一、行业概览：人形机器人的"肌肉与神经"

1.1 伺服系统：机器人的"肌肉"

伺服系统是人形机器人运动的动力来源，由伺服电机、伺服驱动器和编码器三部分组成，负责将电能转化为机械能并实现精确的位置、速度和力矩控制。与人形机器人的数十个自由度相对应（不同厂商方案差异较大，Optimus约50-60个，部分全自由度方案达88个），单台人形机器人需要配置数十个伺服电机和驱动器，是整机中用量最大、价值量最集中的零部件类别。

人形机器人伺服电机分为三大类：无框力矩电机用于髋、膝、肩、肘等大关节，提供高扭矩输出，是当前主流方案；空心杯电机用于灵巧手手指等小关节，具备低惯量、高响应特性；盘式/轴向磁通电机为部分厂商在腿部动态运动场景的技术探索，尚未成为主流。本报告BOM拆解按无框力矩电机主流方案统计。伺服驱动器则向"驱控一体化"方向演进，编码器是关节的"神经末梢"，决定动作准确性。

1.2 传感器系统：机器人的"神经"

传感器是人形机器人感知自身状态和外部环境的核心部件，是实现"从盲动到智动"跃迁的关键。人形机器人传感器主要包括：六维力传感器（手腕、脚踝，测量三维力+三维力矩）、关节扭矩传感器（各旋转关节，实现力控）、触觉传感器/电子皮肤（灵巧手指尖、体表，实现柔顺抓取）、IMU/位置传感器（姿态感知、平衡控制）以及视觉、听觉等环境感知传感器。

二、伺服系统深度分析

2.1 无框力矩电机：大关节核心动力，国产化加速

无框力矩电机（Frameless Torque Motor）是一种没有外壳、轴承和编码器的电机本体，直接嵌入关节模组中，具有扭矩密度高、响应快、寿命长等优势，是人形机器人髋、膝、肩、肘等大关节的首选动力方案。单台人形机器人约需20-28个无框力矩电机，单价300-800元，单台价值量约1.8万元，占整机BOM的16%。

对比维度	海外龙头	国产企业	差距评估
代表企业	Kollmorgen、Parker、RoboDrive	雷赛智能、步科股份、禾川科技、汇川技术	—
扭矩密度	8-12 Nm/kg	6-9 Nm/kg	约20%-30%
齿槽转矩	<0.5%额定转矩	1%-2%额定转矩	1-2个等级
单价	800-2000元/台	300-800元/台	国产低50%-60%
国产化率	约55%（禾川科技在部分客户替代率超80%）

2.2 空心杯电机：灵巧手核心，电机类最低国产化率

空心杯电机（Coreless Motor）采用无铁芯转子设计，具有惯量低、响应快、效率高、重量轻等优势，是人形机器人灵巧手手指驱动的唯一成熟方案。单只灵巧手需6-11台空心杯电机，单台人形机器人约需12-22台，单价150-600元，单台价值量约0.7万元，占整机BOM的6%。

空心杯电机是人形机器人电机类中国产化率最低的环节（25%-30%）（全产业链最低为高端光电编码器，约15%），主要瓶颈在于：微型化绕线工艺（8mm以下超小型）、高性能永磁材料、精密轴承和减速器配套。海外龙头Maxon（瑞士）、Faulhaber（德国）、Portescap（瑞士/美国）长期垄断高端市场。

企业	国别	核心优势	人形机器人进展
Maxon	瑞士	高精密驱动技术标杆，ECX系列无刷空心杯	灵巧手主流应用类型之一
Faulhaber	德国	微型电机鼻祖，盘式绕组专利	高端人形机器人灵巧手
鸣志电器	中国	全球空心杯电机第一梯队，国内唯一量产8mm超小型	通过特斯拉认证，优必选独家供应商，毛利率48%-52%
江苏雷利	中国	空心杯+无框电机+丝杠矩阵布局	2025年机器人收入2466万元（+157.62%）
兆威机电	中国	微型传动系统，灵巧手集成方案	小批量送样验证

2.3 伺服驱动器：驱控一体化趋势

伺服驱动器负责将控制信号转化为电机驱动电流，是人形机器人运动控制的"中枢"。单台人形机器人约需20-30个伺服驱动器，单价150-500元，单台价值量约0.5万元，占整机BOM的4.5%。行业趋势是从独立驱动器向"驱控一体化"（驱动器+控制器集成）和"关节模组化"（电机+驱动器+减速器+编码器集成）演进，以减少布线、提高集成度。

国产伺服驱动器在中低端市场已实现较高自给率（约60%），汇川技术、雷赛智能、禾川科技、步科股份等企业具备完整的伺服驱动能力。但人形机器人专用的高密度、小型化驱动器仍有提升空间。

2.4 编码器：关节的"神经末梢"，高端依赖进口

编码器是测量电机旋转位置和速度的传感器，直接决定关节动作的准确性。人形机器人每个关节都需要配置编码器，单台约需20-30个，单价150-1200元，单台价值量约0.4万元，占整机BOM的3.5%。

编码器分为光电编码器和磁编码器两大类：磁编码器国产化率约70%，成本低、抗干扰能力强，适用于中低精度场景；高端光电编码器国产化率仅15%，多圈绝对式、超高精度光学码盘仍被海德汉（德国）、多摩川（日本）、尼康（日本）等垄断。

三、传感器系统深度分析

3.1 六维力传感器：国产替代最成功的环节

六维力传感器能同时测量三维力（Fx/Fy/Fz）和三维力矩（Mx/My/Mz），是人形机器人实现柔顺抓取、精密装配、人机协作安全的核心感知元件。主要配置于手腕和脚踝处，单台人形机器人约需2-4个。需要区分两个价格口径：工业级现价约1-3万元/台（用于传统工业机器人，定制化、小批量）；人形机器人专用量产目标价约2000-5000元/个（标准化、大批量、降本导向）。按量产目标价测算，单台人形机器人六维力传感器价值量约0.6万元，占整机BOM的约5%。

六维力传感器是人形机器人领域国产替代最成功的环节。在传统工业机器人领域，ATI（美国）、OnRobot（丹麦）等海外企业仍占主导；但在人形机器人这一新兴赛道，外资品牌合计市场份额已萎缩至不足10%，国产化率突破90%，甚至出现海外人形机器人厂商集中采购国产六维力传感器的趋势。

企业	类型	核心优势	人形机器人进展
蓝点触控	创业公司	2025年前三季度人形机器人采购占比第一	批量供货智元、宇树等
坤维科技	创业公司	高精度六维力，MEMS方案	多家头部整机厂供应商
柯力传感	上市公司	力传感器龙头，平台化布局	六维力月出货破千台，送样超50家客户
宇立仪器	创业公司	深耕力测量30余年，ISO9001认证	全球销售网络覆盖多国
海伯森	创业公司	六维力+光学传感融合	批量出货
ATI	美国	全球工业六维力龙头	人形领域份额不足10%

3.2 触觉传感器/电子皮肤：从实验室走向量产

触觉传感器（电子皮肤）赋予人形机器人"触觉"能力，主要配置于灵巧手指尖和体表，实现柔顺抓取、材质识别、力反馈等功能。单台人形机器人约需数十至数百个触觉传感点，单台价值量约0.25万元，占整机BOM的2.2%。

2026年是触觉传感器从实验室走向量产的关键年份。华威科全球首个千万片级机器人电子皮肤量产基地2026年5月开工，一期投资1.5亿元，2026年10月投产，2027年年产能突破3000万片，年产值冲击5亿元。华威科在灵巧手触觉领域市占率超70%，向因时机器人、智元、灵心巧手等头部厂商稳定供货。

企业	技术路线	核心优势	进展
华威科	柔性电子	中科院熊有伦院士发起，自主定义制造装备	灵巧手触觉市占超70%，千万片级基地投产
他山科技	电容式+AI芯片	全球首款数模混合AI触感芯片"红宝石"	英伟达首家触觉感知合作伙伴，2024年营收破亿
汉威科技	压阻式	子公司苏州能斯达，国内柔性传感龙头	电子皮肤小批量供货
福莱新材	柔性薄膜	规模化量产能力	拿下多家整机大额框架订单
钛深科技	电容式高端	高精度工业装配场景	送样验证

3.3 关节扭矩传感器与IMU

关节扭矩传感器配置于各旋转关节，实时测量关节输出力矩，是实现力控（阻抗控制、导纳控制）的关键。单台人形机器人约需20-30个，单价100-300元，单台价值量约0.35万元，占整机BOM的3.1%。国产化率约50%，柯力传感、安培龙、中航电测等企业积极布局。

IMU/位置/温度等传感器：IMU（惯性测量单元）用于感知机器人姿态和运动状态，是维持平衡的核心；此外还有位置传感器、温度传感器、电流传感器等。单台人形机器人约需IMU 1-3个，加上其他各类传感器，单台价值量约0.18万元，占整机BOM的约1.5%。

四、市场规模：伺服320亿、传感器180亿的2030远景

4.1 伺服系统：2026年22亿，2030年320亿

2026年中国人形机器人伺服系统市场规模预计达约22亿元，其中无框力矩电机约12亿元、空心杯电机约4亿元、伺服驱动器约3亿元、编码器约3亿元。到2030年，随着人形机器人出货量突破百万台级，伺服市场规模有望突破320亿元，2024-2030年复合增速超100%。

4.2 传感器系统：2026年10亿，2030年180亿

2026年中国人形机器人传感器市场规模预计达约10亿元，其中六维力传感器约4亿元、关节扭矩约3亿元、触觉/电子皮肤约2亿元、IMU等约1亿元。到2030年，传感器市场规模有望突破180亿元。传感器市场增速高于伺服的主要原因是触觉传感器从0到1的放量和六维力传感器从手腕/脚踝向更多关节的渗透。

五、单台BOM价值量拆解

以特斯拉Optimus量产版为参考（整机BOM约11-12万元，量产目标价），伺服与传感器的价值量分布如下：

系统	细分部件	单台用量	单价（元）	单台价值（万元）	BOM占比
伺服系统	无框力矩电机	20-28个	300-800	~1.8	16%
	空心杯电机	12-22个	150-600	~0.7	6%
	伺服驱动器	20-30个	150-500	~0.5	4.5%
	编码器	20-30个	150-1200	~0.4	3.5%
伺服系统合计				~3.4	28%-30%
传感器系统	六维力传感器	2-4个	2000-5000（量产目标价）	~0.6	5%
	关节扭矩传感器	20-30个	100-300	~0.35	3.1%
	触觉/电子皮肤	数十-数百点	—	~0.25	2.2%
	IMU/位置/温度等	—	—	~0.18	1.5%
传感器系统合计				~1.38	11%-12%

六、竞争格局与国产化率：两极分化显著

伺服与传感器各细分领域的国产化率呈现显著的两极分化：

细分领域	国产化率	海外龙头	国产龙头	核心瓶颈
六维力传感器（人形专用）	~90%	ATI、OnRobot	蓝点触控、坤维、柯力	基本无瓶颈，国产已主导
磁编码器	~70%	—	金钢科技等	精度上限
触觉/电子皮肤	~65%	—	华威科、他山科技	大规模量产一致性
伺服驱动器	~60%	倍福、ELMO	汇川、雷赛、禾川	高密度小型化
无框力矩电机	~55%	Kollmorgen、RoboDrive	雷赛、步科、禾川	扭矩密度、齿槽转矩
关节扭矩传感器	~50%	—	柯力、安培龙	微型化、标定
空心杯电机	25%-30%	Maxon、Faulhaber	鸣志电器、江苏雷利	微型绕线、永磁材料
高端光电编码器	~15%	海德汉、多摩川、尼康	禹衡光学、奥普光电	码盘光刻、信号处理

七、核心企业深度对比

7.1 雷赛智能（002979）：无框力矩电机出货量第一

雷赛智能是国内运动控制领域龙头，2024年成立上海雷赛机器人科技有限公司，重点布局超高密度无框电机和关节模组；随后成立深圳市灵巧驱控技术有限公司，布局空心杯电机和灵巧手。目前已形成无框力矩电机、关节模组、灵巧手及运动控制系统的完整产品组合。

• 无框力矩电机：2025年交付超12万台，同比增长20倍以上，获智元机器人"优秀供应商伙伴"称号
• 产能规划：在建产能200万台/年
• 关节模组：行星关节模组、谐波关节模组及高自由度灵巧手研发成功并批量供应
• 客户覆盖：数十家主流机器人客户，已开始规模化供货

7.2 步科股份（688160）：机器人业务占比破50%

步科股份专注于运动控制与人机交互部件，产品包括低压伺服驱动器、伺服电机、无框力矩电机、行星减速器和一体化伺服模组。公司人形机器人相关业务已从样品验证切入小批量供货阶段。

• 无框力矩电机：2025年全年出货约8.3万台，同比增长247.84%
• 业务结构：机器人业务占比已突破50%
• 市场预期：2027年机器人业务营收有望达8-10亿元（其中人形机器人占30%-40%）

7.3 鸣志电器（603728）：空心杯电机全球第一梯队

鸣志电器是全球空心杯电机第一梯队企业，在微型运动控制领域具备深厚积累。公司产品已覆盖灵巧手、上肢关节及移动底盘等关键环节，包括空心杯/微型伺服、无框电机、编码器、微型减速机/丝杠、一体化关节模组等。

• 空心杯电机：国内唯一量产8mm超小型空心杯，通过特斯拉认证，是Optimus灵巧手核心供应商
• 客户结构：优必选独家空心杯供应商，宇树科技空心杯+伺服电机主力供应商
• 盈利能力：空心杯电机毛利率48%-52%，2025年板块营收增速56%
• 单台供货价值：单台机器人空心杯电机供货价值约4000元（鸣志供应部分，占单台空心杯总量的一部分，非全部空心杯电机）

7.4 柯力传感（603662）：力传感器龙头跨界人形机器人

柯力传感是国内力传感器龙头企业，致力于打造国内品种最多、融合最深、场景最多的传感器公司。公司通过自研+并购方式快速切入六维力传感器、关节扭矩传感器等人形机器人感知领域。

• 六维力传感器：月出货量已破千台，全年预计达1.2万只（含工业/协作机器人，人形占比未单列），入选浙江省人工智能"数智优品"
• 客户覆盖：送样超50家客户，已批量应用于人形机器人、协作机器人等高端场景
• 并购整合：过去一年密集并购8家子公司，覆盖多维力、工业物联网等领域
• 主业基本盘：2025年营收15.58亿元；2026Q1营收3.58亿元（同比+13.34%），归母净利润4112万元（同比-45.65%，主要受非经常性损益影响，扣非净利润同比+20.76%）

7.5 华威科：电子皮肤隐形龙头

华威科由中国科学院院士熊有伦于2011年发起创立，依托华中科技大学近二十年的柔性电子科研积淀。公司核心能力不仅在于电子皮肤产品本身，更在于能够自主定义和制造柔性电子生产装备——从装备到材料再到器件的全链条能力。

• 市场地位：灵巧手触觉出货量第一，市占率超70%
• 客户覆盖：向因时机器人、智元、灵心巧手、强脑等灵巧手头部厂商稳定供货
• 产能规划：全球首个千万片级机器人电子皮肤量产基地2026年5月开工，10月投产，2027年产能3000万片，年产值冲击5亿元
• 2025年出货：灵巧手装配量突破1万只

7.6 其他重要参与者

企业	核心布局	进展阶段	核心优势
汇川技术（300124）	无框力矩电机+驱控一体单元	自研+小批量	国产伺服系统龙头，规模优势
禾川科技（688320）	伺服驱动器+无框力矩电机	批量供货	无框电机部分客户替代率超80%
江苏雷利（300660）	空心杯+无框电机+丝杠	小批量交付	2025年机器人收入2466万（+157.62%）
坤维科技	六维力传感器	批量供货	MEMS方案，高精度
蓝点触控	六维力传感器	批量供货	2025年前三季度人形采购占比第一
他山科技	触觉传感器+AI芯片	批量出货	英伟达触觉感知合作伙伴
汉威科技（300007）	柔性触觉传感器（苏州能斯达）	小批量供货	国内气体传感器市占第一，平台化
安培龙	关节扭矩传感器	送样+小批量	温度+压力传感器积累

八、技术壁垒分析

8.1 伺服系统核心壁垒

壁垒一：空心杯电机微型绕线工艺

空心杯电机的转子采用无铁芯杯状绕组，绕线工艺极其复杂。8mm以下超小型空心杯电机的绕线需要精密的自动化设备和高超的工艺控制，国内仅鸣志电器等少数企业实现量产。绕线的一致性直接影响电机的效率、寿命和噪声水平。

壁垒二：无框力矩电机高扭矩密度设计

无框力矩电机需要在有限的关节空间内实现尽可能高的扭矩输出，同时控制齿槽转矩（影响运动平稳性）。海外龙头扭矩密度达8-12 Nm/kg，国产约6-9 Nm/kg，差距约20%-30%。核心瓶颈在于电磁设计优化、高性能永磁材料和精密加工。

壁垒三：高端光电编码器码盘光刻

高端光电编码器的核心是高精度码盘（光刻光栅）和信号处理电路。多圈绝对式编码器的码盘光刻精度要求纳米级，国内仅禹衡光学等少数企业具备中高端能力，超高精度产品仍依赖海德汉、多摩川进口。

8.2 传感器系统核心壁垒

壁垒一：六维力传感器标定与解耦

六维力传感器的核心难点在于六个分量之间的相互干扰（耦合）和温度漂移。高精度六维力传感器需要复杂的标定工艺和解耦算法，国内企业通过MEMS结构创新和自动化标定设备已实现突破，这也是国产化率能达到90%的关键原因。

壁垒二：电子皮肤大规模量产一致性

触觉传感器/电子皮肤的难点不在于实验室样品，而在于数百万片级大规模量产时的一致性和可靠性。华威科的核心竞争力正是自主定义和制造柔性电子生产装备的能力，这是其他企业难以复制的壁垒。

壁垒三：关节扭矩传感器微型化

人形机器人关节空间有限，扭矩传感器需要在极小体积内实现高精度测量，同时不影响关节结构强度。微型化和标定是主要瓶颈，国产化率约50%。

九、趋势展望与投资逻辑

9.1 三大核心趋势

趋势一：关节模组化集成，从单一部件到系统解决方案

行业趋势是从单一部件（电机/驱动器/编码器/减速器）向一体化关节模组升级。雷赛智能、鸣志电器、步科股份等企业均在布局关节模组，将电机+驱动器+减速器+编码器+扭矩传感器集成为一个标准模块。关节模组的单台价值量是单一部件的2-3倍，同时提高了客户粘性和进入壁垒。

趋势二：空心杯电机国产替代攻坚，2027-2028年是关键窗口

空心杯电机是电机类国产化率最低的环节（25%-30%，全产业链最低为高端光电编码器约15%），也是未来3年国产替代空间最大的电机领域。鸣志电器已通过特斯拉认证并实现8mm超小型量产，江苏雷利、兆威机电等企业加速追赶。预计2027-2028年空心杯电机国产化率有望提升至50%以上。

趋势三：多模态传感融合，从单一感知到全身感知

人形机器人的感知系统正从单一的六维力+视觉向"力觉+触觉+视觉+听觉+前庭觉"多模态融合演进。电子皮肤从灵巧手指尖向全身覆盖延伸，六维力传感器从手腕/脚踝向更多关节渗透。传感器的数量和价值量将持续提升，预计2030年传感器占BOM比例将从当前的10%-11%提升至15%以上。

9.2 风险提示

• 量产不及预期风险：人形机器人量产节奏存在不确定性，直接影响伺服与传感器订单
• 技术路线变更风险：若直驱电机、液压驱动等方案大规模替代现有伺服方案，将对行业形成冲击
• 空心杯电机突破不及预期：微型绕线工艺和材料瓶颈若突破缓慢，将制约灵巧手降本
• 价格竞争风险：无框力矩电机、六维力传感器等国产化率较高的领域可能出现价格战
• 海外技术封锁风险：高端光电编码器、高性能永磁材料等仍依赖进口，地缘政治可能影响供应链
• 客户集中度风险：核心企业收入高度依赖特斯拉、智元、宇树等少数头部客户