出品 | 妙投APP
作者 | 董必政
头图 | 视觉中国
核心看点：
特斯拉人形机器人的丝杠方案以行星滚柱丝杠为主；
若特斯拉人形机器人量产百万台，将给滚柱丝杠带来百亿市场增量；
丝杠行业壁垒较高，先发企业有望迎来发展机遇。
自马斯克亮相人形机器人“擎天柱”后，相关人形机器人板块备受资本市场关注。在人形机器人中，丝杠是诸多零部件中价值量较高的一环。据有关机构统计，丝杠在人形机器人核心零部件价值量为14%。
妙投认为，一旦人形机器人开始规模化量产，将给丝杠行业带来新的发展机遇，值得关注。那么，人形机器人量产，会给丝杠行业带来多大的市场增量呢？相关的丝杠竞争格局又是怎样的？哪些企业有望受益呢？让我们一起来探讨一下。
一、滚柱丝杠有望迎来百亿增量市场
丝杠是一种机械传动元件，通常用于将旋转运动转换为线性运动。它主要由丝杠和螺母两部分组成。丝杠是一种具有螺纹母线的长条状零件，而螺母则是一种外部具有螺纹母线的零件。螺母可以通过转动丝杠来移动沿丝杠的方向。
从设计结构角度，丝杠的类型可分为：梯形丝杠、滚珠丝杠以及滚柱丝杠。其中，梯形丝杠中无滚动体，靠滑动摩擦传递推力，传动效率较低；滚珠和滚柱丝杠具有钢球或螺杆型的滚动体，靠滚动摩擦传递推力，传动效率较高。
从应用场景来看，丝杠主要应用于数控机床、新能源汽车、航空航天、军工、机器人等领域。接下来，我们主要对人形机器人所使用的丝杠进行探讨。
在人形机器人中，丝杠是诸多零部件中价值量较高的一环。据机构统计，丝杠在人形机器人核心零部件价值量为14%。另外，根据观研报告网，在特斯拉的“擎天柱”的成本中，丝杠占机器人总制造成本的12.07%，仅次于电机的成本占比。
目前来看，特斯拉对未来规模化量产作出了较为明确的规划，目标25年交付100万台，也是诸多机器人中规模化量产的可能性最高的。这里，我们主要对特斯拉人形机器人作为对象进行探讨。
从特斯拉2022 AI day发布会来看，特斯拉的“擎天柱”拥有28个自由度，由14个线性执行器与14个旋转关节组成，分布于肘部、腕部和腿部的3种线性执行器均配置滚柱丝杠。
对于特斯拉的“擎天柱”的直线关节的方案，资本市场对此略有分歧。有机构认为，在14个线性关节中，有10个关节选取行星滚柱丝杠方案，4个选取梯形丝杠方案；也有机构认为，14个线性关节各使用1个行星滚柱丝杠。不管哪种方案都足以说明，特斯拉人形机器人量产有望为行星滚柱丝杠带来较大的市场增量。
在人形机器人发展的早期阶段，行星滚柱丝杠因数量少且需定制化，单价高。随着特斯拉机器人规模化量产，单根丝杠价格呈下降趋势。目前，单根行星滚柱丝杠价格约12000元；据机构预计，当特斯拉人形机器人产量达到万台级别时，单根行星滚柱丝杠价格约降至907元。
经初步测算，当特斯拉人形机器人量产100万台时，1台特斯拉的人形机器人使用10~14根行星滚柱丝杠，相对应的市场空间为90.7~126.98亿元。
除了特斯拉采用行星滚柱丝杠之外，北理工的华汇的人形机器人也采用行星滚柱丝杠。而其他机器人的丝杠方案并未被详细披露，不排除也会采用行星滚柱丝杠。
妙投认为，若特斯拉及其他厂商的人形机器人量产，有望给行星滚柱丝杠带来超百亿的市场空间。
就目前而言，滚柱丝杠属于市场上比较小众的一款传动产品，由于其造价较高，全球产能有限，加之前期市场推广力度不够，导致目前使用这款产品的国内客户数量有限。根据PersistenceMarketResearch的统计数据，2022年全球滚柱丝杠市场规模接近2.85亿美元。
可见，人形机器人量产将给滚柱丝杠的市场带来巨大的增长。
那么，什么样的丝杠厂商能够把握住这次机遇呢？让我们接下来继续探讨。
二、先发企业迎来发展机遇
从滚柱丝杠的竞争格局来看，行业参与者以海外企业为主。目前世界范围内生产滚柱丝杠并参与市场竞争的厂家主要有：SKF（瑞典）、Rollvis（瑞士）、GSA（瑞士）、Rexroth（德国）、CMC（美国）、南京工艺（中国大陆）、济宁博特（中国大陆）、优仕特（中国台湾）。除这些品牌外，还有Moog（美国）、PowerJacks（英国）也有生产滚柱丝杠的能力，但产品不外销，主要用于自身生产的电动缸等产品使用。
目前进入滚柱丝杠的最大壁垒，在于加工工艺、对生产设备要求高。
在加工工艺方面，螺纹牙型的设计通过决定滚柱-螺母间啮合点位置与轴向间隙大小来决定丝杠的性能。丝杠行业先进入者凭借经验可提炼出成熟的螺纹牙型设计方式与加工工艺，抢占市场份额。此外，这些厂商更容易导入头部客户并形成粘性，通过客户的反馈，再对加工工艺进行改进形成良性循环。
在生产设备要求方面，国内主要采用先车削、后磨削的加工方式。磨削为核心工艺，约占整个加工过程的2/3，使用的设备是数控螺纹磨床，根据丝杠精度要求不同，选择中高端数控螺纹磨床或高端数控螺纹磨床。目前，核心设备数控螺纹磨床的国产化率低，特别是生产高端丝杠的高精度螺纹磨床基本完全依赖进口。
因此，在加工工艺、生产设备有一定的积累的企业，具有一定的先发优势，如：南京工艺、新剑传动等。
目前，南京工艺、新剑传动均未上市。其中，新剑传动自2008年开始研发行星滚柱丝杠，2022年开始批量化生产，成为国内首家具备行星滚柱丝杠批量化生产能力的公司，年产能300万套。据南京工艺的官网内容，公司建有滚动功能部件全性能试验室，具备行星滚柱丝杠批量化生产能力。
而国内行星滚柱丝杠生产企业较为稀缺，大部分还处于研发或小批量生产状态，成熟规模应用的产品较少。
另外，也有其他的精密加工企业正在切入滚柱丝杠赛道。例如：贝斯特设立全资子公司无锡宇华精机，引进生产及检测等进口设备约300台套，配套软件及系统、公辅设施等30余套，用于生产高精度滚珠/滚柱丝杠副、高精度滚动导轨副等；2022年恒立液压开启了线性驱动器的定增项目，该项目达产后将形成年产750根行星滚柱丝杠电动缸及其他滚珠丝杠电动缸等。
当下，能进入特斯拉供应链的丝杠企业，其受益确定性相对更高。
据拓普集团的调研纪要显示，特斯拉的人形机器人的执行器均由拓普来生产。其中，执行器中用到的行星滚柱丝杠由新剑传动加工。
因此，妙投认为，一旦特斯拉的“擎天柱”开始量产，新剑传动、拓普集团等相关供应商有望受益。而贝斯特、恒立液压等后发企业的滚柱丝杠产品，能否进入其他机器人厂商的供应链，仍需观察。
三、小结
受益于特斯拉等人形机器人的量产，行星滚柱丝杠有望迎来百亿规模的市场增量。在加工工艺、生产设备有一定的积累的企业，具有一定的先发优势，如：新剑传动（未上市）、南京工艺（未上市）等。
目前，上市公司在行星滚柱丝杠业务上没有优势，正在布局行星滚柱丝杠业务，如：贝斯特、恒立液压等。
从消息面来看，特斯拉的人形机器人的执行器均由拓普来生产。其中，执行器中用到的行星滚柱丝杠由新剑传动加工。因此，新剑传动、拓普集团有望受益。
免责声明：本文内容仅供参照，文中信息或所表达的意见不构成投资建议，请读者谨慎作出投资决策。
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