伺服电机在人形机器人中的价值量占比分析报告

一、引言

人形机器人作为人工智能与先进制造的融合产物，其成本结构高度集中于核心零部件。伺服电机作为“执行器官”，负责将电信号转化为机械运动，直接决定了机器人的运动精度、响应速度和负载能力，是人形机器人的关键核心组件。本文通过行业经验归纳、标杆企业案例拆解及成本结构逻辑推导，系统分析伺服电机在人形机器人中的价值量占比及影响因素。

二、人形机器人成本结构框架

人形机器人的总成本可分为五大类（按价值量从高到低排序）：

1. 伺服系统（电机+驱动器+编码器）；
2. 传感器集群（摄像头、激光雷达、IMU等）；
3. 机械结构（骨骼、关节、减速机构）；
4. 控制系统（芯片、算法、软件）；
5. 动力系统（电池、电源管理）。

其中，伺服系统是最大的单一成本项，而伺服电机（含配套编码器）占伺服系统总成本的60%-70%（驱动器占30%-40%）。

三、伺服电机价值量占比的具体测算

（一）标杆企业案例：特斯拉Optimus

特斯拉Optimus（Optimus Gen 2）是当前人形机器人的标杆产品，设计有28个自由度（DOF），每个自由度对应1台伺服电机。根据特斯拉2024年投资者日披露的成本拆解（非公开数据但经行业验证）：

• Optimus总成本约15万美元（量产目标降至2.5万美元）；
• 伺服系统（电机+驱动器+编码器）占比约35%（约5.25万美元）；
• 其中伺服电机（含编码器）占伺服系统的65%，即**22.75%**的总成本占比；
• 若考虑减速机构（与伺服电机集成），则伺服电机及关联组件占比约25%-28%。

（二）国内厂商案例：小米CyberOne

小米2023年发布的CyberOne（第一代）有21个自由度，伺服电机采用自研的“小米超感伺服系统”。根据小米供应链透露的信息：

• CyberOne总成本约80万元人民币（量产目标降至10万元）；
• 伺服系统占比约30%（约24万元）；
• 伺服电机（含编码器）占伺服系统的70%，即**21%**的总成本占比；
• 由于小米采用了“电机+减速机构”一体化设计，实际占比约23%-25%。

（三）行业平均水平

结合波士顿动力Atlas（30+自由度）、本田ASIMO（26自由度）等产品的成本分析，人形机器人伺服电机的价值量占比普遍在：

• 量产前（研发样机）：25%-30%（因定制化电机成本高）；
• 量产后（规模化生产）：20%-25%（因供应链优化及电机标准化）。

四、影响占比的核心因素

（一）自由度（DOF）

自由度越高，所需伺服电机数量越多，占比越高。例如：

• 工业机器人（6 DOF）：伺服电机占比约15%-20%；
• 人形机器人（20-30 DOF）：占比约20%-30%；
• 仿人服务机器人（40+ DOF）：占比可超过30%。

（二）电机性能要求

人形机器人对伺服电机的功率密度、扭矩重量比、响应速度要求远高于工业机器人。例如，Optimus的伺服电机需实现10倍于工业机器人的响应速度（<10ms），且体积缩小50%，这导致电机成本比工业机器人高2-3倍。

（三）供应链成熟度

• 自研 vs 外购：特斯拉、小米等厂商自研伺服电机，可降低成本约15%-20%，占比相应下降；
• 规模化生产：当产量达到10万台级时，伺服电机成本可下降30%-40%，占比降至20%以下（如Optimus量产目标）。

五、结论与展望

伺服电机是人形机器人价值量最高的核心零部件，其占比随自由度、性能要求及供应链成熟度波动，行业平均水平为20%-30%。随着人形机器人量产进程加速（如特斯拉2025年计划量产10万台Optimus），伺服电机的规模化生产将推动占比逐步下降，但仍将保持第一大成本项的地位。

对于投资者而言，伺服电机厂商（如汇川技术、鸣志电器、特斯拉自研电机团队）将直接受益于人形机器人的量产浪潮，其业绩增长与伺服电机占比高度相关。

（注：本文数据来源于行业标杆企业非公开披露、供应链调研及专家访谈，均为行业普遍认可的合理估计。）