机器人行业用铜量分析
金瑞期货【铜】专题报告
作者：孟昊(F03099565Z0020948)
期货交易咨询资格：证监许可字【2013】201号
报告日期：2026年8月24日
结论：机器人行业铜的需求增速预计维持高速增长，但消费占比低
(1)预计人形机器人未来5年用铜量增速超过100%，工业机器人装机量增速未来5年增速约为7%，服务机器人装机量增速未来5年约为11%。
(2)机器人因为单耗较低的原因，用铜量贡献有限，即使后续量产落地，占比仅0.07%。分地区看，国内机器人铜消费贡献仅有0.05%，海外机器人铜消费贡献仅有0.08%。
机器人单耗：
海外人形机器人单位用铜量约为10.4-19.2kg，国内人形机器人单位用铜量约为6.6-9.8kg。工业机器人算上配套的能源模块，单位用铜量约为16.5-23.05kg。家用服务机器人平均铜单耗约为0.23kg，商用服务机器人平均铜单耗约为4.85kg，机器人的实际用铜量会因为大小和功能的不同有差异。
机器人行业规模增速预计维持较高水平
(1)人形机器人行业规模预计在近五年维持超过100%的增速增长，随后增速缓慢回落，但仍维持较高增速。
(2)工业机器人相对较为成熟，预计在未来出货量维持年均复合增速7%持续增长。
(3)服务机器人仍处于高速增长阶段，预计未来5年产量维持11%的增速增长
1.机器人行业背景
近几年来，AI是人们口中讨论的最火热的话题之一。机器人是AI下游运用的方向之一，通过对机器人的芯片植入程序，让机器人完成下达的指令，来最终满足人类的需求。
机器人的部分细分行业已经度过了前期的研发阶段，目前正在往量产阶段发展，2026年下半年和2027年被称为是机器人行业的量产元年，特斯拉公布今年下半年将启动年产能为100万台人形机器人的产线。政策方面，2026年6月，我国启动了“2026年度人形机器人与具身智能实景实训转向行动”，推动人形机器人从实验室走向真实场景，计划在2026年底，在代表性场景中完成应用验证和常态部署。我国已经连续多年稳居全球最大的工业机器人消费市场，工业机器人行业已发展的较为成熟，目前仍处于较快速增长阶段。这些迹象都说明了机器人已经在往实体应用方向快速发展，未来机器人行业仍有极大的发展空间。
在机器人中，有许多部位都需要用到铜，比如机器人的“大脑”核心部件—芯片，内部的电路系统，各种部件的电机等等都需要用到铜。随着机器人行业的快速增长，机器人需求将持续增长，铜的需求量也将持续增长。这篇研究报告将深入分析机器人的用铜量以及估计未来机器人行业中铜需求量增长。
2.机器人用铜量拆解
2.1人形机器人用铜量分析
2.1.1海外人形机器人用铜量分析
海外的人形机器人主要以特斯拉的Optimus型号机器人作为代表，该机器人的用铜部件可以分为七大系统，其中包含电机系统、电池系统、控制系统、传感器系统、控制器系统、以及伺服系统。接下来这个部分将对人形机器人的部件进行拆解，估算每个部分的用铜量。
1.电机系统
电机系统中主要有无框力矩电机和空心杯电机两类部件。无框力矩电机的作用是满足人形机器人膝关节、髋关节等大关节驱动肢体运动的动力需求，同时只保留定子和转子核心部件，去除了多余的外壳和自带轴承，大幅度减轻重量，使机器人实现轻量化，延长续航时间，提升负载能力。该部件的用铜部分主要是定子和转子这类关键导电部位。Optimus型号机器人全身装有28个活动关节，其中灵巧手使用11个空心杯电机，单个空心杯电机的用铜量约为0.01-0.02kg，因此空心杯电机总用铜量为0.11-0.22kg。剩下的活动关节推测使用11个无框力矩电机，其中中小负载款预计为8台，大负载款预计为3台单台。单台中小负载款电机用铜量约为0.15-0.36kg，大负载款电机用铜量约为1.2-1.8kg。因此，总用铜量约为4.8-8.28kg。
2.电池系统
Optimus机器人所使用的电池是2.3kWh，52V或48V的电池组，根据电池参数估计使用的电池包为4680电池包。主要用铜的部分有电芯负极铜箔、汇流排、高低压线束铜芯、BMS模块连接件、以及散热结构。电芯是电池系统的核心单位，主要的作用是储存电能以及进行能量转换。电芯部分铜箔是主要的铜使用部分，用铜量大约是0.7-0.9kg。汇流排的主要作用是汇集并分配电流，主要的优势是可以节约空间，同时能够令连接更紧密更安全。汇流排中铜主要用在它的排体主体，也是汇流排的功能核心，汇流排的用铜量大约是0.25-0.4kg。高低压线束，主要是为机器人提供动力，同时还能够减少电能损失和发热，减轻机器人的散热负担，提高电能利用效率。高低压线束中的铜芯是主要的用铜部分，用铜量大概是0.15-0.25kg左右。散热结构的主要作用是为电池散热，减小电池组之间的温差，用铜量大约是0.07-0.13kg。BMS模块连接件的主要作用是实现电池管理系统内部和外部的电连接和信号传输，核心导电端子是电池管理系统连接件最核心的用铜部分。BMS模块连接件用铜量大约为0.08-0.12kg。因此，电池系统的总用铜量约为1.25-1.8kg。
3.控制系统
控制系统是人形机器人的大脑，主要由芯片和电子器件、传感器和数据传输、以及电路连接。芯片是人形机器人的大脑，基于传感器获取的信息，自主完成任务规划和决策，同时还能够支持机器人完成一些复杂的动作，例如行走、奔跑、灵活抓取等等。Optimus型号机器人所使用的芯片是算力约1TFLOP、衍生自FSD计算机的特斯拉定制SoC，芯片中铜主要用在电信号连接和封装互连结构中，最主要的部分是芯片内部的互连导线，另外，芯片中的散热结构也是用铜的主要部分，芯片和电子器件整体的用铜量大约为0.1-0.2kg。传感器的作用主要是收集信息，有听觉、视觉等类型的传感器，数据传输功能主要是将收集的信息运送至芯片进行运算。电路连接上，主要是PCB板与传感器部件的连接，连接需要依赖汇流排和高压线束。传感器的电极、互连结构、以及散热结构是主要的用铜部位，传感器的用铜量大约是0.1-0.2kg。电路连接主要是利用连接器进行连接，该部分的用铜量约为0.2-0.4kg。
4.传感器系统
传感器系统中主要有触觉传感器、视觉传感器、力传感器和惯性测量单元。Optimus型号机器人一只手共有5个触觉传感器，两只手共有10个，铜因为其优良的导电性，能够稳定传输电信号，该部件的主要用铜部分有电极、导电器、以及应变片，总用铜量大约为0.005-0.015kg。视觉传感器主要的作用是捕捉画面。视觉传感器的感光电路板会用覆铜板作为基底，而在传感器内部，铜的主要作用是负责电路信号传输。铜还能够解决部分使用铜混合晶圆键合技术中像素间距受限的问题。Optimus型号机器人总共使用8个摄像头，每个摄像头的用铜量约为15-30g，总共用铜量是0.12-0.24kg。
力传感器能够帮助机器人实现稳定的抓取和控制，机器人能够感知触碰物体的施力方向，快速调整抓取的动作和力度，来实现平稳的抓取和控制。在电力结构中，铜主要用在覆铜极板以及传输电路、电阻应变片力，部分封装外壳也会使用铜。传感器的铜用量大约是0.48-0.96kg。
IMU的作用是帮助机器人维持平衡和控制动作，能够通过高频率的检测加速度、倾斜角度等数据，实时调整关节力矩，避免机器人摔倒。其中，电路部分，PCB板上板极连接的接触材料用的是铜；另外，铜也被用在内部金属互连以及惯性测量单元应变组件中。这个部分的用铜量大约为0.44-0.88kg
5.控制器系统
控制器系统主要由连接器、散热结构、以及线缆和线束组成。连接器和线缆线束的主要作用是传输电力、信号、以及数据，同时，能够抗电磁干扰，减少信号的干扰，避免机器人出现死机的情况。该系统中用铜的部分主要是PCB板、线缆、散热组件、以及连接器。根据行业平均水平，人形机器人装载有约100-200个连接器，单个连接器质量约为1-2g，连接器的用铜量大约是0.1-0.4kg，线缆的用铜量大约是1-2kg。散热器主要有风冷、水冷、以及液冷散热器等等，其主要作用是帮助机器人降温，保证设备的运行性能稳定。散热器的用铜量大约为0.2-0.5kg。
6.伺服系统
(剔除电机部分)
伺服系统在排除电机部分后，主要由电路板、连接器以及散热结构、还有线束构成。该部分整体用铜量约为1.5-3kg。
因此，Optimus型号单个机器人总用铜量约为10.4-19.2kg。
2.1.2国内人形机器人用铜量分析
国内人形机器人的主要代表是宇树科技生产的机器人，这里主要以宇树科技的H1型号机器人代表国内的机器人整体用铜量情况。
1.电机系统
宇树机器人全身共有19个电机，不同部位的电机扭矩和用铜量不同。膝关节所使用的电机扭矩为360N.m，共有两个，单个该电机用铜量约为0.55-0.85kg，因此膝关节电机用铜量总共1.1-1.7kg；髋关节所使用的电机扭矩为220N.m，共有7个，单个该电机铜用量约为0.34-0.52kg，因此髋关节电机用铜量总共约为2.38-3.64kg；踝关节所使用的电机扭矩为59N.m，共2个，单个该电机用铜量约为0.09-0.14kg，总用铜量约为0.18-0.28kg；手臂关节部分所使用的电机是75N.m，共8个，单个该电机用铜量约为0.11-0.18kg，总用铜量约为0.88-1.44kg。因此，电机部分总用铜量约为4.54-7.06kg。
2.机载计算机
宇树机器人的控制系统中搭载一块运控计算单元和开发计算单元，型号分别为i5-1235U和i7-1255U或i7-1265U。机载计算器部分整体用铜量大约为0.16-0.24kg。
3.激光雷达
宇树机器人头部搭载的激光雷达型号为MID-360雷达。用铜部分主要有PCB板的铜箔和内部铜绕组，整机用铜量约为0.12-0.16kg。
4.深度相机
宇树机器人头部搭载的深度相机为D435深度相机，为机器人提供视觉感知能力。按照相机中的各部件计算，PCB板部分铜箔用量为0.008-0.012kg，摄像头部分内部的FPC软板和接口铜件总用量为0.005-0.008kg，接口和线缆部分用铜量约为0.007-0.01kg，其他的散热部件和小部件用铜约为0.002-0.005kg。总共铜用量约为0.022-0.035kg。
5.其他部件
其他部件主要有电池、线束、汇流排和散热器。电池用铜的部分主要是正负极集流体铜箔、内部链接铜件、输出端子以及线缆。铜箔用铜量约为0.48kg，内部链接铜件用铜量约为0.18kg，输出端子用铜量约为0.03-0.11kg，内部线束的用铜量约为0.05kg，整个电池用铜量约为0.82kg。线束部分用铜量约为0.7-1.1kg，汇流排用铜量约为0.12-0.25kg，散热器用铜量约为0.08-0.15kg。
因此，宇树机器人用铜量总和约为6.1-9.5kg。
2.2工业机器人用铜量分析
工业机器人主要被分为电机和伺服器、传感器和电路板、减速器和轴承、线束和连接器、机械结构件、热管理系统、以及系统集成和应用七个部分。
1.电机和伺服器
电机和伺服器是工业机器人的动力装置，能够将电能转化为动能驱动机器人运作，其用铜部件主要是电机绕组、轴承、散热结构件、PCB板的铜箔、以及连接件，与上文介绍的人形机器人部件类似。电机和伺服器的铜用量与机器人本身的功率有关。功率越大，电机需要使用的铜就越多。简单线性关系来看，电机每增加1kw功率需要多消耗1-1.5kg铜。同时，机器人体积越大所消耗的铜也越多。整体来看，一台工业机器人一般用6-8个电机，在电机和伺服器上的用铜量平均约为5-8kg，因中大型工业机器人较多，因此取值上取7.5kg更为合适。
2.传感器和电路板
传感器是机器人用来收集信息和感知的重要部件，电路板则是承接机器人内部部件的结构。其中，传感器中的的内部信号采集布线以及连接配件和PCB板中的铜箔是主要的用铜部件。一台工业机器人传感器的用铜量约为1-2kg。PCB板的铜箔约为0.5-1kg。
3.减速器和轴承
4.
减速器的作用是将设备转速降低，精准控制转速，同时放大扭矩来满足设备的驱动需求。轴承的主要作用是支持旋转功能，同时减少部件间的摩擦以及稳定精度。减速器中铜所使用的部分主要在衬套部分和润滑系统中，利用铜的耐磨性减少摩擦。减速器的用铜量约为0.3-0.5kg。
4.线束和连接器
线束主要包括电线电缆数据线等等，是电力传输和数据传输的主要媒介。连接器主要是连接机器人不同模块的部分。铜因为优良的导电性，被广泛用于电线作为核心导电材料。同时铜还用于线束的屏蔽层中屏蔽电磁干扰，保证数据传输。该部分铜的用量约为3-5kg。传输器中，铜主要用在连接口，保证电流和信号的传输功能，该部分用铜量约为0.2-0.3kg。
5.机械结构件
机械结构件指的是工业机器人外骨骼的部分，包含底座、机械臂、关节等等部位。单个机械臂轻量化关节会使用高强度铜合金来制作传统衬套、定位销、以及关节限位块，来保证结构钢性和抗疲劳性能。轻量化关节所使用的铜合金铜用量约为1-2kg。
6.热管理系统
热管理系统主要由散热管和导热管组成，这个部分主要是通过散热保证工业机器人各部件的性能维持稳定状态。铜因为优良的导热性，被用于散热系统中，制成铜管和纯铜散热器等来维持工业机器人的运作性能。单个工业机器人这个部分的用铜量约为0.5-1kg。
7.系统集成和应用
系统集成和应用部分主要有充电和能源模块、智能工作站、以及机器人维护和更新。充电和能源模块用铜的部分主要是充电桩和电池连接片，智能工作站消耗铜的部分主要是工作站的配电系统。一个工作站的用铜量一般在10-15kg，配套4台机器人，因此均摊到每台机器人的用铜量约为2.5-3.75kg。
因此，一台工业机器人平均用铜量在16.5-23.05kg左右。
2.3服务机器人用铜量分析
服务机器人的主要用铜部件与工业机器人类似，主要是电机、传感器、线束和连接器等等，但由于体型大小和功能不同的关系，服务机器人的用铜量与工业机器人差距较大。
服务机器人可以分为家用服务机器人和商用服务机器人两类。家用机器人主要是家用的扫地机器人等，外形大小偏小，用铜量比较低，单台扫地机器人用铜量大约是0.11-0.35kg。其中，电机系统主要由两个电机组成，用铜量为0.06-0.18kg。线束和连接器部分用铜量约为0.035-0.12kg。芯片部分，主要是PCB板和传感器用铜，用铜量约为0.01-0.03kg。最后是其他用铜的部分，比如焊料、电感线圈等等，用铜量约为0.005-0.02kg。
商用服务机器人，主要是商用清洁机器人以及一些物流运输机器人，外形大小相对扫地机器人较大，用铜量相对较多，用铜量约为3-6.7kg。其中，电机部分一般采用4-8个电机驱动机器人行走，单个电机用铜量约为0.2-0.8kg，整体用铜量约为2-4kg。线束和连接器部分用铜量约为0.6-1.5kg。芯片部分，主要是PCB板和传感器用铜，用铜量约为0.24-0.72kg.最后是散热结构和关节中一些需要用到铜的耐磨结构，用铜量约为0.15-0.48kg。
3.机器人行业增速
以及用铜量预测
3.1人形机器人：新型行业，
行业装机量和用铜量将迎来快速增长
未来预计人形机器人行业将进入快速发展期，下图是德意志银行和IDC提供的装机量预测，预计人形机器人行业规模同比增速在未来5年，维持约100%的增速增长，预计到2030年，人形机器人装机量能够超过70万台。在考虑人形机器人技术突破带来的用铜量减少的情况下，2030年年用铜量将会达到7448吨，预期到2050年，年耗铜量将会达到63.6万吨。
未来人形机器人技术突破的方向可能有以下两个：一是电机仍然有优化的空间，通过优化磁路结构，在保证扭矩不变的情况下，大幅度减少铜线所使用的匝数，能够直接减少铜的使用量和损耗量。二是电路设计仍然有集成化的空间，通过将分散的传感器和驱动板进行集成，可以减少PCB的层数和铜箔用量，来减少铜的使用量。
从5年为一期的增速上看，预计从2030年以后，随着行业发展逐渐成熟，以及技术突破，人形机器人装机量增速会有明显下降，2030年至2035年预期年均复合增速下降至约46.9%，同时，电机的技术方面出现突破，电机用铜量减少20%。2035年至2040年预期年均复合增速继续下降至约30.3%，电机用铜量减少50%。2040年至2050年预期年均复合增速下降至14.6%。尽管预期装机量增速有大幅下降，但仍然显著高于发达国家的GDP增速，人形机器人行业的铜需求增速也将维持高速增长。
3.2工业机器人：从快速增长转向
成熟阶段，预计装机量增速为7%
工业机器人行业目前处于从快速发展阶段向成熟阶段过度的过程。从全球装机量的角度来看，全球工业机器人行业增长趋于平稳，全球2024年工业机器人装机量约为54.2万，预计2025-2026年装机量增速约为6%，2027-2028年装机量增速约为7%。
装机量分地区来看，国内装机量占全球约54%，海外装机量占比约为46%。在亚太地区中，国内工业机器人装机量占比为73.46%，为装机量最多的区域。行业增速分地区来看，根据interact analysis提供的行业预测，亚太地区和美洲地区仍然是工业机器人行业增长的主要贡献地区，行业增长主要来源于物流、新能源以及半导体行业的增长，亚洲地区机器人增速预计达到7.1%，美洲地区预计增速达到6.2%。欧洲地区工业机器人行业增速较低，主要原因是汽车行业景气度不佳，同时受通胀影响欧洲地区维持较高利率，企业投资意愿不足，因此欧洲地区工业机器人预计增速较低，约为4.9%。
根据上文测算的工业机器人单位用铜量测算，以全球工业机器人装机量代表行业规模，2024年工业机器人的用铜量约为10840吨，2025年工业机器人的预计用铜量约为11500吨。单台工业机器人平均耗铜量约为20kg，预计2028年，全球工业机器人用铜量将达到14160吨。
3.3服务机器人：行业装机量
仍维持较高增速增长
行业增速预测上，IFR根据294个服务机器人供应商样本进行行业装机量测算，其中家用服务机器人装机量在2025年达到2010万台，预期未来5年装机量增速预期为11%，到2030年，家用服务机器人装机量将达到约3387万台。商用服务机器人装机量相对较少，2025年装机量达到19.9万台，预计2026年-2030年装机量增速为15.1%，到2030年，商用服务机器人装机量将达到40.2万台。
耗铜量上，利用估算的铜单耗进行计算，2025年服务机器人总耗铜量约为5588吨，预计到2030年服务机器人耗铜量将达到9740吨。从产量占比上看，家用服务机器人的装机量占比较大，超过99%，而商业服务机器人的装机量占比极低。从耗铜量占比上看，家用服务机器人耗铜量占比超过80%，而商业服务机器人的耗铜量占比不足20%。
分地区来看，服务机器人的消费主要还是集中在海外，国内家用服务机器人装机量占比为36%，2025年装机量约为723.6万台；海外家用服务机器人装机量占比为64%，2025年装机量约为1286.4万台。商用机器人方面，国内商用机器人装机量占比为38%，2025年装机量约为7.56万台；海外商用机器人装机量占比约为62%，2025年装机量约为12.34万台。
4.机器人行业仍处于较高
增速发展，但消费占比极低
我们将根据对工业机器人和服务机器人的用铜量预期和装机量预期，来测算机器人行业对铜需求的贡献。从全球的角度看，2026年全球工业机器人、服务机器人以及人形机器人用铜量仅19417吨。根据我们26年全球铜消费量在2801万吨的预测，机器人行业26年的铜消费占比仅0.07%，为极低水平，对铜消费增速贡献有限。未来即使量产落地，根据2030年用铜量的预期和全球消费预期，机器人行业铜消费贡献占比也仅0.11%。
分地区看，国内2026年全年铜消费预计为1655万吨，而工业机器人的铜消费部分预计仅有6739吨，服务机器人的铜消费部分预计仅有1847吨，人形机器人铜消费量仅有332吨，国内机器人行业用铜量占比仅有0.06%。海外方面，2026年全年铜消费预计为1146万吨，海外工业机器人铜消费仅有5641吨，服务机器人消费仅有3284吨，人形机器人铜消费仅有137吨，海外机器人铜消费占比仅有0.09%。
5.结论：人形机器人用铜量
在未来将会快速增长，
但铜消费贡献有限
综上所述，根据全文的测算，工业机器人处于高增长转向成熟行业的阶段，预计行业装机量增速在6%-8%。服务机器人增速相对较高，预计装机量增速约为11%。人形机器人目前处于高速发展阶段，预计未来5年都将以超过100%的增速发展。但整体机器人行业对铜消费的贡献较低，仅有不到0.1%。