丝杠产业链、应用场景与格局如何？

丝杠在机械工业领域具有多元化应用场景，涵盖机床、自动化和汽车等下游市场。

1、丝杠产业链概况

丝杠产业链上游为原材料及零部件，中游为丝杠加工制造，下游应用场景包括航空航天、机器人、机床等众多领域。从市场分布来看，丝杠目前主要应用于机床领域，与导轨共同组成机床传动、定位的核心零部件。

精度是衡量丝杠性能的关键指标。根据《中华人民共和国国家标准 GB/T17587.3-2017》，国内滚珠丝杠副分为定位（P 型）和传动（T 型）两类，精度等级划分为 0、1、2、3、4、5、7、10 八个等级，0级精度最高，10 级精度最低。衡量精度最关键的数据为行程变动量，指以任取长度为300mm 的一段丝杠，测量实际移动距离和理想移动距离的偏差来表示，P0 级滚珠丝杠副在任意 300mm 内行程变动量要求为3.5μm，任意 2π行程内行程变动量要求为 3μm。

丝杠生产工艺复杂，使用设备较多。丝杠生产工艺复杂，生产制造需要经历下料、热处理、校直、金属加工、检测等多道工序，在初期设计及原材料选取上有较高要求。丝杠生产常用原材料为碳素结构钢、Cr（铬）/Mo（钼）合金结构钢、马氏体/渗碳不锈钢。目前 Cr/Mo 合金钢应用较多，国产产品性能相较国外产品在材料纯度和组织结构均匀性上有一定差距。设备方面，丝杠生产过程中需要用到热处理设备、校直机、机床等多类设备，目前国内设备水平已实现明显提升，但与国际领先水平仍有一定差距，未来随着国产设备的加速追赶，丝杠生产制造成本有望进一步降低。

2、丝杠在下游市场有着多元应用场景，未来发展空间广阔，若降本空间打开，可能对行业格局产生变数

丝杠在机械工业领域具有多元化应用场景，涵盖机床、自动化和汽车等下游市场。滚珠丝杠拥有较高的精度和传动效率，且相较于行星滚柱丝杠具有成本优势，广泛应用于数控机床、注塑机、通用自动化等机械工业领域；行星滚柱丝杠具备更高的负载能力，同时能够保持高精度操作，生产难度和成本相对较高，目前主要适用于少数高端领域，如高精度和重型数控机床、机器人以及航空航天。整体而言，丝杠下游市场主要覆盖机床、自动化、机器人和汽车领域，滚珠丝杠应用相对成熟，而行星滚柱丝杠具有较大的弹性空间。 考虑到应用范围、丝杠精度和增长潜力，选取机床、汽车和人形机器人下游单独测算丝杠市场空间。根据全国机器人标准化技术委员会 2024 年发布的《人形机器人标准化白皮书》统计，数控机床贡献滚珠丝杠下游主要市场空间。从行业适用丝杠精度等级来看，高精密机床对丝杠的精度和刚性要求较高，主要采用 C0-C3 级丝杠，受益于数控机床渗透率和高端机床国产化率加速提升，机床用丝杠市场空间有望扩张；汽车用丝杠则注重传动效率和速度、负载等运动性能，考虑精度和性价比的平衡，采用C5-C7级丝杠为主，新能源汽车渗透率持续提高和智能驾驶系统应用普及，将带动汽车驻车、制动和转向系统用丝杠市场规模增长；人形机器人所需精度范围在 C5 左右，人形机器人处于行业发展前期，尚未形成规模市场，且滚珠及滚柱方案均有设计使用，但伴随下游应用推广，预计未来发展空间广阔。

数控机床是丝杠下游最主要的终端市场。数控机床传动系统包括丝杠及导轨结构，是丝杠下游第一大终端市场，可进一步分为高中低端数控机床市场。其中，高端机床包括五轴立式、卧式、龙门式加工中心等，五轴机床对丝杠的精度和性能要求较高。按照 JIS 等级精度划分，国内数控机床一般以C3-C5 级精度的滚珠丝杠为主，高端机床主要采用 C0-C3 级滚珠丝杠，而超高精密度要求的设备则更多采用行星滚柱丝杠，如航空、医疗等领域。随着五轴类高端数控机床的产量及销量增长，预计将带动高精度丝杠的市场空间拓展。从降本路径来看，除规模效应的差异外，还主要包括缩短加工时长和生产要素国产化。

缩短加工时长/改进工艺方法：工艺改进包括使用成本更低的材料、提升材料利用率、改进生产方法以提升生产效率等。丝杠的加工环节中，精加工耗时较长。现阶段行星滚柱丝杠的精加工主要采用磨削方法，在研发初期，为达到参数要求，单根丝杠的磨削时长可以达到几小时。伴随工艺方法改进，将磨削时间缩短至几十分钟，则能够有效降低单位人工成本和折旧成本。若能用滚珠丝杠替代滚柱丝杠，则加工效率有望进一步提升，技术路径的选择与降本路径间存在密切关联。 生产要素国产化：以生产设备为例，为达到更高的精度等级和保障生产质量稳定性，使用外资机床是更好的选择，但也会明显提升制造成本。伴随技术方案变化、工艺能力提升、国产设备技术进步，若未来国产设备能有效满足产品要求，则降本空间将进一步打开。但这也会对行业格局产生新的变数。

3、外资品牌先发优势明显，国产品牌处于追赶阶段

外资滚柱丝杠玩家起步早，具有长期的技术研发积累和客户合作经验。 全球丝杠龙头舍弗勒已经积累大量的生产应用经验，并已经具备成熟的产品系列，形成明显的先发优势，占据市场主导地位。舍弗勒目前旗下三大行星滚柱丝杠业务主体：旗下公司瑞士GSA 行星滚柱制造公司；GSA 于 2016 年收购瑞士 Rollvis（1970 年开始研制行星滚柱丝杠）；2022 年7 月舍弗勒以约5.8 亿欧元价格从 Triton 收购瑞典 Ewellix（前身为瑞典 SKF 线性运动技术事业部），23 年1 月Ewellix 正式成为舍弗勒集团的新业务板块。Rollvis、Ewellix、GSA 三家公司均在丝杠领域有长期耕耘，至此舍弗勒成为全球丝杠龙头厂商，经过多年技术积累与先发优势，占据主导地位。 行星滚柱丝杠领域国产玩家起步较晚。90 年代后随着数控机床对高精度丝杠的需求上升，中国企业开始研发相关产品。2016 年部分企业的行星滚柱丝杠进入生产阶段，小部分企业实现小批量供货，中国市场进入发展期。目前尽管国内滚柱丝杠已具一定产业基础，南京工艺、博特精工等厂商已能够小规模生产行星滚柱丝杠，但是性能与国外竞品相比，在效率、承载能力和精度上仍有提升空间。

在高端丝杠领域，国内产品在精度、可靠性等方面与国外头部企业相比仍存在一定差距，特别在行星滚柱丝杠领域，受限于磨削等加工工艺、加工设备等方面的技术限制，国外企业占据行星滚柱丝杠的绝大部分市场份额。精密丝杠制造具备较高的技术壁垒，中高端丝杠采用磨削加工，需经过热处理、车削、磨削等多道工序加工，对原材料、制造工艺要求较高。另外除加工过程中的工艺优化，想要实现性能的提升，最终面临的是“设计-制造-检测”的闭环体系。海外企业具有先发优势，国产品牌在精度保持性、功能可靠性、寿命、精度、刚度等关键性能指标上依然落后于境外产品，国产品牌市场占有率低。国产行星滚柱丝杠产品的导程精度最大动载荷、最大静载荷等性能与国际企业相比仍有较大差距。以南京工艺、EWELLIX 和 GSA30mm 直径产品为例进行对比，可看出中国企业缺乏导程精度的统一标准，承载能力显著低于国际企业同规格产品。若要实现国产替代，仍需加大技术研发力度。

滚珠丝杠方面，中端市场国产替代相对明显，高端市场仍由德国企业主导。在中国市场中，本土企业在中端滚珠丝杠市场份额较高，中国台湾和大陆企业份额合并达七成，三成为德国企业。高端市场由德国企业占主导，占据 90%的份额。中国企业在丝杠领域起步较晚，企业规模较小，仍未掌握高精度产品技术。但中国企业在丝杠领域进展较快，五洲新春、恒立液压等企业均积极布局高精度丝杠领域，部分已实现量产，推动国产替代进程。 行星滚柱丝杠方面，中国行星滚柱市场基本由国际企业主导，市场集中度高。根据GGII，外资企业如Rollvis（瑞士）、GSA（瑞士）、Ewellix（瑞典）、Rexroth（德国）在国内市场份额占比分别为26%、26%、14%、12%，而国内企业合计占比（含南京工艺、博特精工、台湾优仕特）约20%左右。据GGII，2023 年瑞士 GSA 在中国市场的份额已超过 50%。