新材料產(chǎn)業(yè)分析1.AI機(jī)器人：人工智能的終極形態(tài)人工智能：驅(qū)動(dòng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析方法賦予機(jī)器模擬、延伸和拓展類(lèi)人的智能的能力，實(shí)現(xiàn)聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)、學(xué)習(xí)、行動(dòng)等功能，本質(zhì)上是對(duì)人類(lèi)思維過(guò)程的模擬，是多學(xué)科交叉融合的前沿技術(shù)。發(fā)展歷程：處于爆發(fā)增長(zhǎng)的新浪潮1956年達(dá)特茅斯會(huì)議上首次提出“人工智能”概念至今，人工智能已發(fā)展60余年，經(jīng)歷三次全球發(fā)展浪潮，目前正處于第三次發(fā)展浪潮之中?；A(chǔ)層是AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展的底層基石人工智能產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游基礎(chǔ)層、中游技術(shù)層和下游應(yīng)用層?；A(chǔ)層是人工智能產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，主要提供算力、算法和數(shù)據(jù)；技術(shù)層是人工智能產(chǎn)業(yè)的核心，將基礎(chǔ)能力轉(zhuǎn)化成人工智能技術(shù)；應(yīng)用層是人工智能產(chǎn)業(yè)的延伸，將AI技術(shù)落地到細(xì)分行業(yè)與場(chǎng)景。傳統(tǒng)機(jī)器人：可分為工業(yè)、服務(wù)與特種機(jī)器人國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）根據(jù)應(yīng)用環(huán)境，將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人與服務(wù)機(jī)器人兩大類(lèi)。其中工業(yè)機(jī)器人是指應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程與環(huán)境的機(jī)器人；服務(wù)機(jī)器人是指除工業(yè)機(jī)器人以外，用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類(lèi)的各種機(jī)器人，可分為個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人和專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器人。根據(jù)我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)現(xiàn)狀，中國(guó)電子學(xué)會(huì)則進(jìn)一步將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人三類(lèi)。機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大據(jù)中國(guó)電子學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到513億美元，其中工業(yè)、服務(wù)、特種機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)到195億美元、217億美元和101億美元。預(yù)計(jì)到2024年，全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將有望突破650億美元。AI推動(dòng)機(jī)器人規(guī)模與應(yīng)用雙擴(kuò)張據(jù)IFR數(shù)據(jù)及中國(guó)電子學(xué)會(huì)研究，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)60多年的不斷發(fā)展，2021年全球市場(chǎng)規(guī)模已超過(guò)400億美元。我們相信未來(lái)10年在AI的加持下，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將迅速增長(zhǎng)，同時(shí)AI機(jī)器人作為人工智能的實(shí)體化，將擁有更廣泛的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。硬件是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力AI機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈與工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈大致相似，上游關(guān)鍵零部件除減速器、伺服電機(jī)、控制器、傳感器外，增加了體現(xiàn)算力的專(zhuān)用AI芯片。中游涵蓋機(jī)器人本體制造以及面向應(yīng)用部署服務(wù)的系統(tǒng)集成。下游是由不同行業(yè)領(lǐng)域共同形成巨大的機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)。工業(yè)機(jī)器人：形態(tài)以手臂為主工業(yè)機(jī)器人主要分為三大模塊：傳感模塊、控制模塊和機(jī)械模塊。其中傳感模塊負(fù)責(zé)感知內(nèi)部和外部的信息，控制模塊控制機(jī)器人完成各種活動(dòng)，機(jī)械模塊接受控制指令實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作。目前多數(shù)工業(yè)機(jī)器人為“機(jī)械臂”，和人的手臂相似，包括手部、腕部、臂部、腰部和基座，每個(gè)關(guān)節(jié)都需要共同配合以完成任務(wù)。核心零部件之一：減速器減速器主要分為RV減速機(jī)和諧波減速器減速器是工業(yè)機(jī)器人的重要零部件，通常安裝在機(jī)器人的關(guān)節(jié)，用于精確控制機(jī)器人動(dòng)作、傳輸更大的力矩，主要分為RV減速機(jī)和諧波減速器。兩種減速器優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，應(yīng)用于不同部位諧波減速器與RV減速器已成為高精密傳動(dòng)領(lǐng)域廣泛使用的精密減速器。由于傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)等技術(shù)特點(diǎn)差異，使二者在下游產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域方面各有所側(cè)重、相輔相成，應(yīng)用于不同場(chǎng)景和終端行業(yè)。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，RV減速器具有剛度好、耐沖擊能力強(qiáng)、傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定、高精度等特點(diǎn)，主要用于大臂、肩部、腿部等重負(fù)載位置；諧波減速器體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易緊湊，主要用于小臂、腕部或手部等輕負(fù)載位置。機(jī)器人景氣度提升，RV減速器需求逐步增加隨著國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)RV減速器需求快速增長(zhǎng)。2014年以來(lái)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)RV減速機(jī)的需求量呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，據(jù)研究數(shù)據(jù)，2020年RV減速機(jī)需求量為47.5萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)11.2%。中國(guó)RV減速機(jī)市場(chǎng)集中度較高。據(jù)研究，其中日本企業(yè)博納特斯克市場(chǎng)占有率位居第一（53%），具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。除雙環(huán)傳動(dòng)以外，其余廠商市場(chǎng)占有率均暫未超過(guò)5%。諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)據(jù)研究數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)機(jī)器人用諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模為12.1億元，預(yù)計(jì)2022年達(dá)到15.9億元，2025年達(dá)到30億元，2022-2025年市場(chǎng)規(guī)模平均增速為23.6%。全球諧波減速器市場(chǎng)內(nèi)主要廠商有哈默納科、日本新寶、綠的諧波、中技克美等。哈默納科技術(shù)和專(zhuān)利領(lǐng)先，產(chǎn)品壽命高、故障率低、品類(lèi)豐富，覆蓋全球市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)諧波減速器廠商有30多家，頭部廠商有綠的諧波、來(lái)福諧波、雙環(huán)傳動(dòng)、大族傳動(dòng)等。近年來(lái)國(guó)內(nèi)廠商逐漸進(jìn)入下游客戶(hù)供應(yīng)鏈，市占率逐年提升。減速器產(chǎn)業(yè)鏈減速器產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料主要包括：軸系部分、箱體、減速器附件等。產(chǎn)業(yè)鏈中游為減速器生產(chǎn)制造，主要包括通用減速器、專(zhuān)用減速器和精密減速器三類(lèi)。產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等。中游技術(shù)壁壘高，日本廠商競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)減速器在工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件中技術(shù)難度最大，行業(yè)高度壟斷。據(jù)研究數(shù)據(jù)，日本納博特斯克在RV減速器領(lǐng)域處壟斷地位，日本哈默納科則在諧波減速器領(lǐng)域處壟斷地位，兩家合計(jì)占全球市場(chǎng)的75%左右。由于其極高的技術(shù)壁壘，下游本體制造廠商對(duì)減速器環(huán)節(jié)議價(jià)能力很弱。核心零部件之二：伺服系統(tǒng)&控制器伺服系統(tǒng)：機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出量，隨著輸入量的任意變化而變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵零部件，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的必要途徑。伺服系統(tǒng)主要由伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和編碼器組成，編碼器通常嵌入于伺服電機(jī)。伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出信號(hào)給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)編碼器將伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器再對(duì)信號(hào)進(jìn)行匯總、分析、修正。整個(gè)工作過(guò)程通過(guò)閉環(huán)方式精確控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置、速度、轉(zhuǎn)矩等輸出變量。伺服電機(jī)更適用于機(jī)器人關(guān)節(jié)部位伺服電機(jī)在控制精度、過(guò)載能力、速度響應(yīng)等方面均優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)，更加適用于機(jī)器人領(lǐng)域。在數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。伺服電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子和編碼器組成，原有的控制系統(tǒng)上增加編碼器完成閉環(huán)，通過(guò)實(shí)時(shí)的閉環(huán)信號(hào)反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器，從而實(shí)現(xiàn)更精密的控制。中國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)電機(jī)廠商首次登頂中國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模一直保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，受到下游工業(yè)機(jī)器人、電子制造設(shè)備等產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張的影響，伺服電機(jī)在新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模也不斷增長(zhǎng)。據(jù)工控網(wǎng)數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)181億元，預(yù)計(jì)2023年中國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至195億元。我國(guó)伺服電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)集中度較高。據(jù)研究，2021年上半年，排名前五廠商市場(chǎng)占比超過(guò)50%，國(guó)產(chǎn)廠商匯川技術(shù)市場(chǎng)份額占比達(dá)15.9%，首次排名第一。除匯川外，排名靠前的電機(jī)廠商依然以日本和中國(guó)臺(tái)灣為主，包括日本安川（11.9%）、臺(tái)達(dá)（中國(guó)臺(tái)灣）（8.9%）、日本松下（8.8%）和日本三菱（8.3%）。伺服電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈伺服電機(jī)行業(yè)的上游主要是稀土磁材和電子零部件，稀土磁材是伺服電機(jī)制造過(guò)程中必需的重要原材料。中游來(lái)看，除伺服電機(jī)制造外，伺服系統(tǒng)還包括伺服驅(qū)動(dòng)器制造以及數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)等環(huán)節(jié)。下游來(lái)看，伺服電機(jī)可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、機(jī)器人制造、汽車(chē)制造和工業(yè)裝備制造等領(lǐng)域，具備廣闊的應(yīng)用前景。核心零部件之三：傳感器傳感器：連接數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界的橋梁傳感器一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出的器件或者裝置，一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。根據(jù)傳感器的工作原理，可以分為物理傳感器和化學(xué)傳感器：物理傳感器應(yīng)用物理效應(yīng)，如壓電、磁電、光電、熱電等，化學(xué)傳感器則以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等，將被測(cè)信號(hào)的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。機(jī)器人傳感器分類(lèi)機(jī)器人傳感器可以分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器，其中內(nèi)部傳感器包括位置、速度、力、加速度等物理的傳感器，主要用于測(cè)量機(jī)器人自身狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立行走、動(dòng)態(tài)平衡、一般肢體動(dòng)作等；外部傳感器模仿人類(lèi)感官，包括視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、接近覺(jué)等傳感器。機(jī)器人傳感器：視覺(jué)傳感器占比74%2021機(jī)器人傳感器市場(chǎng)規(guī)模約7億美元，其中大部分為視覺(jué)（光學(xué)）傳感器。機(jī)器人用傳感器與其他領(lǐng)域傳感器有一定差異，如機(jī)器人特有的空間限制、靈敏度要求、高度集成的反饋決策系統(tǒng)等。根據(jù)YOLE數(shù)據(jù)，2015-2021年無(wú)人機(jī)及機(jī)器人傳感器市場(chǎng)從3.51億美元增長(zhǎng)至7.09億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)12.4%，其中光學(xué)傳感器占比達(dá)74%。傳感器市場(chǎng)高增長(zhǎng)率表明機(jī)器人對(duì)于傳感器有強(qiáng)烈需求。核心零部件之四：AI芯片AI芯片：人工智能的“心臟”人工智能的發(fā)展離不開(kāi)芯片提供的算力。AI芯片是針對(duì)人工智能算法做了加速設(shè)計(jì)的芯片，是人工智能產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵硬件。不同于傳統(tǒng)架構(gòu)的CPU，AI芯片通過(guò)犧牲通用性，換來(lái)高效的執(zhí)行效率，主流的AI芯片包括GPU（圖形處理器）、FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列）和ASIC（專(zhuān)用集成電路）。AI芯片市場(chǎng)規(guī)?？焖偬嵘龘?jù)統(tǒng)計(jì)，2022年全球AI芯片市場(chǎng)規(guī)模約在361億美元。隨著人工智能技術(shù)日趨成熟，大算力基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，AI商業(yè)化應(yīng)用將加速落地，AI芯片需求將持續(xù)上升。深度學(xué)習(xí)引發(fā)AI浪潮，算力需求加劇根據(jù)OpenAI數(shù)據(jù)，在1960-2010年間AI模型計(jì)算量的增長(zhǎng)速度基本和摩爾定律同步，2012年成為AI發(fā)展的分水嶺。我們認(rèn)為嚴(yán)重的供需不匹配將推動(dòng)AI芯片需求率先擴(kuò)張。2012年開(kāi)始，深度學(xué)習(xí)在語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、NLP等領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的能力，開(kāi)啟了AI技術(shù)的實(shí)用化階段，與此同時(shí)AI模型所需要的計(jì)算量呈指數(shù)增長(zhǎng)，每3點(diǎn)4個(gè)月翻一倍。2012-2018年算力的需求已增長(zhǎng)了30萬(wàn)倍，而按照摩爾定律芯片算力只增長(zhǎng)了7倍。終端應(yīng)用逐步落地，催生大量AI芯片需求根據(jù)億歐智庫(kù)測(cè)算，中國(guó)自動(dòng)駕駛行業(yè)規(guī)模增速在2022年將達(dá)到24%；智能攝像頭產(chǎn)品出貨量增速超15%；手機(jī)、平板、VR/AR眼鏡等智能產(chǎn)品出貨量也均有較大增速，催生出大量的AI芯片需求。智能終端產(chǎn)品種類(lèi)也逐漸多樣。隨著服務(wù)/商用機(jī)器人、工業(yè)/數(shù)控設(shè)備、通信產(chǎn)品等日漸豐富，不同產(chǎn)品也對(duì)芯片性能與成本提出更多的要求。半導(dǎo)體材料是芯片的上游基礎(chǔ)材料半導(dǎo)體材料是芯片的上游基礎(chǔ)材料，按工藝環(huán)節(jié)可分為制造材料和封裝材料。前端制造材料主要包括硅片、濺射靶材、CMP拋光液和拋光墊、光刻膠、高純化學(xué)試劑、電子氣體、化合物半導(dǎo)體；后端封裝材料主要包括封裝基板、引線(xiàn)框架、陶瓷封裝體、鍵合金屬線(xiàn)等。核心零部件之五：PCBPCB：電子元器件之母印刷電路板（PCB）是在電路中起固定各種元器件，提供各項(xiàng)元器件之間的連接電路，由絕緣隔熱、一定強(qiáng)度的材質(zhì)制作而成的板材。印制電路板是電子產(chǎn)品的關(guān)鍵電子互聯(lián)件，按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分類(lèi)，可分為剛性板、撓(柔)性板、HDI板、封裝基板。剛性板是主流，未來(lái)向高端邁進(jìn)PCB種類(lèi)豐富，按照基材的柔軟性可以分為剛性板（R-PCB）、柔性板（FPC）、剛?cè)峤Y(jié)合板；按照導(dǎo)電圖的層數(shù)分，可分為單面板、雙面板、多層板；另外，還有特殊產(chǎn)品分類(lèi)，如高速高頻板、高密度連接板（HDI）、封裝基板等。隨著電子電路行業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，終端應(yīng)用產(chǎn)品呈現(xiàn)小型化、智能化趨