2025年华辰装备研究报告：国内轧辊磨床龙头，布局人形机器人磨床打开蓝海市场

1 华辰装备：国内数控轧辊磨床行业龙头

1.1 华辰装备：数控轧辊磨床国产替代领军者

公司是国内专业从事高端精密磨削装备研发、制造与服务的创新型领先企业。公司核 心产品是全自动精密数控轧辊磨床，同时积极推动亚微米级高端复合磨削系列产品、精密 螺纹磨床、数控直线导轨磨床、超精密数控曲面磨床、自主数控系统的开发及市场应用。 轧辊磨床产品各项性能指标比肩世界一流产品，尤其在高速高精磨削领域确定了全球技术 领先地位，打破了国外品牌对我国轧辊磨削高端装备的垄断。

1.2 股权结构：实际控制人持股比例达 53.2%

公司股权结构集中稳定，实际控制人持股比例达 53.2%。董事长曹宇中与联合创始人 刘翔雄、赵泽明共同为实际控制人，且三人为一致行动人，合计持股比例达 53.2%，股权 结构集中稳定，管理层之间相互监督，有助于公司合理决策。

1.3 公司业务：全自动数控轧辊磨床为主，多系列机床创新应用场景

公司核心产品是全自动精密数控轧辊磨床，2020-2024 年收入占比均在 80%左右。其 余为维修改造业务和备件业务，同时积极推动亚微米级高端复合磨削系列产品、精密螺纹 磨床、数控直线导轨磨床、超精密数控曲面磨床、自主数控系统的开发及市场应用。

1）全自动数控轧辊磨床：公司生产的全自动高精度数控轧辊磨床是专门用于轧辊精度 修复的重要配套设备，能够为轧辊进行高精密的几何精度修复及表面微观质量修复。产品 线丰富，型号系列完整，包括 MK84160、MK84125、MK8480、MK8463、MGK8440、 MKT 系列等，可覆盖下游客户金属板材轧制生产线各类应用领域以及造纸、轻纺制造等环 节的定制化需求，相关设备已经大量应用于宝武集团、鞍钢集团、河钢集团、首钢集团、 山钢集团等国内知名企业，并已打入印度、马来西亚、泰国、越南等新兴国际市场。

2）亚微米级高端复合磨削系列产品：产品属于高精度数控万能复合磨床，是公司近 年重点推出的高精度、多功能、复合型转塔式数控磨削装备，其夹持磨削圆度最高可达到 0.2μm，相关核心技术指标比肩国际顶尖企业同类产品先进水平。

3）精密螺纹磨床：主要用于各种螺纹工件滚道的精密磨削加工。公司开发的精密螺纹 磨床对标世界一流产品，各项精度指标达到世界一流产品同等水平。产品广泛应用于工业 母机、机器人制造、航空航天、汽车零部件制造、装备制造、精密仪器制造等多个重点领 域。

4）数控直线导轨磨床：高精度高效率自动化直线导轨专用磨床，可实现对直线导轨的 自动磨削、自动误差补偿。该产品能够为工业母机、机器人制造、航空航天、汽车零部件 制造、精密仪器制造等行业关键装备的直线导轨副提供高精度高效率自动化磨削加工，相 关核心技术指标对标国际顶尖企业同类产品先进水平。

5）超精密曲面磨床：超精密数控曲面磨床采用 4 轴联动控制技术，面向工业母机、半 导体、航空航天等关键应用领域，主要用于超精密光学元件、超精密平面(曲面)类零件、 半导体(碳化硅)精密零部件的超精密磨削加工。该产品配置了高精度测量装置，可实现对 加工件轮廓精度的在机测量，磨削精度可达 0.001mm/φ500(轮廓度),相关核心技术指标比肩 国际顶尖企业同类产品先进水平。

6）华辰柔性智能制造系统：可与不同品牌和类型的数控加工中心组建柔性智能生产线， 能够与客户工厂 MES 对接，统一执行工厂排产调度指令，实现多品种复杂零件的柔性智能 化生产；同时系统具备排产及调度功能，可独立实现产线内各设备的零件生产调度及排产。

7）维修改造服务与备件产品：公司维修改造业务主要为公司在客户既有轧辊磨床设 备的基础上，进行较大程度的结构改造及维护保养服务。备件产品系公司向客户销售的与 主营产品全自动数控轧辊磨床相关配套零部件产品，主要包括定制备件和通用备件。

1.4 公司业绩：受行业周期性影响公司业绩短期承压

受下游钢铁等行业周期性影响，公司业绩短期承压。2024 年，受国际环境、地缘政治 等因素的影响，国内机床工具行业企业的生产经营受到不同程度的影响。根据中国机床工 具工业协会统计，2024 年机床工具行业完成营业收入 10407 亿元，同比下降 5.2%；机床工 具行业实现利润总额 265亿元，同比下降 76.6%。同时由于公司下游主要为钢铁行业，设备 验收结算活动较上年同期相对有所减少，2024 年公司营业收入为 4.5 亿元，同比下降 7%； 实现归母净利润 0.6 亿元，同比下降 47%。2025 年第一季度公司营业收入为 1.3 亿元，同比 增长 0.9%；实现归母净利润为 0.24 亿元，同比下降 13.1%。

公司毛利率有所下滑，研发费用大幅提高。受下游钢铁行业下行、竞争加剧及原材料 价格波动等影响，公司毛利率出现下滑，2024 年公司毛利率为 28.5%，同比下滑 5.8pcts， 随着公司产品结构逐渐升级，2025 年一季度毛利率为 34.4%，同比上升 2.6pcts。从费用率 看， 2024 年公司期间费用率为 18.2%，同比上升 3.7pcts；2025 年一季度期间费用率为 18.4%，同比上升 4.1pcts，主要由于公司开发新产品研发投入大幅提高，2024 年研发费用 率为 9.1%，同比上升 2.1pcts；2025 年第一季度研发费用率为 10.2%，同比上升 4pcts。

2 传统主业轧辊磨床位于周期底部，高端领域仍有国产替代空间

2.1 轧辊磨床下游主要为钢铁行业，当前处于周期底部

数控轧辊磨床隶属于金属切削机床制造业下的磨床分支，是以数控技术为基础、专用 于磨制金属材料轧辊的机床设备。磨床是用磨料磨具(砂轮、砂带、油石和研磨料等)为工 具进行切加工的机床，它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的。常见的磨床主要包 括平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、无心磨床、轧辊磨床等。根据轧辊磨床所采用的不同 控制方式，轧辊磨床可分为数控轧辊磨床和非数控轧辊磨床。

数控轧辊磨床主要由床身、头架、尾架、托架、纵横拖板、磨头、测量架以及电气数 控系统等部件构成。从功能模块角度来看，它可细分为电气控制系统、驱动系统、磨削系 统、测量系统和承载系统这五个核心模块。在实际工作过程中，其数控系统根据轧辊表面 母线的数学模型，控制机床作多轴复合运动，在运动过程中实现砂轮对辊面金属的磨削。 在线测量系统实时地将测量数据反馈给磨床控制系统，并由控制系统对机床出闭环控制， 最终完成对工件的精密加工。

受下游行业周期性影响，我国近年数控轧辊磨床需求保持震荡。根据智研咨询，2020 年受到不可抗力因素影响，国内数控轧辊磨床下游需求疲软，国内数控轧辊磨床产业产量 下滑明显。2020 年国内数控轧辊床产量 294 台，随着 2021 年需求回暖叠加出口带动，数控 轧辊磨床产量逐渐回升至卫生安全事件前水平，但此后，受终端装备制造业需求疲软和一 些不可抗力因素影响，我国数控轧辊磨床市场需求再次出现小幅度下滑，直到 23-24 年才 重回升势。

轧辊是轧机上使金属产生连续塑性变形的主要工作部件和工具，是决定轧机效率和轧 材质量的重要损耗部件。轧辊主要由辊身、辊颈和轴头 3 部分组成。辊身是实际参与轧制 金属的轧辊中间部分。它具有光滑的圆柱形或带轧槽的表面。辊颈安装在轴承中，并通过 轴承座和压下装置把轧制力传给机架。传动端轴头通过连接轴与齿轮座相连，将电动机的 转动力矩传递给轧辊。轧辊在轧机机架中可呈二辊、三辊、四辊或多辊形式排列。

数控轧辊磨床专门用于轧辊加工及轧辊辊面精度修复。其能够依据特定的高次方工艺 曲线，对磨损的轧辊进行微米级的几何精度修复以及纳米级的表面微观质量修复，使得轧 辊重新获得预设的精度指标，从而可以重复投入后续的轧材压延轧制过程。轧辊磨床的磨 削精度直接影响轧辊加工的精度，进而影响轧制效率与轧材质量。如果没有高性能的轧辊 磨床，就无法完成对轧辊的精密修复，也就无法轧制出优质的金属压延产品。

随着下游钢铁等行业周期下行，轧辊市场规模近年来维持震荡。截至 2023 年末，中国 轧辊市场规模为 44.5 亿元，同比增长 6.2%，2018-2023 年复合增速为 3%，从产品结构看， 我国冷轧轧辊市场规模为 23.3 亿元，占据 52.4%的市场份额；热轧轧辊市场规模为 21.2 亿 元，占比 47.6%。

数控轧辊磨床产业链较长，下游包含钢铁、有色等多个行业。轧辊磨床产业链上游涵 盖了众多配套产业，主要包括机械结构件制造、电气设备生产、磨具磨料供应以及计算机 控制系统研发等领域。中游行业为通过轧辊磨床磨削获得的精密轧辊，即轧机的核心零部 件。下游行业则为通过轧机生产出的金属压延产品（如金属板、金属带、金属箔），包含 钢铁、有色金属等，并广泛应用于机械设备、汽车工业、船舶工业、家电行业、电力设备、 高铁机车、建筑、航空航天、纺织造纸行业等国民经济多个领域。

钢铁行业是轧辊磨床应用的第一大行业。数控轧辊磨床作为轧辊磨床中的核心设备， 其市场表现与下游钢材产业的发展紧密相连。其中，钢铁板材（含板、带）生产过程中均 需要使用轧辊对轧材进行精细化压延轧制，使之产生连续的塑性形变，以获得达到工艺技 术要求的最终产品。

在房地产下行、钢结构建筑增长、制造业稳中有升、新能源汽车快速增长、风光电新 能源增长的复杂局势下，我国重点统计企业钢板带材产量基本保持平稳。根据中国钢铁工 业协会，我国重点统计企业的板带材产量从 2022 年的 3.33 亿吨稳步增长至 2024 年的 3.47 亿吨，期间的同比增长率分别为 0.7%、3.6%、0.5%。

汽车板产量领跑众多品种板，细分市场差异化增长。2024 年重点企业生产的主要品种 板中，汽车板占比 28%，在各类板材中处于领先地位；高强钢板占比 21%，广泛应用于对 强度要求较高的建筑、桥梁等工程领域；造船板占比 11%，体现了船舶制造业对这类板材 的持续需求。其余品类中，电工钢板、热轧酸洗板及家电板等品种板也占据一定份额。从 产量变化趋势来看，2019 - 2024 年期间不同品类板材的增长路径呈现出显著差异。汽车板、 造船板与电工钢板产量稳步增长，期间 CAGR 分别为 8.4%、14.2%、8.5%，相关行业需求 旺盛；家电板与桥梁板产量增速平缓，市场发展趋于稳定；集装箱板期间产量呈现剧烈波 动，从 2022 年峰值 582 万吨骤降至 2023 年 205 万吨，2024 年又上升至 229 万吨。

在全球供应链重构与通胀压力交织的背景下，中国钢材贸易呈现“出口扩张、进口收 缩”的显著特征。2020 年以后，在卫生安全事件以及地缘政治等因素影响下，海外通胀上 升导致海外供应端显著收缩，进而推动我国钢材出口量逐步升高：根据海关总署，2024 年 我国钢材出口量预计达 1.11 亿吨，同比增长 22.7%，达历史第二高位；进口量则持续收缩 至 681 万吨，同比下降 10.9%。

近年来，钢铁行业投资整体态势基本保持平稳，产业加快转型升级步伐。在 2022- 2024 年，黑色金属冶炼和压延加工业的累计投资同比增速分别为-0.1%、0.2%、1.8%，基 本保持稳定。

“十四五”规划明确提出推动钢铁工业高质量发展，行业将加速压减环保绩效水平差、 耗能高、工艺装备水平相对落后企业的粗钢产量，淘汰落后产能。据前瞻产业研究院预测， 悲观预计下，未来五年我国钢铁行业调整仍将持续，预计到 2029 年市场规模降至 7 万亿元， 期间 CAGR为-2.8%；乐观预计下，在经历阵痛转型后，我国钢铁行业营收规模开始逐步恢 复增长，2029 年行业营收规模有望达到 9.3 万亿元。

我国铝板带箔产能逐年递增，产量小幅度回调。根据观研天下的统计数据，近年来， 我国铝板带箔产能呈现逐年上升态势，2023 年达到 2730 万吨，同比增长 13.8%，延续了近 年来的扩张趋势。2019 年-2022 年，我国铝板带箔产量逐年递增，由 1536 万吨上升至 1765 万吨，CAGR达到 4.7%；但在 2023年，受罐料、单零包装箔等产品需求不足以及出口需求 减少等因素影响，产量回落至 1687 万吨。据 SMM 初步统计，2024 年中国铝板带箔产量预 计达到 1790 万吨，同比增长约 6.1%。

铝压延加工行业中，铝板带箔业务的上游为电解铝生产商，下游包括家电、包装、交 通运输等行业。近年来，随着市场的发展和技术的进步，新材料用铝、绿色能源用铝、汽 车轻量化用铝等高附加值的铝板带箔产品占比正逐步提高，进一步拓展了铝板带箔在相关 领域的应用深度和广度。

铝板带箔在家电市场应用广泛，家电市场未来发展空间巨大。铝板带箔作为铝加工材 的重要分支，广泛应用于家电行业的各个领域。从冰箱、洗衣机的外壳，到微波炉、烤箱 的内部衬板。据奥维云网统计，2024 年我国家电市场全渠道销售额达到 9071 亿元，近十年 我国家电市场规模总体呈上升趋势。随着下沉市场规模扩张、智能家电需求增长以及营销 方式的多样化，我国家电市场的新增和替换需求空间仍然十分巨大。根据弗若斯特沙利文 报告，2024-2027 年中国家电市场销售额增速为 4.5%，预计到 2027 年我国家电市场销售额 将突破 11808 亿元。

随着汽车产业蓬勃发展，铝板带箔市场有望持续扩大。为了满足下游“汽车轻量化” “以铝代塑”等需求，多家铝板带箔企业投资建设汽车轻量化铝板带、包装铝箔等生产线， 带动了铝板带箔市场的持续旺盛。中国汽车工业协会统计数据显示，近五年国内汽车产销 量保持着稳定增长的态势，2024 年汽车产销分别完成 3128.2 万辆和 3143.6 万辆，同比分别 增长 3.7%和 4.5%。未来，根据 TOWARDS AUTOMOTIVE 网站数据，2023 年世界汽车产 业规模已达 3564.67 亿美元，预计到 2033 年将提升至 6861.45 亿美元，期间 CAGR 可达 6.77%，并将进一步催生出对高性能铝板带箔的旺盛需求。

我国是铝板带箔净出口国，近年来呈现“出口放量、进口趋稳”的特征。海关总署数 据显示，出口量方面，受海外消费的复苏、终端企业补库需求以及出口利润回升“三驾马 车”共同发力，2024 年我国铝板带箔出口量跃升至 498.1 万吨，同比上升 22.1%。进口量方 面，我国国内铝板带箔供大于求的情形短期内不会缓解，近年来铝板带箔进口的规模保持 在较低的水平，2024 年我国铝板带箔进口量收窄至 33.1 万吨，同比下降约 2.3%。

我国铜板带行业不断扩能，产量持续提升。随着铜板带加工技术提高和产业链延伸， 我国铜板带行业持续扩能，产能逐年增长，由 2019 年的 308 万吨增长至 2023 年的 378 万 吨，CAGR 达到 5.3%；产量也在持续增加，由 2019 年的 222 万吨上升至 2023 年的 281 万 吨，CAGR 达到 6.1%。

铜板带进出口贸易格局发生改变，出口量持续上升。随着铜板带产能产量与海外需求 增加，我国铜板带出口量不断增长，使得其进出口贸易格局发生改变，由净进口转为净出 口格局。具体来看，近年来我国铜板带进口量始终维持在 7 万吨以上，2024 年小幅度上升， 达到 8.88 万吨，相较 2023 年同比增长 14.28%。其出口量则持续上升，不断缩小与进口量 之间的差距，并于 2023 年正式超过进口量，达到 10.24 万吨，同比增长 13.57%；2024 年进 一步跃升至 12.42 万吨，相较 2023 年同比增长 20.61%。

铜板带作为重要的工业原材料，凭借其优良的导电性、导热性、延展性等特性，被广 泛应用于电子信息、电力、导热、服辅装饰等领域。近年来，随着电子产业升级、5G 通信 网络建设加速以及新能源汽车爆发式增长，市场对高精度、高性能铜板带材的需求持续增 加。

从下游来看，新能源汽车领域的爆发式增长，为铜板带行业带来新的增量空间。与传 统燃油车相比，新能源汽车增加了电池、电机等配置，再加上相关充电基础设施也需要大 量用铜，使得新能源汽车对铜板带需求量大幅增加。中国汽车工业协会数据显示，近年来 我国新能源汽车产量和销量持续攀升，2024 年分别达到 1288.8 万辆和 1286.6 万辆，同比增 速分别为 34.4%和 35.5%。根据艾媒咨询，中国新能源汽车市场规模在 2017 年-2023 年呈现 快速上升趋势，2025 年中国新能源汽车市场规模预计将突破 2.3 万亿元，2017-2025 年 CAGR 高达 39.62%，这一爆发态势将推动铜板带市场加速扩容。

随着光伏装机容量不断增长，对铜板带的需求将进一步扩大。在光伏领域，铜板带可 以用于光伏焊带等方面。近年来，随着“双碳”战略推进及《关于促进光伏产业链供应链 协同发展的通知》等政策的实施，我国光伏行业发展迅速，光伏装机容量不断增长。国家 能源局数据显示，2024 年我国光伏发电装机新增规模达到 277.17GW，太阳能发电累计装 机达到 886.7GW，相较 2023 年同期分别同比增长 27.8%和 45.2%。根据中国光伏行业协会预计，未来五年中国的光伏年均新增装机量仍有较大增长空间。在乐观预期下，2030 年中 国光伏新增装机量有望达到 317GW。

有色金属固定资产投资增长较快，行业稳中向好的态势日趋明显。在国内政策超预期 发力以及宏观经济稳步改善的双重利好背景下，有色金属行业的景气度进一步上行，我国 有色金属冶炼和压延加工业固定资产投资信心走高，投资增速加快。2022-2024 年，有色金 属冶炼和压延加工业固定资产投资完成额同比增长率分别达到 15.7%、12.5%、24.2%，连 续三年增幅好于全国工业水平 。

2.2 我国高端磨床仍有较大国产替代空间

高档数控磨床的国产替代需求迫切，各类数控磨床的进出口金额呈现明显差距。从国 产化率来看，我国数控机床企业主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处 于较低水平。根据中商产业研究院研究，当前我国中、低端数控机床的国产化率分别为 65%、82%，高端数控机床的国产化率仅 6%，高端数控机床存在着较大的国产化空间。细 分产品来看，中国海关总署统计数据显示，2024 年各类数控磨床的进出口总额仍存在显著 差距，进口额依旧远超出口额。

全球磨床市场由多家国外知名生产商共同主导，国内磨床行业研发水平与发达国家存 在一定差距。以轧辊磨床为例，其对生产制造过程及产品最终达到的技术性能要求极高， 体现在产品对轧辊及精密轴类零部件磨削，能获取极高的几何形状精度（≤3 微米）及表 面微观一致性（纳米级）。在全球磨床市场中，多家国外知名生产商占据主导地位。据YH Research 报告，2023 年全球前十强厂商共占有约 51%的市场份额，其中 United Grinding、 JTEKT Corporation、Reishauer 等厂商凭借其先进的技术、丰富的产品线以及强大的品牌影 响力，在全球范围内赢得了广泛认可。相比之下，我国的数控磨床制造业起步相对较晚， 在技术水平、功能配套、产品开发等方面与世界顶尖企业相比仍然存在一定差距，在全球 市场中占比相对较低。

我国轧辊磨床市场目前形成了三个层次的竞争格局，华辰装备已跻身第一梯队。中国 轧辊磨床市场竞争者大致可分为三个层次:第一层次由极少数国外高端磨床企业组成，如德 国、意大利等，这类企业的轧辊磨床产品技术含量高、价格昂贵，处于轧辊磨床行业的高 端地位；第二层次由中、高端生产企业组成，主要包括华辰装备（目前已跻身第一梯队）、 美国 CAPCO、上海机床厂有限公司、无锡机床股份有限公司、贵阳险峰机床有限责任公司 等国内外磨床企业；第三层次由数量众多的低端制造厂商组成，本层次内企业一般规模较 小、无核心技术，产品单一、同质化严重，竞争非常激烈。

从巴统协议到瓦森纳协定，西方国家持续限制我国高端磨床发展。随着国际关系的紧 张，对中国高精度磨床的技术封锁呈现出加剧的趋势。2024 年 12 月修订的《瓦森纳协定》 进一步限制对华出口敏感技术产品，涵盖特殊材料和相关装备、材料加工、电子、计算机 等类别。其中，磨床的出口受到明确限制，尤其是那些单向重复定位精度高的多轴联动磨 床。

我国制造业目前正在从“制造大国”向“制造强国”转变，未来对高精度、高效率、 高价值的高档数控磨床需求的需求不断增加。近年来，国家政策加大了对制造业的支持力 度，对诸如智能装备和数控机床在内的各类相关产业给予高度关注，并且已经制订和执行 了一系列旨在推动该领域产业繁荣发展的法律法规以及特定的产业扶持政策。在相关政策 的带动下，高档数控机床、工作母机、重大成套技术装备、关键材料与关键零部件的自主 设计制造进度进一步加速，我国机床数控化率日益提升，轧辊磨床行业得到快速发展。

3 丝杠为人形机器人核心零部件，公司积极布局对应磨床

3.1 丝杠：直线运动关键部件，市场规模快速增长

丝杠是一种将旋转运动转换为直线运动（或反之）的机械传动元件，其核心结构由带 有螺旋槽的螺杆和与之配合的螺母组成，通过螺纹啮合实现运动传递。根据工作原理和结 构特点，可以分为滑动丝杠和滚动丝杠两种。滑动丝杠依靠螺纹副之间的滑动摩擦传递动 力，滚动丝杠通过滚动体（如滚珠、滚柱）减少摩擦，提高效率。相较于滑动丝杠，滚动 丝杠传动效率高、线性运动精度；传动可逆，可实现高速进给和微进给，因而应用范围更 为广泛。 目前主流的滚动丝杠主要有滚珠丝杠和行星滚柱丝杠两种。滚珠丝杠由丝杠、螺母和 滚珠组成，其核心在于滚珠的滚动机制，通过滚珠在丝杠和螺母之间的螺旋槽中滚动，减 小摩擦阻力，具有摩擦系数小、效率高、精度高、相对价格低等优点。行星滚柱丝杠与滚 珠丝杠主要的区别在于负载的传递单元使用螺纹滚柱而不是滚珠。与滚珠丝杠比较，相同 尺寸下行星滚柱丝杠具有小体积、快响应、低噪音、高效率、承载大和可高速旋转等特点。

行星滚柱丝杠凭借其高承载、高刚性、长寿命等特性，下游可主要应用于航空航天， 数控机床、精密机器人、轨道交通等。其中数控机床与机器人领域占比较高，分别为 21%、 19%。航空航天、汽车、轨道交通领域占比均为 10%左右。

新兴应用场景加速落地，滚珠丝杠行业需求扩张。从应用市场来看，国内数控机床、 专用设备领域（包含半导体、电池制造及其他专用设备）、机器人生产线对滚珠丝杠需求 较大。其中数控机床领域应用最为广泛，占比超过 20%，机器人领域次之，占比约为 10%。

受益于自动化生产需求增加及高端制造业的快速发展，全球及中国滚珠丝杠市场规模 快速增长。根据 QYRearch 的数据，2024 年全球滚珠丝杠市场规模预计达到 20.9 亿美元， 预计到 2031 年将超过 31.35 亿美元，2025-2031 年复合增长率为 6.1%。中国滚珠丝杠市场 规模增速快于全球市场。2023 年中国滚珠丝杠行业市场规模约为 31.00 亿元，同比增长 10.7%，2016-2023 年复合增长率为 9.2%。

3.2 丝杠为人形机器人关键零部件，但国产化率较低

丝杠在人形机器人种作为实现高精度运动控制的核心传动部件，主要应用于人形机器 人的线性执行器。在线性执行器中，丝杠可将电机的旋转运动转换为精确的直线运动，实 现关节的高负载、高精度传动。

目前人形机器人使用丝杠的主流方案是反向式行星滚柱丝杠。行星滚柱丝杠一般主导 高负载、高频运动场景如机器人下肢关节、大臂等，滚珠丝杠主要用于轻量化、低负载场 景如灵巧手、手腕等部件。尤其是反向式行星滚柱丝杠，由于其滚柱不沿丝杠进行轴向运 动，行程运动在螺母的内螺纹，更适合使用于中小负载场景，所以成为人形机器人的主流 方案。例如，特斯拉 Optimus 线性执行器的配置为：无框力矩电机 +反向式行星滚柱丝杠+ 力传感器+编码器+驱动器+球轴承+四点接触球轴承。

丝杠可实现机器人关节的精确运动控制，其高精度和稳定性直接影响机器人的工作效 率和产品质量。根据 MorganStanley，预计特斯拉擎天柱二代（按零部件分类）传感器、电 机、丝杠、减速器的成本占比分别为 37.00%、20.30%、20.20%、12.60%，共占总成本的 90.00%。

人形机器人有望推动丝杠市场需求指数级增长。2023 年，全球人形机器人市场规模约 为 21.6 亿美元，据前瞻产业研究院预计，2029 年，中国人形机器人市场规模有望扩大至 750 亿元，2024 年至 2029 年年复合增长率将超过 56%，占据全球市场的 32.7%，按照丝杠 成本占比 20%计算，对应丝杠约市场规模 150 亿元。

2022 年行星滚柱丝杠国产化率仅为 19%。根据前瞻产业研究院数据，2022年中国行星 滚柱丝杠市场规模为 4.4 亿元，占全球市场规模的 5%。当前行星滚柱丝杠产能主要集中在 欧洲、美国等，国内品牌起步较晚，以南京工艺和博特精工为代表，根据前瞻产业研究院 数据，2022 年国产品牌市占率不超过 19%。

我国中高端滚珠丝杠国产化率较低。我国虽然已有小部分厂商能够生产中高端滚珠丝 杠，但加工过程中所使用的专用磨床、专用高精度母机仍受到境外垄断，导致我国中高端 滚珠丝杠市场国产化率较低。根据金属加工公众号数据，当前中国大陆中端滚珠丝杠市占 率为 30%，中国台湾上银及中国台湾银泰占比 40%，海外品牌德国力士乐、日本 THK/NSK 占比 30%。中国大陆高端滚珠丝杠市场市占率仅 5%，其余份额主要被中国台湾及海外品牌 垄断。

3.3 丝杠所需磨床壁垒较高，公司已实现产业化突破

丝杠作为精密传动与导向的核心部件，其制造过程高度依赖各类磨床的精密加工。滚 珠丝杠和行星滚柱丝杠主要用到内外圆磨床、内外螺纹磨床。丝杠轴的外圆需通过高精度 外圆磨床加工，螺母的内孔通过内圆磨床加工，配合砂轮的高速旋转和精密进给，修整内 孔的同轴度。内外螺纹磨床主要用于丝杠螺纹内外滚道加工。

丝杠的精度主要决定于上游磨床，国内目前缺乏高精度磨床产品。精度是丝杠性能关 键指标之一，机器人机械手臂（精密级）精度要求在 C1-C4 级。而磨床是丝杠加工的核心 技术壁垒，决定丝杠的加工精度和效率。磨床的精度直接影响丝杠的轴向精度、径向精度 以及整体的运动平稳性。目前，国内高端磨床制造商相对较少，在精度、稳定性等方面与 全球领先企业仍有差距。根据 GGII，国产磨床能满足 C3-C4 精度的中端丝杠加工，如需批 量加工高端丝杠（C0-C2）会存在出品不稳定情况。

高精度磨床技术难度较大，主要被欧美日等企业垄断。精密磨床技术难度较高，以高 精密磨床为例，主要可用于丝杠、机床主轴等部件加工，要求表面粗糙度 Ra 不大于 0.01-0.04μm，精度达到 0.1-0.5μm。欧美日等国家当前在磨床技术研发水平处于全球领先地位， 如 Precision Surfacing Solutions (PSS)、United Grinding Group、Hardinge、Fives、Hamai Company、AM Technology、Mitsui Seiki 和 TOYO 等，凭借其多年积累的技术经验和创新能 力，持续推动着高精度磨床领域的发展。

公司推出亚μ磨削中心，产品性能达到国际领先水平。2017 年，华辰装备与德国 Wieland 公司建立了国际合作关系，经过三年的技术攻坚和两年的工程磨削工艺测试，成功 研制出国内领先的亚微米级万能精密复合磨削中心，该中心具有外圆、内圆、非圆、端面、 轮廓、螺纹等磨削功能，目前已形成完整的产品体系，包括亚μ磨削中心、亚μ外圆磨床、 亚μ内圆磨床、亚μ端面磨床、亚μ随动磨床、亚μ中心孔磨床等，其相关核心技术指标 全面比肩国际顶尖水准。该磨床只需一次装夹即可完成全部复合精密磨削加工工序。夹持 磨削圆度最高可达 0.2 微米，圆柱度（长度 1000mm 试件）最高可达 1 微米。可用于航空航 天、工程机械、工业母机、汽车零部件、刀具、磨具、精密电动机等国家重点行业。

国产磨床替代难点集中在内螺纹磨床。丝杠加工的核心技术难点在于滚道的加工，丝 杠轴的滚道加工主要使用外螺纹磨床进行外圆磨削加工。而螺母的内滚道加工主要使用内 螺纹磨床，主要通过磨杆带动砂轮旋转，由砂轮轴线相对螺母中心线成螺旋升角进行安装， 对工件进行磨削。相较于外螺纹加工，内滚道加工的技术难度在于较大的螺旋升角会导致 加工过程中磨杆与螺母内孔面发生干涉碰撞，为了避免干涉碰撞，需要减小磨杆直径，但 这会降低磨杆刚度，因此限制了可加工螺母的长径比范围。

内滚道精加工技术是高端数控磨床的技术护城河。我国内螺纹磨床市场的竞争格局可 分为以下三个层次：第一层次为国际性磨床企业，如日本三井精机、西班牙 DOIMARK、 美国 DRAKE 等，上述企业的内螺纹磨床产品的技术含量高，价格昂贵，占据了我国高端 市场；第二层次为国内具备一定核心竞争力的企业，比如华辰装备、日发精机、秦川机床 等；第三层次为数量众多的低端企业，产品技术含量较低，同质化严重，缺乏核心竞争力， 竞争非常激烈。

华辰装备螺纹磨床技术参数保持领先。公司内螺纹磨床最小加工内径 ø4mm ；螺母长 径比 10 倍以上；加工精度可达 C0 级；双磨杆两端同步磨削技术，搭载自研高速电主轴 （转速 70000-150000 rpm），磨削效率提高 300%以上。公司外螺纹磨床最小加工直径 ø1mm ；螺杆长径比 20 倍以上；加工精度可达 C0 级；采用新型工件装夹技术，搭载高速 磨削主轴（砂轮线速度可达 100m/s），磨削效率提高 300%以上。 华辰装备中标人形机器人实验室项目。2024年 12月，华辰装备中标南京理工大学“江 苏省高端制造装备工程技术联合实验室高精度外螺纹磨床项目”，主要用于工业母机用 P0 级滚珠丝杠副加工工艺，以及新型人形机器人直线运动关键一体化传动组件磨削加工工序。 南京理工大学在国内一直处于滚珠丝杆的研究前沿，该项目的中标标志着华辰装备在人形 机器人领域的布局迈出关键一步，其提供的设备精度为 P0 级，在国内具备标杆性作用。 华辰装备与福力旺签订 100 台设备销售订单。2025 年 3 月 25 日，华辰装备与福立旺精 密机电（中国）股份有限公司达成重要合作，双方一次性签约 100 台华辰新产品销售合同。 华辰装备将在未来一年内向福立旺提供精密内螺纹磨床、高速外螺纹磨床及高速外圆磨床 产品共计100台，主要用于螺母螺纹中径小于10mm的行星滚柱丝杠相关零件的螺纹加工， 并为其行星滚柱丝杠、滚珠丝杠等核心零部件产品的生产制造提供专用的高精度高效率磨 削解决方案。

受益于人形机器人放量，高端磨床市场需求广阔。根据 TeslaAIDay2022 公告，特斯拉 Optimus 的直线关节选取行星滚柱丝杠+梯形丝杠的方案，其中 14 个线性关节中有 10 个关 节选取行星滚柱丝杠方案，4 个选取梯形丝杠方案。同时，特斯拉 Optimus 和国内 SCARA 部分机器人型号的灵巧手均选取滚珠丝杠（微型丝杠）的方案，其中特斯拉 Optimus 共采 用 12 个滚珠丝杠。 当人形机器人年产能 100 万台时丝杠对应磨床市场规模约为 242 亿元。丝杠产品使用 螺纹与内外圆两种磨床。行星滚柱丝杠平均磨削时间为螺纹磨床磨削 6h+内外圆磨床磨削 1h；滚珠丝杠平均磨削时间为螺纹磨床与内外圆磨床各 1.5h。假设人形机器人出货量达到 10/50/100 万台，平均每台机器人使用 10 支行星滚柱丝杠，12 支滚珠丝杠，使用螺纹磨床 螺纹、内外圆磨床进行加工。假设设备单价为 200 万元。

4 公司积极布局各类磨床，产业链向上游延伸

4.1 直线导轨磨床：下游应用广泛，公司已交付产品

直线导轨是一种用于实现高精度直线运动的机械部件，其核心功能是通过滚动摩擦代 替传统的滑动摩擦，属于滚动导轨系统的重要组件。滚动导轨系统主要由导轨、滑块、滚 珠等部件组成，通过滚珠在导轨和滑块之间的滚动，实现负载的直线运动。

直线导轨与滚珠丝杠作为传动功能核心组件，通常搭配使用，广泛用于精密电子机械、 机床设备及自动化工具等领域。据 QYResearch 数据，2022 年精密电子机械占直线导轨下 游市场的比重为 48%，预计 2029 年将进一步提升至 51%，自动化设备与机床领域占比次 之，均为 21%。

直线导轨行业受全球经济和贸易影响较大，顺周期性明显。根据 QYRearch 数据， 2016 年，全球直线导轨市场规模达到了 21.5 亿美元。2016 年至 2018 年期间，市场规模稳 定上升，后续则不断震荡，预计 2027 年市场规模有望增长至 28.6 亿美元，2022-2027 年复 合增长率约 5.6%。

全球直线导轨行业处于寡头垄断状态，市场集中度较高。根据 QY Research 数据，从 竞争格局来看，全球直线导轨核心厂商包括 THK、上银科技（HIWIN）和 NSK 等，前三 大厂商占据了全球约 75%的份额。

直线导轨主要使用内外圆磨床及专用直线导轨磨床。其中内外圆磨床加工基面，专用 直线导轨磨床采用成型砂轮对导轨的 V 型或平面滚道进行精密磨削。公司开发的精密数控 直线导轨磨床磨削效率可达 13min/2 根（4 米规格直线导轨）；实现两根导轨一次装夹、三 磨头同时作业、双层对叠磨削 ；工作台最高运行速度 80m/min；加工精度可达 up 级。

华辰装备直线导轨磨床已与贝斯特深度合作。2023年 10月，华辰装备与贝斯特签订全 面战略伙伴关系协议，计划于 1 年内向贝斯特提供对标国际领先水平的精密数控直线导轨 磨床产品以及相应技术支持。2024 年 12 月，华辰装备与贝斯特合作开发的直线导轨磨床产 品已制造完成，目前处于磨削测试中。根据公司披露，协议涉及产品为目前全球磨削长度 最长、技术难度及磨削效率最高的产品，强大的产品能力使公司能够对贝斯特在机器人、 机床及汽车核心零部件的加工制造方面提供全面的设备和技术支持。

4.2 数控系统：公司自主研发 HCK 智能磨削系统

数控机床由机床主体、传动系统和数控系统构成，其中数控系统是数控机床的“大脑”。 机床数控系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译 码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件。数控 系统性能的优劣直接影响高端数控机床的加工精度及效率，是最核心的部件之一。 我国机床数控化率仍然不足，数控系统需求旺盛。近年来随着加工产品的结构复杂化、 加工精度要求的不断提高以及生产效率的提升，国内机床设备正逐步从传统普通机床向高 档数控机床过渡。根据中国机床工具工业协会数据，近年来我国金属切削机床数控化率呈 现快速增长趋势，2022 年数控化率为 46.3%，但仍与发达国家 80%以上的差距较大。根据 《中国制造 2025》战略纲领要求，预计 2025 年中国的关键工序数控化率将提升至 64%， 机床数控化需求旺盛。

国内数控系统由海外龙头占据高端市场，但国产化率正逐步提升。目前国内数控系统 市场主要可分为三大阵营：1）高端数控系统市场：主要被日德等外资企业所垄断，代表企 业包括发那科、西门子等；2）中端数控系统市场：国内头部企业与外资争夺的主力战场， 国内代表企业包括华中数控、广州数控、科德数控等；3）低端数控系统市场：已基本被国 产企业占据，包括广州数控、凯恩帝及大量小规模的民营企业。

公司自主研发 HCK 智能磨削数控系统，并结合 AI 算法提高智能水平。公司在数控系 统领域的核心突破体现在自主研发的 HCK 系列智能磨削数控系统，该系统基于先进架构设 计，搭载高性能控制器及伺服驱动电机，实现了磨削过程的高精度控制，性能指标已对标 国际头部企业，部分达到纳米级精度要求，成功应用于高端轧辊磨床及亚 μ 磨削系列产品， 打破国外垄断并实现关键部件完全自主可控。此外，2024年启动的“大数据和人工智能技术 在数控系统上结合应用的研发”项目已进入客户小批量应用阶段。通过 AI 算法优化磨削工 艺参数，提升加工效率与精度，同时实现设备运行状态的实时监控与预测性维护，进一步 强化了数控系统的智能化能力。

4.3 砂轮：参股公司在超薄砂轮和超硬砂轮取得突破

砂轮作为磨床加工的核心部件，其性能直接决定了加工精度、效率及表面质量，在精 密制造领域具有不可替代的作用。砂轮的技术门槛体现在材料、工艺与设计的深度融合。 如超硬砂轮（如金刚石、CBN 砂轮）需采用纳米级磨料（平均粒径 4μm 以下）和树脂 / 陶 瓷结合剂，通过电解在线修整（ELID）等技术实现硬脆材料的高精度加工。此外，砂轮的 动平衡精度、抗冲击性能及寿命稳定性均需通过复杂仿真与实验验证。 华辰科技参股公司布局砂轮领域，已形成相应产品谱系。华辰科技的参股公司——昆 山华辰新材料科技有限公司依托华辰装备在国内国际轧辊行业的领先技术与丰富经验，以 及技术团队在砂轮磨削领域的深度积累与创新精神，已成功定制出一套兼具技术领先与个 性化服务的一站式的轧辊高速、高精密磨削解决方案。在此实践基础上，开发形成了从磨 料检验、砂轮开发、生产制造到工艺应用的全流程“砂轮研发-制造-工艺匹配”系统化方 法。在提升轧辊行业超硬砂轮磨削技术的同时，不断拓展行业领域，比如汽车行业轴类加工、刀具行业硬质合金刀具加工、电子行业元器件加工等等，相比传统普通砂轮，超硬砂 轮在磨削表面质量及磨削效率方面，具有更显著的优势。

公司不断研发砂轮相关技术，拓展应用边界和技术优势。公司在超薄砂轮和超硬砂轮 的研发上取得了显著进展，特别是在解决关键领域如晶圆切割中的卡壳问题上，成功实现 了超硬砂轮的技术突破。这一研发项目的成功不仅推动了技术的发展，还为生产工艺的升 级奠定了基础。此外，公司还通过提高磨削效率和延长砂轮寿命，进一步加强了精密刀具 和超硬砂轮的技术优势，采用了先进的工具材料，加速了国产化进程，完成了技术开发与 小批量试制工作。

4.4 超精密曲面磨床：半导体设备国产替代空间广阔

光学磨床是一种用于精密加工光学器件的设备，主要用于磨削光学元件，如透镜、反 射镜、棱镜等，以达到高精度的表面形状和光洁度要求。光学镜片是由透明材料制成的光 学元件，通过折射原理对光线进行会聚、发散、成像等作用。按形状可分为球面镜片和非 球面镜片。球面镜片的表面是球面的一部分，具有简单的几何形状，制造相对容易，广泛 应用于普通光学系统；非球面镜片的表面不是球面，能够更好地校正像差和色差，提高成 像质量，常用于高端光学设备，如数码相机、投影仪、望远镜等。 2022 年全球精密光学元器件行业市场规模约为 446.8 亿美元，同比下降 2.6%。从国内 市场来看，2018-2022 年，中国精密光学元器件行业市场规模从 428.9 亿元增长至 617.5 亿 元，CAGR 为 9.5%。精密光学元器件可用于半导体设备如光刻机、天文望远镜、精密仪器 如航空航天领域的惯性导航系统、高端科学研究中的显微镜、机器人视觉系统等。

2024 年 12 月 19 日，华辰装备公告拟与长春长光大器科技有限公司共设合资公司，标 志着其正式布局光学磨床业务。合资公司主要从事超精密光学元件磨床、超精密导轨（平 面、曲面）磨床的应用验证、销售及服务，以及承接光学元件、半导体（或碳化硅陶瓷） 等超精密零部件磨削加工服务业务。合资公司注册资本 550 万元，其中华辰以货币形式出 资人民币 400 万元，占合资公司注册资本的 72.73%，长光大器以无形资产形式（专利权） 出资，占合资公司注册资本的 27.27%。 1）华辰装备负责生产制造超精密光学元件磨床、超精密导轨（平面、曲面）磨床，这 些磨床主要应用于光学元件、半导体（或碳化硅陶瓷）等超精密零部件的磨削加工，其加 工精度可达微米级，能够满足光刻机及其零部件超高精度的加工要求，并提供设备工艺验 证技术。 2）长光大器负责提供光学元件、半导体（或碳化硅陶瓷）等超精密零部件的磨削加工 业务及工艺技术指导，为合资公司的业务市场开拓提供支持。

随着半导体产业的快速发展，对光学元件的精度要求越来越高。半导体制造过程中的 光刻、蚀刻等工艺需要使用大量高精度的光学元件，如透镜、反射镜等。以光刻机镜头为 例，其加工过程可分为前后两道工序， 1）前道：镜坯首先由高精度机床铣磨成型，确保 镜面形状与曲率的初步完成，加工精度需要控制在纳米级；2）再使用小磨头抛光 、磁流 变抛光、离子束抛光等超精密抛光手段，消除瑕疵并镀膜。华辰装备的超精密光学元件磨 床能够满足半导体行业对光学元件高精度磨削加工的需求，所处前道铣磨环节直接决定后 面工序效率和时间可用于加工半导体（或碳化硅陶瓷）等超精密零部件。 2025 年中国大陆 半导体设备光学类零部件（成本占比 55%）市场规模将达到 16.9 亿美元，为华辰装备光学 磨床业务提供了广阔的国产替代市场机遇。

中商产业研究院分析师预测，2025 年中国半导体设备市场规模将达 2300 亿元，同比 增长 3%。根据 SEMI 统计，全球半导体设备销售规模从 2010 年 395 亿美元增长到 2020 年 的 712 亿美元，预计到 2030 年全球半导体设备销售额将增长至 1400 亿美元。2024 年国内 半导体设备市场规模约为 2230 亿元。

2023 年全球天文望远镜市场规模约 2.5 亿美元，2023-2030 年市场规模 CAGR 可达 8.2% 。天文望远镜是用于观测天体（如恒星、行星、星系）的光学仪器，通过收集电磁波 （主要是可见光、红外线等）形成放大图像或光谱。天文望远镜的核心光学元件需通过超 精密磨床（尤其是非球面磨床）加工，以满足纳米级面形精度和表面粗糙度要求。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）