人形機(jī)器人金屬材料行業(yè)深度報告：人形機(jī)器人加速發(fā)展釹鐵硼、鎂合金顯著受益-光大證券

2024年3月23日行業(yè)研究人形機(jī)器人加速發(fā)展，釹鐵硼、鎂合金顯著受益——人形機(jī)器人金屬材料深度報告要點(diǎn)有色金屬2030100馬斯克認(rèn)TeslaOptimus2recedenceResearch286.620002022-2032年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模復(fù)合增長率約為33.3%；格物致勝預(yù)計2030年全球人形機(jī)器人銷量將達(dá)到150萬臺，2035年達(dá)到800萬臺的水平。（鋼材、輕量化材料（鎂合金、鋁合金、EEK）等。Tela人形機(jī)器人Oims1414（主要原材料為釹鐵硼磁材、（主要原材料為不銹鋼或高分子纖維（Tesla4680以及整體骨骼框架（輕量化材料）。每一百萬臺人形機(jī)器人出貨對上游原材料的需求拉動順序為：PEEK由于Tesla們分別計算了Optimus100出貨對上游原材料的拉動順序，具體計算結(jié)果為PEEK（64.5%）>鎂合金（1）釹鐵硼（.0）>鋁合金（0%）鋼材。3.52、磁偏角?。p少動作誤差3.52OptimusGen2單機(jī)鍍層絲消耗量約為9.52kg，單機(jī)價值量大約為809元。工OptimusGen2單機(jī)鍍層絲消耗量約為0.68kg*14=9.52kgOimusGen2鍍層絲的價值809TeslaOimsGen2所使用的輕量化材料密度大約為2.7g/cm3Tesla10%作為假設(shè)計算，輕量化材料密度約為1.72g/cm3。2.76g/cm31.72g/cm3PEEKPEEK材料的價格大約為鎂合金/格的十倍以上）Tesla投資建議：、寧波韻升（磁材、正海磁材（磁材、中科（磁材（磁材（磁材（鍍層絲（鎂合金、星源卓鎂（鎂合金。風(fēng)險分析：上游原材料價格波動風(fēng)險，公司擴(kuò)產(chǎn)計劃不及預(yù)期風(fēng)險，人形機(jī)器人技術(shù)路線變化風(fēng)險，理論假設(shè)與現(xiàn)實不符風(fēng)險等。增持（維持）作者 分析師：王招華執(zhí)業(yè)證書編號：S0930515050001021-52523811azh@ebc.cm分析師：馬俊執(zhí)業(yè)證書編號：S0930523070008021-52523809aebc.cm分析師：方馭濤執(zhí)業(yè)證書編號：S0930521070003021-52523823ayua@ebc.cm聯(lián)系人：張寅hayiaebc.om行業(yè)與滬深300指數(shù)對比圖 1%-8%-17%-26%01/2304/2307/2311/23有色金屬 滬深資料來源：Wind相關(guān)研報 機(jī)器人力稀磁材長新擎——稀土材板塊股異動評（2023-07-02）有色金屬有色金屬投資聚焦TeslaOptimus放量，上游重要原材料釹鐵硼、鎂合金等有望深度受益。我們區(qū)別于市場的觀點(diǎn)TeslaOptimusGen2我們參考新能源車用稀土永磁電機(jī)，測算出了Oimus單機(jī)磁組件價值量。OptimusTeslaOptimus為PEEKTeslaOptimus股價上漲的催化因素Tesla人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化持續(xù)推進(jìn)，重要產(chǎn)品成功推向市場。軟硬件技術(shù)重大突破以及國家政策支持，利好人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化加速。投資觀點(diǎn)（磁材（磁材（磁材（磁材（磁材（磁材（鍍層絲（鎂合金。目 錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化漸近，上游原材料有望受益 6、人形器發(fā)歷復(fù)，AI的現(xiàn)將為助推 6、人形器：年有達(dá)億RMB產(chǎn)值 8、人形器上零件原材梳理 92、人形機(jī)器人質(zhì)量拆分及重要原材料分析 17、OptimusGen2質(zhì)拆分 17、稀土材無力電及空杯機(jī)心料 21、工裝具銅層與質(zhì)合刀具 27、鎂合：形器關(guān)輕量材料 28、其他料鋼及墨鐵 303、彈性測算 314、投資建議 31、金力磁重供商，能、器均布局 32、寧波升老磁生企業(yè)持開新源域 32、正海材稀磁與能源機(jī)動輪動 33、中科環(huán)擁雄理與優(yōu)技的土材業(yè) 33、大地：戶泛優(yōu)磁材應(yīng)商 33、英洛：機(jī)務(wù)開新增空間 34、博威金新料光業(yè)務(wù)輪動 34、寶武業(yè)背寶，業(yè)龍頭 35、星源鎂突鎂金鑄領(lǐng)域 355、風(fēng)險提示 36圖目錄圖1：2017-2026E球業(yè)機(jī)人裝量 6圖2：2022年界前15國和區(qū)業(yè)人安量萬） 6圖3：Eureka練器熟練筆 8圖4：Eureka過下進(jìn)化索漸成好獎勵 8圖5：2022~2032E球形機(jī)人場模測億美） 8圖6：2025-2030年球形機(jī)人量測萬） 9圖7：Optimus旋執(zhí)行及線執(zhí)器示 10圖8：無力電上主要材料零件 10圖9：諧減器成件示圖 11圖10：類電絲速度精對比 12圖星柱杠結(jié)構(gòu)意圖 13圖12：削藝不類 14圖13：Optimus靈巧手計方案 15圖14：形器產(chǎn)概覽 16圖15：形器價分布系拆） 17圖16：形器價分布零件分） 17圖17：Optimus共搭載28個執(zhí)器件 18圖公其行性能數(shù) 18圖19：時器人RH56DFX系列靈手簡要紹 19圖20：Optimus搭載2.3kwh52v電包 19圖開的4680圓柱池 19圖22：OptimusGen2占比 20圖23：2023釹硼需求布 21圖24：2017~2022年稀土化開指與國釹硼量 23圖25：2018~2022年稀土化開指增與我釹硼量速 23圖26：2022~2025年釹鐵供缺預(yù)圖萬噸） 25圖27：步阻機(jī)子總示圖 26圖28：車動機(jī)部件值占比 26圖29：2018至鎂鋁錠格鎂比勢況 29圖30：體均肉積 29圖31：形器采合金例 30表目錄表1：人機(jī)人展程 7表2：綠諧原料購以材工刀、材為主 11表3：慢絲藝段化及用材料 12表4：合柄滾案對比 13表5：Ewellix行滾杠不鋼擇 14表6：Ewellix行滾杠標(biāo)鋼擇 14表7：磨工所用輪材料 15表8：OptimusGen2器質(zhì)拆分 18表9：因機(jī)人RH56DFX列巧主參數(shù) 19表10：OptimusGen2拆分 20表11：2022~2025主釹鐵生企擴(kuò)規(guī)（單：） 22表12：2023-2024我稀土采冶指標(biāo) 22表13：2022~2025年釹鐵供預(yù)（位萬噸） 23表14：業(yè)器人形器占鐵需比例算 24表15：2022~2025年釹鐵供缺測（噸） 24表16：分材業(yè)組件局況 25表17：德科層絲相于統(tǒng)銅經(jīng)效益升 27表18：種量材數(shù)對比 28表19：形器主材料量總 31表20：關(guān)市司測算表 311、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化漸近，上游原材料有望受益（FR20232022年全球工廠新安裝0萬臺機(jī)器人，同比增長1，預(yù)計2026年全球工業(yè)機(jī)器人新安裝數(shù)量將達(dá)到71.8萬臺。73202229.03（同20212020占全球工52.509%，50,413201949,90846%。圖1：2017-2026E全球工業(yè)機(jī)器人安裝量220215（萬臺）資料來源：國際機(jī)器人聯(lián)合會（IF）預(yù)測，光大證券研究所資料來源：國際機(jī)器人聯(lián)合會（IF，光大證券研究所工業(yè)機(jī)器人與人形機(jī)器人具備以下區(qū)別：“大腦思維”層面：AIAI先編碼設(shè)定的，能夠重復(fù)做編碼設(shè)定好的事情而不知疲倦。“身體體型”層面：型，十分類似人體，其行為也“類人”。礎(chǔ)以及“解鎖前置科技點(diǎn)”的作用。、I助推替代作用。1960產(chǎn)品運(yùn)動和交互功能成熟度，其發(fā)展歷程可大致分為四個階段：（2000WBOT-1的WL-5號兩足步行機(jī)。1986機(jī)器人SO的研究，并于0年成功發(fā)布第一代機(jī)型。高度集成發(fā)展階段（2000-2015年）：2003年日本豐田發(fā)布“音樂伙伴機(jī)器人”，其可以實現(xiàn)吹喇叭、拉小提琴等樂器演奏功能；2011年，日本本田推出第三代ASIMO，其具有利用傳感器避開障礙物等自動判斷并行動的能力，還能用五根手指做手語，或?qū)⑺畨乩锏乃谷爰埍?。?015Alas2020在Tesla發(fā)布其人形機(jī)器人產(chǎn)品Oimus之后，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速：Optimus20231120252027表1：人形機(jī)器人發(fā)展歷程發(fā)展階段代表產(chǎn)品主要功能早期發(fā)展階段（2000年以前）早稻田大學(xué)仿人機(jī)器人兩足步行高度集成發(fā)展階段（2000-2015年）豐田第一代仿人類機(jī)器人能（2015）波士頓動力雙足機(jī)器人Atlas環(huán)境搜救任務(wù)2025現(xiàn)量產(chǎn)）Tela人形機(jī)器人OtsAI資料來源：中國機(jī)器人網(wǎng)，工信部，微信公眾號《機(jī)器人大講堂》，光大證券研究所整理AIAI機(jī)器人更高級別的感知能力，還讓它們具備了自主決策和學(xué)習(xí)能力?，F(xiàn)階段的AI/AIAIAI多模態(tài)的輸入信息學(xué)習(xí)進(jìn)步。境，而其類似人類的外觀可使其在日常生活及工作環(huán)境中更容易與人接近。英偉達(dá)于2023年10月推出的用于訓(xùn)練機(jī)器人的IgentEreka使用GPT-4過80%的任務(wù)中超越人類專家，并可以讓機(jī)器人平均處理任務(wù)效率提升50%以上。圖3：Eureka訓(xùn)練機(jī)器人熟練轉(zhuǎn)筆圖4：Eureka通過上下文進(jìn)化搜索逐漸生成更好的獎勵資料來源：微信公眾號《量子位》，光大證券研究所資料來源：微信公眾號《量子位》，光大證券研究所RMBEVE和Digit1Xecnlgies公司與ADTcmmercial公司共同研發(fā)的人形機(jī)器人EVE目前已成功應(yīng)用于巡邏安保場景；Digit的應(yīng)用場景主要是在物流倉儲環(huán)節(jié)，進(jìn)行的任2025未來的商業(yè)應(yīng)用場景有望擴(kuò)展到服務(wù)業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域。馬斯克曾表示其設(shè)計Tesla2025根據(jù)PrecedenceResearch的預(yù)測，2022年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模約為16.22032286.6200033.3%。圖5：2022~2032E全球人形機(jī)器人市場規(guī)模預(yù)測（億美元）資料來源：證券時報，PrecedenceResearch預(yù)測，光大證券研究所2022TeslaOptimus不到2萬美元”的價格出售這款機(jī)器人；而2024年年初，ijorney研究實驗室的創(chuàng)始人大衛(wèi)·21401021601000根據(jù)格物致勝在樂觀情形下的預(yù)測，202920301001502035放量達(dá)到800萬臺的水平。圖6：2025-2030年全球人形機(jī)器人銷量預(yù)測（萬臺）資料來源：格物致勝ineiene預(yù)測，光大證券研究所1.3、人形機(jī)器人上游零部件及原材料梳理矩電機(jī)、諧波減速器、行星滾珠絲杠等核心零部件為主。根據(jù)Tesla在TeslaIDay2Oims主要包14（對應(yīng)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)14（對應(yīng)線性關(guān)節(jié)。其中，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器由無框力矩電機(jī)、傳感器、諧波減速器、交叉滾子軸承組成；線性執(zhí)行器則由無框力矩電機(jī)、傳感器、行星滾柱絲杠、單列向心球軸承組成。同時，Oimus還包含兩只靈巧手，由空心杯電機(jī)、傳感器、行星減速器以及繩驅(qū)組成。建了Oimus人形機(jī)器人。圖7：Optimus旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器及線性執(zhí)行器圖示資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所我們進(jìn)一步對其核心零部件進(jìn)行拆解與分析。無框力矩電機(jī)是人形機(jī)器人旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器與線性執(zhí)行器都不可或缺的動力來源部件，根據(jù)科爾摩根所披露信息，其關(guān)鍵原材料/零部件包括釹鐵硼磁材、SS400系列鋼材（對應(yīng)國內(nèi)牌號Q235圖8：無框力矩電機(jī)上游主要原材料/零部件系列）、電工鋼、銅材、樹脂、集成電路板等。圖8：無框力矩電機(jī)上游主要原材料/零部件資料來源：科爾摩根官網(wǎng)，光大證券研究所諧波減速器為人形機(jī)器人旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器中的主要機(jī)械傳動裝置，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以柔輪、剛輪、波形發(fā)生器構(gòu)成，通常采用波發(fā)生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形了主動波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動傳遞。圖9：諧波減速器組成部件示意圖資料來源：微信公眾號《巨蟹智能驅(qū)動》，光大證券研究所2017~201940Cr（機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼材之一），包括40CrMoNiA，40CrA，30CrMoNiA，38Cr2Mo2VA，其中40CrMoNiA與40CrA剛輪的制作材料。表2：綠的諧波原材料采購以鋼材、工裝刀具、鋁材為主2019年度2018年度2017年度原材料類型（）占比（）占比（）占比鋼材1744.9435.16%4146.5855.84%2030.0338.66%工裝刀具828.0416.68%1033.6513.92%783.3714.92%鋁材532.8810.74%397.085.5%968.0318.43%資料來源：綠的諧波招股說明書，光大證券研究所（6000（齒則是用插齒刀按展成法或成形法加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面）。10慢走絲所使用的原材料以銅鋅合金為主，最早的慢走絲可以追溯到20世紀(jì)60年代的紫銅電極絲。表3：慢走絲工藝階段變化及使用原材料慢走絲工藝階段使用原材料切割速度切割精度紫銅電極絲純銅20/n0.5m黃銅電極絲銅鋅二元合金50/n相較于紫銅電極絲顯著提高鍍鋅電極絲芯材黃銅包覆一層鋅比其他系列切割線有所降低所有切割線產(chǎn)品中最高極細(xì)電極絲早前以鎢鉬為主，現(xiàn)在以鋼絲為主/適用于電子、光學(xué)、鐘表的超精密加工擴(kuò)散退火型電極絲普通黃銅包覆鋅后經(jīng)過特殊的擴(kuò)散退火處理加工成銅鋅合金比普通鍍鋅電極絲快15%比普通鍍鋅電極絲低β型電極絲無氧銅或黃銅合金并通過特殊的退火工藝在外層包裹銅鋅合金，銅鋅比例接近1:1/略低于普通鍍鋅電極絲γ型電極絲無氧銅或黃銅合金并通過特殊的退火工藝在外層包裹銅鋅合金，鋅含量在60%左右切割速度受到一定限制比β型切割精度更高復(fù)合相型電極絲無氧銅或黃銅合金并通過特殊的退火工藝在外層包裹銅鋅合金，電極絲表面同時含有β相和γ相組織適合對精度和速度均有要求的加工適合對精度和速度均有要求的加工資料來源：孟憲旗等《淺析慢走絲用電極絲技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用》，光大證券研究所整理F的電極絲，要根據(jù)實際的工況條件和需要來進(jìn)行選擇。圖10：各類型電極絲切割速度與精度對比資料來源：孟憲旗等《淺析慢走絲用電極絲技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用》，光大證券研究所（如碳化鎢（如鈷的材料，其特性通常體現(xiàn)在很高的耐磨耗性以及熱穩(wěn)定性上面。現(xiàn)在的齒輪加工機(jī)床條件可以使切削速度再提升30%~100刀具的耐用度，延長了插齒時間，減少了換刀次數(shù)，降低了齒輪加工成本。表4：合金柄式滾刀案例對比對比項目高速鋼滾刀硬質(zhì)合金滾刀對比滾刀材質(zhì)G90、Speedforce硬質(zhì)合金HM滾刀大小80+305柄式整體刀70+305柄式整體刀速度270/n21分9秒375/n4秒單次加工壽命1100件3500件維修次數(shù)約15次約19次單件成本2.2443元0.943元資料來源：微信公眾號《渝陽機(jī)電》，光大證券研究所行星滾柱絲杠圖11：行星滾柱絲杠內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖資料來源：II，光大證券研究所Rllvis及Ewellix為全球領(lǐng)先的行星滾柱絲杠生產(chǎn)商，研究他們在絲杠中所選用的原材料能夠更好地判斷現(xiàn)在乃至未來的絲杠原材料選擇及趨勢。根據(jù)Rllvis的設(shè)計方案，行星滾柱絲杠中絲杠選用的材料為合金結(jié)構(gòu)鋼42Cr42Cro強(qiáng)度和淬透性比35CrMo42CrMo54---60HRC。螺母和滾柱選用的材料為高碳鉻軸承鋼GCl5GCl5對高碳鉻軸承鋼GCl5需進(jìn)行淬火處理，其表面接觸硬度為-60RC。Ewellix50Cro（或者以100Cr6180°C100Cr6。表5：Ewellix行星滾柱絲杠不銹鋼選擇鋼材牌號描述硬度（HRC）耐腐蝕性對比X105CrMo17馬氏體不銹鋼58-60**X30Cr13馬氏體不銹鋼50-55***X12M1-3滲透不銹鋼58-60***X40M6-2氮不銹鋼58-60****X5b164沉淀硬化不銹鋼38-45*****X17162馬氏體不銹鋼40-45*****6：Ewellix

資料來源：Eeix官網(wǎng)，光大證券研究所零部件鋼材處理工藝熱處理最高工況溫度（℃）標(biāo)準(zhǔn)溫度下的表面硬度（HRC）客戶受益點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)軸50CrMo4或42CrMo4預(yù)處理拉伸強(qiáng)度880至1030MPa；屈服強(qiáng)度>650MPa感應(yīng)淬火11058to60良好的耐磨性根據(jù)要求提供的標(biāo)準(zhǔn)軸50CrMo4預(yù)處理拉伸強(qiáng)度880至1030MPa；屈服強(qiáng)度>650MPa感應(yīng)淬火；更高的回火溫度15058to60良好的耐磨性及中等的溫度適應(yīng)性特殊軸100Cr6預(yù)處理拉伸強(qiáng)度840至970MPa；屈服強(qiáng)度>500MPa感應(yīng)淬火18059to63螺母和滾輪100Cr6退火處理穿透硬化18058to62良好的耐磨性及良好的溫度適應(yīng)性資料來源：Eeix

圖12：磨削工藝的不同種類資料來源：微信公眾號《機(jī)加工程師》，光大證券研究所30m～50m；磨削的工況溫度較高，可達(dá)1000℃～1500℃；磨削過程歷時很短，只有萬分之一秒左右；通過磨削加工可如未淬火鋼、鑄鐵等，而且還可以加工淬火鋼及其他刀具不能加工的硬質(zhì)材料，如陶瓷和硬質(zhì)合金等。表7：磨削工藝所使用砂輪材料

關(guān)于磨削所使用砂輪的具體材料，可分為普通磨料砂輪（剛玉和碳化硅等（金剛石和立方氮化硼等CBN砂輪的材料形式更為適合。砂輪種類成分特點(diǎn)適用磨削材料棕剛玉砂輪Al2O3硬度高、韌性大適宜磨削抗拉強(qiáng)度較高的金屬，如碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅白剛玉砂輪Al2O3硬度略高于棕剛玉砂輪，韌性則比棕剛玉低，在磨削時，磨粒容易碎裂，因此，磨削熱量小適宜制造精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼以及磨削薄壁零件用的砂輪黑碳化硅砂輪碳化硅性脆而鋒利，硬度比白剛玉高適于磨削機(jī)械強(qiáng)度較低的材料，如鑄鐵、黃銅和耐火材料等綠碳化硅砂輪碳化硅硬度相對于黑碳化硅砂輪高，磨粒鋒利，導(dǎo)熱性好適合于磨削硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、陶瓷等硬脆材料金剛石砂輪用金屬或合成樹脂將天然或人造金剛石微粉結(jié)合在一起而成/可用于包括硬質(zhì)合金刀具、陶瓷、純鐵、玻璃之類的硬質(zhì)材料的磨削和石材、混凝土的切斷等CBN砂輪立方氮化硼硬度高，熱化學(xué)穩(wěn)定好，由磨削產(chǎn)生的熱量少，不比單晶剛玉、微晶剛玉、白剛玉等更適合于不銹鋼磨削工藝

行星滾柱絲杠的制造工藝在未來有望更多使用車削工藝50HRC3-4削加工的3倍。高速鋼刀具：采用高速鋼制造，可以不斷修磨，是粗加工半精加工的通用刀具。硬質(zhì)合金刀具鋼等難加工的材料。超硬刀具主要是以金剛石和立方氮化硼為材料制作的刀具，其中人造金剛石復(fù)合片（PCD）刀具及立方氮化硼復(fù)合片（PCBN）刀具占主導(dǎo)地位。靈巧手是人形機(jī)器人中具備高度靈活和精細(xì)控制能力的末端執(zhí)行器，TeslaOptimus20速器；而傳動裝置原材料則需要結(jié)合具體的傳動方案判斷。圖13：Optimus靈巧手設(shè)計方案資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所動是指通過腱繩和纏繞腱繩的輔助裝置把驅(qū)動源的力矩傳送到手指各個關(guān)節(jié)上其應(yīng)用難點(diǎn)，主要包括精確控制難于實施等。絲繩材料制成靈巧手可以應(yīng)用于工業(yè)、航空（太空操作）以及科研領(lǐng)域。除了旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、線性執(zhí)行器及靈巧手三個核心零部件之外，Optimus（4680（以輕量化材料為核心）等其他部件，并最終組裝成人形機(jī)器人產(chǎn)品。圖14：人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈概覽資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所2、人形機(jī)器人質(zhì)量拆分及重要原材料分析根據(jù)光大證券研究所電力設(shè)備新能源團(tuán)隊于2024年1月15日發(fā)布的報告其他結(jié)構(gòu)件（1%）。若進(jìn)一步拆分至核心零部件，則包括無框力矩電機(jī)（24%）、力矩傳感器芯片池（1%）、其他（1%）。圖15：人形機(jī)器人價值量分布（系統(tǒng)拆分）圖16：人形機(jī)器人價值量分布（零部件拆分）ea2024年1月15日發(fā)測算繪制ea2024年1月15日發(fā)測算繪制、OptimusGen2根據(jù)TeslaIDay2021披露的信息，當(dāng)時該TeslaBt為Tesla人形機(jī)器58（1.72125（折合56.70kg）12121222個，總計40個電機(jī)驅(qū)動。而到了TeslaIDay2022，Tesla正式推出了其人形機(jī)器人產(chǎn)品，命名為Optimus，其整體重量為73kg666224228612杯電機(jī)，電機(jī)數(shù)量仍然保持40個不變。1.62kg180Nm2.26kg500N0.36kg3900N，質(zhì)0.93kg8000N2.20kg。圖17：Optimus共搭載28個執(zhí)行器組件圖18：Tesla公布其執(zhí)行器性能參數(shù)資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所202312OptimusGen2OimusGen2采用了Tesla2113010kg。結(jié)合執(zhí)行器所在部位、功能，Tesla公布其執(zhí)行器的尺寸及性能參數(shù)，我們對OimusGen2所包含的身體部位共（28+22個頸部自由度個執(zhí)行器進(jìn)行具體的拆分，如下：表8：OptimusGen2執(zhí)行器質(zhì)量拆分關(guān)節(jié)部位旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器線性執(zhí)行器備注質(zhì)量（kg）肩部6/6個小型旋轉(zhuǎn)3.3肘部/22個中型線性1.86腕部242個小型旋轉(zhuǎn)，4個小型線性2.54髖部422229.62膝部/22個中型線性1.86踝部/44個大型線性8.8軀干2/2個大型旋轉(zhuǎn)4.52頸部2/2個小型旋轉(zhuǎn)1.1總計16143033.6資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所測算61120（9.1kg）Tesla時機(jī)器人所生產(chǎn)的RH56DFX系列靈巧手作為比較對象。在此，我們假設(shè)OptimusGen2RH56DFX540g1.08kg。圖19：因時機(jī)器人RH56DFX系列靈巧手簡要介紹資料來源：因時機(jī)器人官網(wǎng)，光大證券研究所表9：因時機(jī)器人RH56DFX系列靈巧手主要參數(shù)型號左右手自由度關(guān)節(jié)數(shù)重量工作電壓靜態(tài)電流最大電流重復(fù)定位進(jìn)度拇指最大抓握力四指最大抓握力抓握力分辨率拇指橫向旋轉(zhuǎn)范圍拇指側(cè)擺速度拇指彎曲速度四指彎曲速度RH56DFX-2L左手612540gDC24V±10%0.2A2A±0.0m15N10N0.50N＞65°107/s70/s260/s右手612540gDC24V±10%0.2A2A±0.0m15N10N0.50N＞65°107/s70/s260/s資料來源：因時機(jī)器人官網(wǎng)，光大證券研究所在電池包方面，OptimusGen2并未進(jìn)行進(jìn)一步的更新，在此我們假設(shè)OptimusGen2所使用的電池包與Optimus中披露的電池方案保持一致，即在軀干處搭載高度集成的2.3kwhvOimusGen2所4680TroyTeslike（特斯拉生產(chǎn)與銷售數(shù)據(jù)追蹤服務(wù)商）EPATeslaModelY當(dāng)前美國小部分標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航ModelY車型中使用的4680電池的能量密度為，據(jù)此我們可以計算出OptimusGen210.04kg，考慮到電池包對應(yīng)的包裹材料及其他材料，我們假設(shè)其電池包整體重量大約為11kg。圖20：Optimus搭載2.3kwh52v電池包圖21：Tesla開發(fā)的4680圓柱電池資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所資料來源：ea官網(wǎng)，光大證券研究所OptimusGen232D22DFSDAIIWalkerS的TeslaOptimusGen2所用攝像頭與奧比Astra218g，我們假設(shè)OptimusGen2攝像頭與芯片合計質(zhì)量約為0.7kg。結(jié)合OimusGen2最新披露其質(zhì)量將較Opims下降10kg，即總質(zhì)量63kg，我們可以對其質(zhì)量分布做一個大致拆分測算：表10：OptimusGen2質(zhì)量拆分部件拆分質(zhì)量（kg）占比備注線性執(zhí)行器15.8225.11%無框力矩電機(jī)+行星滾柱絲杠+傳感器+軸承旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器17.7828.22%無框力矩電機(jī)+諧波減速器+傳感器+軸承執(zhí)行器總計33.653.33%/電池包1117.46%4680圓柱電池攝像頭+芯片0.71.1%3個攝像頭+FSD芯片靈巧手1.081.1%2個靈巧手整體外骨骼16.6226.38%輕量化材料為核心資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所測算；注：詳細(xì)測算過程見上文，整體外骨骼質(zhì)量根據(jù)Oimusen2總63kg（28.22%），其由16個無框力矩電機(jī)、16個諧波減速器及其他配套零部件組成；第二大部分為整體（26.38（25.11141417.46%。圖22：OptimusGen2質(zhì)量占比整體外骨骼 靈巧手?jǐn)z像頭+芯片1.11%電池 旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器資料來源：elaAIay2022，光大證券研究所測算互作用，實現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。EPS3CVCM16.5%、%和8%86.3和4%。（2022-02-07稀土（600111.SH）投資價值分析報告》及2023-11-15外發(fā)研報《能源金屬否極泰來，鈉釩電池靜待花開——能源金屬2024年度投資策略》）圖23：2023年釹鐵硼下游需求分布資料來源：USGS、光大證券研究所測算；按釹鐵硼需求量口徑測算13（2022表11：2022~2025年主要釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃（單位：噸）企業(yè)20222023E2024E2025E遠(yuǎn)期金力永磁2300026000400004000043000寧波韻升2100021000360003600036000正海磁材1650024000240003600036000中科三環(huán)2650031500365003650036500大地熊800010000130001800018000英洛華1300015000150001500015000中科磁業(yè)17001700170037007700銀河磁體40004000400040004000中鋼天源2000200020001000010000安泰科技70007500105001050010500金田銅業(yè)35008000800080008000廣晟有色30003000300080008000廈門鎢業(yè)40004000900090009000總計133200157700202700234700241700資料來源：各公司公告，光大證券研究所整理、測算ontainass礦山。根據(jù)我國2024年第一批稀土開采、冶煉分離總量控制指標(biāo)，礦產(chǎn)品生產(chǎn)總量為135,000噸，相較2023年第一批指標(biāo)同比增加12.5%，增速同比下降12.77.9pcts，指標(biāo)增速呈現(xiàn)放緩趨勢。：表12：2023-2024年我國稀土開采及冶煉指標(biāo)：序號稀土集團(tuán)2023年第一批2023年第二批2024（離子型稀土（以中重為主）巖礦型稀土（輕，單位噸）離子型稀土（以中重為主）巖礦型稀土（輕，單位噸）離子型稀土（以中重為主）（）巖礦型稀土（輕）離子型稀土（以中重為主）（）1中國稀土集團(tuán)有限公司28114743433304260865576298953028010140389902中國北方稀土（集團(tuán)）高科技股份有限公司80943/7340385707/7883194580/880103廈門鎢業(yè)股份有限公司/19662256/14741707///4廣東省稀土產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司/15436037/11574567///其中：中國有色金屬建設(shè)股份有限公司//2055//1555///合計10905710943115000111793820711500012486010140127000總計120000115000120000115000135000127000資料來源：工信部，光大證券研究所21）釹鐵硼的產(chǎn)量增速不會超過稀土氧化物開采指標(biāo)的增速；2）近年來釹鐵硼產(chǎn)量增速與稀2年我國稀土氧化物開采指標(biāo)增長達(dá)25，較2021年上升5個cs2022年我國釹鐵硼產(chǎn)量增速僅為11.3220215.12pcts圖24：2017~2022年我國稀土氧化物開采指標(biāo)與我國釹鐵硼產(chǎn)量

圖25：2018~2022年我國稀土氧化物開采指標(biāo)增速與我國釹鐵硼產(chǎn)量增速資料來源：工信部，光大證券研究所測算 資料來源：工信部，光大證券研究所測算具體看，據(jù)中國稀土行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年上半年全國燒結(jié)釹鐵硼毛坯產(chǎn)11.615%；44902%。假2022202224.10202210.78步假設(shè)2023~2025年全國其他小型磁材企業(yè)的釹鐵硼產(chǎn)量增速為2018~20222023~202511.79/12.90/14.12TDKVAC測數(shù)據(jù)，即2022/2023/2024/2025年海外企業(yè)釹鐵硼的產(chǎn)量分別為2.2/2.3/2.4/2.6結(jié)合上述國內(nèi)企業(yè)與海外企業(yè)的總產(chǎn)量，我們測算2022/2023/2024/2025年全球釹鐵硼總供給分別為26.30/29.86/35.57/40.19萬噸。表13：2022~2025年全球釹鐵硼供給預(yù)測（單位：萬噸）年份20222023E2024E2025E國內(nèi)主要企業(yè)13.3215.7720.2723.47國內(nèi)其他小型企業(yè)10.7811.7912.9014.12國內(nèi)總計24.1027.5633.1737.59海外產(chǎn)量2.6總供給26.3029.8635.5740.19資料來源：弗若斯特沙利文，工信部，光大證券研究所預(yù)測；注：海外產(chǎn)量來自于弗若斯特沙利文預(yù)測數(shù)據(jù)需求端，機(jī)器人成為稀土磁材增長新引擎。2023628）》，2025300國際先進(jìn)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群。2023年1月19日，工業(yè)和信息化部等十七部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實施方案的通知》，目標(biāo)到2025年，制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實現(xiàn)翻番。20222749202511325kg20252.842020-2025年CAGR為18.1%。30（28+2）個無框力矩電機(jī)以及12個空心杯電機(jī)。根據(jù)文碩咨詢所披露的數(shù)據(jù)，單個OptimusGen2人形機(jī)器人所需的高性能釹鐵硼將達(dá)到3.5kg/臺（僅為估計數(shù)2kg，人形機(jī)器人釹鐵硼單機(jī)用量已超過電動汽車單機(jī)用量。5Tesla1000.352025Tesla人形機(jī)器人釹鐵硼需求量占總需求比例為7.7%。表14：工業(yè)機(jī)器人+Tesla人形機(jī)器人占釹鐵硼需求比例測算2021年2022年2023年E2024年E2025年E全球工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量（萬臺）62738498113工業(yè)機(jī)器人單耗釹鐵硼（Kg）2525252525全球工業(yè)機(jī)器人釹鐵硼需求量（萬噸）1.541.822.112.442.84Tea（）////100TeaK）////3.5Tea（）////0.35全球釹鐵硼需求量（萬噸）25.1127.8531.1634.8941.43+ea（）6.3%6.4%6.7%6.9%7.0%esAIDy2022年12月5——能源金屬2023年度投資策略》2022~20252024磁材廠擴(kuò)產(chǎn)計劃的預(yù)期投產(chǎn)時間，因此或?qū)⒊霈F(xiàn)小幅過剩。我們預(yù)計2022/2023/2024/2025年的全球釹鐵硼供需缺口（）將分別為-1.55/-1.30/0.68/-1.24萬噸。表15：2022~2025年全球釹鐵硼供需缺口測算（萬噸）20222023E2024E2025E總供給26.3029.8635.5740.19總需求27.8531.1634.8941.43供需缺口（供給-需求）-1.55-1.300.68-1.24資料來源：弗若斯特沙利文，工信部，esaAIDy發(fā)布會，光大證券研究所測算圖26：2022~2025年全球釹鐵硼供需缺口預(yù)測圖（萬噸）資料來源：弗若斯特沙利文，工信部，esAIDy發(fā)布會，光大證券研究所測算（EPS公司向磁材下游產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，可以為客戶減少裝配時間和制造成本。（增加承重（差的磁性材料升級至磁組件產(chǎn)品。企業(yè)磁組件布局情況表16：部分磁材企業(yè)對磁組件布局情況企業(yè)磁組件布局情況金力磁 投資設(shè)墨哥建產(chǎn)100/套組生線目”寧波升 大“12”的同規(guī)格旋電組件正海材 主要產(chǎn)鐵永材及件大地熊 生產(chǎn)車向系統(tǒng)EPS轉(zhuǎn)、感應(yīng)系產(chǎn)、車飾統(tǒng)力吸、力發(fā)電磁盒件直電機(jī)無吸塵轉(zhuǎn)組結(jié)鐵絕膠系產(chǎn)。資料來源：各公司公告，各公司官網(wǎng)，光大證券研究所整理磁組件的價值量相比于單純的磁性材料往往會有較大的提升。由于目前OptimusGen2的具體設(shè)計方案未知，我們參考現(xiàn)有汽車的永磁同步電機(jī)中磁組件與磁性材料的價值量對比情況來假設(shè)人形機(jī)器人中磁組件價值量相對于磁性材料價值量的增長幅度。TeslaModel3EVHEV（PSynRM）永磁體（又稱磁鋼）及其前后擋板等部件構(gòu)成。圖27：同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子總成示意圖資料來源：微信公眾號《EDC電驅(qū)未來》，光大證券研究所19%、11%。圖28：汽車驅(qū)動電機(jī)主要部件價值量占比定子19%轉(zhuǎn)子11%其他70%資料來源：智研咨詢《2022年中國新能源汽車驅(qū)動電機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析》，光大證券研究所從汽車用驅(qū)動電機(jī)價值量拆分看，轉(zhuǎn)子占比大約為11%。根據(jù)光大證券研2024115Optimus單機(jī)無44800（磁組件）占電機(jī)價值量占比大約為11Oimus單機(jī)磁組件價值量約為4928元。2024（38EH）400/kg，結(jié)合前OptimusOptimus14003.52CBN砂輪材料，車削工藝中車刀使用材料包括高速鋼、硬質(zhì)合金、超硬材料三類。（銅鍍層絲5kg20表17：博德高科鍍層電極絲相比于傳統(tǒng)黃銅絲經(jīng)濟(jì)效益提升電極絲規(guī)格（mm）某品牌0.25黃銅絲貝德姆0.25鍍層絲備注測試地點(diǎn)博德高科慢絲車間博德高科慢絲車間/平均效率（沙迪克1#）3243/h446-476/h36-4%平均效率（沙迪克2#）2682/h345-404/h28-4%單卷黃銅絲（5kg）實際放電時間20小時以上28%計5.6（5.6）單卷鍍層絲增加產(chǎn)值20小時*28%*100元/小時=560元100/每小時產(chǎn)生的最低效益單卷鍍層絲增加的費(fèi)用5kg*17元/kg=85元貴17元/kg使用每卷鍍層絲收益560元-85元=475元475元/卷單臺機(jī)床整月耗絲量1卷/天*26天=26卷26卷/月資料來源：微信公眾號《博德高科》，光大證券研究所根據(jù)綠的諧波招股說明書，20172018年上半年，綠的諧波的每個生產(chǎn)班次約能生產(chǎn)1.25萬件次，按照兩班倒，每年300公司機(jī)加工總產(chǎn)能為750萬件次/3601工40件次，據(jù)此計算該公司諧波減速器產(chǎn)能為90,000臺/年。2020專用機(jī)床（慢走絲工藝用設(shè)備5185kg20我們可以進(jìn)一步計算得出單個諧波減速器消耗鍍層絲質(zhì)量為：5kg/（20/2.72）=0.68kg。TeslaOptimusGen214OptimusGen20.68*14=9.52kg慢走絲工藝用鍍層絲的平均價格大約為85元/kg，據(jù)此我們可以計算出單個OptimusGen2809硬質(zhì)合金刀具通常會使用在行星滾柱絲杠的車削工藝及諧波減速器的滾插（需要注意工藝之間的替代性是：在通用機(jī)床上，硬質(zhì)合金車刀耐用度大致為60～90min刀耐用度大致為90～180min2.7290min（1.5），1.81（若使用滾插齒工藝）。275g。我們假設(shè)單個行星滾柱絲杠（車削工藝）對于硬質(zhì)合金刀具的使用量與諧波減速器相同，那么單個OptimusGen21.81*14*2*275g/1000≈13.96kg。OptimusGen263kgOptimus10kg，未TeslaOptimusGen210%Tesla未公布其輕量化材料的具體使用，市場上關(guān)于輕量化材料種類的選擇以推測為PEEK較優(yōu)是其脫穎而出的理由。TeslaPEEK）表18：三種輕量化材料參數(shù)對比）材料密度（g/cm3（Mpa）比強(qiáng)度（N*m/kg）彈性模量E（104Mpa）硬度（BHN）熔點(diǎn)（℃）鎂合金1.8250~3431914.4140~75650鋁合金2.7110~270577.1575~120660PEEK1.31100~2004561/341資料來源：微信公眾號《瑞道鎂業(yè)資訊》，正浩特塑PEEK，光大證券研究所從上表的參數(shù)對比來看，PEEK1.31g/cm3，不到PEEKPEEK鎂合金同樣具有較多優(yōu)點(diǎn)：其密度僅為1.8g/cm3，在所有結(jié)構(gòu)用合金中最10100300～5003Ｃ產(chǎn)品（手機(jī)及電腦100db程度不同的腐蝕，因此，工業(yè)生產(chǎn)中鎂錠必須鍍膜鈍化，涂油及以蠟紙包覆。2018（2024312的鎂鋁價格比的歷史走勢來看，1-1.51.28（202112力，鎂鋁比大幅上漲）。1.51.520243131.01，當(dāng)前的鎂鋁比較低，有利于鎂下游領(lǐng)域的廣泛使用。圖29：2018年至今鎂錠、鋁錠價格與鎂鋁比走勢情況資料來源：Wind，光大證券研究所（數(shù)據(jù)截止2024-03-13）PEEKPEEK/40/噸（300~400/kg）80/100（800~1000/kg）21/kg（2024318.8~20.5/kg（2024313），PEEK在我們此前對OptimusGen2的質(zhì)量分布計算中，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器與線性執(zhí)行像頭+芯片總質(zhì)量為0.7kg，那么以輕量化材料為核心的整體外骨骼總質(zhì)量為16.62kgOptimusGen2Optimus減重即總重量為63kg）作為前提假設(shè)計算出來的結(jié)果。圖30：人體平均肌肉體積資料來源：MennoHenselmans，光大證券研究所OptimusGen2（電池包（執(zhí)行器MennoHenselmans16.62g*1000/6013cm3≈2.76g/cm3OptimusGen22.76g/cm3，與鋁合金密度相當(dāng)。進(jìn)一步地，我們計算根據(jù)Tesla后續(xù)優(yōu)化方案提出的繼續(xù)減重1057kg設(shè)計都不會出現(xiàn)重大改變，即減重10輕量化材料為核心的整體外骨骼總質(zhì)量為16.6-63*10=10.3kg6013cm310.32g*1000/6013cm3≈1.72g/cm3，與鎂合金密度相當(dāng)。Tesla鎂合金同樣有可能成為關(guān)鍵核心輕量化材料。圖31：人形機(jī)器人采用鎂合金案例資料來源：微信公眾號《人形機(jī)器人大講堂》，光大證券研究所（人形機(jī)器人的其他原材料以鋼材為主，其中諧波減速器的剛輪會使用球墨鑄鐵，在前文的測算中，我們計算出旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器（無框力矩電機(jī)+諧波減速器）的50%）16.03kg的總質(zhì)量為15.82kg，其中釹鐵硼用量約為1.75kg（總用量3.5kg，其中線性執(zhí)行器使用量占50%），那么剩余14.07kg1.08kg，我們假設(shè)其質(zhì)量全部由不銹鋼鋼材貢獻(xiàn)。那么人形機(jī)器人鋼材方面的使用量約為16.03+14.07+1.08=31.18kg。表19：人形機(jī)器人主要原材料用量匯總

3、彈性測算金、鋼材等。使用原材料單耗價值量（元）100萬臺人形機(jī)器人對應(yīng)材料總用量市場總供給（萬噸）彈性釹鐵硼3.5kg14003500噸29.07（2023E）1.0%磁組件40個（28+12）49284000萬個//銅鍍層絲9.52kg8099520噸//硬質(zhì)合金刀具13.96kg/13960噸//鎂合金10.32kg216.7210320噸57.14（2023E）1.1%鋁合金16.62kg332.416620噸247.3（023）0.7%PEEK10.32kg3715.210320噸1.6（2022）64.50%鋼材31.18kg/31180噸188820（2023）極小球墨鑄鐵（理論上限）31.18kg118.531180噸1595（2021）0.0%電工鋼（理論上限）31.18kg327.431180噸1500（2022）0.1%esaAIDy2022（=100萬臺人形機(jī)器人對應(yīng)材料總用量/表20：相關(guān)上市公司彈性測算表

我們分別計算了Optimus100PEEK（64.5%）>鎂合金（1）釹鐵硼（0）鋁合金（0.07）>鋼材。1%（釹鐵硼（釹鐵硼（釹鐵硼（釹鐵硼（鍍層絲（鎂合金。公司名代碼機(jī)器人相關(guān)產(chǎn)線產(chǎn)能（2023E）機(jī)器人相關(guān)產(chǎn)線產(chǎn)量（2023E）機(jī)器人相關(guān)產(chǎn)品及單位/噸）△1%價格上漲（）2023年Q1-3歸母凈利潤（億元）2023年年度歸母凈利潤（億元）業(yè)績彈性金力永磁3007482600015600釹鐵硼，噸4000000.484.945.648.2%寧波韻升6003662100012600釹鐵硼，噸4000000.39-2.47-2.35/正海磁材3002242400014400釹鐵硼，噸4000000.443.684.909.5%中科三環(huán)0009703150018900釹鐵硼，噸4000000.582.233.0019.40%博威合金60113748004800鍍層絲，噸850000.037.9111.550.7%寶武鎂業(yè)002182200000200000鎂合金，噸220000.342.072.7712.25%資料來源：各上市公司公告，Wind，光大證券研究所測算（備注：假設(shè)2023年4家磁材公司的產(chǎn)能利用率為60%；博威合金及寶武鎂業(yè)產(chǎn)能利用率為100%；增值稅、所得稅稅率為13%；博威合金對子公司博德高科擁有100%的股權(quán)，故其鍍層絲貢獻(xiàn)利潤均為歸母凈利潤；其余公司未披露具體產(chǎn)線構(gòu)成，因此假設(shè)各產(chǎn)線貢獻(xiàn)利潤均為歸母凈利潤；正海磁材、寶武2023=20232023/2023負(fù)，因此無法計算業(yè)績彈性）4、投資建議、寧波韻升（磁材、正海磁材（磁材、中科三環(huán)（磁材（磁材（磁材（鍍層絲（鎂合金、星源卓鎂（鎂合金。、金力永磁：Tesla有布局根據(jù)金力永磁最新披露業(yè)績快報，2023年，金力永磁實現(xiàn)營業(yè)收入66.88億元，同比減少6.66%；歸母凈利潤5.64億元，同比減少19.78%；扣非歸母凈利潤4.93億元，同比減少27.68%。Tesla921TeslaTeslaTeslaTeslaTesla形機(jī)器人產(chǎn)品Optimus的產(chǎn)業(yè)化，金力永磁也很有可能作為其重要供應(yīng)商持續(xù)為Tesla供應(yīng)人形機(jī)器人用釹鐵硼產(chǎn)品。新能源市場市占率28.89174.9720226CleanTecnica公布的20221,009.12機(jī)器人領(lǐng)域緊密布局：202223,000202540,0001100萬臺/司在人形機(jī)器人、新能源汽車等領(lǐng)域的市場競爭力。風(fēng)險提示：上游稀土價格波動風(fēng)險，公司擴(kuò)產(chǎn)計劃不及預(yù)期風(fēng)險，人形機(jī)器