文章倒也不是为了什么荐股和突发消息,毕竟有这么多钱我早就不炒股了。
就是为了复盘一下,自己错过的一些偷偷默默账上天的人形机器人产业,当然里面不乏明星股,主要还是为了分析和给市场留下一点总结,大多研报的分析总结偏向于大市值明星股。直到股票都翻了好几倍,成为明星股才被挖掘出来。但是操盘的痕迹明显是机构,属实是让人有些头大,网上偏偏还很难找到一些信息。算是给自己留一份,未来某天整理思路的资料吧。补充一个市面上,不怎么提及的材料方向。正是因为近期peek的大涨,所以让我有想法把这个也总结一下,具体后面的市场有多大,就靠各位老师自己发掘了。
老样子,我们先拆解一下人形机器人需要什么?序号仅仅是指我的思考顺序,并没有附加值的高低之分,未来大量量产的背景下,附加值肯定会呈现数量级别的缩减。
0.材料
根据模块的不同以及厂商方案和目的不同,采用的材料也不同。
1、聚醚醚酮(PEEK)
PEEK,中文名为聚醚醚酮,是一种由主链结构中包含酮键和两个醚键的重复单元所构成的高分子聚合物。这种特种高分子材料不仅综合性能出众,还拥有极高的产品附加值,被誉为特种工程塑料中的佼佼者。
机器人Poppy,由法国Ensta ParisTech公司和Flowers Lab公司共同设计,其3D打印零件均采用选择性烧结(SLS)工艺,材料为聚酰胺(PA)。除了马达和电子电路外,该机器人所有部件均由这种材料打造而成。
3、PC/ABS
ABS工程塑料,也被称为PC+ABS(工程塑料合金),在化工业中被誉为塑料合金。这种材料不仅融合了PC树脂的出色耐热耐候性、尺寸稳定性以及耐冲击性,还兼具ABS树脂的优异加工流动性。因此,它非常适合用于制造薄壁和形状复杂的制品,不仅能保持这些制品的卓越性能,还能确保塑料与酯类材料的成型性。
聚苯硫醚,全称Polyphenylene sulfide,是一种分子主链中包含苯硫基的热塑性树脂。它以其出色的综合性能在特种工程塑料领域脱颖而出。
PPS高分子复合材料广泛应用于人体外骨骼的连接件、护板、动力中心壳体等部件,以及齿轮和轴承件等。
在普通工业机器人中,其关节数量通常位于2-10轴的范围内,然而人形机器人的关节数量则远远超出此范围,预计至少达到40个以上。在机器人的伺服电机及其他电子元器件中,特种工程塑料的应用广泛,特别是LCP材料。LCP,即液晶聚合物,凭借其出色的流动性、尺寸稳定性以及耐高温和高频介电稳定性等特性,成为了精密元器件的理想选择。
碳纤维复合材料,亦被称为“CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)”,是通过树脂(主要以环氧树脂为主)与碳纤维的固化反应所形成的复合材料。
碳纤维复合材料在人形机器人领域的应用尤为突出,特别是在机械臂的制造上。据国内权威机构分析,采用碳纤维复材制作的机械臂相较于铝合金材质,整体质量减轻了高达30%。这一改进不仅降低了臂架的重心和震动,还显著提升了机器人的安全稳定性能。
有机硅,也被称为有机硅化合物,是一类特殊的化学物质,它们包含Si-C键,并且至少含有一个直接与硅原子相连的有机基团。这些化合物展现出柔软亲肤、耐高低温、耐辐射、无毒无味以及出色的生物相容性和环境稳定性。
在软体机器人技术中,手部执行精细操作并与人类安全互动的能力至关重要。有机硅的柔韧性、透明性以及生物相容性恰好能满足这些需求。
这个不是人形机器人了,但是我觉得这种特性很有意思,未来可能在个别行业还是会被应用,比如医疗。
在常温环境下,TPE展现出橡胶般的弹性,而高温时则可塑化成高分子材料。其力学性能与橡胶相似,且能通过热塑性塑料的加工方式进行制造或再利用,确保了医疗级的安全性。
1.核心结构模块
躯干与头部
躯干:作为主体结构,支撑整体重量并容纳电池、控制器等核心部件(如电源系统、中央处理器)。
头部:集成摄像头、麦克风、传感器(如视觉传感器、激光雷达),用于环境感知和交互。部分头部设计还包含可调节表情系统,通过仿生皮肤和驱动技术模拟真实情感(如星行侠 P01 的拟人化表情反馈)。
关节与运动系统
旋转关节:由伺服电机、谐波减速器、编码器等组成,用于肩、髋等部位的旋转运动。
线性关节:通过行星滚柱丝杠或无框力矩电机实现直线运动,应用于腕、膝、踝等部位。
灵巧手:集成空心杯电机、腱绳、触觉传感器,模拟人手抓取与力控(如特斯拉 Optimus Gen2 的灵巧手设计)。
控制系统
“大脑”:基于大模型的认知决策系统,支持语义理解、多模态交互(如 OpenAI 与 Figure 01 的集成)。
“小脑”:负责运动控制算法,协调全身动作(如波士顿动力 Atlas 的虚拟模型预测控制)。
感知系统
传感器:包括力觉传感器(感知接触力)、触觉传感器(模拟皮肤触感)、深度相机(3D 环境建模)。
导航模块:结合激光雷达、3D 地图构建实现自主避障(如星行侠 P01 的“飞兵模式”)
2.核心技术支撑
驱动与执行系统
电机与减速器:无框力矩电机(高功率密度)+ 谐波减速器(高精度传动),占硬件成本约 20%。
丝杠与轴承:行星滚柱丝杠用于线性关节,交叉滚子轴承保障运动稳定性。
智能算法
运动控制:强化学习(动作优化)、深度学习(视觉识别)、自然语言处理(人机对话)。
具身智能:云端与边缘端协同(如“慧思开物”平台),支持跨场景任务规划。
能源与续航
高能效电池组(如星行侠 P01 的 10 小时续航)与自动充电技术,支持跨楼层任务(梯控联动)。
3.开始拆解:
3.1 电池
3.1.1 当前主流电池类型
锂离子电池
核心优势:高能量密度(200-300Wh/kg)、轻量化、循环寿命长(1000-2000次),支持快速充电。
应用场景:智能服务、工业操作、特种用途(如排爆机器人)。例如特斯拉Optimus Gen-2采用磷酸铁锂圆柱电芯(2.3kWh,续航4小时),宇树Unitree H1搭载15Ah锂电池(续航2小时)。
技术分支:圆柱电池因散热好、一致性强成为主流形态,如Optimus的磷酸铁锂圆柱电芯。
锂聚合物电池
核心优势:超薄、可塑性强,适合空间受限的机器人设计。
应用场景:小型人形机器人或需灵活布局的机型。
镍氢电池
核心优势:安全性高、成本低,适用温度范围广。
应用场景:低功耗消费级机器人(如玩具、扫地机器人)。
铅酸电池
核心优势:技术成熟、成本极低。
应用场景:固定式或无需移动的机器人。
可见电池方面,依旧是锂离子电池占据主导地位。至于固态电池,暂时还没有大面积落地,所以暂时不做考虑。但是作为战未来的选择基本是毋庸置疑的。
3.1.2 锂电池主流供应商
宁德时代
技术优势:全球动力电池龙头,三元锂电池能量密度超300Wh/kg,支持5C快充(15分钟充至80%),同时布局全固态电池研发(能量密度400Wh/kg)。
合作案例:特斯拉Optimus Gen-3动力系统独家供应商,产品适配高动态动作需求。
亿纬锂能
技术亮点:圆柱电池循环寿命突破5000次,超薄柔性锂聚合物电池(厚度≤0.45mm)适配关节供电,微型电池热管理系统温度精度±0.5℃。
合作进展:已向头部客户交付人形机器人及机器狗电池样品,与特斯拉Optimus合作电池模组。
蔚蓝锂芯
市场地位:宇树科技核心供应商(2024年供货占比60%),主供18650/21700圆柱电芯,正在开发7.0Ah高续航型号。
技术突破:高倍率三元电池支持瞬时放电,适配机器人灵敏动作需求。
孚能科技
产品特性:软包电池轻量化优势显著,能量密度达350Wh/kg,800V高压快充技术(10分钟续航+400Wh)。
合作动态:与国内头部人形机器人企业定制开发固态电池,预计2025年送样。
3.1.3 固态电池布局企业
欣旺达
技术路径:全固态电池量产先行者,半固态电池能量密度500Wh/kg,已应用于广汽GoMate机器人(续航6小时,节能80%)。
生态布局:投资机器人公司宝时得,加速产业链整合。
国轩高科
创新技术:JTM集成技术提升能量密度15%,低温性能(-30℃容量保持率85%)适配极端环境,半固态电池研发中。
合作案例:与博世联合开发机器人专用电池管理系统。
赣锋锂业
产业链覆盖:全球唯一实现固态电池电解质全产业链布局,量产260Wh/kg固态电池,与东风汽车技术协同。
南孚电池 & 高能时代
联合布局:共建300MWh硫化物全固态电池中试线,产品适配人形机器人高能量密度需求。
3.1.4 配套技术与材料企业
豪鹏科技
细分领域:高硅含量锂电池提升续航能力,已向AI陪伴机器人送样。
长虹电源
低温性能:21NCM35半固态电池组低温放电效率90%,常温循环寿命超1000次。
德赛电池
应用场景:物流机器人锂电池供应商,布局智能管理系统优化能耗。
3.2 驱动与执行系统
丝杆:当下直线机构核心零部件。
直线关节:无框力矩电机+行星滚珠丝杆+传感器等组成。
根据optimus的方案,大臂1x2、小腿2x2、小臂2x2、大腿2x2。共计14个丝杆,预计报价1000元。
3.2.1 主要厂商:
浙江荣泰:持有上海狄兹精密机械51%股权。反向丝杆取得突破。
双林股份:收购科之鑫机械科技有限公司、并于24年底建立试产产线。
北特科技:投资18亿左右,规划建设生产基地。
五洲新春:中鼎股份、杭州新剑达成合作
新剑传动:两期投入26亿,去年12月传出年产100万台丝杆产业化项目开工。
贝斯特:人形机器人的线性执行器核心部件——行星滚柱丝杠工艺不断优化,批量化生产
工艺布局不断完善,关键工艺所需国产化设备合作开发有序推进。
恒立液压:前瞻性布局工业自动化和工程机械电动化领域,以此线性驱动器项目稳步推进。
目前滚珠丝杠产品已进行送样和小批量供货。
震裕科技:公司已建成两行星滚珠丝杆半自动产线,日均100套。计划25年内建设一条集加工检测装配一体的全自动行星滚珠丝杆生产线。反向丝杆,已经得到客户验证并实现小批量供货。线性执行器已经送样。
夏厦精密:投资10亿,生产产品精密齿轮、丝杆等项目投资周期3年。
3.2.2 丝杆加工工序:
其中高精度磨床加工速度慢,设备昂贵潜在价值最大。产线按100万年产估计,总市场价值在80-100亿左右。
车床:浙海德曼
热处理:恒进感应
高精度磨床:秦川机床、日发经济、华晨装备、科之鑫(上面提到双林股份收购)
自动矫直机:集智股份
3.3 减速器
减速器:增大扭矩。
目前有以下三种被应用于人形机器人。
行星减速器:主要是齿轮组。应用方向:关节传动,手臂运动,步态调整。
谐波减速器:通过柔性轴承柔性齿轮产生弹性形变,同刚性齿轮啮合传动。应用方向:小臂、腕部、等手部负载。
RV减速器:第一级行星齿轮减速,第二级摆线针轮减速。行星齿轮部分通过输入轴带动太阳轮,驱动行星轮公转和自转,然后通过曲柄轴传递到摆线轮,摆线轮与固定的针轮啮合,产生反向自转,从而实现第二级减速。
3.3.1 主要厂商:
美湖股份:投资总计7亿。两条谐波减速器生产线,年产能10万套;关节模组一条10万套。
隆盛科技:并购蔚瀚智能科技,产品包括谐波减速器。
绿地谐波:精密谐波减速器50万产能,23年没能达产。新增新一代谐波减速器100万产能、机电一体化设备20万产能,预计标准3年产能释放。
中鼎股份:投资10亿,年产15万谐波减速器产线建设。
富临精工:出资200万和上海智元新创技术有限公司等成立合资公司。谐波减速器行星减速器,样机方案已完成。
科达利:深圳科盟出资40%一亿元。练手台湾盟立自动化及盟英科技。进行开发。
丰立智能:投资1.1亿。精密减速器预计3.5万。
中大力德:有在研究应用。
双环传动:RV减速器、环动科技谐波减速器。已成功供货。
3.3.2 加工工序:老样子还是上面那几家(参考3.2.2),去掉校直机换成动平衡机,供应商还是集智股份,价值有预计4亿。
3.4 电机
电机:空心杯电机、无框力矩电机。
无框力矩电机:optimus为例,单台需求28个,单台价值2.8w
3.4.1 厂商:
步科股份、伟创电气、禾川科技、雷赛智能、汇川技术。
3.4.2 加工工序:
铁芯冲压与模具
电机铁芯制造依赖精密冲压模具,需控制硅钢片叠压精度(公差≤5μm)。震裕科技首创模内点胶工艺,通过模具内直接注入胶水提升铁芯紧固强度,该技术长期被三井高、黑田精工等日企垄断,国内仅震裕科技和隆盛科技(技术授权)掌握。
相关标的:震裕科技(模具研发+铁芯量产)、隆盛科技(黑田精工技术授权)。
绕线机设备
用于定子绕组的高精度绕制,需解决超细导线(直径0.05mm级)的张力控制问题。科瑞思的全自动绕线机支持0.08mm线径绕制,适配人形机器人微型电机需求。
相关标的:科瑞思(微型绕线机龙头)、田中精机(绕线+焊锡一体化设备)。
动平衡机
用于检测和修正电机转子偏心量,精度需达0.1g·mm/kg以下。集智股份的全自动动平衡机已进入特斯拉供应链,单台价值量约50万元。
相关标的:集智股份(动平衡设备市占率超30%)。
3.5 灵巧手
灵巧手:核心部分为驱动、传动、感知。
3.5.1 驱动
驱动方面采用空心杯电机,传动方面以连杆和腱绳为主,好处是减轻了末端负载和惯性。感知,通过内外传感器,如内部力矩传感器和外部的触觉传感器。
3.5.1.1 厂商
鸣志电器(603728)
核心地位:国内空心杯电机市占率第一,2023年相关营收达20.72亿元,产品覆盖8-33mm外径范围,最小量产型号为10mm无刷空心杯电机(ECH10025H12)。
技术优势:产品性能对标瑞士MAXON,价格低20%-30%,已进入宇树机器狗等头部客户供应链。
市场动态:2024年Q3净利润同比下滑76.38%,但机器人领域送样进展顺利,人形机器人订单预期提升。
江苏雷利(300660)
业务布局:子公司鼎智科技(873593)专注精密电机,其10mm无刷空心杯电机(10ZWWC25)机械时间常数仅3.18ms,优于瑞士Mason同规格产品。
技术突破:灵巧手用线性关节完成送样,适配机器人精细化操作需求。2024年Q3营收同比增长9.7%,净利润6669万元。
雷赛智能(002979)
产品线延伸:空心杯电机与伺服系统协同开发,2024年Q3净利润同比增长65.6%,毛利率达39.95%。
市场表现:2025年以来股价上涨32.6%,机构关注其人形机器人执行器集成能力
拓邦股份(002139)
技术领先:量产最小8mm无刷空心杯电机(CB0824H),覆盖8-40mm全规格,机械常数达2.5ms,性能接近德国Faulhaber。
兆威机电(003021)
研发突破:攻关4mm无刷空心杯电机,已形成转矩直流电机系列,8mm永磁步进电机实现自动化量产。
应用场景:产品用于特斯拉Optimus灵巧手原型机,适配6-12mm外径需求。
微光股份(002801)
业务协同:开发无框力矩电机+空心杯电机组合方案,伺服电机订单量接近翻倍,进入主流机器人客户供应链。
鼎智科技(873593)
细分领域:江苏雷利子公司,聚焦医疗/机器人用微型电机,10mm无刷空心杯电机重量仅10.6g,适配轻量化需求。
3.5.1.2 产线:压制设备、绕线机、动平衡机同上面的力矩电机一样。(参考3.4.2)
3.5.2 传动
传动:连杆和腱绳
这个主要就是材料了,可以和外壳什么的一块对待。
3.6 材料
腱绳是人形机器人灵巧手的核心传动材料,主要分为高强度钢丝和超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)
连杆主要为peek材料。
腱绳
3.6.1 钢丝:
大业股份(603278)
核心业务:国内唯一具备钢制腱绳量产能力的上市企业,钢丝绳组件已向特斯拉产业链送样测试。
进展:2024年腱绳业务营收2200万元,潜在市场空间约4400万元(若特斯拉Optimus年产量达1万台)
3.6.2 UHMWPE:
恒辉安防(300952)
核心业务:UHMWPE纤维产能3000吨(自用为主),规划新增4800吨产能,产品线径低至0.2mm,抗疲劳性能领先。
进展:开发多款腱绳测试样品,正与全球机器人厂商对接合作。
同益中(688722)
核心业务:UHMWPE全产业链企业,产能近8000吨,覆盖防弹、缆绳及机器人传动领域。
进展:产品适配灵巧手需求,技术指标达行业头部水平。
南山智尚(300918)
核心业务:UHMWPE纤维产能3600吨(满产),纤度覆盖400D-800D,适配高端机器人传动系统。
进展:已向国内头部客户送样,尚未形成订单。
云中马(301511)
核心业务:参股中玺新材料,后者为UHMWPE纤维核心原材料(超高分子量聚乙烯粉)供应商,产能1.2万吨。
尤夫股份(002427)
核心业务:拟新建年产1600吨UHMWPE纤维项目,切入高端新材料领域。
进展:2024年第三季度营收5.9亿元,净利润444万元;股价波动较大,需警惕产能落地风险。
3.6.3 peek材料:
3.6.3.1 上游原材料:氟酮(DFBP)供应商
中欣氟材(002915)
核心业务:氟酮产能国内第一(5000吨),占PEEK成本50%以上,深度绑定中游企业。
进展:2025年4月因PEEK概念爆发,股价6天四涨停,成为市场焦点。
新瀚新材(301076)
核心业务:全球主要PEEK厂商的核心氟酮供应商,DFBP产能2500吨,客户覆盖威格斯、中研股份等。
进展:2025年一季度净利润同比增长显著,动态PE约66倍。
大洋生物(003017)
核心业务:募资扩产氟酮及PEEK中间体,规划产能野心勃勃。
3.6.3.2. 中游:PEEK材料生产与改性
中研股份(688716)
核心业务:国内最大PEEK生产商,全球市占率第四(8%),产能1000吨,技术对标英国威格斯。
进展:2025年一季度净利润同比增长6430%,机器人关节材料已送样特斯拉、比亚迪。
沃特股份(002886)
核心业务:重庆PEEK产线一期试生产完成,规划年产能1000吨,切入机器人及新能源汽车领域。
进展:2024年净利润同比增长520%,客户包括华为、小米。
凯盛新材(301069)
核心业务:拥有1000吨PEKK(聚醚酮酮)产能,技术储备可拓展至PEEK领域
3.6.4聚酰胺(PA)
PA(尼龙)是机器人非电驱动部件的核心材料,具备高强度、耐磨损特性,常用于3D打印结构件、齿轮等。
核心标的:
神马股份(600810):国内PA66龙头,工程塑料占比49%,产品适配机器人骨架与关节。
华峰化学(002064):PA6/PA66产能领先,切入机器人轻量化材料供应链,社保与外资重仓。
隆华新材(301149):PA66材料用于机器人骨架减重,业务覆盖工业与服务机器人。
3.6.5 PC/ABS概念股
PC/ABS合金材料适用于复杂薄壁结构件,提升机器人耐碰撞性能。
核心标的:
普利特(002324):改性PC/ABS产品用于特斯拉Optimus外壳,兼具耐热性与加工流动性。
金发科技(600143):全球改性塑料龙头,PC/ABS合金产能超300万吨,覆盖汽车与机器人领域。
沃特股份(002886):开发高流动性PC/ABS材料,适配精密电子元件外壳。
3.6.6 聚苯硫醚(PPS)
PPS以轻量化(减重60%)和自阻燃性成为机器人动力结构件的优选材料。
核心标的:
新和成(002001):国内PPS龙头,产能全球前三,产品用于连接件与护板,社保基金重仓。
金发科技(600143):推出PPS改性方案,适配高温环境下的机器人部件。
沃特股份(002886):布局PPS复合材料,切入特斯拉供应链。
3.6.7 液晶聚合物(LCP)
LCP材料凭借高频介电稳定性,成为伺服电机连接器的核心材料。
核心标的:
普利特(002324):LCP薄膜产能国内领先,产品用于机器人精密电机组件。
金发科技(600143):LCP材料通过华为、小米认证,覆盖高频信号传输场景。
沃特股份(002886):全球最大LCP产能(2.5万吨),绑定头部机器人厂商。
3.6.8 碳纤维复合材料(CFRP)
碳纤维复材(CFRP)在机械臂中替代金属,减重30%并提升稳定性。
核心标的:
中复神鹰(688295):国内碳纤维龙头,T800级产品适配机器人结构件,券商重仓。
光威复材(300699):T700/T800级碳纤维量产,开发CF/PEEK预浸料用于机器人关节。
吉林碳谷(836077):原丝产能扩张加速,成本优势显著。
双一科技(300690):碳纤维复材壳体用于飞行汽车与机器人,订单受益低空经济。
投资需谨慎,各位老师如果有要补充的也可以说。我目前能想到的就这些了。