機(jī)器人是一種自動(dòng)化機(jī)器，不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。我國(guó)國(guó)標(biāo)定義，機(jī)器人是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上可編程軸，以及一定程度的自主能力，可在其環(huán)境內(nèi)運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人指應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程和環(huán)境的機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人指除工業(yè)機(jī)器人以外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機(jī)器人。

我國(guó)將機(jī)器人主要分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人三類。其中，工業(yè)機(jī)器人指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人，在工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中通過(guò)自動(dòng)控制來(lái)代替人類執(zhí)行某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)；服務(wù)機(jī)器人是指在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下為人類提供必要服務(wù)的多種高技術(shù)集成的先進(jìn)機(jī)器人；特種機(jī)器人指代替人類從事高危環(huán)境和特殊工況的機(jī)器人。

資料來(lái)源：中國(guó)電子學(xué)會(huì)、來(lái)覓數(shù)據(jù)整理

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)被譽(yù)為是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，是全球公認(rèn)的制高點(diǎn)，其高精尖技術(shù)密集程度是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。目前，全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展階段。

促進(jìn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的原因：一是人口老齡化加速，勞動(dòng)力成本不斷上漲，以機(jī)器人實(shí)現(xiàn)人工替代，緩解勞動(dòng)力緊缺并促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展成為必經(jīng)之路。從全球來(lái)看，主要國(guó)家65歲以上人口占比基本都在17%以上，并且經(jīng)合組織預(yù)測(cè)到 2050 年，全球年滿65歲的人口達(dá)到30%的比例。

中國(guó)亦是如此，人口總量停止增長(zhǎng)、老齡化加速、少子化加劇。中國(guó)截止2021年，65歲以上的人口占比12%。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局1月17日公布的數(shù)據(jù)顯示，2022年末我國(guó)人口比上年末減少85萬(wàn)人，人口自然增長(zhǎng)率為-0.60%。

二是疫情的推動(dòng)。過(guò)去三年的疫情對(duì)于全球經(jīng)濟(jì)和各行各業(yè)都造成了非常大的影響，疫情期間經(jīng)歷了“復(fù)工難”“用工荒”等，為機(jī)器人提供了試煉機(jī)會(huì)，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始把目光轉(zhuǎn)向自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)器人。

三是新一代信息、新材料、新能源、生命科學(xué)等技術(shù)與機(jī)器人的交互融合發(fā)展，使得機(jī)器人在應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)品形態(tài)和功能模式等方面不斷取得突破。疫情和技術(shù)融合是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的催化劑。

從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看， 2021年全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了429億美元，其中，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模為175億美元，服務(wù)機(jī)器人為172億美元特種機(jī)器人為82億美元。根據(jù)IFR、中國(guó)電子學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模2024年有望達(dá)到660億美元，2020-2024年CAGR約18%。

另外，就國(guó)內(nèi)而言，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略地位仍在繼續(xù)提升，“機(jī)器人+”已經(jīng)類比“新能源+”，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將與“千行百業(yè)”深度融合，迎來(lái)新一輪高速增長(zhǎng)。

今年1月，工信部等十七部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，提出到2025年，制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實(shí)現(xiàn)翻番，突破100種以上機(jī)器人創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)及解決方案，推廣200個(gè)以上具有較高技術(shù)水平、創(chuàng)新應(yīng)用模式和顯著應(yīng)用成效的機(jī)器人典型應(yīng)用場(chǎng)景。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021 年中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到142億美元，2017-2021年復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到22.05%，超過(guò)全球平均增長(zhǎng)水平。預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)機(jī)器人2024年有望達(dá)251億美元市場(chǎng)規(guī)模，2020-2024年CAGR約22%。

而在細(xì)分市場(chǎng)中，2021年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模75億美元，是全球最大且增長(zhǎng)最快的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，占比達(dá)43%；預(yù)計(jì)到2024年規(guī)模將達(dá)到115億元，全球占比也將提升到50%。

2021年國(guó)內(nèi)服務(wù)機(jī)器人49億美元，預(yù)計(jì)到2024年規(guī)模將達(dá)到102億元，2020-2024年CAGR約28%。特種機(jī)器人18億美元，預(yù)計(jì)到2024年規(guī)模將達(dá)到34億元，2020-2024年CAGR約24%。

資料來(lái)源：來(lái)覓數(shù)據(jù)整理

國(guó)內(nèi)機(jī)器人已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，并且在規(guī)模、成本、應(yīng)用等方面具備一定優(yōu)勢(shì)，但也存在不少問(wèn)題，主要是技術(shù)積累不足、自主核心技術(shù)較少、技術(shù)水平較低、高端供給缺乏等；尤其是三大核心零部件是亟需突破的瓶頸，目前減速器、伺服電機(jī)、控制器市場(chǎng)基本都由日韓、歐美廠商主導(dǎo)。

從近幾年機(jī)器人行業(yè)投融資情況來(lái)看，機(jī)器人投融資熱度與行業(yè)發(fā)展歷程非常契合，2018年之前，國(guó)家對(duì)機(jī)器人的支持補(bǔ)貼政策密集出臺(tái)，汽車、3C電子行業(yè)等應(yīng)用市場(chǎng)也在快速增長(zhǎng)，下游用戶使用機(jī)器人的意愿大幅提高，我國(guó)機(jī)器人，尤其是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)銷量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，因此行業(yè)關(guān)注度也在持續(xù)提高，行業(yè)融資事件和規(guī)模都在逐步增加。

2018-2019年，由于國(guó)家補(bǔ)貼的減少以及貿(mào)易摩擦的影響，下游應(yīng)用行業(yè)發(fā)展受限，機(jī)器人需求增速放緩，行業(yè)投融資數(shù)量和金額都處在下降狀態(tài)，2020年，疫情爆發(fā)，更行各業(yè)都受到?jīng)_擊，但隨著疫情逐步得到控制，并且新能源行業(yè)的爆發(fā)，機(jī)器人需求開(kāi)始抬頭；

而在2021年，隨著“十四五”規(guī)劃和國(guó)家高技術(shù)發(fā)展規(guī)劃、“碳達(dá)峰”目標(biāo)的相繼推出，資本對(duì)于智能制造和機(jī)器人的關(guān)注度迅速回升，2021年投融資熱度也達(dá)到頂峰，投融事件231起，融資金額294.8億元。

圖表 10：2022年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域投融輪次分布情況
來(lái)源：香港創(chuàng)新科技署，來(lái)覓數(shù)據(jù)整理

從大金額事件來(lái)看，2022年，機(jī)器人領(lǐng)域億元及以上的事件共62起，其中，北京深圳上海各有16、12、10起。大金額事件主要集中在工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、核心零部件和服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域。

二是國(guó)內(nèi)機(jī)器人市場(chǎng)占有率持續(xù)提升，產(chǎn)業(yè)鏈中上游國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)持續(xù)加速。如前文所述，工業(yè)機(jī)器人上游核心零部件主要為減速器，伺服系統(tǒng)和控制器，它們的成本占比分別為30%、20%、10%，雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)核心技術(shù)雖與美日韓廠商存在一定差距，但隨著近年來(lái)技術(shù)引進(jìn)、研發(fā)、突破，這三類核心零部件國(guó)產(chǎn)化率已有所提升，2021年三者為41%、35%、20%，未來(lái)隨著資本投入更多，產(chǎn)業(yè)集群逐步形成，核心零部件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)一步加速，市占率還會(huì)繼續(xù)提升。

中游本體機(jī)器人制造整體環(huán)節(jié)，目前中國(guó)市場(chǎng)仍以國(guó)外機(jī)器人制造商為主，市場(chǎng)份額合計(jì)占比在七成左右，其中，以“四大家族”（庫(kù)卡、發(fā)那科、ABB和安川機(jī)床）為絕對(duì)主導(dǎo)，2021年合計(jì)占比近40%，但中游環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)替代的趨勢(shì)也非常明顯，內(nèi)資工業(yè)機(jī)器人企業(yè)國(guó)內(nèi)市占率呈逐步遞增趨勢(shì)，已從2015年的18%上升至2021年的33%。并且隨著國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性的提高，加之因地制宜的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)“人工替代”對(duì)與國(guó)產(chǎn)機(jī)器人需求和包容性會(huì)更大。

（2）人形機(jī)器人蓄勢(shì)待發(fā)，ChatGPT加速普及進(jìn)程

人形機(jī)器人是具有與人類似的身體結(jié)構(gòu)，包括頭、軀干和四肢，直立行走，操作靠手，并具有一定程度的認(rèn)知和決策的智能機(jī)器人。人形機(jī)器人具備更高的親和力、更強(qiáng)的普適性以及更為智能，較其他服務(wù)機(jī)器人更容易被人們接受。 

AI技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，進(jìn)一步加速人形機(jī)器人普及進(jìn)程，ChatGPT的出現(xiàn)令人驚嘆，它與人形機(jī)器人的結(jié)合能大幅提升人機(jī)交互體驗(yàn)，并且隨著ChatGPT帶來(lái)的算法突破，NLP（自然語(yǔ)言處理）技術(shù)的不斷成熟，也將推動(dòng)人形機(jī)器人的不斷迭代，更快實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人的普適性。

2022年，特斯拉高調(diào)進(jìn)軍人形機(jī)器人領(lǐng)域，預(yù)示著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化序幕即將拉開(kāi)。人形機(jī)器人很有可能成為繼手機(jī)、汽車后的又一風(fēng)口，結(jié)合新能源汽車發(fā)展軌跡，2026年前后將是人形機(jī)器人市場(chǎng)打開(kāi)，走進(jìn)千家萬(wàn)戶的節(jié)點(diǎn)。

預(yù)測(cè)此后人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模也將迎來(lái)大幅增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2030年全球人形機(jī)器人滲透率分別有望達(dá)0.6%，對(duì)應(yīng)全球銷量將達(dá)到100萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)全球市場(chǎng)規(guī)模突破1400億元，2021—2030年全球市場(chǎng)規(guī)模CAGR為80%。

機(jī)器人輕量化是行業(yè)發(fā)展必由之路，減少本體重量能促使機(jī)器人降低運(yùn)動(dòng)慣性、減少運(yùn)行能耗、提高操作速度、增加動(dòng)作準(zhǔn)確度和靈活性，進(jìn)而提升工作效率。結(jié)構(gòu)材料在機(jī)器人本體重量占比最大，因此材料輕量化對(duì)機(jī)器人“減肥”的最為直接?？傮w來(lái)看，當(dāng)前機(jī)器人常用的輕量化材料主要是鋁合金、鎂合金和碳纖維等。

鋁合金的密度較小，強(qiáng)度較大，比強(qiáng)度接近高合金鋼，比剛度超過(guò)鋼，鑄造性能和塑性加工性能良好，在導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕和可焊性方面也比較理想，可以作為結(jié)構(gòu)材料使用，并且應(yīng)用成本相對(duì)較低。不過(guò)其熱穩(wěn)定性不夠理想，在極端環(huán)境中使用有限。因此，鋁合金材質(zhì)更適用于模型、教育類機(jī)器人中，不適合用于鑄造、消防等行業(yè)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)鋁合金產(chǎn)量穩(wěn)步提升，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。2017年國(guó)內(nèi)鋁合金產(chǎn)量為 792 萬(wàn)噸，2021年達(dá)到1068萬(wàn)噸，復(fù)合增速7.8%。國(guó)內(nèi)鋁合金市場(chǎng)規(guī)模從 2017年的 2011 億元增長(zhǎng)至 2021 年的 2298 億元，復(fù)合增速 10%。

鎂合金密度小、強(qiáng)度大、彈性模量大、散熱性和消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能強(qiáng)。但鎂合金的強(qiáng)韌性與鋼鐵、鋁合金相比還較低，因此強(qiáng)度的限制影響其鑄造、焊接等加工性能，很難滿足較大載荷搬運(yùn)的應(yīng)用需求，一般被用于醫(yī)療、家政等輕型機(jī)器人部件。根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)等數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)鎂合金市場(chǎng)規(guī)模達(dá)145.4億元，預(yù)計(jì)2025年增長(zhǎng)至201.8億元。

碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度大、重量輕、蠕變小，比強(qiáng)度是鋼鐵的數(shù)十倍，加工性能好，適用于多種成型方法，常被用于機(jī)器人手臂、關(guān)節(jié)等部位。相比于鎂合金、鋁合金材料，碳纖維復(fù)合材料的性能特征更適用于中小型工業(yè)類機(jī)器人，能夠在較高載荷、高磨損、高使用頻率的環(huán)境下工作。雖然其應(yīng)用成本較高，但是其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)在未來(lái)的智能化工業(yè)進(jìn)程中不容忽視。

碳纖維市場(chǎng)規(guī)模過(guò)去 5 年復(fù)合增速 20%，國(guó)產(chǎn)化率僅 38%。根據(jù)《2021全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》，2021年國(guó)內(nèi)碳纖維總需求為6.24萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到15.92萬(wàn)噸，CAGR達(dá)26.4%，市場(chǎng)空間接近250億元。

參考資料：

1. 機(jī)械臂中碳纖維材料與其他輕量化材料的比較，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)。