工业机器人国产替代，任重道远

工业机器人被誉为“工业之魂”。然而，鲜为人知的是，日本这个与我们一衣带水的邻国，长久以来牢牢掌控着全球工业机器人市场，甚至扼住了许多工业制造的咽喉。一旦日本断供，大量工业制造将陷入瘫痪。

机器人领域最顶尖的四大企业被称为“四大家族”：日本的发那科（FANUC）、安川电机（Yaskawa）、瑞士的ABB、德国的库卡（KUKA）。这四家公司合计占据了我国超过70%的工业机器人市场，以及全球近一半的市场份额。在一些高端工业机器人领域，例如应用于高端汽车、芯片、电子领域的六轴多关节机器人，这四大家族更是占据了超过90%的中国市场，使得国产机器人几乎无法与之抗衡。

其中，日本占据四大家族的一半席位，发那科（FANUC）更是早在2008年就成为世界上第一个突破20万台机器人的制造商，市场份额稳居全球首位。从2000年开始，日本凭借强大的工业机器人研发生产能力，成为全球最大的工业机器人生产和出口国。

尽管面临贸易摩擦和疫情的双重压力，2019年日本工业机器人出口额仍达到了159.2亿美元，远超欧美其他国家。反观中国，目前每万名产业工人所拥有的工业机器人数量仅为140台，远低于日本的327台。更令人担忧的是，日本还垄断了工业机器人下游核心零部件的生产。

以精密减速器为例，它是机器人关节的主要组成部分，占机器人零件成本的近40%，是最重要的部件之一。日本企业在这一领域具有绝对优势。全球减速器市场主要被日本纳博特斯克（Nabtesco）、哈默纳科（Harmonic）、住友（SUMITOMO）、新宝（SHIMPO）等企业垄断。日系企业不仅独占鳌头，连“四大家族”也要向日本采购零部件。

减速器是精密机械工艺的最高成就，技术门槛极高，需要长期的经验积累，几乎不存在弯道超车的可能性。工业机器人的崛起与日本强大的工业制造密不可分。日本是继美国、德国之后，第三个在全球建立机床工业的制造业强国。二战后，日本政府大力扶持本土工业制造，推动了钢铁、汽车、电力、半导体、核能等重工业的发展，并在1982年后长期保持世界工业强国的地位。

1970年代末期，日本汽车产业开始试用工业机器人，80年代进入大规模应用阶段。统一的生产线使日本车企迅速扩大规模，同时降低了成本。如今，日系车企在全球市场占据主导地位，仅丰田、本田、日产几家车企的收入之和就超过1000亿美元。2018年，汽车产业在日本工业产值中占比达到40%。

1970年代后期，日本半导体产业迅速崛起，市场份额从10%跃升至40%，甚至引发了美国的激烈反应。在芯片半导体的下游设备与材料领域，日本企业拥有一定的话语权。整个半导体产业的19种关键材料中，日本企业垄断了超过一半的市场份额。

日本安川电机（Yaskawa）是最早将工业机器人应用于半导体生产的公司之一。高速发展的制造业与老龄化严重的日本社会形成了鲜明对比。劳动力供需矛盾加剧，导致日本制造业人力资源短缺，成本上升。与此同时，随着日本工业的崛起，美国“经济老大”的地位受到挑战，日美之间的贸易摩擦不断升级。

1968年，尼克松在总统竞选中承诺打压日本的纺织品产业，拉开了日美贸易保护战的序幕。大量贸易顺差、日益激烈的贸易环境以及日元的快速贬值，迫使日本政府重新审视国家定位，从“贸易立国”转向“技术立国”，将技术创新提升到前所未有的高度。此时，日本开始大力引进国外先进技术，这些技术经历了从模仿到创新的过程，最终被内化为日本工业创新的基础。

1959年，美国Unimation公司开发了世界上第一台工业机器人。1969年，日本川崎重工引进Unimation的技术，制造出日本首台工业机器人Unimate，开创了日本工业机器人的先河。当时的机器人尚处于发展初期，但随着日本劳动力极度短缺，机器人迅速进入实用阶段，并首先应用于汽车制造领域，随后扩展到机械、电子等行业。

日本政府出台了一系列针对工业机器人的鼓励政策，并在1971年和1978年颁布了《机电法》和《机情法》，制定了机器人产业的行业标准，为大规模应用奠定了基础。日本不仅引进技术，还大力投入自主研发，成立了世界上首个国家机器人协会，推出了第一台弧焊机器人、第一台SCARA工业机器人、第一台电机驱动机器人等。

1980年，日本颁布了两项刺激企业租赁工业机器人的法案，并成立了“日本机器人租赁公司”，向中小企业提供机器人租赁和贷款服务，将机器人引入产业链中的各类企业。在一系列减税、补贴、贷款优惠等政策的支持下，日本工业机器人迎来了蓬勃发展的浪潮。1970年，日本工业机器人年产量约为1350台，1980年猛增至19843台，年均增长率超过30%。

在“技术立国”的推动下，日本社会对机器人技术的需求日益增加，川崎重工、安川电机、发那科等一大批工业机器人企业迅速崛起，迅速占领了国内市场。1982年，日本工业机器人保有量突破10万台，高级机器人保有量超过全球56%，远远超过机器人技术发源地——美国。90年代后，发那科、安川电机成为世界一流的工业机器人制造商。随着国内市场趋于饱和，日本机器人厂商开始进军海外市场，迅速获得了国际认可。

2012年，日本机器人出口额已占产业总销售额的70%以上，亚洲市场尤其是中国，成为日本机器人最大的买家。2000年后，日本成长为全球机器人第一大国，不仅稳坐机器人产销榜首，还控制了包括减速器、伺服电机在内的核心零部件市场。

随着中国经济的崛起，中美贸易关系恶化，国内生育率下滑，人口红利逐渐消失，企业用工成本上升……这一切与日本20世纪80年代的情况非常相似。实际上，中国正在经历与日本相似的工业机器人需求激增阶段。从2013年开始，中国成为全球工业机器人第一大市场。2016年，中国的机器人安装量更是达到了全球第一，发展速度前所未有。

然而，我国工业机器人的制造能力仍然落后，不仅在核心技术、核心零部件上受制于人，高端机器人市场几乎全面失守。这背后的原因可以追溯到40年前。1977年，日本社会积极拥抱机器人技术，而中国尚未迈出产业探索的第一步。此时，中国机器人产业界的关键人物之一——蒋新松，开始了他的研究生涯。

1977年，蒋新松敏锐地意识到机器人将成为国家科技实力和工业水平的象征。在中科院自然科学研究大会上，他首次提出了发展机器人和人工智能的想法，并在此后提出“智能机器人在海洋运用”等重要课题。然而，“十年动乱”让中国科技界遭受重创，科研工作全面停滞。直到1985年，在蒋新松的带领下，中国才研发出第一台可正常运作的水下机器人“海人一号”。

“海人一号”的成功标志着中国机器人研究进入新阶段，极大地鼓舞了蒋新松和其他科学家的信心。1986年3月，机器人项目被列入“863计划”（国家高技术研究发展计划），开启了迈向世界科技前沿的征程。此后，蒋新松连任四届“863计划”自动化领域首席科学家，带领团队攻克了多个领域的空白，并主编撰写了《机器人学导论》，创办了《信息与控制》和《机器人》杂志，全面推动了中国机器人产业的发展。

1994年，蒋新松当选为中国工程院院士，1997年因突发心脏病去世，享年66岁。为了纪念他，新松机器人公司以他的名字命名，成为中国最大、国际一流的机器人公司。

如今，中国工业机器人产业已经走过40年，虽然在某些领域有所突破，但整体发展仍处于落后状态。随着改革开放的不断深化，中国工业制造能力不断提升，工业机器人需求不断增加。2013年以来，中国一直是全球工业机器人第一大市场。

根据华创证券的数据，当前中国工业机器人国产化率不足30%，国产龙头企业市场占有率不足3%。在核心零部件方面，国内约85%的减速器、70%的伺服电机、超过80%的控制器市场被国外品牌占据，高端产品线几乎全面失守。

中国工业经济协会会长、工信部原部长李毅中曾感叹：“中国虽然是工业大国，但还不是工业强国；是制造大国，但还不是制造强国。”与80年代的日本相比，中国有许多相似之处：美国打压、人口老龄化、用工成本增加、工业需求增长、长期依赖技术引进……

然而，中国广阔的市场空间给予了国内机器人厂商更多的发展机遇。在“国产替代”的浪潮下，新能源汽车、芯片半导体、高新电子等新兴产业催生了市场需求。2020年，中国工业机器人产量达到23万台，同比增长19.1%，12月单月更是突破2.9万台，创下历史新高。后疫情时代，中国作为少数管控得当、顺利复工复产的国家，迎来了一轮制造业需求的爆发。

据中投产业研究院预测，未来五年中国机器人市场年均复合增长率约为15.80%，2025年市场规模将达到1463亿元。广阔的市场前景，为国产机器人提供了无限可能。

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