空心杯电机 行业研究报告

一、研究摘要 / 核心观点

1. 存量市场稳健、增量由人形机器人引爆。全球空心杯电机（Coreless / 无铁芯直流电机）2024 年规模约 7.4–8.7 亿美元（不同机构口径差异显著，详见第四节），2028 年前维持 8%–12% 复合增速；真正的弹性来自人形机器人灵巧手——多家券商测算，当机器人年销量达 100 万–500 万台时，仅灵巧手用空心杯电机市场空间即达 96 亿–977 亿元，为当前全球存量市场的数十倍量级。
2. 海外三巨头垄断高端、国产处"替代窗口"。Faulhaber、Maxon、Portescap 三大欧洲厂商长期占据全球约 70%–80% 份额，2022 年全球 CR5 约 67%；国内企业（鸣志电器、鼎智科技、兆威机电、拓邦股份等）在 8–16mm 中低端及人形机器人降本场景快速突破，但高端（高功率密度、长寿命、极小外径）仍依赖进口。
3. 技术壁垒核心是"绕线"。空心杯性能差异 70% 以上来自线圈绕组工艺（直绕/斜绕/马鞍形 + 卷绕/一次成型），以及 0.02–0.25mm 超细导线绕线设备的张力控制能力——国内绕线机自动化率与国外头部（Meteor、田中精机、日特机械）仍有代差。
4. 国产替代进入"送样—定点"关键期。鸣志电器 10mm 无刷空心杯已通过特斯拉 Optimus 多轮验证、处于 C 轮准供应商阶段；拓邦、兆威、鼎智等已向头部本体厂送样，2025–2026 年有望锁定首批定点。
5. 一句话启示：空心杯是"小部件、大卡位"的机器人核心增量赛道，当下最优策略是沿"绕线设备/工艺 + 已获头部送样验证的国产电机厂"两条主线布局，而非在通用低端红海与欧企硬拼。

二、研究背景与定义

行业定义：空心杯电机（Coreless / Ironless DC Motor）是转子无铁芯（或定子无铁芯）的直流永磁伺服电机，属于微特电机范畴。其核心结构为自支撑式杯型绕组（"空心"即无硅钢铁芯），由此消除铁芯涡流损耗与齿槽转矩，具备低转动惯量、高功率密度、高动态响应（毫秒级）、高效率、低噪音等特性。按换向方式分为有刷（机械换向、转子无铁芯）与无刷/无齿槽（电子换向、定子无铁芯）两类；无刷型效率与寿命更高，是人形机器人灵巧手指关节的主流选择。

细分范畴（技术路线）：

• 按绕线形态：直绕形（Maxon 采用，绝缘好、扭矩稳）、马鞍形（国外先进方案，槽满率高、力矩大）、斜绕形/蜂房绕（Faulhaber 采用，惯量最小、电磁噪音低）。
• 按成型工艺：人工绕线、卷绕式（半自动，铜线→线板→卷筒→焊接，不适用 <12mm）、一次成型（全自动多轴绕线机直接成型，良率高、直径小）。
• 按产品：有刷空心杯、无刷空心杯、空心杯+减速箱总成。

研究边界：本报告聚焦"微型/中小型空心杯电机（典型外径 4–40mm）及其在人形机器人灵巧手、医疗微型执行器、无人机云台、电动工具等场景的应用"，不覆盖传统有铁芯直流电机、无框力矩电机、步进电机等相邻品类（仅在下游客群处简要提及），亦不展开伺服驱动器与编码器独立市场。

三、研究方法与数据来源（Methodology）

本报告采用"多源交叉验证 + 冲突口径并列"方法：

• 券商与产业研究机构：东北证券、东吴证券、财通证券、国联证券、头豹研究院、恒州诚思（NTCysd）等关于空心杯与人形机器人零部件的研报及测算（经三个皮匠报告、慧博等摘要库转引）[1][2][3][4]。
• 全球市场研究机构：The Market Reports、Intel Market Research、24 Market Reports、Strategic Market Research、PMarketResearch 等英文行业报告库，提供全球出货量与金额口径 [5][6][7][8][9]。
• 上市公司公告与年报：鸣志电器（603728.SH）、兆威机电（003021.SZ）、拓邦股份（002139.SZ）、鼎智科技（873593.BJ，江苏雷利控股）、雷赛智能（002979.SZ）等 2024 年年报及公开披露 [10][11]。
• 行业协会与媒体：中商产业研究院、中国机器人产业联盟（CRIA）、MIR DATABANK（上海有色网）、OFweek 机器人、具身研习社、中国经济新闻网等 [12][13][14][15]。
• 政策文件：工信部、发改委、国务院公开发布的产业规划与指导意见 [16][17][18]。

口径说明与局限：（1）"全球空心杯电机"在不同报告中定义边界不一——部分含全部自动化/医疗/工具应用，部分仅统计微型电机，导致 2024 年全球规模在 7.4 亿至 67 亿美元间出现极端差异【口径差异】，本报告以中商产业研究院（8.7 亿美元）与 The Market Reports（7.48 亿美元）为主轴，SMR 67 亿美元视为宽口径 outlier。（2）人形机器人增量测算多为券商情景假设，非实测市场，标注【待核实】并按情景区间呈现。