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1. 兆威机电:国内微型传动领军企业,持续创新引领发展
1.1. 立足微型传动系统,积极布局下游领域
深耕微型传动和微型驱动行业,汽车电子、医疗和个人护理、工业自动化、智能消 费等多赛道布局,紧跟行业智能化趋势,发展稳健。兆威机电成立于 2001 年,深耕微 型传动领域 20 多年,其发展历程主要可分为三大阶段: 1)2001-2008 年(创业初期):经过萌芽期的原始积累阶段,公司于 2001 年 4 月 19 日正式成立,确立“精密微小超薄”技术路线,并为日本松下、尼康等公司提供精密齿 轮和马达零部件。而后,公司凭借零部件供应实力,进入德国博世等供应商队伍,正式 进军汽车行业。 2)2009-2017 年(快速发展期):2009 年起,公司步入快速发展阶段。公司布局汽 车电子、智慧医疗、智能家居、消费电子、工业装备五大领域,推进业务横向发展。2015 年,公司持续推进技术纵向发展,成功研发 3.4mm 直径微型减速齿轮箱,确立行业地 位。 3)2018 年至今(持续拓展期):2018 年,公司顺应工业 4.0 浪潮,开始组建电子控 制团队,从单一核心零部件供应商升维微型驱动系统方案解决商。2020 年,深圳市兆威 机电股份有限公司在深交所上市。目前,公司立足于深圳兆威总部,战略布局苏州、东 莞两大“智造”基地,并先后建立上海、德国、美国等分公司或子公司,产业遍及全球。 同时,公司不断延伸下游产业链,进入 VR/AR、人形机器人等新兴赛道。2024 年,公 司推出自主研发的灵巧手产品,在智能制造和人机协作方面取得显著进展。
截至 2024 年三季报,公司股权结构稳定,实控人为李海周和谢燕玲(合计持股 63.88%)。截至 2024 年第三季度,兆威机电董事长李海周直接持有公司 18.18%股份,并与妻子谢燕玲共同通过深证前海兆威金融控有限公司、共青城清墨创业投资合伙企业 间接持股 35.44%和 10.26%,合计持股 63.88%成为公司实际控制人。
公司产品矩阵丰富,下游应用场景广泛。公司产品广泛应用于众多下游应用场景: ①汽车电子领域:公司产品主要用于中控屏、热管理、尾翼等执行器中;②医疗个护领 域:公司产品主要应用于微创手术工具与药剂注射泵;③工业自动化领域:公司产品主 要应用于各类驱动系统;④智能消费领域:公司产品主要应用于 VR、扫地机器人等产 品;⑤通信领域:公司产品可用于 5G 基站的 RCU 模组与天馈系统的微型传动模组;⑥ 机器人领域:公司正积极布局人形机器人灵巧手领域相关产品。
分产品看,公司微型传动系统与精密零部件两大产品支撑业绩基本盘。公司产品结 构较为稳定,产品主要包括微型传动系统与精密零件两类。①微型传动系统产品以小型 精密传动模组为主,可实现小幅的精密位置调节,广泛应用在通信基站、手机摄像头模 组、智能家居、汽车电子等领域,2020-2023 年公司微型传动系统产品稳定贡献 7-8 亿 营业收入;②精密零件产品以小型精密注塑件为主,材料多为高性能工程塑料,产品形 态包括齿轮、蜗杆、箱体等,致力于实现以塑代钢,广泛应用在通信设备、汽车电子等 领域,2020-2023 年公司精密零件产品稳定贡献 3-4 亿营业收入。 分下游看,汽车电子领域成为公司业务新增长极。按下游分类拆分公司收入结构, 2020-2023 年公司汽车电子业务收入从 2.38 亿元增长至 6.33 亿元,CAGR=39%,增长迅 速,主要系新能源汽车渗透率提升带动智能座舱需求提振,中控屏驱动微型模组、电动 门驱动模组等产品需求提升。另外公司通讯业务领域收入从 2020 年 3.52 亿元降低至 2023 年 1.23 亿元,主要系 OPPO、VIVO 等手机品牌逐步放弃升降式摄像头的设计方 案,手机摄像头微型传动模组需求逐步下滑,公司业绩同步受影响。
1.2. 稳健业绩支撑发展,市场潜力持续释放
近年来公司收入端运行平稳,归母净利润稳中有升。2020-2023 年公司整体收入规 模稳定在 11-12 亿元上下,2024Q1-Q3 公司实现营收 10.57 亿元,同比+30%,主要系汽 车电子下游需求良好,公司产品在汽车电子领域销售进展顺利,带动营业总收入有所提 升。2021-2023 年公司归母净利润从 1.48 亿元稳步增长至 1.80 亿元,盈利能力有所改 善,2024Q1-Q3 公司实现归母净利润 1.59 亿元,同比+24%,主要系收入端提升叠加产 品综合毛利率有所改善。
业务结构逐渐稳定,主要业务板块毛利率有所提升。近年来公司收入结构较为稳定, 其中微型传动系统业务收入占比约为 60%,精密零件业务收入占比约为 30%,整体收入 结构变动较小。毛利率方面,公司的微型零件产品毛利率 2021 年至 2024 上半年稳定在 38%左右,而微型传动系统产品毛利率有所提升,2024H1 毛利率为 29.7%,相比 2023 年的 25.8%提升了 3.9pct,我们判断系公司汽车电子收入占比提升(2024H1 占比 52.65%), 这部分高毛利业务进展顺利带动综合毛利率提振。微型传动系统业务作为贡献公司 60% 以上收入的主要支柱产品,毛利率的止跌回升带动综合毛利率实现提升增长。
费用端管控较为稳定,研发费用率维持高位。2021 年以来,公司费用端整体运行较 为稳健,其中销售费用率维持在 4%左右,管理费用率维持在 5%左右。研发费用方面, 公司深耕精密传动领域,保持高研发支出,自 2021 年起研发费用率维持在 10%以上。 费用端运行平稳叠加产品端微型传动系统业务毛利率回升,2024Q1-Q3 公司归母净利率 相比 2023 年有所提升。
2. 深耕精密传动领域,汽车电子与 XR 为核心下游
2.1. 精密传动:材料与制造双重壁垒加持,小尺寸彰显核心技术
微型传动系统作为工业核心基础零部件,凭借其高效传递动力与精确控制的特性, 正逐步成为实现工业升级的核心要素。微型传动系统是一种用于将动力装置提供的动力 进行转换并传递给执行机构的精密装置,其核心功能包括动力传递、速度调节、方向变换和精准控制。这种系统以其微小的体积、高效的动力传递和灵活的适配性,被广泛应 用于智能化、微型化设备中。从核心零部件角度看,微型传动系统主要由电机和齿轮箱 两个模块组成,其中微型电机提供动力源,齿轮箱则通过齿轮传动实现动力的精确输出。 其关键部件包括微型电机、外壳、齿轮、支架、轴承和传动轴等。
微型传动系统的技术壁垒较高,主要体现在材料与加工工艺上。首先在设计上需要 将尺寸控制到毫米级甚至更小,同时还要保证齿轮的强度和传动效率,6 毫米以下微型 传动系统需采用 0.1 毫米以下的微模数齿轮。这种极限微小化设计对制造精度、材料选 择和装配工艺提出了极高要求。其次,制造工艺上要求极高的精度,通常需要依赖高端 设备完成注塑、研磨等精密加工。此外不同行业的多样化需求让每个微型传动系统都需 要定制化,从而进一步提升了研发和生产的难度。总体来说,微型传动系统的研发需要 跨越设计、制造、材料等多个领域的技术壁垒,攻克这些难点是行业龙头的核心竞争力。
长期技术积淀&绑定核心大客户构成公司微型传动领域核心壁垒。1)长期技术积淀:兆威机电在微型传动系统领域深耕 20 余年,拥有完整的研发、制造与测试能力, 已从零部件供应商逐步转型为整体解决方案提供商。截至 2023 年底,公司累计取得 450 项知识产权,研发团队规模达 453 人,具备从产品设计到规模化量产的全链条能力。产 品方面,公司产品已在汽车电子、通信、智能家居等多领域广泛应用,且性能优异,如 中控屏偏摆执行器、车载雷达升降驱动系统等产品,凭借其高精度、小体积、低噪音等 特性,满足了汽车电子复杂的应用需求,产品质量已具备与全球头部企业一较高下的实 力。行星减速机领域,公司成功研发出直径可小至 3.4mm 的微型行星减速箱。与德国 IMS Gear 相比,在同等直径下,兆威机电的高性能行星减速箱在转矩、最大效率等关键 性能指标上表现相当。
2)多区域布局,绑定核心大客户:公司以深圳为总部,布局东莞和苏州高端制造 基地,同时在德国和美国设有分支机构,形成了国际化的产业链。公司引进德国与日本 的高端设备,在微型传动零部件的高精度制造和装配上达到了国际领先水平。凭借这一 全球化布局,兆威机电实现了高效的供应链管理和成本优化,为客户提供高性价比的产 品和服务。核心客户方面,公司凭借自身在精密注塑件加工方面的卓越能力,早在 2011 年便成功进入博世供应链,为其提供高品质的精密注塑件。国内市场,兆威机电紧紧抓 住汽车自主品牌和新能源汽车蓬勃发展的机遇,加快布局汽车电子行业。公司与比亚迪、 长城、蔚来、小鹏、理想等众多国内知名车企建立了长期且稳固的合作关系。
2.2. 汽车电子市场加速扩张,微型传动系统应用前景广阔
中国新能源汽车渗透率不断提高,助力微型传动领域快速发展。汽车电子市场加速 扩张在汽车产业智能化、电动化转型浪潮中,中国新能源汽车市场增长势头强劲。汽车 电子市场蓬勃发展,为微型传动领域带来全新机遇。新能源电动车自 2021 年起销量显 著攀升,2024 年新能源汽车销量超 1,000 万辆,新能源汽车渗透率达 40.9%。市场对智 能化汽车接受度日益提高,汽车智能化水平成为竞争焦点,这促使汽车电子市场规模持 续扩大,为微型传动系统创造了广阔的应用空间。
微型传动系统广泛应用于智能汽车系统。智能汽车是一个集环境感知、规划决策、 多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,其可提高汽车的安全性、舒适性,以及提供优良的人车交互界面。兆威机电凭借深厚技术积累与丰富产品线,成功切入汽车电子应 用下游,其微型传动产品在智能汽车多个核心部位广泛应用,成为推动行业发展的关键 力量。公司产品目前已经布局智能座舱、车身电子、底盘控制三大领域,产品系列与解 决方案囊括了中控屏调节执行器、车载雷达升降系统、汽车尾翼升降系统、隐藏式门把 手升降系统,可以较好地解决新能源汽车对智能化、舒适性、稳定性的新需求。展望未 来伴随新能源汽车座舱智能化的进一步提升,微型传动系统的应用场景有望逐步拓展, 公司产品需求有望持续提升。
新能源汽车渗透率不断提升将带动微型传动市场空间扩容。新能源汽车市场竞争已 进入白热化阶段,智能座舱等智能汽车配套设备将成为新能源车企的核心竞争力之一, 我们预计电动车门、电动屏幕等微型传动设备的应用将会增加。根据我们测算,2024- 2027 年中国新能源汽车用微型传动系统市场空间分别为 270/317/370/426 亿元, CAGR=19%,关键假设如下: 1) 新能源车销量:根据东吴汽车组预测, 2024-2027 年国内汽车销量为 3143.6/3269.3/3400.1/3502.1 万辆,新能源车渗透率为 41%/44%/47%/50%。 2) 微型传动系统单车价值:2024-2027 年单车价值分别为 0.21/0.22/0.23/0.24 万元。
2.3. XR:行业起步阶段市场空间大,微型驱动为开启沉浸式体验的核心
XR 行业雏形已现,微型传动抢占技术制高点。XR(扩展现实,Extended Reality) 是一种融合了虚拟现实(VR,Virtual Reality)、增强现实(AR,Augmented Reality)和 混合现实(MR,Mixed Reality)的技术集合。它们通过不同的方式结合虚拟与现实,为 用户提供多样化的体验。VR 专注于构建完全虚拟的沉浸式环境,用户在其中能够与虚 拟场景互动;AR 则在真实环境中叠加虚拟信息,增强了用户对现实世界的感知;MR 结 合了虚拟和现实元素,用户既能操作虚拟对象,也能与真实世界互动;XR 是上述三者 的集合,广泛应用于游戏、教育、工业设计等领域。这些技术的不断融合与发展,被广 泛应用于工业设计和医疗模拟等领域,正在改变多个行业的传统运作方式,为用户带来 前所未有的体验。
IPD 技术是 VR 设备带来沉浸式体验的核心技术。在 VR 设备中,IPD(瞳距调节) 系统是一项核心技术,它通过调整镜片间距来匹配用户的瞳距,从而优化视觉体验和佩 戴舒适度。由于每位用户的瞳距不同,精准的调节功能能够显著提升成像质量并减少长 时间佩戴可能引起的眼部疲劳。
兆威机电高精密制造工艺可应用于 IPD 模组领域。公司依托在微型传动领域的技 术积累,在调节精度、传动效率、调节范围等方面均表现出色,成功切入 IPD 调节模组 市场。凭借领先的微型传动技术,实现了 IPD 系统在调节精度(0.05 毫米级别)、传动 效率和调节范围(覆盖 58 毫米至 72 毫米)的全面突破。公司通过多年的技术积累,成 为头部 VR 设备厂商的重要合作伙伴,其 IPD 解决方案在市场中拥有显著的竞争优势。
预计 2025-2027 年全球 VR 市场将呈快速增长态势。根据 Mordor Intelligence 预测, 2025 年 VR 市场规模估计为 324 亿美元,2030 年将达到 1874 亿美元,预测期内(2025- 2030 年)的复合年增长率为 42.05%。根据 Wellsenn XR 数据,预计到 2027 年全球 VR 设备销量突破 3000 万台。随着市场对高性能 VR 设备的需求不断增加,IPD 系统的市场 需求也将持续扩大。未来伴随 VR 技术的不断演进成熟,产品市场需求有望快速扩容。 兆威机电深耕微型传动领域已久,技术积累深厚,在 VR 市场空间持续扩容的背景下, 产品需求有望快速增长,进而兑现业绩。
3. 灵巧手:机器人最具价值量环节,关注工艺更迭的零部件机遇
3.1. 灵巧手:人形机器人核心零部件中最具价值环节
人形机器人区别于普通工业机器人的关键在于具备灵巧手,从而能完成多任务工作。 此外目前来看,灵巧手方案众多,特点各异。例如若需要灵巧手完成更加复杂的精密操 作,需要增加灵巧手自由度和传感器用量,整体价值量有望再上台阶。 从传动方式来看,灵巧手可分为腱绳传动、连杆传动和齿轮传动。1)腱绳传动: 主要传动方式包括电机驱动滚珠丝杠,螺母连接腱绳,腱绳带动手指进行运动。其优点 在于节省空间,自由度高,能够实现精密运动,而缺点在于腱绳刚度差,负载小;2)齿 轮传动:主要通过齿轮将电机的旋转运动转变为直线运动,从而拉动驱动器和手指间的 弹簧来驱动手指传动,其优点在于精度高、刚性好,但缺点在于体积较大,因此在有限 的空间内无法集成更高的自由度;3)连杆传动:主要通过铰链将各结构件互相连接,其 刚度、承载力和精度等性能介于腱绳和齿轮之间。
3.2. 特斯拉 Optimus 灵巧手方案快速迭代,未来空间广阔
特斯拉灵巧手已实现两代更迭。①第一代灵巧手方案:主要由单手 6 个无刷空心杯 电机模组,11 个自由度(6 个主动自由度+5 个被动自由度),空心杯电机模组由空心杯 电机+行星减速箱+编码器构成。特斯拉采用金属腱绳+蜗轮蜗杆传动方案。②第二代灵 巧手方案:单手 22 个自由度,20 个电机,单指三级传动。其中灵巧手的食指、中指、 无名指分别具有 4 个自由度,拇指以及小指分别具有 5 个自由度。具体来看,每根手指 有三个关节,分别是远端关节(DIP),中间关节(PIP),近端关节(MCP),其中 DIP&PIP 具有一个自由度,可以弯曲和伸展,MCP 具有两个自由度,可以进行弯曲伸展,以及内 收和外展。第二代灵巧手行星齿轮箱传动,保持关节第一级运动;手臂绳驱+丝杠集成 进电机,电机采用直流无刷电机。 第一代灵巧手与第二代灵巧手各有优劣,工艺仍存迭代空间。①第一代灵巧手的优 点在于采用蜗轮蜗杆模式,具备自锁能力,拥有较大的抓取力,而缺点在于缺少侧摆自 由度,没有办法实现精密抓取。因此初步判断第一代灵巧手大概率应用于工厂环境。② 第二代灵巧手优点在于自由度高,但负载和传动精度有限,此外由于空间有限,第二代 灵巧手还未贴载传感器。灵巧手技术路线尚未完全确定,建议关注工艺更迭带来的零部 件投资机遇。
伴随人形机器人量产,灵巧手用空心杯电机市场需求有望在 2030 年达到 89 亿。特 斯拉第一代较为成熟的灵巧手选取空心杯电机作为驱动电机,伴随人形机器人量产推进, 灵巧手需求有望同步提升,进而拉动空心杯电机需求。我们预计 2030 年全球人形机器 人需求将达 116 万台,对应 1393 万套空心杯电机需求,市场空间 89 亿元。
3.3. 兆威机电:深耕微型电机领域,灵巧手整机亦有布局
微型电机是灵巧手必不可少的核心驱动部件。不论是特斯拉 Optimus 第一代灵巧手 使用的空心杯电机(实际就是特殊的直流无刷电机),还是特斯拉 Optimus 第二代灵巧 手使用的无刷有齿槽电机,其从技术原理角度来讲均不复杂,其难点在于机器人灵巧手 要求电机满足体积小、高转矩密度和高响应速度等特点。以空心杯电机为例,针对人形 机器人应用的空心杯电机直径通常在 13mm 及以下,且通常以几万-10 万转每分钟的高 速运动(常规电机通常几千转/min)、各机械件公差配合难度高,考验精密制造能力,通 常会采用日本、德国等地进口的机床进行精加工。
电机微型化领域外资拥有先发优势,国内企业中兆威机电占据领先地位。海外厂家 空心杯电机品类齐全,Faulhaber、maxon 空心杯直径可小到 3-5mm,内资少有 12mm 以 下的空心杯电机,而兆威目前空心杯电机直径已经可达 6-12mm,正努力开展 4mm 直径 空心杯电机的研发。目前公司高转矩直流电机和无刷空心杯电机均已形成系列产品,成功用于人形机器人等领域。 灵巧手整机亦有布局,全套解决方案彰显实力。2024 年 11 月 14 日,兆威机电在 深圳高交会举办发布会,正式推出其手指集成驱动的高可靠灵巧手。该灵巧手整机拥有 17 个主动执行单元,单只手指自由度大于等于 3 个。整手的关键组件全部采用自主研 制,包括电机、减速器、控制器等,其中高效高功率密度传动模组的设计寿命高达 10 年。