《汽車及汽車零部件行業研究：機器人vs汽車系列報告（四）絲杠迎汽車+機器人雙輪驅動國產替代打開千億市場空間-230729（21頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《汽車及汽車零部件行業研究：機器人vs汽車系列報告（四）絲杠迎汽車+機器人雙輪驅動國產替代打開千億市場空間-230729（21頁）.pdf（21頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、敬請參閱最后一頁特別聲明 1 新能源汽車組 分析師：陳傳紅（執業 S1130522030001） 聯系人：江瑩 機器人 vs 汽車系列報告（四）：絲杠迎汽車+機器人雙輪驅動，國產替代打開千億市場空間 投資邏輯 滾珠滾珠/柱絲杠主要性能指標為精度柱絲杠主要性能指標為精度保持性保持性及及疲勞疲勞壽命，受到加工工藝影響。壽命，受到加工工藝影響。滾珠/柱絲杠可以化旋轉運動為直線運動，化滑動摩擦為滾動摩擦，因此提高了傳動效率。滾珠/柱絲杠的主要性能指標為精度保持性及疲勞壽命，加工工序包括淬火、粗磨、精磨等，常用加工工藝包括砂輪磨削、車削、旋風銑等，其中主要由淬火、磨削環節決定性能差異。汽車汽車智能化滲透

2、率提升，促進滾珠絲杠應用，智能化滲透率提升，促進滾珠絲杠應用，未來車未來車端市場空間端市場空間有望超百有望超百億元億元。車中滾珠絲杠應用主要為：1）轉向：REPS 采用滾珠絲杠，輸出的推力可達 16KN（DP-EPS 最大推力為 12KN）。2）駐車制動：目前市場 EPB 制動鉗主要采用螺紋、滾珠絲桿兩種傳動，其中滾珠絲杠效率高、壽命長、運動平穩等，但成本較高。未來隨著國內企業的技術突破，有望帶動滲透率提升。3）行車制動：one box 及 EMB 產品都會使用滾珠絲杠，未來滲透率提升將促進滾柱絲杠的應用。4）其他：滾珠絲杠在座椅、移門、高端減震系統也有望使用。整體看，未來汽車用滾珠絲杠單車價

3、值量有望達1000 元，車端滾珠絲杠市場有望超百億元。若考慮座椅、移門、懸掛等領域的使用+為了安全冗余，備用部件也使用滾珠絲杠，那么滾珠絲杠的單車價值量將會更高。人形機器人打開滾珠人形機器人打開滾珠/柱絲杠發展空間，未來空間或超柱絲杠發展空間，未來空間或超 8 80000 億元億元。與滾珠絲杠相比，滾柱絲杠在承載能力、傳動精度、軸向剛度、速度及加速度等方面具備優勢。人形機器人使用的反向式行星滾柱絲杠，因為其螺母更長，可以用更小的扭矩實現更大的負載，且占用體積更小。根據特斯拉 AIDay2022 信息，特斯拉人形機器人下肢腿部將采用無框電機與行星滾柱絲杠的線性執行器。在假設特斯拉單個人形機器人需

4、 4 個滾珠絲杠+10 個行星滾柱絲杠，全球人口約 82 億人，機器人滲透率 12 臺/萬人的情況下，測算得機器人貢獻滾珠絲杠、行星滾柱絲杠應用空間有望超 800 億元。目前市場基本被外資企業占據，國產替代主要難點在于精加工工藝及磨削設備購買。目前市場基本被外資企業占據，國產替代主要難點在于精加工工藝及磨削設備購買。目前汽車用滾珠絲杠多為國外企業供應：1）轉向：多采用舍弗勒、NSK、上銀科技等企業；2）線控制動：以博世自制為主。國內廠家的產品在質量穩定性、精度保持性、疲勞壽命等方面還有差距，差距來源于：1）材料端：目前國外廠商采用合金鋼，國內軸承鋼在配方、除雜上有所差距；2）工藝端：淬火方面，

5、國內滾珠絲杠在熱處理加工中存在淬硬層淺、硬度分布不合理、耐磨性差等缺點；螺母磨削方面，人形機器人采用的反向式行星滾柱絲杠需要加工的螺紋線較長，且單螺母需磨削 5 道螺紋線，加工周期長，生產節拍低，成本較高；3）設備端：國產設備相對落后，進口的單臺磨削設備價值千萬元以上。汽車用滾珠絲杠領域已開啟國產替代，快于汽車用滾珠絲杠領域已開啟國產替代，快于機器人機器人領域領域。絲杠精度等級要求從高到底排序為：機床、機器人、汽車。汽車領域：五洲新春、新劍傳動、寧波慈興、長盛軸承等已具備車用絲杠的量產能力，其中前兩家公司已開始批量銷售，長盛軸承預計今年內拿到主機廠定點；機器人領域：秦川機床、新劍傳動、恒立液壓

6、、貝斯特、鼎智科技等正在布局，其中秦川機床、新劍傳動已實現批量銷售，其他三家在研，未來有望突破技術壁壘，實現國產替代。投資建議與估值 智能汽車滲透率提升，促進絲杠應用+人形機器人打開絲杠需求，未來市場空間有望達千億元。目前國內企業剛起步，未來國產替代空間廣闊。國內部分企業已開啟汽車用滾珠絲杠國產替代，建議關注五洲新春、新劍傳動等；部分企業已布局行星滾柱絲杠，有望應用于機器人，建議關注秦川機床、新劍傳動、恒立液壓、貝斯特。風險提示 人形機器人落地不及預期；人形機器人銷量不及預期；行業競爭格局惡化；國內企業技術突破進度不及預期；技術方案存在不確定性。汽車及汽車零部件行業研究 2023 年 07 月

7、 29 日 買入（維持評級）行業深度研究 證券研究報告行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 2 內容目錄內容目錄 一、滾珠/柱絲杠：化旋轉運動為直線運動，熱處理、磨削環節決定性能差異.4 二、滾珠絲杠：受益于汽車智能化滲透率提升，單車價值量上千.5 三、行星滾柱絲杠：負載大精度高，人形機器人有望打開應用空間.11 四、國內外產品差異來源于工藝、設備，低成本助力國產替代加速.13 五、投資建議.19 六、風險提示.19 圖表目錄圖表目錄 圖表 1：梯形絲杠（利用滑動摩擦）.4 圖表 2：滾珠絲杠結構圖（利用滾動摩擦）.4 圖表 3：磨削滾珠絲杠機械加工工藝過程.4 圖表 4：砂輪磨削、硬車削、

8、旋風銑削三種粗加工工藝對比.5 圖表 5：冷軋滾珠絲杠機械加工工藝過程.5 圖表 6：不同轉向系統對比.6 圖表 7：各類 EPS 對比.7 圖表 8：EPB 制動鉗總成原理示意圖.8 圖表 9：EPB 用滾珠絲杠副拆分圖.8 圖表 10：EMB 結構.9 圖表 11：EMB 用滾柱絲杠.9 圖表 12：Continental Teves 公司的電子機械制動系統.9 圖表 13：Siemens 公司的電子機械制動系統.9 圖表 14：第二代 iBooster.10 圖表 15：汽車滾珠絲杠市場測算.11 圖表 16：滾珠絲杠（通過滾珠傳遞負載）.12 圖表 17：行星滾柱絲杠（通過螺紋滾柱傳遞

9、負載）.12 圖表 18：行星滾柱絲杠電動缸性能更優.12 圖表 19：標準式行星滾柱絲杠.13 圖表 20：反向式行星滾柱絲杠.13 圖表 21：不同行星滾柱絲杠分類.13 圖表 22：機器人滾珠絲杠、行星滾柱絲杠市場測算.13 圖表 23：海外絲杠企業在國內布局.14 圖表 24：日本 NSK 不同用途區分的滾珠絲杠精度等級表，全面覆蓋各個精度范圍.14 圖表 25：2022 年全球、中國的滾珠絲杠規模.15 1XoZ3XRZkUNAbRcM9PtRnNmOpMjMnNqPiNtQrR8OnPoNNZnPnQwMmQoQ行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 3 圖表 26：滾珠絲杠行業日

10、歐企業占比 70%.15 圖表 27：不同不銹鋼材料特性.15 圖表 28：在不同的鋼材下，不同類型絲杠的加工工藝要求及性能不同.15 圖表 29：絲杠不同加工工藝圖.16 圖表 30：國際主流絲杠精度等級劃分.17 圖表 31：汽車、機器人、機床絲杠性能要求對比.17 圖表 32：車用滾珠絲杠行業主要企業介紹.18 圖表 33：機床領域滾珠絲杠主要企業介紹.18 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 4 一、滾珠/柱絲杠：化旋轉運動為直線運動，熱處理、磨削環節決定性能差異 滾珠/柱絲杠主要作用在于化旋轉運動為直線運動，化滑動摩擦為滾動摩擦。滾珠絲杠副（以下均簡稱滾珠絲杠）是由滾珠絲杠、滾珠

11、螺母和滾珠組成的部件，它可以將旋轉運動轉變為直線運動，也可將直線運動轉變為旋轉運動。相對傳統的滑動摩擦，滾珠絲杠因為滾珠的存在變為了滾動摩擦，大大提高了傳動效率。在機器人應用方面，滾珠絲杠的主要作用是控制機器人的運動軌跡和姿態。圖表圖表1 1：梯形絲杠（梯形絲杠（利用利用滑動摩擦）滑動摩擦）圖表圖表2 2：滾珠絲杠結構圖（滾珠絲杠結構圖（利用利用滾動摩擦）滾動摩擦）來源：鼎智科技官網，國金證券研究所 來源：滾珠絲杠關鍵制造工藝優化及精度控制方法研究，國金證券研究所 根據鄭紅精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，滾珠絲杠從加工工藝角度劃分為磨削滾珠絲杠和冷軋滾珠絲杠兩大類，磨削滾珠絲杠是按照基準統一

12、原則，以兩端中心孔為加工工藝工序基準，通過熱處理、車削、磨削等幾十道工序逐一完成，也可簡單分為粗加工（主要是熱處理、粗磨）及精加工（主要是精磨），制造精度高達到 P1 級，非常適合給高精度設備做定位部件。熱處理熱處理、磨削環節決定性能差異。、磨削環節決定性能差異。滾珠絲杠副的精度保持性及疲勞壽命是至關重要的兩項驗收指標，絲杠的表面硬度、耐磨性及螺距精度等級是影響以上兩種驗收指標的關鍵所在。其中材料及熱處理工藝決定絲杠表面硬度、耐磨性，而磨削工藝及加工設備決定螺距精度。圖表圖表3 3：磨削滾珠絲杠機械加工工藝過程磨削滾珠絲杠機械加工工藝過程 來源：精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，國金證券研究所

13、 熱處理：根據鄭紅 精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，滾珠絲桿材料常常選用 GCr15 高碳鉻軸承鋼，軸承鋼經過淬火加低溫回火后具有硬度高、組織均勻、耐磨性強、接觸疲勞強度高的優點，但軸承鋼材料塑性一般，切削性能中等，焊接性能差，有回火脆性，所以磨削滾珠絲桿粗加工之前要對軸承鋼材料進行預先熱處理，通過球化退火把 GCr15 材料中的碳化物球化，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物組織，降低材料行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 5 組織硬度，提高材料塑性機能，改善材料金屬切削機加工性能。加工方式：根據鄭紅精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，磨削滾珠絲杠加工常用方法有：砂輪磨削、硬車

14、削、旋風銑削。（1）砂輪磨削：精度最高，用于精度要求較高的精加工，生產效率較低。按砂輪截面形狀不同分單線頭砂輪磨削和多線頭砂輪磨削兩種，以單線頭砂輪磨削為例，其能達到的螺距精度為 56 級，表面粗糙度為 Ra1.250.1 微米，砂輪修整較方便。這種方法適于磨削精密絲杠、螺紋量規、蝸桿、小批量的螺紋工件和鏟磨精密滾刀。但這種工藝方法經磁力探傷檢測后，會發現在滾珠絲杠滾道的圓弧上，有沿著軸線方向的或網狀的裂紋，可以通過“小磨量多次進給”的工藝方法，或采用“磨-工作滾道表面溫度穩定-磨”的技術方法解決，最大幅度降低滾珠絲桿工作滾道表面的磨削應力及磨削熱量，最大程度避免磨削裂紋或燒傷現象的產生。（2

15、）硬車削：用于粗加工及精度要求較低的精加工，生產效率高。硬車削是指把淬硬材料的車削作為粗加工或最終加工、精加工的新技術新工藝，回避了使用磨削加工技術。硬車削通常采用高轉速、大切深，金屬切除效率是磨削加工的 3 倍多；硬車削加工時一次裝夾即可完成零件多個表面的加工（比如車外圓、車內孔、車槽等），而磨削加工需要多次安裝才能完成，會產生二次安裝誤差；硬車削產生的熱能一半以上被切屑帶走，不會產生像磨削加工那樣的表面裂紋與燒傷，所以硬車削可使工件獲得良好的加工精度與表面粗糙度，能夠保證形位公差技術要求（比如圓度、位置精度）。（3）旋風銑：用于粗加工及精度要求較低的精加工，生產效率最高。滾珠絲杠工作滾道粗

16、加工還可以采用旋風銑，旋風銑是在數控車床上配套安裝高速銑削螺紋動力頭,用裝在高速旋轉刀盤上的硬質合金成型刀具，從工件上銑削出螺紋的加工方法，旋風銑一刀成型，采用壓縮空氣排屑冷卻，而且無需加工螺紋退刀槽，解決了退刀槽部位的應力集中缺陷。圖表圖表4 4：砂輪磨削、硬車削、旋風銑削三種粗加工工藝對比砂輪磨削、硬車削、旋風銑削三種粗加工工藝對比 粗加工粗加工 設備與刀具設備與刀具 粗加工粗加工 生產效率生產效率 備注備注 砂輪磨削 絲杠磨床或開槽磨床 磨制 90V 型槽 低 需要半精磨和精磨 硬車削 CBN 刀具及數控車床 車制 90V 型槽 中 適于長度 1m、螺距 6mm 以下、長徑比小的滾珠絲杠

17、 旋風銑削 CBN 刀具及數控車床 工作滾道一次銑削成型,，加工達到半精磨精度 高 適于較長以及長徑比大的滾珠絲杠 來源：精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，國金證券研究所 冷軋滾珠絲杠效率高，精度低。采用冷加工工藝模具制造，開模工藝自動化程度高，批量生產后成本低，效率高，但制造精度不甚理想，總停留在 P7 級左右，只能在設備中做傳動部件。采用硬車削大余量加工淬硬鋼工藝簡單效率高，可選擇 CBN 高硬刀具，適合的加工硬度范圍為 HRC45-79，省去了退火淬火熱處理工藝，避免了退火后再二次淬火的弊端，解決了采用砂輪進行大余量磨削加工的工藝難題。目前低精度絲杠主要采用軋制工藝。圖表圖表5 5：冷軋

18、滾珠絲杠機械加工工藝過程冷軋滾珠絲杠機械加工工藝過程 來源：精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，國金證券研究所 二、滾珠絲杠：受益于汽車智能化滲透率提升，單車價值量上千 轉向：當前以 EPS 為主流，其中 R-EPS 采用滾珠絲杠。轉向系統當前以 EPS 為主流。轉向系統發展經歷了機械轉向系統、液壓助力轉向系統（HPS）、電動助力轉向系統（EPS）、電子液壓助力轉向系統（EHPS）、線控轉向系統（SBW）等多個階段，逐步實現從機械件到電動化再到智能化。目前，液壓助力轉向系統（HPS）和電子液壓助力轉向系統（EHPS）廣泛應用于商用車，電動助力轉向（EPS）則大量地運用于乘用車上。行業深度研究 敬

19、請參閱最后一頁特別聲明 6 圖表圖表6 6：不同轉向系統對比不同轉向系統對比 來源：佐思汽研，國金證券研究所 根據王虎汽車電動助力轉向系統選型研究，電動助力轉向系統根據電機位置不同和減速機構的差異，大致可以分為六種類型：管柱式電動助力轉向系統（C-EPS）、單小齒輪式電動助力轉向系統（P-EPS）、雙小齒輪式電動助力轉向系統（DP-EPS）、齒條式電動助力轉向系統（R-EPS）、線控式電動助力轉向系統和輪邊電機式電動助力轉向系統。其中以 C-EPS、DP-EPS、R-EPS 使用相對廣泛。（1）C-EPS：價格便宜、空間布置容易，工作環境良好；但電機工作噪音傳遞明顯，受齒輪承載能力限制不易實現

20、大助力，適用車型為緊湊型、小型車；（2）DP-EPS：工作噪音小，價格適宜，助力響應速度快，可實現大助力；但電機工作環境惡劣，密封要求嚴格，受周邊環境影響空間布置困難，適用車型為中型、中大型車；（3）R-EPS：工作噪音小，助力響應速度快，可實現更大助力；但價格昂貴、減速機構結構復雜、空間布置難度大，適用車型為中大型、大型車。R R-EPS EPS 采用滾珠絲杠，輸出的推力更大。采用滾珠絲杠，輸出的推力更大。電機越靠近轉向器，助力傳動效率越高，因而電動助力轉向系統中 C-EPS、DP-EPS 到 R-EPS 轉向性能依次提升，前兩者的減速機構都采用蝸輪蝸桿形式，R-EPS 則是由電機通過帶式減

21、速機構后經滾珠絲杠副帶動齒條軸進行傳動，其輸出的齒條推力達 9-16KN，顯著高于 DP-EPS。R-EPS 在汽車轉向中滲透率有望逐步提升，從而帶動滾珠絲杠在轉向上的應用。隨著新能源車續航里程不斷提升，車身重量也隨之增加，需要扭矩推力更大的 R-EPS。因此隨著新能源車占比逐步提升，REPS 在汽車轉向中滲透率有望加速，從而帶動滾珠絲杠在轉向上的應用。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 7 圖表圖表7 7：各類各類 EPSEPS 對比對比 來源：汽車電動助力轉向系統選型研究，國金證券研究所 駐車：EPB 用滾珠絲杠副用于中高檔汽車電子駐車系統。根據汽車電子駐車制動系統（EPB）駐車力研究

22、，EPB 驅動部件包括電動機、減速機構和駐車制動器組成。當駕駛員按動電子駐車制動系統按鈕時，電子駐車制動系統控制模塊接到來自按鈕的信號，控制模塊會向執行機構的電動機施加電流讓其轉動。電動機釋放的轉矩通過減速增扭機構將電機的速度減少、扭矩增大，然后通過輸出軸螺紋副或滾珠絲杠副將電動制動單元輸出的扭矩轉化為直線推力，從而推動制動活塞運動將推力轉化為制動塊壓緊至制動盤上的壓力，進而完成實現車輛減少或駐車制動。目前市場 EPB 制動鉗主要采用兩種傳動方式，一種是螺紋傳動，另一種是滾珠絲桿轉動；這兩種均屬于螺旋轉動，由螺桿與螺母組成，是通過螺桿和螺母的旋合傳遞運動和動力的。它主要是將旋轉運動變成直線運動

23、，以較小的轉矩得到很大的推力。與傳統螺紋傳動相比，與傳統螺紋傳動相比，使用使用滾珠絲杠滾珠絲杠的的 E EPBPB 具備效率高、壽命長、運動平穩等優勢。具備效率高、壽命長、運動平穩等優勢。螺紋傳動的特點是：結構簡單，加工方便；易自鎖；螺紋有側向間隙，反向時有空行程，定位精度和軸向剛度較差；摩擦阻力大，傳動效率低；磨損快；滾珠絲桿傳動的特點是：摩擦阻力小，傳動效率高；結構較復雜，制造工藝要求高，成本較高；運動平穩，啟動時無振動；壽命長；不自鎖，要求自鎖時需附加自鎖裝置。EPB 用滾珠絲杠副用于中高檔汽車電子駐車系統。EPB 用滾珠絲杠副結構與常規滾珠絲杠副不同，該特殊結構保證其擁有更強的承載能力

24、，在電子制動過程中，卡鉗電機通過絲桿行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 8 花鍵帶動絲桿旋轉，絲母的軸向運動為駐車系統提供制動力。EPB 用滾珠絲杠副是電子駐車系統中的核心傳動部件，質量關乎整套電子駐車系統的性能。目前僅有大陸集團電子制動系統采用滾珠絲杠傳動結構，其余制動器廠均使用螺紋傳動。圖表圖表8 8：E EPBPB 制動鉗總成原理示意圖制動鉗總成原理示意圖 圖表圖表9 9：E EPBPB 用滾珠絲杠副拆分圖用滾珠絲杠副拆分圖 來源：汽車電子駐車制動系統（EPB）駐車力研究，國金證券研究所 來源：影響 EPB 滾珠絲杠副耐久性能的原因分析與改進，國金證券研究所 制動：滾珠絲杠應用于線控

25、制動、EMB。根據電子機械制動器的建模、仿真和實驗研究，傳統液壓機械制動及當前部分市場化的電子液壓制動，在制動時，其液壓管路油壓上升與下降都會存在遲滯現象，導致制動延緩、事故率高；并且復雜的液壓管路也增加了汽車布置防抱死制動系統（ABS）、車身穩定控制系統（ESP）等控制裝置的難度。電子機械制動系統（EMB）取消了復雜的液壓執行機構，具有結構簡單、體積小、響應速度快、控制精度高、節能環保等優點，而且更容易和 ABS/ESP 進行集成，簡化結構、節省空間。EMB 主要由電機、減速增矩裝置、運動轉換裝置和制動器組成，其工作過程為:電機將電能轉化為機械能，并以扭矩的形式輸出;減速增矩裝置接收電機扭矩

26、，并進行減速增扭;運動轉換裝置將電機的旋轉運動轉化為直線運動;制動器由制動鉗體、制動鉗塊和制動盤組成，制動鉗塊在直線推動力的作用下，壓緊制動盤產生制動力，制動結束后，電機反轉使制動鉗塊與制動盤產生固定間隙，等待下一次制動。由于滾珠絲杠具有精度高、壽命長、工作平穩及可靠性高等特點，由于滾珠絲杠具有精度高、壽命長、工作平穩及可靠性高等特點，EMBEMB 的運動轉換裝置可的運動轉換裝置可用滾珠絲杠。用滾珠絲杠。根據趙立金電子機械制動系統關鍵技術研究進展，EMB 從傳動原理上通常有兩大技術路線，分別為線性自增力式和非線性增力式，均使用了滾珠絲杠：（1）線性自增力式：線性增力式電子機械制動系統結構簡單，

27、是目前國內外研究與專利較多的類型，電機輸出的旋轉力矩經過行星或者定軸齒輪機構減速增扭、再通過滾珠絲杠將旋轉運動轉化為平動位移傳遞給摩擦制動器。博世 EMB 方案采用電機外置匹配行星齒輪構與滾珠絲杠副，利用電磁離合器接合斷開可以實現 4 種工況；大陸集團 EMB 方案采用電機內置匹配行星齒輪構與滾珠絲杠副，間隙調整方式為智能控制，有棘輪機構實現制動力保持和駐車；（2）非線性自增力式：利用楔形塊的自增力原理，取消齒輪減速增扭機構，是近年來研究的熱點，以 Siemens VDO 的楔形自增力結構（EWB，Electronic Wedge Brake）為代表，楔形自增力結構可以匹配低功率小型電機配合滾

28、珠絲杠驅動楔形塊。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 9 圖表圖表1212：Continental Teves Continental Teves 公司的電子機械制動系統公司的電子機械制動系統 圖表圖表1313：Siemens Siemens 公司的電子機械制動系統公司的電子機械制動系統 來源：電子機械制動器的建模、仿真和實驗研究，國金證券研究所 來源：電子機械制動器的建模、仿真和實驗研究，國金證券研究所 使用使用滾珠絲杠滾珠絲杠的的 oneone-boxbox 產品具備體積小、精度高、噪音小、成本低等優勢產品具備體積小、精度高、噪音小、成本低等優勢。日立汽車旗下的東機工（TOKICO），

29、早在 2008 年就開發成功 E-ACT 的線控制動系統，采用滾珠絲杠做力矩變換，將電機旋轉力矩轉換為水平移動力矩；2016 年初，博世推出了第二代 iBooster，從二級蝸輪蝸桿改用一級滾珠絲杠減速，體積大幅度縮小，控制精度有所提高。相較于蝸輪蝸桿-蝸桿渦輪+齒輪齒條傳動機構，齒輪齒條部分涉及零部件較多，結構相對復雜，而采用絲杠的傳動機構更緊湊，結構更簡單，負載更大，相當于一根絲杠代替了“蝸桿+渦輪+齒輪+齒條”的作用。若采用滾珠絲杠的傳動結構，onebox 產品將減少使用一個蝸輪蝸桿及多個齒輪結構，性價比得到進一步增強。圖表圖表1010：EMBEMB 結構結構 圖表圖表1111：EMBE

30、MB 用用滾柱滾柱絲杠絲杠 來源：電子機械制動器的建模、仿真和實驗研究，國金證券研究所 來源：電子機械制動系統關鍵技術研究進展，國金證券研究所 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 10 圖表圖表1414：第二代第二代 i iB Boosterooster 來源：新智駕公眾號，國金證券研究所 未來汽車用滾珠絲杠單車價值量有望達未來汽車用滾珠絲杠單車價值量有望達 1 1000000 元，車端滾珠絲杠元，車端滾珠絲杠市場有望超百億市場有望超百億元元。在假設 1）汽車銷量 8744 萬輛；2）EPB：EPB 滲透率 91%，滾柱絲杠在 EPB 滲透率 15%，單車用 1 個；3）EMB：EMB 滲

31、透率 12%，滾珠絲杠在 EMB 滲透率 80%，單車用 1 個；4）onebox：onebox 滲透率 40%，滾珠絲杠在 onebox 滲透率 96%，單車用 1 個；5）EPS：EPS 滲透率92%，R-EPS 在 EPS 滲透率 13%，R-EPS 均需滾珠絲杠，單車用 1 個的情況下，對應車端滾珠絲杠市場約 147 億元。若考慮座椅、移門、懸掛等領域的使用+為了安全冗余，備用安全部件也使用滾珠絲杠，那么滾珠絲杠的單車價值量將會更高。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 11 圖表圖表1515：汽車滾珠絲杠市場汽車滾珠絲杠市場測算測算 汽車銷量（萬輛）7584 7727 8023 8

32、166 8310 8457 8564 8623 8683 8744 駐車-EPB EPB 滲透率 70%73%75%78%80%83%85%88%90%91%在 EPB 滲透率 2%3%4%5%6%7%9%11%13%15%單車用量（個）1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 價格（元）200 200 200 196 192 188 184 181 177 174 市場空間（億元）2 3 5 6 8 9 12 15 18 21 制動-EMB EMB 滲透率 1%2%3%6%12%在 EMB 滲透率 60%63%68%72%80%單車用量（個）1 1 1 1 1 價格（元）200 196 192

33、 186 181 市場空間（億元）1 2 3 7 15 制動-onebox onebox 滲透率 2%4%6%8%11%15%20%26%33%40%在 onebox 滲透率 100%100%96%94%92%90%91%93%95%96%單車用量（個）1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 價格（元）200 200 196 192 188 179 170 161 153 146 市場空間（億元）3 6 9 12 16 20 26 34 42 49 轉向-R-EPS EPS 滲透率 83%85%87%90%91%91%91%92%92%92%R-EPS 在 EPS 滲透率 3%3%4%4%4%

34、5%6%7%9%13%單車用量（個）1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 價格（元）800 800 800 784 768 730 693 659 626 595 市場空間（億元）13 16 20 23 23 28 32 37 45 62 車端合計（億元）18 25 33 41 47 59 73 89 112 147 來源：產業鏈調研，國金證券研究所測算 三、行星滾柱絲杠：負載大精度高，人形機器人有望打開應用空間 相較滾珠絲杠相較滾珠絲杠，行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠負載更大、精度更高負載更大、精度更高。1）優勢：行星滾柱絲杠通過多個滾柱與絲杠和螺母之間的多點螺旋曲面嚙合來傳遞運動及動力。與滾珠

35、絲杠相比，由于滾柱絲杠不需循環裝置且滾柱之間不會發生相互碰撞，接觸點較滾珠絲杠副多，其在承載能力、傳動精度、軸向剛度、速度及加速度等方面明顯優于滾珠絲杠；2）劣勢：由于結構復雜、加工難度大和成本高，一直沒有得到廣泛應用。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 12 圖表圖表1818：行星滾柱絲杠電動缸性能更優行星滾柱絲杠電動缸性能更優 性能性能 滾柱絲杠電動缸滾柱絲杠電動缸 滾珠絲杠電動缸滾珠絲杠電動缸 液壓缸液壓缸 氣缸氣缸 承載能力 很高 高 很高 高 壽命 很長 中等 維護好 可較長 維護好 可較長 速度 很快 中等 中等 很快 加速度 很高 中等 很高 很高 位置可控性 容易 容易 困

36、難 很困難 機械剛度 很高 中等 很高 很低 抗沖擊性能 很高 中等 很高 高 相對體積 小 中等 大 大 摩擦 小 小 小 中等 效率 85%90%50%650Mpa 感應淬火 110 58 至 60 耐磨性好，回彈性好 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 16 來源：Ewellix catalogue，國金證券研究所 磨削：絲杠、滾柱主要采用軋制或車削，螺母在精加工環節需磨削，而磨削加工難度更大。目前海外的滾珠/行星滾柱絲杠，在低精度領域（如傳動）應用軋制或車削工藝，在高精度領域（如機床）應用磨削工藝。在人形機器人領域，絲杠、滾柱主流用軋制或車削，而螺母用磨削。工藝瓶頸在于螺母磨削。工

37、藝瓶頸在于螺母磨削。人形機器人采用反向式行星滾柱絲杠，特點為螺母比絲杠長，如采用車削會引發震刀，因此磨削更適合，然而磨桿、砂輪需深入螺母內部，需做小直徑，而砂輪的磨削線速度最低要求 20m/s，因此轉速需達 4-5 萬轉，高轉速下保持加工穩定性具備很高難度。另外，在行星滾柱絲杠中，由于螺母較長，因此需要加工的螺紋線較長，且單螺母需磨削 5 道螺紋線（滾珠絲杠螺母僅一道），加工周期長，生產節拍低，成本較高，生產難度較滾珠絲杠更難。圖表圖表2929：絲杠不同加工工藝圖絲杠不同加工工藝圖 來源：侯源君鈦合金梯形內螺紋振動擠壓加工技術基礎研究，陳暉行星滾柱絲杠螺紋的硬態車削加工技術研究，王偉大型螺紋旋

38、風硬銑削數值模擬及工藝參數優化，國金證券研究所 3）設備端：“卡脖子”環節。國產加工設備及檢測儀器相對落后，當前最先進設備集中在日歐，但海外對精密設備一方面存在出口限制，另一方面即使出口少量設備至國內，單臺高精度磨削設備甚至達千萬元，且不向國內企業出口最優設備，國內企業在獲得設備后需經過大量的調試提升至目標精度，非常依賴 know-how 的積累。國產設備目前主要由漢江機床提供，設備價格較海外更低。汽車、機器人、機床絲杠性能要求方面，機床最高，機器人次之，汽車要求最低。汽車、機器人、機床絲杠性能要求方面，機床最高，機器人次之，汽車要求最低。機床絲杠精度要求最高，高精度磨床要求在 C0-C2 級

39、，車床、銑床、線切割機一般在 C1-C5 等級；機器人精度要求次之，機械手臂（精密級）精度要求在 C1-C4 級，機械手臂（一般級）精部件部件 鋼鋼 供貨狀態供貨狀態 熱處理熱處理 最高允許工最高允許工作溫度作溫度 標準回火溫度下標準回火溫度下的表面硬度的表面硬度HRCHRC 優勢優勢 定制絲杠 50CrMo4 預處理 拉伸強度 880 至1030MPa 屈服強度650MPa 感應淬火，更高的回火溫度 150 58 至 60 良好的耐磨性和中溫操作彈性 特殊絲杠 100Cr6 預處理 拉伸強度 840 至970Mpa 屈服強度500MPa 感應淬火 180 59 至 63 更高的耐磨性，適應更

40、高的工作溫度但更脆 螺母和滾輪 100Cr6 退火 通過淬火 180 58 至 62 良好的耐磨性和高溫運行 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 17 度要求在 C5-C8。汽車絲杠精度要求最低，其中動力轉向器、線性制動器精度要求 C6-C8、C5-C8。圖表圖表3030：國際主流絲杠精度等級劃分國際主流絲杠精度等級劃分 等級（單位：0.001mm）研磨級（磨削加工）轉造級（擠壓成型）CO C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C10 V300 ISO,DIN 6 12 23 52 210 JIS 3.5 5 8 18 50 210 HIWIN（上銀）3.5 5 6 8 12 1

41、8 23 50 100 210 來源：上銀科技官網，國金證券研究所 圖表圖表3131：汽車、機器人、機床絲杠性能要求對比汽車、機器人、機床絲杠性能要求對比 一級分類 二級分類 軸別 精度等級（ISO）研磨級（磨削加工）轉造級（擠壓成型）C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C10 機床 車床 X Z 銑床 X/Y Z 綜合加工機 X/Y Z 磨床 X Y 線切割機 X/Y U/Z 機器人 機械手臂（精密級）機械手臂（一般級）汽車 動力轉向器 線性制動器 來源：上銀科技官網，國金證券研究所 汽車領域：汽車領域：五洲新春、寧波慈興、長盛軸承三家五洲新春、寧波慈興、長盛軸承三家軸承軸

42、承企業已具備車用絲杠產品的量產能力企業已具備車用絲杠產品的量產能力。由于在溝槽加工、滾動摩擦等技術上存在共通，已有部分軸承企業進入了絲杠行業，如海外舍弗勒、SKF 等、國內五洲新春、長盛軸承等。目前車用領域中的滾珠絲杠多為國外企業供應：1）轉向領域：多采用舍弗勒、NSK、上銀科技等企業；2）線控制動領域：以博世自制為主。但是已有多家國內企業具備量產能力，有望開始給車企供貨：1）五洲新春：已成功研發車用滾珠絲杠產品，并在推進產品商業化銷售。已經研發成功絲桿螺母轉向系統軸承組件，并應用于新能源汽車轉向系統、電子剎車和駐車系統、變速箱和主動懸架系統等。目前已經在 EPB、EMB 及 EHB 領域均已

43、在和國內知名系統集成商及主機廠進行深入溝通，進展順利。2）寧波慈興：已批量生產車用滾珠絲杠產品。生產汽車剎車等部件用的滾珠絲母組件，具有年生產能力 500 萬只滾珠絲杠。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 18 3）長盛軸承：預計今年內會有相關定點落地。目前公司已經取得商用車主機廠的滾柱絲杠產品定點，其他乘用車客戶正在開發及交樣過程中，預計今年年內會有得到汽車行業客戶的量產計劃。圖表圖表3232：車用車用滾珠絲杠行業滾珠絲杠行業主要企業介紹主要企業介紹 公司名稱公司名稱 國家國家 成立時間成立時間 主要線性驅動器產品主要線性驅動器產品 博世力士樂 德國 1795 線性導軌、絲桿傳動、集成測

44、量系統、傳動球座和公差環、線性軸、多軸系統、電缸 上銀科技 中國臺灣 1989 滾珠絲杠、直線導軌、軸承、末端效應器 黑田精工 日本 1925 滾珠絲杠、直線運動設備 NSK 日本 1916 軸承、滾珠絲杠、精密機械及零件、轉向系統、自動變速器 舍弗勒 德國 1946 微型/大型軸承、滾動軸承 五洲新春 中國 1999 滾珠絲杠、軸承及配件、精密機械及零件 寧波慈興 中國 1984 滾珠絲杠、高端汽車軸承 長盛軸承 中國 1995 滾珠絲杠、潤滑軸承 來源：各公司官網，華經產業研究院，國金證券研究所 機器人領域機器人領域：目前看國內企業已開始布局。：目前看國內企業已開始布局。國內秦川機床、新劍

45、傳動、恒立液壓、貝斯特、鼎智科技等正在布局/在研滾柱/行星滾柱絲杠，有望突破技術壁壘，實現國產替代。1）秦川機床：滾柱絲杠產品的精度達到領先水平，已批量應用于機床領域。目前子公司漢江機床的核心產品滾珠絲杠和導軌，一方面用于公司自身產品，另一方面外銷應用于機床、自動化及新能源汽車等高端制造領域。目前公司的絲杠產品由 P1 級提升到 P0 級，精度水平達到國際先進水平。2）新劍傳動：行星滾柱絲杠系列產品已從技術、成本、量產上重點突破。主要產品為行星滾柱絲杠電動缸產線系列產品、CNC 車磨軸產線系列產品、HDM 產線系列產品、滾軋成型蝸桿齒輪產線系列產品。目前公司行星滾柱絲杠產品已形成年產 350

46、萬套，與吉利汽車等開展了深入合作，所搭載產品應用于吉利汽車多款車型;產品還應用于汽車電控機械制動 EMB、軌道交通的 EMB、人形機器人等領域。3）恒立液壓：募資投向滾珠絲杠領域。2023 年 1 月 6 日，恒立液壓完成以 56.4 元/股增發為 3546 萬股、募集資金總額為約 20 億元的非公開發行。其中，線性驅動項目擬投入 15億元實現產品的電動化升級，包括電動缸和滾珠絲杠的生產。該項目達產后將形成年產104,000 根標準滾珠絲杠電動缸、4,500 根重載滾珠絲杠電動缸、750 根行星滾柱絲桿電動缸、100,000 米標準滾珠絲杠和 100,000 米重載滾珠絲杠的生產能力。4）貝斯

47、特：公司已開始布局機床等領域用的滾珠絲杠產品。目前公司全面布局直線滾動功能部件，通過全資子公司宇華精機落實“高端裝備核心滾動功能部件研發及產業化項目”，產品主要包括高精度滾珠絲杠副、高精度滾動導軌副等，面向高端機床、半導體、自動化等下游領域。5）鼎智科技：布局行星滾柱絲桿。主營醫療及工業自動化用線性執行器、編碼器、驅控器等。公司在微型行星滾柱絲桿的研發與生產上已有里程碑式進展，產品壽命長、精度高、負載大，其應用領域包括機器人、飛機起落架、部分工業場景等。圖表圖表3333：機床領域滾珠絲杠主要企業介紹機床領域滾珠絲杠主要企業介紹 公司名稱公司名稱 國家國家 成立時間成立時間 主要線性驅動器產品主

48、要線性驅動器產品 秦川機床 中國 1998 絲杠、導軌、精密機械及零件 新劍傳動 中國 1999 行星滾柱絲杠、精密零部件 恒立液壓 中國 2005 滾珠絲杠、電動缸、精密鑄件 貝斯特 中國 1997 滾珠絲杠、滾動導軌、精密零部件 鼎智科技 中國 2008 行星滾柱絲桿、軸承、電機、精密機械及零件 來源：各公司官網，公司公告，國金證券研究所 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 19 五、投資建議 智能汽車滲透率提升，促進絲杠應用+人形機器人打開絲杠需求，預計 30 年全球絲杠市場空間達到 977 億元以上。目前國內企業剛起步，未來國產替代空間廣闊。國內部分企業已開啟汽車用滾珠絲杠國產替代

49、，建議關注五洲新春、新劍傳動等；部分企業已布局行星滾柱絲杠，有望應用于機器人，建議關注秦川機床、新劍傳動、恒立液壓、貝斯特。六、風險提示 人形機器人落地不及預期風險。特斯拉人形機器人目前尚存在運動控制能力不足和成本過高的情況，若技術和成本發展情況低于預期將導致量產無法按預期推進，進而影響絲杠環節的投資機會。人形機器人銷量不及預期風險。特斯拉人形機器人目前定位于替代人們從事重復枯燥、具有危險性的工作，但其最終性能能否達到該目標以及是否能找到大批量應用的場景還具有不確定性，從而給人形機器人用絲杠帶來需求不及預期風險。國內企業技術突破進度不及預期風險。當前國內滾珠絲杠國產化率低，行星滾柱絲杠仍處于起

50、步階段，國內企業如果在產品性能、壽命上進展不及預期，或是量產進展不及預期，國產替代節奏將放緩，國內企業相關業務收入將不及預期。行業競爭格局惡化風險。軸承與絲杠在制造工藝上存在一定共通性，當前國內部分軸承類企業已逐步布局滾珠絲杠業務，潛在新進入者較多，行業面臨競爭格局惡化風險。技術方案存在不確定性風險。如果其他成本更低或效率更優的傳動結構未來對絲桿傳動形成替代，將對絲杠市場空間形成沖擊。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 20 行業行業投資評級的說明：投資評級的說明：買入：預期未來 36 個月內該行業上漲幅度超過大盤在 15%以上；增持：預期未來 36 個月內該行業上漲幅度超過大盤在 5%1

51、5%；中性：預期未來 36 個月內該行業變動幅度相對大盤在-5%5%；減持：預期未來 36 個月內該行業下跌幅度超過大盤在 5%以上。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 21 特別聲明：特別聲明：國金證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準，已具備證券投資咨詢業務資格。本報告版權歸“國金證券股份有限公司”（以下簡稱“國金證券”）所有，未經事先書面授權，任何機構和個人均不得以任何方式對本報告的任何部分制作任何形式的復制、轉發、轉載、引用、修改、仿制、刊發，或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。經過書面授權的引用、刊發，需注明出處為“國金證券股份有限公司”，且不得對本報告進行任何有悖原意的

52、刪節和修改。本報告的產生基于國金證券及其研究人員認為可信的公開資料或實地調研資料，但國金證券及其研究人員對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。本報告反映撰寫研究人員的不同設想、見解及分析方法，故本報告所載觀點可能與其他類似研究報告的觀點及市場實際情況不一致，國金證券不對使用本報告所包含的材料產生的任何直接或間接損失或與此有關的其他任何損失承擔任何責任。且本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次公開發布時的判斷，在不作事先通知的情況下，可能會隨時調整，亦可因使用不同假設和標準、采用不同觀點和分析方法而與國金證券其它業務部門、單位或附屬機構在制作類似的其他材料時所給出的意見不同或者相反。本報告僅

53、為參考之用，在任何地區均不應被視為買賣任何證券、金融工具的要約或要約邀請。本報告提及的任何證券或金融工具均可能含有重大的風險，可能不易變賣以及不適合所有投資者。本報告所提及的證券或金融工具的價格、價值及收益可能會受匯率影響而波動。過往的業績并不能代表未來的表現?？蛻魬斂紤]到國金證券存在可能影響本報告客觀性的利益沖突，而不應視本報告為作出投資決策的唯一因素。證券研究報告是用于服務具備專業知識的投資者和投資顧問的專業產品，使用時必須經專業人士進行解讀。國金證券建議獲取報告人員應考慮本報告的任何意見或建議是否符合其特定狀況，以及（若有必要）咨詢獨立投資顧問。報告本身、報告中的信息或所表達意見也不構

54、成投資、法律、會計或稅務的最終操作建議，國金證券不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保，在任何時候均不構成對任何人的個人推薦。在法律允許的情況下，國金證券的關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易，并可能為這些公司正在提供或爭取提供多種金融服務。本報告并非意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許向其發送、發布該研究報告的人員。國金證券并不因收件人收到本報告而視其為國金證券的客戶。本報告對于收件人而言屬高度機密，只有符合條件的收件人才能使用。根據證券期貨投資者適當性管理辦法，本報告僅供國金證券股份有限公司客戶中風險評級高于 C3 級(含 C3 級）的投資者使用；本報告所包

55、含的觀點及建議并未考慮個別客戶的特殊狀況、目標或需要，不應被視為對特定客戶關于特定證券或金融工具的建議或策略。對于本報告中提及的任何證券或金融工具，本報告的收件人須保持自身的獨立判斷。使用國金證券研究報告進行投資，遭受任何損失，國金證券不承擔相關法律責任。若國金證券以外的任何機構或個人發送本報告，則由該機構或個人為此發送行為承擔全部責任。本報告不構成國金證券向發送本報告機構或個人的收件人提供投資建議，國金證券不為此承擔任何責任。此報告僅限于中國境內使用。國金證券版權所有，保留一切權利。上海上海 北京北京 深圳深圳 電話：021-60753903 傳真：021-61038200 郵箱： 郵編：201204 地址：上海浦東新區芳甸路 1088 號 紫竹國際大廈 7 樓 電話：010-85950438 郵箱： 郵編：100005 地址：北京市東城區建內大街 26 號 新聞大廈 8 層南側 電話：0755-83831378 傳真：0755-83830558 郵箱： 郵編：518000 地址：深圳市福田區金田路 2028 號皇崗商務中心 18 樓 1806