人形机器人的千亿市场，有哪些芯片机会？

从蛇年春晚的《秧BOT》机器人整齐划一扭东北大秧歌，到各地庙会机器人巡游，机器人正撕掉"冰冷工具"的标签强势破圈。

其实近两年，人形机器人领域迎来了爆发式增长，技术突破，资本和政策的加持都前所未有。2024年人形机器人迎来历史性拐点：特斯拉Optimus突破产线应用门槛，量产指日可待，其他厂商玩家相继实现技术落地，带动核心部件厂商市值飙升。仅2024年全球人形机器人融资超15.2亿美元（约合110亿人民币），中国融资金额超50亿元人民币。

人形机器人被定位为“颠覆性产品”和经济增长新引擎。多家机构预测，2025年人形机器人或将步入量产元年。互联网大厂、汽车大厂、手机大厂等纷纷高调拼“造人”，从各路媒体到社交平台，机器人出道的赛博朋克照进现实，人形机器人热度持续涨翻天。

阅读本文，你将了解：

1、人形机器人怎么火了？

2、人形机器人市场有多大，玩家都有谁？

3、给芯片产业链带来了什么机会？

01、一直不温不火的机器人怎么突然火了？

人形机器人不算新事物，早在1973年，世界上首个全尺寸人形机器人WABOT-1就诞生了。此后几十年全球范围内人形机器人研发几乎没间断过，形成了几个阶段：

1960-1999年，早期发展阶段，以日本早稻田大学的WABOT为代表；
2000-2015年，高度集成发展阶段，以日本本田Asimo仿人机器人为代表；
2016-2020年，高动态发展阶段，以波士顿动力的Atlas为代表，有了更强的运动平衡能力，同时国内优必选人形机器人亮相2016年央视春晚。

到最近的2021年至今，人形机器人进入商业化落地的初级阶段，以特斯拉Optimus等为代表，各路厂商密集发布各自的首款人形机器人：

2021年特斯拉首发人形机器人Optimus概念，2022年小米首款人形机器人CyberOne、特斯拉Optimus原型机亮相；2023年，Opimus新机型实现多个机器人同时行走与抓取物品，以及傅里叶GR-1、宇树第一款人形机器人Unitree H1、智元第一款人形机器人远征A1，达阔、追觅科技、乐聚、开普勒展示或发布人形机器人等等。

早期日本本田、美国波士顿动力都有人形机推出，且达到了很高的水平，但为什么人形机器人直到最近几年才真正火起来？

背后的关键就是以特斯拉为代表的厂商，在推动人形机器人商业化上走在了前列。

2021年左右，特斯拉Optimus人形机器人的推出，给这个行业的商业化添了把火。

首先是成本突破，是区别于早期人形机器人的关键。

特斯拉Optimus原型机亮相的同时，计划3-5年量产，售价2万美元以内（约14万人民币），而波士顿动力Atlas与本田 Asimo 的成本均在百万美元以上。根据特斯拉最新量产计划，2025年将生产1万台Optimus机器人，产能扩展至每月1000台；2026年每月产能将达到1万台，2027年进一步提升至每月10万台。

其次是技术瓶颈的突破。早期的人形机器人软件端不能适应复杂应用场景、交互能力、运控平衡能力有待提升，硬件端续航能力、执行器的精度等仍需提升。

特斯拉把人形机器人从实验室产品转变为潜在的大规模商业化产品。不局限于实验室，聚焦于生产线、家庭助手、甚至是特定行业的应用，通过灵巧手赋予人形机器人真正的“动手能力”。

02、人形机器人市场有多大玩家都有谁？

进一步来说，特斯拉的例子和这两年AI大模型的发展，至少给了我们两点启发：

1、人形机器人，其实和造车（硬件、自动驾驶）一脉相承
2、AI大模型，让机器人有了更高的天花板

首先是特斯拉人形机器人完整的产业闭环。

特斯拉Optimus复用了自动驾驶相关技术，不仅加速了机器人的进化，且特斯拉汽车工厂和门店销售都为人形机器人提供了商业化落地的初步场景，产业链优势为降本提供了可能。

和自动驾驶一样，Optimus纯视觉方案的核心也在于海量数据、自研芯片与算法训练。Optimus搭载了与特斯拉车相同的FSD电脑以及Autopilot相关神经网络技术，不过需要更多数据积累和算法训练。

人形机器人要用到的零部件、AI芯片、大模型，与造车一脉相承。而汽车供应链正在加速部署人形机器人。有机构认为，人形机器人目前相当于2012-2014年的电动车，处于0-1放量前夕。

近两年，国内外车企纷纷进军人形机器人赛道。汽车供应商纷纷依托既有硬件技术（如传感器、芯片、电机）和供应链资源，向具身智能领域延伸。

技术可以复用，供应链可以协同，市场增量的蛋糕可能更大，具身智能（含人形机器人）成为车企智能化转型的新赛道。

其次是ChatGPT等AI大模型的出现，人形机器人的技术通道被打通了。

近两年通用大模型的发展赋予人形机器人强大的泛化能力，特斯拉、Open AI、英伟达、三星等科技巨头纷纷入局抢占行业高地。

宇树科技创始人曾表示，ChatGPT出现之前，我们也觉得AI不够智能，什么都干不了，然而ChatGPT出现之后，AI只需具体的应用就能落地，人形机器人只差一点火候来点燃，就是机器人大模型AI技术突破的临界点。

目前人形机器人行业的玩家覆盖国内外科技大厂、互联网大厂、人形机器人本体厂商、初创公司、车企等，入局者众多。

科技大厂的代表为特斯拉和英伟达。特斯拉成为人形机器人赛道引领者，英伟达则从芯片和中间件层面入局，打造底层开发生态，成为具身智能领域最强“卖铲人”。还有国外的谷歌、OpenAI、微软等，国内的华为、阿里、腾讯、百度等。科技大厂大多通过自研前沿技术+外部战略投资+大模型生态合作。

人形机器人本体/主机厂商，包括Figure、Agility、智元、宇树、乐聚、优必选、傅利叶等人形机器人厂商，也包括普度、追觅等服务型机器人厂商，以及埃斯顿酷卓、思灵机器人、大象机器人等协作机器人厂商。这类厂商在机器人相关硬件、控制算法和商业化等方面积累了一定的优势，多与科技巨头/互联网大厂合作。

初创公司，国外以PI、Skild AI、Covariant、X Square等为代表，国内则诞生了不少高校科研+/大厂背景的创业公司，包括银河通用、千寻智能、星动纪元、星海图、加速进化、星尘智能、众擎机器人、有鹿机器人等，主要方向为具身大模型和机器人本体的研发。

车企如小米、小鹏、比亚迪等，布局方式分为自研、合作研发、投资以及合作探索应用等。

人形机器人玩家还包括人形机器人上游零部件供应商、汽车产业链上游供应商等等，如地平线在人形机器人芯片领域布局了子公司地瓜机器人。

根据中航证券预计，人形机器人的成本将随规模效应逐渐降低，根据优必选、宇树、小米等厂商价格，估计2023年人形机器人单价约80万元，随后每年以15%的幅度递减。

长期来看，人形机器人市场规模将实现快速增长。根据前瞻产业观察，2023年全球人形机器人市场规模约21.6亿美元。随着技术的进步，预计未来人形机器人将在更多场景中实现商业化应用。预计到2029年，全球人形机器人产业规模预期达324亿美元。

03、人形机器人芯片价值有多大？

人形机器人主要分为：执行、感知、控制三大系统，并涉及能源动力及其他。从我们的梳理来看，芯片的价值主要体现在感知系统和控制系统。

首先看执行系统，零部件占比超50％，占比最高。灵活关节，丝杠、电机、减速器是关键，决定着人形机器人的运动灵活程度。

特斯拉AI Day示意图显示，特斯拉Optimus关节由40个执行器组成，根据机构测算，核心零部件包括丝杠（占比约23.4%）、电机（占比约8.9%）、减速器（用于旋转关节，占比约4.1%），旋转关节、直线关节、灵巧手合计成本占比超过50%，降本诉求下国内产业链更具优势。

凭借高度集成的供应链，国产零部件如高精度减速器、伺服电机、传感器等，在实现技术突破的同时也兼顾了成本效益。

接下来是感知系统，多个传感器将机器人对内外部环境感知的物理量变换为电量输出。

目前传感器成本占比约24.7%，成本仅次于执行系统零部件，主要包括力矩传感器、视觉传感器、触觉传感器。

如视觉传感器，特斯拉Optimus采用纯视觉方案，小米、宇树等大多使用多传感器融合方案。触觉传感器方面，特斯拉Optimus-Gen2手部搭配触觉传感器，有望引领行业新趋势。中国的传感器在视觉传感器、力传感器、陀螺仪等方面也取得了显著进步，能够提供多样化且具有成本效益的产品。

不可忽视的是，以上传感器都需要有专用芯片进行信号采集、处理和控制，包括模拟芯片、图像处理芯片、图像传感器芯片等。虽然许多机构对于传感器这部分没有单列具体的芯片占比，但可见其价值量也不小。

根据大摩对人形机器人“身体”模块的梳理，传感器部件中的模拟芯片与传感器配合，帮助调节温度、速度、位置、配电等。从技术上讲，许多传感器也是一种模拟芯片。

核心公司包括Allegro Microsystems、英飞凌、迈来芯、恩智浦、安森美、瑞萨、意法半导体、德州仪器、韦尔半导体。近年来国产模拟芯片替代正在加速。

最后是控制系统，主要是机器人进行运动控制的智能“小脑”（占比约2.9％）——控制器，以及作主要控制的“大脑”（占比约7.6％）——主控芯片等。

这部分需要根据机器具体的任务场景和需求进行设计开发，根据不同应用，不同算力需求，核心算法自研为主，壁垒主要在于通信、算力和软件。

就控制器硬件而言，主要包括工业控制板卡等核心部件，负责数据的采集、处理和传输。核心在于芯片，包括多种类型，如最常见的MCU，以及DSP、AI芯片、ASIC等。

机器人的“大脑”，通常指的是其主控芯片或计算平台（软件/人工智能模型）。

根据大摩的梳理，“大脑”的硬件部分主要包括视觉与计算芯片、存储芯片。

视觉与计算芯片是“大脑”的核心。专注于视觉的半导体位于边缘设备，使机器人能够可视化其环境。专注于计算的芯片要么位于边缘设备用于实时人工智能处理，要么位于数据中心用于训练基础模型或构建模拟。该领域核心公司包括：安霸、地平线机器人、英特尔、Mobileye、英伟达、高通。

如FSD（Full Self-Driving）芯片是特斯拉为其自动驾驶汽车开发的一款专用芯片，其高性能和AI计算能力在人形机器人领域也具有潜在应用价值。其他人形机器人多采用英伟达不同规格的AI芯片（如英伟达Orin），国内人形机器人也采用国产主控芯片，主要有全志科技、瑞芯微、星宸科技，现阶段性价比较高。

存储芯片包括美光、SK海力士、三星电子，随着AI的进一步渗透，存储芯片变得更加重要。

从特斯拉AI Day示意图来看，虽然人形机器人四肢关节部件以翻倍的成本增加，但大脑（32000元）、控制器（12000元）、感知系统（108500元）等芯片相关性高的单一项目成本也不小。由于人形机器人还没有手机、汽车那般成熟，各机型差异较大，对具体的芯片价值量仍然需要时间去估测。

参考资料：

[1]人形机器人系列深度之总览篇：黎明破晓，AI归宿，中航证券研究

[2]从汽车到具身智能研究：产业相通性下的差异化布局策略，佐思汽车研究

[3]细数人形机器人牌桌上的六大类玩家，RoboTalent

[4]人形机器人价值链100强公司，摩根士丹利