《基礎化工行業新材料產業深度報告:新材料產業框架之四人形機器人量產在即新材料藍海廣闊-241218(76頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《基礎化工行業新材料產業深度報告:新材料產業框架之四人形機器人量產在即新材料藍海廣闊-241218(76頁).pdf(76頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、新材料產業深度報告:新材料產業深度報告:人形機器人量產在即,新材料藍海廣闊人形機器人量產在即,新材料藍海廣闊新材料產業框架之四新材料產業框架之四證券研究報告2024年12月18日基礎化工李永磊(證券分析師)董伯駿(證券分析師)曾子華(聯系人)S0350521080004S0350521080009S請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明2核心提要核心提要人形機器人量產在即人形機器人量產在即據前瞻網,英偉達創始人黃仁勛認為,隨著認知智能和物理智能基礎模型的快速發展,機器人時代即將到來,人形機器人量產在即。據我們不完全統計,特斯拉Optimus、魔法原子MagicBot、華為夸父、宇樹科技G1等
2、人形機器人已經或即將迎來量產。其中,根據財富動力網資訊,Optimus將在2025年實現至少1萬臺產量,并有望到2026年三季度大規模量產,年產量約15萬臺。執行器、靈巧手為關鍵零部件執行器、靈巧手為關鍵零部件人形機器人的關鍵部件包括各執行器關節(旋轉執行器、線性執行器)、靈巧手等,它們為人形機器人提供行動的自由度。具體來看,零部件可分為諧波減速器、伺服電機(無框電機、空心杯電機)、行星滾柱絲杠、傳感器(六維力矩傳感器、柔性觸覺傳感器、力傳感器、力矩傳感器)、肢體骨骼等。特鋼、永磁材料、特鋼、永磁材料、PEEKPEEK是用量較大的原材料,市場空間廣闊是用量較大的原材料,市場空間廣闊構成人形機器
3、人的材料種類豐富,據我們測算,特鋼、永磁材料、PEEK在一臺人形機器人上的用量分別為14kg、4.5kg、12.18kg,有望隨著人形機器人的量產迎來廣闊的市場空間。釹鐵硼永磁材料是伺服電機的關鍵材料釹鐵硼永磁材料是伺服電機的關鍵材料高性能釹鐵硼永磁材料作為驅動電機的核心材料,在同步電機體積小型化的過程中依然能夠保持高磁性、磁一致性等性質。以特斯拉Optimus為例,一臺人形機器人需要使用28個無框電機、34個空心杯電機,其中高性能釹鐵硼用量可達到4.5kg,人形機器人的發展能有效拉動未來高性能釹鐵硼的增長需求。我們預計,人形機器人1000萬臺的需求將拉動4.5萬噸高性能釹鐵硼材料增量,拓展1
4、83.15億元的市場空間。實現人形機器人輕量化目標,實現人形機器人輕量化目標,PEEKPEEK是優選材料是優選材料PEEK比強度大、密度低,是綜合性能和產品附加值較高的特種工程塑料,可以應用于人形機器人肢體骨骼、軸承、齒輪等結構件,使人形機器人實現靈活、減重的目標。我們預計,在人形機器人1000萬臺的需求下,使用PEEK實現輕量化或將拉動12.18萬噸的PEEK增量,帶來401.94億元的市場規模。特種鋼材是人形機器人零部件的重要原材料特種鋼材是人形機器人零部件的重要原材料相比于普鋼,特殊鋼具有優異的物理化學性能,多應用于下游高端制造、汽車、機器人等領域。我們測算,一臺人形機器人上50CrMo
5、4合金鋼、40Cr合金鋼和GCr15軸承鋼的用量分別為7.7kg、1.4kg、4.9kg,在遠期1000萬臺的銷量下,將拉動7.7萬噸、1.4萬噸、4.9萬噸的市場空間,對應帶來的市場規模分別為11.94億元、0.78億元、2.21億元。風險提示風險提示人形機器人產量和需求增長不及預期、新材料技術開發不及預期、原材料價格大幅波動、國際貿易形勢變化、重點關注公司業績不及預期、測算偏差風險。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明3核心提要核心提要圖表:人形機器人零部件市場空間敏感性分析圖表:人形機器人零部件市場空間敏感性分析資料來源:Torque News,百度愛采購,機器人大講堂,Wind,工
6、標網,A low-cost,human-like,high-resolution,tactile sensor based on optical fibers and an image sensor,腱驅動靈巧手指結構設計及其運動分析與試驗孫成遠,易車,國海證券研究所;時間截至2024年12月12日,美元兌人民幣匯率按照2024年12月12日匯率7.1854:1計算;“其他”項為估算值零部件零部件數量數量價格(元)價格(元)總價(元)總價(元)價值量占比價值量占比不同人形機器人銷量假設下的空間測算(億元)不同人形機器人銷量假設下的空間測算(億元)100100萬臺萬臺500500萬臺萬臺1000
7、1000萬臺萬臺FSD芯片及套件1431124311223.10%43121564311六維力矩傳感器478903156016.91%31615783156行星滾柱絲杠1420002800015.01%28014002800諧波減速器141150161007.94%1618051610無框電機28529148127.50%1487411481柔性觸覺傳感器101167116694.02%1175831167空心杯電機34255.086706.25%87434867肢體骨骼1740074004.65%74370740軸承286518200.98%1891182鋼絲繩12384560.24%523
8、46其他-250002500013.40%25012502500總計188599100%1886943018860請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明4核心提要核心提要圖表:人形機器人產業重要原材料市場空間敏感性分析圖表:人形機器人產業重要原材料市場空間敏感性分析資料來源:Wind,各公司公告,財學堂,百度愛采購,洛陽萊克精密軸承,國海證券研究所;時間截止至2024年12月12日原材料原材料應用于何種零部件應用于何種零部件單機用量單機用量(kg)(kg)不同人形機器人銷量假設下的原材不同人形機器人銷量假設下的原材料市場增量空間測算(噸)料市場增量空間測算(噸)單價單價(萬元(萬元/噸)噸)
9、不同人形機器人銷量假設下的空間測算不同人形機器人銷量假設下的空間測算(億元)(億元)100100萬臺萬臺500500萬臺萬臺10001000萬臺萬臺100100萬臺萬臺500500萬臺萬臺10001000萬臺萬臺聚醚醚酮PEEK肢體骨骼-結構件軸承12.1812180609001218003340.19200.97401.94釹鐵硼永磁材料無框電機-轉子空心杯電機-轉子4.54500225004500040.718.3291.58183.15鋁合金肢體骨骼-結構件10.510500525001050002.092.1910.9721.9350CrMo4合金鋼行星滾柱絲杠-主絲杠諧波減速器-剛輪
10、7.7770038500770001.551.195.9711.94GCr15軸承鋼諧波減速器-波發生器行星滾柱絲杠-螺母行星滾柱絲杠-滾柱4.9490024500490000.450.221.102.2140Cr合金鋼諧波減速器-柔輪1.414007000140000.560.0780.390.78請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明5相關標的相關標的圖表:相關標的盈利預測圖表:相關標的盈利預測資料來源:Wind,國海證券研究所(截至2024年12月17日;盈利預測取自Wind一致預期)人形機器人人形機器人相關材料相關材料代碼代碼標的標的歸母凈利潤(百萬元)歸母凈利潤(百萬元)PEPE2
11、02320232024E2024E2025E2025E2026E2026E2024E2024E2025E2025E2026E2026EPEEK688716.SH中研股份55-301076.SZ新瀚新材93-釹鐵硼永磁300748.SZ金力永磁564354661856744031600366.SH寧波韻升-227217356522392416鋼絲繩603278.SH大業股份96-鉻鹽合金添加劑603067.SH振華股份371501579659131210請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明6目錄目錄u人形機器人量產在即人形機器人量產在即uOptimus結構及原材料拆解結構及原材料拆解u高性能
12、釹鐵硼供不應求高性能釹鐵硼供不應求uPEEK是優選輕量化材料是優選輕量化材料u特種鋼材應用部位較多特種鋼材應用部位較多請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明7圖表:全球人形機器人出貨量預測圖表:全球人形機器人出貨量預測資料來源:動點科技,Odima,國海證券研究所全球機器人市場空間巨大全球機器人市場空間巨大 人形機器人市場迎來突破人形機器人市場迎來突破。Omdia指出,人形機器人部分驅動力來自生成式 AI。在多個因素共同作用下,雙足擬人形態的人形機器人可以實現大規模商業化。Omdia報告預計,2027年全球人形機器人出貨量將超過10000臺,到2030年將達38000臺;2024-2030年
13、CAGR約為83%。中國人形機器人市場規模有望快速發展中國人形機器人市場規模有望快速發展。根據首屆中國人形機器人產業大會發布的人形機器人產業研究報告預測,2024年中國人形機器人市場規模將達到27.6億元;到2035年,市場規模更有望達3000億元。圖表:中國人形機器人市場規模預測圖表:中國人形機器人市場規模預測資料來源:人形機器人產業研究報告,環球網科技,國海證券研究所CAGR83%CAGR=53.1%請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明8人形機器人未來應用領域廣闊人形機器人未來應用領域廣闊 中國智能機器人市場迅速增長。中國智能機器人市場迅速增長。根據弗若斯特沙利文數據,2023年中國智
14、能服務機器人的市場規模達660億元,預計到2028年將達1832億元。同時AI技術的深度融合正加速推動該行業向更高的自動化和智能化水平轉型;通過提供全面解決方案,智能機器人企業不僅能更好地服務于客戶,還有望開拓出更多創新的應用場景。未來人形機器人未來人形機器人將成為智能機器人的主要產品形態將成為智能機器人的主要產品形態。人形機器人不僅擁有更加復雜的功能,能廣泛應用于各行各業,還將通過具身智能實現與物理世界的深度交互和自主學習。圖表:圖表:2019年年-2028E中國智能機器人市場收入拆分(單位:億元)中國智能機器人市場收入拆分(單位:億元)資料來源:弗若斯特沙利文,國海證券研究所請務必閱讀報告
15、附注中的風險提示和免責聲明9圖表:人形機器人發展歷程圖表:人形機器人發展歷程資料來源:阜陽市機器人協會公眾號,國家互聯網信息辦公室,愛范兒,坎德拉CANDELA,鈦媒體APP,中國電子報,羊城晚報,制造前沿公眾號,國海證券研究所人形機器人發展不斷突破人形機器人發展不斷突破 人形機器人集人工智能、高端制造、新材料等先進技術來實現擬人化的功能人形機器人集人工智能、高端制造、新材料等先進技術來實現擬人化的功能,環境適應更通用、任務操作更多元。從1970年日本建造出第一個擬人機器人Wabot-1,再到特斯拉Optimus引發對人形機器人產業化、商業化的探索,人形機器人發展不斷突破、日益蓬勃。19561
16、956年年19591959年年19681968年年19701970年年20002000年年20132013年年20142014年年20212021年年20222022年年20232023年年20242024年年20242024年年日本建造第一個擬人機器人Wabot-1強復合運動能力的波士頓動力Atlas機器人原型機公開人工智能通過圖靈測試人工智能誕生本田人工智能仿人機器人ASIMO誕生高度智能化人形機器人Tesla Bot項目發布第一臺工業機器人出現第一臺智能機器人Shakey誕生特斯拉推出新一代人形機器人Optimus特斯拉人形機器人Optimus Gen 2快速迭代發展國內外人形機器人開始
17、進入工廠Optimus首次開機、現場提供服務請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明10圖表:圖表:Tesla Bot具備高度具身智能特性具備高度具身智能特性資料來源:湃客:機器之心圖表:圖表:Tesla Bot整體數據展示整體數據展示資料來源:湃客:機器之心Tesla Bot橫空出世橫空出世 Tesla Bot橫空出世,人形機器人快速更新。橫空出世,人形機器人快速更新。2021年8月19日,在特斯拉首屆AI Day活動中,馬斯克親自發布了概念機 Tesla Bot。按照馬斯克的設想,Tesla Bot將由分布在機器人手臂、頸部、軀干、手掌、腿部的電機驅動,使用輕質材料構成主體,并擁有如人類一
18、般靈活的雙手。馬斯克認為,Tesla Bot將會從處理無聊、重復和危險的事情開始,逐步去實現其他更復雜任務。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明11圖表:圖表:Optimus靈巧手執行關節示意靈巧手執行關節示意資料來源:國際船舶海工網圖表:圖表:Optimus具有六種不同設計的執行器具有六種不同設計的執行器資料來源:量子位公眾號Optimus迭代進化迭代進化 Optimus原型機展出,實現迭代進化。原型機展出,實現迭代進化。2022年9月30日,特斯拉在Tesla AI Day展示了人形機器人Optimus(擎天柱)的原型機版本,并在展示文檔中分享了大量技術細節。馬斯克認為Optimus有
19、望在3-5年內實現量產,最終降本至2萬美金一臺,從而普通家庭亦可購買。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明12圖表:圖表:Optimus精準力度控制精準力度控制資料來源:快科技圖表:圖表:Optimus學習人類動作范例學習人類動作范例資料來源:快科技Optimus能力提升能力提升 Optimus力度控制能力,感知能力顯著提升。力度控制能力,感知能力顯著提升。2023年5月,特斯拉在其股東大會上發布了擎天柱Optimus 的演示視頻,機器人的力度控制更加精準,可以接觸但不擊碎雞蛋。機器人的感知能力亦顯著提升,可以識別并記憶不同的路況。此外,Optimus 可以由人類輸入動作范例,進行端到端的
20、學習。馬斯克預計,Optimus的遠期需求或達到100億臺。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明13圖表:圖表:Optimus Gen2具有高靈活度的雙手具有高靈活度的雙手資料來源:華爾街見聞圖表:圖表:Optimus Gen2形態展示形態展示資料來源:科創板日報Optimus Gen2全新升級全新升級 Optimus Gen2智能機器人來襲,手部關節全新升級,力度控制進一步增強。智能機器人來襲,手部關節全新升級,力度控制進一步增強。2023年12月,特斯拉發布Optimus Gen2的最新視頻。視頻顯示,Optimus Gen2擁有 AI 大模型的加持,體重比一代減少10kg,步行速度加
21、快30%,身體控制能力增強;手部關節全新升級,活動更加自然。手指部分均搭載觸覺傳感器,能更精準地抓握細小易碎物品。同時,Optimus Gen2還可以做多個深蹲動作,顯示出其平衡能力有所增強。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明14圖表:圖表:Optimus Gen3能夠成功接住高速拋出的網球能夠成功接住高速拋出的網球資料來源:十輪網圖表:圖表:Optimus Gen3能夠與人類進行基礎互動能夠與人類進行基礎互動資料來源:特斯拉官網Optimus Gen3智能化水平重大飛躍智能化水平重大飛躍 Optimus Gen3自主運行能力突破,自主運行能力突破,AI智能化水平實現重大飛躍智能化水平實
22、現重大飛躍。2024年10月,特斯拉發布Optimus的最新訓練成果,全面展示了其在自主行走、自動充電、物品搬運以及爬樓梯等多項能力上的突破性進展。在展示中,多個Optimus機器人能夠共同感知環境并實現精準導航,標志著特斯拉在人形機器人自主感知領域的一次重大突破;同時,與人類進行基礎互動顯示出Optimus的智能化能力已經具備實用化基礎。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明15圖表:國內外人形機器人企業量產計劃(圖表:國內外人形機器人企業量產計劃(為不完全統計,統計時間截至為不完全統計,統計時間截至2024年年12月月12日)日)資料來源:21世紀經濟報道,中國網財經,科創板日報,觀點網
23、,南方都市報,國海證券研究所人形機器人量產在即人形機器人量產在即 隨著認知智能基礎模型和物理智能基礎模型的快速發展,機器人時代即將到來,人形機器人量產在即。機器人時代即將到來,人形機器人量產在即。根據前瞻網資訊,英偉達創始人黃仁勛預測,未來有三種機器人有望實現大規模生產,分別是汽車、無人機和人形機器人;并且產量最大的將是人形機器人,因為完全適應人類生存的世界為人形機器人的大規模生產提供了得天獨厚的條件。企業企業機器人型號機器人型號量產計劃量產計劃TeslaOptimus2025年實現至少1萬臺產量,并有望在2025年三季度或四季度正式開啟預售,到2026年三季度大規模量產,年產量約15萬臺1X
24、 TechnologiesNEO Beta2025年產品儲備將達1000臺,2026年至1萬臺,2027年達10萬臺產能Figure AIFigure 022025年4月后預計達產2000臺,2025年三季度生產2萬臺機器人MagicLabMagicBot2025年一季度起實現小規模量產華為夸父人形機器人最早2025年實現規模量產宇樹科技G1量產版人形機器人2024年8月20日宣布實現量產通用人形機器人H12023年下半年實現批量量產和發貨EX機器人EX仿生人形機器人已進入量產階段,2024年目標量產超500臺仿生人形機器人請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明16目錄目錄u人形機器人量產在
25、即人形機器人量產在即uOptimus結構及原材料拆解結構及原材料拆解u高性能釹鐵硼供不應求高性能釹鐵硼供不應求uPEEK是優選輕量化材料是優選輕量化材料u特種鋼材應用部位較多特種鋼材應用部位較多請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明17人形機器人包含四大核心技術模塊人形機器人包含四大核心技術模塊 人形機器人主要包含四大核心技術模塊人形機器人主要包含四大核心技術模塊:環境感知模塊、智能AI芯片模塊、運動控制模塊、操作系統模塊,其中前三大技術模塊與硬件有關。環境感知模塊環境感知模塊智能智能AI芯片模塊芯片模塊運動控制模塊運動控制模塊各類傳感器激光雷達毫米波雷達3D攝像頭等五官五官大腦大腦四肢四肢
26、控制器伺服系統精密減速器結構單元AI芯片存儲器圖表:圖表:人形機器人三大硬件核心模塊人形機器人三大硬件核心模塊資料來源:中國科學院自動化研究所,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明18圖表:圖表:Optimus自由度分布及對應執行結構的運動方式自由度分布及對應執行結構的運動方式資料來源:科創板日報,古月居公眾號,國海證券研究所Optimus全身具有全身具有72個自由度個自由度身體部位身體部位自由度自由度旋轉執行器旋轉執行器線性執行器線性執行器靈巧手靈巧手肩部3(x2)前擺+側擺+扭轉-肘部1(x2)-前擺-腕部3(x2)扭轉前擺+扭轉-腰部2側擺+扭轉-髖部3(x2)側擺+扭
27、轉前擺-膝蓋1(x2)-前擺-腳踝2(x2)-前擺+側擺-靈巧手22(x2)-自由運動總計72141444 Optimus全身有全身有72個自由度,分布在各個身體部位。個自由度,分布在各個身體部位。人形機器人的自由度需要執行結構達成,組成Optimus的14個旋轉執行器、14個線性執行器、靈巧手的多個空心杯關節為其帶來了72個自由度,使其不同身體部位能夠前擺(Pitch)、扭轉(Yaw)、側擺(Roll)運動,同時每只靈巧手的22個自由度讓其能夠執行更復雜的操作。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明19圖表:圖表:Optimus軀干上軀干上28個獨特的執行器作用設計與位置分布個獨特的執行器
28、作用設計與位置分布資料來源:智東西官方賬號Optimus具有獨特的執行器設計與分布具有獨特的執行器設計與分布請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明20Optimus結構拆解結構拆解FSD芯片1個旋轉執行器14個線性執行器14個無框電機14個諧波減速器14個力矩傳感器 14個軸承14個無框電機14個行星滾柱絲杠 14個力傳感器 14個軸承14個肢體骨骼靈巧手2個柔性觸覺傳感器 10個空心杯電機34個資料來源:chipsetc,古月居公眾號,傳感器專家網,智電芯片,供應商網,數碼小妖精,ATI工業自動化,建筑材料網,量子位公眾號,百度愛采購,新菱節能電機,創業天下官方平臺,科創板日報,機器人大講
29、堂,國海證券研究所六維力矩傳感器 2個六維力矩傳感器 2個請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明21圖表:圖表:Optimus成本拆分(單位:元)成本拆分(單位:元)資料來源:Torque News,百度愛采購,機器人大講堂,Wind,工標網,A low-cost,human-like,high-resolution,tactile sensor based on optical fibers and an image sensor,腱驅動靈巧手指結構設計及其運動分析與試驗孫成遠,易車,國海證券研究所;時間截至2024年12月12日,美元兌人民幣匯率按照2024年12月12日匯率7.1854
30、:1計算;“其他”項為估算值Optimus成本拆分成本拆分零部件零部件數量數量價格價格總價總價價值量占比價值量占比FSD芯片及套件1431124311222.86%六維力矩傳感器478903156016.73%行星滾柱絲杠1420002800014.85%諧波減速器141150161008.54%無框電機28529148127.85%柔性觸覺傳感器101167116696.19%空心杯電機3425586704.60%肢體骨骼1740074003.92%軸承286518200.97%鋼絲繩12384560.24%其他-250002500013.26%總計188599100%在Optimus整機的
31、BOM中,FSD芯片及套件、六維力矩傳感器、行星滾柱絲杠、諧波減速器、無框電機價值量位列前五,分別占整機價值的比重為22.86%、16.73%、14.85%、8.54%、7.85%。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明22圖表:六維力矩傳感器在圖表:六維力矩傳感器在Optimus腳踝處的應用腳踝處的應用資料來源:機器人大講堂,國海證券研究所六維力矩傳感器六維力矩傳感器 六維力矩傳感器六維力矩傳感器是性能最優、力覺信息最全面的力矩傳感器,能夠同時測量三個軸向力和三個軸向力矩,將力矩的物理變化轉換成精確的電信號,滿足任何方向上力的檢測。六維力矩傳感器技術壁壘較高技術壁壘較高,需解決維間擾亂、矢
32、量解耦算法、動靜態標定、對所測力分量敏感的單調性和統一性等問題。六維力矩傳感器應用于應用于Optimus的手腕及腳踝處(共的手腕及腳踝處(共4個)個),使Optimus結構更簡潔,對力的感知和控制效果更好。圖表:圖表:六維力矩傳感器六維力矩傳感器能滿足任何方向上力的檢測能滿足任何方向上力的檢測資料來源:遠瞻智庫請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明23圖表:圖表:一種六維力矩傳感器的結構組成一種六維力矩傳感器的結構組成資料來源:Six-Axis Force/Torque Fingertip Sensor for an Anthropomorphic Robot Hand,國海證券研究所六維力
33、矩傳感器的核心是硅應變片六維力矩傳感器的核心是硅應變片 六維力矩傳感器屬于應變片式傳感器,其主要組成主要組成部分包括彈性體、硅應變片、部分包括彈性體、硅應變片、PCB板等板等。彈性體材料包括鋁合金、不銹鋼等;PCB板的核心是覆銅板,是將電子玻纖布或其它增強材料浸以樹脂,一面或雙面覆以銅箔并經熱壓而制成的一種板狀材料;這些部分價值較低。硅應變片是傳感器的核心,也是其價值的主要組成硅應變片是傳感器的核心,也是其價值的主要組成部分,每個部分,每個六維力矩傳感器通常需要使用約六維力矩傳感器通常需要使用約30-40個個應變片應變片。硅應變片是將單晶硅切片、研磨、腐蝕壓焊引線,最后粘貼在聚酰亞胺(PI)的
34、襯底上制成的,其關鍵是通過測量硅的體積變化帶來電阻的變化,采集并計算以后得到力的大小。導致硅應變片價格高昂的原因是對應變精準測量采導致硅應變片價格高昂的原因是對應變精準測量采集的技術和加工工藝集的技術和加工工藝。根據百度愛采購數據,截至2024年12月3日,硅應變片代表性企業日本NMB的FR-1B12L30W1MS型號的應變片價格達200元/條(200條起批)。彈性體硅應變片和PCB板請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明24圖表:行星滾柱絲杠結構拆解圖表:行星滾柱絲杠結構拆解資料來源:Multi-objective optimization of planetary roller scre
35、w mechanism based on improved boundary condition,國海證券研究所圖表:圖表:Optimus線性執行器中應用了行星滾柱絲杠線性執行器中應用了行星滾柱絲杠資料來源:砍柴網,國海證券研究所行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠 行星滾柱絲杠將電機的旋轉運動轉換為絲杠或螺母的直線運動。行星滾柱絲杠將電機的旋轉運動轉換為絲杠或螺母的直線運動。行星滾柱絲杠的核心部件包括主絲杠,螺紋滾柱絲杠和螺母。主絲杠的周圍,行星環繞般布置了6-12個螺紋滾柱絲杠,使行星滾柱絲杠具有運行速度高、承載能力強、使用壽命長等特性,作為液壓系統的替代品更加適用于人形機器人。行星滾柱絲杠具有高技術
36、壁壘,售價高昂。行星滾柱絲杠具有高技術壁壘,售價高昂。行星滾柱絲杠加工精度要求高,制作工藝繁瑣復雜,可以為客戶定制產品,選用高材質的鋼材能為行星滾柱絲杠的加工精度提供保證,減小摩擦阻力,因此行星滾柱絲杠售價較為昂貴。主絲杠滾柱螺母環狀齒輪彈簧墊圈正齒輪載架行星滾柱絲杠反式行星滾柱絲杠請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明25圖表:圖表:行星滾柱絲杠標準鋼材選擇行星滾柱絲杠標準鋼材選擇資料來源:Ewellix官網,國海證券研究所 行星滾柱絲杠的材料中行星滾柱絲杠的材料中,主絲杠選用的材料為50CrMo4或42CrMo4合金鋼,螺母和滾柱選用的材料為GCr15軸承鋼。50CrMo4合金鋼具有高強
37、度、高硬度和良好的抗疲勞性能,適用于制造需要承受高載荷的零部件;GCr15軸承鋼耐磨性、抗接觸疲勞強度高,熱加工性好,適用于制造高耐磨性、高彈性極限和高接觸疲勞強度的機械零件。零部件零部件鋼材種類鋼材種類在標準回火溫度下的在標準回火溫度下的表面硬度表面硬度熱處理熱處理最大允許運行溫度最大允許運行溫度性能性能標準軸50CrMo4或 42CrMo458-60感應淬火110良好的耐磨性韌性標準軸(按需求)50CrMo458-60感應淬火高溫回火150良好的耐磨性中等溫度下運行的韌性特殊軸GCr1559-63感應淬火180高耐磨性適應于高的運行溫度更脆螺母&滾柱GCr1558-62淬透180良好的耐磨
38、性高溫度運行能力行星滾柱絲杠的主要材料是合金鋼和軸承鋼行星滾柱絲杠的主要材料是合金鋼和軸承鋼請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明26諧波減速器諧波減速器 諧波減速器是旋轉執行器的核心部件諧波減速器是旋轉執行器的核心部件。諧波減速器由波發生器、柔輪、剛輪組成,其工作原理是利用波發生器使柔輪產生可控彈性變形,并與剛輪相嚙合來傳遞運動和動力的齒輪傳動。諧波減速器具有單極傳動比大、體積小、質量小、運動精度高并能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作的優點,使其在機器人小臂、腕部、手部等部位具有較大優勢,代表性廠商為日本哈默納科、國內綠的諧波。圖表:圖表:諧波減速器工作原理示意圖諧波減速器工作原理示意
39、圖資料來源:綠的諧波招股說明書請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明27圖表:圖表:諧波減速器主要結構示意圖諧波減速器主要結構示意圖資料來源:綠的諧波官網,國海證券研究所諧波減速器結構拆解諧波減速器結構拆解 諧波減速器的核心技術諧波減速器的核心技術在于諧波齒形的設計、柔輪的設計和成型工藝、波發生器的加工工藝。這些設計工藝技術難點大,均屬于企業的核心機密,而實現柔輪、剛輪、波發生器的優異性能還離不開對材料和材質的高要求,通過選擇合適的材料能有效提高各零部件的抗疲勞性能,延長其使用壽命。諧波減速器主要由鋼材制成。諧波減速器主要由鋼材制成。柔輪材料基本為40Cr合金鋼,國外提純技術較高。剛輪材料國
40、內廠家一般使用工具鋼或鑄鋼,而日本哈默納科則采用球墨鑄鐵。波發生器由柔性軸承和凸輪組成,其材質采用工具鋼或碳鋼。1-凸輪,材料:工具鋼或碳鋼2-柔性軸承,材料:工具鋼或碳鋼3-柔輪,材料:40Cr合金鋼4-剛輪,材料:工具鋼或鑄鋼2134請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明28圖表:圖表:2020年年-2025E全球機器人用諧波減速器市場情況全球機器人用諧波減速器市場情況資料來源:華經情報網,國海證券研究所諧波減速器是人形機器人減速器的優選方案諧波減速器是人形機器人減速器的優選方案 諧波減速器體積小,傳動比高,精密度高諧波減速器體積小,傳動比高,精密度高,適用于負載較輕的精密減速器領域,是
41、人形機器人減速器的優選方案。據機器人大講堂,Optimus腿部的旋轉執行器就采用了諧波減速器。2025年全球機器人用諧波減速器市場預計達到年全球機器人用諧波減速器市場預計達到48.9億元。億元。近年來,全球機器人產業發展迅速,其產量持續增加;除工業機器人外,人形機器人也逐步進入諧波減速器的下游應用行業。據華經情報網數據,2021年全球機器人用諧波減速器市場規模為23億元,預計2025年市場擴容翻倍,達到48.9億元。圖表:圖表:2017-2019年綠的諧波減速器下游應用領域年綠的諧波減速器下游應用領域資料來源:綠的諧波招股說明書,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明29圖表:
42、圖表:Optimus執行器中電機結構拆解執行器中電機結構拆解資料來源:澎湃新聞客戶端,國海證券研究所圖表:圖表:無框電機應用于機器人關節無框電機應用于機器人關節資料來源:科爾摩根官網,國海證券研究所無框電機:驅動執行器工作的動力來源無框電機:驅動執行器工作的動力來源 伺服電機可以控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機可以控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉對應的角度,從而實現位移,能夠很精確的控制電機的轉動,實現精確的定位。無框電機屬于伺服電機的一種,是驅動人形機器人執行器工作的動
43、力來源。無框電機屬于伺服電機的一種,是驅動人形機器人執行器工作的動力來源。無框電機消除了傳統電機的鐵芯,結構緊湊小巧,可實現更高的功率密度,具有低能耗和低摩擦的特點。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明30無框電機無框電機僅由定子和轉子組成僅由定子和轉子組成 無框電機僅由一組定子和轉子組成。無框電機僅由一組定子和轉子組成。轉子由帶永磁體的旋轉鋼圓環組件構成,直接安裝在機器軸上;定子包含有高磁導率磁芯,外面包裹著能產生電磁力的銅繞組,緊湊地安裝在機器外殼的主體內。據觀研報告網,在上述材料中永磁材料價值量最高,占整體的35%。根據尼得科為機器人關節設計的無框電機產品參數,其轉子重量在0.027
44、kg-0.336kg之間,我們估計中等型號無框電機的轉子中使用釹鐵硼永磁材料的量為0.1kg。轉子定子2143561-環形永磁鐵,材料:釹鐵硼/釤鈷2-輪轂,材料:SS400系列冷軋鋼3-高磁導率磁芯,材料:鈷鐵合金/鎳鐵合金/硅鋼片4-外殼,材料:鋁合金5-線圈,材料:銅、清漆涂層6-絕緣涂層,材料:聚氨酯/聚合樹脂圖表:圖表:無框電機結構拆解無框電機結構拆解資料來源:科爾摩根官網,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明31圖表:圖表:不同空心杯電機特性對比不同空心杯電機特性對比資料來源:觀研報告網,國海證券研究所空心杯電機:小巧、靈敏、高效空心杯電機:小巧、靈敏、高效 空心
45、杯電機空心杯電機屬于直流永磁的伺服電機,是一種微特電機(尺寸不超過40mm)??招谋妱訖C體積小、高效、低噪音,具有突出的節能特性、靈敏方便的控制特性和穩定的運行特性,技術先進性十分明顯。無刷空心杯電機無刷空心杯電機通過驅動器實現電子換向,相比于有刷空心杯電機,因其轉速更高、壽命更長適合應用在人形機器人手部。Optimus每只靈巧手上均有17個空心杯電機驅動的空心杯關節,給予靈巧手17個自由度,從而實現更加靈活、精密的操作。有刷空心杯電機有刷空心杯電機無刷空心杯電機無刷空心杯電機工作壽命2000h工作壽命長(20000h)轉速低高轉速有火花電磁干擾幾乎為零無鐵損有鐵損圖表:圖表:Optimus
46、靈巧手部分空心杯電機示意靈巧手部分空心杯電機示意資料來源:環球Tech,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明32永磁材料在空心杯電機中價值量最大永磁材料在空心杯電機中價值量最大 空心杯電機的核心技術壁壘在于定子空心杯電機的核心技術壁壘在于定子/轉子的自支撐繞組技術上。轉子的自支撐繞組技術上。實現自支撐繞組技術的關鍵點,在于繞組形式和繞組設備。目前空心杯電機的繞組類型包括直線型、斜繞型、同心式繞型等,德國Faulhaber、瑞士Maxon等海外廠商在繞組工藝和技術沉淀方面具有優勢,使得其空心杯電機產品性能優異。組成無刷空心杯電機的主要結構包括線圈、轉子、外殼、霍爾傳感器等。組成
47、無刷空心杯電機的主要結構包括線圈、轉子、外殼、霍爾傳感器等。線圈由漆包線繞制而成,而漆包線由銅和絕緣材料構成。轉子由永磁材料和鐵芯組成,其中永磁材料價值量最大。圖表:圖表:無刷空心杯電機結構拆解無刷空心杯電機結構拆解資料來源:丙通電子元件有限公司請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明33全球無框電機、空心杯電機市場規模龐大全球無框電機、空心杯電機市場規模龐大 機器人關節要求電機體積小、扭矩大、響應快。機器人關節要求電機體積小、扭矩大、響應快。無框力矩電機輕量化、功率高,低轉速情況下能夠輸出更大扭矩,非常符合人形機器人的需求??招谋姍C體積小、性能優異,非常適用于靈巧手。全球無框電機以及空心杯
48、電機市場規模龐大。全球無框電機以及空心杯電機市場規模龐大。據Global Growth Insights,2022年全球無框電機銷售規模為79.64億美元。根據觀研報告網的統計,2022年空心杯電機市場規模為51億元,預計2028年市場規模將達到83億元,2022-2028年CAGR為8.5%。無框電機在Optimus上應用數量達到28個,空心杯電機的應用數量為34個,未來市場空間巨大。CAGR:4.20%圖表:圖表:2020年年-2028E全球空心杯電機市場規模及同比增速全球空心杯電機市場規模及同比增速資料來源:觀研報告網,國海證券研究所圖表:圖表:全球無框電機市場規模全球無框電機市場規模資
49、料來源:Global Growth Insights,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明34圖表:圖表:柔性觸覺傳感器結構拆解柔性觸覺傳感器結構拆解資料來源:麥姆斯咨詢,國海證券研究所圖表:圖表:一款典型的陣列式觸覺傳感器一款典型的陣列式觸覺傳感器資料來源:A large-area,flexible pressure sensor matrix with organic field-effect transistors for artificial skin applications柔性觸覺傳感器柔性觸覺傳感器可使機器人直接感知環境可使機器人直接感知環境 觸覺傳感器觸覺傳感
50、器是機器人直接感知環境作用的重要傳感器,能夠實現與環境接觸力、溫度、濕度、震動、材質、軟硬等特性的檢測。觸覺傳感器的擬真體現在是否具有柔性。柔性觸覺傳感器材料選擇柔性觸覺傳感器材料選擇包括敏感材料(半導體、有機聚合物、碳納米管、石墨烯等)和柔性基底材料。柔性基底材料需要具有輕薄、透明、柔性和拉伸性好、絕緣耐腐蝕等性質,材質可為硅橡膠、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亞胺(PI)等。日本公司XELA Robotics應用于機器人的產品uSkin采用的就是硅橡膠。上層基底下層基底電極敏感材料請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明35圖表:圖表:全球柔性觸覺傳感器市場規模(單位:億美元)全球柔性觸
51、覺傳感器市場規模(單位:億美元)資料來源:QY Research,中商情報網,國海證券研究所圖表:圖表:Optimus的每只手指均配備柔性觸覺傳感器的每只手指均配備柔性觸覺傳感器資料來源:蓋世汽車資訊柔性觸覺傳感器市場規模增速較快柔性觸覺傳感器市場規模增速較快 柔性觸覺傳感器的價值較高柔性觸覺傳感器的價值較高。根據文獻A low-cost,human-like,high-resolution,tactile sensor based on optical fibers and an image sensor,一只靈巧手的五只手指若全部配備以硅橡膠為基底的多陣列柔性觸覺傳感器,需要花費812美元
52、。柔性觸覺傳感器市場規模增速較快柔性觸覺傳感器市場規模增速較快。據QY Research,2022年全球柔性觸覺傳感器市場規模為15.3億美元,預計2029年將達53.2億美元,CAGR達19.5%;據中商情報網,2022年全球機器人用柔性觸覺傳感器市場規模為2.2億美元,預計2029年將達4.3億美元,CAGR達10.2%。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明36肢體骨骼是人形機器人基本框架肢體骨骼是人形機器人基本框架 肢體骨骼是支撐人形機器人進行各種行動的基本框架肢體骨骼是支撐人形機器人進行各種行動的基本框架,其應用場景包括外殼材料、脊椎、大臂、小臂、大腿、小腿等結構件。目前人形機器人
53、肢體骨骼的常用材料包括鋼材、鋁合金、鎂合金、碳纖維等。以Optimus為例,總重73kg中減去零部件重量30kg、電池組重量11.5kg,則結構件重量31.5kg。2022年發布的Optimus的肢體骨骼材料選用的是鋁合金。假設肢體骨骼的2/3部分能由性能優異且更重量輕的PEEK替代,按照鋁合金:PEEK密度比例2:1計算,則每臺人形機器人肢體骨骼中PEEK的用量約為10.5kg。圖表:圖表:人形機器人腿部、人形機器人腿部、外殼的肢體骨骼示意外殼的肢體骨骼示意資料來源:澎湃新聞客戶端,鋅財經請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明37永磁材料、特鋼、永磁材料、特鋼、PEEK是人形機器人中用量較
54、大的原材料是人形機器人中用量較大的原材料圖表:人形機器人重要原材料單機用量測算圖表:人形機器人重要原材料單機用量測算資料來源:Wind,各公司公告,財學堂,百度愛采購,洛陽萊克精密軸承,國海證券研究所;時間截止至2024年12月12日原材料原材料應用于何種零部件應用于何種零部件單量單量/kg/kg數量數量單機用量單機用量/kg/kg單價單價(元元/kg)/kg)單機價格單機價格/元元聚醚醚酮PEEK肢體骨骼-結構件10.5112.183304019.4軸承0.0628釹鐵硼永磁材料無框電機-轉子0.1284.54071831.5空心杯電機-轉子0.0534鋁合金肢體骨骼-結構件10.5110.
55、520.89219.3550CrMo4合金鋼行星滾柱絲杠-主絲杠0.3147.715.5119.35諧波減速器-剛輪0.2514GCr15軸承鋼諧波減速器-波發生器0.15144.94.522.05行星滾柱絲杠-螺母&滾柱0.21440Cr合金鋼諧波減速器-柔輪0.1141.45.587.81 結合Optimus上應用的兩種不同的執行器重量和各零部件生產企業的產品信息,我們假設諧波減速器重量平均為0.5kg、行星滾柱絲杠重量平均為0.5kg、軸承平均重量為0.06kg,得到人形機器人原材料單機用量測算。經我們測算,人形機器人單機原材料總價為6219.5元,占總成本的比重為3.30%。請務必閱讀
56、報告附注中的風險提示和免責聲明38人形機器人重要原材料人形機器人重要原材料市場空間敏感性分析市場空間敏感性分析圖表:人形機器人產業重要原材料市場空間敏感性分析圖表:人形機器人產業重要原材料市場空間敏感性分析資料來源:Wind,各公司公告,財學堂,百度愛采購,洛陽萊克精密軸承,國海證券研究所;時間截止至2024年12月12日原材料原材料單機用量單機用量(kg)(kg)不同人形機器人銷量假設下的原材料市不同人形機器人銷量假設下的原材料市場增量空間測算(噸)場增量空間測算(噸)單價單價(萬元(萬元/噸)噸)不同人形機器人銷量假設下的空間測算(億元)不同人形機器人銷量假設下的空間測算(億元)10010
57、0萬臺萬臺500500萬臺萬臺10001000萬臺萬臺100100萬臺萬臺500500萬臺萬臺10001000萬臺萬臺聚醚醚酮PEEK12.1812180609001218003340.19200.97401.94釹鐵硼永磁材料4.54500225004500040.718.3291.58183.15鋁合金10.510500525001050002.0892.1910.9721.9350CrMo4合金鋼7.7770038500770001.551.195.9711.94GCr15軸承鋼4.9490024500490000.450.221.102.2140Cr合金鋼1.4140070001400
58、00.5580.080.390.78 對人形機器人產業的重要原材料進行市場空間敏感性分析,根據上頁對Optimus原材料單機用量的測算,得到各原材料的未來市場增量空間如下。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明39目錄目錄u人形機器人量產在即人形機器人量產在即uOptimus結構及原材料拆解結構及原材料拆解u高性能釹鐵硼供不應求高性能釹鐵硼供不應求uPEEK是優選輕量化材料是優選輕量化材料u特種鋼材應用部位較多特種鋼材應用部位較多請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明40圖表:圖表:釹鐵硼產品釹鐵硼產品分類、制作工藝及分類、制作工藝及性能特點介紹性能特點介紹資料來源:頭豹科技創新網,新材料
59、產業,國海證券研究所圖表:圖表:釹鐵硼是硼少量摻雜的四方晶系晶體釹鐵硼是硼少量摻雜的四方晶系晶體資料來源:Relationships between crystal structure and magnetic properties in Nd2Fe14B高性能釹鐵硼是電機永磁材料的最優解高性能釹鐵硼是電機永磁材料的最優解 永磁材料永磁材料,主要利用釹、釤等稀土元素與鈷、鐵等過渡金屬組成合金,代表為稀土永磁材料、鐵氧體永磁材料。自第一代稀土永磁材料問世以來,稀土永磁已經歷第一代SmCo5系材料,第二代沉淀硬化型Sm2Co17系磁體,發展到第三代釹鐵硼(Nd2Fe14B)系永磁材料。釹鐵硼永磁材
60、料釹鐵硼永磁材料具有高磁能積、高矯頑力、體積小、質量輕、穩定性強的特性,其中高性能釹鐵硼高性能釹鐵硼具有極高的尺寸精度,磁性均勻性和一致性好,易加工成各種形狀尺寸,特別適用于高功率、高磁場領域以及小型化、輕量化的各種產品。在人形機器人輕量化、體積小的要求下,高性能釹鐵硼成為電機永磁材料的最優解。種類種類制作工藝制作工藝性能特點性能特點量產情況量產情況普通燒結釹鐵硼粉末冶金工藝高磁性相含量大量量產高性能釹鐵硼晶界滲透技術等高剩磁、高矯頑力高磁能積、高性價比部分量產粘結釹鐵硼釹鐵硼快淬磁粉模壓成型 體積小、精度高 磁場均勻穩定少量量產熱壓釹鐵硼熱擠壓、熱變形工藝致密度高、磁性能強耐高溫性好難以量產
61、請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明41輕稀土(鈰、鐠、釹等)重稀土(鋱、鏑、鈥等)釹鐵硼產業鏈分析釹鐵硼產業鏈分析上游中游下游稀土開采稀土開采燒結釹鐵硼燒結釹鐵硼普通燒結釹鐵硼、高性能釹鐵硼粘結釹鐵硼粘結釹鐵硼熱壓釹鐵硼熱壓釹鐵硼釹鐵硼生產新能源汽車節能電機風力發電機器人制造節能變頻空調節能電梯應用領域提取稀土金屬元素釤Sm、釹Nd等稀土冶煉分離稀土冶煉分離 釹鐵硼產業鏈釹鐵硼產業鏈上游是稀土開采和冶煉分離行業;中游主要為釹鐵硼生產制造行業,兩極分化明顯:低端市場門檻低、產能分散、產品同質化明顯,市場競爭無序,而高端市場具有較高的技術、資金準入門檻,未來發展空間廣闊;釹鐵硼產業鏈下游應用
62、包括新能源汽車、節能電機、風力發電、機器人制造等領域。圖表:圖表:釹鐵硼產業鏈釹鐵硼產業鏈資料來源:觀研報告網,12306海關熱線,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明42圖表:圖表:20232023年中國釹鐵硼上市公司產能和產量對比年中國釹鐵硼上市公司產能和產量對比資料來源:各公司公告,國海證券研究所圖表:圖表:2020年年-2025E中國釹鐵硼永磁材料產量中國釹鐵硼永磁材料產量資料來源:工信部,立鼎產業研究網,華經情報網,中研網,國海證券研究所高性能釹鐵硼供給不足高性能釹鐵硼供給不足 生產企業規模兩極分化生產企業規模兩極分化。中國釹鐵硼永磁材料生產企業普遍規模較小、技術工
63、藝相對簡單、產品性能及品質不高,而高性能釹鐵硼產能不足,只有少量上市企業能夠進行研發和生產。中國燒結釹鐵硼高端產品供給不足。中國燒結釹鐵硼高端產品供給不足。據工信部數據,2022年中國燒結釹鐵硼產量預計超過23萬噸,但其中高性能釹鐵硼產量預計僅有6.4萬噸,占比不足30%。據我們測算,截至2023年底,國內主要六家釹鐵硼上市公司高性能釹鐵硼產能合計約為12.25萬噸,產量合計為5.68萬噸,整體產能利用率僅約46.4%。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明43圖表:圖表:20192019年年-2028E-2028E全球高性能稀土永磁材料消費量及同比全球高性能稀土永磁材料消費量及同比資料來源
64、:弗若斯特沙利文,國海證券研究所圖表:圖表:20232023年全球高性能釹鐵硼企業市占率情況年全球高性能釹鐵硼企業市占率情況資料來源:各公司公告,弗若斯特沙利文,國海證券研究所全球高性能釹鐵硼需求充足,國產替代加速全球高性能釹鐵硼需求充足,國產替代加速 全球高性能釹鐵硼需求充足。全球高性能釹鐵硼需求充足。據弗若斯特沙利文,2023年全球高性能稀土永磁材料消費量達10.25萬噸,同比+20.2%;預計2028年該消費量將達22.71萬噸,2023-2028年CAGR為17.2%。高性能釹鐵硼產品專利、生產技術門檻較高,國產替代加速。高性能釹鐵硼產品專利、生產技術門檻較高,國產替代加速。據國知專利
65、預警公眾號,近十年釹鐵硼稀土永磁材料的主要創新主體包括TDK、日立金屬、金龍稀土等企業;國內企業通過自主技術創新,積極開展國內外專利布局,使高性能釹鐵硼生產領域主要由日本企業構建專利壁壘的局面出現明顯變化。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明44圖表:圖表:人形機器人拉動高性能釹鐵硼需求測算人形機器人拉動高性能釹鐵硼需求測算資料來源:金力永磁公司公告,寧波韻升公司公告,微納通科技,宇爍強力磁鐵廠家,國海證券研究所;時間截至2024年12月12日人形機器人帶來高性能釹鐵硼大量增長空間人形機器人帶來高性能釹鐵硼大量增長空間 釹鐵硼產業鏈下游應用包括新能源汽車、變頻空調、風力發電、機器人制造等領
66、域,新能源車、機器人成為未來釹新能源車、機器人成為未來釹鐵硼永磁材料的重要增長點。鐵硼永磁材料的重要增長點。一輛新能源汽車中需要使用到電機的部位達到30個,配備的電機數量可達50臺。我們預計特斯拉每臺人形機器人需要4.5kg高性能釹鐵硼永磁材料。此外,每臺高端變頻空調的高性能釹鐵硼用量達到0.28kg,每臺工業機器人高性能釹鐵硼用量范圍約為0.3-30kg。我們預測,一臺人形機器人將消耗4.5kg的高性能釹鐵硼產品,在未來全球人形機器人銷量達到100萬臺、1000萬臺時,人形機器人將分別給高性能釹鐵硼市場帶來4500噸、4.5萬噸的增量,且仍具有增長空間。全球人形機器人銷量(萬臺)全球人形機器
67、人銷量(萬臺)10010010001000單臺人形機器人釹鐵硼用量(kg)4.54.5人形機器人拉動釹鐵硼增量(噸)450045000高性能釹鐵硼單價(萬元/噸)40.740.7人形機器人拉動釹鐵硼市場(億元)18.32183.15圖表:圖表:2025年全球高性能釹鐵硼下游需求預測年全球高性能釹鐵硼下游需求預測資料來源:中金企信國際咨詢,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明45上市公司標的:金力永磁上市公司標的:金力永磁核心邏輯核心邏輯1)公司是全球高性能稀土永磁材料的領先供應商。截至2024年一季度末,公司具備高性能稀土永磁材料毛坯產能2.3萬噸,計劃2025年建成4萬噸高
68、性能稀土永磁材料產能及先進的磁組件生產線。2)公司產品被廣泛應用于新能源汽車及汽車零部件、節能變頻空調、風力發電、3C、機器人及工業伺服電機、節能電梯、軌道交通等領域。截至2024年11月,在新能源汽車領域,公司產品已被全球前十大新能源汽車生產商用于生產驅動電機;在節能變頻空調領域,全球變頻空調壓縮機前十大生產商中的八家均為公司客戶。3)公司正積極配合世界知名客戶的人形機器人用磁組件的研發,并且陸續有小批量的交付,未來人形機器人有望為公司增強發展新動能。圖表:金力永磁盈利預測圖表:金力永磁盈利預測資料來源:Wind,國海證券研究所(截至2024年12月17日;盈利預測取自Wind一致預期)預測
69、指標預測指標2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E營業收入(百萬元)66886889905710607增長率(%)-733117歸母凈利潤(百萬元)564354661856增長率(%)-20-378630攤薄每股收益(元)0.420.260.490.64ROE(%)85910P/E46744031請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明46圖表:寧波韻升盈利預測圖表:寧波韻升盈利預測資料來源:Wind,國海證券研究所(截至2024年12月17日;盈利預測取自Wind一致預期)上市公司標的:寧波韻升上市公司標的:寧波韻升核心邏輯核心邏輯1)公司是稀土永磁
70、材料行業的頭部企業之一。截至2024年6月底,公司已形成了年產21000噸高性能釹鐵硼材料的生產能力,并且正在有序推進包頭15000噸高性能稀土永磁材料智能制造項目。2)公司產品被廣泛應用于新能源汽車、消費電子、工業、機器人等領域。在新能源汽車領域,2024年1-9月,公司產品在國內新能源乘用車市占率達22%;在消費電子領域,公司是一家全球智能3C電子巨頭、多家國際聲學巨頭和機械硬盤(HDD)產業鏈上的主要磁材供應商。3)公司的釹鐵硼產品已應用于伺服電機及機器人;截至2024年三季度末,針對國內某人形機器人客戶,已達到量產供貨的狀態。未來人形機器人有望給公司帶來新增長點。預測指標預測指標202
71、3A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E營業收入(百萬元)5369480560048404增長率(%)-16-112540歸母凈利潤(百萬元)-227217356522增長率(%)-1641966447攤薄每股收益(元)-0.200.200.320.47ROE(%)-4468P/E-392416請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明47目錄目錄u人形機器人量產在即人形機器人量產在即uOptimus結構及原材料拆解結構及原材料拆解u高性能釹鐵硼供不應求高性能釹鐵硼供不應求uPEEK是優選輕量化材料是優選輕量化材料u特種鋼材應用部位較多特種鋼材應用部位較多請務必
72、閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明48圖表:圖表:機器人輕量化結構材料選擇機器人輕量化結構材料選擇資料來源:機器人輕量化材料應用的研究進展于成濤等,國海證券研究所圖表:圖表:機器人輕量化材料要求及解釋機器人輕量化材料要求及解釋資料來源:機器人輕量化材料應用的研究進展于成濤等,機器人產業及其關鍵材料的現狀及趨勢化定奇,國海證券研究所機器人本體輕量化是未來的發展方向機器人本體輕量化是未來的發展方向 機器人輕量化的基本原則機器人輕量化的基本原則是在保證機器人功能的先進性、穩定性、使用的可靠性和服役的安全性的前提下,通過結構優化設計、輕量化材料選擇、先進制造工藝,來達到機器人構件輕量化的目的。機器人本
73、體輕量化技術機器人本體輕量化技術能解決在緊密空間內的人與機器人的緊密協作、保證機器與人類一起協作工作時不會受到機器的傷害、提高機器人的機動靈活性等問題。據財學堂,通過對人形機器人肢體骨骼、軸承、齒輪等部位使用輕量化材料,能夠有效達成人形機器人的靈活和減重效果。輕量化材料要求輕量化材料要求解釋解釋高強度保證在較高外力作用下不發生永久變形和斷裂較大的彈性模量和彈性極限需要具有抵抗彈性變形的能力,同時要盡可能的避免服役過程中的塑性變形質量輕減少使用能耗,降低運動慣性,減少傳動部件的負擔較大的震動阻尼有助于吸收機器人瞬間終止運動產生的殘余能量,以提高執行機構的定位精度和傳動平穩性鎂合金鋁合金碳纖維聚醚
74、醚酮PEEK請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明49圖表:圖表:PEEKPEEK在物理化學性能方面具有明顯優勢在物理化學性能方面具有明顯優勢資料來源:中研股份招股說明書,碳纖維復合材料在機械手臂中的應用王娣等,國海證券研究所PEEK性能全面且優異性能全面且優異 PEEK是綜合性能和產品附加值最高的特種工程塑料。是綜合性能和產品附加值最高的特種工程塑料。PEEK性能全面,在剛性方面優于絕大多數特種工程塑料的同時,也兼具韌性,展現了全面的機械性能,此外也有優異的耐熱、耐磨、耐腐蝕性能。PEEK比強度大、密度低比強度大、密度低。在滿足強度要求的前提下,PEEK可以大幅度減小材料本身的自重,成為實
75、現輕量化的解決方案,工業領域“以塑代鋼”應用空間廣闊。PEEK可通過與碳纖維、玻纖等材料復合來提高材料的綜合性能??赏ㄟ^與碳纖維、玻纖等材料復合來提高材料的綜合性能。借助于碳纖維很高的拉伸強度和彈性模量,碳纖維復合PEEK材料展現出更高的韌性、抗沖擊性、比強度、熱穩定性,擴展了PEEK材料的應用場景。材料材料密度密度/(gcm/(gcm-3-3)耐化學性耐化學性比強度比強度/(Nmkg/(Nmkg-1-1)鋼7.8良70鋁合金2.8良190PEEK1.29優1500圖表:圖表:常用普通塑料、工程塑料及特種工程塑料對比常用普通塑料、工程塑料及特種工程塑料對比資料來源:中研股份招股說明書請務必閱讀
76、報告附注中的風險提示和免責聲明50PEEK制造工藝復雜制造工藝復雜 PEEK的合成利用親核取代,的合成利用親核取代,即氟酮和對苯二酚在堿金屬鹽存在的條件下,以二苯砜為溶劑,在280-340條件下進行縮聚反應,然后再通過丙酮和水去除殘留的溶劑和鹽,經過干燥工藝獲得高分子量的PEEK樹脂。PEEK上游原材料主要包括氟酮、對苯二酚、二苯上游原材料主要包括氟酮、對苯二酚、二苯砜、碳酸鉀等。砜、碳酸鉀等。其中氟酮是合成PEEK最關鍵的原材料,其純度、品質將直接影響PEEK的產品質量。圖表:圖表:合成合成PEEKPEEK的化學方程式的化學方程式資料來源:搜料網,國海證券研究所圖表:圖表:合成合成PEEKP
77、EEK需要復雜的制造工藝和技術需要復雜的制造工藝和技術資料來源:中研股份招股說明書請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明51圖表:圖表:PEEK市場技術壁壘較高市場技術壁壘較高資料來源:中研股份招股說明書,國海證券研究所PEEK市場具有高進入壁壘市場具有高進入壁壘研發和技術壁壘研發和技術壁壘規?;a壁壘規?;a壁壘下游市場接受壁壘下游市場接受壁壘合成工藝難度大國際廠商相關知識產權保護與封鎖嚴格國內廠商需要自主研發生產能力對技術、研發投入、工藝細節積累要求較高實現有效的新增產量仍需較長的時間處于商業化程度不斷提高,下游應用領域拓展深化階段市場對于一種新興材料的接受需要一定的時間PEEK市場
78、進入壁壘較高,主要體現在:研發和技術壁壘:研發和技術壁壘:PEEK樹脂的合成工藝難度較大,國際廠商對該技術、配方、設備等相關知識產權和技術秘密的保護和封鎖十分嚴格,國內廠商完全需要自主研發或與科研院所合作。規?;a壁壘:規?;a壁壘:由于形成高質量、批次穩定的PEEK樹脂生產能力對技術、研發投入、工藝細節積累要求較高,因此在實現了有效新增產能后,PEEK材料廠商要實現有效的新增產量仍需較長的時間。下游市場接受壁壘:下游市場接受壁壘:PEEK正處于商業化程度不斷提高,下游應用領域不斷拓展、深化的階段。市場對于一種新興材料的接受需要時間,對其特性、加工方式、應用方法的理解和認可需要逐步學習和接
79、受。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明52圖表:圖表:20182018年年-2027E-2027E中國中國PEEKPEEK市場消費量及同比市場消費量及同比資料來源:中研股份招股說明書,思瀚產業研究院,第21屆亞太國際塑料橡膠工業展,國海證券研究所圖表:圖表:20192019年年-2028E-2028E全球及中國全球及中國PEEKPEEK產量及同比產量及同比資料來源:沙利文公司,興福新材公司公告,國海證券研究所中國中國PEEK市場快速擴張市場快速擴張 全球全球PEEK產量將保持增長。產量將保持增長。據沙利文公司,2023年全球PEEK產量為8694噸,預計未來將保持增長,到2028年增長至
80、15393噸,2023-2028年CAGR為12.1%。中國中國PEEK市場消費量快速擴張市場消費量快速擴張。PEEK材料行業正處于快速發展期。據沙利文公司,2023-2028年,中國PEEK產量預計將由2475噸增長至6037噸,CAGR達19.5%;據思瀚產業研究院,預計2022年至2027年間,中國PEEK市場需求量將從2480噸增至5079噸,CAGR達15.42%;市場規模從14.96億元增至28.38億元。CAGR:15.42%請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明53圖表:圖表:20232023年全球年全球PEEKPEEK企業產能情況企業產能情況資料來源:觀研報告網,智研咨詢,
81、各公司公告,中研股份招股說明書,國海證券研究所全球全球PEEK市場一超多強,國產市場一超多強,國產PEEK逐漸得到認可逐漸得到認可 全球全球PEEK生產廠商呈現生產廠商呈現“一超多強一超多強”的競爭格局。的競爭格局。據我們不完全統計,截至2023年底,英國威格斯是全球最大的PEEK生產商,其次是比利時索爾維和德國贏創,此外中研股份、山東君昊等企業PEEK年產能也達到了千噸級別。國產國產PEEK產品逐漸得到認可產品逐漸得到認可。2021年中國PEEK市場規模為1980噸,其中國產PEEK為1155噸,占比為58.3%。中研股份銷量超越英國威格斯,成為中國PEEK市場市占率最高的企業,達到30.5
82、7%。與國外產品相比,國內中研股份等企業在原料和設備方面立足于國內的同時不斷提高產能,取得了成本優勢,也能保證產品純度高,批次穩定。圖表:圖表:20212021年中國年中國PEEKPEEK市場銷量分布(單位:噸)市場銷量分布(單位:噸)資料來源:中研股份招股說明書,威格斯公告,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明54圖表:圖表:20222022年全球年全球PEEKPEEK下游領域消費分布下游領域消費分布資料來源:貝哲斯咨詢圖表:圖表:PEEKPEEK在人形機器人上的空間測算在人形機器人上的空間測算資料來源:中研股份公司公告,鎂客網,澎湃新聞客戶端,量子位公眾號,科學指南針,國
83、海證券研究所;時間截止至2024年12月12日PEEK有望使人形機器人更輕量化有望使人形機器人更輕量化 上游:氟酮是合成上游:氟酮是合成PEEK的關鍵原材料。的關鍵原材料。氟酮合成工藝復雜,價格高昂,每生產1噸PEEK需要消耗約0.7-0.8噸氟酮單體。據沙利文公司,預計2028年全球氟酮消費量將達到11544.7噸,能帶來15393噸PEEK的產量。中游:中游:PEEK生產企業。生產企業。PEEK市場進入門檻高,生產工藝復雜,難以形成大批量、規?;a。國際巨頭包括英國威格斯、比利時索爾維、德國贏創,國內PEEK產能主要集中在中研股份、山東君昊、吉大特塑等企業。下游:包括汽車、電子信息、高端
84、制造、醫療健康等應用領域下游:包括汽車、電子信息、高端制造、醫療健康等應用領域。PEEK在汽車、電子信息、工業及能源、醫療、航空航天等主要應用領域的關鍵部件、特殊工況中具有明顯的性能優勢,能逐步替代其他單一性材料。我們預測,一臺人形機器人將消耗12.18kg的PEEK,在未來全球人形機器人銷量達到100萬臺、1000萬臺時,人形機器人將分別給PEEK市場帶來1.218萬噸、12.18萬噸的增量,將分別拉動PEEK市場40.19億元、401.94億元的空間。全球人形機器人銷量(萬臺)全球人形機器人銷量(萬臺)10010010001000單臺人形機器人PEEK用量(kg)12.1812.18人形機
85、器人拉動PEEK增量(噸)12180121800PEEK單價(萬元/噸)3333人形機器人拉動PEEK市場(億元)40.19401.94請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明55圖表:圖表:中研股份中研股份20192019年年-2024H1-2024H1收入分類情況(單位:億元)收入分類情況(單位:億元)資料來源:Wind,國海證券研究所圖表:圖表:中研股份中研股份2020-20232020-2023年年PEEKPEEK銷量及同比銷量及同比資料來源:中研股份公司公告,中研股份招股說明書,國海證券研究所上市公司標的:中研股份上市公司標的:中研股份 國內領先的國內領先的PEEK行業龍頭。行業龍頭
86、。經過十余年的自主研發,公司擁有自主產權的PEEK生產工藝,PEEK工業化生產技術在大規模工業生產領域處于國內領先水平,是全球第四家PEEK年產能達到千噸級的企業。根據公司2023年年報,公司擁有1000噸的PEEK設計產能,是年產量最大的中國企業。銷量龐大銷量龐大、產品性能國際先進產品性能國際先進。2023年公司PEEK銷量為894.58噸,產能利用率達98.63%,已超越英國威格斯成為中國市場銷量最大的公司。公司PEEK產品具有良好的熔體穩定性、合適的熔指和黏度平衡、良好的批次穩定性、優秀的結晶性能,憑借質量優勢獲得市場認可。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明56上市公司標的:中研股
87、份上市公司標的:中研股份 產品性價比高,下游領域參與廣。產品性價比高,下游領域參與廣。得益于先進的工藝技術,公司PEEK產品生產成本較低,在保證適當毛利率的情況下產品單價較低,相比進口產品具有性價比優勢。公司PEEK產品下游應用廣泛,已進入汽車、能源、電子信息、醫療、航空航天等領域,并和下游客戶形成穩定合作,下游客戶已有機器人相關的應用。公司財務概覽:公司財務概覽:2024年前三季度,公司實現營業收入1.93億元,同比+2.67%;實現歸母凈利潤0.30億元,同比+12.84%。其中,PEEK銷量提升起到了正向作用。圖表:圖表:中研股份歸母凈利潤及同比中研股份歸母凈利潤及同比資料來源:Wind
88、,國海證券研究所圖表:圖表:中研股份營業收入及同比中研股份營業收入及同比資料來源:Wind,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明57圖表:圖表:威格斯威格斯PEEKPEEK產品銷量產品銷量及同比增速及同比增速資料來源:威格斯公司公告,國海證券研究所圖表:威格斯圖表:威格斯營業收入及同比營業收入及同比資料來源:威格斯公司公告,國海證券研究所上市公司標的:英國威格斯上市公司標的:英國威格斯Victrex 全球最大的全球最大的PEEK生產企業,產品品種豐富,下游市場滲透面廣生產企業,產品品種豐富,下游市場滲透面廣。英國威格斯的PEEK樹脂研發起步最早、規模最大、品種豐富,全球銷量市
89、占率超60%。截至2023年底,公司擁有8000噸的PEEK產能,位居全球第一。公司產品已進入汽車、能源、電子信息、醫療、航空航天等領域,2023年在航空航天領域表現強勢、醫療領域銷量同比上升12%。公司財務概覽:公司財務概覽:公司2019年度至2023年度的營業收入分別為2.94、2.66、3.06、3.41、3.07億英鎊,除因2020年新冠病毒肆虐、2023年英國電子/能源/工業領域持續衰退的影響,威格斯營業收入和PEEK產品銷量均呈現上升態勢,預計未來將突破頹勢,繼續增長。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明58上市公司標的:新瀚新材上市公司標的:新瀚新材 公司是公司是DFBP頭部
90、生產企業。頭部生產企業。公司是行業內較早從事PEEK核心原料氟酮DFBP研發、生產的芳香酮產品生產商。憑借較高的產品質量、穩定的供貨能力等綜合優勢,公司現已成為全球主要PEEK生產廠商的核心供應商之一,主要客戶包括威格斯、索爾維、贏創、中研股份、吉大特塑等。DFBP產能擴張,銷量同比大增。產能擴張,銷量同比大增。2023年,公司DFBP銷量同比增加超40%,對應實現的營業收入同比增長25.67%。公司香酮類產品產能達9800噸/年(截至2023年末),募投項目年產2500噸的DFBP生產線已開始量產供貨。圖表:圖表:DFBPDFBP是是PEEKPEEK的關鍵生產原料的關鍵生產原料資料來源:新瀚
91、新材招股說明書圖表:圖表:DFBPDFBP占新瀚新材收入最高(單位:億元)占新瀚新材收入最高(單位:億元)資料來源:Wind,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明59上市公司標的:新瀚新材上市公司標的:新瀚新材 重視技術創新,專利種類繁多。重視技術創新,專利種類繁多。公司深耕芳香族酮領域十余年,通過持續的研發投入和技術創新,公司不斷改進生產工藝,增加產品儲備。截至2024年上半年,公司擁有多項專利及非專利技術,其中發明專利24項、實用新型專利21項、非專利技術10項。公司財務概覽:公司財務概覽:2024年前三季度,公司實現營業收入3.05億元,同比-7.47%;實現歸母凈利潤
92、0.42億元,同比-40.41%,主要系產品銷售價格下降、募投項目兩車間產能爬坡等因素所致。圖表:圖表:新瀚新材歸母凈利潤及同比新瀚新材歸母凈利潤及同比資料來源:Wind,國海證券研究所圖表:圖表:新瀚新材營業收入及同比新瀚新材營業收入及同比資料來源:Wind,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明60目錄目錄u人形機器人量產在即人形機器人量產在即uOptimus結構及原材料拆解結構及原材料拆解u高性能釹鐵硼供不應求高性能釹鐵硼供不應求uPEEK是優選輕量化材料是優選輕量化材料u特種鋼材應用部位較多特種鋼材應用部位較多請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明61特殊鋼是具有特殊
93、性能和用途的鋼鐵產品特殊鋼是具有特殊性能和用途的鋼鐵產品 特殊鋼,是與普鋼相對的概念,專指由于成分、結構、生產工藝特殊而具有特殊物理、化學性能或者特殊用途的鋼鐵產品。特殊鋼產品種類豐富,按用途分為工具鋼、結構鋼與特殊用途鋼三大類。特殊鋼特殊用鋼工具鋼結構鋼彈簧鋼軸承鋼不銹鋼高強度鋼碳素工具鋼合金工具鋼高速工具鋼合金結構鋼機械結構用碳素鋼耐熱鋼耐磨鋼非調制鋼滲氮鋼滲碳鋼強韌鋼奧氏體系鐵素體系馬氏體系析出硬化系圖表:圖表:特殊鋼分類特殊鋼分類資料來源:華經情報網,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明62鐵礦石、鉻鐵合金、硅鐵合金、鉬鐵合金制造工藝是特鋼產業的核心競爭力制造工藝是特
94、鋼產業的核心競爭力上游中游下游原材料制造原材料制造結構鋼結構鋼機械結構用碳素鋼、合金結構鋼工具鋼工具鋼碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼其他特殊鋼其他特殊鋼彈簧鋼、軸承鋼、不銹鋼、高強度鋼、耐熱鋼、耐磨鋼特鋼制造汽車制造能源行業工程機械船舶海工鐵路行業國防軍工應用領域廢鋼回收再利用回收再利用 特鋼產業鏈上游包括鐵礦石、合金等原材料制造以及廢鋼回收再利用環節;中游是指特鋼制造,包括結構鋼、工具鋼以及其他特殊鋼的生產制造;產業鏈下游應用包括汽車、工程機械、航空航天等主要工業制造領域。圖表:圖表:特殊鋼產業鏈特殊鋼產業鏈資料來源:華經情報網,中研網,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責
95、聲明63全球特鋼行業市場增速趨緩全球特鋼行業市場增速趨緩 全球特鋼行業市場增速趨緩。全球特鋼行業市場增速趨緩。據華經情報網報道,2021年全球特鋼行業市場規模為4201.5億美元,同比增長2.24%;2017-2021年CAGR為3.94%,市場增速放緩。特鋼市場規模與國家發達水平、工業化程度、技術進步水平和高端工業產品的出口量密切相關特鋼市場規模與國家發達水平、工業化程度、技術進步水平和高端工業產品的出口量密切相關。根據智研咨詢,全球特鋼產區主要分布在亞洲、歐洲和北美等地區,而特鋼消費量主要集中在工業化程度高和經濟比較發達的國家和地區;其中,中國、日本、韓國、歐盟是全球特鋼產量和消費量較大的
96、地區。圖表:圖表:20222022年全球特鋼產量地區分布情況年全球特鋼產量地區分布情況資料來源:智研咨詢,國海證券研究所圖表:圖表:2017-20212017-2021年全球特鋼行業市場規模及同比年全球特鋼行業市場規模及同比資料來源:華經情報網,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明64圖表:圖表:20232023年中國優特鋼行業市場競爭格局(按產量)年中國優特鋼行業市場競爭格局(按產量)資料來源:Wind,國海證券研究所圖表:圖表:2018-20232018-2023中國重點企業優特鋼產量及中國重點企業優特鋼產量及同比同比資料來源:Wind,國海證券研究所中國特鋼產量整體中國
97、特鋼產量整體穩定,行業市場集中度不高穩定,行業市場集中度不高 中國特鋼產量整體穩定,以中低端產品為主。中國特鋼產量整體穩定,以中低端產品為主。據Wind,2023年中國重點企業優特鋼產量為10353.5萬噸,但思瀚產業研究院預計多集中在中低端產品(占比60%-70%),不少高端特鋼產品仍依賴進口。我國特鋼行業市場集中度不高。我國特鋼行業市場集中度不高。據Wind,按產量計,2023年中國優特鋼行業主要上市企業合計占比為30.7%,其中中信特鋼、太鋼不銹和南鋼股份排名前三,市場份額占比分別為19.18%、5.07%、2.50%。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明65圖表:圖表:中國特鋼下游
98、需求領域分布中國特鋼下游需求領域分布資料來源:智研咨詢,國海證券研究所圖表:圖表:2015-20232015-2023年中國優特鋼產量及占比情況年中國優特鋼產量及占比情況資料來源:Wind,國家統計局,國海證券研究所特鋼產品產量仍有上升空間特鋼產品產量仍有上升空間 特鋼多應用于下游高端領域。特鋼多應用于下游高端領域。據智研咨詢,特鋼下游需求包括汽車、機械制造、發電、石油化工等領域,占比分別為43%、18%、6%、5%。中國特鋼產品產量仍有上升空間中國特鋼產品產量仍有上升空間。據Wind和國家統計局,2023年中國優特鋼產量占全部鋼材產量的比例為7.6%,相較于瑞典、日本、德國和美國等制造業發達
99、國家的特鋼產量占比(發達國家通常在20%以上,瑞典達70%以上),仍存在較大差距,特鋼行業未來發展潛力巨大。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明66圖表:圖表:2017-20232017-2023年中國軸承鋼產量及同比年中國軸承鋼產量及同比資料來源:Wind,國海證券研究所圖表:圖表:20242024年年1-91-9月中國軸承鋼行業市場競爭格局(按產量月中國軸承鋼行業市場競爭格局(按產量計)計)資料來源:鋼聯數據,國海證券研究所2023年中國軸承鋼產量僅占優特鋼總量年中國軸承鋼產量僅占優特鋼總量4%中國軸承鋼產量整體呈增長態勢,但整體產量占比偏低,未來仍有增長空間。中國軸承鋼產量整體呈增長
100、態勢,但整體產量占比偏低,未來仍有增長空間。在行業下游汽車、機床、機械等領域快速發展的帶動下,我國軸承鋼需求和產量呈現增長態勢。據Wind,2023年我國軸承鋼產量為418萬噸,同比增長5.2%,但整體產量占比仍偏低,僅占當年優特鋼總量的4%。根據東莞市品尚金屬材料有限公司,截至2024年3月,全球軸承鋼80%左右的產品都是GCr15軸承鋼。我國軸承鋼行業集中度較高。我國軸承鋼行業集中度較高。根據鋼聯數據,從產量方面統計,2024年1-9月中國軸承鋼行業產量較大的生產企業分別是中信特鋼、巨能特鋼、濟源鋼鐵,產量占比分別為44%、11%、10%,三家合計占比為65%。請務必閱讀報告附注中的風險提
101、示和免責聲明67人形機器人拉動大量特鋼需求人形機器人拉動大量特鋼需求圖表:圖表:特鋼特鋼在人形機器人上的空間測算在人形機器人上的空間測算資料來源:百度愛采購,國海證券研究所;時間截至2024年12月12日特鋼種類特鋼種類單機用量(單機用量(kgkg)不同人形機器人銷量假設下的特鋼不同人形機器人銷量假設下的特鋼市場空間增量測算(噸)市場空間增量測算(噸)單價單價(元(元/噸)噸)不同人形機器人銷量假設下的空間測不同人形機器人銷量假設下的空間測算(百萬元)算(百萬元)100100萬臺萬臺10001000萬臺萬臺100100萬臺萬臺10001000萬臺萬臺50CrMo4合金鋼7.7770077000
102、15500119.351193.5GCr15軸承鋼4.9490049000450022.05220.540Cr合金鋼1.414001400055807.81278.12 人形機器人使用的高質量特鋼產品人形機器人使用的高質量特鋼產品主要包括50CrMo4合金鋼、40Cr合金鋼和GCr15軸承鋼。50CrMo4是一種高強度合金結構鋼,具有高強度、高硬度和良好的耐磨性;40Cr是一種優質碳素結構鋼,它具有較好的淬透性、回火穩定性和抗腐蝕能力;GCr15是具有高耐磨性、高強度和良好的耐腐蝕性的軸承鋼。人形機器人將帶來未來大量特鋼需求。人形機器人將帶來未來大量特鋼需求。我們測算,一臺人形機器人上50Cr
103、Mo4合金鋼、GCr15軸承鋼和40Cr合金鋼的用量分別為7.7kg、4.9kg、1.4kg,在遠期1000萬臺的銷量下,將分別拉動的市場規模為11.94億元、2.2億元、0.78億元。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明68圖表:圖表:人形機器人所用含鉻特鋼化學成分組成(除鐵外,單位:人形機器人所用含鉻特鋼化學成分組成(除鐵外,單位:%)資料來源:墨鉅特殊鋼合金解說,東莞市品尚金屬材料有限公司,剛澤合金集團,國海證券研究所鉻是在人形機器人中具有重要應用的元素鉻是在人形機器人中具有重要應用的元素特鋼種類特鋼種類應用部件應用部件碳(碳(C C)硅(硅(SiSi)鉻(鉻(CrCr)錳(錳(Mn
104、Mn)磷(磷(P P)硫(硫(S S)鉬(鉬(MoMo)50CrMo4合金鋼行星滾柱絲杠諧波減速器0.46-0.540.40.9-1.20.9-1.20.5-0.80.0250.0350.15-0.3GCr15軸承鋼行星滾柱絲杠諧波減速器0.95-1.050.15-0.351.30-1.651.30-1.650.20-0.400.0270.020/40Cr合金鋼諧波減速器0.37-0.440.17-0.370.80-1.100.80-1.100.50-0.800.0350.035/鉻是在人形機器人中具有重要應用的元素鉻是在人形機器人中具有重要應用的元素:由于金屬鉻具有高硬度、高熔點、耐腐蝕等特
105、點,在應用中具有耐高溫、耐磨、耐酸堿腐蝕等優點,與人形機器人對材料的需求契合,在機器人材料里應用廣泛。1)在碳鋼的基礎上添加鉻能增加鋼的淬透性添加鉻能增加鋼的淬透性并有二次硬化的作用,可提高碳鋼的硬度和耐磨性而不致脆化。含鉻特鋼用于行星滾柱絲杠、諧波減速器中含鉻特鋼用于行星滾柱絲杠、諧波減速器中,使這些部件的強度、耐磨性等性質得到整體增強。2)氮化鉻硬質合金涂層具有高硬度、高耐磨性和良好的化學穩定性。通過納米鍍膜的加工方式在機器人關節在機器人關節表面附上氮化鉻涂層表面附上氮化鉻涂層,可使機器人關節進一步提高表面硬度和耐磨性,延長使用壽命,改善表面光潔度和摩擦性能,提高運動精度和穩定性。此外,人
106、形機器人外殼也可使用含鉻涂層人形機器人外殼也可使用含鉻涂層,以提高表面亮度和硬度。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明69上市公司標的:振華股份上市公司標的:振華股份核心邏輯核心邏輯1)公司是鉻鹽龍頭企業、全球最大的鉻化學品生產商,具備成本低、產品齊、清潔生產、市占率高四大優勢。公司擁有“民眾”、“楚高”兩大業內著名品牌,已充分實現對鉻化學品全序列及國內所有銷售區域的覆蓋。2)公司合金添加劑產品在匹配自有生產裝置后,充分利用行業供需格局的結構性變化,實現了新增產能的快速釋放。2024年上半年,公司合金添加劑產品(含金屬鉻及鉻剛玉)出貨量超過8200噸,有效支撐了全球高溫合金、特種鋼及耐火材
107、料行業的市場增量。3)鉻鹽產能擴張受到嚴格管控,在鉻鹽需求攀升的背景下,鉻鹽環節的供需將持續緊張。未來公司將持續受益于航空航天用高溫合金、人形機器人用特鋼、新能源汽車電機用硅鋼涂層等對金屬鉻和鉻鹽的需求。圖表:振華股份盈利預測圖表:振華股份盈利預測資料來源:Wind,國海證券研究所(截至2024年12月17日;盈利預測取自Wind一致預期)預測指標預測指標2023A2023A2024E2024E2025E2025E2026E2026E營業收入(百萬元)3699435548535440增長率(%)5181112歸母凈利潤(百萬元)371501579659增長率(%)-11-351614攤薄每股收
108、益(元)0.730.981.141.29ROE(%)14161617P/E18131210請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明70鋼絲繩是靈巧手手指腱繩傳動的較優選擇鋼絲繩是靈巧手手指腱繩傳動的較優選擇 腱繩傳動是最具潛力的傳動方式。腱繩傳動是最具潛力的傳動方式。靈巧手的常見傳動方式有腱繩傳動、連桿傳動、齒輪傳動、帶傳動等,腱繩在一定程度上模擬了人手的肌腱結構,使得大型的驅動器遠離了執行機構,減輕末端的負載和慣量,提升了抓取的速度,靈活性大大提升。同時腱繩適用于空間狹小且需要驅動自由度數目較多的傳動場合,較連桿等傳動方式更節省空間。鋼絲繩是腱繩的較優選擇鋼絲繩是腱繩的較優選擇。一般而言,靈
109、巧手腱繩需要高強度與耐久性、抗蠕變、較小的折彎半徑、抗腐蝕、良好的柔韌性等;鋼絲繩沒有內摩擦,且與滑動表面的摩擦系數較小,同時強度高,可提供較大承載力,是腱繩材料較優選擇。腱繩傳動肌肉關節腱繩骨骼圖表:圖表:采用腱繩傳動方式的一種靈巧手采用腱繩傳動方式的一種靈巧手資料來源:Shadow Robot官網,國海證券研究所圖表:圖表:腱繩傳動靈巧手手指的結構示意圖腱繩傳動靈巧手手指的結構示意圖資料來源:Tendon-Driven Limbs Francisco J.Valero-Cuevas,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明71圖表:圖表:三種腱繩傳動方案的對比三種腱繩傳動方案
110、的對比資料來源:腱驅動靈巧手指結構設計及其運動分析與試驗孫成遠圖表:圖表:鋼絲繩鋼絲繩在人形機器人上的空間測算在人形機器人上的空間測算資料來源:腱驅動靈巧手指結構設計及其運動分析與試驗孫成遠,工標網,國海證券研究所;時間截止至2024年12月12日一雙靈巧手將應用一雙靈巧手將應用12根鋼絲繩根鋼絲繩 預計預計Optimus將應用將應用12根腱繩。根腱繩。目前主流的腱繩傳動方案有三種:N型、N+1型、2N型,分別代表驅動N個獨立自由度所需的驅動單元數目。其中,N+1型方案需要的腱繩和驅動器數量均較少,適用于人形機器人靈巧手。Optimus單只靈巧手具有22個自由度,其中17個可由空心杯關節給予,
111、則剩余5個自由度將通過腱繩傳動方案得到;若采用N+1型方案,則一雙靈巧手共需要12根腱繩以達到此要求。我們預測,一臺人形機器人將消耗12根鋼絲繩,在未來全球人形機器人銷量達到100萬臺、1000萬臺時,人形機器人將給鋼絲繩市場帶來1200萬根、1.2億根的增量,拉動鋼絲繩市場4.56億元、45.6億元的空間。全球人形機器人銷量(萬臺)全球人形機器人銷量(萬臺)10010010001000單臺人形機器人鋼絲繩數量(根)1212人形機器人拉動鋼絲繩增量(萬根)120012000鋼絲繩單價(元/根)3838人形機器人拉動鋼絲繩市場(億元)4.5645.6請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明72上
112、市公司標的:大業股份上市公司標的:大業股份核心邏輯核心邏輯1)根據公司2024年半年報,公司是目前國內規模最大的胎圈鋼絲制造企業,擁有較為突出的技術研發能力和制造工藝水平,在輪胎骨架材料行業內具有較強的競爭實力。2)近年來公司在國內外的市場份額整體較高,擁有廣泛的客戶資源。公司現有主要國內客戶包括玲瓏輪胎、賽輪輪胎、風神股份、森麒麟等規模較大的輪胎制造商;主要國際客戶有米其林、普利司通、固特異、住友橡膠、韓泰輪胎等國際知名輪胎生產商。3)在機器人領域,公司正在進行特種鋼絲的研發和市場開拓,我們認為公司未來或有望利用自身規模優勢進軍機器人靈巧手鋼絲繩供應鏈。圖表:圖表:大業股份歸母凈利潤及同比大
113、業股份歸母凈利潤及同比資料來源:Wind,國海證券研究所圖表:圖表:中國胎圈鋼絲市場規模及大業股份中國胎圈鋼絲市場規模及大業股份占比占比資料來源:Wind,智研瞻,國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明73風險提示風險提示u 人形機器人產量和需求增長不及預期人形機器人產量和需求增長不及預期:人形機器人制作工藝復雜,制造成本高,擁有眾多技術難點,技術發展與開發進度、下游需求、資金投入、支持配套等多方面因素相關,量產仍需時間驗證,存在產量和需求增長不及預期的風險。u 新材料技術開發不及預期新材料技術開發不及預期:新材料技術開發難度較大,周期較長,存在技術開發不及預期的風險。u 原材
114、料價格大幅波動:原材料價格大幅波動:原材料價格增長會造成生產成本增加,從而影響新材料的價格。u 國際貿易形勢變化:國際貿易形勢變化:國際貿易形勢發生變化可能會對人形機器人及PEEK、釹鐵硼永磁等原材料的市場供需關系造成負面影響。u 重點關注公司業績不及預期:重點關注公司業績不及預期:若重點關注公司業績下滑、不及預期,相關業務規劃推進可能受到影響。u 測算偏差風險:測算偏差風險:數據測算與實際情況可能存在一定偏差。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明74研究小組介紹研究小組介紹李永磊,董伯駿,本報告中的分析師均具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度,
115、獨立,客觀的出具本報告。本報告清晰準確的反映了分析師本人的研究觀點。分析師本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收取到任何形式的補償。分析分析師承師承諾諾行業投資評級行業投資評級國海證券投資評級標準國海證券投資評級標準推薦:行業基本面向好,行業指數領先滬深300指數;中性:行業基本面穩定,行業指數跟隨滬深300指數;回避:行業基本面向淡,行業指數落后滬深300指數。股票投資評級股票投資評級買入:相對滬深300 指數漲幅20%以上;增持:相對滬深300 指數漲幅介于10%20%之間;中性:相對滬深300 指數漲幅介于-10%10%之間;賣出:相對滬深300 指數跌幅
116、10%以上?;ば〗M介紹化工小組介紹李永磊,研究所副所長,化工行業首席分析師,天津大學應用化學碩士。7年化工實業工作經驗,9年化工行業研究經驗。董伯駿,研究所所長助理,化工聯席首席分析師,清華大學化工系碩士、學士。2年上市公司資本運作經驗,6年半化工行業研究經驗。曾子華,化工行業研究助理,新加坡國立大學金融工程碩士,北京大學化學本科。陳云,化工行業分析師,香港科技大學工程企業管理碩士,2年化工行業研究經驗,3年數據分析經驗。楊麗蓉,化工行業分析師,浙江大學金融碩士、化學工程與工藝本科,2年化工行業研究經驗。李振方,化工行業分析師,天津大學化學工程碩士,2年行業研究經驗。李娟廷,化工行業分析師,
117、對外經濟貿易大學金融學碩士,北京理工大學應用化學本科。仲逸涵,化工行業研究助理,南開大學金融學碩士,天津大學應用化學本科。于暢,化工行業研究助理,華威大學&香港理工大學工程商業管理碩士,哈爾濱工業大學本科。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明75免責聲明和風險提示免責聲明和風險提示免責聲明免責聲明本報告的風險等級定級為R3,僅供符合國海證券股份有限公司(簡稱“本公司”)投資者適當性管理要求的客戶(簡稱“客戶”)使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶??蛻艏?或投資者應當認識到有關本報告的短信提示、電話推薦等只是研究觀點的簡要溝通,需以本公司的完整報告為準,本公司接受客戶的后續問詢。
118、本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告中的信息均來源于公開資料及合法獲得的相關內部外部報告資料,本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證,不保證其中的信息已做最新變更,也不保證相關的建議不會發生任何變更。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。報告中的內容和意見僅供參考,在任何情況下,本報告中所表達的意見并不構成對所述證券買賣的出價和征價。本公司及其本公司員工對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。本公司或關聯
119、機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露義務。市場有風險,投資需謹慎。投資者不應將本報告為作出投資決策的唯一參考因素,亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在決定投資前,如有需要,投資者務必向本公司或其他專業人士咨詢并謹慎決策。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。投資者務必注意,其據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或者關聯機構無關。若本公司以外的其他機構(以下簡稱“該機構”)發送本報告,則由該機構獨自為此發送行為負責。通過此途徑獲得
120、本報告的投資者應自行聯系該機構以要求獲悉更詳細信息。本報告不構成本公司向該機構之客戶提供的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。本公司、本公司員工或者關聯機構亦不為該機構之客戶因使用本報告或報告所載內容引起的任何損失承擔任何責任。風險提示風險提示本報告版權歸國海證券所有。未經本公司的明確書面特別授權或協議約定,除法律規定的情況外,任何人不得對本報告的任何內容進行發布、復制、編輯、改編、轉載、播放、展示或以其他任何方式非法使用本報告的部分或者全部內容,否則均構成對本公司版權的侵害,本公司有權依法追究其法律責任。鄭重聲明鄭重聲明心懷家國,洞悉四海國海研究深圳國海研究深圳深圳市福田區竹子林四路光大銀行大廈28F郵編:518041電話:0755-83706353國海研究上海國海研究上海上海市黃浦區綠地外灘中心C1棟國海證券大廈郵編:200023電話:021-61981300國海研究北京國海研究北京北京市海淀區西直門外大街168號騰達大廈25F郵編:100044電話:010-88576597國海證券研究所化工研究團隊國海證券研究所化工研究團隊