研究背景：2023年以来，受益于生成式AI的飞跃、特斯拉Optimus提振市场信心等事件催化，人形机器人进展显著加快，量产可期，产业资本关注度提升。空心杯电机是机器人灵巧手关键零部件，确定性较强、技术壁垒较高，据我们此前机器人系列报告四中TeslaOptimus成本拆分测算，单台价值量预计为7,200元，占机器人总成本的4.43%，占手部执行器成本的54.5%，人形机器人有望带来空心杯电机广阔新增市场。我们希望通过本文对空心杯电机原理、技术、规模等的介绍，为加深空心杯电机产业链的认识提供参考，并通过海外龙头的发展复盘，总结其核心优势，据此筛选出具备潜力的国内企业。
空心杯电机是高端的直流、永磁、伺服微特电机，核心特征为无铁芯转子。空心杯电机在结构上突破了传统直流电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也因此具备轻量化、节能、响应迅速等优点，被广泛应用于对重量要求高、需要实现快速自动控制的领域，如医疗器械、消费类电子产品、飞行器、电动工具、工业自动化等。
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2022年全球空心杯电机市场规模为51.62亿元，人形机器人有望带来广阔增量市场。空心杯电机下游医疗器械、航空航天基本盘稳固，自主可控、国产替代逻辑清晰。人形机器人预计贡献巨额市场增量。参考特斯拉Optimus，每只灵巧手需要用到6个空心杯电机。我们预计在人形机器人销量分别为10/50/100万台时，空心杯电机市场规模分别为12/48/72亿元，相对于2022年市场规模的弹性分别为23.2%/93.0%/139.5%，成长空间广阔。
空心杯电机行业集中度高，海外企业占据主要市场份额。据QYResearch数据，2021年全球空心杯电机行业CR3为55.43%，2022年全球空心杯电机CR5为67%，前五名企业包括Faulhaber、Portescap、AlliedMotionTechnologies、MaxonMotor及NidecCopalCorporation。国内鸣志电器、鼎智科技、拓邦股份均有空心杯电机产品布局，进展较快，具备量产能力。
空心杯电机技术壁垒高，核心难点在于绕线，我国在技术、工艺方面的积累较为薄弱，与海外存在差距。
1）核心难点在于绕线，我国技术差距体现在①设计环节，我国欠缺体系化的正向设计，缺乏定制化要求的系统驱动方案配置与产品设计能力；②加工环节，空心杯电机漆包线是悬空绕线，内部没有支撑，其加工精度直接影响磁场的稳定性，国内厂商切入需要在生产加工环节提高精度、良品率、自动化程度。
2）以Maxon、Faulhaber、Portescap为代表的海外企业成立超60年，技术起步早、工艺积累深，国企较外资差距体现在①规模方面，我国企业空心杯电机非各家主营业务，占比较小，营收静待起量；②产品方面，海外有刷/无刷空心杯电机最小尺寸可做到6mm/3mm量级，而国内仅能做到8mm/12mm，在功率、效率等部分性能参数方面仍有差距。
国内厂商有望受益于人形机器人产业机会提升市场份额，实现弯道超车。复盘海外龙头发展历程，其共同优势来自于深厚的技术积累、覆盖全球的渠道网络以及取得市场认可的产品品牌力。
我国空心杯电机国产化率偏低，提升空间广阔。人形机器人量产在即，我们认为国内厂商具备价格优势、交付周期优势，未来将持续发力研发积累和渠道建设，加深对下游应用行业的把控，提升交付整体解决方案的能力，有望在人形机器人产业进程中提升市场份额，实现弯道超车。
投资建议：空心杯电机下游医疗器械、航空航天等增长前景明确，基本盘稳固；同时人形机器人带来广阔新增空间，空心杯电机行业具备强成长性。此外，海外企业仍占据主要市场份额，自主可控背景下空心杯电机亦将受益于国产替代逻辑。
建议关注：
【鸣志电器】主业稳扎稳打，HB步进电机份额全球第四。空心杯电机领域国内领先，技术储备、生产工艺上具备先发优势和卡位优势。
【鼎智科技】微特电机领域隐形冠军，人形机器人线性执行器+空心杯电机双产品布局。业绩增速、盈利水平行业领先，成长潜力大。
【拓邦股份】智能控制器国内龙头，成立以来陆续发力家电、工具、新能源领域，电机业务有望成为公司第四增长曲线。空心杯电机业务起步早，产品已在智能制造、医疗健康等领域实现批量应用。
风险提示：机器人推广不及预期、人形机器人技术路线变化、市场竞争加剧、国内企业技术迭代不及预期、测算具有主观性。
（来源：安信证券）
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