近期，马斯克在其官方微博上宣布特斯拉人形机器人即将推出，引发资本市场对于机器人核心零部件——减速器的广泛关注。以此为契机，我们对减速器行业发展现状与未来趋势进行重点探讨。

摘要

高端升级叠加复工复产，减速器赛道景气反弹可期。减速器在冶金、工程机械、船舶等一般工业或机器人等专用领域均有广泛应用。我国减速机行业在十一五前以中小型通用摆线减速机生产为主，发展至今已在通用减速机、专用减速机等方面多元开花，中低端减速器步入成熟期，高端类产品持续发力。据前瞻产业研究院预测，2021年我国整体减速机市场规模达1,258亿元，同比+5%，我们预计未来五年复合增长率在4-5%。我们认为中期来看高端升级行业政策频出、短期来看22Q3行业需求有望反弹。

2021年通用减速机市场规模500亿元，国产企业高端突围。21年我国通用减速机市场规模约500亿元，SEW、FLENDER等外资占据高端客户，中端市场以国茂股份、通力科技为代表，低端市场长尾分布。我们认为通用减速器行业中，模块化设计及精益生产构筑壁垒，市场集中度持续提升。我们认为，国产龙头有望通过产业链整合及跨行业延伸，打开成长空间。

2025年国内机器人RV减速机市场近40亿元，进入关键节点。我们测算2025年国内机器人用RV减速器需求79~104万台，中性情境下市场容量40亿元，机床、工业自动化设备等应用仍存。根据MIR数据，我国RV减速器国产化率始终不足30%，截止2021年日本纳博及住友占据六成份额。2021年双环传动、秦川机床双双跨过盈亏平衡点，产能跑马圈地及头部大客户渗透加速，我们认为行业迎来关键节点。

国产谐波减速器品牌涌现，行业或步入竞争加速阶段。我们测算2025年工业机器人用谐波减速器市场规模28亿元左右，叠加协作机器人、机床等应用场景，总市场规模可近40亿元。我国谐波减速器品牌“一超多强”，绿的谐波已实现谐波减速器规模化国产替代，在国产工业机器人品牌市占率近六成，协作机器人市占率更高。此外，近两年来福谐波、大族传动等厂商纷纷涌现，机器人本体企业供应链选择愈加多元，行业或步入竞争加速阶段。

随着工艺技术成熟发展及产业链验证，我们认为未来三年前瞻布局产能、拓展高端领域的减速器企业优享成长红利。

风险

宏观经济下行、局部疫情反复等。

正文

减速器赛道长坡厚雪，细分领域星火燎原

政策支持与下游需求，双轮驱动我国减速机市场规模增长

减速机（器）是关键传动部件之一。减速机又称减速器、减速箱（齿轮箱），是链接电机与执行动力机构的闭式传动装置，作用原理为“利用齿轮啮合，降低电机转速，传递更大转矩”。绝大数电机负载大、转速低，不适宜用原动机直接驱动的工业场景，需配用减速机。中国通用机械工业协会减变速机分会（CVSMA）是减速机行业主要的自律组织之一，减速器与变速机的区别在于传动比是否恒定，有分别不同的应用场景。

整体减速器赛道广阔，我们预计未来五年复合增长率4%~5%。作为机械核心传动装置，减速机下游广泛分布在起重运输、水泥建材、重型矿山等国民工业体系中。根据Business Research Company数据，2019年全球减速机规模达4,000亿元以上，近五年复合增速9%。根据前瞻产业研究院，2021年我国减速机市场规模达1,258亿元，同比增长5.0%，我们预计未来五年复合增长率在4%~5%。

减速机可分为通用、专用和精密类。1）通用减速机产品呈现模块化、系列化的特点，代表企业如德国SEW；2）专用减速机适用于风电、船舶、轨道交通等特定行业，代表企业如杭齿前进；3）精密减速机具有回程间隙小、规格小、精度较高的特点，一般分为RV减速机和谐波减速机，应用于机器人、数控机床等领域。

按传动类型，减速器又可分为齿轮减速机（占比34%）、蜗杆减速机（占比30%）和行星齿轮减速机（占比34%）；按传动级数可分为单级和多级减速机等。

中期催化：政策红利向高端减速器倾斜。我国减速机行业从十一五前仅涉及中小型通用摆线减速机生产，至现在延展至风力发电、盾构机专用齿轮箱、机器人精密减速器，已明显缩小和国际产品技术差距。根据我国重型机械工业年鉴，2020年我国减速器产量917万台，同比增长7.7%;重点联系企业订单增速9.4%。从中长期发展角度，我国通用中低端减速器已步入相对成熟的发展阶段，高端类专用减速器仍有政策助益。

1）去年12月底工信部等多部门联合印发《“十四五”机器人产业发展规划》，明确提出提升RV减速器和谐波减速器的先进制造技术和工艺，补齐产业发展短板；2）今年6月，风力、动车等减变速机产品被纳入《重大技术装备推广应用导向目录 (2022年版)》，政策持续向高尖端减速机产品倾斜。

短期催化：我们预计三季度减速机行业有望环比回暖。复盘2001-2021年减速机行业产量增速，趋势上整体与制造业固定资产投资增速共振。1）2001-2010年：由于制造业固定资产增速较快，我国减速机十年复合增速为21%；2）2011年至今：制造业进入平稳增长阶段，我国减速机行业增速放缓，呈现3-4年周期波动。我们认为减速器市场整体经历2020-2021年景气大年后，2022年增速阶段性回落。但考虑到今年一二季度疫情叠加影响，三季度有望出现反弹。

细分垂直领域壁垒不同，星罗棋布

上市公司星罗棋布，百花齐放。我们统计A股目前至少有十余家减速器行业企业，囊括专用减速器、通用减速器、机器人精密减速器等序列。不同行业空间及竞争壁垒是衡量各家公司投资价值的核心因素，此外能否依靠产业链并购或者技术成功迁移，实现横向场景扩张，决定了各家企业发展上限。通过对比可看出，除通用减速器外，其他类型减速机标的盈利能力及营收增速分化较大。

通用减速机：高端渗透，行业集中度将持续提升

模块化设计&精益生产为王，市场集中度长期提升

通用减速器生产流程可以分为采购、精加工和装配。

►采购：减速机主要原材料包括铸件、锻件、电机、轴承，多数厂家选择外购。因此，生铁、钢材等大宗原材料价格的波动会明显影响采购成本。直接材料成本在通用减速器企业占据大头，2021年国茂股份/宁波东力/通力科技直接材料分别占比77.1%/77.4%/79.8%。

以国茂股份为例，公司采用成本加成法采购铸件和锻件，以多家询价采购轴承和电机，月度调整。1) 铸锻件:公司采购部门每月追踪生铁、钢材等价格变动情况，给予供应商报价。2）轴承及电机：市场报价较为活跃，对于生产耗用量较大的型号，“一品两商”供应。 

►精加工：在外购锻件、棒料或铸件之后，减速器企业分别进行“正火处理（改善切削加工）——粗加工——半精加工——机加工（车、滚、插齿）——齿轮热处理——齿轮精加工（精修基准、精加工齿形）”。不同通用减速机存在精加工的各自生产壁垒，具体如下：

1）齿轮减速机：齿轮、箱体加工设备、齿部加工磨齿工艺、装配技术等要求更严格从而制造成本高。2）行星减速机：行星减速机结构比较紧凑，回程空隙小、精度较高、驱动功率高，耗能低，减速规划广、输出扭矩大、运用寿数很长但是结构复杂制造安装难度较大。3）蜗轮蜗杆减速机：通常采用的阿基米德齿形，但此齿形磨削较困难。

►装配：通用减速器型号众多，行业在装配工序采用以销定产方式。通用减速器行业交货期在30天内，需在接单后迅速组织装配，对装配工艺的自动化、信息化提出要求。以弗兰德为例，拥有占地面积27,000平方米的装配中心，设有3条总装线。

我国通用减速机市场空间约500亿元，市场向头部集中。根据我们产业链调研，2021年我国通用减速机约占整体减速机市场份额40%左右，则对应2021年市场规模约为500亿元。以SEW、FLENDER为代表的外资企业是减速机行业的标杆，占据高端大客户市场。中端市场以国茂股份（国产通用减速机领域产品线最齐全的公司之一，2021年型号近10万种）、通力科技为代表，低端市场长尾供应高度分散。

他山之石-从SEW看全球综合型减速器龙头崛起之路

深耕传动领域，2021年中国区销售额突破百亿元。德国SEW(SEW-EURODRIVE)成立于1931年，发展为各种系列减速机、电机和变频控制设备的综合型国际集团，被誉为“世界传动领域先驱”，2021年集团营业收入突破33亿欧元。

产业链横向纵向整合，向解决方案发展。公司成立之初提供电动机、减速电机等产品，为了扩大公司产品线，SEW陆续收购竞争对手Obermoser AG（1973年收购，主营减速电机、直驱电机）、Pfeffer & Partner Getriebebau GmbH（1990年收购）、 Santasalo Ltd.（1993年合作，填补大型工业减速器），实现产品线快速延展。基于公司在电机、伺服控制、减速器的技术储备，2000年后SEW向整体驱动解决方案转型，2006年公司推出SEW MAXOLUTION系统解决方案。

扎根本土市场，专注精益化管理。以中国市场为代表，1994年SEW在天津经开区设立中国总部，也是SEW的亚太制造中心以及全国物流中心。SEW至今在天津三大工厂总投资超过4亿美元，2020年天津分公司总产值突破40亿元，同比增长10%。天津SEW工厂从减速器设计、加工、组装、检验、喷漆、包装等工艺流程均采用德国标准，产品从单一减速器生产向智能监控系统等新产品转化。此外，天津SEW持续改善生产物流管理运作，包括自动化立体库、自动货柜、仓储管理系统等，提升装配及发货效率。2021年SEW整体在中国销售额突破100亿元人民币，迈向全新发展阶段。

抓住机遇，打造下游应用场景标杆。近两年疫情对全球制造业供应运输带来严峻挑战，2020年SEW在CeMAT ASIA展会上，重点展示为智能物流、智能输送量身定制的全套工业4.0级别驱动解决方案。公司开发的状态监控系统也是瞄准智慧物流而开发，2021年升级为工业4.0的六大模块（无接触供电系统、波导通讯系统、二维码定位技术、车载控制器、安全控制器、物料调度系统），在奥迪、顺丰等全面战略合作。

RV减速器：厚积薄发，国产替代加速来临

2025年国内工业机器人用RV减速器市场约40亿元

机械原理：实体钢同步联动，抗冲击能力强。RV（Rotary Vector）减速器主要由摆线针轮和行星支架组成，摆线针轮具体包括正齿轮(行星齿轮)、RV齿轮(摆线轮)、曲柄轴、针齿销、外壳(针轮)、输出轴等部分，其中RV齿轮在减速器的中间，是传动的核心。RV减速器通常由二级减速机构组成，其机械原理为：在第一减速部中，输入轴的旋转从行星齿轮传递到太阳齿轮，按齿数比进行减速；在第二减速部中，曲柄轴会带动RV减速机做偏心运动，当曲柄轴转动一周，RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动一个齿，并通过输出轴输出，从而达到减速效果。

RV减速器与摆线针轮减速器同源，随机器人发展应运而生。摆线针轮行星减速器技术最早由德国人劳伦兹·勃朗在1926年提出。1980年，日本纳博特斯克基于摆线针轮技术提出了更精密的RV传动理论，率先应用于机器人行业。我国自1960年开始引进不同型号摆线针轮行星减器进行学习，1997年，王刚、刘继岩等教授借“863机器人研究专项”成功研制出RV-6AII减速机试样，近年来，随国产工业机器人对RV减速器降本诉求不断提升，双环传动、秦川机床等公司相继实现量产突破，率先进入盈亏平衡关键时点。

RV量产难点在于生产流程复杂，资本投入大。由于RV减速器多用于机器人底座及大关节，对于各部分零部件加工精度及组装的稳定性、一致性要求极高。我们认为量产难度主要涉及以下三个方面：

►设计难度：为达到关节运动的高精度和高稳定性，RV减速机的设计过程需对基础材料、零部件结构和齿轮齿形进行反复测试和修正形成最优选择，在这个过程中工装夹具的数据库和经验积累必不可少。

►零部件加工及装配难度：RV减速器本质为多轴同步联动，其对各个零部件的形位公差与尺寸公差有非常高的要求，但偏心轴、针齿壳轮、摆线轮、行星架等十多种零部件加工过程大不相同，零部件需在不同的加工过程中保持相同的运动公差，十分考验工程师能力。目前，我国难以达到P4级水平。

►资金投入难度：RV核心零件针齿壳、摆线轮加工所需的设备如磨床、磨齿机等，进口机床（例如卡帕、格里森、格林贝格）单台均价在1500万元左右，投入产出比在1：1左右，对中小厂商具有较高资金进入门槛。

RV与谐波减速器，机器人应用场景为互补关系。RV减速器容许力矩负载可达8,000N·m，具有更高的刚性和扭矩承载能力，在机器人大臂、机座等重负载部位拥有优势。谐波减速器容许力矩负载在 1,500N·m以内，限制了向重负载部位拓展可能。一般来讲，50kg以上大负载工业机器人关节需全部配备RV减速器，50kg以下轻负载机器人小臂、手腕等关节采用谐波减速器，其余关节采用RV减速器，彼此为互补关系。

我们测算2025年国内工业机器人用RV减速器需求79-104万台。假设：1）乐观/中性/悲观情况下，2021-2025年我国工业机器人产量CAGR分别为20%/15%/12%。2）各品类配比关系为：多关节/SCARA/直角坐标/并联/其他种类机器人每一台分别搭载RV减速器数量为3/1/0/0/0。3）行业均价：乐观/中性/悲观情况下，2021-2025年RV减速器均价下滑的CAGR分别为3%/5%/7%。

则乐观/中性/悲观情况下，我们测算2025年国内工业机器人用RV减速器需求为104/87/79/万台，市场规模分别为52/39/31亿元，2021-2025年复合增速分别为16%/9%/4%。我们认为我国RV减速器国产化相比于谐波减速器尚处初级阶段，十四五期间国产RV零部件品牌崛起为大概率事件。

工业加工领域存在其他场景，市场空间打开再添可能。根据纳博特斯克官网，RV减速器少部分可应用于机床的刀具和工件的旋转定位，最常见的应用包括磨头、磨头、切割头、转台、刀库等。高精度的RV减速器拥有低振动、高扭转、高倾斜刚度、高定位精度和低跳动的优势，可以确保机床的加工精度和加工表面质量。以龙门式加工中心为例，可配备1-2台RV减速器。

RV减速器常年被日资垄断，国产厂商持续突围中。据MIR数据，2021年国内RV减速器市场中，纳博特斯克/日本住友占据40%/19%份额，双环传动、秦川机床、中大力德等国产企业市场份额均位列前十名，但齿轮寿命（国产1万小时vs进口5万小时）、传动精度等方面仍有较大提升空间。近年来国产品牌以资本及技术加持，持续渗透RV市场，双环传动和秦川机床市占率分别由2017年的1.5%/5.9%提升至2021年的12.6%/9.4%，分别深耕中小负载/大负载RV减速器，2021年销售额均达1亿元左右，跨过盈亏平衡点。

他山之石-产业链深厚积累，铸就RV减速器全球龙头

传动领域技术积淀深厚，平稳转移。纳博特斯克缘起于两家在传动控制领域积累深厚的公司，一家是日本空气制动器株式会社，负责制造和销售铁路车辆用空气制动装置；一家是1944年从帝国人造绢丝株式会社分离出来的帝人航空工业株式会社。2003年两家公司合并为纳博特斯克，并在东京证券交易所上市。

早在1985年，纳博就研发出了高刚性、高精度的RV减速机，后持续进行产品性能升级，至今纳博特斯克在交通运输、工业制造、工程机械等行业传动领域协同发展，其中公司在RV减速器、食品包装机械、自动门领域实现全球市占率第一，更是垄断全球机器人用RV减速器70%份额。2021年公司实现营收2998亿日元（折合人民币147亿元），近五年营收CAGR为9.9%，实现净利润648亿日元，同比增长223.8%。2021年公司毛利率27.4%，EBITDA 利润率14.5%，净利润率21.6%。

多业务技术融合，协同发展。公司在研发结构上设立基础研发部门和针对零部件、运输、通道解决方案的专业研发部门，实现了底层技术和业务的协同发展。2021年零部件解决方案、运输解决方案、通道解决方案和制造解决方案业务分别实现1381、677、751和277亿日元收入，分别同比+25.7%/-13.3%/+1.9%/+47.3%，业务互相赋能共同发展。

本土化产能布局，深化相应和服务能力。纳博特斯克积极拓展产能，贴近下游需求，除日本本土外，在中国常州建有工厂，中国是工业机器人第一大消费国，本土建厂有助于技术服务的本土化落地及增强客户粘性，根据纳博披露，预计2022年全球总体产能增至106万台。2021年日本/中国/其他亚洲/北美/欧洲占比公司营收为54%/20%/6%/6%/14%。

谐波减速器：应用场景拓宽，国产跑马圈地

国内谐波减速器市场存在较大弹性，行业或竞争加速

机械原理：利用柔性元件弹性变形传动。谐波传动（harmonic gear drive）是20世纪50年代针对航空航天探索的重大机械传动创新，美国学者C.Walton.Musser1953年发明谐波减速器，并在1955年取得专利。其机械原理为：波发生器（直连电机）转动时，柔轮轮齿发生弹性形变，与刚轮轮齿不断发生“啮入、完全啮合、啮出、完全脱开”错齿运动， 从而实现减速运动。与传统传动比，谐波减速器有以下特点：

►传动比大：按齿数种类，谐波减速器可分为单级（柔轮比刚轮的齿数少1）、双级（柔轮比刚轮的齿数少2）、三级等。单级谐波传动比可达50-300，多级可以达到3000以上。

►承载力强：1）一般齿轮的同时啮合齿对数不到10%，谐波减速器为30%-40%。2）谐波减速器的刚轮材料和一般齿轮类似，可采用碳素钢和普通合金钢。但柔轮材料对疲劳应力有极高要求，热处理工序复杂。

►运动平稳：1）运动过程中大量齿面接触，冲击现象小。2）多齿啮合对误差有相互补偿作用，齿轮精度等级相同情况下，传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。

谐波减速器量产最大痛点在于柔轮成型工艺。谐波减速器技术研发涉及多方面，比如齿形设计、制造加工、疲劳测试等，但柔轮设计及热处理工艺为最关键一环。柔轮在谐波减速器运动中不断变形，如何提升柔轮精度保持寿命是各家谐波减速器厂商核心壁垒。1）原材料：国内外较多使用40Cr材料，但不同供应商的洁净度、一致性存在差异。2）齿轮齿形设计：柔轮可分为端面、径向等多种。3）热处理工艺：针对柔轮的薄壁变形部位的热处理产线需定制化，保证材料的结构组织与合理的晶粒度。

我们测算2025年国内工业机器人用谐波减速器需求111-150万台。我们假设：1）以乐观/中性/悲观下，2021-2025年我国工业机器人产量分别为20%/15%/12%。2）各品类配比关系为：多关节/SCARA/直角坐标/并联/其他配比谐波减速器为3.5/3/1/1/0.5。3）行业均价：以乐观/中性/悲观下，2021-2025年谐波减速器均价下降CAGR为3%/5%/7%。

乐观情况下，我们测算2025年国内工业机器人用谐波减速器需求近150万台，市场37亿元，2021-2025年复合增速为16%。中性情况下，我们测算2025年国内工业机器人用谐波减速器需求124万台，市场28亿元，2021-2025年复合增速为9%。悲观情况下，我们测算2025年国内工业机器人用谐波减速器需求111万台，市场24亿元，2021-2025年复合增速为4%。我们认为三种不同情形下，谐波减速器成长性差异较大，因而我国工业机器人行业增速、谐波减速器厂商竞争格局演变是未来五年核心关注变量。

我们测算2025年国内协作机器人用谐波减速器需求36万台。根据中国机器人产业联盟及MIR统计，2021年我国协作机器人销量1.4万台，同比增速87.6%，MIR预计2025年将达到6.1万台，复合增速45%。由于国内协作机器人聚焦于20kg以下小负载，我们假设配比关系为6台，均价1000元，则2025年协作机器人潜在需求36万台，市场3.6亿元。

谐波减速器在机床转台存在使用场景。在小型数控机床领域（加工中心、铣床等），谐波减速器可部分取代蜗轮蜗杆/凸轮滚子，用于机床转台，每台机床配备3-4个谐波减速器。根据我们产业链调研，机床转台常见以下几种方式：1）直驱电机，不需要传动，无磨损，常见于高动态响应的高端机床，以科德数控为例，其五轴联动机床全部采用直驱电机。2）涡轮蜗杆，市面最为常见方式，摩擦力较大。3）凸轮滚子，精密性不足，在高端应用遇到挑战。4）齿轮箱传动，DMG/哈默主攻方向，刚性强。鉴于谐波减速器尚未在机床转台领域形成主流技术优势，目前常见于3C轻切削加工，我们测算如下：

我们假设：1）2021-2025年我国数控金属切削产量CAGR为7%，对应2025年台数为25万台。2）谐波减速器转台渗透率从几乎为0%提升至10%。3）每台机床配4个谐波减速器，合计2万/台。则2025年机床转台用谐波减速器为10万台，市场空间5亿元。

综上，仅考虑工业机器人+协作机器人+机床转台使用场景，我们预计我国谐波减速器市场至2025年近40亿元。

我国谐波减速器品牌“一超多强”，跨界行业或竞争加速。根据我们测算，在工业机器人领域，2021年绿的谐波在国内自主品牌市占率六成左右，此外，有近几年快速发展的来福谐波、大族传动、昊志机电、湖北科峰等。我们认为国产谐波减速器快速崛起的本质在于国产品牌降本需求，而长期稳健发展则取决于技术进步。

他山之石-从哈默纳科看全球谐波减速器巨头成长路径

业务不断突破，不断挑战科技前沿。哈默纳科发展经历五大阶段：1970-1980年代，公司由减速机向机电一体化产品发展，机电一体化产品营收占比超过20%；1990年代由于日本本土机器人业务萎缩，公司前瞻性布局全球；2000年代垂直整合产业链，打造一体化优势持股青梅铸造，卡位核心制造环节，2010年代公司拓展非机器人领域，打开成长天花板。2022FY年公司实现营收570.9亿日元（折合人民币28.0亿元），近五年营收CAGR为1.2%，实现净利润66.4亿日元，同比增长903.4%。2022FY公司毛利率39.3%，EBITDA 利润率29.8%，净利润率11.6%。

差异化应用创造高盈利。2022FY前三季度公司来自于工业机器人和半导体订单强势，而到了今年一季度（2022FYQ4）新签订单中，车载及平板显示器增速高达+115.8%/+68.1%至7.1/5.0亿日元。日本长野县新工厂计划在夏季全面运营，下游面向汽车零部件，公司预计2023FY将增加12.45亿日元资本支出用于长野县工厂增产投资，新增13万/月谐波减速器产能。

投资建议

随着工艺技术成熟发展及产业链验证，我们认为未来三年前瞻布局产能、拓展高端领域的减速器企业优享成长红利。

风险提示

1）宏观经济下行：减速机需求与GDP、固定资产投资等因素紧密相关，如果宏观经济景气度下行可能造成制造业加工需求下降，对于工业减速机、专用减速机等需求下行。

2）局部疫情反复：局部疫情反复可能影响制造业企业生产积极性，从而对减速机需求减弱；疫情管控可能会影响减速机企业的生产和物流活动。

文章来源

本文摘自：2022年7月1日已经发布的《工业减速器赛道研究：千亿市场，星火燎原》