在人形機(jī)器人商業(yè)化進(jìn)程于 2025 年全面邁入 “量產(chǎn)元年” 的背景下，輕量化已成為突破續(xù)航瓶頸、提升運(yùn)動(dòng)精度、降低綜合成本的核心技術(shù)路徑。從材料革新維度看，鎂合金與特種工程塑料憑借 “輕質(zhì)高強(qiáng)” 的性能優(yōu)勢(shì)，正成為人形機(jī)器人輕量化浪潮中的關(guān)鍵支撐，且市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)：

在金屬材料領(lǐng)域，鎂合金作為 “減重王者”（密度僅為鋁合金的 2/3、鋼的 1/4），2025 年國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人領(lǐng)域用量已達(dá)139 噸，伴隨特斯拉 Optimus、優(yōu)必選等產(chǎn)品規(guī)?；涞?，預(yù)計(jì) 2030 年將激增至1612.4 噸，遠(yuǎn)期百萬(wàn)臺(tái)級(jí)銷量下需求有望突破 2.78 萬(wàn)噸。其在關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、殼體等部件的滲透率快速提升，成為鋁合金的重要替代方案。

在高分子材料領(lǐng)域，以聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫醚（PPS）、液晶聚合物（LCP）為代表的特種工程塑料，憑借 “以塑代鋼” 的性能革命（如 PEEK 比強(qiáng)度是鋼的 21 倍），2025 年國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人領(lǐng)域需求達(dá)33 噸，2030 年將飆升至383 噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模超 15 億元；若遠(yuǎn)期人形機(jī)器人銷量突破百萬(wàn)臺(tái)，僅 PEEK 材料市場(chǎng)規(guī)模就有望達(dá) 6600 噸，空間超百億。

在此產(chǎn)業(yè)背景下，2025 年鎂合金與特種工程塑料在技術(shù)成熟度、成本競(jìng)爭(zhēng)力和應(yīng)用場(chǎng)景上實(shí)現(xiàn)多重突破：鎂合金依托中國(guó) 85% 的全球原鎂產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，在特斯拉、優(yōu)必選等頭部企業(yè)供應(yīng)鏈中快速滲透；特種工程塑料則通過(guò)國(guó)產(chǎn)替代（如中研股份等企業(yè)技術(shù)突破）打破海外壟斷。二者共同構(gòu)成人形機(jī)器人輕量化的 “材料雙引擎”，其崛起的產(chǎn)業(yè)邏輯與市場(chǎng)潛力，成為重塑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局的關(guān)鍵變量。

一、人形機(jī)器人輕量化，降本增效的最優(yōu)解

1.1 人形機(jī)器人快速發(fā)展，輕量化優(yōu)勢(shì)破解行業(yè)痛點(diǎn)

• 提升續(xù)航能力，優(yōu)化能效表現(xiàn)：輕量化設(shè)計(jì)通過(guò)降低機(jī)器人自身質(zhì)量，可直接減少其運(yùn)動(dòng)中克服重力勢(shì)能的能耗，同時(shí)降低部件運(yùn)動(dòng)慣性，從而有效減少機(jī)器人在靜態(tài)維持姿態(tài)和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量消耗，最終在相同電池容量下實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間。

• 緩解散熱壓力，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)：輕量化能減輕電機(jī)、減速器等核心驅(qū)動(dòng)部件的負(fù)載，減少運(yùn)行發(fā)熱量，無(wú)需過(guò)度依賴復(fù)雜散熱系統(tǒng)，助力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。

• 降低性能依賴，減輕供應(yīng)鏈壓力：輕量化可降低對(duì)關(guān)鍵零部件的性能要求，如軸承、連接件的承重與摩擦損耗會(huì)相應(yīng)減少，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率需求也可下調(diào)，這有助于拓寬供應(yīng)鏈選擇范圍，還可能降低核心部件的采購(gòu)成本與技術(shù)門檻。

• 增強(qiáng)操作靈活性與場(chǎng)景適用性：輕量化能大幅改善人形機(jī)器人的搬運(yùn)性，使其從需多人協(xié)作轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓡稳瞬僮鳎鉀Q了多數(shù)原型機(jī)因體型笨重導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)失衡、摔倒等穩(wěn)定性問(wèn)題，更利于在家庭、工廠等場(chǎng)景中實(shí)際部署推廣。

1.2 人形機(jī)器人輕量化成行業(yè)大勢(shì)，主流廠商已落地實(shí)踐

• 宇樹(shù)科技：在人形機(jī)器人產(chǎn)品初始設(shè)計(jì)階段就將輕量化作為核心考量。H1 整機(jī)重量 47 千克，G1 降至 35 千克，主要得益于系統(tǒng)性采用航空鋁合金與碳纖維等高強(qiáng)度、低密度材料。具體應(yīng)用中，兩款機(jī)器人不僅主體結(jié)構(gòu)大量使用輕質(zhì)材料，所有連接結(jié)構(gòu)也采用高強(qiáng)度鋁合金（如 H1 的 6061-T6 和關(guān)鍵部位的 7075-T6），在減重的同時(shí)確保了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與抗沖擊性能；G1 的全關(guān)節(jié)中空走線設(shè)計(jì)，也體現(xiàn)了其在結(jié)構(gòu)層面對(duì)輕量化與集成化的追求。

• 優(yōu)必選：在 Walker 系列迭代中成功實(shí)現(xiàn)整機(jī)減重。Walker C 身高增加 33 厘米的同時(shí)整體重量較前代降低 20 千克，后續(xù) Walker S2 身高增加 4 厘米又成功減重 6 千克，這主要依靠多種創(chuàng)新材料的系統(tǒng)化應(yīng)用，包括全身剛?cè)岙悩?gòu)材料的復(fù)合應(yīng)用、航空級(jí)鋁合金 3D 打印主骨架以及三維立體針織高彈纖維材料等。

• 智元機(jī)器人：在產(chǎn)品迭代中通過(guò)系統(tǒng)性的輕量化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整機(jī)重量大幅降低。初代遠(yuǎn)征 A1 人形機(jī)器人整機(jī)重量 55 千克，最新的靈犀 X2 型已顯著降至 35-37 千克水平。

• 特斯拉：通過(guò)系統(tǒng)性輕量化設(shè)計(jì)顯著提升第二代 Optimus 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能與能效。2023 年 12 月發(fā)布的第二代 Optimus 原型機(jī)，頸部增加兩個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，同時(shí)應(yīng)用輕量化材料、進(jìn)行結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及減少冗余設(shè)計(jì)，成功將整機(jī)重量從初代的 73 千克降至 63 千克，降幅 13.7%；結(jié)合第二代關(guān)節(jié)更高的集成度與能效優(yōu)化，機(jī)器人人行速度實(shí)現(xiàn) 30% 的性能提升。

1.3 輕量化路徑多元，結(jié)構(gòu)優(yōu)化與材料替代共推方案落地

• 結(jié)構(gòu)優(yōu)化：通過(guò)參數(shù)優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化、形態(tài)優(yōu)化與集成化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) “零成本” 減重：

• • 參數(shù)優(yōu)化和形態(tài)優(yōu)化：調(diào)整零部件尺寸、布局與厚度，消除冗余材料。

  • 拓?fù)鋬?yōu)化：在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下重新分布材料，實(shí)現(xiàn)減重增效。

  • 集成化設(shè)計(jì)：參考新能源汽車經(jīng)驗(yàn)，將伺服驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、減速器等關(guān)鍵部件高度集成于關(guān)節(jié)模組，或采用一體化壓鑄技術(shù)減少零部件數(shù)量，達(dá)成小型化與輕量化目標(biāo)。

• 材料替代：結(jié)構(gòu)優(yōu)化受限于產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，成為當(dāng)前更可行的選擇：

  產(chǎn)業(yè)處于技術(shù)快速迭代期，整機(jī)及零部件技術(shù)方案尚未定型，廠商難以全力投入長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)優(yōu)化；且輕量化是涉及整機(jī)設(shè)計(jì)、零部件性能與材料特性的系統(tǒng)工程，初創(chuàng)企業(yè)在人才與資源上存在不足，跨部門協(xié)同研發(fā)能力尚顯薄弱，因此行業(yè)現(xiàn)階段更傾向直接采用鎂鋁合金、工程塑料等低密度先進(jìn)材料實(shí)現(xiàn)有效減重。

1.4 主流輕量化材料性能各有特點(diǎn)，復(fù)合材料是未來(lái)研究重點(diǎn)

• 基于傳統(tǒng)材料與主流輕量化材料性能參數(shù)的綜合對(duì)比，鎂、鋁合金及高性能工程塑料是當(dāng)前階段替代傳統(tǒng)金屬的主流方案，而復(fù)合材料有望成為未來(lái)人形機(jī)器人輕量化的重點(diǎn)研究方向：

• • 鋁合金強(qiáng)度較低但成本可控；鎂合金密度低、比強(qiáng)度高，在需兼顧重量與強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件中具備比較優(yōu)勢(shì)。

  • 碳纖維材料在比強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度方面顯著優(yōu)于大部分其他材料，但受限于成本與工藝，尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

  • PEEK 作為高性能工程塑料，密度低、比強(qiáng)度較高，但核心生產(chǎn)技術(shù)主要由國(guó)外企業(yè)掌握，國(guó)內(nèi)仍依賴進(jìn)口，應(yīng)用成本高，難以大規(guī)模應(yīng)用，因此復(fù)合材料仍需作為長(zhǎng)期研發(fā)的重點(diǎn)方向投入。

二、鋁合金為輕量化應(yīng)用主力，鎂合金有望成為材料新銳

2.1 汽車輕量化階段目標(biāo)清晰，技術(shù)路線愈發(fā)復(fù)雜

• 據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖 2.0》，汽車輕量化到 2035 年將具備更多樣化的技術(shù)手段，助力汽車產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)輕量化：

• • 2020-2025 年：構(gòu)建完善的汽車用鋼應(yīng)用體系，掌握基于成本約束和工藝實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu) - 性能一體化設(shè)計(jì)方法，加快提升鋁、鎂合金、塑料及復(fù)合材料的性能，初步形成低成本車身覆蓋件及薄壁件生產(chǎn)能力。

  • 2030 年：建立超輕鋁合金、鎂合金應(yīng)用體系，掌握超輕鋁合金、鎂合金車身零件與結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法；突破大尺寸擠壓鋁合金件、薄壁鑄造鋁合金及鎂合金件、車身覆蓋件成形的工藝技術(shù)、過(guò)程質(zhì)量控制方法和連接技術(shù)等；進(jìn)一步完善高強(qiáng)度鋼的低成本制造與應(yīng)用體系，提升車用工程塑料、復(fù)合材料性能和成形效率。

  • 2035 年：建立汽車用復(fù)合材料應(yīng)用體系，掌握車用復(fù)合材料零件參數(shù)化設(shè)計(jì)、一體化集成設(shè)計(jì)、高精度建模與性能預(yù)測(cè)方法和多向異性構(gòu)件部件結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法；突破復(fù)合材料零件高精度成形、性能控制、連接、服役性能和評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)；完善低成本成形工藝與裝備開(kāi)發(fā)體系，形成輕量化多材料綜合應(yīng)用能力。

• 汽車輕量化技術(shù)主要通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、新型材料應(yīng)用與先進(jìn)制造工藝三大路徑協(xié)同推進(jìn)。隨著汽車行業(yè)對(duì)輕量化的持續(xù)重視及研究投入，汽車輕量化設(shè)計(jì)的對(duì)象從簡(jiǎn)單變得復(fù)雜：

• • 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面：從早期的單一零部件尺寸與拓?fù)鋬?yōu)化，逐步發(fā)展到總成級(jí)的一體化設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步擴(kuò)展至系統(tǒng)及整車的參數(shù)化和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

  • 材料應(yīng)用層面：從鋼、鋁合金、鎂合金等各向同性材料，逐步拓展至復(fù)合材料結(jié)構(gòu)部件、多材料結(jié)構(gòu)部件等各向異性部件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。其中，鋁合金憑借成熟的工藝體系與綜合性價(jià)比，目前仍是輕量化應(yīng)用的主力材料；鎂合金則因其更低的密度和優(yōu)異的性能，正逐漸成為輕量化領(lǐng)域的新興研究方向。

2.2 鋁合金仍是應(yīng)用主力，鎂合金成輕量化新勢(shì)力

• 據(jù) Ducker Frontier 測(cè)算，2022 年至 2026 年，鎂合金在汽車上的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有的突破；先進(jìn)高強(qiáng)度鋼占比將從 12% 上升至 14%，普通鋼將從 24% 降至 22%；鋁合金占比穩(wěn)定在 12%；聚合物與復(fù)合材料、鑄鐵、玻璃等材料比例基本維持不變。

• 鋁合金已成為汽車輕量化的關(guān)鍵材料，在傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車中應(yīng)用廣泛。根據(jù)加工工藝差異，汽車用鋁合金主要分為軋制材、擠壓材、鍛造材、鑄造鋁合金四大類，其中鑄鋁占比最高，約為 77%，主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、殼體類及底盤結(jié)構(gòu)件；變形鋁合金合計(jì)占比約 23%，主要用于車身面板與結(jié)構(gòu)件。在新能源汽車領(lǐng)域，鋁合金應(yīng)用已覆蓋車身、車輪、底盤、防撞梁、地板、動(dòng)力電池和座椅。

2.2 鋁合金仍為應(yīng)用主力，鎂合金成輕量化新銳

• 整車中車輪、動(dòng)力總成和車身是用鋁量較大的零部件。據(jù) Ducker Frontier 測(cè)算，2022 年北美單車用鋁量約 202Kg；其中車輪、動(dòng)力總成、車身覆蓋件用鋁量分別為 41Kg、31Kg、28Kg，占比分別為 20.3%、15.35%、13.86%；傳動(dòng)系統(tǒng)、內(nèi)飾件、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用鋁量分別為 1Kg、1Kg、4Kg、4Kg，占比分別為 0.5%、0.5%、1.98%、1.98%。

• 汽車領(lǐng)域鎂合金替代鋁合金的空間值得關(guān)注。鎂合金在汽車零部件的應(yīng)用主要涵蓋殼體類與支架類：殼體類包含離合器殼體、變速器殼體、儀表板等，因鎂合金阻尼衰減能力出色，用于制造這類零部件可降低汽車運(yùn)行噪聲；支架類有轉(zhuǎn)向支架、轉(zhuǎn)向盤、制動(dòng)器、制動(dòng)支架、車輪轂等，鎂合金抗沖擊韌性好，減損量超過(guò)鋁合金和鋼鐵，制造支架類零部件能提升汽車的平衡性、安全性與舒適性。

• 汽車采用鎂合金的減重效果顯著，合金鋼變速箱殼體換成鎂合金，減重超 28%；像閥門開(kāi)關(guān)這類大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，減重超 60%；汽車座椅支架減重超 64%，后車廂門減重超 42%，輪毅減重超 33%。

2.3 鎂合金綜合性能較優(yōu)，是輕量化理想材料

• 在輕量化材料體系里，鎂合金相較于鋁合金具有性能優(yōu)勢(shì)，其密度僅為鋁合金的 2/3、鋼鐵的 1/4。

• • 鎂合金比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼鐵，所以在不降低零部件強(qiáng)度的前提下，使用鎂合金可減輕零部件重量。雖然鎂合金比重比塑料大，但單位重量的強(qiáng)度高于塑料，所以在零部件強(qiáng)度相同的情況下，鎂合金零部件能做得更薄更輕。

  • 鎂合金可吸收的沖擊能量比鋁合金多 50%，能有效抑制振動(dòng)、延長(zhǎng)機(jī)械壽命，因此常應(yīng)用于汽車零部件的殼體或支架。

  • 鎂合金導(dǎo)熱系數(shù)約為鋁合金的 50%，相比鋁合金散熱片，鎂合金散熱片根部與頂部可形成較大空氣溫差，加速空氣對(duì)流，提升散熱效率，故而多用于汽車車燈散熱架、儀表盤骨架等對(duì)散熱性能要求高的零部件。

  • 鎂合金是優(yōu)質(zhì)壓鑄材料，流動(dòng)性好且凝固速度快，熱容量低，與生產(chǎn)同等鋁合金鑄件相比，生產(chǎn)效率高 40%-50%，且鑄件尺寸穩(wěn)定、精度高、表面光潔度佳。

2.4 鎂合金成本下探，性價(jià)比有望提升

• 當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境下，鎂合金的成本優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。星源卓鎂招股說(shuō)明書(shū)顯示，當(dāng)鎂合金與鋁合金的價(jià)格比小于 1.5 時(shí)，鎂合金會(huì)被用于替代鋁合金；當(dāng)該比例小于 1.3 時(shí)，其在可替代鋁合金的領(lǐng)域會(huì)大量應(yīng)用。從市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)看，鎂價(jià)自 2021 年從高位回落震蕩后進(jìn)入相對(duì)低位區(qū)間，2024 年年末至今已低于鋁價(jià)。截至 2025 年 10 月，鎂鋁價(jià)格比為 0.85，鎂合金作為輕量化材料的性價(jià)比有望進(jìn)一步提升。

2.5 航空鋁材助眾擎 SE 01 亮相，Atlas 借鋁合金實(shí)現(xiàn)腿部大幅減重

• 眾擎機(jī)器人 SE 01 人形機(jī)器人機(jī)身采用航空級(jí)鋁材，身高 170 厘米，整機(jī)凈重 55 公斤，全身有 32 個(gè)自由度，常態(tài)下行走速度為 2 米每秒，電池續(xù)航兩小時(shí)，使用壽命 10 年。

• 波士頓動(dòng)力 Atlas 改用 7075 鋁合金后，腿部結(jié)構(gòu)重量從 38 公斤降至 12 公斤。

2.6 埃斯頓鎂合金機(jī)器人減重顯著，本田 ASIMO 行走與奔跑速度雙突破

• 埃斯頓鎂合金機(jī)器人 ER4-550-MI 以鎂合金為主體材質(zhì)，在結(jié)構(gòu)相同的情況下，零部件重量較鋁合金版本降低約 33%，整機(jī)減重 11%；性能上，高速性能提升 5%，功耗降低 10%。

• 日本本田公司第 3 代 ASIMO 由輕質(zhì)合金制成，外殼為鎂合金材質(zhì)，步行速度從 1.6km/h 提升至 2.5km/h，最大奔跑速度達(dá) 3km/h。

2.7 人形機(jī)器人全球市場(chǎng)加速發(fā)展，鋁、鎂合金市場(chǎng)潛力巨大

• 我們預(yù)計(jì)，到 2030 年人形機(jī)器人數(shù)量將達(dá) 205.0 萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 2,870.3 億元。2025 年至 2030 年，全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將從 97.8 億元增長(zhǎng)至 2,870.3 億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 130.2%。

• 其中，2030 年全球人形機(jī)器人領(lǐng)域鋁合金市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 100.86 億元，鎂合金市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 36.89 億元。

2.8、眾多汽車零部件企業(yè)把握輕量化機(jī)遇，積極布局人形機(jī)器人領(lǐng)域

三、以塑代鋼，輕量化的關(guān)鍵路徑

3.1 塑料品類多樣，持續(xù)構(gòu)成以塑代鋼的發(fā)展路徑

• 塑料品類豐富，按理化特性可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。業(yè)內(nèi)一般依據(jù)綜合性能和長(zhǎng)期使用溫度，從低到高將熱塑性塑料分為通用塑料、工程塑料和特種工程塑料。

• • 通用塑料如 ABS、PVC、PP 等，生產(chǎn)規(guī)模大、價(jià)格低廉，但性能相對(duì)較低。

  • 工程塑料性能出色，具備良好的機(jī)械性能、100℃以上的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，逐漸成為替代傳統(tǒng)金屬材料、滿足多樣化工業(yè)需求的關(guān)鍵材料，在全球工程塑料市場(chǎng)中 ABS 占比最高，達(dá) 38.1%。

  • 特種工程塑料性能卓越，屬于塑料中的高端產(chǎn)品，耐熱性高于工程塑料，可在 150℃以上高溫下長(zhǎng)時(shí)間使用，但因成本過(guò)高，大規(guī)模應(yīng)用受到制約。

• 工程塑料的薄壁化與高性能化是我國(guó)汽車 “以塑代鋼” 的發(fā)展路徑。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖 2.0》，薄壁化是核心突破方向，汽車零部件厚度目標(biāo)將從 2020 年的 2.3 毫米逐步降至 2035 年的 1.6 毫米，同期減重目標(biāo)提升至 10%-14%，且要求在減重的同時(shí)保持綜合成本基本不變，典型應(yīng)用涵蓋保險(xiǎn)杠、車門內(nèi)護(hù)板等部件。技術(shù)層面，需從研究工程塑料流動(dòng)性等核心工藝，逐步發(fā)展到掌握結(jié)構(gòu) - 材料 - 工藝一體化設(shè)計(jì)技術(shù)。

3.2 輕量化已有相關(guān)材料應(yīng)用，特種工程塑料有望進(jìn)一步加碼此領(lǐng)域

• 目前，部分塑料已成為汽車輕量化的關(guān)鍵材料。在我國(guó)車用塑料中，PP、PU 和 PVC 使用最為廣泛，占比分別為 21.1%、19.6% 和 12.2%，三者合計(jì)占比超 50%；PC、PE、PA 使用較少，占比分別為 2.6%、6.0% 和 7.8%，三者合計(jì)占比不足 20%。

• 目前，國(guó)內(nèi)外各大人形機(jī)器人廠商已有將塑料作為人形機(jī)器人關(guān)鍵材料的案例，我們認(rèn)為特種工程塑料如 PEEK、PPS、LCP 等有望進(jìn)一步在人形機(jī)器人領(lǐng)域加碼，加速行業(yè)輕量化進(jìn)程。

3.3 特種工程塑料綜合性能優(yōu)異，是未來(lái)輕量化關(guān)鍵材料

• 特種工程塑料憑借優(yōu)異的綜合性能，正逐步替代傳統(tǒng)金屬材料，成為人形機(jī)器人輕量化的關(guān)鍵路徑。在強(qiáng)度相近的條件下，工程塑料的密度可比金屬材料降低 50% 至 70%，部分材料在耐腐蝕性、抗疲勞性等方面也展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。

• • 聚醚醚酮（PEEK）：憑借高強(qiáng)度與耐熱性，在關(guān)節(jié)部件中展現(xiàn)顯著減重效果，應(yīng)用后可使關(guān)節(jié)部件減重約 30%。

  • 聚苯硫醚（PPS）：適用于機(jī)器人骨架及耐磨運(yùn)動(dòng)部件，熱變形溫度超過(guò) 260℃，可在 220℃下長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，且耐化學(xué)腐蝕性極佳，能使結(jié)構(gòu)件減重 30%-40%。

  • 液晶聚合物（LCP）：以低介電特性與高尺寸穩(wěn)定性，被應(yīng)用于伺服電機(jī)連接器等高頻信號(hào)傳輸部件，可使結(jié)構(gòu)件減重 30%-50%。

3.4 PEEK 綜合性能高度均衡，為頂級(jí)熱塑性工程塑料

• PEEK 在工程塑料中展現(xiàn)出高度均衡的綜合性能，是全球綜合性能最好的熱塑性工程塑料之一。

• 性能優(yōu)于普通金屬：比強(qiáng)度大，在滿足強(qiáng)度要求的前提下可大幅減輕自重，成為輕量化解決方案；同時(shí)在絕緣性、耐化學(xué)性方面也優(yōu)于普通金屬。

• 耐高溫與耐磨阻燃：長(zhǎng)期使用溫度高，導(dǎo)熱系數(shù)適宜，且具備自阻燃性，無(wú)需添加阻燃劑即可達(dá)到 UL94V-0 最高阻燃等級(jí)，在 250℃高溫環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定耐磨性能。

• 化學(xué)穩(wěn)定性卓越：對(duì)各類化學(xué)藥品耐腐蝕性優(yōu)異，吸水率極低（23℃飽和吸水率僅 0.4%），可在 200℃高壓熱水和蒸汽環(huán)境中長(zhǎng)期使用，耐水解性能出色。

• 加工特性優(yōu)異：支持注塑成型、擠出成型和切削加工等多種加工方式，為其在機(jī)器人精密結(jié)構(gòu)件中的規(guī)?；瘧?yīng)用創(chuàng)造有利條件。

3.5 原材料是 PEEK 成本的核心來(lái)源，氟酮為最核心的單體

• PEEK 產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心成本制約環(huán)節(jié)在于原材料氟酮（DFBP），它是合成 PEEK 最核心的單體，成本約占 PEEK 粗粉總成本的 50%，價(jià)格波動(dòng)直接傳導(dǎo)至下游；且 DFBP 的產(chǎn)品質(zhì)量對(duì) PEEK 樹(shù)脂的機(jī)械性能與耐熱性具有決定性影響。從供給格局看，全球 DFBP 規(guī)?；a(chǎn)能集中，中國(guó)是其原材料螢石的主要開(kāi)采國(guó)，中欣氟材、新瀚新材等企業(yè)具備規(guī)?；?yīng)能力，上海螢石資源的戰(zhàn)略儲(chǔ)備為供應(yīng)鏈穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)。

3.6 國(guó)際巨頭占據(jù) PEEK 主要市場(chǎng)份額，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步提升產(chǎn)能

• 2024 年，全球 PEEK 市場(chǎng)規(guī)模約 61 億元，消費(fèi)量約 1.6 萬(wàn)噸。市場(chǎng)仍由英國(guó)威格斯、比利時(shí)索爾維和德國(guó)贏創(chuàng)等國(guó)際巨頭主導(dǎo)；國(guó)內(nèi)企業(yè)中研股份、沃特股份、君華股份等正逐步提升產(chǎn)能，但行業(yè)技術(shù)壁壘高（樹(shù)脂合成工藝復(fù)雜、生產(chǎn)線投資強(qiáng)度大，每千噸產(chǎn)能投資約 1.3 億元，且客戶認(rèn)證周期長(zhǎng)），成本與供應(yīng)端的挑戰(zhàn)仍是制約其在中高端領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。

• 全球 PEEK 市場(chǎng)呈寡頭壟斷格局，但國(guó)內(nèi)企業(yè)正加速追趕。前三大企業(yè)英國(guó)威格斯、比利時(shí)索爾維、德國(guó)贏創(chuàng)占據(jù)主要份額；2024 年國(guó)內(nèi)產(chǎn)能靠前的有山東君昊、盤錦偉英，山東君昊通過(guò)規(guī)模化生產(chǎn)降低成本，價(jià)格較進(jìn)口產(chǎn)品低 30%，2024 年銷售額突破 1.5 億元，產(chǎn)能利用率超 80%；盤錦偉英由威格斯與營(yíng)口興?；ず腺Y建設(shè)，價(jià)格較進(jìn)口低 30%~40%，2024 年逐步釋放產(chǎn)能，計(jì)劃 2025 年新增 500 噸產(chǎn)能，正拓展氫能儲(chǔ)運(yùn)等新興領(lǐng)域。

3.7 PPS 兼具熱穩(wěn)定與耐腐蝕等特性，日美中多元競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

• 聚苯硫醚（PPS）：是分子鏈含苯硫基的高性能熱塑性樹(shù)脂，熱變形溫度超 260℃，可在 220℃下長(zhǎng)期穩(wěn)定使用；耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)異，對(duì)酸、堿、鹽溶液等溶劑穩(wěn)定；密度僅 1.34-1.36g/cm3；自身為絕緣體，經(jīng)改性后可成為半導(dǎo)體，且機(jī)械特性較高。應(yīng)用廣泛：憑借優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車、精密機(jī)械等領(lǐng)域，其中汽車和電子電器是全球最大應(yīng)用領(lǐng)域，占比近 80%。

• 產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程：由美國(guó)菲利普斯公司 1968 年率先工業(yè)化合成，1985 年專利到期后日本東麗、東洋紡等企業(yè)迅速進(jìn)入并占據(jù)主導(dǎo)；中國(guó) PPS 產(chǎn)業(yè)起步較晚，當(dāng)前龍頭為新和成，年產(chǎn)能達(dá) 2.2 萬(wàn)噸。

3.8 LCP 憑借高性能特性驅(qū)動(dòng)高端應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)進(jìn)程加速追趕日美龍頭企業(yè)

• 液晶聚合物（LCP）因獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)和綜合性能，在高端制造領(lǐng)域占據(jù)重要地位。它是熔融態(tài)仍能保持分子取向有序的高性能熱塑性聚合物，集高強(qiáng)度、高耐熱性、低吸水率、優(yōu)良阻燃性與電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕及低介電常數(shù)等特性于一身，廣泛應(yīng)用于電子電器、航空航天、國(guó)防軍工及光通訊等高新技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)液晶相形成條件，LCP 可分為溶致性（LLCP）和熱致性（TLCP）兩類，其中 TLCP 可通過(guò)注塑、擠出等工藝成型，應(yīng)用范圍遠(yuǎn)超僅適用于纖維和涂料的 LLCP。

• 全球 LCP 產(chǎn)能長(zhǎng)期集中于日美企業(yè)，但國(guó)內(nèi)廠商近年正加速追趕，產(chǎn)能占比持續(xù)提升。當(dāng)前全球 LCP 產(chǎn)能主要由日本、美國(guó)企業(yè)主導(dǎo)，塞拉尼斯、寶理塑料、住友化學(xué)為行業(yè)龍頭，現(xiàn)有產(chǎn)能分別約 2.2 萬(wàn)噸、2 萬(wàn)噸、1.7 萬(wàn)噸。相較而言，我國(guó) LCP 產(chǎn)業(yè)起步較晚，但以金發(fā)科技、沃特股份、普利特為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)展顯著，現(xiàn)有產(chǎn)能已分別達(dá) 0.6 萬(wàn)噸、0.5 萬(wàn)噸、1.0 萬(wàn)噸。隨著在建產(chǎn)能持續(xù)投產(chǎn)，國(guó)產(chǎn) LCP 材料的自給率與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力正穩(wěn)步提升，為后續(xù)在各領(lǐng)域的滲透奠定了基礎(chǔ)。

3.9 注塑件市場(chǎng)前景廣闊，汽車零部件企業(yè)拓展人形機(jī)器人藍(lán)海

• 人形機(jī)器人外殼系統(tǒng)可分為骨架結(jié)構(gòu)件、外殼包覆以及連接件與緊固件，這些零部件需兼顧輕量化、高強(qiáng)度與可加工性，通常采用鋁合金、碳纖維或工程塑料。其中，外殼包覆、連接器與緊固件常以工程塑料與碳纖維為制作材料，成本約 3500-6000 元。若按單臺(tái)人形機(jī)器人注塑件價(jià)值量 5000 元計(jì)算，2030 年全球人形機(jī)器人對(duì)應(yīng)注塑件市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 102.5 億元。

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