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中投顧問觀點(diǎn)| 人形機(jī)器人核心傳動(dòng)部件——絲杠市場(chǎng)現(xiàn)狀及投資前景分析

中投網(wǎng)2024-07-10 08:32 來(lái)源:中投網(wǎng)

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   前言

  絲杠行業(yè)作為人形機(jī)器人核心傳動(dòng)部件,正迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。全球人形機(jī)器人絲杠市場(chǎng)規(guī)模將于2025年和2030年分別達(dá)到1.4億元和249.5億元,CAGR高達(dá)182%。目前絲杠行業(yè)中外資廠商在中高端市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo),但硬車工藝有望改變這一格局。內(nèi)資廠商如北特科技、貝斯特、五洲新春等,憑借成本優(yōu)勢(shì)和技術(shù)迭代速度,正加速國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程,預(yù)計(jì)在人形機(jī)器人量產(chǎn)背景下,將迎來(lái)快速成長(zhǎng)期。投資該領(lǐng)域需警惕市場(chǎng)波動(dòng)、技術(shù)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)及供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)化挑戰(zhàn)。

  一、絲杠行業(yè)相關(guān)介紹

  中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年中國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)之人形機(jī)器人行業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》顯示:絲杠是一種精密的機(jī)械傳動(dòng)元件,其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng),或者相反地將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它們廣泛應(yīng)用于各種行業(yè),如機(jī)床、機(jī)器人、汽車和其他需要精確線性運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)備中。

 。ㄒ唬┒x與特點(diǎn)

  絲杠由螺母、滾柱或滾珠、絲桿等組成,通過(guò)這些部件的相互作用,可以高效地將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。絲杠的特點(diǎn)包括摩擦損失小、傳動(dòng)效率高、精度高、剛度高以及具有良好的傳動(dòng)可逆性。

  (二)主要分類

  絲杠主要分為以下幾種類型:滑動(dòng)絲杠、滾珠絲杠、滾柱絲杠。絲杠具體分類情況如下:

  圖表:絲杠主要分類

  資料來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院

 。ㄈ┖诵谋趬

  絲杠的制造存在一定的技術(shù)壁壘,主要體現(xiàn)在螺母內(nèi)螺紋的精加工環(huán)節(jié)。目前主流的加工方法是采用磨削技術(shù),這需要高精度的磨床設(shè)備,通常這類設(shè)備以中高端外資廠商為主。然而,未來(lái)硬車工藝有望憑借其高效率和低能耗的優(yōu)勢(shì),逐步擴(kuò)大在絲杠制造中的應(yīng)用范圍。

  (四)在人形機(jī)器人中的應(yīng)用

  在人形機(jī)器人中,絲杠主要應(yīng)用于直線執(zhí)行器,尤其在特斯拉的人形機(jī)器人中,14個(gè)線性執(zhí)行器(分布于大臂、小臂、大腿和小腿)采用了行星滾柱絲杠。這種類型的絲杠能夠提供高精度、高效率和高負(fù)載能力,非常適合于人形機(jī)器人關(guān)節(jié)的精細(xì)控制需求。

  圖表:行星滾柱絲杠主要類型及各自特點(diǎn)

  資料來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院

  二、絲杠市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r

  中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年中國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)之人形機(jī)器人行業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》顯示:人形機(jī)器人絲杠市場(chǎng)不僅具有廣闊的前景,而且為國(guó)內(nèi)廠商提供了顯著的國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本控制的優(yōu)化,內(nèi)資廠商有望在全球人形機(jī)器人絲杠市場(chǎng)上獲得更大的市場(chǎng)份額。

 。ㄒ唬┦袌(chǎng)主要參與者分析

  1、外資廠商

  主要供應(yīng)商:中高端絲杠設(shè)備的主導(dǎo)供應(yīng)商主要來(lái)自日本和德國(guó),如THK、NSK、Bosch Rexroth(博世力士樂)、Schaeffler(舍弗勒)等。這些企業(yè)技術(shù)成熟,產(chǎn)品類型豐富,成立時(shí)間較早,加工技術(shù)布局深厚。

  圖表:主要外資絲杠供應(yīng)商

  資料來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院

  2、內(nèi)資廠商

  國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)者:國(guó)內(nèi)絲杠制造商雖然在規(guī)模和工藝上與外資廠商相比仍有差距,但正在奮起直追。包括南京工藝、新劍傳動(dòng)、山東博特、銀泰科技、五洲新春、貝斯特、北特科技、恒力液壓、上銀科技等企業(yè),它們?cè)谕七M(jìn)人形機(jī)器人絲杠相關(guān)產(chǎn)品的布局。

  圖表:主要內(nèi)資絲杠供應(yīng)商

  資料來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院

  (二)市場(chǎng)發(fā)展機(jī)遇分析

  1、技術(shù)革新帶來(lái)的機(jī)會(huì):人形機(jī)器人對(duì)絲杠的要求與汽車、機(jī)床絲杠不同,這為內(nèi)資廠商提供了縮短與外資廠商技術(shù)差距的機(jī)會(huì)。人形機(jī)器人的量產(chǎn)可能會(huì)引發(fā)絲杠技術(shù)的全新革命,有利于內(nèi)資廠商的技術(shù)追趕。

  2、降本壓力下的優(yōu)勢(shì):隨著人形機(jī)器人量產(chǎn),對(duì)成本控制和良品率的要求提高,內(nèi)資廠商的人力成本優(yōu)勢(shì)、國(guó)產(chǎn)設(shè)備采購(gòu)成本低以及工藝迭代速度快等優(yōu)勢(shì)將有助于其在供應(yīng)鏈中占據(jù)更有利的位置,加速國(guó)產(chǎn)替代過(guò)程。

  (三)市場(chǎng)發(fā)展空間分析

  2025年至2030年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè):2025年和2030年全球人形機(jī)器人絲杠市場(chǎng)規(guī)模有望分別達(dá)到1.4億元和249.5億元人民幣,2025-2030年的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)有望達(dá)到182%。這一預(yù)測(cè)基于特斯拉人形機(jī)器人Optimus的量產(chǎn)計(jì)劃和其他企業(yè)可能的跟進(jìn)布局,顯示出人形機(jī)器人絲杠市場(chǎng)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

  圖表:全球人形機(jī)器人絲杠市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

  數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院

  三、主要絲杠企業(yè)分析

 。ㄒ唬┍碧乜萍

  北特科技是一家專注于汽車底盤精密零部件領(lǐng)域的公司,擁有強(qiáng)大的材料研發(fā)和精密加工能力。在汽車轉(zhuǎn)向齒條等產(chǎn)品上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),這些產(chǎn)品的功能、形狀和加工工藝與人形機(jī)器人絲杠相似,具有技術(shù)上的同源性。

  2020-2023年,公司營(yíng)業(yè)收入分別為14.7/17.4/17.1/18.8億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率9%。2020-2022年,公司歸母凈利潤(rùn)分別實(shí)現(xiàn)0.30/0.65/0.46億元,受到貿(mào)易戰(zhàn)、商用車行業(yè)下行等因素影響,公司利潤(rùn)持續(xù)承壓。2023年由于疫情政策放開,疊加輕量化業(yè)務(wù)盈利爬坡、出海增加等因素,公司歸母凈利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)0.51億元,同比+11%,恢復(fù)向上。

  北特科技在2023年積極進(jìn)軍人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈,根據(jù)客戶需求推進(jìn)人形機(jī)器人用絲杠產(chǎn)品的樣件研發(fā)工作。公司利用在汽車領(lǐng)域的制造工藝,期望快速布局機(jī)器人絲杠領(lǐng)域。
(二)貝斯特

  貝斯特專注于渦輪增壓精密零部件的生產(chǎn),具備精密加工能力和工藝迭代速度優(yōu)勢(shì)。

  2020-2023年,公司營(yíng)業(yè)收入分別為9.3/10.6/11.0/13.4億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率13%,主要系募投項(xiàng)目逐步建成達(dá)產(chǎn)產(chǎn)能增加,同時(shí)公司積極開拓市場(chǎng),下游訂單增加所致。2020-2023年,公司歸母凈利潤(rùn)分別實(shí)現(xiàn)1.8/2.0/2.3/2.6億元,受益于營(yíng)收規(guī)模持續(xù)提升,凈利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)。
貝斯特在絲杠領(lǐng)域的布局體現(xiàn)了其戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和多元化發(fā)展的野心,特別是將其業(yè)務(wù)拓展到了直線滾動(dòng)功能部件這一高附加值的市場(chǎng)。以下是對(duì)其絲杠領(lǐng)域布局的簡(jiǎn)要分析:

  1、引入專業(yè)人才:公司通過(guò)吸引具有海內(nèi)外知名企業(yè)背景的技術(shù)和管理人才加入其全資子公司宇華精機(jī),這表明公司重視專業(yè)技能和國(guó)際視野,意在提升其在高精度絲杠制造領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

  2、產(chǎn)品線拓展:公司不僅限于傳統(tǒng)的滾珠絲杠,還特別強(qiáng)調(diào)了滾柱絲杠副和高精度滾動(dòng)導(dǎo)軌副的開發(fā),這些產(chǎn)品在精度、承載能力和耐用性方面有著更高的要求,適用于高端機(jī)床、半導(dǎo)體裝備、自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)和機(jī)器人領(lǐng)域。

  3、市場(chǎng)定位:瞄準(zhǔn)高端市場(chǎng),如高端機(jī)床和半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè),意味著公司追求在技術(shù)密集型和高利潤(rùn)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額。同時(shí),自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)和機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用也反映了公司對(duì)未來(lái)制造業(yè)智能化趨勢(shì)的敏銳捕捉。

  4、獨(dú)立平臺(tái)運(yùn)作:通過(guò)宇華精機(jī)這一獨(dú)立平臺(tái)進(jìn)行絲杠業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng),有利于專業(yè)化管理和資源配置,同時(shí)也便于吸引外部投資和合作,加速技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)拓展。

  5、戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型:從傳統(tǒng)的工裝夾具和智能裝備領(lǐng)域,到全面布局直線滾動(dòng)功能部件,公司的這一系列動(dòng)作標(biāo)志著其正從一個(gè)較為傳統(tǒng)的制造企業(yè)向更高技術(shù)含量、更多元化產(chǎn)品線的現(xiàn)代工業(yè)解決方案提供商轉(zhuǎn)型。

  (三)五洲新春

  五洲新春是軸承套圈領(lǐng)域的龍頭,業(yè)務(wù)涵蓋軸承成品、風(fēng)電滾子等,具有全球化布局和豐富的客戶基礎(chǔ)。公司也布局絲杠產(chǎn)品,包括梯形絲杠、滾珠絲杠和滾柱絲杠。

  2020年至2023年,五洲新春的營(yíng)業(yè)收入分別為17.5、24.2、32.0和31.06億元,歸母凈利潤(rùn)分別為0.62、1.24、1.48和1.38億元。2023年受海外風(fēng)電滾子需求下降的影響,公司營(yíng)收和利潤(rùn)出現(xiàn)短期承壓。

  五洲新春在絲杠領(lǐng)域的布局體現(xiàn)出其對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的重視、產(chǎn)品線的廣泛覆蓋、市場(chǎng)導(dǎo)向的戰(zhàn)略思維以及平臺(tái)化轉(zhuǎn)型的決心,這些都將促進(jìn)其在高精度絲杠市場(chǎng)的長(zhǎng)期發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的建立。具體分析如下:

  1、技術(shù)儲(chǔ)備與研發(fā)能力:公司已構(gòu)建了涵蓋多種工藝、設(shè)計(jì)和研發(fā)的完整人才梯隊(duì),具備自主設(shè)計(jì)和正向開發(fā)能力,能夠從鍛件到成品的全過(guò)程生產(chǎn),包括機(jī)加工、熱處理、硬車、磨削、裝配和測(cè)試,這為其絲杠產(chǎn)品的多樣化和高質(zhì)量提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  2、產(chǎn)品線豐富:公司絲杠產(chǎn)品覆蓋梯形絲杠、滾珠絲杠和滾柱絲杠三大類別,每種類型都針對(duì)特定的市場(chǎng)需求和應(yīng)用領(lǐng)域。梯形絲杠組件已成功研發(fā)并向客戶送樣,滾珠絲杠產(chǎn)品聚焦于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和新能源汽車的剎車系統(tǒng),而滾柱絲杠則以高端行星滾柱絲杠為突破口,瞄準(zhǔn)直線執(zhí)行器、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和靈巧手等高精度應(yīng)用。

  3、市場(chǎng)開拓:公司不僅在產(chǎn)品研發(fā)上持續(xù)投入,而且積極拓展下游市場(chǎng),尤其是在2023年完成了絲杠產(chǎn)品組件及零部件的設(shè)計(jì)和送樣改進(jìn)工作,這表明公司正加速將研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)產(chǎn)品,以抓住市場(chǎng)機(jī)遇。

  4、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與戰(zhàn)略定位:公司依托其在精密制造行業(yè),特別是軸承領(lǐng)域的深厚經(jīng)驗(yàn),將絲杠產(chǎn)品視為戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,通過(guò)發(fā)展高端絲杠產(chǎn)品,公司旨在成為直線執(zhí)行器、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和靈巧手等領(lǐng)域的關(guān)鍵供應(yīng)商,從而實(shí)現(xiàn)在“工業(yè)母機(jī)”新賽道的布局。

  5、平臺(tái)化轉(zhuǎn)型:通過(guò)建立專門的業(yè)務(wù)平臺(tái),整合內(nèi)外資源,公司正從單一產(chǎn)品制造商向提供整體解決方案的平臺(tái)型企業(yè)轉(zhuǎn)變,這種轉(zhuǎn)型有助于提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和客戶粘性。

  四、絲杠行業(yè)投資前景

  中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年中國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)之人形機(jī)器人行業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》顯示:絲杠作為人形機(jī)器人中的核心傳動(dòng)精密部件,扮演著將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的角色。隨著人形機(jī)器人市場(chǎng)的迅速擴(kuò)張,絲杠行業(yè)面臨巨大的增長(zhǎng)潛力。2025年,特斯拉人形機(jī)器人預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)首次量產(chǎn),開啟行業(yè)從0到1的飛躍,這將顯著推動(dòng)絲杠市場(chǎng)的發(fā)展。預(yù)計(jì)到2025年和2030年,全球人形機(jī)器人絲杠市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到1.4億元和249.5億元,復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)182%。

  絲杠行業(yè)的核心壁壘在于螺母內(nèi)螺紋的精加工環(huán)節(jié),當(dāng)前主流技術(shù)路線為磨削,對(duì)應(yīng)的高精度磨床設(shè)備通常由外資廠商主導(dǎo),尤其是中高端市場(chǎng)。然而,硬車工藝因其效率高、能耗低的優(yōu)勢(shì),有望在未來(lái)得到更廣泛的應(yīng)用,改變市場(chǎng)格局。人形機(jī)器人絲杠與傳統(tǒng)汽車和機(jī)床絲杠在結(jié)構(gòu)、精度和大小上有顯著區(qū)別,這為人形機(jī)器人絲杠技術(shù)的革新提供了機(jī)會(huì),有可能縮小國(guó)內(nèi)外廠商之間的技術(shù)差距。隨著人形機(jī)器人進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段,降本壓力將促使供應(yīng)鏈注重成本控制和良品率,國(guó)內(nèi)供應(yīng)商有望憑借較低的人力成本、國(guó)產(chǎn)設(shè)備采購(gòu)價(jià)格優(yōu)勢(shì)及更快的工藝迭代速度,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,快速占領(lǐng)市場(chǎng)。

  投資絲杠領(lǐng)域時(shí)應(yīng)考慮的風(fēng)險(xiǎn)包括汽車行業(yè)銷量下滑、人形機(jī)器人新技術(shù)開發(fā)不及預(yù)期、供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程慢于預(yù)期、公司業(yè)績(jī)不及預(yù)期以及機(jī)器人汽車行業(yè)之間的不可簡(jiǎn)單類比等。同時(shí),測(cè)算可能存在偏差風(fēng)險(xiǎn)。

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