機(jī)械設(shè)備-慧博智能投研：機(jī)器人腱繩行業(yè)深度：市場(chǎng)空間、發(fā)展趨勢(shì)、產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司深度梳理

行業(yè)|深度|研究報(bào)告 行業(yè)研究報(bào)告慧博智能投研隨著人工智能與機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，人形機(jī)器人正逐漸從科幻走向現(xiàn)實(shí)，成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵力量。其中，腱繩作為靈巧手等關(guān)鍵部件的核心傳動(dòng)方案，憑借其輕量化、高強(qiáng)度、高靈活性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，正成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。腱繩材料的創(chuàng)新與應(yīng)用，也決定了機(jī)器人靈巧手的性能與效率，更在一定程度上影響著人形機(jī)器人未來的發(fā)展方向。本文將深入剖析腱繩行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈布局、市場(chǎng)規(guī)模以及未來發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)相關(guān)重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行梳理，旨在為讀者提供一份全面、深入的參考，揭示這一細(xì)分領(lǐng)域的巨大潛力與廣闊前景。一、行業(yè)概述 1二、腱繩材料行業(yè)政策 5三、腱繩應(yīng)用案例 6四、市場(chǎng)空間 9五、產(chǎn)業(yè)鏈分析 11六、相關(guān)公司 18七、發(fā)展趨勢(shì)分析 21八、參考研報(bào) 21靈巧手是人形機(jī)器人的關(guān)鍵部件。靈巧手具有負(fù)載能力、運(yùn)動(dòng)能力、控制能力和感知能力等，對(duì)人形機(jī)器人的功能實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。靈巧手的技術(shù)壁壘極高，一個(gè)典型的靈巧手硬件系統(tǒng)通常由以下幾個(gè)關(guān)鍵部分組成：1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：提供動(dòng)力，使手指能夠進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)、氣動(dòng)和液壓等類型。2）傳動(dòng)系統(tǒng)：將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)包括絲杠、齒輪、連桿、繩索和腱繩等。3）傳感器系統(tǒng)：靈巧手通過傳感器感知物體的形狀、大小、溫度、位置等。4）控制系統(tǒng)：通過算法和軟件對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行精確控制，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的手部運(yùn)動(dòng)和任務(wù)執(zhí)行。1/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇對(duì)于靈巧手的性能至關(guān)重要。靈巧手具備驅(qū)動(dòng)器之后需要借助機(jī)械傳動(dòng)將動(dòng)力傳導(dǎo)給執(zhí)行末端。一方面，它決定了機(jī)械設(shè)計(jì)的難易復(fù)雜程度以及成本，另一方面則直接影響靈巧手傳動(dòng)的效率和可靠性。靈巧手的主要傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、連桿傳動(dòng)以及腱繩傳動(dòng)等。腱繩傳動(dòng)：機(jī)理是起到“肌腱”的作用，使用類似人類手指的腱和繩索結(jié)構(gòu)，通過拉動(dòng)或放松繩索來驅(qū)動(dòng)手指的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。一般電機(jī)通過齒輪箱驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，通過滾珠絲杠上的螺母把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，腱繩形成一個(gè)腱環(huán)套在螺母上，螺母拉動(dòng)連接在靈巧手手指指骨上的腱繩，實(shí)現(xiàn)手指繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。為避免腱繩之間的干擾，腱繩外側(cè)采用外包裹導(dǎo)管的形式。線繩傳動(dòng)使得大型的驅(qū)動(dòng)器遠(yuǎn)離了執(zhí)行機(jī)構(gòu)，減輕末端的負(fù)載和慣量，提升了抓取的速度。同時(shí)，腱繩傳動(dòng)布局靈活，適合空間狹小且需要驅(qū)動(dòng)自由度數(shù)目較多的傳動(dòng)場(chǎng)合。2/22連桿傳動(dòng)：多用于工業(yè)和商業(yè)用途，手指的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由剛性連桿傳遞，能夠抓取大型的物體且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，可以完成包絡(luò)抓取。但是在遠(yuǎn)距離的控制上就比較困難，容易發(fā)生彈射，抓取的空間較小。齒輪/蝸輪蝸桿傳動(dòng)：在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用較廣泛，這種方式能獲得穩(wěn)定的傳動(dòng)比，傳遞效率高、可靠性強(qiáng)。然而，齒輪本身的重量加大了整體的重量和慣性；腱繩方案賦予靈巧手更好的靈活度、順應(yīng)輕量化，滲透前景極佳。傳統(tǒng)機(jī)器人傳動(dòng)方式存在體積大、響應(yīng)慢、能耗高等缺陷，腱繩通過模擬人體肌腱的牽引機(jī)制，利用高強(qiáng)度材料傳遞動(dòng)力，顯著提升了靈巧手的輕量化與靈活度。通過腱繩特定材料的選擇可顯著減輕人形機(jī)器人靈巧手重量，進(jìn)而提高操作的靈活性、精準(zhǔn)度、負(fù)載能力，減少靈巧手在運(yùn)動(dòng)時(shí)的能耗，延長電池的使用時(shí)間。此外，輕量化材料的使用可以減少人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦和阻力，從而降低能量消耗，使人形機(jī)器人能夠適用復(fù)雜的環(huán)境。受益于性能的天然優(yōu)勢(shì)，目前腱繩逐漸成為愈發(fā)受到業(yè)內(nèi)重視的人形機(jī)器人傳動(dòng)方式，滲透前景極佳。腱繩通常與滑輪搭配使用，根據(jù)腱繩與滑輪在靈巧操作手的位置不同，主流的腱繩傳動(dòng)方案包括N型、N+1型、2N型三種，每種方案都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。其中“N型”傳動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)器數(shù)目最少，這種設(shè)計(jì)能夠有效降低驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體尺寸，降低電氣系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)的可靠性，但N型傳動(dòng)方案需要預(yù)緊裝置來確保腱繩的張力；“N+1型”傳動(dòng)方案所需的腱繩數(shù)目最少。然而，3/22這種方案的一個(gè)顯著缺點(diǎn)是單個(gè)腱繩與單個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的負(fù)載較大，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)單元尺寸較大，犧牲了系統(tǒng)的緊湊性和靈活性；“2N型”傳動(dòng)方案的承載能力較強(qiáng)，動(dòng)態(tài)特性較好，但所需驅(qū)動(dòng)單元數(shù)目較多，機(jī)構(gòu)尺寸偏大，可能會(huì)影響靈巧手的整體靈活性和操作空間。腱繩材料整體分為不銹鋼、高分子纖維兩大類，高分子纖維的使用更為廣泛。材料的選擇除了要考慮強(qiáng)度和模量以外，還應(yīng)在長期工作中具有較低的蠕變，并適應(yīng)高低溫和輻射。鋼絲繩兩端難以固定，并且只能采用較大的繞線半徑，負(fù)載能力小，壽命短，高分子纖維使用更為廣泛。4/22在腱傳動(dòng)靈巧手中，腱繩材料的選擇至關(guān)重要，因?yàn)殡炖K涉及動(dòng)力傳遞，且作為末端傳遞單元，直接影響手指執(zhí)行效果的精度，所以腱繩需要滿足高強(qiáng)度、低耐磨、較好的蠕變性、摩擦系數(shù)低等特點(diǎn)。在強(qiáng)度以及抗蠕變性能上面，UHMWPE纖維、PBO纖維相比芳綸纖維、碳纖維、鋼絲繩更具優(yōu)勢(shì)。UHMWPE纖維規(guī)格從50D-1600D不等，強(qiáng)度在34-42≥cN/dtex強(qiáng)度為主。其強(qiáng)度是優(yōu)質(zhì)鋼材的15倍、玻璃和尼龍66的4倍、碳纖維的2.6倍、芳綸纖維的1.7倍。政策推動(dòng)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展，從而帶動(dòng)腱繩需求。近些年，隨著智能制造的發(fā)展，國家和地方政府對(duì)機(jī)器人靈巧手的發(fā)展給予了高度重視；《工業(yè)機(jī)器人行業(yè)規(guī)范條件（2024年版）》中指出：進(jìn)一步規(guī)范工業(yè)機(jī)器人行業(yè)管理，引導(dǎo)企業(yè)良性競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。5/22Musk曾透露靈巧手占整機(jī)開發(fā)的60%，且特斯拉每次展示都重視靈巧手的操作功能。從蝸輪蝸桿到腱繩，在研下一代靈巧手。2022年10月特斯拉展示第一代靈巧手，采用空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)+腱繩蝸輪蝸桿傳動(dòng)。2023年11月發(fā)布第二代靈巧手延續(xù)技術(shù)路線。2024年11月特斯拉發(fā)布第三代靈巧手，采用行星齒輪箱+絲杠+腱繩結(jié)構(gòu)。2025年1XNEOGamma家政機(jī)器人發(fā)布，為腱繩在靈巧手及全身關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域打開了應(yīng)用空間。除此之外，近年來國際產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)界持續(xù)探索腱繩驅(qū)動(dòng)靈巧手方案，誕生出ShadowHand、AnthropomorphicRobotHand、WashingtonHand、ISRSoftHand等產(chǎn)品。6/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 OptimusGen-1靈巧手方案：空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)+腱繩蝸輪蝸桿傳動(dòng)，具備自適應(yīng)能力和防反驅(qū)特性。根據(jù)特斯拉在2022年人工智能日上展示的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，OptimusGen-1靈巧手采取欠驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，單手擁有6個(gè)執(zhí)行器，可以實(shí)現(xiàn)11個(gè)自由度。OptimusGen-1靈巧手的執(zhí)行器主要包括空心杯電機(jī)、蝸輪蝸桿、繩驅(qū)，食指到小拇指的四根手指分別被一個(gè)空心杯電機(jī)模組驅(qū)動(dòng)，四個(gè)空心杯電機(jī)模組沿手指方向縱置在手掌內(nèi)，拇指有兩個(gè)空心杯電機(jī)模組，驅(qū)動(dòng)拇指的電機(jī)橫置在手掌內(nèi)；空心杯電機(jī)輸出端連接蝸桿，帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)蝸輪上有繩驅(qū)的繞線軸會(huì)隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繞線軸會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)通過卷線來實(shí)現(xiàn)手指運(yùn)動(dòng)。這樣設(shè)計(jì)的手指具有防反驅(qū)特性，可以避免電機(jī)在抓握物體時(shí)長時(shí)間堵轉(zhuǎn)發(fā)熱。OptimusGen-2靈巧手采用全手指觸覺傳感器，性能優(yōu)化明顯。2023年12月13日，特斯拉展示了最新迭代的人形機(jī)器人OptimusGen-2，該版本性能提升明顯。OptimusGen-2的單手自由度仍然是11個(gè)，但是響應(yīng)速度和執(zhí)行速度更快，其中手指部分使用了全手指觸覺傳感器，幫助人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精細(xì)化操作。根據(jù)特斯拉展示視頻，OptimusGen-2手部活動(dòng)更加連貫擬人，能夠精準(zhǔn)抓握細(xì)小易碎物品。OptimusGen-3靈巧手創(chuàng)新性采用了“行星齒輪箱+絲杠+腱繩”結(jié)構(gòu)，自由度由11個(gè)翻倍提升至22個(gè)。OptimusGen-3靈巧手使用了行星齒輪箱+絲杠+腱繩結(jié)構(gòu)，而在早期僅使用蝸輪蝸桿，新一代的靈巧手用腱繩實(shí)現(xiàn)三級(jí)傳動(dòng)連接模組和末端手指，不僅提高了靈活性，還解決了重量與靈活性的問題：一級(jí)傳動(dòng)是行星齒輪箱，可以減速和放大扭矩，提高傳動(dòng)效率和精度。二級(jí)傳動(dòng)采用了高精度的絲杠，比如行星滾柱絲杠，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成了直線運(yùn)動(dòng)，有效提升了靈巧手的精度和載荷能力。三級(jí)傳動(dòng)因?yàn)槭?/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 臂模組到手指的距離遠(yuǎn)，所以選擇了腱繩方案。腱繩驅(qū)動(dòng)也使得靈巧手的自由度大幅提升，擁有22個(gè)自由度，是上一代的兩倍。1X公司發(fā)布家庭服務(wù)機(jī)器人NeoGamma，該款機(jī)器人定位C端家用產(chǎn)品，接入Gpt4具備語言、視覺、運(yùn)動(dòng)模型能力，大量使用腱繩驅(qū)動(dòng)，靈巧手具備20個(gè)自由度。為機(jī)器人C端應(yīng)用做出范例。1X發(fā)布家庭服務(wù)機(jī)器人NeoGamma，接入GPT-4多模態(tài)模型。NeoGamma的外觀設(shè)計(jì)采用全針織工藝的尼龍材料，3D打印而成，柔軟耐用且降低了與人類接觸時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。其硬件可靠性提升了10倍，噪音降低了10分貝，運(yùn)行時(shí)噪音水平接近家用冰箱。NeoGamma接入了GPT4語言-視覺-運(yùn)動(dòng)模型，能夠進(jìn)行自然對(duì)話并提供肢體語言反饋。該系統(tǒng)能夠識(shí)別并抓取訓(xùn)練數(shù)據(jù)以外的未知物體，增強(qiáng)了在復(fù)雜家務(wù)場(chǎng)景中的適應(yīng)性和執(zhí)能力。NeoGamma還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的情感交互，提升了與用戶的互動(dòng)體驗(yàn)。NeoGamma使用了大量腱繩驅(qū)動(dòng)，適配家居場(chǎng)景。技術(shù)層面，NeoGamma大量采用腱繩驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)帶有軟質(zhì)覆蓋物，類似肌肉組織，使其運(yùn)行安靜且能夠完成各種家居場(chǎng)景中的交互動(dòng)作。腱繩具有高抗拉強(qiáng)度且重量輕，易實(shí)現(xiàn)多自由度和遠(yuǎn)距離動(dòng)力傳輸，節(jié)省空間和成本，是一種柔順傳動(dòng)。靈巧手腱繩有鋼絲和高分子纖維兩條技術(shù)路線，當(dāng)前UHMWPE纖維為多數(shù)腱繩靈巧手的選擇。NeoGamma移動(dòng)、操作靈活，搭配高精度靈巧手。NeoGamma配備了高精度靈巧手，擁有20個(gè)自由度。通過腱繩回路的設(shè)計(jì)，手指能夠?qū)崿F(xiàn)自然的伸展和屈曲，具備靈活的物體操作能力。通過調(diào)節(jié)張力，靈巧手能夠?qū)崿F(xiàn)手指的伸展、屈曲和握力調(diào)節(jié)，在減少執(zhí)行器數(shù)量的同時(shí)，提升了抓握穩(wěn)定性和精細(xì)化操作能力。同時(shí)，NeoGamma采用多功能全身控制器，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)人類動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)，能以100Hz頻率實(shí)現(xiàn)自然步態(tài)行走、蹲坐、彎腰撿物等動(dòng)作，并配合手臂擺動(dòng)提升動(dòng)作協(xié)調(diào)性。8/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 人形機(jī)器人共分為5個(gè)能力等級(jí)，Lv1即實(shí)現(xiàn)走、跑、跳的基礎(chǔ)能力；Lv2即實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景下特定功能；Lv3即實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景下多種任務(wù)；Lv4即實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景下多種任務(wù)；Lv5即實(shí)現(xiàn)全面具身智能，通過學(xué)習(xí)可完成各種任務(wù)。人形機(jī)器人的終極目標(biāo)是代替或輔助人類完成各種任務(wù)，進(jìn)而填補(bǔ)勞動(dòng)力缺口。從全球廠商布局來看，人形機(jī)器人已然進(jìn)入“軍備競(jìng)賽”階段。遠(yuǎn)期10萬億級(jí)別市場(chǎng)，極具想象力。根據(jù)中國信息通信研究院《人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告超2024年）》預(yù)測(cè)，2028、2035、2040、2045年，我國人形機(jī)器人將陸續(xù)進(jìn)入Lv2-Lv5階段，對(duì)應(yīng)整機(jī)市場(chǎng)空間分別為50億、500億、1000-3000億、10萬億級(jí)別超對(duì)應(yīng)出貨超1億臺(tái)）。9/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 腱繩單機(jī)價(jià)值量高，1000萬臺(tái)人形機(jī)器人出貨對(duì)應(yīng)352億市場(chǎng)規(guī)模。自由度決定了靈巧手的靈活性，每個(gè)自由度可搭配2根腱繩用于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)以及被動(dòng)約束。根據(jù)證券之星測(cè)算，22自由度靈巧手需要88根腱繩超單只手22*2=44根，雙手44*2=88根），按40元/根價(jià)格測(cè)算，單機(jī)價(jià)值量約3520元，預(yù)計(jì)1000萬臺(tái)人形機(jī)器人出貨超單手自由度22）對(duì)應(yīng)腱繩市場(chǎng)規(guī)模達(dá)352億元。除靈巧手以外，腱繩在全身關(guān)節(jié)等結(jié)構(gòu)也具備應(yīng)用場(chǎng)景，起到連接和固定作用。隨著方案滲透及降本，腱繩市場(chǎng)空間有望加速打開。10/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 腱繩行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為超高分子量聚乙烯纖維粉料、高強(qiáng)度鋼絲等核心原材料，其中超高分子量聚乙烯纖維因輕量化、高耐磨性占據(jù)成本主導(dǎo)，金屬材料則在高承載場(chǎng)景不可替代；中游為腱繩制造與集成，涉及纖維編織、表面處理、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并集成滾珠絲杠、行星齒輪箱等關(guān)鍵部件等；下游主要應(yīng)用于人形機(jī)器人靈巧手、手術(shù)機(jī)器人及工業(yè)柔性抓取，及其他領(lǐng)域等。UHMWPE粉料供給：未來幾年新增產(chǎn)能較多，主要集中在中國。UHMWPE（超高分子量聚乙烯）粉料是UHMWPE纖維主要原材料。根據(jù)中國化工信息周刊公眾號(hào)數(shù)據(jù)，2023年，全球UHMWPE粉料產(chǎn)能約41.4萬噸/年，主要分布在亞洲、美洲和歐洲，產(chǎn)能區(qū)域集中度高，亞洲產(chǎn)能24.0萬噸/年，占全球產(chǎn)能57.9%；美洲產(chǎn)能10.9萬噸/年，占比26.4%；歐洲產(chǎn)能6.5萬噸/年，占比15.7%。近年來中國企業(yè)逐漸實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，掌握了UHMWPE粉料生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)能擴(kuò)張較快。截至2023年，我國UHMWPE主要生產(chǎn)企業(yè)共10家，產(chǎn)能合計(jì)21.1萬噸/年。未來幾年行業(yè)新增產(chǎn)能集中在中國，預(yù)計(jì)增量為46.3萬噸/年。UHMWPE粉料需求：過去幾年復(fù)合增速約10%，未來有望受益于腱繩增量需求。根據(jù)中國化工信息周刊公眾號(hào)數(shù)據(jù)，全球UHMWPE需求高速增長，2016—2023年年均復(fù)合增長率達(dá)9.3%。2023年全球需求量約為37.6萬噸，較2022年增加3.5萬噸，主要由于外科技術(shù)的進(jìn)步及先進(jìn)材料植入物的快速發(fā)展，促進(jìn)了醫(yī)用級(jí)UHMWPE使用量的大幅提升。中國2022年UHMWPE消費(fèi)量約23萬噸，與全球總消費(fèi)量格局不同，中國將近半數(shù)用作生產(chǎn)鋰電池隔膜。2022年中國部分UHMWPE企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)，供應(yīng)能力提升，在下游需求快速增長的情況下，產(chǎn)量達(dá)到17.1萬噸，進(jìn)口量6.5萬噸，出口量0.6萬噸，表觀消費(fèi)量23萬噸，自給率從2021年的70%上升到74.3%。11/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 由于UHMWPE分子量大、分子鏈之間的纏繞多，在熔融時(shí)呈凝膠彈性體，粘度大，流動(dòng)性差，且臨界剪切速率低，給加工帶來了極大困難，故當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)利潤較為豐厚的環(huán)節(jié)為UHMWPE粉料加工紡絲超高分子量聚乙烯纖維是工業(yè)化的新型高性能纖維。超高分子量聚乙烯纖維（UltraHighMolecularWeightPolyethyleneFiber，簡稱UHMWPE纖維），又稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，通常指由分子在100萬-500萬的超高分子量聚乙烯樹脂所紡出的纖維。UHMWPE纖維外觀白色，密度為0.97-0.98g/cm3，是目前世界上工業(yè)化的比強(qiáng)度和比模量最高的纖維，是繼碳纖維、芳綸后的第三代高性能纖維且密度最小的高性能纖維，通過制造UD布（無緯布）、包覆紗、復(fù)合紗、繩網(wǎng)、紡織面料等，進(jìn)一步廣泛應(yīng)用于軍事裝備、海洋產(chǎn)業(yè)、安全防護(hù)、紡織、體育器材、醫(yī)療、建筑等多個(gè)領(lǐng)域。UHMWPE纖維需求量穩(wěn)步增長。我國是UHMWPE纖維的第一大消費(fèi)市場(chǎng)，市場(chǎng)從高速發(fā)展進(jìn)入到平穩(wěn)發(fā)展時(shí)期，前兩年下游各行業(yè)受到公共衛(wèi)生問題影響，需求有所波動(dòng)，增速放緩。2023年中國UHMWPE纖維需求量達(dá)3.4萬噸，占全球需求的61%以上，2018-2023年CAGR約14.6%。隨著我國社會(huì)生活水平的不斷改善以及國防建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展，民用和軍用兩方面的需求將為UHMWPE纖維帶來更為豐富的市場(chǎng)活力。預(yù)計(jì)到2028年中國UHMWPE纖維行業(yè)總需求將達(dá)5.54萬噸，年均復(fù)合增速達(dá)10.4%。12/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 UHMWPE纖維制備采取凍膠紡絲-超倍熱拉伸法。UHMWPE的制備方法包括增塑熔融紡絲法、固體擠出法、超拉伸或局部拉伸法、表面結(jié)晶生長法和凍膠紡絲-超倍拉伸法等，但目前只有凍膠紡絲-超倍拉伸法應(yīng)用最成熟且實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。根據(jù)所采用的溶劑不同，凍膠紡絲-超倍熱拉伸法又可分為干法工藝和濕法工藝兩種。干法路線工藝流程短，其制備的纖維表面平整、缺陷少、柔軟、結(jié)晶度高、纖維密度大、熔點(diǎn)高、溶劑殘留低。濕法路線紡絲強(qiáng)度高、單絲更粗、溶劑成本低、安全，相對(duì)簡單成熟。13/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 規(guī)格不同的UHMWPE纖維價(jià)格有差異。超高分子量聚乙烯纖維不同用途規(guī)格不同，直徑、尺寸、物理性質(zhì)均會(huì)存在一定差異，市場(chǎng)銷售價(jià)格大概在5萬元/噸-15萬元/噸不等，產(chǎn)品品質(zhì)越高銷售價(jià)格越UHMWPE纖維主要國外供應(yīng)商包括美國埃萬特、美國Honeywell和日本東洋紡三家企業(yè)。我國供應(yīng)商包括：九州星際、同益中、千禧龍纖、南山智尚、長青藤、恒輝安防、康隆達(dá)等。PBO性能優(yōu)異，工業(yè)化時(shí)間較晚。PBO纖維，中文名為聚對(duì)苯撐苯并二噁唑纖維，具有超高強(qiáng)度、超高模量、耐高溫和高環(huán)境穩(wěn)定性的特點(diǎn)，PBO的工業(yè)化生產(chǎn)始于上世紀(jì)末的1998年，由日本東洋紡絲公司以“Zylon”商標(biāo)發(fā)布，因其優(yōu)異的性能一出現(xiàn)就引起極大關(guān)注，被稱為“21世紀(jì)超級(jí)纖維”?，F(xiàn)有PBO應(yīng)用場(chǎng)景豐富，目前已在航空航天、國防軍工、橋梁隧道、消防裝備、競(jìng)技體育器材等領(lǐng)域投入使14/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 PBO纖維的制備一般包括單體合成、聚合體合成和纖維紡絲三個(gè)步驟。目前比較常見的方法是將對(duì)苯二甲酸和4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽在多聚磷酸溶劑中進(jìn)行溶液加熱聚合，所得聚合液為液晶狀態(tài)，經(jīng)脫泡和過濾后可直接進(jìn)行干噴紡而制得初紡絲。單體：PBO是由對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉柞Ｂ扰c4,6-二氨基-1,3-間苯二酚鹽酸鹽（DAR）縮聚而得到的高分子聚合物，其中DAR是PBO的重要單體。美國陶氏化學(xué)公司掌握以三氯苯為起始原料進(jìn)行合成DRA單體的技術(shù)，在合成過程中不會(huì)生成異構(gòu)體，收率很高，對(duì)PBO的工業(yè)化生產(chǎn)起到了很大的作用。我國企業(yè)中，鼎龍科技公告稱是國內(nèi)少數(shù)具備能夠穩(wěn)定工業(yè)化生產(chǎn)PBO單體企業(yè)之一。聚合：PBO的聚合有多種方法，有對(duì)苯二甲酸法、對(duì)苯二甲酰氯法、三甲基硅烷基化法和中間相法等。而對(duì)苯二甲酸法中又演化出鹽酸鹽法、復(fù)合鹽法、磷酸鹽法和AB型單體法。工業(yè)化通常采用的是鹽酸鹽法，其基本原理為將4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽（DAR）與對(duì)苯二甲酸（TA）在多聚磷酸（PPA）中進(jìn)行溶液縮聚得到PBO聚合物。15/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 紡絲：PBO纖維的制備方法采用干噴濕紡法。紡絲溶劑可選用多聚磷酸（PPA）和甲磺酸（MSA）。制備PBO纖維比較常用的方法是，得到一定分子量的聚合物溶液，在一定溫度條件下經(jīng)噴絲板擠出，通過一定高度的空氣層后進(jìn)入凝固浴中，控制拉伸比，經(jīng)堿洗和水洗后得到原纖；若要制備高抗拉模量纖維，可將初生絲在張力下500-600℃左右進(jìn)行熱處理。日本東洋紡是全球工業(yè)化最成功的PBO纖維企業(yè)，國內(nèi)非上市公司成都新晨、中藍(lán)晨光化工、中科金綺擁有小規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的能力。鋼制腱繩方面，鋼絲繩在傳動(dòng)效率有一定優(yōu)勢(shì)，鋼絲繩組件是部分手術(shù)機(jī)器人及腱繩傳動(dòng)靈巧手所選擇的腱繩材料，具有良好的耐磨性與抗疲勞性，但是靈活度與耐腐蝕性相對(duì)較差，鋼絲繩末端固定困難、不能承受小的回轉(zhuǎn)半徑、強(qiáng)度較低、壽命短等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用范圍。鋼絲繩包括鎢鋼絲繩、不銹鋼絲繩等。國內(nèi)主要供應(yīng)商包括：貝澤精密、大業(yè)股份。超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)市場(chǎng)集中度較高。第一梯隊(duì)企業(yè)有九州星際、美國埃萬特、美國霍尼韋爾、日本東洋紡等企業(yè)；第二梯隊(duì)企業(yè)有千禧龍纖、同益中、南山智尚、儀征化纖、湖南中泰、恒輝安防等企業(yè)；第三梯隊(duì)有璟邦新材料、康隆達(dá)等企業(yè)。16/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 國內(nèi)企業(yè)逐步打破國際壟斷。國際上，第一梯隊(duì)壟斷著全球超高分子量聚乙烯纖維高端產(chǎn)品技術(shù)。我國UHMWPE纖維行業(yè)自1999年東華大學(xué)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破后擴(kuò)產(chǎn)迅速，本土代表企業(yè)已成為全球市場(chǎng)的重要供應(yīng)來源。17/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 PBO纖維發(fā)展進(jìn)程仍然緩慢。在PBO纖維領(lǐng)域，美國斯坦福大學(xué)研究所于上世紀(jì)60年代成功申請(qǐng)了PBO相關(guān)專利，而后陶氏化學(xué)（Dow）得到授權(quán)，開啟了PBO產(chǎn)品的工業(yè)化；隨后到了90年代，日本東洋紡購買了前述專利并逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，至今仍是全球最大商業(yè)化生產(chǎn)PBO纖維的公我國在此領(lǐng)域不斷探索創(chuàng)新，發(fā)展進(jìn)程有望加速。直到2019年3月，成都新晨新材年產(chǎn)380噸高性能PBO裝置的順利投產(chǎn)，標(biāo)志著我國PBO纖維行業(yè)取得了突破性的進(jìn)展，成為繼日本之后全球第二個(gè)能大批量生產(chǎn)高性能PBO纖維的國家。中藍(lán)晨光化工有限公司建成了一條50噸/年產(chǎn)能的PBO纖維連續(xù)化生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線生產(chǎn)的纖維強(qiáng)度穩(wěn)定超過5.2GPa，表現(xiàn)出卓越的性能。中科金綺新材料投資1.45億元，建成了150噸/年的PBO生產(chǎn)線。南山集團(tuán)旗下企業(yè)，原本以紡織業(yè)為主，是國內(nèi)毛紡一體化領(lǐng)軍者，擁有從羊毛到成衣完整的毛紡織服飾產(chǎn)業(yè)鏈。近年來積極拓展高端新材料，布局了錦綸和超高分子量聚乙烯新材料。業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)包括精紡呢絨、服裝和超高纖維三大板塊。其中，精紡呢絨收入占比50%，是傳統(tǒng)核心業(yè)務(wù)，產(chǎn)品主要應(yīng)用于高端西裝面料、職業(yè)裝和高端定制服裝等領(lǐng)域。服裝占比38%，通過職業(yè)裝團(tuán)購、高級(jí)定制、OEM等板塊，開發(fā)功能性產(chǎn)品，滿足商務(wù)、休閑等多場(chǎng)景需求。超高纖維業(yè)務(wù)占比11%，產(chǎn)品為超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE），廣泛用于防彈、海洋繩網(wǎng)、防護(hù)用品、家用紡織品、功能性紡織品、魚線、機(jī)器人傳動(dòng)腱繩等領(lǐng)域。其他新材料還包括8萬噸錦綸長絲項(xiàng)目，于2024年11月開始試生產(chǎn)，2025年產(chǎn)能逐步釋放，全面達(dá)產(chǎn)后可切入運(yùn)動(dòng)服飾、防曬服等高增長賽道。超高材料規(guī)模品質(zhì)雙提升。公司3600噸超高分子量聚乙烯纖維項(xiàng)目全線建成運(yùn)營，自主創(chuàng)新突破了抗蠕變、阻燃、高強(qiáng)度等纖維制備關(guān)鍵技術(shù)，成功開發(fā)出多項(xiàng)具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的專利技術(shù)。產(chǎn)品規(guī)格覆蓋100D至2400D全品類纖維，產(chǎn)品強(qiáng)度覆蓋26cN/dtex-42cN/dtex等全品類，一等品率達(dá)95%以上。超高材料應(yīng)用于機(jī)器人傳動(dòng)腱繩，公司自主研發(fā)的“抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維用紡絲液及其制備方法”專利，有效解決了傳統(tǒng)UHMWPE纖維長期使用中的松弛問題，顯著提升了產(chǎn)品穩(wěn)定性和耐用性。其纖維拉伸強(qiáng)度達(dá)42cN/dtex，處于國內(nèi)第一梯隊(duì)，接近國際龍頭水平。公司腱繩產(chǎn)品已迭代至第三代，能夠適配機(jī)器人的靈巧手、手臂、大腿等多種應(yīng)用場(chǎng)景，并已與特斯拉、小鵬等主流機(jī)型實(shí)現(xiàn)兼容。2025年3月，該公司成功實(shí)現(xiàn)腱繩產(chǎn)品的首單銷售，并預(yù)計(jì)在2025年第二季度進(jìn)入批量驗(yàn)證階段。此外，該公司還積極拓展合作伙伴關(guān)系，與武漢大學(xué)研究院和手智創(chuàng)新組建創(chuàng)新聯(lián)合體，共同主導(dǎo)機(jī)器人領(lǐng)域核心材料的研發(fā)與生產(chǎn)。目前，公司正在開發(fā)關(guān)節(jié)傳動(dòng)腱繩、柔性傳感手套及外骨骼材料，并已將基于UHMWPE與羊毛復(fù)合的防護(hù)皮膚面料送樣至人形機(jī)器人手指模塊進(jìn)行公司25Q1營收3.62億，同比+0.72%，歸母凈利潤0.37億，同比+0.86%，扣非歸母凈利潤0.36億，同比+12.84%。非經(jīng)常性損益137萬，同比-377萬。毛利率32%，同比-0.36pct，其中超高分子量聚乙烯纖維毛利率28%，同比+17pct。銷售費(fèi)率8%，同比-0.10pct，管理費(fèi)率5%，同比+0.24pct，歸母凈利率10%，同比+0.02pct。經(jīng)營活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流量凈額-0.8億，同比-4417%，主因新建項(xiàng)目陸續(xù)投18/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 產(chǎn)購買材料支出增加；籌資活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流量凈額1.1億，同比+6543%，主因取得借款收到的現(xiàn)金增公司主要從事胎圈鋼絲、鋼簾線以及膠管鋼絲的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。1）公司形成了以胎圈鋼絲、鋼簾線及膠管鋼絲為核心的產(chǎn)品體系，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于乘用車輪胎、載重輪胎、工程輪胎及航空輪胎等各種輪胎制品，在輪胎制造中起到關(guān)鍵的骨架支撐作用，是確保輪胎耐用性、穩(wěn)定性和安全性能的重要材料。2）鋼簾線和胎圈鋼絲是公司營業(yè)收入的主要來源。2023年，公司鋼簾線產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)銷售額28.35億元，占營業(yè)收入的51.03%，同比增長10.31%；胎圈鋼絲產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)銷售額23.10億元，占營業(yè)收入的41.58%，同比增長6.79%；膠管鋼絲產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)銷售額3.29億元，占營業(yè)收入的5.92%，同比減少16.17%。3）2021-2023年，公司營業(yè)收入分別為50.87億元、52.13億元和55.56億元，歸母凈利潤分別為2.11億元、-2.55億元和0.96億元。根據(jù)公司發(fā)布的2024年年度業(yè)績預(yù)虧報(bào)告，預(yù)計(jì)2024年歸屬于上市公司股東的凈利潤約為-1.46億元，歸屬于上市公司股東的扣除非經(jīng)常性損益的凈利潤約為-1.58億元。本期業(yè)績預(yù)虧的主要原因包括國內(nèi)市場(chǎng)主要產(chǎn)品產(chǎn)能擴(kuò)張過快、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇、產(chǎn)品價(jià)格下行及海運(yùn)費(fèi)用上漲等因素，導(dǎo)致公司經(jīng)營業(yè)績出現(xiàn)虧損。公司進(jìn)軍智能機(jī)器人領(lǐng)域，布局人形機(jī)器人關(guān)鍵部件。1）公司全資成立山東大業(yè)機(jī)器人科技有限公司，積極拓展智能機(jī)器人領(lǐng)域，邁出了重要一步。2）腱繩作為人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)靈活動(dòng)作的核心部件，其性能直接關(guān)系到機(jī)器人的動(dòng)作精度和穩(wěn)定性。大業(yè)股份憑借在鋼絲生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)積累，生產(chǎn)的腱繩產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、高韌性等特點(diǎn)，開發(fā)直徑0.1mm級(jí)超細(xì)鋼絲繩，適配手術(shù)機(jī)器人及Optimus第二代腱繩方案。在2024年中報(bào)中，公司腱繩產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入2212.39萬元，毛利率達(dá)37.2%。隨著人形機(jī)器人市場(chǎng)的快速擴(kuò)張，公司腱繩產(chǎn)品有望在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣闊的發(fā)展，為業(yè)務(wù)增長提供新的驅(qū)動(dòng)力。個(gè)人安全防護(hù)產(chǎn)品龍頭企業(yè)，業(yè)務(wù)領(lǐng)域覆蓋原材料紗線、手部防護(hù)產(chǎn)品及全身特種防護(hù)產(chǎn)品等。公司深耕安全防護(hù)手套領(lǐng)域二十載，構(gòu)建了以“功能性安全防護(hù)手套”為核心，“戰(zhàn)略新材料”為輔的雙業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，其中防護(hù)手套業(yè)務(wù)占比高達(dá)96%。其產(chǎn)品線涵蓋防切割、高耐磨、抗穿刺、耐高低溫、防化、防油污、防震等多種功能，并通過了全球權(quán)威認(rèn)證，性能達(dá)到國際一流水平。公司還積極參與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，并躋身全球前三的防切割手套供應(yīng)商之列，為未來業(yè)務(wù)拓展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。公司在超高分子量聚乙烯纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域不斷拓展，盡管目前超高分子量聚乙烯纖維及其復(fù)合材料業(yè)務(wù)的收入貢獻(xiàn)尚不足4%，但公司持續(xù)在該領(lǐng)域進(jìn)行拓展，未來發(fā)展前景廣闊。特別是在腱繩材料方面，公司通過石墨烯改性等創(chuàng)新技術(shù)，研發(fā)出一種新型纖維材料，有效解決了傳統(tǒng)超高分子量聚乙烯纖維在高端防切割應(yīng)用中的性能瓶頸，并已將該材料應(yīng)用于機(jī)器人腱繩的制造中。新材料布局穩(wěn)步推進(jìn)，超高分子量聚乙烯纖維新產(chǎn)能即將落地。公司深化產(chǎn)能擴(kuò)張戰(zhàn)略，規(guī)劃新增12,000噸超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)能。其中，一期4,800噸預(yù)計(jì)將于2025年9月實(shí)現(xiàn)首批產(chǎn)能釋放。公司積極開拓新型應(yīng)用場(chǎng)景，如超高強(qiáng)防彈纖維制品、風(fēng)電葉片、機(jī)器人靈巧腱繩材料、機(jī)器人外殼硬性材質(zhì)替代應(yīng)用等，未來有望實(shí)現(xiàn)增量。此外，公司布局“年產(chǎn)11萬噸生物可降解聚酯橡膠項(xiàng)目”，其中一期1萬噸已于2024年8月開工建設(shè)，未來有望培育出新的業(yè)績?cè)鲩L點(diǎn)。19/22行業(yè)|深度|研究報(bào)告 公司發(fā)布2024年年度報(bào)告。2024年，公司實(shí)現(xiàn)營收12.7億元，同比+29.95%；歸母凈利潤1.17億元，同比+10.13%；扣非歸母凈利潤0.93億元，同比+13.2%。24Q4，公司實(shí)現(xiàn)營收3.98億元，同比+41.36%；歸母凈利潤0.22億元，同比+79.49%;扣非歸母凈利潤0.19億元，同比+90.98%。公司是國內(nèi)領(lǐng)先的超高分子量聚乙烯纖維及其復(fù)合材料企業(yè)，擁有央企背景，是國家開發(fā)投資集團(tuán)旗下的高新技術(shù)企業(yè)。公司業(yè)務(wù)主要分為兩大板塊：超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）和復(fù)合材料，分別占總收入的54%和44%。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國防裝備、海洋工程和安全防護(hù)等領(lǐng)域，并積極開拓醫(yī)用材料、防護(hù)服飾、運(yùn)動(dòng)器材、機(jī)器人靈巧手等新興應(yīng)用領(lǐng)域。截至2024年底，公司擁有UHMWPE纖維產(chǎn)能約8560噸。同時(shí)公司通過外延并購布局新產(chǎn)業(yè)，2024年完成對(duì)超美斯新材料股份有限公司股權(quán)收購，超美斯主營芳綸（5000噸）與芳綸紙（2000噸），實(shí)現(xiàn)新賽道的突破，推動(dòng)公司以“FIBER+復(fù)材”為核心的“3+X”未來纖維產(chǎn)業(yè)體系的建立，提高公司產(chǎn)業(yè)整合能力，提升綜合盈利能力及抗風(fēng)險(xiǎn)能力，向高性能纖維集群化發(fā)展。在機(jī)器人領(lǐng)域，航天科工的四足機(jī)器人“絕影”采用了公司提供的軍用級(jí)腱繩。此外，公司還開發(fā)了具有力傳感和驅(qū)動(dòng)功能的“液態(tài)金屬涂層纖維”，為腱繩的功能拓展提供了新的可能性。目前，公司已與下游廠商合作進(jìn)行了一些測(cè)試。2024年公司實(shí)現(xiàn)收入6.49億元，同比增長1.41%；歸母凈利潤1.30億元，同比增長-15.25%；扣非歸母凈利潤1.24億元，同比增長-14.65%；毛利率37.70%，同比下降0.98pct。公司發(fā)布2025一季度預(yù)告，預(yù)計(jì)2025Q1收入2.53億元，同比增長126.90%；歸母凈利潤0.44億元，同比增長153.27%；扣非歸母凈利潤0.41億元，同比增長168.92%。公司是一家專注于新材料領(lǐng)域的企業(yè)，提供多元化的產(chǎn)品和解決方案，主要涵蓋先進(jìn)高分子材料和特種精細(xì)材料兩大領(lǐng)域。其業(yè)務(wù)范圍包括新能源材料、生物可降解材料、電子材料以及其他特種材料。從業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)來看，先進(jìn)高分子材料占比最大，達(dá)到55%，其次是特種精細(xì)材料，占比20%。貿(mào)易及副產(chǎn)品業(yè)務(wù)分別占比14%和11%。其中，EVA光伏膠膜和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是企業(yè)最核心的業(yè)務(wù)板塊。公司產(chǎn)能穩(wěn)步投產(chǎn)。公司EVA產(chǎn)品