宇树、优必选、智元机器人:一场关于供应链的“无声竞赛”

一台能够像人一样感知、思考和行动的具身机器人,其硬件本体是一个高度复杂的仿生系统。它通常由三大核心硬件单元构成:负责智能决策的“大脑” 、控制精准运动的 “小脑” ,以及执行具体任务的 “身体” 。“大脑”依赖于高性能的主控芯片与人工智能算法,处理视觉、语音和环境理解;“小脑”则指遍布全身的关节执行器(包括电机、减速器等),确保动作的柔顺与精准;而“身体”涵盖了轻量化的骨骼结构、灵巧的末端手爪、各类环境感知传感器以及提供动力的能源系统。这些部件共同构成了机器人的物质基础,其性能、可靠性与成本,直接由背后庞大而精密的供应链网络所决定。
在人形机器人从实验室迈向规模化商业应用的关键转折期,其背后庞大而精密的供应链网络,正成为决定产业成败的核心战场。作为全球人形机器人产业的领跑者,中国的宇树科技、优必选和智元机器人,不仅在整机性能上你追我赶,更在供应链的布局与整合上展开了一场“无声的竞赛”。这些公司选择的每一个零部件及其供应商,都深刻影响着机器人的性能、成本和最终的市场竞争力。
通过深度剖析这三家头部公司的供应链图谱,解析其核心零部件的优选逻辑,并前瞻性地洞察未来技术迭代与产业发展的关键趋势。
一、第一梯队公司核心供应商图谱
当前,中国的人形机器人产业已形成清晰的头部阵营。宇树科技、优必选和智元机器人凭借不同的技术路径和商业化策略,构建了各有侧重但又相互交织的供应链体系。
供应链特点分析:
首先,宇树科技的供应链呈现出“广度”与“深度”相结合的特点。其从四足机器人起家并实现盈利的业务,为其人形机器人业务提供了宝贵的量产经验和稳定现金流,使其能够与众多A股上市公司建立广泛而深入的合作关系。
其次,优必选作为行业先驱,其供应链更侧重于在特定工业场景下的深度绑定与验证。例如,通过与蓝思科技等合作,优化用于精密装配的灵巧手和结构件,体现了其聚焦工业落地的策略。近期与国际巨头德州仪器(TI)的战略合作,也标志着其供应链正在向更高价值的核心元件层面拓展。
第三,智元机器人的供应链展现出高度的垂直整合与战略协同特征。不仅与富临精工成立合资公司专攻关节模组,其供应商如绿的谐波、奥比中光等在单机价值量和订单规模上都十分可观,显示出其为实现规模化量产所做的强供应链准备。同时,通过投资或合作锁定从灵巧手到感知传感器的上游技术,构建了“运动控制全家桶”式的解决方案能力。
二、核心零部件的性能优选逻辑
人形机器人对零部件的需求远超传统工业机器人,其优选逻辑紧密围绕“拟人化”作业的核心目标展开,主要追求高功率密度、高精度、高可靠性以及轻量化。
1、执行器与传动部件:动力、精度与效率的平衡
l关节电机(无框力矩电机/空心杯电机):这是机器人的“肌肉”。优选核心在于极高的功率密度(扭矩质量比)和响应速度。例如,行业领先的关节电机扭矩密度已超过200N·m/kg。空心杯电机则因体积小、响应快,成为灵巧手指关节的首选。
l减速器(谐波/行星):这是机器人的“肌腱”,负责放大扭矩、精确传动。高精度(弧分级)、高刚性、长寿命和轻量化是优选关键。绿的谐波的谐波减速器能进入特斯拉供应链,正是其精度(达1角分)和寿命(突破1万小时)达到国际水平的体现。
l灵巧手:作为最复杂的执行末端,其优选逻辑是在有限的体积和重量内,实现最多的自由度(通常20个以上)和精准的力控。集成触觉、力觉传感器的一体化设计成为趋势,例如江苏雷利旗下中科灵犀的灵巧手,在保证性能的同时致力于大幅降低成本。
2、传感与控制系统:感知、决策与响应的闭环
·力/触觉传感器:这是机器人的“皮肤”和“本体感觉”。多维力感知(六维力传感器)、高灵敏度、柔性和环境鲁棒性是核心指标。汉威科技为宇树提供的柔性触觉传感器,能将抓取成功率从78%提升至99%,凸显了精确力控的价值。
·3D视觉传感器:这是机器人的“眼睛”。优选点在于高精度、高帧率、抗环境光干扰以及小型化。奥比中光为智元提供的传感器精度达0.5mm,是实现精准导航与环境交互的基础。
3、芯片与算法:
这是机器人的“大脑”和“小脑”。“大脑”(主控芯片)需处理视觉、语音和复杂决策,算力需求常超100TOPS;“小脑”(运动控制芯片)则需μs级实时响应,控制数十个关节的协同运动。高能效比是关键,例如宇树H1采用高通平台进行边缘计算以延长续航。
4、动力与结构部件:续航、承载与可靠性的基石
·电池:目前普遍选用高能量密度、高放电功率、安全可靠的圆柱电池(如18650型号)。优选的电池需要在有限空间内提供长达数小时的续航,并支持瞬时大电流放电以满足关节爆发力需求。
·轴承与结构件:作为“骨骼”与“关节连接”,需要满足高耐磨、低摩擦、长寿命和轻量化的要求。长盛轴承为宇树提供的自润滑滑动轴承,能有效减少关节磨损,提升运动平顺性和可靠性。
三、未来发展趋势展望
人形机器人供应链的未来发展,将呈现技术迭代、产业整合与政策驱动三轮并进的格局。
1、技术趋势:一体化、智能化与新材料
l“驱、传、感、控”一体化模组:当前分散的电机、减速器、传感器和控制器将加速整合为标准化、模块化的关节执行单元。这能大幅降低系统集成复杂度、节省空间、提升响应速度和控制精度,是降本增效的必然路径。
l智能传感器的深度融合:未来的传感器将不再是独立的部件,而是与执行机构深度耦合,形成具有本地预处理能力的“智能皮肤”和“智能关节”。例如,集成温度、湿度感知的触觉传感器已在开发中。
l新材料与新工艺的应用:碳纤维复合材料、高性能工程塑料、形状记忆合金等新材料将广泛应用于结构件和传动部件,以实现极致的轻量化。金属3D打印等工艺也将用于制造拓扑优化的复杂结构件。
2、产业趋势:国产化、标准化与生态竞争
·供应链安全与国产化替代:核心零部件的自主可控已成为国家战略和产业共识。在政策扶持和市场驱动下,国产谐波减速器、伺服电机、力矩传感器等部件的性能正快速追赶国际先进水平,市场份额将持续提升。
·标准化与成本曲线的陡峭下降:随着头部企业量产规模的扩大,对核心零部件的需求将走向标准化,从而驱动成本急剧下降。例如,一个电关节的成本已从2018年的数万元降至目前的数百元级别。这种成本下降将是人形机器人走向普及的关键。
·从部件竞争到解决方案与生态竞争:未来的竞争将不再是单个零部件的比拼,而是“芯片-算法-硬件”全栈能力以及产业生态整合能力的竞争。能够提供从核心模组到整体解决方案,并能协同上下游构建开放创新生态的企业,将主导市场格局。
3、政策与资本驱动:产学研融合加速创新 具身智能已被列入国家未来产业重点培育方向。国家及地方层面通过设立创新中心、专项基金等方式,推动“产学研用”深度融合。这种协同创新模式,旨在打通从基础研究、技术攻关到产品转化和场景应用的全链条,有望将人形机器人的发展周期大幅缩短。资本也持续向具身智能领域汇集,为供应链企业的技术研发和产能扩张提供“燃料”。
总之,宇树、优必选、智元机器人三家公司的供应链选择,清晰地映射出各自的技术路线与商业战略。它们共同指向一个未来:人形机器人的竞争,本质上是其背后国家高端制造能力和产业协同效率的竞争。当前,供应链正处在从“单点突破”迈向“系统集成”的关键阶段。谁能在核心部件的一体化、智能化上取得突破,谁能率先构建起高效、弹性、自主可控的供应链生态,谁就将在即将到来的人形机器人规模化时代,掌握定义产品与市场的主动权。这场始于零部件,最终决胜于产业生态的竞赛,才刚刚进入最精彩的章节。
来源:机器人智能纪元