制造业专题 | 隐藏在人形机器人的丝杠,有国产替代的潜力吗?

（以下内容从天风国际证券《制造业专题 | 隐藏在人形机器人的丝杠,有国产替代的潜力吗?》研报附件原文摘录）
　　机器人通常需要在三维空间中自由移动，并根据任务要求控制其末端执行器的位置和姿态。那在这个过程中，丝杠可以使机器人快速、精准地完成这些动作，提高了机器人的工作效率和精度。 图片来源于：网络 根据特斯拉 AI Day信息，特斯拉人形机器人下肢腿部将采用无框电机与行星滚柱丝杠的线性执行器。在全球人口约 82 亿人，机器人渗透率 12 台/万人的情况下，特斯拉人形机器人有望打开滚珠丝杠、行星滚柱丝杠应用空间。 图片来源于：国金证券 常见的丝杠产品包括：滑动丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。其中行星滚柱丝杠为丝杠中的高精尖分支，从无人问津到炙手可热，未来渗透率有望继续提升。 图片来源于：财通证券 ·滚珠丝杆：受益于汽车智能化渗透率提升： 滑动丝杆和滚珠丝杆是机械设备中最常见的两种丝杆。其中滑动丝杠结构简单，制造方便，所以在机床上应用比较广泛。而滚珠、滚柱丝杠相比而言，摩擦力小，传动效率高，精度也高，因此也更为常用，并且其制造工艺比较复杂，常用于中高档汽车电子驻车系统，目前也受益于汽车智能化渗透率提升，单车价值量上千。 图片来源于：《汽车电动助力转向系统选型研究》 目前日立汽车旗下的东机工（TOKICO），早在 2008 年就开发成功 E-ACT 的线控制动系统，采用滚珠丝杠做力矩变换，将电机旋转力矩转换为水平移动力矩；；2016 年初，博世推出了第二代iBooster，从二级蜗轮蜗杆改用一级滚珠丝杠减速，体积大幅度缩小，控制精度有所提高。 图片来源于：博世 根据国金证券数据显示，在目前新能源汽车渗透率逐步上升的情况下，未来汽车用滚珠丝杠单车价值量有望达 1000 元，车端滚珠丝杠市场有望超百亿元。而如果考虑到安全问题时，在座椅、移门、悬挂等领域也将使用滚珠丝杠，那么滚珠丝杠的单车价值量将会更高。 图片来源于：国金证券 · 行星滚柱丝杠：因人形机器人有望打开应用空间 行星滚柱丝杠技术方面的相关专利从 20 世纪 40 年代开始出现，而后大致可分为两个阶段，即萌芽期（2009 年之前）和成长期（2010 年至今）。在萌芽期，技术专利主要涉及行星滚柱丝杠的总体结构设计及其加工制造技术方面，主要申请人有：日本丰田、德国舍弗勒、SKF 等。在成长期阶段，中国专利申请数量不断提升，专利内容从总体结构加工制造发散至对传动精度、效率等的提升。 图片来源于：德邦证券 与滚珠丝杠相比，行星滚柱丝杠由于滚柱丝杠不需循环装置且滚柱之间不会发生相互碰撞，接触点较滚珠丝杠副多，其在承载能力、传动精度、轴向刚度、速度及加速度等方面明显优于滚珠丝杠。但由于结构复杂、加工难度大和成本高，一直没有得到广泛应用。 图片来源于：网络 · 国内外产品差异来源于：工艺、设备 目前，海外的行业巨头（如德国 Schaeffler、美国 Exlar、瑞士Rollvis、瑞典 SKF 等）已形成成熟的滚珠丝杠、行星滚柱丝杠产品系统。并在精度等级、润滑维护、应用平台等方面形成了一定的理论体系，在滚珠丝杠领域占据主导，更是在行星滚柱丝杠领域形成了技术垄断。而中国厂家在高速、高精度滚珠丝杠产品在质量稳定性、精度保持性、疲劳寿命等方面还未达到海外龙头企业的制造水平，并且对行星滚柱丝杠的研制还处在初始阶段。 图片来源于：网络 根据华经产业研究院预测，2022 年全球滚珠丝杠市场空间约 19 亿美元，中国滚珠丝杠市场空间约 28 亿元。目前全球主要的滚珠丝杆厂商有： NSK、THK、SKF 等，日本和欧洲滚珠丝杆企业占据了全球约70%的市场份额。中国相关企业较少，主要有：秦川机床、新剑传动、恒立液压、贝斯特、鼎智科技等。 图片来源于：华经产业研究院 差距在于：淬火工艺、精加工工艺、检测设备。 1）材料端：瑞典 SKF 公司标准丝杠表面都经过硬化处理加工，德国Bosch Rexroth 丝杠材料采用高品质、经热处理钢。中国的滚珠/柱丝杠采用的轴承钢，在配方、除杂方面有所差距。 图片来源于：Ewellix 2）设备端：“卡脖子”环节。 中国加工设备及检测仪器相对落后，当前最先进设备集中在日欧。并且海外对精密设备存在出口限制，且不向中国企业出口最优设备。所以中国企业在获得设备后需经过大量的调试提升至目标精度，非常依赖 know-how 的积累。国产设备目前主要由：汉江机床提供，设备价格较海外更低。 图片来源于：网络 自“增强制造业核心竞争力”2022 年首次被写入政府工作报告后，推进重大技术装备国产化、推进关键零部件国产化是落实国家战略的需要，也是中国高端制造业“走出去”的重要突破点。滚动功能部件作为多项重要下游领域关键零部件，国产制造商正处于布局加速阶段，定位高端以及新兴应用领域，如高端机床、新能源汽车、人形机器人等。 舍弗勒（德国证券代码为SHA015）：舍弗勒集团于 2022 年收购 Ewellix 公司，在原有基础上继续增长滚珠丝杠业务实力。Ewellix 公司前身为 SKF 行星滚柱丝杠生产部门，Ewellix 正式加入舍弗勒集团为舍弗勒行星滚柱丝杠部门增添重要动力。Ewellix 原为全球领先的驱动和线性运动解决方案制造商和供应商。其核心产品用途广泛，包括医疗技术、移动机械、装配自动化和机器人，以及其他各个工业领域。 SKF（斯凯孚）：于 1907 年在瑞典哥德堡创立，SKF 当前在全球轴承制造与创新领域居全球领先地位，在致力于轴承、密封件和润滑系统的开发、设计和制造的同时，提供机器状态评估、可靠性工程设计和再制造服务，为客户提供全生态一站式服务。近年来，SKF 持续致力于打造更加以客户为中心、稳健盈利能力、高速增长、更精益的 SKF。 NSK：上市于东京证券交易所。是日本首家轴承制造商，也是目前日本最大轴承制造商，在 2020 年全球市场份额位居第三。业务方面，NSK利用生产轴承锤炼出的精密加工技术，开展工业机械轴承、精密机械及零部件以及汽车轴承和组件业务。推动多方位的事业拓展。 秦川机床（000837）：滚柱丝杠产品的精度达到领先水平，已批量应用于机床领域。目前子公司汉江机床的核心产品滚珠丝杠和导轨，一方面用于公司自身产品，另一方面外销应用于机床、自动化及新能源汽车等高端制造领域。目前公司的丝杠产品由 P1 级提升到 P0 级，精度水平达到国际先进水平。 恒立液压（601100）：2023 年 1 月 6 日，恒立液压完成以 56.4 元/股增发为 3546 万股、募集资金总额为约 20 亿元的非公开发行。其中，线性驱动项目拟投入 15亿元实现产品的电动化升级，包括电动缸和滚珠丝杠的生产。该项目达产后将形成年产104,000 根标准滚珠丝杠电动缸、4,500 根重载滚珠丝杠电动缸、750 根行星滚柱丝杆电动缸、100,000米标准滚珠丝杠和 100,000 米重载滚珠丝杠的生产能力。 贝斯特（300580）：公司已开始布局机床等领域用的滚珠丝杠产品。目前公司全面布局直线滚动功能部件，通过全资子公司宇华精机落实“高端装备核心滚动功能部件研发及产业化项目”，产品主要包括高精度滚珠丝杠副、高精度滚动导轨副等，面向高端机床、半导体、自动化等下游领域。 五洲新春（603667）：已成功研发车用滚珠丝杠产品，并在推进产品商业化销售。已经研发成功丝杆螺母转向系统轴承组件，并应用于新能源汽车转向系统、电子刹车和驻车系统、变速箱和主动悬架系统等。目前已经在 EPB、EMB 及 EHB 领域均已在和国内知名系统集成商及主机厂进行深入沟通，进展顺利。 长盛轴承（300718）：目前公司已经取得商用车主机厂的滚柱丝杠产品定点，其他乘用车客户正在开发及交样过程中，预计今年年内会有得到汽车行业客户的量产计划。 恒而达（300946）：是一家专注于金属新材料领域的国家高新技术企业，主要从事模切工具、锯切工具、裁切工具等金属切削工具研发、生产和销售，并逐步延伸至产业链下游，为客户提供配套智能数控装备。 南方精工（002553）：南方精工是一家专业从事传动领域轴承及其相关零部件的制造和研发的公司。公司主要生产滚针轴承、单向离合器和单向滑轮总成，其系列产品已为多家世界 500 强企业以及全球诸多著名公司配套。公司滚珠丝杠产品目前主要用于汽车行业。 汇川技术（300124）：专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，定位服务于高端设备制造商。2023 年 5 月，汇川技术正式完成对韩国 SBC Linear Co.,Ltd.（简称“SBC”）的收购，SBC 公司产品主要包括：滚珠直线导轨（Ball Guide）、滚柱直线导轨（Roller Guide）、轧制丝杠和搬运用滑轨，产品在精度保持性、噪声、刚性等指标居于行业前列。 本文件由天风国际证券集团有限公司, 天风国际证券与期货有限公司（证监会中央编号：BAV573）及天风国际资产管理有限公司（证监会中央编号：ASF056）（合称“天风国际集团”）编制，所载资料可能以若干假设为基础，仅供专业投资者作非商业用途及参考之用途，会因经济、市场及其他情况而随时更改而毋须另行通知。任何媒体、网站或个人未经授权不得转载、链接、转贴或以其他方式复制发表本文件及任何内容。已获授权者，在使用本文件或任何内容时必须注明稿件来源于天风国际集团，并承诺遵守相关法例及一切使用的国际惯例，不为任何非法目的或以任何非法方式使用本文件，违者将依法追究相关法律责任。本文件所引用之数据或资料可能得自第三方，天风国际集团将尽可能确认资料来源之可靠性，但天风国际集团并不对第三方所提供数据或资料之准确性负责。且天风国际集团不会就本文件所载任何资料、预测及／或意见的公平性、准确性、时限性、完整性或正确性，以及任何该等预测及／或意见所依据的基准作出任何明文或暗示的保证、陈述、担保或承诺而负责或承担任何法律责任。本文件中如有类似前瞻性陈述之内容，此等内容或陈述不得视为对任何将来表现之保证，且应注意实际情况或发展可能与该等陈述有重大落差。本文件并非及不应被视为邀约、招揽、邀请、建议买卖任何投资产品或投资决策之依据，亦不应被诠释为专业意见。阅览本文件的人士或在作出任何投资决策前，应完全了解其风险以及有关法律、赋税及会计的特点及后果，并根据个人的情况决定投资是否切合个人的投资目标，以及能否承担有关风险，必要时应寻求适当的专业意见。投资涉及风险。敬请投资者注意，证券及投资的价值可升亦可跌，过往的表现不一定可以预示日后的表现。在若干国家，传阅及分派本文件的方式可能受法律或规例所限制。获取本文件的人士须知悉及遵守该等限制。

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