行车链传动技术迁移至灵巧手，开发低噪音、高耐久性关节驱动方案。执行器环节的延伸布局的厂商中，浙江荣泰研发高推力密度线性驱动器，用于灵巧手手指伸缩；银轮股份采用无框力矩电机，扭矩密度达15Nm/kg，适配灵巧手腕部旋转。
6.3 技术挑战与发展趋势
6.3.1 腱绳的耐用性与可靠性问题
腱绳驱动技术虽然具有诸多优点，但也面临着一些技术挑战，其中最主要的是腱绳的耐用性和可靠性问题。由于腱绳在运行过程中需要反复弯曲和拉伸，容易产生疲劳磨损，导致其使用寿命有限。此外，腱绳的伸长和松弛也会影响驱动精度。如何提高腱绳的疲劳寿命、减少其伸长和松弛，是腱绳驱动技术需要解决的关键问题。
6.3.2 智能腱绳：集成传感与驱动功能
未来的发展趋势是开发智能腱绳，即在腱绳中集成传感器和驱动器，使其具备自感知和自驱动的能力。例如，可以在腱绳中嵌入光纤光栅传感器，实时监测腱绳的张力、温度和磨损状态；或者采用形状记忆合金等材料，使腱绳本身具备驱动能力。智能腱绳的出现，将极大地提升灵巧手的感知能力和控制精度，使其更加接近人手的功能。
7. 供应链安全与国产化替代深度分析
7.1 核心零部件国产化率全景图
7.1.1 电机与减速器：国产化取得显著成效
在人形机器人的核心零部件中，电机和减速器的国产化进程相对领先，并已取得显著成效。伺服电机的国产化率已突破70%，以汇川技术为代表的国内厂商在技术和市场上均具备与国际品牌竞争的实力 。谐波减速器的国产化率也已接近40%，绿的谐波等龙头企业成功打破了外资垄断，并凭借成本优势快速抢占市场 。这些成就为人形机器人的大规模生产和成本控制奠定了坚实基础。
7.1.2 丝杠与传感器：国产化进程加速中
行星滚柱丝杠和高端传感器的国产化进程正在加速推进。行星滚柱丝杠的进口替代率已从2022年的5%提升至2024年的25% ，以秦川机床、恒立液压为代表的国内企业正在奋力追赶。在传感器领域，虽然高端产品仍依赖进口，但国内厂商在六维力传感器、柔性触觉传感器等细分领域已取得重要突破，国产化率有望在未来几年内快速提升。
7.1.3 高端芯片与特种材料：仍存短板
尽管我国在硬件制造方面取得了长足进步，但在人形机器人的“大脑”和“神经系统”方面，仍存在一些短板。高端AI芯片、控制器芯片、高精度编码器芯片等，国内市场仍由英伟达、英特尔、德州仪器等外资品牌主导。此外，在特种材料方面，如高性能稀土永磁材料、特种合金钢、高性能纤维等，虽然我国具备一定的资源优势，但在高端产品的性能和稳定性方面与国际顶尖水平仍有差距。
7.2 供应链安全面临的挑战与风险
7.2.1 地缘政治对全球供应链的影响
当前，全球地缘政治格局复杂多变，贸易摩擦和技术封锁时有发生。人形机器人作为未来产业的制高点，其供应链安全面临着严峻的挑战。一旦核心零部件的供应受到限制，将对我国人形机器人产业的发展造成严重影响。因此，构建自主可控的供应链体系，是保障我国人形机器人产业安全发展的当务之急。
7.2.2 核心技术与高端设备的对外依赖
我国在部分核心技术和高端设备方面仍存在对外依赖。例如，高端精密减速器的制造需要依赖高精度的磨床、加工中心等“工业母机”，而这些设备目前仍主要依赖进口。此外，在核心设计软件、仿真软件、底层算法等方面，我国与国际先进水平也存在一定差距。这种对外依赖，使得我国人形机器人产业的发展存在一定的脆弱性。
7.3 国产化替代的驱动力与政策支持
7.3.1 国家产业政策与科技专项支持
国家层面高度重视人形机器人产业的发展，并出台了一系列产业政策和科技专项予以支持。例如，工信部发布的《人形机器人创新发展指导意见》，明确提出要突破关键核心技术，保障核心部组件安全有效供给 。国家科技重大专项、重点研发计划等也向人形机器人领域倾斜，为企业的技术研发提供了有力的资金支持。
7.3.2 下游应用市场需求牵引
广阔的应用市场是人形机器人产业发展的根本动力，也是推动国产化替代的重要牵引力。随着人形机器人在工业制造、家庭服务、医疗康养等领域的应用不断深入，对高性能、低成本、高可靠性的核心零部件的需求将日益迫切。这种市场需求将倒逼上游零部件厂商加快技术创新和国产替代的步伐。
7.3.3 国内企业的成本与快速响应优势
国内企业在成本控制和快速响应方面具备天然优势。凭借国内完善的产业链和庞大的工程师红利，国内企业能够以更低的成本生产出性能相当的产品。此外，国内企业能够更快速地响应客户需求，提供更灵活的定制化服务。这些优势将助力国内企业在人形机器人核心零部件的国产化替代中占据有利地位。
特斯拉与中国代工特斯拉的Optimus供应链，近六成的核心零部件都来自中国企业。三花智控独 家供应关节驱动系统，还在墨西哥建了工厂，贴近特斯拉的生产基地；拓普集团供应线性和旋转执行器，已经规划了扩大产能的配套体系；五洲新春的行星滚柱丝杠，是Optimus的关键部件，2025年三季度产能已经爬到3000根/月。
这些合作不是简单的“代工”，而是深度绑定。绿的谐波和三花智控合资建厂，一起优化减速器和执行器的适配性；均胜电子把汽车上的六维力传感器技术，改成机器人能用的版本，专门给Optimus定制。特斯拉知道，要实现百万台量产，必须靠中国供应链的成本和产能优势，这也是它把核心零部件订单交给中国企业的原因。
FigureAI也离不开中国供应链。它的Figure03，手部关节模组来自长盈精密，结构件和散热件来自领益智造，灵巧手电机模组来自兆威机电。长盈精密今年7-8月机器人业务营收已超上半年总和，其中FigureAI订单贡献占比超60%，领益智造2025年获千台级订单，且从零部件供应商升级为整机代工厂商，参与场景开发与组装。
国内的整机厂中，智元机器人的供应链全是自己人：绿的谐波供应灵巧手减速器，富临精工的合资公司供应关节模组，奥比中光提供3D视觉模组。这种全链条国产化，让智元能快速响应需求。
中国科协的数据显示，现在国内人形机器人核心部件国产化率已经突破70%，部分机构预测显示，到2030年人形机器人核心零部件国产化率有望超80%。
8. 国内上市公司业务布局与核心竞争优势
8.1 主要上市公司业务布局矩阵分析
8.1.1 单一环节深耕 vs. 全产业链布局
国内人形机器人产业链的上市公司在业务布局上呈现出两种主要模式。一种是在单一环节深耕，通过技术积累和规模效应，在某一细分领域建立起绝对的竞争优势，如绿的谐波专注于谐波减速器，步科股份专注于无框力矩电机。这种模式的优势在于能够集中资源，形成技术壁垒，但抗风险能力相对较弱。另一种是全产业链布局，如汇川技术、昊志机电等，它们不仅提供核心零部件，还提供控制器、驱动器甚至整机解决方案。这种模式的优势在于能够为客户提供一站式服务，增强客户粘性，但对企业的综合实力要求更高。
8.1.2 技术路线选择：跟随与差异化创新
在技术路线的选择上，国内厂商既有跟随策略，也有差异化创新。部分厂商选择跟随特斯拉等行业标杆的技术路线，如采用行星滚柱丝杠、无框力矩电机等，以降低研发风险和市场不确定性。另一些厂商则选择在特定领域进行差异化创新，如绿的谐波自主研发的“P型齿”谐波减速器，在性能上实现了对国外产品的超越。这种差异化创新有助于企业在激烈的市场竞争中脱颖而出。
8.1.3 产业链上下游整合情况
为了增强竞争优势，国内上市公司普遍在进行产业链上下游的整合。向上游延伸，是为了掌握核心原材料和关键技术，保障供应链安全，如汇川技术布局编码器，昊志机电布局力传感器。向下游延伸，则是为了贴近客户，了解市场需求，提供更具竞争力的解决方案，如汇川技术、埃斯顿等从零部件供应商向机器人本体制造商转型。
8.2 核心技术壁垒与专利布局
8.2.1 精密加工与制造工艺壁垒
人形机器人核心零部件的技术壁垒，很大程度上体现在精密加工与制造工艺上。无论是谐波减速器的柔轮加工，还是行星滚柱丝杠的螺纹磨削，都需要高精度的加工设备和成熟的工艺经验。这些工艺壁垒并非一朝一夕能够突破，需要企业长期的研发投入和技术积累。国内领先企业如绿的谐波、秦川机床等，正是通过在精密加工领域的持续深耕，才建立起今天的竞争优势。
8.2.2 材料科学与应用壁垒
材料科学是另一个重要的技术壁垒。高性能电机需要高性能的永磁材料，高精度减速器和丝杠需要高强度的特种钢材，柔性传感器需要高性能的柔性材料。国内企业在部分材料领域已经取得了突破，但在一些高端材料方面仍存在短板。材料的应用壁垒也同样重要，如何将材料性能与零部件设计、制造工艺完美结合，是企业需要解决的关键问题。
8.2.3 国内企业专利数量与质量分析
近年来，国内企业在人形机器人领域的专利布局日益活跃。以绿的谐波为例，其拥有数百项与谐波减速器相关的专利，形成了严密的专利保护网。汇川技术、鸣志电器等企业在电机、驱动器等领域也拥有大量的核心专利。然而，与国外巨头相比，国内企业的专利质量仍有提升空间，尤其是在基础原理、核心算法等方面的原创性专利相对较少。
8.3 客户资源与市场拓展能力
8.3.1 进入特斯拉、华为等核心供应链的意义
能够进入特斯拉、华为等全球顶级企业的供应链，是对国内企业技术实力和产品质量的最高认可。这不仅能为企业带来可观的订单收入，更重要的是，能够通过与顶级客户的合作，提升自身的技术水平和管理能力，并借助其品牌效应，拓展更广阔的市场。例如，绿的谐波、鸣志电器等企业进入特斯拉Optimus供应链，极大地提升了其市场地位和品牌价值。
8.3.2 从工业机器人到人形机器人的客户迁移
国内许多核心零部件厂商，如汇川技术、绿的谐波、双环传动等，最初都是从工业机器人领域起步，并积累了丰富的客户资源和技术经验。随着人形机器人产业的兴起，它们能够利用在工业机器人领域建立的客户关系和品牌声誉，顺利地将业务拓展至人形机器人领域。这种客户迁移，为它们在人形机器人市场的快速切入提供了便利。
AI技术的不断突破让人形机器人加速进化。传统的机器人只有“小脑”，只能通过“线性”的指令实现相对简单的运动控制，AI技术的发展能为机器人提供更高阶的智力支持，使其实现拟人化的感知、学习以及决策能力，相当于让机器人拥有了“大脑”。多模态AI大模型已经成为行业中众多参与者重点突破的方向。虽然目前包括OpenAI、 GPT、Google Gemini、字节豆包、Deepseek等海内外行业头部模型已有许多成果，但在多模态感知与生成的融合、端到端多模态、多模态推理等方向仍有较大的进步空间。可以预见在未来数年多模态领域仍将是众多大模型大厂聚焦突破的方向。
8.4 政策支持与产业生态协同
8.4.1 地方政府在产业集群建设中的作用
地方政府在推动人形机器人产业发展中扮演了至关重要的角色。通过设立产业基金、提供土地和税收优惠、建设产业园区等方式，地方政府吸引了大量企业和人才集聚，形成了强大的产业集群效应。例如，苏州、深圳等地已经成为全国乃至全球人形机器人产业的重要基地。这种产业集群不仅降低了企业的运营成本，也促进了技术、人才和信息的交流，加速了产业的创新发展。
8.4.2 产学研合作推动技术创新
产学研合作是推动人形机器人技术创新的重要力量。国内许多高校和科研院所，如清华大学、哈尔滨工业大学、中科院等，在人形机器人的基础研究和前沿技术探索方面取得了丰硕的成果。通过与企业建立紧密的合作关系，将这些科研成果转化为实际产品，能够有效地缩短研发周期，降低创新风险。例如，北京、上海等地成立的人形机器人创新中心，就是产学研合作的典型范例，它们整合了各方资源，共同推动人形机器人技术的突破和产业化。
人形机器人产业在未来数年乃至十年间，无疑将成为极具成长性的黄金赛道。除了初创企业外，还会有家电巨头、互联网平台公司、汽车公司都会下场，产业目前处于快速扩容、百花齐放的阶段。