丝杠正在成为人形机器人产业链最值得关注的零部件。开源证券报告指出,丝杠是人形机器人价值量占比最高的核心硬件,单台ASP达2.5万元,占BOM约20%。特斯拉机器人历次迭代最大的边际变化就是丝杠用量持续增加——从线性关节的18根行星滚柱丝杠,到Gen3灵巧手新增的24根微型丝杠,丝杠正从关节走向“指尖”。目前国内近百家人形机器人企业中,使用丝杠方案的仅为个位数,渗透率提升空间巨大。国内新剑传动已率先启动年产100万台丝杠量产项目,全球产业格局面临重塑。
丝杠成BOM占比20%的“黄金部件”
根据大规模量产后人形机器人单台成本2万美元测算,行星滚柱丝杠单价1000元(18根/机)贡献1.8万元,微型滚珠丝杠单价300元(24根/机)贡献7200元,两者合计2.52万元,占整机BOM约20%。特斯拉机器人历次迭代中,丝杠用量持续增加是最大的边际变化,从Optimus初代到Gen3,丝杠应用场景从线性关节拓展至灵巧手。丝杠精度直接决定了人形机器人的运动性能和操作精度。综合算法、传感能力及降本维度,开源证券预计人形机器人丝杠精度需达到C5级(任意300mm误差≤18微米),属于中高端丝杠产品。
表3:人形机器人丝杠价值量拆解(单台)| 丝杠类型 | 单台用量 | 单价(元) | 单台ASP(元) | BOM占比 |
|---|
| 行星滚柱丝杠(线性关节) | 18根 | 1,000 | 18,000 | 14.4% |
| 微型丝杠(灵巧手) | 24根 | 300 | 7,200 | 5.8% |
| 合计 | 42根 | — | 25,200 | ~20% |
Gen3灵巧手方案确定:丝杠从关节走向“指尖”
特斯拉Gen1灵巧手采用“腱绳+蜗轮蜗杆”传动方案,Gen3手确定转向“腱绳+丝杠”方案。灵巧手丝杠为微型滚珠丝杠或微型行星滚柱丝杠,单根价值量约300元,单台灵巧手需24根,贡献约7200元/台的增量价值。丝杠方案相较于蜗轮蜗杆具有更高传动效率、更高精度和更好可靠性,是实现灵巧手精细化操作能力的关键。微型丝杠制造难度极高——体积小、精度要求高、加工设备和工艺与常规丝杠不同,全球具备量产能力的企业极为有限。特斯拉Gen3手方案确定后,有望引领其他人形机器人企业向丝杠方案靠拢,打开更大的市场空间。
C5精度丝杠的三道量产门槛
C5级丝杠(任意300mm误差≤18微米)在丝杠领域属于中高端产品。从样品试制到大规模量产需要跨越三道门槛:第一道门槛是工艺验证——需理解电机输出匹配、材料热处理、内螺纹加工、车铣加工、螺纹磨制与组装等全流程工艺。第二道门槛是设备与刀具——高精度磨床定制、专用刀具管理系统、精密检测设备均需重资产投入。第三道门槛是产能爬坡——从样品到小批量、从万级到百万级的产能爬坡,对供应链管理、良率控制和成本优化提出极高要求。国内厂商在积极拥抱人形机器人方面更具执行力,新剑传动2024年12月宣布年产100万台行星滚柱丝杠产业化项目开工,成为全球首家公布大规模量产计划的企业。
国内企业面临重塑全球丝杠格局的历史契机
此前行星滚柱丝杠在全球范围内应用有限,具备规模化量产能力的企业极少。国内企业正积极加大研发和工艺投入,相比国外厂商有望更快实现量产落地。开源证券认为三类具备丝杠底层技术的企业将受益:(1)长期深耕丝杠行业的传统企业;(2)精密模具、精密部件等技术同源的企业;(3)其他具备精密加工能力的企业。推荐标的:五洲新春;受益标的:震裕科技、双林股份、北特科技、南京化纤(南京工艺)。随着特斯拉机器人平台开源和供应链逐步定型,丝杠国产化率有望从当前低位大幅提升。