仿人机器人（Humanoid Robot），又称拟人机器人，具有类人的感知、决策、行为和交互能力。其有类人的外形外观、感觉系统、智能思维方式，控制系统和决策能力，最终表现“行为类人”。
仿人机器人被誉为AI领域的终极形态，设计制造目的是为了与人工工具和环境进行交互，从而辅助甚至替代人类的生产生活。应用场景上，主要分为商用场景和个人/家庭应用场景两大类，涵盖物流、送餐、清洁、陪伴、娱乐等应用领域。
一、需求场景广阔，万亿蓝海市场
服务机器人可以分为商业机器人和个人机器人，应用场景较为广泛。商业机器人是指在专业环境中执行服务的机器人，而个人机器人则用于私人家庭。根据Statista数据，商业机器人的应用场景主要包括医疗、物流、农业和其他（包括国防、公共关系等），个人/家庭机器人的应用场景主要为家务机器人（辅助吸尘、地板清洁、草坪修剪、游泳池清洁、窗户清洁、家庭安全等）、娱乐休闲机器人（用于满足情感需求、教育、陪伴等）。
商业场景中，医疗机器人占据最大的市场份额，物流机器人增速最快。根据Statista数据，2022年服务机器人中应用于医疗场景的机器人销售额达101亿美元，占比约34%，主要由于老龄化导致护理需求人数增加。此外，应用于物流领域的机器人2022年达46亿美元，增速最快，主要由于新冠疫情流行+互联网发展导致在线购物迅速发展，增加了对物流速度和交货时间的要求，物流、仓储中使用机器人可大幅度降低人工成本，提高效率。
个人/家庭场景机器人增速较快，仍具备较大增长潜力。个人/家庭场景中，2022年机器人销售规模达91亿美元，相比2018年的46亿美元，实现接近翻倍的增长；其中用于家务场景、情感交互场景的机器人分别占比82%、18%。我们认为个人/家庭场景是机器人未来发展的终极方向，相比商业场景具备更强大的增长潜力，市场空间广阔。
根据公开信息，特斯拉Optimus的应用场景以个人/家庭场景（C端）为主，同样包括商业服务场景与非结构化工业生产场景（B端）。场景进入顺序上，我们预计短期应用于个人/家庭场景，中期有望进入商业服务场景和非结构化&轻量化工业场景，长期待交互技术进一步突破后有望满足情感、陪伴等需求。
结构化工业生产场景也许并非Optimus的主要应用场景。由于生产过程中工艺工序较为固定，工业机器人专业化程度高、柔性化程度也在加深，可满足多下游行业生产需求，类人度要求较低，因此并非特斯拉Optimus的核心应用场景。
家务场景机器人应用主要集中于亚洲、美国和欧洲。根据Statista数据，2022年亚洲、美国、欧洲的家务场景服务机器人销售额预计分别为28亿美元、24亿美元和17亿美元，合计共占89%。故我们选取其中的主要国家：亚洲的日本、中国、国，欧洲的英国、法国、德国、意大利，以及美国的家庭户数作为测算依据。
考虑经济发展水平和人均收入等因素，我们假设美国/欧洲/亚洲市场未来（约1-3年）人形机器人渗透率分别可达16%/12%/8%，结合美国、欧洲、亚洲的主要户数情况，可计算出美国/欧洲/亚洲的平均台数分别为1343/1496/4347万台，总需求台数可达7186万台。如果单价按照规模化生产后的20万元均价测算，则总市场规模约14万亿元，空间广阔。
随着AI技术的进步，人机交互能力逐步加强，最终人形机器人可以很好的满足情感/陪伴需求。我们以一人户家庭为主要目标群体，将美洲、欧洲、亚洲核心国家的家庭户数拆分为一人户家庭和非一人户家庭，一人户家庭以情感/陪伴需求为主、给予较高渗透率（美国、欧洲、亚洲分别为35%、28%、20%）；非一人户家庭按照家务场景需求为主、给予渗透率估计（美国、欧洲、亚洲分别为16%、12%、8%），最终测算得到家务+情感/陪伴场景下人形机器人总需求台数为10107万台，按照单价20万元，则市场规模约20万亿元。
二、人形机器人三大核心技术
人形机器人在交互&环境感知方面，可复用特斯拉自动驾驶等技术。智能汽车≈自动驾驶+轮式机器人，人机交互、环境感知相关技术可以复用，车企布局人形机器人逻辑较顺。
Optimus头部配备与特斯拉汽车相同的摄像头等传感器阵列，算力支持由FSD（Full Self-driving，自动驾驶）芯片提供，同时与汽车共用AI系统，利用Dojo超级计算机的训练机制去提升机器人的功能。
FSD（Full Self-driving，自动驾驶）芯片：特斯拉自动驾驶芯片完成了由Mobileye、英伟达向自研FSD芯片的迭代（台积电代工），自研芯片算力可满足L5级别自动驾驶。
D1芯片：2021特斯拉AI日公布自研芯片D1，采用分布式架构，7nm制程，每个D1芯片搭载500亿个晶体管、354个训练节点，单芯片BF16精度下算力高达362 TFLOPs，功耗仅400W。特斯拉25个D1芯片组成一个训练模块，实际应用中，特斯拉将120个训练模块组装成超级计算机，含有3000个D1芯片、超100万个训练节点，算力可达1.1 EFLOP。
复盘特斯拉电车商业化成功之路，回顾特斯拉近十年销量，2011年特斯拉全球销量不足300辆，历经十年迅速增长至2021年的93.6万辆，10年CAGR高达124%。其中，2012年Model S上市，特斯拉销量增长至2650辆；2018年Model 3在美交付，销量同比高增139%达到25万辆；2021年国产Model Y上市。
2018年 Model S/X进入销量瓶颈期，Model 3/Y在18-21年销量实现高速增长，销量占比稳步提升。其中2021年 Model S/X销2.5万辆，同比~56.2%，销量占比2.7%；2021年 Model 3/Y销91.1万辆，同比+106%，销量占比97.3%，贡献2021年主要增量。
复盘特斯拉电动车的成功之路，人形机器人有望解决替代人类进行多种类、重复性工作的痛点，合理定价下可具备较强经济性（假设Optimus价格在20-40万元，回收期有望在2-5年以内），叠加智能化相关技术迭代使得Optimus有望逐步成为“爆款”，产品已具备商业化基础。
人形机器人 VS 电动汽车
特斯拉在三电技术、智能化技术、商业模式&营销策略方面全面领先，相比其他自动驾驶厂商具备绝对竞争力，由于人形机器人和电动车具备众多相似之处，人形机器人领域特斯拉相比其他厂商仍具备相对优势，Optimus商业化成功率较高，有望率先主导市场。
特斯拉三电技术、智能化技术、商业模式全面领先
Model S为特斯拉最长线的产品，从2012年上市至今，我们认为可以通过特斯拉Model S的发展历程判断人形机器人的放量节奏：上市以来， Model S不断更新换代，15-17年逐步起量，17-18年达到稳态销量水平，18Q4销2.76万辆（含Model X），19年以来Model S进行改款，21年推出S Plaid，突破销量瓶颈。
人形机器人有望于23年底交付，预计2025年前可维持100%以上高增速：类比特斯拉ModelS——12年上市，5年时间销量迅速增长，16-17年销量增速（含Model X）分别为50%/33%（13-15年我们预计复合增速80%+），18年销量稳定。
预计Optimus有望于2022-2023年开放预定，2023年底开始交付，交付量10万台左右，交付后2-3年交付量预计逐步爬坡。考虑到人形机器人为新兴产品，市场空间相对电动车更广阔，因此Optimus量产后增速有望远高于Model S，我们预计2024-2025年销售量分别为30万台/100万台。
三、减速器公司或最为受益
新能源汽车的普及给产业链公司带了巨大收益。按照新能源汽车的成本构成，锂电池在成本中占据绝对王者地位——40%，因此锂电池上下游公司也成为新能源汽车崛起最为受益的公司。
但是锂电池却并不是人形机器人上成本构成占比最大的部分。机器人产业链分为：上游零部件供应商、中游本体供应商、下游系统集成和服务提供商，以及终端应用市场。
因为人形机器人的设计较新能源汽车更为轻便，擎天柱的体重56公斤左右，因此其本体在产业链中的位置就并不是特别重要，只占人形机器人整体成本的15%。上游的零部件中，减速器是人形机器人成本中占比最重的部分，占20%。其余如伺服系统、传感器、系统集成和控制器分别占15%、15%、15%、10%。
广发证券研究认为，特斯拉机器人配套了40个自由度，包括中上肢和躯干28个，仅手部就有12个，这样的设计对减速器的需求个数如下：15个谐波减速器，10个行星减速器，2个RV减速器，因此减速器市场空间可观。
然而从全球精密减速器的市场来看，日本公司几乎处于垄断地位。东吴证券的研究显示，根据《工业机器人减速器市场分析与产业供需格局研究报告（2018年）》，日本纳博特斯克是生产RV减速器的世界巨头，约占60%的全球减速器市场份额；哈默纳科（日本）则是谐波减速器（体积小、负载低，主要用于人形机器人关节）领域的龙头，约占15%的全球减速器市场份额。除此之外，日本住友RV减速器和新宝谐波减速器合计占全球10%市场份额。
中国减速器公司起步晚，但也在奋力追赶。绿的谐波（688017.SH）是国内减速器市场唯一能与日本公司相抗衡的国产谐波减速器公司，截至2021年，该公司在国内谐波减速器市占率达到24.72%，龙头哈默纳科占比35.51%，有进一步国产替代的空间。
二级市场上，在马斯克的不断造势之下，作为国内资本市场为数不多的谐波减速器标的，绿的谐波股价乘着机器人概念的春风两个月内股价翻倍。
除了减速器，伺服系统和传感器也是人形机器人产业链上看点较多的领域，但这些领域依然是日本和欧美公司的天下。2019 年，松下、安川、三菱三大日系品牌就占据国内伺服系统全部市场份额的约45%。国内能占据一定市场地位的只有汇川技术（300124.SZ），2019年该公司占有10.3%的国内伺服市场份额。
同样，占据全球位移传感器市场份额40%的龙头公司基恩士，也是一家总部位于日本的公司。不过因为传感器细分领域较多，差异性也很强，很难形成类似减速器那样的规模效应。
尽管如此，多家券商还是认为，擎天柱的量产可能会导致人形机器人商业化的加速，这是中国机器人零部件公司又一次加速的机会。
据悉，人形机器人擎天柱不仅将会在2023年实现量产，而且“从长远来看，Optimus机器人将比汽车更有价值，将彻底改变整个经济。”马斯克在特斯拉股东会上表示。
未来有可能出现大量的传感器公司，例如传感器力控、视觉、柔性执行器等。传感器不仅仅在机器人上使用，在自动化机械上也会使用（泛机器人概念）。
目前行业还处于相对早期的发展阶段，市场增量潜力巨大，产品形态创新和商业化探索仍有非常大的空间，也需要更多从业者共同努力，一起推动人形机器人行业的快速发展。
人形机器人技术集成难度高，是未来智能机器人重点发展方向之一。随着特斯拉Optimus颠覆性的发布加上小米CyberOne对行业的“搅局”，加上下游应用场景的逐渐渗透，未来市场空间广阔。
来源：财经杂志，智东西
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