行星滚柱丝杠行业研究：“卡脖子”零件，高价值的必需品.pdf

行星滚柱丝杠行业研究：“卡脖子”零件，高价值的必需品。我们站在特斯拉角度，将 Optimus 人形机器人潜在零部件厂商分为以下几类：

1）与特斯拉有长期合作关系，配合度高，原有合作领域相关产品可直接应用于 人形机器人领域，优先选择；2）细分领域有头部公司，由于原有市场空间较小， 且有一定技术壁垒，行业龙头未切入该细分领域，其他零部件厂商短期内较难 实现大规模供应，但长期有竞争加剧趋势，如空心杯电机和无框力矩电机等领 域；3）细分领域有龙头公司，原有市场空间较小，且技术上 know-how 壁垒 较高，其他零部件厂商短期较难突破技术壁垒，中期较难实现大规模量产，这类 厂商具有较强的不可替代性，如谐波减速器领域；4）产品壁垒不高，原有市场 空间较大，厂商多，市场集中度较低，如连接器、编码器等产品，侧重响应快、 配合度高、管理能力强的公司。5）原有市场空间较小，产品壁垒非常高，原有 市场中生产这类产品性价比低，市场集中度高，而在人形机器人中价值量大，降 本难度大，是“卡脖子”的零部件，如行星滚柱丝杠。

我们认为在选择以行星滚柱丝杠为代表的第 5 类厂商时可能的要求：1）能够突 破技术壁垒，实现应用 2）长期具有大幅降低成本的可能 3）具备大规模量产的 能力 4）初期降低性能要求，逐步优化迭代。

人形机器人中，丝杠类型选取核心制约因素是小型化，小型化诉求下优先级为： 倒置行星滚柱丝杠>行星滚柱丝杠>滚珠丝杠。Optimus 因为有“人形”要求， 小型化是“能不能用”的问题，承载能力是“好不好用”的问题，单位寿命的价 格是“贵不贵”的问题。丝杠的寿命和额定负载正相关，额定负载和体积正相关， 因此制约寿命和负载的原因就是体积要求。行星滚柱丝杠相比滚珠丝杠有明显 优势的核心就是易满足小型化要求。体现在：1）可以倒置。从结构上来看，行 星滚柱丝杠具有行星滚子部件，其螺母可作为伺服电机的转子，螺母旋转带动丝 杠做轴向运动。而滚珠丝杠螺母上的反向循环装置无法驱动滚柱大幅度移动，因 此无法倒置。2）单位体积承载力高。行星滚柱丝杠是面接触而滚珠丝杠是点接 触，因此在相同丝杠直径下，前者比后者的承载能力提高 6 倍，相同负载下节 省 1/3 空间，寿命提高 14 倍。

行星滚柱丝杠核心难点在于制造工艺，加工精度主要影响寿命。行星滚柱丝杠 价值量高，单价约 2 万元，方案明确；滚珠丝杠价值量较低，价格在几十元到 几百元，方案尚不明确，不过由于两者结构相似，生产过程中部分设备和工艺通 用，部分滚珠丝杠厂商具备切入行星滚柱丝杠的可能性。因此本篇报告我们以行 星滚柱丝杠为主，滚珠丝杠为辅。我们认为行星滚柱丝杠领域工艺壁垒>设备壁 垒>设计壁垒>材料壁垒。行星滚柱丝杠设计难度不算太大，难点在于制造。考 虑到特斯拉对供应商扶持力度较大，目前全球已有成熟的制造设备，因此设备不 是“有无”的问题，只是“价格高低”的问题。而工艺问题较难用资金实现突破，且特斯拉在工艺方面很难提供大的支持，因此对行星滚柱丝杠领域厂商来说，核 心是掌握制造工艺。