機器人行業用銅量分析
金瑞期貨【銅】專題報告
作者：孟昊(F03099565Z0020948)
期貨交易諮詢資格：證監許可字【2013】201號
報告日期：2026年8月24日
結論：機器人行業銅的需求增速預計維持高速增長，但消費佔比低
(1)預計人形機器人未來5年用銅量增速超過100%，工業機器人裝機量增速未來5年增速約為7%，服務機器人裝機量增速未來5年約為11%。
(2)機器人因為單耗較低的原因，用銅量貢獻有限，即使後續量產落地，佔比僅0.07%。分地區看，國內機器人銅消費貢獻僅有0.05%，海外機器人銅消費貢獻僅有0.08%。
機器人單耗：
海外人形機器人單位用銅量約為10.4-19.2kg，國內人形機器人單位用銅量約為6.6-9.8kg。工業機器人算上配套的能源模塊，單位用銅量約為16.5-23.05kg。家用服務機器人平均銅單耗約為0.23kg，商用服務機器人平均銅單耗約為4.85kg，機器人的實際用銅量會因為大小和功能的不同有差異。
機器人行業規模增速預計維持較高水平
(1)人形機器人行業規模預計在近五年維持超過100%的增速增長，隨後增速緩慢回落，但仍維持較高增速。
(2)工業機器人相對較為成熟，預計在未來出貨量維持年均複合增速7%持續增長。
(3)服務機器人仍處於高速增長階段，預計未來5年產量維持11%的增速增長
1.機器人行業背景
近幾年來，AI是人們口中討論的最火熱的話題之一。機器人是AI下游運用的方向之一，通過對機器人的芯片植入程序，讓機器人完成下達的指令，來最終滿足人類的需求。
機器人的部分細分行業已經度過了前期的研發階段，目前正在往量產階段發展，2026年下半年和2027年被稱為是機器人行業的量產元年，特斯拉公布今年下半年將啓動年產能為100萬台人形機器人的產線。政策方面，2026年6月，我國啓動了「2026年度人形機器人與具身智能實景實訓轉向行動」，推動人形機器人從實驗室走向真實場景，計劃在2026年底，在代表性場景中完成應用驗證和常態部署。我國已經連續多年穩居全球最大的工業機器人消費市場，工業機器人行業已發展的較為成熟，目前仍處於較快速增長階段。這些跡象都說明了機器人已經在往實體應用方向快速發展，未來機器人行業仍有極大的發展空間。
在機器人中，有許多部位都需要用到銅，比如機器人的「大腦」核心部件—芯片，內部的電路系統，各種部件的電機等等都需要用到銅。隨着機器人行業的快速增長，機器人需求將持續增長，銅的需求量也將持續增長。這篇研究報告將深入分析機器人的用銅量以及估計未來機器人行業中銅需求量增長。
2.機器人用銅量拆解
2.1人形機器人用銅量分析
2.1.1海外人形機器人用銅量分析
海外的人形機器人主要以特斯拉的Optimus型號機器人作為代表，該機器人的用銅部件可以分為七大系統，其中包含電機系統、電池系統、控制系統、傳感器系統、控制器系統、以及伺服系統。接下來這個部分將對人形機器人的部件進行拆解，估算每個部分的用銅量。
1.電機系統
電機系統中主要有無框力矩電機和空心杯電機兩類部件。無框力矩電機的作用是滿足人形機器人膝關節、髖關節等大關節驅動肢體運動的動力需求，同時只保留定子和轉子核心部件，去除了多餘的外殼和自帶軸承，大幅度減輕重量，使機器人實現輕量化，延長續航時間，提升負載能力。該部件的用銅部分主要是定子和轉子這類關鍵導電部位。Optimus型號機器人全身裝有28個活動關節，其中靈巧手使用11個空心杯電機，單個空心杯電機的用銅量約為0.01-0.02kg，因此空心杯電機總用銅量為0.11-0.22kg。剩下的活動關節推測使用11個無框力矩電機，其中中小負載款預計為8台，大負載款預計為3台單台。單台中小負載款電機用銅量約為0.15-0.36kg，大負載款電機用銅量約為1.2-1.8kg。因此，總用銅量約為4.8-8.28kg。
2.電池系統
Optimus機器人所使用的電池是2.3kWh，52V或48V的電池組，根據電池參數估計使用的電池包為4680電池包。主要用銅的部分有電芯負極銅箔、匯流排、高低壓線束銅芯、BMS模塊連接件、以及散熱結構。電芯是電池系統的核心單位，主要的作用是儲存電能以及進行能量轉換。電芯部分銅箔是主要的銅使用部分，用銅量大約是0.7-0.9kg。匯流排的主要作用是彙集並分配電流，主要的優勢是可以節約空間，同時能夠令連接更緊密更安全。匯流排中銅主要用在它的排體主體，也是匯流排的功能核心，匯流排的用銅量大約是0.25-0.4kg。高低壓線束，主要是為機器人提供動力，同時還能夠減少電能損失和發熱，減輕機器人的散熱負擔，提高電能利用效率。高低壓線束中的銅芯是主要的用銅部分，用銅量大概是0.15-0.25kg左右。散熱結構的主要作用是為電池散熱，減小電池組之間的溫差，用銅量大約是0.07-0.13kg。BMS模塊連接件的主要作用是實現電池管理系統內部和外部的電連接和信號傳輸，核心導電端子是電池管理系統連接件最核心的用銅部分。BMS模塊連接件用銅量大約為0.08-0.12kg。因此，電池系統的總用銅量約為1.25-1.8kg。
3.控制系統
控制系統是人形機器人的大腦，主要由芯片和電子器件、傳感器和數據傳輸、以及電路連接。芯片是人形機器人的大腦，基於傳感器獲取的信息，自主完成任務規劃和決策，同時還能夠支持機器人完成一些複雜的動作，例如行走、奔跑、靈活抓取等等。Optimus型號機器人所使用的芯片是算力約1TFLOP、衍生自FSD計算機的特斯拉定製SoC，芯片中銅主要用在電信號連接和封裝互連結構中，最主要的部分是芯片內部的互連導線，另外，芯片中的散熱結構也是用銅的主要部分，芯片和電子器件整體的用銅量大約為0.1-0.2kg。傳感器的作用主要是收集信息，有聽覺、視覺等類型的傳感器，數據傳輸功能主要是將收集的信息運送至芯片進行運算。電路連接上，主要是PCB板與傳感器部件的連接，連接需要依賴匯流排和高壓線束。傳感器的電極、互連結構、以及散熱結構是主要的用銅部位，傳感器的用銅量大約是0.1-0.2kg。電路連接主要是利用連接器進行連接，該部分的用銅量約為0.2-0.4kg。
4.傳感器系統
傳感器系統中主要有觸覺傳感器、視覺傳感器、力傳感器和慣性測量單元。Optimus型號機器人一隻手共有5個觸覺傳感器，兩隻手共有10個，銅因為其優良的導電性，能夠穩定傳輸電信號，該部件的主要用銅部分有電極、導電器、以及應變片，總用銅量大約為0.005-0.015kg。視覺傳感器主要的作用是捕捉畫面。視覺傳感器的感光電路板會用覆銅板作為基底，而在傳感器內部，銅的主要作用是負責電路信號傳輸。銅還能夠解決部分使用銅混合晶圓鍵合技術中像素間距受限的問題。Optimus型號機器人總共使用8個攝像頭，每個攝像頭的用銅量約為15-30g，總共用銅量是0.12-0.24kg。
力傳感器能夠幫助機器人實現穩定的抓取和控制，機器人能夠感知觸碰物體的施力方向，快速調整抓取的動作和力度，來實現平穩的抓取和控制。在電力結構中，銅主要用在覆銅極板以及傳輸電路、電阻應變片力，部分封裝外殼也會使用銅。傳感器的銅用量大約是0.48-0.96kg。
IMU的作用是幫助機器人維持平衡和控制動作，能夠通過高頻率的檢測加速度、傾斜角度等數據，實時調整關節力矩，避免機器人摔倒。其中，電路部分，PCB板上板極連接的接觸材料用的是銅；另外，銅也被用在內部金屬互連以及慣性測量單元應變組件中。這個部分的用銅量大約為0.44-0.88kg
5.控制器系統
控制器系統主要由連接器、散熱結構、以及線纜和線束組成。連接器和線纜線束的主要作用是傳輸電力、信號、以及數據，同時，能夠抗電磁干擾，減少信號的干擾，避免機器人出現死機的情況。該系統中用銅的部分主要是PCB板、線纜、散熱組件、以及連接器。根據行業平均水平，人形機器人裝載有約100-200個連接器，單個連接器質量約為1-2g，連接器的用銅量大約是0.1-0.4kg，線纜的用銅量大約是1-2kg。散熱器主要有風冷、水冷、以及液冷散熱器等等，其主要作用是幫助機器人降溫，保證設備的運行性能穩定。散熱器的用銅量大約為0.2-0.5kg。
6.伺服系統
(剔除電機部分)
伺服系統在排除電機部分後，主要由電路板、連接器以及散熱結構、還有線束構成。該部分整體用銅量約為1.5-3kg。
因此，Optimus型號單個機器人總用銅量約為10.4-19.2kg。
2.1.2國內人形機器人用銅量分析
國內人形機器人的主要代表是宇樹科技生產的機器人，這裏主要以宇樹科技的H1型號機器人代表國內的機器人整體用銅量情況。
1.電機系統
宇樹機器人全身共有19個電機，不同部位的電機扭矩和用銅量不同。膝關節所使用的電機扭矩為360N.m，共有兩個，單個該電機用銅量約為0.55-0.85kg，因此膝關節電機用銅量總共1.1-1.7kg；髖關節所使用的電機扭矩為220N.m，共有7個，單個該電機銅用量約為0.34-0.52kg，因此髖關節電機用銅量總共約為2.38-3.64kg；踝關節所使用的電機扭矩為59N.m，共2個，單個該電機用銅量約為0.09-0.14kg，總用銅量約為0.18-0.28kg；手臂關節部分所使用的電機是75N.m，共8個，單個該電機用銅量約為0.11-0.18kg，總用銅量約為0.88-1.44kg。因此，電機部分總用銅量約為4.54-7.06kg。
2.機載計算機
宇樹機器人的控制系統中搭載一塊運控計算單元和開發計算單元，型號分別為i5-1235U和i7-1255U或i7-1265U。機載計算器部分整體用銅量大約為0.16-0.24kg。
3.激光雷達
宇樹機器人頭部搭載的激光雷達型號為MID-360雷達。用銅部分主要有PCB板的銅箔和內部銅繞組，整機用銅量約為0.12-0.16kg。
4.深度相機
宇樹機器人頭部搭載的深度相機為D435深度相機，為機器人提供視覺感知能力。按照相機中的各部件計算，PCB板部分銅箔用量為0.008-0.012kg，攝像頭部分內部的FPC軟板和接口銅件總用量為0.005-0.008kg，接口和線纜部分用銅量約為0.007-0.01kg，其他的散熱部件和小部件用銅約為0.002-0.005kg。總共銅用量約為0.022-0.035kg。
5.其他部件
其他部件主要有電池、線束、匯流排和散熱器。電池用銅的部分主要是正負極集流體銅箔、內部鏈接銅件、輸出端子以及線纜。銅箔用銅量約為0.48kg，內部鏈接銅件用銅量約為0.18kg，輸出端子用銅量約為0.03-0.11kg，內部線束的用銅量約為0.05kg，整個電池用銅量約為0.82kg。線束部分用銅量約為0.7-1.1kg，匯流排用銅量約為0.12-0.25kg，散熱器用銅量約為0.08-0.15kg。
因此，宇樹機器人用銅量總和約為6.1-9.5kg。
2.2工業機器人用銅量分析
工業機器人主要被分為電機和服務器、傳感器和電路板、減速器和軸承、線束和連接器、機械結構件、熱管理系統、以及系統集成和應用七個部分。
1.電機和服務器
電機和服務器是工業機器人的動力裝置，能夠將電能轉化為動能驅動機器人運作，其用銅部件主要是電機繞組、軸承、散熱結構件、PCB板的銅箔、以及連接件，與上文介紹的人形機器人部件類似。電機和服務器的銅用量與機器人本身的功率有關。功率越大，電機需要使用的銅就越多。簡單線性關係來看，電機每增加1kw功率需要多消耗1-1.5kg銅。同時，機器人體積越大所消耗的銅也越多。整體來看，一台工業機器人一般用6-8個電機，在電機和服務器上的用銅量平均約為5-8kg，因中大型工業機器人較多，因此取值上取7.5kg更為合適。
2.傳感器和電路板
傳感器是機器人用來收集信息和感知的重要部件，電路板則是承接機器人內部部件的結構。其中，傳感器中的的內部信號採集佈線以及連接配件和PCB板中的銅箔是主要的用銅部件。一台工業機器人傳感器的用銅量約為1-2kg。PCB板的銅箔約為0.5-1kg。
3.減速器和軸承
4.
減速器的作用是將設備轉速降低，精準控制轉速，同時放大扭矩來滿足設備的驅動需求。軸承的主要作用是支持旋轉功能，同時減少部件間的摩擦以及穩定精度。減速器中銅所使用的部分主要在襯套部分和潤滑系統中，利用銅的耐磨性減少摩擦。減速器的用銅量約為0.3-0.5kg。
4.線束和連接器
線束主要包括電線電纜數據線等等，是電力傳輸和數據傳輸的主要媒介。連接器主要是連接機器人不同模塊的部分。銅因為優良的導電性，被廣泛用於電線作為核心導電材料。同時銅還用於線束的屏蔽層中屏蔽電磁干擾，保證數據傳輸。該部分銅的用量約為3-5kg。傳輸器中，銅主要用在連接口，保證電流和信號的傳輸功能，該部分用銅量約為0.2-0.3kg。
5.機械結構件
機械結構件指的是工業機器人外骨骼的部分，包含底座、機械臂、關節等等部位。單個機械臂輕量化關節會使用高強度銅合金來製作傳統襯套、定位銷、以及關節限位塊，來保證結構鋼性和抗疲勞性能。輕量化關節所使用的銅合金銅用量約為1-2kg。
6.熱管理系統
熱管理系統主要由散熱管和導熱管組成，這個部分主要是通過散熱保證工業機器人各部件的性能維持穩定狀態。銅因為優良的導熱性，被用於散熱系統中，製成銅管和純銅散熱器等來維持工業機器人的運作性能。單個工業機器人這個部分的用銅量約為0.5-1kg。
7.系統集成和應用
系統集成和應用部分主要有充電和能源模塊、智能工作站、以及機器人維護和更新。充電和能源模塊用銅的部分主要是充電樁和電池連接片，智能工作站消耗銅的部分主要是工作站的配電系統。一個工作站的用銅量一般在10-15kg，配套4台機器人，因此均攤到每台機器人的用銅量約為2.5-3.75kg。
因此，一台工業機器人平均用銅量在16.5-23.05kg左右。
2.3服務機器人用銅量分析
服務機器人的主要用銅部件與工業機器人類似，主要是電機、傳感器、線束和連接器等等，但由於體型大小和功能不同的關係，服務機器人的用銅量與工業機器人差距較大。
服務機器人可以分為家用服務機器人和商用服務機器人兩類。家用機器人主要是家用的掃地機器人等，外形大小偏小，用銅量比較低，單台掃地機器人用銅量大約是0.11-0.35kg。其中，電機系統主要由兩個電機組成，用銅量為0.06-0.18kg。線束和連接器部分用銅量約為0.035-0.12kg。芯片部分，主要是PCB板和傳感器用銅，用銅量約為0.01-0.03kg。最後是其他用銅的部分，比如焊料、電感線圈等等，用銅量約為0.005-0.02kg。
商用服務機器人，主要是商用清潔機器人以及一些物流運輸機器人，外形大小相對掃地機器人較大，用銅量相對較多，用銅量約為3-6.7kg。其中，電機部分一般採用4-8個電機驅動機器人行走，單個電機用銅量約為0.2-0.8kg，整體用銅量約為2-4kg。線束和連接器部分用銅量約為0.6-1.5kg。芯片部分，主要是PCB板和傳感器用銅，用銅量約為0.24-0.72kg.最後是散熱結構和關節中一些需要用到銅的耐磨結構，用銅量約為0.15-0.48kg。
3.機器人行業增速
以及用銅量預測
3.1人形機器人：新型行業，
行業裝機量和用銅量將迎來快速增長
未來預計人形機器人行業將進入快速發展期，下圖是德意志銀行和IDC提供的裝機量預測，預計人形機器人行業規模按年增速在未來5年，維持約100%的增速增長，預計到2030年，人形機器人裝機量能夠超過70萬台。在考慮人形機器人技術突破帶來的用銅量減少的情況下，2030年年用銅量將會達到7448噸，預期到2050年，年耗銅量將會達到63.6萬噸。
未來人形機器人技術突破的方向可能有以下兩個：一是電機仍然有優化的空間，通過優化磁路結構，在保證扭矩不變的情況下，大幅度減少銅線所使用的匝數，能夠直接減少銅的使用量和損耗量。二是電路設計仍然有集成化的空間，通過將分散的傳感器和驅動板進行集成，可以減少PCB的層數和銅箔用量，來減少銅的使用量。
從5年為一期的增速上看，預計從2030年以後，隨着行業發展逐漸成熟，以及技術突破，人形機器人裝機量增速會有明顯下降，2030年至2035年預期年均複合增速下降至約46.9%，同時，電機的技術方面出現突破，電機用銅量減少20%。2035年至2040年預期年均複合增速繼續下降至約30.3%，電機用銅量減少50%。2040年至2050年預期年均複合增速下降至14.6%。儘管預期裝機量增速有大幅下降，但仍然顯著高於發達國家的GDP增速，人形機器人行業的銅需求增速也將維持高速增長。
3.2工業機器人：從快速增長轉向
成熟階段，預計裝機量增速為7%
工業機器人行業目前處於從快速發展階段向成熟階段過度的過程。從全球裝機量的角度來看，全球工業機器人行業增長趨於平穩，全球2024年工業機器人裝機量約為54.2萬，預計2025-2026年裝機量增速約為6%，2027-2028年裝機量增速約為7%。
裝機量分地區來看，國內裝機量佔全球約54%，海外裝機量佔比約為46%。在亞太地區中，國內工業機器人裝機量佔比為73.46%，為裝機量最多的區域。行業增速分地區來看，根據interact analysis提供的行業預測，亞太地區和美洲地區仍然是工業機器人行業增長的主要貢獻地區，行業增長主要來源於物流、新能源以及半導體行業的增長，亞洲地區機器人增速預計達到7.1%，美洲地區預計增速達到6.2%。歐洲地區工業機器人行業增速較低，主要原因是汽車行業景氣度不佳，同時受通脹影響歐洲地區維持較高利率，企業投資意願不足，因此歐洲地區工業機器人預計增速較低，約為4.9%。
根據上文測算的工業機器人單位用銅量測算，以全球工業機器人裝機量代表行業規模，2024年工業機器人的用銅量約為10840噸，2025年工業機器人的預計用銅量約為11500噸。單台工業機器人平均耗銅量約為20kg，預計2028年，全球工業機器人用銅量將達到14160噸。
3.3服務機器人：行業裝機量
仍維持較高增速增長
行業增速預測上，IFR根據294個服務機器人供應商樣本進行行業裝機量測算，其中家用服務機器人裝機量在2025年達到2010萬台，預期未來5年裝機量增速預期為11%，到2030年，家用服務機器人裝機量將達到約3387萬台。商用服務機器人裝機量相對較少，2025年裝機量達到19.9萬台，預計2026年-2030年裝機量增速為15.1%，到2030年，商用服務機器人裝機量將達到40.2萬台。
耗銅量上，利用估算的銅單耗進行計算，2025年服務機器人總耗銅量約為5588噸，預計到2030年服務機器人耗銅量將達到9740噸。從產量佔比上看，家用服務機器人的裝機量佔比較大，超過99%，而商業服務機器人的裝機量佔比極低。從耗銅量佔比上看，家用服務機器人耗銅量佔比超過80%，而商業服務機器人的耗銅量佔比不足20%。
分地區來看，服務機器人的消費主要還是集中在海外，國內家用服務機器人裝機量佔比為36%，2025年裝機量約為723.6萬台；海外家用服務機器人裝機量佔比為64%，2025年裝機量約為1286.4萬台。商用機器人方面，國內商用機器人裝機量佔比為38%，2025年裝機量約為7.56萬台；海外商用機器人裝機量佔比約為62%，2025年裝機量約為12.34萬台。
4.機器人行業仍處於較高
增速發展，但消費佔比極低
我們將根據對工業機器人和服務機器人的用銅量預期和裝機量預期，來測算機器人行業對銅需求的貢獻。從全球的角度看，2026年全球工業機器人、服務機器人以及人形機器人用銅量僅19417噸。根據我們26年全球銅消費量在2801萬噸的預測，機器人行業26年的銅消費佔比僅0.07%，為極低水平，對銅消費增速貢獻有限。未來即使量產落地，根據2030年用銅量的預期和全球消費預期，機器人行業銅消費貢獻佔比也僅0.11%。
分地區看，國內2026年全年銅消費預計為1655萬噸，而工業機器人的銅消費部分預計僅有6739噸，服務機器人的銅消費部分預計僅有1847噸，人形機器人銅消費量僅有332噸，國內機器人行業用銅量佔比僅有0.06%。海外方面，2026年全年銅消費預計為1146萬噸，海外工業機器人銅消費僅有5641噸，服務機器人消費僅有3284噸，人形機器人銅消費僅有137噸，海外機器人銅消費佔比僅有0.09%。
5.結論：人形機器人用銅量
在未來將會快速增長，
但銅消費貢獻有限
綜上所述，根據全文的測算，工業機器人處於高增長轉向成熟行業的階段，預計行業裝機量增速在6%-8%。服務機器人增速相對較高，預計裝機量增速約為11%。人形機器人目前處於高速發展階段，預計未來5年都將以超過100%的增速發展。但整體機器人行業對銅消費的貢獻較低，僅有不到0.1%。