人 形 机 器 人 丝 杠 行 业 深 度 报 告：核 心 传 动 精 密 部 件，国 产 化 未 来 可 期证券研究报告2024年06月26日汽车戴畅(证券分析师)吴铭杰(联系人)S0350523120004 S 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2沪深 3 0 0表现表现 1M 3M 12M汽车-0.1%-4.4%-2.6%沪深300-3.4%-1.8%-8.6%最近一年走势相关报告人形机器人行业深度报告：人形机器人从0到1，国产化&软件赋能带来行业变革（推荐）*汽车*戴畅2024-04-11汽车行业周报：国际智能网联汽车技术年会热议车路云一体化，华为云正式布局具身智能领域（推荐）*汽车*戴畅2024-06-23汽车行业深度报告-汽车出海系列 俄罗斯汽车市场展望：恢复向上的总销量，崛起放量的中国车（推荐）*汽车*王琭，戴畅2024-06-23汽车行业周报：5月乘用车产销同环比微增，长安子品牌深蓝G318正式全球上市（推荐）*汽车*戴畅2024-06-16汽车事件点评：欧盟拟对部分中国车企纯电车加征进口关税，中国车企全球崛起大趋势不改（推荐）*汽车*戴畅2024-06-13-22%-16%-10%-3%3%10%23/6 23/8 23/10 23/12 24/2 24/4 24/6汽车 沪深300ZXBYuNtOnOoPrPtQrMqPoPaQbP9PoMnNoMnRlOnNsMjMpNuMbRnNwOuOsOqOxNnNoP请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3重点关注公司及盈利预测重点公司代码 股票名称2024/06/26 EPS PE投资评级股价 2023 2024E 2025E 2023 2024E 2025E603009.SH 北特科技 18.60 0.14 0.23 0.39 105.93 79.21 46.68 买入300580.SZ 贝斯特 15.24 0.83 1.03 1.25 36.50 24.38 20.01 买入603667.SH 五洲新春 16.34 0.40 0.53 0.66 58.50 31.01 24.66 未评级301550.SZ 斯菱股份 49.55 1.68 1.92 2.22 27.61 25.80 22.29 未评级300100.SZ 双林股份 11.12 0.20 0.71 0.91 52.15 15.71 12.19 买入资料来源：wind资讯，国海证券研究所注：未评级公司盈利预测为wind一致预期请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明4核心提要u 核心壁垒在于精加工&设备，未来硬车应用有望扩大：定义及应用。丝杠是一种通过螺母、滚柱、丝杆等零部件将旋转运动转换为直线运动的机构，在人形机器人中主要应用于直线执行器，分布于全身大臂、小臂、大腿和小腿等14个部位。分类。丝杠按照结构原理可以分为滚柱、滚珠、滑动三种类型，其中反向式行星滚柱丝杠承载高、体积小、精度高、寿命长，因此特斯拉人形机器人主要用反向式行星滚柱丝杠。核心壁垒。丝杠壁垒主要在于螺母内螺纹精加工环节，目前磨削为主流技术路线，对应高精度磨床设备（中高端以外资为主），未来硬车工艺有望凭借效率高、能耗低等优势逐步扩大应用范围。u 人形机器人丝杠市场快速扩容，国产替代未来可期：市场空间预测。2025年特斯拉人形机器人将实现从0到1量产，根据我们测算，2025年和2030年全球人形机器人市场规模分别有望达到1.4亿元和249.5亿元，2025-2030年全球人形机器人CAGR有望达到182%。竞争格局。从海外和国内竞争格局来看，中高端丝杠设备的主要供应商主要为日本、德国等外资厂商，国内厂商规模、工艺与外资厂商相比仍有一定差距，主要系外资供应商加工技术布局较早，技术成熟，产品类型丰富。人形机器人浪潮带来丝杠国产替代机遇。人形机器人丝杠和汽车、机床丝杠的结构、精度、大小不同，我们认为未来人形机器人的量产是一场对丝杠技术的全新革命，有望间接缩短外资厂商和内资厂商之间的技术差距。此外未来人形机器人量产后或将将重心向规模化降本转移，与外资厂商相比，内资厂商具备人力成本低、国产设备采购价格低、工艺迭代速度快等多种优势，未来有望紧抓人形机器人产业化机遇，快速实现国产替代。u 投资建议：重点关注。拥有丝杠类似产品工艺的优质汽零公司，推荐北特科技（汽车转向齿条）、贝斯特（涡轮增压精密零部件）、双林股份（HDM、轮毂轴承）；建议关注五洲新春（汽车轴承、风电滚子）、斯菱股份（动力轴承、传动轴承、轮毂轴承）。风险提示。汽车行业销量下滑风险；人形机器人新技术开发不及预期；供应链国产化进程不及预期；重点关注公司业绩不及预期；机器人行业与汽车行业不可简单类比；测算偏差风险。1XEExiKErXSdYZLVX+bS9JDzSda0ryHb0G1WUCrSdD4cXJhcybKkREQ0Fek/ebOT 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明5核 心 壁 垒 在 于 精 加 工&设 备，未 来 硬 车 应 用 有 望 扩 大01人 形 机 器 人 丝 杠 市 场 快 速 扩 容，国 产 替 代 未 来 可 期02投 资 标 的 关 注0304投 资 建 议05风 险 提 示目 录请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明601核心壁垒在于精加工&设备，未来硬车应用有望扩大请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明7n 特斯拉人形机器人有28个执行器，其中线性执行器搭载行星滚柱丝杠。根据特斯拉2022AIDAY，特斯拉人形机器人全身28个执行器（14个线性执行器+14个旋转执行器），旋转执行器=无框力矩电机+谐波减速器+扭矩传感器+编码器，直线执行器=无边框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器，其中14个线性执行器分布在大臂（2）、小臂（4）、大腿（4）、小腿（4），对应14个行星滚柱丝杠。1.1、特 斯 拉 人 形 机 器 人 执 行 器 与 丝 杠 分 布资料来源：特斯拉2022AIDAY，国海证券研究所图：特斯拉人形机器人直线执行器内部结构图：特斯拉六种型号执行器（旋转+线性）请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明8n 定义：行星滚柱丝杠是一种通过螺母、滚柱、丝杆等零部件将旋转运动转换为直线运动的机构。n 组成结构：标准滚柱丝杠（PRS）主要由几个关键组件构成：丝杆、滚柱、螺母三个主要部件以及直齿、内齿圈、滚柱保持架和弹簧挡圈等辅助部件。其中，丝杆设计为牙型角90的多头螺纹；滚柱则是具有相同牙型角的单头螺纹设计；螺母内部具备与丝杠头数和牙型相匹配的内螺纹。n 工作原理：由电机带动旋转的丝杠利用摩擦转矩驱动滚柱转动，继而将丝杠的回转运动转换为螺母的直线往复运动。图：行星滚柱丝杠结构示意图1.2、丝 杠 是 将 旋 转 运 动 转 换 为 直 线 运 动 的 机 构资料来源：精密行星滚柱丝杠的传动特性李凯等图：行星滚柱丝杠实物图请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明9n 丝杠作为负责将电机旋转运动转化为直线传动的传动精密件，具备摩擦小、精度高、刚度高、传动可逆性等特点：摩擦损失小、传动效率高。由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动，所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下，即达到同样运动结果所需的动力为使用滑动丝杠副的1/3，在省电方面很有帮助。精度高。滚珠丝杠副一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面，对温度、湿度进行了严格的控制。完善的品质管理体制使精度得以充分保证。精确微进给。滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。轴向刚度高。滚珠丝杠副可以加与预压，由于预压力可使轴向间隙达到负值，进而得到较高的刚性（滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力，在实际用于机械装置等时，由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强）。不能自锁、具有传动的可逆性。由于滚珠丝杠轴没有自锁能力，所以具有传动的可逆性。在垂直升降传动系统中使用时，必须增加自锁装置或制动装置，以防止反向传动。1.2、丝 杠 具 备 传 动 效 率 高、精 度 高、传 动 可 逆 性 等 特 点资料来源：沈阳中捷众创智能装备有限公司公众号请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 0n 精度。按国内分类，中国大陆精度等级为P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10，中国台湾省采用JIS等级，精度等级为C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10；日本、韩国采用JIS等级，即C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10；欧洲国家的标准采用的是IT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT7、IT10。一般来说，普通机械采用C7、C10级，数控设备一般采用C5、C3级。航空制造设备，精密投影及三坐标测量设备等一般采用C3、C2精度。n 丝杆轴径。丝杠轴径和负载呈正比，而负载相关参数是动额定负荷和静额定负荷。常见的规格有（单位：mm）：8、10、12、14、15、20、25、32。n 导程。导程指的是丝杆旋转一周，螺母直线运动的距离。常见的导程有（单位：mm）：2、4、5、8、10、20、25、32。n 预压等级。预压等级越高，螺母与螺杆配合越紧；反之，等级越低越松。1.2、丝 杠 核 心 参 数 是 精 度，各 国 标 准 不 同资料来源：沈阳中捷众创智能装备有限公司公众号，国海证券研究所表：中国大陆丝杠精度等级P 精 度 等 级 1 2 3 4 5 7 1 0精度(E300)（um）6 8 12 16 23 52 210C 精 度 等 级 0 1 2 3 4 5 6精度(E300)（um）3.5 5 6 8 12 18 23图：日本、韩国丝杠精度等级注：E300为丝杠移动300mm行程内产生的行程变动量（误差）C 精 度 等 级 0 1 2 3 4 5 6精度(E300)（um）3.5 5 6 8 12 18 23表：中国台湾省丝杠精度等级请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 1n 丝杠按结构和工作原理可以分为滑动丝杠、滚珠丝杠、滚柱丝杠三大类。滑动丝杠的摩擦阻力较大，传动效率较低；滚珠丝杠通过滚珠进行传动，承载能力、传动效率和精度高于滑动丝杠，使用寿命长；滚柱丝杠相较于滑动丝杠与滚珠丝杠，具备高承载能力、小体积、高精度等优势，是综合性能最为优异的丝杠品种。表：丝杠主要分类1.3、丝 杠 分 为 滑 动、滚 珠、滚 柱 三 大 类资料来源：世界先进制造技术论坛公众号，铭启紧固件MQ公众号，滚珠丝杠传动使用与发展王志民，行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究陈晖，山东博特官网，南京工艺官网，国海证券研究所 滑 动 丝 杠 滚 珠 丝 杠 滚 柱 丝 杠示意图特性滑动丝杠结构简单、不复杂，安装简单方便，摩擦阻力较大，传动效率较低。传动效率高，可消除轴向移动产生的间隙，定位精度高，刚度好，运动平稳，无爬行现象，传动精度好。再次，旋转运动变为直线运动，丝杠与螺母都可作为主动件，磨损小，使用寿命长。结构尺寸小、接触线长、传动间隙小，具有结构尺寸小、承载能力大、传动精度高等优点。主要结构 螺母、丝杆 螺母、滚珠、丝杆 螺母、滚柱、丝杆、内齿圈、保持架工作原理通过螺纹将螺杆的旋转运行变为螺母的直线运动。螺纹之间放入滚珠，滚珠沿螺旋滚道滚动，带动螺母或丝杠轴向移动。通过螺纹与丝杆和螺母相互啮合，自转的同时围绕丝杆公转，完成行星运动，将电机传递的扭矩转化为机构的推力。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 2n 根据滚柱丝杠结构组成及运动关系的不同，可以分为标准式、反向式、循环式、差动式、轴承环式5种类型，其中标准式行星滚柱丝杠是目前应用最广泛的类型，其他的4种类型均是为了适应于不同的应用环境而在其基础上演变而来，其中反向行星滚柱丝杠由于可将螺母作为电子转子实现电机丝杠一体化，具备重量轻结构紧凑等优点，未来有望应用于人形机器人领域。1.3、反 向 滚 柱 丝 杠 重 量 轻 结 构 紧 凑，未 来 有 望 应 用 于 人 形 机 器 人资料来源：行星滚柱丝杠传动精度分析与设计柯浩，国海证券研究所表：行星滚柱丝杠主要类型及各自特点行 星 滚 柱 丝 杠 类 型 结 构 应 用 领 域 结 构 图标准式其中丝杠、螺母为三角形多头螺纹，滚柱为具有一定螺旋升角的球形单头螺纹，并在其两端加工有直齿，内齿圈固定在螺母两端并与滚柱两端的直齿轮啮合。一般情况下，丝杠为主动件，螺母为输出构件，能够实现较大行程，适用于环境恶劣、高负载、高速等场合，主要应用于精密机床、机器人、军工装备等领域，是目前应用最广泛的类型。反向式其结构形式与标准式类似，不同在于其没有内齿圈，丝杠两端加工有直齿与滚柱两端的齿轮啮合，且螺母作为主动件，其长度比标准式的大得多。一般情况下，反向式行星滚柱丝杠的螺母为主动件，丝杠为输出构件，滚柱、丝杠之间无相对轴向位移，其主要用于中小负载、小行程和高速的应用场景，其优势在于可将其螺母作为电机转子实现电机和丝杠一体化设计，形成结构紧凑的一体式机电作动器（C-EMA），C-EMA可替代传统液压、气压伺服作动系统用于航空、航天、船舶、电力等领域。循环式相比于标准式，其去掉了内齿圈，增加了凸轮环结构，其功能类似于滚珠丝杠的返回器，目的是为了让滚柱在螺母内旋转一周后回到初始位置，另外其滚柱上无螺纹、齿轮结构，为环槽状，环槽间距与丝杠、螺母的螺纹匹配，其安装在具有凹槽结构的保持架上。增加了参与啮合的螺纹数量，因此具有较高的刚度和较大的承载能力，主要应用于要求高刚度、高承载、高精度的场合，如医疗器械、光学精密仪器等领域。差动式与标准式相比，其去掉了内齿圈，滚柱上也没有齿轮段。其滚柱、螺母均为环槽结构，且滚柱的环槽分为多段，其中小中径段与螺母啮合，大中径段与丝杠啮合。差动式行星滚柱丝杠的结构特点使其可以获得更小的导程，适用于传动比较大，承载能力较高的应用场合。轴承环式轴其滚柱与循环式相同，为环槽结构，相比于标准式，其螺母上去掉了内齿圈，增加了壳体、端盖及推力圆柱滚子轴承等部件。轴承环式行星滚柱丝杠上的推力圆柱滚子轴承大大提高了其承载能力，同时也减小了各构件间的磨损，增大了传动效率，其主要适用于高承载、高效率等场合，如石油化工、重型机械等领域。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 3n 行星滚柱丝杠制造核心壁垒在于螺母内螺纹的精磨加工。目前大部分丝杠厂商采取先车后磨的方式进行加工制造生产，先把原材料车削到一定精度，再用专用丝杆磨床先粗磨再精磨到所需要的尺寸。其中粗车、铣等环节对精度要求低，相对简单，难度较高的环节是后端的精磨加工部分。需要精磨加工的零部件包括丝杠、滚柱、螺母及内齿圈等，其中螺母壁薄容易损坏，再加上螺纹位于内部导致砂轮磨削时需要保持一定倾角，对稳定性要求较高，因此内螺纹精磨加工是整个工艺流程中壁垒最高的环节。n 磨床是丝杠制造的核心设备。丝杠制造过程中的工艺流程主要分为车、铣、磨三种加工工序，分别对应设备为车床、铣床、磨床，由于磨削直接影响到产品的加工精度、表面质量及生产效率，因此磨床是丝杠制造过程中的核心设备。图：行星滚柱丝杠工艺流程图（丝杆）1.4、核 心 壁 垒 在 于 螺 母 内 螺 纹 精 磨 加 工，磨 床 是 丝 杠 制 造 的 核 心 设 备资料来源：精密行星滚柱丝杠副工艺制造与传动性能研究郑伟，国海证券研究所图：行星滚柱丝杠工艺流程图（螺母）图：行星滚柱丝杠工艺流程图（滚柱）请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 4n 旋风铣：旋风铣削是通过工件与刀具的旋转组合来执行加工，优点是将螺纹滚道一次成形铣削，减少了工序，而且不必反复修整刀具和校直，加工效率大幅提升，加工精度等级可以达到P3级。对应的设备为旋风铣床。n 砂轮磨削：是按照基准统一原则，以两端中心孔为加工工艺工序基准，通过热处理、车削、磨削等几十道工序逐一完成。优点是加工精度高（可以达到P1级别）。n 硬车：又称之为以车代磨，其采用螺纹滚道硬车削技术，最大优势是避免在磨削粗加工螺纹滚道过程中，因切削热导致丝杠硬度降低而引起可靠性差问题的发生，并且加工效率高，无油烟粉尘污染、绿色环保。对应的设备为车床。n 冷轧/滚压：冷轧滚珠丝杠是采用冷加工工艺模具制造，通过轧制、滚压进行精加工，开模工艺自动化程度高，批量生产后成本低，效率高，但制造精度低（停留在P7级左右），只能在设备中做传动部件。图：旋风铣削1.4、不 同 加 工 工 艺 对 比：旋 风 铣 v s 磨 削 v s 硬 车 v s 冷 轧资料来源：行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究陈晖，精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究郑红，精密滚珠丝杠制造技术的变革创新张广明，旋风硬铣削加工技术及其在精密滚珠丝杠加工中的应用宋现春，国海证券研究所图：磨削加工 图：滚压成型 图：硬态车削请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 5n 磨削是主流方案，目前加工精度最高。目前，常用的丝杠螺纹加工方法有：滚压、硬车削、旋风铣削和磨削，其中磨削加工精度最高，而冷轧、硬车削和旋风铣削多用于粗加工，因此，磨削是高精度丝杠螺纹的主要加工方法。磨削是使用螺纹磨床高速旋转的成型砂轮对加工工件表面进行高速切削，使用磨削加工的滚珠丝杠最高可达到P1级。n 未来硬车或将逐步扩大应用范围。为了提升行星滚柱丝杠的承载能力与可靠性，零件通常采用硬度在50HRC左右的高硬材料，但是淬硬钢等高硬材料具有高耐磨性与难加工性，磨削加工耗时长、污染高、成本高，并不是最佳的加工方式。利用PCBN等超硬材料作为刀片进行以车代磨，可以保证加工精度与表面粗糙度的同时，提升加工效率、降低制造成本、减小环境污染，广泛的应用到高硬材料加工制造的各个领域，未来硬车加工工艺的应用范围或将扩大。1.4、磨 削 是 主 流 方 案，未 来 硬 车 或 将 逐 步 扩 大 应 用 范 围资料来源：行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究陈晖，精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究郑红，精密滚珠丝杠制造技术的变革创新张广明，旋风硬铣削加工技术及其在精密滚珠丝杠加工中的应用宋现春，国海证券研究所表：丝杠精加工主要工艺对比加 工 方 式 示 意 图 设 备 与 刀 具 特 点 精 度 生 产 效 率砂轮磨削 丝杠磨床或开槽磨床加工产品种类多，精度高；加工工序复杂、对砂轮品质要求高、生产能耗大、会产生粉尘污染等问题高 低硬车削 CBN刀具及数控车床良好的热稳定性与较低的摩擦系数；表面残余应力分布更加均匀，增加了螺纹部件的疲劳寿命；加工过程中无需冷却液，降低对环境的污染与资源的浪费中 中，效率是磨削的2-3倍旋风铣削 CBN刀具及数控车床切削产生的热量低；渐进式的切向断续切削方式使得切削深度小，加工精度与表面质量高；加工效率高，且刀具使用寿命提高了70%低 高，效率是磨削的3-5倍请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 602人形机器人丝杠市场快速扩容，国产替代未来可期请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 72.1、人 形 机 器 人 丝 杠 市 场 空 间 预 测资料来源：爱采购，特斯拉2022AI DAY，国海证券研究所n 2025-2030年全球人形机器人丝杠市场规模CAGR有望达到182%。根据特斯拉公开披露，2025年特斯拉人形机器人将实现量产，我们认为未来在特斯拉optimus引领下，其他企业逐步布局人形机器人领域，全球人形机器人产业化步伐有望加速。根据我们测算，2025年和2030年全球人形机器人丝杠市场规模分别有望达到1.4亿元和249.5亿元，5年复合增速高达182%。假设1：2025年特斯拉人形机器人有望量产，假设初期销量增速较快，后续年增速逐步下降，2030年全球人形机器人销量增长至130万台。假设2：根据特斯拉2022AI DAY公开披露数据，假设单台人形机器人配套14个直线关节，每个直线关节对应一个丝杠。假设3：参考爱采购目前滚珠丝杠销售价格，假设2025年人形机器人单个丝杠价格为2000元，后续随着规模化量产成本持续下降，2026E-2030E单个丝杠价格同比分别-10%/-8%/-7%/-6%/-5%。表：全球人形机器人丝杠市场规模预测 2 0 2 5 E 2 0 2 6 E 2 0 2 7 E 2 0 2 8 E 2 0 2 9 E 2 0 3 0 E全球机器人销量（万台）0.5 3.0 12.0 36.0 72.0 129.6全球机器人销量YOY 500%300%200%100%80%单台机器人配套丝杠数量（个）14 14 14 14 14 14滚柱丝杠需求量（万个）7 42 168 504 1008 1814单个丝杠平均价格（元）2000 1800 1656 1540 1448 1375市场规模（亿元）1.4 7.6 2 7.8 7 7.6 1 4 5.9 2 4 9.5市场规模Y O Y 4 4 0%2 6 8%1 7 9%8 8%7 1%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 82.2、丝 杠 市 场 竞 争 格 局：外 资 位 于 主 导 地 位，内 资 奋 起 直 追资料来源：各公司官网，各公司公告,国海证券研究所n 国外主要“玩家”：丝杠供应商主要为日资、德资公司。从国外滚珠/滚柱丝杠竞争格局来看，液压龙头博世力士乐、THK、NSK是海外丝杠产品的重要厂商，日本、欧洲作为精密制造优势地区，其开展精密加工技术研发的时期相对较早，上述企业成立时间较早，加工技术布局深，技术成熟，产品类型丰富。n 国内主要“玩家”：外资厂商占据中高端市场，内资厂商奋起直追。我国在50年代末期开始研究用于程控机床、数控机床的滚珠丝杠副，发展数十载，国内南京工艺、山东博特等多家企业已拥有高精密丝杠的研发及生产能力，但由于国内布局高精密丝杠领域相较国外较晚，厂商数量、产品类型和工艺水平和外资厂商仍有较大差距，国内中高端市场仍是外资供应商占据主要份额。近年来，在线控制动、人形机器人等新技术革命浪潮的引领下，五洲新春、贝斯特、北特科技、恒力液压、新剑传动等多家企业也陆续布局高精密滚珠/滚柱丝杠市场，国产替代或将加速。表：主要外资丝杠供应商 表：主要内资丝杠供应商公 司 名 称 地 区 主 要 产 品 创 立 时 间THK 日本LM滚动导轨、滚珠丝杠、滚珠花键、梯形丝杠、交叉滚珠导轨、交叉滚珠单元1971年NSK 日本滚子轴承、球轴承、滚珠丝杠、直线导轨、直线模组1916年力士乐 德国线性导轨、行星滚柱丝杠、电缸、线性轴、线性执行部件、自给式执行器1795年舍弗勒 德国滚珠丝杠、滚柱丝杠、直线导轨、直线模组、高性能驱动器、圆柱滚子轴承、角接触球轴承、主轴轴承、推力调心滚子轴承1883年类 型 公 司 名 称 相 关 产 品非上市公司南京工艺 滚动导副轨、精密滚珠直线导轨副、滚柱重载直线导轨副、滚柱交叉导轨副新剑传动 行星滚柱丝杠、滚珠丝杠、座椅水平驱动器、蜗杆齿轮丝杆山东博特 滚珠丝杠、直线导轨、梯形丝杠、电主轴、电动缸银泰科技 精密级滚珠螺杆、精密螺杆花键、线性滑轨、滚珠花键、交叉滚柱轴承上市公司五洲新春 梯形丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠贝斯特 行星滚柱丝杠、高精度滚珠丝杠副、高精度滚动导轨副北特科技 行星滚柱丝杠、梯形丝杠恒力液压 滚珠丝杠、滚柱丝杠、导轨上银科技滚珠丝杆、直线导轨、动力刀座、特殊轴承、工业机器人、医疗机器人及直线电机请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1 92.3、人 形 机 器 人 潮 起，国 产 替 代 加 速资料来源：南京工艺官网，山东博特官网，国海证券研究所n 人形机器人浪潮带来丝杠国产替代机遇。目前丝杠应用终端主要集中在汽车线控制动、工业母机等领域，其中线控制动主要使用梯型丝杠、滚珠丝杠，工业母机主要使用滚柱丝杠副及直线导轨副，而人形机器人丝杠预计不同于两者，预计以小型号反向式行星滚柱丝杠为主，我们认为未来人形机器人的量产是一场对丝杠技术的全新革命，有望间接缩短外资厂商和内资厂商之间的技术差距。n 人形机器人量产后对降本要求提高，国内“玩家”有望凭借低成本、技术迭代快等优势实现国产替代。我们认为目前人形机器人丝杠的壁垒主要在于内螺纹精加工，若成功实现工艺突破和量产后，机器人生产商或将把重心转向规模化降本，因此对供应链的成本控制能力和良品率将提出较高要求。与外资厂商相比，内资厂商具备人力成本低、国产设备采购价格低、工艺迭代速度快等多种优势，未来有望紧抓人形机器人产业化机遇，快速实现国产替代。图：滚珠丝杠 图：梯型丝杠 图：行星滚柱丝杠副请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2 003投资标的关注请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2 13、人 形 机 器 人 丝 杠 环 节 具 有 较 大 预 期 差，看 好 技 术 同 源 汽 零 标 的n 人形机器人丝杠市场蓝海可期。人形机器人行业是新兴产业，2025年特斯拉人形机器人将实现从0到1量产，我们认为未来在特斯拉optimus引领下，其他企业逐步布局人形机器人领域，全球人形机器人产业化步伐有望加速。而丝杠作为机器人硬件端的核心零部件，未来市场空间较大，根据我们测算（详见2.1），2025年和2030年全球人形机器人丝杠市场规模分别有望达到1.4亿元和249.5亿元，5年复合增速高达182%。n 丝杠环节存在精加工、规模化降本等壁垒，预期差较大。人形机器人丝杠多用反向式行星滚珠丝杠，其对轻量化、精加工等要求较高，此外量产后需要供应商具备持续降本的能力，因此丝杠环节壁垒较高。目前由于人形机器人丝杠属于新兴赛道，该行业尚无规模较大的供应商，舍弗勒、NSK等外资供应商与贝斯特、新剑传动、北特科技、五洲新春等内资供应商均在推进相关产品的布局，丝杠环节预期差较大。n 内资厂商具备较强制造能力，看好与丝杠底层技术同源的汽零标的。我们认为国内供应商相较于外资厂商具备人工成本低、技术迭代快等特点，在金属零部件制造及加工方面具备较大优势，因此通过分析汽零和人形机器人丝杠共有的底层核心技术，并寻找汽零行业中拥有底层核心技术的内资供应商，我们汇总出汽零行业中有潜力的人形机器人丝杠转型标的：北特科技（汽车转向齿条）、贝斯特（涡轮增压精密零部件）、五洲新春（汽车轴承、风电滚子）、斯菱股份（动力轴承、传动轴承、轮毂轴承）、双林股份（HDM、轮毂轴承）。资料来源：特斯拉官网，wind，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2 23.1、北 特 科 技：汽 车 底 盘 零 部 件 龙 头，三 大 增 量 业 务 打 开 成 长 空 间n“商用+乘用”双 轮 驱 动，空 调 压 缩 机 业 务 迎 来 转 机。1）商 用 车 压 缩 机 业 务 触 底 反 弹。目前国内经济稳步恢复，商用车销量持续回升（2024年Q1国内商用车销量同比+10%），再叠加公共领域车辆电动化政策出台加速商用车新能源化进程，公司商用压缩机业务迎来量价齐升，触底反弹。2）乘用车压缩机业务受益于新能源化快速增长。公司积极布局新能源乘用车压缩机产品，获得了上汽大通、赛力斯等客户的认可，未来乘用压缩机业务有望受益于电动化浪潮快速增长。n 铝锻轻量化从0到1，绑定大客户快速成长。在铝锻轻量化业务方面，公司具备生产前转向节、后转向节、上控制臂、下控制臂、两点臂、三点臂、支架、防撞梁、电池包连接件、空调阀板、yoke等轻量化铝锻零部件的能力，并于2022年正式量产空调阀板和yoke。目前公司已经开始给比亚迪供应阀岛产品，覆盖全平台新能源车型，未来比亚迪放量有望带动公司铝锻业务高速增长。n 汽车精密件和机器人零部件底层技术互通。公司深耕底盘精密零部件领域多年，积累了大量材料研发和精密加工的成熟经验，以汽车转向齿条为例，其功能、形状、加工工艺和人形机器人部分核心零部件相近，底层技术相通。2023年公司迎来进军人形机器人产业链的机会，根据客户需求积极配合推进人形机器人用丝杠产品的样件研发工作，未来公司有望凭借在汽车领域积累多年的强大制造工艺快速布局机器人领域，获取较大增量。图：国内商用车销量及YOY资料来源：wind，人民网，北特科技公司公告，国海证券研究所图：北特科技铝锻轻量化主要产品（转向节、控制臂）图：北特科技转向齿条产品407379345365420437 432513478330403103-7%-9%6%15%4%-1%19%-7%-31%22%10%-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%01002003004005006002 0 1 32 0 1 42 0 1 52 0 1 62 0 1 72 0 1 82 0 1 92 0 2 02 0 2 12 0 2 22 0 2 32 0 2 4 Q 1商用车销量（万辆）Y O Y请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2 33.1、北 特 科 技：2 0 2 2 年 受 商 用 车 下 滑 影 响 业 绩 承 压，2 0 2 3 年 盈 利 水 平 边 际 改 善n 营收端：整体营收稳中有升。2020-2023年，公司营业收入分别为14.7/17.4/17.1/18.8亿元，年复合增长率9%。n 利润端：2020-2022年受汽车产销低迷、商用车行业下行等因素影响承压，2023年开始恢复向上。2020-2022年，公司归母净利润分别实现0.30/0.65/0.46亿元，受到贸易战、商用车行业下行等因素影响，公司利润持续承压。2023年由于疫情政策放开，叠加轻量化业务盈利爬坡、出海增加等因素，公司归母净利润实现0.51亿元，同比+11%，恢复向上。n 盈利端：2023年盈利水平边际改善。2020-2023年公司毛利率维持在17%-19%左右，净利率维持在1.5%-3.3%左右，ROE维持在2%以上，其中2022年盈利水平小幅下滑主要系商用车行业下行所致，2023年起受益于商用车上行、轻量化业务爬坡等因素，盈利能力边际改善，毛利率、净利率、ROE同比分别+0.3pct/+0.2pct/+0.3pct。n 费 用 端：费 用 管 控 得 当，期 间 费 用 优 化 显 著。公 司 费 用 率 整 体 呈 逐 年 下 降 趋 势，期 间 费 用 率 由 2 0 2 0 年 的 1 6.9%下 降 至 2 0 2 3 年 的14.8%。其中销售费用率下降主要系公司执行新收入准则，将原计入销售费用中的成品运输费及仓储费计入营业成本所致；管理费用率下降主要系公司收购上海光裕业务后加强内部管理，积极优化组织结构所致；此外公司重视产品研发，加大新产品的研发投入，研发费用率从2020年的4.2%上升至2023年的4.7%，呈上涨态势。图：北特科技历年营收及YOY资料来源：wind，人民网，北特科技公司公告，国海证券研究所图：北特科技历年归母净利润及YOY图：北特科技历年盈利水平图：北特科技历年费用率14.7017.3817.0618.8112.9%18.2%-1.9%10.3%-5%0%5%10%15%20%0.005.0010.0015.0020.002020 2021 2022 2023营业收入（亿元）Y O Y0.300.650.460.51122.3%114.7%-29.4%10.7%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0.000.100.200.300.400.500.600.702020 2021 2022 2023归母净利润（亿元）Y O Y18.9%19.1%17.1%17.4%1.5%3.3%2.4%2.6%2.1%4.3%3.0%3.2%0%5%10%15%20%25%2020 2021 2022 2023毛利率 净利率 R O E3.2%3.4%2.9%2.7%6.7%5.4%4.7%5.5%2.8%2.4%2.1%1.8%4.2%4.0%4.4%4.7%16.9%15.2%14.1%14.8%0%5%10%15%20%2020 2021 2022 2023销售费用率 管理费用率财务费用率 研发费用率期间费用率请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2 43.2、贝 斯 特：“新 能 源+工 业 丝 杠”两 条 增 长 曲 线 共 同 驱 动n 新能源产能持续扩张，为公司第二梯次产业蓄势赋能。为进一步夯实在新能源汽车领域的实体布局，公司在安徽省马鞍山市设立全资子公司重点布局新能源汽车轻量化结构件、高附加值精密零部件以及氢燃料电池汽车核心部件等产品，进一步扩大新能源汽车零部件的产能规模，并围绕市场优化产品结构，围绕潜在或现有客户加快响应速度，为客户提供更高效和优质的服务、更稳定和优质的产品，提升公司在新能源汽车产业链中的竞争力。n 滚柱丝杠打造公司第三成长曲线。公司利用现有资源，发挥在工装夹具、智能装备领域的技术优势和在汽车行业的生产管理体系优势，全面布局直线滚动功能部件，导入“工业母机”新赛道。围绕该业务布局，公司以全资子公司宇华精机为独立平台，引进具有海内外知名企业工作经历的专业技术和管理人才加盟宇华精机，主营产品包括高精度滚珠/滚柱丝杠副、高精度滚动导轨副等直线滚动功能部件，瞄准高端机床领域、半导体装备产业、自动化产业、机器人领域等市场进行大力开拓。图：贝斯特新能源汽车零部件资料来源：wind，贝斯特公司公告，国海证券研究所图：贝斯特营收结构图：贝斯特行星滚柱丝杠8 0.1%8 2.8%8 3.9%9 1.7%8 9.6%1 0.4%1 1.4%7.7%4.8%7.0%8.8%5.1%7.4%2.2%1.6%0.7%0.8%1.0%1.3%1.8%0%2 0%4 0%6 0%8 0%1 0 0%1 2 0%2019 2020 2021 2022 2023汽车零部件 工装夹具 其他零部件（含飞机）其他业务请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2 5n 营收端：产能投放叠加订单释放，营收规模持续增长。2020-2023年，公司营业收入分别为9.3/10.6/11.0/13.4亿元，年复合增长率13%，主要系募投项目逐步建成达产产能增加，同时公司积极开拓市场，下游订单增加所致。n 利润端：整体利润稳步增长。2020-2023年，公司归母净利润分别实现1.8/2.0/2.3/2.6亿元，受益于营收规模持续提升，净利润实现稳步增长。n 盈利端：盈利水平相对稳定。2020-2023年公司毛利率维持在34%-36%，净利率维持在20%左右，ROE维持在11%左右，相对稳定，其中2022年净利率快速上升（同比+2.3pct）主要系当年税收优惠政策导致所得税费用下降。n 费用端：费用率维持稳定。2020-2023年公司期间费用率分别为15.1%/15.9%/16.1%/14.8%，费用率整体维持在15%左右，相对稳定。图：贝斯特历年营收及YOY资料来源：wind，贝斯特公司公告，国海证券研究所图：贝斯特历年归母净利润及YOY 图：贝斯特历年盈利能力 图：贝斯特历年费用率3.2、贝 斯 特：产 能 投 放 叠 加 订 单 释 放，营 收&利 润 稳 步 增 长9.3110.5710.9713.4316.1%13.5%3.8%22.4%0%5%10%15%20%25%0.002.004.006.008.0010.0012.0014.002020 2021 2022 2023营业收入（亿元）Y O Y1.771.972.292.645.2%11.4%16.4%15.1%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%0.000.501.001.502.002.503.002020 2021 2022 2023归母净利润（亿元）Y O Y35.9%34.4%34.3%34.5%19.0%18.9%21.1%19.8%11.0%10.5%11.2%10.7%0%5%10%15%20%25%30%35%40%2020 2021 2022 2023毛利率 净利率 R O E1.8%2.8%1.5%0.6%7.4%8.0%8.7%8.2%0.9%0.7%0.5%0.4%5.0%4.4%5.4%5.5%15.1%15.9%16.1%14.8%0%5%10%15%20%2020 2021 2022 2023销售费用率 管理费用率财务费用率 研发费用率期间费用率请务必阅读报告附注中的