轻量化在人形机器人中的重要性 - 轻量化可解决人形机器人续航、散热、零部件性能不达标、灵活度不足等痛点 [2] - 主流主机厂如特斯拉、优必选正在发力轻量化，特斯拉Optimus Gen2较Gen1减重10kg，行走速度提升30% [14][15] - 轻量化路径分为结构轻量化和材料轻量化，当前材料轻量化是主流 [2][18] 工程塑料PEEK - PEEK位于工程塑料金字塔顶端，性能优异，24年价格高达30万元/吨 [3] - 24年全球/中国PEEK市场空间为61/19亿元，预计2027年达85/28亿元，CAGR分别为11%/13% [3] - 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% [3] - PEEK生产工艺复杂，熔指、黏度、结晶性等核心指标平衡难度大 [60][67] 镁合金材料 - 镁合金是优质轻质合金，比强度高、延展性好、抗电磁干扰能力强 [37] - 截至5月镁铝价格比仅0.87，经济性凸显，可实现轻量化同时降本 [43][44] - 宝武镁业和埃斯顿联合推出镁合金工业机器人，实现减重11%，能耗降低10% [46] 尼龙材料 - PA6和PA66具有优异抗冲击性和柔韧性，2018-2023年CAGR不足5% [5] - PA6格局分散，2022年产能CR4不足25%，PA66较为集中，CR3达75% [5] - 尼龙在汽车发动机、燃油供给系统等已大量成熟应用 [5][124] 人形机器人轻量化应用 - 关节模组占整机重量约40%，是减重核心 [132][134] - 谐波减速器中PEEK刚轮是减重首选，头部厂商已有专利布局 [137][138] - 滚柱丝杠采用PEEK减重效果突出但加工难度大 [139][140] - 无框电机轻量化核心是磁材选择和磁路设计 [147][149] - 百万台人形机器人中PEEK/镁合金/改性尼龙市场空间分别为20/3/3亿元 [158]

报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 轻量化是人形机器人商业化前夕的进修课，可解决续航、散热等痛点，主流主机厂正发力，当前主流路径是材料轻量化 [2][8][9] - 不同材料在人形机器人轻量化中有不同应用和特点，综合考虑市场空间、竞争格局、技术难度，PEEK>镁合金>尼龙 [2] - 推荐关注轻量化应用、PEEK、PA尼龙、镁合金等相关标的 [2] 根据相关目录分别进行总结 PART1 轻量化：人形机器人量产前夕的进修课 - 轻量化可解决人形机器人续航、散热等痛点，提高续航、降低零部件要求、提升灵活度、易于搬运，主流主机厂正发力，如特斯拉第二代人形机器人减重，部分赛事机器人进行轻量化设计 [8][9] - 轻量化路径分为结构轻量化和材料轻量化，结构轻量化通过参数等优化实现“0成本”轻量化，材料轻量化采用镁铝合金或“以塑代钢”降低密度，目前基于材料设计结构尚处早期 [13] PART2 结构轻量化：方案确定后的0成本优化 - 参数优化是最简单直接的轻量化方式，通过改变尺寸、布局、厚度等优化结构，还可针对关节定制化选型 [15] - 拓扑优化是对材料删减的细化，在工程机械等领域广泛应用，预计随产业进步，更多拓扑优化后的人形机器人零部件将出现 [22] - 集成化可参考新能源车，在关节模组和结构件领域进行设计，关节模组集成化可减少连接件、节省空间，但研发难度大；结构件集成化采用一体化压铸技术，可减重并提升强度 [24] - 结构轻量化受制于技术路径未收敛和企业跨界能力有限，当前整机及零部件方案多样，核心性能未达理想，且本体厂商多为初创企业，零部件厂商跨界设计能力不足 [27] PART3 材料轻量化 - 镁合金 - 镁合金是优质轻质合金，比强度高、延展性好等，已在汽车轻量化中成熟应用，如奥迪A8采用相关技术减轻车身重量 [33] - 镁合金抗腐蚀性低、易燃易爆，但有成熟解决方案，如表面钝化等处理抗腐蚀性，加入保护气体和采用半固态技术处理易燃易爆问题 [36] - 镁价处于低位，经济性凸显，截至5月镁铝价格比仅0.87，性价比显著，在工业和人形机器人中已有初步尝试，如埃斯顿镁合金工业机器人减重、降耗等 [37][40] PART4 材料轻量化 - PEEK - PEEK位于工程塑料金字塔顶端，性能优异，刚性、韧性、耐热、耐腐蚀等方面表现好，是“以塑代钢”的优选材料 [50] - PEEK核心原材料为DFBP，原材料成本占比高，氟酮约占PEEK粗粉成本的50%，氟酮原料易得，但工艺和产能壁垒高 [54][55] - PEEK生产壁垒高，需平衡熔指、黏度、结晶性等指标，还可通过改性优化性能，大容量反应釜有助于控制批次稳定性 [57][68][69] - PEEK新应用验证周期长，各厂商积极与下游联合研发加快应用拓展，预计2027年全球/中国市场规模将达85/28亿元，24 - 27年CAGR分别为11%/13% [74][77] - PEEK全球供给集中，海外三大巨头2021年市占率合计达86%，各厂家纷纷扩产，预计2027年国内实际产能达5400吨/年 [87][92] PART5 材料轻量化 - 尼龙 - PA6抗冲击性和柔韧性好，PA66耐热性、刚性和强度高，随着己二腈国产化，尼龙66价格下行，下游应用扩展 [103] - 我国尼龙6需求成熟稳定，2019 - 2023年CAGR达8.17%，主要应用于民用消费品；尼龙66 2018 - 2022年CAGR为1.77%，主要应用于工业制造 [108] - PA6供给稳定，2019 - 2023年CAGR达7.29%，格局分散；PA66产能快速扩张，2024年同比+39%，格局集中，2022年我国PA66 CR3达75% [113] - 尼龙在汽车领域已成熟应用，在机器人领域“以塑代钢”优势显著，未来可期，如在工业和协作机器人传动部件中有应用 [118] PART6 产业链标的梳理 - 科达利是全球结构件龙头，盈利能力稳定，2024年业绩良好，机器人业务卡位谐波减速器，发布PEEK材料谐波减速器，拓展关节总成，2030年弹性可观 [165] - 肇民科技是汽车精密注塑件领先企业，2024年营收和利润增长，进军机器人产业链，开发精密零部件新品 [170] - 恒勃股份专注车辆系统配套，2024年营收和利润增长，在轻量化领域布局汽车和摩托车进气系统等核心部件，推进国产替代 [176] - 旭升集团是压铸老兵，工艺全覆盖，2020 - 2024年营收增长，铝镁合金能力复用，拓展机器人市场 [181] - 宝武镁业是国内最大专业化镁合金生产商，2024年营收增长但利润受镁价影响下降，与埃斯顿合作，涉足工业机器人，未来将用于人形机器人 [187] - 中研股份集PEEK研发等为一体，24年业绩受多种因素影响下降，年产能达千吨级，规划二期产能扩张，在新能源汽车领域战略布局 [191] - 新瀚新材专注特种工程塑料原料，24年营收和利润下降，DFBP新产能稳定运行，供应能力和客户粘性增强 [196] - 中欣氟材专注高端含氟材料，2022 - 2024年营收和利润下降，完善产业链，拓展新兴领域，布局人形机器人产业链上游 [201] - 南山智尚是国内精纺呢绒龙头，24年营收微升、利润微降，25Q1营收和利润增加，成为国内领先的UHMWPE制造商，拓展机器人相关领域应用 [205] PART7 投资建议&风险提示 - 投资建议：轻量化应用推荐科达利，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；镁合金推荐旭升集团，建议关注宝武镁业 [209]