人形机器人的规模化量产正在为高性能钕铁硼永磁材料开辟全新的需求蓝海。据国海证券、银河证券等多份深度报告测算,单台特斯拉Optimus人形机器人需要使用成品钕铁硼约2-4kg(对应毛坯2.8-5.7kg),其中28个无框力矩电机和12个空心杯电机均采用高性能钕铁硼材料。在技术突破的理想情况下,2030年全球人形机器人需求量有望达703万台,对应钕铁硼需求量达2.11万吨、氧化镨钕需求0.72万吨。中国高性能钕铁硼产量预计2025年将达10.5万吨(全球占比81%),人形机器人有望成为继新能源汽车之后钕铁硼领域又一增长极。
钕铁硼——人形机器人伺服系统的核心磁材
永磁材料是人形机器人伺服电机的核心材料。钕铁硼永磁材料凭借其高内禀矫顽力(11-40kOe)和高磁能积(33-50MGOe),成为人形机器人伺服电机中的优选材料,尤其是在无框力矩电机和空心杯电机中的应用。Tesla Optimus关节模组采用无框力矩电机(28个),灵巧手采用空心杯电机(12个),均使用高性能钕铁硼材料。
与铝镍钴、铁氧体、钐钴等永磁材料相比,烧结钕铁硼的综合性能优势显著。最大磁能积高达33-50MGOe(铁氧体仅0.17-5.2MGOe),剩磁强度1.17-1.48T,机械力学性能好、可切削钻孔。凭借“磁王”特性,钕铁硼实现了磁性组件的轻型化、薄型化和小型化,应用领域从传统电声电机拓展到新能源汽车、风力发电、节能家电、工业机器人以及新兴的人形机器人领域。
人形机器人量产拉动——2030年钕铁硼需求2.11万吨
人形机器人对稀土永磁的需求拉动正在从“远期故事”变为“可量化测算”。据高盛预测,在技术得到革命性突破的理想情况下,人形机器人2025-2035年销量CAGR可达94%,2035年市场规模将达1540亿美元。按照单台人形机器人使用钕铁硼3kg测算,2030年全球人形机器人钕铁硼需求量将达2.11万吨,对应氧化镨钕需求量0.72万吨。
从产业链传导看,人形机器人上游原材料及核心零部件环节中,高性能钕铁硼永磁材料直接影响关节模组的输出特性。一台Optimus有40个电机(28个无框电机+12个空心杯电机),手臂、手掌、腿部各12个电机,脖子与躯干各2个电机。随着人形机器人从2025年“万台级”迈向2030年“百万台级”出货,钕铁硼需求弹性将持续放大。
国内供给优势——2025年中国产能占全球81%
中国在高性能钕铁硼领域具有显著的供给优势。根据弗若斯特沙利文数据,2020年国内高性能钕铁硼磁材产量4.6万吨,全球产能占比70%;预计2025年国内产量将上升至10.5万吨,全球占比提升至81%。海外生产厂商以日本为主(日立金属、TDK、信越化学),在工艺技术和专利方面具有先发优势,但中国头部企业正在加速追赶。
国内高性能钕铁硼产能主要集中在金力永磁、中科三环、宁波韵升、正海磁材、大地熊等上市公司。金力永磁已与特斯拉签署零部件采购协议,为特斯拉供应新能源汽车磁钢,并掌握晶界渗透技术等六大核心技术。宁波韵升现有产能2.1万吨,远期规划3.6万吨。人形机器人量产将有望为国内高性能钕铁硼龙头企业带来明确的增量订单和业绩弹性。
表1:人形机器人对稀土需求测算(2025-2030E)| 年份 | 2025E | 2026E | 2027E | 2028E | 2029E | 2030E |
|---|
| 全球人形机器人需求量(万台) | 5 | 43 | 83 | 270 | 434 | 703 |
| 钕铁硼单位用量(kg/台) | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 人形机器人钕铁硼需求量(万吨) | 0.02 | 0.13 | 0.25 | 0.81 | 1.30 | 2.11 |
| 人形机器人氧化镨钕需求量(万吨) | 0.01 | 0.04 | 0.08 | 0.28 | 0.44 | 0.72 |