“空心杯電機”并非新技術，為何成了關鍵零件？

去年年底人形機器人板塊強勢反彈，雖然年初這周出現不小的分歧和回調，但這一板塊中短期的清晰度正在不斷變高。分歧有兩點：一個是利空，元旦前后流傳著宇樹科技的“小作文”，這一塊在今年首個交易日前，宇樹科技就通過官方渠道進行了澄清稱，公司上市并未涉及申請“綠色通道”相關事宜；

另一個就是比較清晰的利好，馬斯克在跨年演講上首次提到具體量產人形機器人的數量和時間，數量是目標在2026年V3量產1萬臺以上；時間上則在2026年11-12月（地火發射窗口期）實現“星艦+擎天柱機器人”的無人火

星登陸。這里關鍵是在使用場景上，給資本市場帶來了極大的想象空間，首次提及除了將Optimus部署在自己工廠內部，也考慮一部分是探索太空場景。

回顧2025年機器人行情，資本市場認知隨著技術迭代而持續更新：從一季度的絲杠、減速器等核心零部件、延伸到輕量化（PEEK材料）、電機、靈巧手、結構件等，行情演繹始終圍繞“技術收斂”和“供應鏈確定性”兩大主線。機構預期2026年A股的人形機器人板塊將完成從主題投資到產業鏈投資的重要切換，核心供應商的工藝制造、設備先進、數據完整度將是考量壁壘的關鍵，同時全球化產能布局和訂單落地的節奏將成為“預期錨”。

01空心杯電機怎么就成了搶手貨？

今年一季度，特斯拉將發布第三代Optimus人形機器人，而在人形機器人硬件的技術和產品迭代中，輕量化和靈巧手是資本市場關注的重點方向。之前就有消息指出，第三代Optimus人形機器人靈巧手的自由度將從之前的17個提升至22個，采用“空心杯電機+微型絲杠+腱繩+電子皮膚”方案，這意味著人形機器人即將具備更加精細操作能力。靈巧手作為人形機器人與物理世界交互的“最后一厘米”，算得上是技術壁壘較高且國產替代空間較大的環節之一。其價值可能超過20%整機成本，算是“最貴運動關節”。關鍵靈巧手并不拘泥于人形機器人這個單獨載體，單拆下來也可以在很多場景下進行復用。

那什么是空心杯電機？其技術特點與迭代邏輯何在？

空心杯電機并非什么新技術，其誕生可追溯至20世紀中葉，早期主要用于醫療設備、精密儀器等小眾領域。屬于直流永磁電機的一種，其突破性的設計在于取消了傳統電機的鐵芯結構，采用空心杯狀繞組，從而實現了極低的轉動慣量、高加速度、快速響應和平滑低速運行。其技術演進始終跟隨高端裝備對運動控制性能的提升需求：

縱向對比來看，第一代有刷空心杯電機：早期應用于軍事、航天等領域，結構簡單但壽命受限，主要用于對體積和重量敏感的特殊場景；第二代無刷空心杯電機：通過電子換向取代機械電刷，壽命大幅提升，噪聲降低，逐步進入醫療設備、精密光學儀器等領域；第三代高性能集成化空心杯電機：結合高性能磁材、精密繞線工藝與集成驅動控制，進一步優化功率密度與響應特性，滿足人形機器人、協作機器人、高端無人機等新興領域的需求。

橫向對比，目前靈巧手主要由空心杯電機、無刷直流電機和無框力矩電機三種電機驅動技術線。空心杯電機憑借其體積小（直徑可小于10mm）、轉速高（可達10萬轉/分鐘）、功率密度大的優勢，成為高精度場景的首選，但成本居高不下；而無刷直流電機則以成本優勢（約為空心杯的60%）在工業級應用中嶄露頭角。而無框力矩電機正在特定領域展現獨特價值。其直驅特性可省略傳動部件，使系統效率提升15%—20%，在很多特種環境應用中表現出色。實際上，三種方案并非簡單替代關系，而是根據負載需求（5N—50N）、精度要求（±0.1mm-±1mm）、使用場景形成差異化組合。

不難發現，空心杯電機的核心特點和優勢在于其“輕量化”與“高響應”特性，這與機器人靈巧手、關節模組對空間占用、動態性能的苛刻要求高度吻合，而目前成本較高的原因之一是繞組的工藝壁壘，“自支撐”的空心杯繞組需要精密的三維編織技術，高端繞線設備是關鍵瓶頸，且大規模自動化生產尚未完全普及。隨著人形機器人從演示到量產，空心杯電機也從“特種部件”轉向“規模化核心部件”迭代，高端化是趨勢，市場空間的天花板逐漸被打開。

資本市場對空心杯電機的關注，大致可以歸為三個趨勢方向：

首先是人形機器人產業化進程加速。特斯拉、Figure、宇樹科技等人形機器人廠商陸續發布新一代機器人原型，靈巧手作為實現精細操作的關鍵，普遍采用多個空心杯電機驅動，單手機用量可達6-12個，如果自由度繼續提升，預期還將增加。而且人形機器人即將進入量產，空心杯電機需求增長相當可觀。

其次是高端醫療器械與精密儀器升級。手術機器人、內窺鏡、基因測序儀等設備對電機的小型化、低振動、高精度要求極高，空心杯電機已成為主流選擇。

最后是無人機、高端模型與自動化設備的輕量化趨勢。隨著飛行器、移動機器人對續航與負載能力的追求，電機功率密度成為關鍵指標，空心杯電機優勢凸顯。可以這樣理解，空心杯電機“重出江湖”背后的本質，是電機從“動力輸出單元”向“運動控制智能單元”的轉變，其性能直接決定了終端設備的靈活性、精度與可靠性，更多精密制造行業開始需要這個“老家伙”。

02鳴志電器：從步進電機龍頭到空心杯電機

鳴志電器也是國內老牌的電機廠商，算得上是元老級別，見證了國產電機企業從跟隨到超越的縮影。公司成立于1994年，早期以混合式步進電機為主營業務，通過收購與自主研發，逐步覆蓋控制電機、驅動系統、精密傳動三大領域。其關鍵轉折點包括：2014年收購美國Lin Engineering：獲得線性步進電機核心技術，切入醫療與實驗室設備高端市場；2017年收購瑞士Technosoft：補齊運動控制算法短板，形成“電機+驅動+算法”一體化解決方案；

截至2025年上半年，鳴志電器83.6%的收入來源于控制電機及驅動系統產品，毛利率35%左右，比2020年的42%呈現下滑趨勢，這也對應了前面提到的空心杯電機等并非新技術，前期的行業現狀與傳統制造業相近，需求趨緩，價格戰導致盈利能力下滑；市場關注的是預期，空心杯電機的高端化對應需求增量，給鳴志電器未來的業績提供了相當的增量空間。

根據2025年半年報進一步細分來看這塊主營業務，可以分為三塊：控制電機、驅動控制系統和運動控制模組。

步進電機主要是精確控制每一步轉角的數字式定位器，常用于3D打印、數控機床的點對點定位；伺服電機能精準控制位置/速度/力矩的閉環智能執行器，是工業機器人、自動化設備的核心動力源；空心杯電機則擁有閃電般響應速度的敏捷型動力源，主要驅動精密儀器需要快速響應的輕載設備。

業務進展上，2025年上半年，公司圍繞物流搬運（AGV/AMR）、手術機器人、商用服務機器人及人形機器人四大方向深耕布局，無刷無齒槽電機、無框電機、驅動與控制系統、精密微型減速機及精密絲杠傳動組件在機器人旋轉關節、手指關節、手腕關節及移動底盤等關鍵模組方向持續交付。公司在移動機器人領域完成多個標桿項目落地，產品性能與交付速度廣獲客戶認可。公司表示，機器人應用已經形成收入，且收入延續穩健增長，同比增幅約20%。這是上半年人形機器人尚未進入大規模量產階段。

在市場關心的空心杯電機領域，鳴志電器的布局可以追溯到2018年收購美國AMP（American Precision Motors），后者在空心杯電機設計與制造方面擁有數十年經驗，客戶涵蓋醫療、軍工、機器人等領域。通過收購，鳴志不僅獲得了核心技術，也打通了海外高端市場渠道；后面2020年開始，公司加大了自研空心杯電機的量產，自研繞組，突破了空心杯繞組工藝瓶頸。在空心杯電機這一細分賽道中，鳴志電器實現“繞組-減速箱-編碼器-驅動器”全鏈條的供應，這在A股市場具有一定的稀缺性。包括上游磁性材料、精密軸承等由戰略供應商支持，中游電機本體由國內基地規模化生產，下游則可提供配套驅動器與定制化運動模組，形成一體化解決方案能力。

產品上，公司的無刷無齒槽電機也屬于空心杯的一種，采用空心杯的繞組設計，具有高功率密度、高運行轉速、快速動態響應、無齒槽效應等特點，最高轉速可達70000rpm，最大扭矩可達2000mNm；有刷空心杯電機采用空心轉子設計，具有高加速度、低轉動慣量、無齒槽效應、無鐵損、小巧輕便等特點，轉速最高可達18000rpm，特別適合頻繁啟停的應用場合。

技術壁壘方面，空心杯電機的核心難點在于精密繞線工藝、磁路設計與動平衡控制。這里鳴志電器自研或深度定制的高精度繞線設備，可以實現微米級的排線控制。這是保證繞組高對稱性的核心，能最大限度地減少因磁場不對稱引起的轉矩波動（齒槽效應），確保電機運行平滑、噪音極低；

同時繞線時還要保證張力精準控制，在整個繞線過程中，對銅線施加的張力需要進行精準、恒定的控制。張力過大會拉斷細如發絲的銅線；張力過小則繞組松散，結構強度不足。鳴志電器掌握了復雜的張力控制算法，可以盡可能確保每一匝線圈都處于最佳狀態，這是公司能將空心杯繞組的量產良率穩定在85%以上的重要原因。

其中無刷空心杯電機，其對繞組的均勻性、磁鋼的充磁精度、軸承的同軸度要求極高，量產一致性難度大。鳴志通過收購AMP獲得成熟工藝，并結合國內自動化產線改造，在保證性能的同時逐步提升產能與良率。根據公司披露，鳴志的空心杯電機已實現從Φ6mm到Φ38mm的多規格覆蓋，最大連續輸出扭矩可達0.15Nm，轉速范圍寬、響應時間短，部分型號已實現對Maxon、Faulhaber等國際龍頭的替代。

這個Φ6mm是什么概念，一般在Φ12mm以下就算是超微型系列，適配靈活手的需求和迭代趨勢。在極端微型化的Φ4mm以下、超長壽命設計和某些極端環境（如超高真空、超強輻射）下的材料應用經驗方面，國際巨頭仍有積累優勢，而鳴志電器也在通過持續研發快速追趕。

除了在繞線技術等單個工藝上的技術壁壘，鳴志電器更強的護城河其實就是高良率的“量產”能力。空心杯電機低成本≠低價值，雖然核心部件的大趨勢是降價，但空心杯電機這一細分領域短期依舊有個核心矛盾：就是工程化與產業化能力。很多企業能做出性能優異的樣品，數據亮眼、響應迅速，但很難從“樣品”走到高良率的“量產”，企業產線上要有百萬顆一致可靠的產品才算是規模化。所以說，行業需要的并不是單一的技術突破，而是一套貫穿“設計-工藝-裝備-檢測”的端到端精密制造的解決方案，這才是鳴志電器最大的亮點。

資本市場對鳴志電子的關注點主要集中于以下幾點：首先是人形機器人量產進程：若2026年人形機器人進入小批量量產，空心杯電機需求將迎來爆發式增長；其次是國產替代加速，在醫療、軍工等領域，國內客戶出于供應鏈安全考慮，會非常積極地導入國產高端電機和驅動系統；因為鳴志電器整體最近披露的信息不多，而且從半年報的重要在建來看，確實有26.6億元左右的廠房在建，去年上半年完成了67%，可能是積極擴產面對未來的需求釋放。同時，鳴志電器在越南、美國都有建廠，對接北美大客戶也有優勢。

在需求高端化和多元化趨勢下，上市公司的盈利能力也將得到改善，毛利率提升，空心杯電機毛利率普遍高于傳統步進電機，產品結構優化將帶動公司整體盈利提升；鳴志電器有望從單純電機供應商向“電機+驅動器+編碼器”模組方案商升級，提升單機價值量。

總的來說，鳴志電器算是老牌國產制造業的一個縮影，市場預期不僅在于其傳統步進電機業務的穩定增長，更在于空心杯電機等高端驅動系統能否給公司帶來全新的增長空間，開啟新的成長周期。

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