从日本、德国看中国机器人产业崛起

  2025年2月，摩根士丹利发布了机器人产业链分析报告，梳理了全世界内前100家人形机器人产业链的核心上市公司，并划分为“大脑”“身体”“集成”三大部分。

  从绝对数上来看，中国企业在“集成”部分占比最高，共计10家企业上榜，占比达45%；“身体”次之，共计24家企业上榜，达到37.5%；“大脑”部分最弱，仅3家企业上榜。从全球市场占有率来看，中国在全球人形机器人产业链中的综合占比达到63%，尤其在“身体”（包含传感器、执行器、电池、电机等）环节占比突出，超60%。虽然在“大脑”(包含芯片、AI模型、仿真软件等）方面中国仍在追赶，但在这一波机器人的发展浪潮中，中国已经走在了相对领先的地位。

  此份报告中，日本已经优势不再，德国的身影也几乎消失，曾经的机器人领跑者似乎已经掉队，其经验教训值得中国借鉴。

  1967年，日本首届机器人学术会议将机器人定义为“可编程的自动化工具”。其核心应该是工具属性，但日本却执着于让机器人成为“人”。

  日本人形机器人的开发起步较早。1973年，日本早稻田大学发布全球第一台人形机器人“WABOT”，虽然其造型粗犷，金属骨架和电线都暴露在外，仅具备了人形四肢，但毋庸置疑，WABOT已经是一台线年，日本经济产业省发布《机器人白皮书》，提出“机器人应成为人类伙伴”，将服务机器人（护理、家政等）列为战略重点，并围绕服务型机器人普及化推出“机器人革命战略”。此后，日本产业龙头、科研机构、高校院所纷纷入局。从1990年至2010年20年间，日本文部科学省累计投入超2000亿日元用于服务机器人研发，而同期工业机器人(机械臂等）的经费却不足300亿日元。

  以本田为例，本田在2000年开发出“ASIMO”。作为世界上第一台使用双腿上楼梯的机器人，被视为人形机器人发展的里程碑，一度变成全球顶流，是日本在机器人领域的典型代表作品。但如火如荼的发展并没有为日本带来生产力的实质提升，服务机器人和工业机器人存在根本性的不同，当美国的机械臂在工厂中夜以继日地生产时，日本的机器人正在台上表演走路。没有经济价值，就没收入来源。以ASIMO为例，从市场来看，2011年ASIMO每台售价为250万美元，这还不算后期维护费用，而ASIMO的定位是为老年人提供看护，但250万美元的价格足够雇用一个专业看护团队24小时照看。这种性价比极低的产品自然没有市场。直到ASIMO退役，总计仅售出不到300台，回收资金不到4.5亿美元，而本田光是研发成本就在16亿美元以上，可谓是血本无归，最终被市场淘汰。

  2013年，德国在汉诺威工业博览会上正式提出“工业4.0”概念，旨在利用信息化技术实现智能化工业体系。工业4.0战略一度被视为第四次工业革命的灯塔，彼时的德国仍是机器人赛道的主要玩家，KUKA（库卡）被誉为全球四大机器人巨头之一，以高精密闻名全球，多轴工业机器人出口全球，经济效益远超日本。无论从哪个角度看，德国的前景都一片光明。

  然而，工业4.0战略却彻底暴露了德国机器人领域的致命缺陷。该战略要求将生产、制造、销售等环节的信息“智慧化”，通过物联网实现高效、个性化的供应。要实现这一点，首先就要将企业间信息贯通，即“横向集成”，其次需要将企业内部不同层级的系统来进行垂直整合，实现端到端数字化，即“纵向集成”。

  德国的机器人产业存在很明显的问题：德国自身的基础供应链只能提供机器人的“拼图”，其产业链高度依赖全球化。如果将一台德国产机器人拆解就会发现：伺服电机来自日本安川，减速器来自日本纳博特斯克或哈默纳科，芯片来自美国英特尔，控制器来自瑞士ABB，关节编码器和稀土永磁体来自中国，只有传感器和末端执行器来自德国本土。

  如此复杂的供应链直接击碎了德国工业4.0的梦。另一方面，部分供应商如日本纳博特斯克和哈默纳科这样的垄断性巨头提供的都是排他性协议，使得在关键时刻德国错失了许多机会。以减速器为例，因为排他性协议，厂商只能从日本采购，而日本生产每套减速器都需按照每个客户需求单独调整生产线，否则精度可能下降，这导致减速器平均交货周期长达6个月。而在集齐所有零部件完成生产后，厂商还需按照欧盟《机械指令》（2006/42/EC）的要求完成技术监督协会、德国标准化协会和德国工程师协会等标准的认证，此类认证的平均认证周期为9～12个月。简单来算，不算收集市场反馈和设计产品的时间，单从生产到能进入市场的时间就长达15～18个月，这种市场响应速度已经不具备竞争力了。技术孤岛使得生产周期被迫拉长。对市场响应速度远远不如集成化生产模式，没有市场的订单，终归消失在发展的浪潮中。

  作为较晚加入人形机器人赛道的成员，中国已成为当今机器人赛道的主流玩家之一。作为制造业强国，中国是最有可能实现供应链完整的国家，在不依赖进口的情况下组成完整的供应链，需关注如下几个环节：

  中国拥有全球90%以上的稀土离心萃取专利，掌握开采、分离和精炼等环节的技术，是全球最大的稀土资源出口国。

  对精密控制要求较高的工业机器人和人形机器人的转动关节，基本都需要采用永磁同步电机或无刷直流电机，这些电机依赖永磁体实现高扭矩密度、快速响应和高效能。而永磁体，比如典型的钕磁铁的生产过程和原材料几乎完全由中国主导。国内企业已实现将使用稀土的伺服电机材料成本压至35美元/千克，仅为日本日立金属的60%，占据全球超90%的市场份额。

  减速器是动力传递的核心部件，可通过调整齿轮传动比，将电机的高转速转换为低转速，放大输出扭矩，使电机始终运行在高效区间，提高功效，避免过载。更重要的是，减速器可通过预紧结构减少齿轮间隙，确保传动精度，避免定位误差，有效提高加工精度，这在高精度产品制造如芯片制造等场景中必不可少，在工业机器人的制造成本中占比最大。

  面对国内减速器技术起步较晚，高精度减速器大部分依赖进口的问题，我国正奋力追赶。目前，部分国产谐波减速器的传动精度和使用寿命已经达到国际领先水平。国产谐波减速器在中低端市场已经实现90%的国产化率，但在高端市场仍被国际巨头占据80%份额，主要因材料如高强韧轴承钢和精密加工工艺存在代差，虽然突破了技术但产能尚未释放。综合来看，中国已实现中低端和部分高端产品的国产替代，但在高精度市场中国仍是追赶者。

  伺服电机是机器人运动控制的核心执行单元，将电信号指令转化为机械运动动作，确保执行机构精准完成指令动作。比如，工业机器人中的机械臂定位、焊接，医疗机器人的手术器械操作等。国内伺服电机依托稀土资源优势和永磁体制备技术，在中低端市场国产化率超过90%，在定位精度、重复定位精度及动态响应性能方面已与国际市场标准相当。但在高端领域仍存在显著差距，23位以上高精度编码器、耐高温硅钢片等仍需采购国外产品，半导体制造、精密医疗设备等仍被进口占据80%以上份额。

  中国在动力电池和储能电池等高密度电池市场占据主导。2024年，中国生产的锂离子电池约占全球总量的75%。根据国际能源署报告显示，2024年中国电池均价降幅达30%，而北美和欧洲的价格分别高出20%和30%。中国磷酸铁锂电池技术突破显著降低成本。2024年中国磷酸铁锂电池价格已降至约45美元/千瓦时，同期钠离子电池价格仍维持在87美元/千瓦时的高位，整体价格仍显著低于欧美。

  2024年，中国芯片产量超4000亿颗，占全球总产量的近50%，14纳米及以上制程芯片占全球市场70%，供应全球50%以上的芯片封装和大部分电路板，拥有“设计—制造—封装”全链条配套能力。但7纳米以下先进制程芯片仍依赖台积电等供应，而先进制程芯片在先进制造、AI训练和尖端机器人中不可或缺，是中国需要突破的关键技术。综合来看，中国的工业基础足够支撑中低端及部分高端机器人产业的完整供应链，而随着中国加紧扩大关键零部件产能并加快突破技术壁垒后，高端机器人产业的完整供应链也在逐渐完善。

  中国的政策具有稳定性和一贯性，通过5～10年的长期规划，垂直整合同产业链企业并建立大量的科技园区集中安置，联合研究机构，形成产学研结合，逐步打破“卡脖子”环节。

  以珠三角地区为典型。机器人的生产厂商可以在1小时内找到焊接、数据测试、模型制造等任何所需要的零件或服务。从设计到测试的流程可在当日闭环，大幅缩减中间环节时间，使得多款产品同步测试成为可能。这种从上游生产商贯通到下游应用场景的模式已具备德国工业4.0提出的“横向集成”特征，数据智慧化和信息化帮助企业在数周内完成产品迭代，根据德国机械设备制造商协会反馈的结论，在对客户的真实需求响应和创新设计上，中国厂商的速度平均是欧美厂商的5～10倍。

  企业的核心导向是客户需求，而中国作为人口大国和制造业大国无论在服务型机器人还是工业机器人领域都有庞大的市场。中国建有全球最发达的快递物流系统，从发货到使用可以压缩到48小时内，生产商快速收集用户反馈，并根据反馈进一步优化设计，形成“快速试错—改进”的循环。

  更适合客户的真实需求的产品将促进市场占有率的上升，这就能很好地解决三维数据收集问题。与大语言模型的训练用数据不同，机器人技术需要在三维场景中实现运动，需要的是多模态数据，而这类数据需要在物理世界进行收集，网络中并不存在。只有当一款产品有足够多的使用者，才能产生足够多的数据来进行优化和改进，从而更成熟。举个简单的例子：桑塔纳假如慢慢的出现故障，工程师一定能快速定位，因为这款产品有足够多的用户和数据，但如果迈巴赫出现一些明显的异常问题，工程师可能就需要思考了，因为只有少数多的样本对比，工程师甚至都不能确定是普遍性问题还是个案。机器人是相同的，要开发出一款符合市场需求的、正确的、功能齐全的、性能强大的产品，一定会经过反复迭代、试错、再制造的过程，并在竞争对手之前完成生产。中国有充足多的用户和更快的数据收集效率，而三维数据的积累又将形成新的发展优势，带来良性循环。

  据国际机器人联合会2024年报告，中国机器人密度从2015年的49台/万人跃升至2023年的470台/万人，跃居全球第三位。2023年中国工业机器人安装量达27.6万台，占全球总量的51%，成为全世界最大的应用市场，工业机器人应用覆盖60个行业大类、168个行业中类，尤其在汽车、电子、新能源等领域需求强劲。旺盛的市场需求带来规模效应，成本进一步压降，推动企业资金良性循环。

  在机器人赛道，完整的产业链至关重要。总体而言，集群化发展卓有成效，依据工业与信息化部数据，截至2024年7月，中国持有的机器人相关有效专利超过19万项，占全球比重约2/3。中国已连续11年成为全世界最大工业机器人市场，机器人产业营业收入年均增长约15%。

  2021年发布的《“十四五”机器人产业高质量发展规划》将机器人产业列为战略性新兴起的产业和高端制造业的核心领域。2023年发布的《人形机器人创新发展指导意见》将人形机器人定位为颠覆性技术产品，是未来经济发展的核心动力，要求机器人产业要规模化，综合技术实力能达到国际领先水平。深圳积极做出响应国家政策，将机器人列为“20+8”基础支撑类战略性新兴起的产业，出台《深圳市培育发展机器人产业集群行动计划（2024—2025年）》《深圳市具身智能机器人技术创新与产业高质量发展行动计划（2025—2027年）》，扶持机器人产业高质量发展，建设人形机器人城市应用试验区。

  一是形成了人才虹吸效应。哈尔滨工业大学（深圳校区）、南方科技大学、深圳大学等均设置了机器人产业相关专业。比亚迪、华为、大疆等有名的公司总部都在深圳。产学研一体，持续不断的增加人才储备厚度，丰富应用场景。二是丰富的技术储备。2024年，深圳机器人产业专利申请量达20531件，同比增长35.56%，位居全国首位。坐拥鹏城实验室、腾讯RoboticsX实验室等，协助技术成果转化，赋能机器人发展。

  打造“小时级”供应链，配套加工设施完善，更有AI大模型企业、大数据供应商等企业助力。在实际落地上与优势产业深层次地融合，借助如电子制造、汽车制造等主要产业的带动，形成技术叠加优势。

  比亚迪、华为、荣耀等大型生产企业均在深圳建厂，对工业机器人需求旺盛。深圳人均消费水平居全国前列，对服务型机器人同样有需求市场，相关公司能够在这里充分测试、迭代产品，而深圳市政府秉持先行先试的原则，率先落地政务、医疗等多个AI应用场景的测试，通过制定严格采购标准促进企业技术升级。

  仅2024年，深圳机器人产业新增注册企业就达884家，产业规模达2012亿元，融资事件72起，融资总额超200亿元。激烈的竞争下，不达标企业被迅速淘汰，由市场“看不见的手”决定资源配置，各细致划分领域呈现龙头领跑、赢家通吃的现象，更有比亚迪、华为等工业龙头跨界赛道，加剧同业竞争，倒逼企业提升产品质量。

  深圳拥有深水港——盐田港，日吞吐量可达4.12万标箱，允许大型运输船靠岸。结合早期布局AI赛道的积累，通过AI与机器人技术融合的优势抢占先机，同时推动境内、境外双循环。

  以大疆为例，大疆作为全球无人机领域的绝对龙头已拥有市场约80%的占有率，其依靠的便是对市场的快速响应和超高速的迭代。据大疆官网2010—2024年的数据，使用线性回归分析得出：大疆每迭代1款产品，市场占比可相应提升约8.08%。而大疆以市场需求为基础，依托人才优势和相关产业支持快速迭代产品，压缩试错时间和成本，加上政策倾斜，可快速研发出“正确”产品，并迅速对市场输出。同时，扩大产能形成规模效应，进一步分摊成本，提高市场占有率。大疆的成功就是集群化发展的策略最典型的例子。

  中国正面临百年之未有之大变局，正从制造大国向智造大国转型。在第四次工业革命慢慢的接近的现在，机器人将是进步的关键力量，只有不断攀登，保持优势，率先解锁机器人生产力，才有机会做定义者，而不再是追赶者。