电气设备-人形机器人深度研究系列九：人形机器人轻量化：产业化前夕的进修课，应用为重-东吴证券[曾朵红,谢哲栋,许钧赫]-20250712【60页】.docxVIP

证券研究报告·行业研究·电力设备与新能源行业

人形机器人轻量化：产业化前夕的进修课，应用为重

——人形机器人深度研究系列九

证券分析师：曾朵红、谢哲栋；

研究助理：许钧赫

执业证书编号：S0600516080001、S0600523060001、S0600123070121

联系邮箱：zengdh@

联系电话：0212025年7月12日

摘要

u轻量化是人形机器人商业化前夕的进修课。轻量化可以解决当前人形机器人行业的几大痛点—续航、散热、零部件性能不达标、灵活度不足等，因此特斯拉、优必选等主流主机厂正在发力。从路径上看，主要分为结构轻量化（参数优化/拓扑优化/形态优化/集成化来实现“0成本”轻量化）及材料轻量化（轻金属、工程塑料等）。由于轻量化之路刚刚开始，基于材料本身设计结构仍处早期，结构轻量化受制于技术路径未收敛及企业跨界能力有待提升等因素进展较慢，材料轻量化是当前的主流路径。

u工程塑料—PEEK：工程塑料金字塔的顶端。PEEK材料位于工程塑料金字塔的顶端，性能优异，具有机械特性好、耐热等级高、耐腐蚀、加工特性优异等特点，主要应用于航空航天及汽车、电子电器等领域。24年PEEK价格高达约30万元/吨，原材料氟酮为主要来源（成本占比50%），价格达12万元/吨，主要系氟酮和PEEK工艺产能为铸就较高壁垒，其中PEEK的熔指、黏度、结晶性等核心指标的平衡以及后期进一步改性优化性能，过程冗长，变量多且难以控制。需求端，24年全球/中国PEEK市场空间为61/19亿元，预计2027年将达85/28亿元，CAGR分别为11%/13%。供给端，21年海外三大巨头（威格斯、索尔维、赢创）市占率合计达86%，中研股份仅8%。

u金属材料—镁合金：成熟应用，经济性凸显。镁合金是优质的轻质合金，具备比强度高、延展性好、抗电磁干扰能力强等有点，在汽车轻量化中已成熟应用。价格端，截至5月镁价处于低位，镁铝价格比仅0.87（价格比=1.29，镁铝成本基本一致），在轻量化的同时实现降本。应用端，宝武镁业和埃斯顿联合推出镁合金工业机器人“ER4-550-MI”，实现减重11%，能耗降低10%，节拍提升5%，同时在减震、电磁屏蔽和散热方面有所提升，而在人形机器人中镁合金能耗降幅有望更多，在骼、外壳等部件应用可期。

u工程塑料—尼龙PA：柔韧性优异，应用成熟。PA6和PA66是具有优异抗冲击性和柔韧性的工程塑料，需求成熟稳定，2018-2023CAGR不足5%，PA6格局分散，2022年产能CR4不足25%，PA66较为集中，CR3（神马股份、英威达、华峰集团）达75%。应用端，PA在汽车发动机、燃油供给系统、电气系统、底盘系统等已大量成熟应用，同时碳纤维增强后在工业机器人谐波减速器刚轮及第七轴驱动系统中的丝杠。

u人形机器人轻量化：材料为辅，应用为重。在整机重量分布中，关节模组占比较大（约40%），结构件次之（约30%），外壳占比仅10%，因此：1）谐波减速器：PEEK刚轮是减重首选，头部厂商已有专利布局，新进入者已发布相关产品（科达利子公司25年4月发布多款Peek材料谐波减速器）；2）滚柱丝杠：采用PEEK减重效果突出，可通过碳纤/玻纤改性增强，在强度和刚性层面达到要求，但加工难度大，精度效率均难以保证；3）无框电机：轻量化的路径包括材料选择/集成化/磁路优化/制造工艺，其中核心是磁材选择和磁路设计；4）壳体及结构件：需要刚性韧性共同提供支撑及保护，但相对核心传动部件来说，性能要求较低，镁合金工艺成熟且性价比突出，短期推广可行性大，尼龙PA具备高强度柔韧性耐腐蚀性，长期2C端有望放量，当前1XTechnologies即采用编制尼龙作为外壳。综合测算下，百万台人形机器人（旋转线性关节）中，PPS/改性PEEK/镁合金/改性尼龙市场空间分别为1/20/3/3亿元。综合考虑市场空间、竞争格局、技术难度：PEEK镁合金尼龙。

u投资建议：轻量化是人形机器人商业化前夕的进修课，材料轻量化是当前的主流路径，轻量化应用推荐标的：科达利，建议关注：肇民科技、恒勃股份，PEEK建议关注：中研股份、新瀚新材、中欣氟材，PA尼龙建议关注：南山智尚，镁合金推荐标的：旭升集团，建议关注：宝武镁业。

u风险提示：人形机器人销量不及预期，竞争加剧，价格下降

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目录

PART1轻量化：人形机器人量产前夕的进修课

PART2结构轻量化：方案确定后的0成本优化

PART3材料轻量化-镁合金

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