人形机器人系列报告：丝杠：核心传动部件，人形机器人开启成长空间

有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 机器人专题 行业研究 | 深度报告 ⚫ 丝杠是核心传动部件，壁垒高国产替代空间广阔。丝杠是机械设备中将回转运动、直线运动相互转换的传动元件，主要应用于传动和控制系统中，广泛应用于数控机床、制造设备、机器人、精密仪器等领域。丝杠的高壁垒主要是体现在加工工艺、生产设备、原材料方面。1）滚珠丝杠：2022年中国大陆滚珠丝杠市场高端国产化率仅占5%，中端国产化率为30%，国产替代空间广阔。根据Verified Market Research预测，2030年全球滚珠丝杠市场将达约28.13亿美元。2）行星滚柱丝杠：与滚珠丝杠相比，行星滚柱丝杠具备更强的承载力和更高的传动效率（90%以上）。根据前瞻产业研究院预测，2022年我国行星滚柱丝杠市场规模约为4.4亿元。但是2022年中国行星滚柱丝杠市场国产化率仅为19%。3）梯形丝杠：结构简单但传动效率较低，同时具有自锁性好、寿命长等特点。 ⚫ 人形机器人开启丝杠成长空间，国产替代有望加速。特斯拉人形机器人进展迅速，在两年不到的时间内实现了快速迭代，完成了开发平台建造、Optimus产品亮相以及电机扭矩控制、环境探测与记忆、双手复杂任务等能力的实现。特斯拉发布的最新一代Optimus在身体机械部分有28个关节(14个旋转执行器+14个线性执行器)，2个灵巧手共有12个关节(6个执行器*2)。在线性执行器中，人形机器人大多采用反式行星滚柱丝杠，考虑到人形机器人的放量市场将快速扩容，我们对不同情景进行测算，当特斯拉人形机器人产量达到50万、100万、200万台时，全球行星滚柱丝杠市场空间可能分别新增99亿元、166亿元、280亿元。伴随行星滚柱丝杠市场的高增，国产替代有望加速突破。 ⚫ 人形机器人产业机遇下，我们也看好高端装备国产化提速。人形机器人的放量必将催生我国高端制造领域自主可控的迫切需求。例如丝杠行业的核心设备螺纹磨床国产化率低，尤其高精度螺纹磨床基本依赖于进口。我们认为，未来人形机器人的放量，产业链降本诉求将不断提升，高端装备将成为全产业链降本的关键环节之一，因此人形机器人产业机遇下，高端装备国产化有望提速。 ⚫ 人形机器人产业机遇下，丝杠是核心传动部件，壁垒高国产化率低，我们认为以特斯拉Optimus为代表的人形机器人如果进展顺利并逐步放量，将新增百亿级别的行星滚柱丝杠市场空间；同时我们认为全产业链降本诉求下，高端装备国产化有望提速。建议关注产业链相关公司： 五洲新春(603667，买入)、贝斯特(300580，未评级)（汽车组）、恒立液压(601100，未评级)、秦川机床(000837，未评级)、鼎智科技(873593，未评级)（电新组）、禾川科技(688320，未评级)（电新组）、长盛轴承(300718，未评级)、田中精机(300461，未评级)、华辰装备(300809，未评级)、日发精机(002520，未评级)。 风险提示 ⚫ 丝杠下游需求不及预期；人形机器人进展不及预期；国产替代进程不及预期；行业竞争加剧；假设条件变化影响测算结果。 投资建议与投资标的 核心观点 国家/地区 中国 行业 机械设备行业 报告发布日期 2023年10月25日 王天一 021-63325888*6126 wangtianyi@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860510120021 杨震 021-63325888*6090 yangzhen@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860520060002 香港证监会牌照：BSW113 丁昊 dinghao@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860522080002 刘嘉倩 liujiaqian@orientsec.com.cn 9月叉车机床数据转好，一带一路有望助推出口：——机械行业周报 2023-10-21 国家支持工业母机发展，高端装备企业将持续受益：——机械行业周报 2023-09-25 数据转暖，通用自动化复苏途中：——机械行业周报 2023-09-19 丝杠：核心传动部件，人形机器人开启成长空间 ——人形机器人系列报告 看好（维持） 机械设备行业深度报告 —— 丝杠：核心传动部件，人形机器人开启成长空间 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 目录 1.丝杠：核心传动部件，高壁垒国产替代空间广阔 ......................................... 5 1.1丝杠：高端精密直线运动的核心部件 ............................................................................ 5 1.2滚珠丝杠：中高端国产化率低，国产替代空间广阔 ...................................................... 7 1.3行星滚柱丝杠：性能更优异，壁垒较高 ...................................................................... 11 1.4梯形丝杠：传动效率较低，具备自锁性 ...................................................................... 15 2.人形机器人开启丝杠成长空间，国产替代有望加速 ................................... 16 2.1滚珠丝杠：预计2030年全球市场规模可达28.13亿美元 ........................................... 16 2.2行星滚柱丝杠：人形机器人带来新机遇，百亿市场待开启 .......................................... 17 3.相关标的介绍 ............................................................................................ 22 3.1五洲新春：轴承磨前共性底层技术龙头，积极布局机器人领域 .................................. 22 3.2新剑传动（未上市）：深耕丝杠领域经验丰富，具备年产350万套产能 ..................... 23 3.3贝斯特：涡轮增压器零部件龙头，丝杠导轨业务有序推进 .......................................... 24 3.4恒立液压：国内液压龙头，线性驱动器项目预计2024年Q2投产 ............................. 25 3.5秦川机床：高端数控机床国产替代领军企业，定增扩产滚珠丝杠相关产能 ................. 25 3.6鼎智科技：微特电机“小巨人”，布局空心杯电机和行星滚柱丝杠 ................................ 26 3.7禾川科技：国内工业自动化控制引领者，可转债募资打造利润新增长点 .................... 27 3.8长盛轴承：专精特新“小巨人”，定增拟扩建滚珠丝杠 .................................................. 28 3.9南京工艺（未上市）：科改焕发新活力，聚焦精密滚动部件 ........................................ 29 3.10田中精机：国内精密绕线设备领导者，空心杯电机绕组设备供应商 ......................... 30 3.11华辰装备：国内数控轧辊磨床领军者，携手贝斯特共研直线导轨磨床 ...................... 31 3.12日发精机：致力中高端机床国产化，推动数控螺纹磨床国产替代 ............................. 32 投资建议 ...................................................................................................... 33 风险提示 ...................................................................................................... 33 机械设备行业深度报告 —— 丝杠：核心传动部件，人形机器人开启成长空间 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 3 图表目录 图1：行星滚柱丝杠产业链示意图 ................................................................................................ 6 图2：日本Mitsui Seiki三井精机螺纹磨床.................................................................................... 7 图3：德国SMS通用螺纹磨床US/UL .......................................................................................... 7 图4：滚珠丝杠示意图 .................................................................................................................. 7 图5：滚珠丝杠组成...................................................................................................................... 7 图6：2022年滚珠丝杠中国大陆高端市场竞争格局（销售额占比）........................................... 11 图7：2022年滚珠丝杠中国大陆中端市场竞争格局（销售额占比）........................................... 11 图8：行星滚柱丝杠结构示意图 .................................................................................................. 11 图9：2020年中国行星滚柱丝杠下游需求分析 ........................................................................... 13 图10：2004-2023全球行星滚柱丝杠行业专利申请数量（单位：项） ....................................... 13 图11：2022年行星滚柱丝杠国内市场竞争格局（销售额占比） ................................................ 14 图12：梯形丝杠结