中国市场作为全球工业机器人最大的消费市场，占据全球出货量50%以上，但在全球最大的单一市场（国内市场）国外厂商依旧占据明显优势。具体来看，附加值较低的中低端制造业国产化率较高，占据超过50%以上的市场份额，但在附加值较高的制造业国产化率维持较低水平；分类型来看，自由度高且精度控制难度较大的机器人市场占比较低；从制造业环节来看，机器人应用的主要制造环节的市场占比均未超过50%。
我国对工业机器人核心零部件的研究起步较晚，与国外技术有一定差距，造成不能完全自给自足的局面，一定程度上致使中上游生产成本居高不下，进而影响下游差异化、定制化应用集成的进程。所以，在供应链安全、成本可控、差异化/定制化等需求背景下，国产替代势在必行。
接下来将从工业机器人的上游核心零部件、中游本体和下游集成三个环节拆解国产替代的核心突破点，并对未来工业机器人国产替代路径作出研判。
上游核心零部件技术基本盘薄弱，采取从“低端”到“高端”的逐步替代
工业机器人上游核心零部件主要有三种，分别是减速器、控制器和伺服系统，三者合计成本占据机器人本体总成本的约60%以上，对于工业机器人成本下探和性能影响比较大。
数据显示，工业机器人上游三大件国产化率近些年均有不同程度地上升，但国外厂商依旧占据一半以上的市场份额。具体来看，减速器的国产化率较高，且每年的渗透幅度也最为明显，而伺服系统国产化进程表现较差。
减速器属于高精密度产品，技术门槛高，行业壁垒大，是我国的薄弱环节之一。其使用寿命和精度受以下四个方面因素的影响：
原材料：在金属原材料的颗粒度、刚度和硬度等指标上，我国供应的材料相较于国外有较大差距，杂质较多，影响了减速器柔轮等零部件性能；
设计专利：哈默纳科在减速器齿形设计和传动结构上具有知识产权，在齿形设计方面存在较高的技术壁垒，对于新进厂商阻碍较大；
加工工艺：高精度加工设备仍需进口，国内厂商缺乏经验积累和技术储备，加工精度、加工误差无法得到稳定控制；
零件装配：零件组装标准化程度欠缺，缺乏经验丰富的技工。
伺服系统方面，国内差距主要在于高精度伺服驱动器和编码器的设计和工艺。其背后的核心原因在于以下四个方面：
驱动器芯片：与伺服驱动器相关的主控制板芯片（DSP芯片、IGBT模块）、信号处理和通信板芯片（FPGA、存储）等高精度、高性能的芯片被海外厂商“卡脖子”。
驱动系统标准：多项参数标准主要依靠海外厂商定义，我国需要大量的实际测试数据来逐步达到标准。
编码器：高精度编码器核心技术和高精度传感器暂未突破，对伺服系统的定位精度影响很大，基本需要进口。
原材料：国内的磁材总体性能较国外有一定差距，影响材料伸缩长度。
在控制器方面，国内外技术差距主要体现在软件层面。具体来看，软件底层算法通常是非公开的，各家企业自定参数，在底层软件构架和核心控制算法仍有不足，这会导致在一些场景下机器人的稳定性、运行精度会受到一定影响；控制算法和二次开发等方面的差距使得国内产品在控制平台的易用性、响应速度等方面存在差距。
从开发难度上看，减速器难度最高，伺服系统中上，控制器中下，三者共同构成工业机器人核心竞争力。除此之外，三者同时存在固定资产投入大、客户实际验证周期长等客观因素，制约本土厂商的技术发展。
中下游停留在中低端，冲击中高端市场面临重重阻碍
根据MIR数据，2021年四大家族仍牢牢占据我国工业机器人市场份额前四名，合计市场份额约40%。尽管国产份额由2015年的18%提升至2021年的33%，但集中度较为分散且暂未出现头部企业。
中游国产替代进程缓慢，主要受限于核心技术突破和产业环境。本土厂商产品存在“四低”——低技术、低品质、低价格、低应用等问题。
技术差距：重负载机型定位精准度低，轻负载机型稍高，但仍有差距。
产品中低端：技术差距致使过去几年集中替代的主要是中低端市场，通常满足的是一些简单的通用性需求和应用，高端市场仍被四大家族控制。
性能偏差：由于上游芯片、控制系统等核心零部件的“卡脖子”问题，阻碍机器人性能的突破；同时随着制造业数字化转型进程加速，企业对机器人运行精度、稳定性、易用性等性能要求愈发严苛，中游厂商产品需要适配性能需求与应用行业或场景的变化。
同质化严重：我国机器人产品类型和性能参数指标同质化严重，应用场景主攻搬运、码垛的偏多，随着应用场景逐渐深化，性能或功能上渐渐难以满足企业需求。
性价比不高：企业更换工业机器人会涉及设备部署、停产试机和维保等问题，试错成本过高。目前，国内企业更多是从新建产线或停产成本较低的企业开始进行国产替代。从成本角度看，选择尝试国产机器人产品的意愿不强。
价格战：在产品同质化、专攻中低端市场的背景下，行业内开始通过价格战获客，不利于良性竞争。
在本体下游的集成方面，我国内资集成商占比约80%，但其中大部分的业务处于中低端或体量较小的细分领域，玩家呈现出数量多、规模小、工艺偏中低端的现状。
产业链各环节阻碍逐个击破，加速国产化进程
上游核心零部件：控制算法突破，加速国产工业机器人智能化进程，形成差异化竞争力，以推动国产替代进程
中游本体：攻克高附加值制造业场景，需弥补本体产品类型的短板，六轴机器人性能提升成攻克重点
下游集成：利用本土优势，实现应用集成标准化，部分领域弯道超车
