丝杠是将旋转运动转换为直线运动的精密传动部件，行星滚柱丝杠性能最优
　　根据结构不同，丝杠可分为梯形丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠，行星滚柱丝杠是丝杠所有品类中性能最优异的子类。以价值量和竞争格局分类，梯形丝杠和C7-C10级滚珠丝杠属于中低端丝杠，产品价格低，国内成熟供货。C3-C5级行星滚柱丝杠与滚珠丝杠为中高端丝杠，国产化率低于30%。C0-C3级别的行星滚柱丝杠和滚珠丝杠为高端丝杠，制造难度大、产品认证周期长、价值量最高，国内仅少数厂商可供货，国产化率约5%，日欧企业占据90%的份额。
　　智能汽车、人形机器人等新需求拉动，2030年丝杠行业有望达747亿元规模
　　我们测算，以智能汽车、人形机器人为主的新需求有望拉动国内丝杠市场规模由173亿元（2023年）增长至747亿元（2030年）。其中：（1）汽车智能化升级推动车载丝杠市场由2023年的76亿元增长至2030年的389亿元。（2）特斯拉人形机器人产量达到100万台时将新增162亿元行星滚柱丝杠市场，产量提升带动行星滚柱丝杠需求持续增长。（3）国产机床高端升级推动机床用滚珠丝杠规模从2023年的97亿元增长至2030年的191亿元。（4）工程机械电动节能化趋势推动行星滚柱丝杠替代液压，航空航天、半导体等高精密市场对高端丝杠需求提升。
　　产业机遇来临，从相对优势看主要国产参与者竞争实力
　　降低硬件成本是线控底盘渗透率提升以及人形机器人落地量产的核心推动因素。因此，丝杠厂商需要及时切入主要客户供应链，通过扩大规模效应来减少价格下降对利润和现金流的影响。人形机器人、智能汽车主机厂对丝杠供应商的核心要求是低成本大规模制造能力强，因此国产丝杠厂商相比海外更具优势。国产厂商按优势不同可分为3类：（1）以丝杠为主业的先发者最具优势。滚珠丝杠和行星滚柱丝杠的认证周期长，提前卡位的公司拥有成熟的丝杠产品，可缩短导入新客户的认证周期。同时，先发者更有可能以更短的时间获取海外设备来及时满足客户扩产需求。（2）由减速器拓展丝杠业务的公司和由轴承拓展丝杠业务的公司在丝杠设计、加工工艺上具备技术优势。（3）批量化生产精密加工件实力强的公司能够满足客户大规模扩产需求。这三类企业中，已经切入汽车供应链并和客户配合度高的厂商优势更明显。受益标的：五洲新春、长盛轴承、恒立液压、贝斯特、恒而达、科峰智能（IPO申报）、新剑传动（未上市）、人本股份（IPO申报）等。
　　丝杠行业资本开支加大，上游设备厂商迎来增长机遇
　　国内可成熟供应丝杠前道设备，但后道核心设备数控螺纹磨床的国产化率低，特别是生产高端丝杠的高精度螺纹磨床基本完全依赖进口。在丝杠行业迎来大规模扩产需求、进口设备产能紧缺的背景下，国产前道设备商收入增速有望提高，后道设备国产替代进程有望加快。受益标的：秦川机床、日发精机等。
　　风险提示：丝杠需求不及预期、丝杠厂商导入重要客户供应链进度不及预期。
　　

研究报告全文：机械设备行业研机械设备丝杠直线传动精密部件人形机器人与汽车智能化究年月日20230919带来历史性新机遇投资评级看好维持行业深度报告行业走势图孟鹏飞分析师熊亚威分析师mengpengfeikyseccnxiongyaweikyseccn机械设备沪深300证书编号S0790522060001证书编号S079052208000419行丝杠是将旋转运动转换为直线运动的精密传动部件行星滚柱丝杠性能最优业10深根据结构不同丝杠可分为梯形丝杠滚珠丝杠和行星滚柱丝杠行星滚柱丝杠0度是丝杠所有品类中性能最优异的子类以价值量和竞争格局分类梯形丝杠和报-10C7-C10级滚珠丝杠属于中低端丝杠产品价格低国内成熟供货C3-C5级行告-192022-092023-012023-052023-09星滚柱丝杠与滚珠丝杠为中高端丝杠国产化率低于30C0-C3级别的行星滚柱丝杠和滚珠丝杠为高端丝杠制造难度大产品认证周期长价值量最高国数据来源聚源内仅少数厂商可供货国产化率约5日欧企业占据90的份额相关研究报告智能汽车人形机器人等新需求拉动2030年丝杠行业有望达747亿元规模我们测算以智能汽车人形机器人为主的新需求有望拉动国内丝杠市场规模由2023传感器大会顺利召开国产厂173亿元2023年增长至747亿元2030年其中1汽车智能化升级推商大有可为行业点评报告动车载丝杠市场由2023年的76亿元增长至2030年的389亿元2特斯拉人-2023918形机器人产量达到100万台时将新增162亿元行星滚柱丝杠市场产量提升带动工博会召开在即关注机器人及顺行星滚柱丝杠需求持续增长3国产机床高端升级推动机床用滚珠丝杠规模从周期板块行业周报-2023917开2023年的97亿元增长至2030年的191亿元4工程机械电动节能化趋势推源人形机器人产业链揭榜挂帅剑指证产业生态大时代开启行业点评报动行星滚柱丝杠替代液压航空航天半导体等高精密市场对高端丝杠需求提升券告-2023914产业机遇来临从相对优势看主要国产参与者竞争实力证券降低硬件成本是线控底盘渗透率提升以及人形机器人落地量产的核心推动因素研因此丝杠厂商需要及时切入主要客户供应链通过扩大规模效应来减少价格下究报降对利润和现金流的影响人形机器人智能汽车主机厂对丝杠供应商的核心要告求是低成本大规模制造能力强因此国产丝杠厂商相比海外更具优势国产厂商按优势不同可分为3类1以丝杠为主业的先发者最具优势滚珠丝杠和行星滚柱丝杠的认证周期长提前卡位的公司拥有成熟的丝杠产品可缩短导入新客户的认证周期同时先发者更有可能以更短的时间获取海外设备来及时满足客户扩产需求2由减速器拓展丝杠业务的公司和由轴承拓展丝杠业务的公司在丝杠设计加工工艺上具备技术优势3批量化生产精密加工件实力强的公司能够满足客户大规模扩产需求这三类企业中已经切入汽车供应链并和客户配合度高的厂商优势更明显受益标的五洲新春长盛轴承恒立液压贝斯特恒而达科峰智能IPO申报新剑传动未上市人本股份IPO申报等丝杠行业资本开支加大上游设备厂商迎来增长机遇国内可成熟供应丝杠前道设备但后道核心设备数控螺纹磨床的国产化率低特别是生产高端丝杠的高精度螺纹磨床基本完全依赖进口在丝杠行业迎来大规模扩产需求进口设备产能紧缺的背景下国产前道设备商收入增速有望提高后道设备国产替代进程有望加快受益标的秦川机床日发精机等风险提示丝杠需求不及预期丝杠厂商导入重要客户供应链进度不及预期请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明127行业深度报告目录1丝杠是将旋转运动转换为直线运动的精密传动部件411行星滚柱丝杠是丝杠品类中性能最优异的子类412成熟工艺设备储备与高质量原材料是生产高端丝杠的三大壁垒613日欧企业占据我国高端丝杠市场90的份额国产替代空间大72下游需求高增2030年我国丝杠行业有望达747亿元规模921汽车智能化升级2030年国内车载丝杠市场有望增长至389亿元922特斯拉人形机器人有望为行星滚柱丝杠带来百亿新市场1223机床产业高端化升级有望拉动机床用滚珠丝杠市场规模翻倍1424工程机械电动节能化趋势助力行星滚柱丝杠渗透率提升1525其他要求精准直线运动的领域医疗半导体航空航天等163产业机遇来临从相对优势看主要国产参与者竞争实力1831五洲新春轴承套圈汽车空调管理零部件供货特斯拉1932长盛轴承主营滑动轴承滚珠丝杠产品应用于新能源车EPB系统2033恒立液压国内液压件龙头定增投资滚珠滚柱丝杠电动缸2034贝斯特深耕精密零部件加工汽车机床客户资源助力滚珠丝杠业务拓展2035恒而达以金属切削刀具为主业拓展直线导轨业务2136科峰智能IPO申报精密行星减速器隐形冠军行星滚柱丝杠小批量生产2137新剑传动未上市率先实现国产行星滚柱丝杠量产突破供货主流车厂2238人本股份IPO申报国内汽车轴承主要供应商具备滚珠丝杠技术储备2239南京工艺未上市滚珠丝杠供货海外数控机床巨头234丝杠行业迎资本开支潮国产设备供应商受益2341秦川机床同时具备螺纹磨床与滚珠丝杠量产能力2442日发精机国产轴承磨床龙头数控螺纹磨床进入试磨阶段2443恒进感应北交所中高端数控感应热处理设备国产替代先锋245风险提示25图表目录图1行星滚柱丝杠是丝杠品类中性能最优异的子类根据应用场景不同可分为四类4图2滚珠丝杠在丝杠和螺母之间使用滚珠来实现高效率传动4图3梯形丝杠结构简单传动效率低4图4按照不同下游领域丝杠可分为消费级工业级和航天级丝杠5图5行星滚柱丝杠以及滚珠丝杠的主要生产流程7图6中国大陆厂商占国内高端滚珠丝杠市场的57图7中国大陆厂商占国内中端滚珠丝杠市场的307图8国产厂商位于国内丝杠市场第三梯队主要生产中低端丝杠8图9智能汽车人形机器人等新需求拉动下丝杠行业迎来高增长9图10使用滚珠丝杠的EHB系统结构剖面11图11第二代i-booster使用一级滚珠丝杠替代二级蜗轮蜗杆进行减速11图12西门子EMB系统使用1根滚珠丝杠11图13电子驻车系统使用滚珠丝杠副或螺纹副12图14线控转向系统SBW使用1根滚珠丝杠12图15特斯拉机器人灵巧手使用微型行星滚柱丝杠13请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明227行业深度报告图16特斯拉机器人线性执行器使用行星滚柱丝杠13图17滚珠丝杠在工业机器人市场的应用14图18数控机床XYZ轴分别安装一个高精度滚珠丝杠14图19行星滚柱丝杠被视为真正能够替代液压系统的控制部件15图20电动节能化趋势推动行星滚柱丝杠电动缸对液压缸的替代16图21滚珠丝杠与行星滚柱丝杠在医疗器械领域广泛使用17图22光刻机驱动平台结构图17图23日本欧洲以及国产厂商生产的采用精密滚珠丝杠副的X-Y探针台17图24轴承的主要生产流程19图25国产丝杠行业参与者按照优势不同可分为三类19图26公司自主研发生产高精度数控丝杠磨床数控螺纹磨床24表1根据价值量分类丝杠可分为高端中高端中低端丝杠5表2机床用丝杠属于工业级丝杠一般根据机床精度要求的不同选择P1-P5级滚珠丝杠5表3我们预计2030年国内应用于乘用车线控底盘的丝杠市场规模将相比2023年扩大51倍10表4特斯拉机器人全身14个旋转关节14个线性关节12个空心杯关节12表5当特斯拉人形机器人产量达到200万台时带来327亿元行星滚柱丝杠市场13表62023年我国机床用滚珠丝杠市场空间约97亿元2030年有望增长至1906亿元15表7行星滚柱丝杠在工程机械注塑机领域渗透率低渗透率提升速度受制于成本16表8恒而达在金属材料与热处理领域形成技术体系21表9移动机器人为公司产品第一大下游2021-2022年海康威视为公司第一大客户22表10人本股份轴承产品应用于下游龙头客户23表11丝杠前道设备基本实现国产化后道设备国产替代空间大24表12截至2022年年报公司滚珠丝杠淬火自动线项目处于功能测试验证阶段25表13下游新需求为丝杠产业带来增长机遇丝杠厂商和设备厂商有望迎接高增长25请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明327行业深度报告1丝杠是将旋转运动转换为直线运动的精密传动部件11行星滚柱丝杠是丝杠品类中性能最优异的子类丝杠是机械设备中将旋转直线运动相互转换的传动部件按照结构不同分为行星滚柱丝杠滚珠丝杠和梯形丝杠行星滚柱丝杠属于丝杠品类中性能最优异最昂贵的一个子类行星滚柱丝杠将行星减速器与丝杠的原理融合在主螺纹丝杠的周围行星式地布置了6-12个螺纹滚柱由传统滚珠丝杠式的点接触变换成了精度与承载力更高的线面接触承载能力是同等精度滚珠丝杠的6-15倍寿命比同精度滚珠丝杠提升10倍以上图1行星滚柱丝杠是丝杠品类中性能最优异的子类根据应用场景不同可分为四类资料来源GewindeZieglerAG官网差动式行星滚柱丝杠承载特性分析郑正鼎等开源证券研究所滚珠丝杠由螺母螺纹丝杠滚珠构成工作过程中由电机带动丝杠部分旋转通过在螺母内部滚道的滚珠带动螺母部分直线运动从而完成高效率的直线传动梯形丝杠由螺母和螺纹丝杠构成二者直接接触产生直线滑动梯形丝杠的特点是自锁性好但是传动效率低图2滚珠丝杠在丝杠和螺母之间使用滚珠来实现高效图3梯形丝杠结构简单传动效率低率传动资料来源上海慧腾公众号资料来源山东博特精工官网根据价值量分类丝杠可分为高端中高端中低端丝杠其中梯形丝杠和请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明427行业深度报告中低端滚珠丝杠国内可成熟供货中高端滚珠丝杠和行星滚柱丝杠国内可供货高端滚珠丝杠和行星滚柱丝杠国内仅少数厂商可供货表1根据价值量分类丝杠可分为高端中高端中低端丝杠丝杠所属类别国内供应情况国内成熟供货制造难度低低梯形丝杠和C7-C10级滚珠丝杠中低端丝杠价竞争激烈C3-C5级滚珠丝杠C3-C5级行星国内可供货制造难度更大价中高端丝杠滚柱丝杠值量更高同等精度的行星滚柱丝杠比滚C0-C3级滚珠丝杠C0-C3级行星国内极少数厂商可供货制造难珠丝杠性能更优价值量更高高端丝杠滚柱丝杠度最大产品价值量最高资料来源金属加工微信公众号米思米中国公众号开源证券研究所按照不同下游领域丝杠可分为消费级工业级和航天级丝杠图4按照不同下游领域丝杠可分为消费级工业级和航天级丝杠资料来源南京工艺综合样本2023金属加工微信公众号开源证券研究所消费级丝杠汽车目前主要使用中低端滚珠丝杠未来随着汽车智能化程度加大行星滚柱丝杠渗透率将提升智能家居电动工具等领域目前主要使用梯形丝杠或中低端滚珠丝杠工业级丝杠主要包括机床机器人工程机械半导体领域用丝杠国内丝杠的精度等级可分为P1P2P3P4P5P7P10这7个等级JIS标准将丝杠的精度分为C0C1C3C5C7C10六种精度磨床坐标镗床主要使用P3级以上高端滚珠丝杠其他机床使用P5级以上中高端滚珠丝杠即可以特斯拉机器人为代表的人形机器人使用中高端行星滚柱丝杠工程机械主要使用中高端行星滚柱丝杠半导体设备对丝杠精度要求高主要使用P2级以上高端滚珠丝杠航天级丝杠对丝杠精度承载力恶劣环境下工作寿命等方面均有严苛的要求因此主要使用高端行星滚柱丝杠或高端滚珠丝杠表2机床用丝杠属于工业级丝杠一般根据机床精度要求的不同选择P1-P5级滚珠丝杠NC机床用途加工坐标电火花线切激光加工木工车床铣镗床钻床磨床冲床中心镗床加工械割机机械机械轴XZXYZXYZXYZXYZXYZXYZXYZXYXYZ精P1请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明527行业深度报告度P2等P3级P4P5T7T10资料来源南京工艺综合样本2023开源证券研究所注P5精度介于C5和C7之间12成熟工艺设备储备与高质量原材料是生产高端丝杠的三大壁垒壁垒一成熟的加工工艺高端丝杠的制造难度大以行星滚柱丝杠为例螺纹牙型的设计通过决定滚柱-螺母间啮合点位置与轴向间隙大小来决定丝杠的性能丝杠行业先进入者凭借长期深耕提炼出成熟的螺纹牙型设计方式与加工工艺抢占高端市场份额这些厂商更容易导入终端龙头客户并且形成客户粘性通过龙头客户的高质量反馈再对加工工艺进行改进形成良性循环壁垒二丝杆为重资产行业对设备储备要求高对于无精度要求的C7-C10级滚珠丝杠国内一般采用车削后轧制的方式生产对于C0-C5级精密滚珠丝杠和行星滚柱丝杠国内主要采用先车削后磨削的方式如果加工带端齿的螺纹滚柱时还需要使用滚齿机或一体成型的滚压机磨削为核心工艺约占整个加工过程的23使用的设备是数控螺纹磨床根据丝杠精度要求不同选择中高端数控螺纹磨床或高端数控螺纹磨床欧洲厂商还普遍使用旋风铣的方法来加工螺纹旋风铣的加工时间是磨削加工的13且不影响加工质量核心设备是高精度旋风铣床硬铣削工艺是指由光杆进行感应淬火处理硬度达到HKC60-HRC62然后直接在数控旋风铣床上利用CBN成型刀以180mmin的切削速度将螺纹一次铣削成型高端检测设备对保障滚珠丝杠生产良率起到重要作用以南京工艺为主的滚珠丝杠大规模量产厂商引入德国MAE滚珠丝杠高效在线检测自动校直机来进行滚珠丝杠的检测目前加工高端丝杠的设备被海外垄断加工中高端丝杠的设备国内仅少数厂商可供货海外设备仍为主流海外设备商交期不断延长并且倾向于将产能首先满足长期合作的客户因此丝杠行业后进入者可能因买不到符合精度要求的海外设备而无法满足客户需求壁垒三原材料纯度配方材料热处理工艺丝杠的主体材料需要具有高强度硬度及良好的淬透性耐摩擦性来保证长期稳定的工作制造出上述高质量原材料的核心壁垒在于材料本身的纯度配方以及球化退火调质处理中频淬火三项核心热处理工艺请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明627行业深度报告图5行星滚柱丝杠以及滚珠丝杠的主要生产流程资料来源行星滚柱丝杠设计王家健莱斯特瑞兹机械微信公众号中国机床网新剑机电传动微信公众号等开源证券研究所13日欧企业占据我国高端丝杠市场90的份额国产替代空间大目前中国大陆丝杠厂商仅在中低端市场有所突破中高端市场国产化率提升空间大2022年中国大陆厂商占国内高端滚珠丝杠市场的5占国内中端滚珠丝杠市场的30Ewellix伊维莱RollvisGSA博世力士乐四家欧洲厂商占据国内行星滚柱丝杠市场约78的份额图6中国大陆厂商占国内高端滚珠丝杠市场的5图7中国大陆厂商占国内中端滚珠丝杠市场的305530409030中国台湾上银银泰中国台湾上银银泰中国大陆汉江机床南京工艺中国大陆汉江机床南京工艺德国力士乐日本THKNSK德国力士乐日本THKNSK数据来源金属加工微信公众号开源证券研究所数据来源金属加工微信公众号开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明727行业深度报告图8国产厂商位于国内丝杠市场第三梯队主要生产中低端丝杠资料来源各公司官网金属加工微信公众号人本股份公告开源证券研究所中国大陆丝杠厂商尚未实现中高端突破的原因在于加工工艺不成熟加工高端丝杠的核心设备自主化率低国产原材料质量较差第一对加工工艺理解程度不深同时缺乏终端龙头厂商的反馈日欧厂商对滚珠丝杠和行星滚柱丝杠的研发可追溯到20世纪30年代而国内最早从20世纪60年代开始研发滚珠丝杠对行星滚柱丝杠的研发在2000年以后才开始因此对于加工工艺的积淀较浅加工工艺水平的提升也需要下游机床汽车机器人等终端客户的反馈特别是终端龙头厂商的反馈过去几十年国内终端市场也主要由海外厂商占据国内丝杠厂商很难导入无法形成产品在客户产线上试验客户反馈根据反馈进行加工工艺改进的良性闭环第二高精度加工设备国产化率低海外设备价格贵交期长限制国内丝杠厂商扩产目前加工高端丝杠的核心设备的国产化率低海外设备价格高昂使得丝杠厂商生产成本高企海外设备商的交期延长造成设备紧缺限制了国内丝杠厂商的扩产第三原材料纯度低热处理工艺不成熟导致国产丝杠生产过程中废品率高实际使用过程中容易接触疲劳失效我国生产滚珠丝杠使用的原材料主要是轴承钢GCrJ5近年来又开发出掺杂Mo元素的GCrJ5实现高淬透性为优质合金钢不比日本THK中国台湾上银所用的材料差但是我国的钢材纯净度整体水平较差以氧含量举例我国国家标准规定高碳铬轴承钢氧的质量分数在在1510-6以内而日本瑞典等工业发达国家轴承钢的氧含量普遍在1010-6以下甚至达到5l0-6以下据日本相关报道轴承钢氧的质量分数平均减少2510-6则轴承寿命提高l2倍旋风铣加工设备对滚珠丝杠原材料和刀具主要为PCBN刀具要求较高国产材料和刀具达不到加工要求也是旋风铣这种高效加工方式渗透请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明827行业深度报告率低的原因之一国内丝杠产业高端突破的核心要素1通过对材料学摩擦学等底层基础学科进一步精进以及通过终端龙头客户反馈进行技术迭代的方式来提升丝杠加工工艺水平2高精度加工设备国产化打破海外设备产能与交期对国内扩产的限制3国产原材料纯净度提升2下游需求高增2030年我国丝杠行业有望达747亿元规模根据我们测算2023年国内丝杠市场规模约173亿元以人形机器人产量达到100万台假设2030年国内丝杠市场规模有望增长至747亿元图9智能汽车人形机器人等新需求拉动下丝杠行业迎来高增长资料来源佐思汽研特斯拉2022AIDAY国家统计局等开源证券研究所21汽车智能化升级2030年国内车载丝杠市场有望增长至389亿元线控底盘是汽车智能化浪潮下的黄金赛道其中最为关键的线控转向和线控制动系统目前均使用滚珠丝杠线控制动线控转向电子驻车系统渗透率提升以及更高价值量的行星滚柱丝杠对滚珠丝杠的替代将共同推动汽车用丝杠市场规模扩大由于行星滚柱丝杠能承载的静载比滚珠丝杠高寿命比滚珠丝杠长能够提供更高的旋转速度和更高的加速度使得制动器的制动响应更快同时制动力更大行星滚柱丝杠导程可以更小使制动器高精度可控因此更高性能的线控底盘系统需要使用价值量更高的行星滚柱丝杠替代滚珠丝杆根据我们测算2023年国内应用于乘用车线控底盘的丝杠市场规模预计为758亿元2030年有望增长至3889亿元请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明927行业深度报告表3我们预计2030年国内应用于乘用车线控底盘的丝杠市场规模将相比2023年扩大51倍2023E2024E2025E2030E中国乘用车销量万辆23800242762456726077线控制动包括EHB和EMB前装搭载率190270350800单车丝杠用量根4444行星滚柱丝杠渗透率25832单根滚珠丝杠价值量元300285271232单根行星滚柱丝杠价值量元850808767594汽车线控制动所需丝杠市场空间亿元56381610682902EPS在乘用车渗透率98989999R-EPS在EPS中渗透率14172144SBW在乘用车中渗透率30406030行星滚柱丝杠渗透率25832单车丝杠用量根1111汽车线控转向所需丝杠市场空间亿元124156204667乘用车新车EPB前装搭载率822832842972滚珠丝杠在EPB中渗透率123153183543单车滚柱丝杠用量根1111电子驻车所需丝杠市场空间亿元7288102319应用于汽车线控底盘的丝杠市场空间亿元758106013753889数据来源佐思汽研高工智能汽车研究院乘联会等开源证券研究所注我们假设应用于线控制动线控转向电子驻车的行星滚柱丝杠价格滚珠丝杠价格保持一致线控制动电子助力替代真空助力解决了新能源车缺乏稳定真空源的问题具备能量回收的功能对提升新能源汽车续航里程至关重要线控制动分为EHB和EMB两种技术路线EHB为目前主流方案分为OneboxEHB与EPS共用一个ECU省去EPS的机械结构和TwoboxEHB与EPS独立工作方案EMB为长期趋势以博世第二代i-booster为主的EHB系统使用一级滚珠丝杠替代二级蜗轮蜗杆进行减速博世大陆西门子推出的EMB系统均采用行星齿轮组减速器配合滚珠丝杠请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1027行业深度报告图10使用滚珠丝杠的EHB系统结构剖面资料来源面向智能汽车的线控制动系统主动制动控制与应用张荣林图11第二代i-booster使用一级滚珠丝杠替代二级蜗轮图12西门子EMB系统使用1根滚珠丝杠蜗杆进行减速资料来源焉知汽车微信公众号资料来源电子机械制动系统关键技术研究进展赵立金等线控转向线控转向目前仍以EPS电动助力转向为主未来SBW线控转向渗透率将持续提升EPS系统中的R-EPS齿条式EPS是电机通过带式减速机构后经滚珠丝杠副带动齿条轴进行传动因此需要1根滚珠丝杠SBW系统和EPS的区别是取消了管柱无机械连接但在底盘的转向执行总成中使用1根滚珠丝杠由于R-EPS是三种电动助力转向系统中力矩传递路径最短效率最高前轴载荷能力最大的方法因此R-EPS在EPS中渗透率提升2020年国内SBW渗透率约为01根据电动汽车产业技术创新战略联盟发布的电动汽车智能底盘技术路线图2025年国内线控转向目标渗透率达到52030年目标渗透率达到30我们假设2025年SBW渗透率提升至6电子驻车制动EPB中高端车型搭载的EPB系统一般使用滚珠丝杠副进行传动其他车型使用螺纹副我们假设乘联会规定的30万元以上高端乘用车渗透率为目前滚珠丝杠在EPB系统中的渗透率请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1127行业深度报告图13电子驻车系统使用滚珠丝杠副或螺纹副图14线控转向系统SBW使用1根滚珠丝杠资料来源汽车电子驻车制动系统EPB驻车力研究闵庆付资料来源汽车线控转向系统研究进展综述陈俐等等开源证券研究所22特斯拉人形机器人有望为行星滚柱丝杠带来百亿新市场根据特斯拉2022AIday发布会以及我们的预计特斯拉人形机器人单机14个线性执行器中各使用1根行星滚柱丝杠12个灵巧手内的空心杯关节各使用1根微型行星滚柱丝杠以行星滚柱丝杠为核心的线性执行器具有精度高和负载大的技术特点可以实现精准的速度控制位置控制和力控制满足人形机器人在不同应用场景下对运动能力的要求表4特斯拉机器人全身14个旋转关节14个线性关节12个空心杯关节自由度关节部位线性执行器旋转执行器空心杯关节肩膀32手臂72肘部12手腕2212腰部2腰部2髋部1222脚部62膝盖12脚踝22灵巧手62灵巧手62141412合计40数据来源特斯拉2022AIDAY开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1227行业深度报告图15特斯拉机器人灵巧手使用微型行星滚柱丝杠图16特斯拉机器人线性执行器使用行星滚柱丝杠资料来源因时机器人微信公众号资料来源特斯拉2022AIDAY开源证券研究所特斯拉人形机器人为行星滚柱丝杠带来百亿新市场人形机器人发展早期对行星滚柱丝杠的定制化程度要求高因此单价高随着特斯拉机器人产量增加单根丝杠价格呈下降趋势根据我们预计当特斯拉人形机器人产量达到100万台时单根行星滚柱丝杠价格约降至907元单根微型行星滚柱丝杠价格约降至302元此后产量增加价格基本不再下降当产量达到100万200万台时所需行星滚柱丝杠市场规模分别达到163亿元327亿元表5当特斯拉人形机器人产量达到200万台时带来327亿元行星滚柱丝杠市场测算指标数值特斯拉人形机器人产量万台11050100200单机行星滚柱丝杠用量根1414141414行星滚柱丝杠单根价值量元1200072001440907907价格下降幅度4080370单机微型行星滚柱丝杠用量根1212121212微型行星滚柱丝杠价值量元15001050420302302价格下降幅度3060280人形机器人行星滚柱丝杠市场规模亿元1861134126016333266数据来源特斯拉2022AIDAY开源证券研究所此外滚珠丝杠在工业机器人移动机器人市场也有应用SCARA机器人第12轴主要使用伺服电机加谐波减速器第34轴使用1根滚珠丝杠完成直线运动和1根花键或者一根滚珠丝杠花键除此以外其他多关节机器人的末端执行器中也有滚珠丝杠的应用根据伊维莱官网部分AGV移动机器人使用滚珠丝杠请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1327行业深度报告图17滚珠丝杠在工业机器人市场的应用资料来源伊维莱官网开源证券研究所23机床产业高端化升级有望拉动机床用滚珠丝杠市场规模翻倍滚珠丝杠是数控机床核心零部件通常安装在高精度数控机床的直线轴中如五轴联动机床由3个直线轴和2个旋转轴构成一般会在XYZ轴分别安装一个高精度滚珠丝杠图18数控机床XYZ轴分别安装一个高精度滚珠丝杠资料来源上海办顺机电科技有限公司官网我们测算2023年我国机床用滚珠丝杠市场空间约为97亿元2030年有望增长至1906亿元市场规模翻倍核心假设如下根据台湾上银年报其滚珠丝杠产品均价约为768元由于数控机床领域对滚珠丝杠要求较高出货量小而低端自动化领域对滚珠丝杠的需求量极大因此上银的滚珠丝杠产品均价可以基本代表低端偏中端的丝杠产品价值量参照自动化领域所用的中低端丝杠产品均价我们假设高端机床领域所用的高端滚珠丝杠单个价值量约15万元中端机床所用滚珠丝杠产品约为6500元低端机床所用滚珠丝杠约为3500元按中高端机床用3个滚珠丝杠低端机床平均用25个滚珠丝杠个别低端机床只安装1-2个丝杠估算市场规模我们预测2023年高端中端低端机床分别占我国金属切削机床总产量的105040到2030年高端中端低端机床分别占我国金属切削机床总产量的404020请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1427行业深度报告表62023年我国机床用滚珠丝杠市场空间约97亿元2030年有望增长至1906亿元测算指标数值自动化领域所用的中低端丝杠产品均价元768高端中端低端假设各部分滚珠丝杠价值量约为均价的倍2008545各等级机床滚珠丝杠均价元1535465253455单个机床所需滚珠丝杠个数303025各等级单个机床滚珠丝杠价值量万元4611960862023年机床总产量中各等级机床占比1050402023年平均每台机床滚珠丝杠价值量万元1782023金属切割机床产量万台54342023年我国机床用滚珠丝杠市场空间亿元96992030年机床总产量中各等级机床占比4040202030年平均每台机床滚珠丝杠价值量万元2802023金属切割机床产量万台68122030年我国机床用滚珠丝杠市场空间亿元1906数据来源上银科技官网公告Wind开源证券研究所24工程机械电动节能化趋势助力行星滚柱丝杠渗透率提升工程机械注塑机电动化节能化趋势推动行星滚柱丝杠电动缸对液压缸的替代工程机械领域长期使用液压缸作为液压系统中将液压能转变成直线摆动往复式机械运动的一种重要执行元件行星滚柱丝杠电动缸是液压缸和气动缸的技术升级产品更清洁能效更高并且消除了液压系统中高压油易泄露的风险在高空作业平台叉车挖掘机等工程机械上被逐步推广使用图19行星滚柱丝杠被视为真正能够替代液压系统的控制部件资料来源新剑传动官网请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1527行业深度报告图20电动节能化趋势推动行星滚柱丝杠电动缸对液压缸的替代资料来源伊维莱官网开源证券研究所注图中的电动推杆使用了滚珠丝杠行星滚柱丝杠我们以挖掘机叉车代表行星滚柱丝杠在工程机械领域的主要下游测算得2023年国内工程机械行业用行星滚柱丝杠市场约2500万元到2030年有望增长至376亿元表7行星滚柱丝杠在工程机械注塑机领域渗透率低渗透率提升速度受制于成本2023E2024E2025E2030E我国挖掘机产量万台276282287317我国叉车产量万台1172123112921649行星滚柱丝杠在挖掘机行业渗透率251040行星滚柱丝杠在注塑机行业渗透率251040单根行星滚柱丝杆价格元850765689478工程机械行业行星滚柱丝杠市场规模亿元025058109376数据来源国家统计局开源证券研究所25其他要求精准直线运动的领域医疗半导体航空航天等除了以数控机床机器人注塑机为代表的自动化行业以叉车挖掘机为代表的工程机械行业以外滚珠丝杠以及行星滚柱丝杠也应用在医疗器械半导体设备以及航空航天等对线性驱动的精确性准确程度要求极高的领域医疗影像设备眼科牙科检测设备等请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1627行业深度报告图21滚珠丝杠与行星滚柱丝杠在医疗器械领域广泛使用资料来源伊维莱官网开源证券研究所半导体光刻机光刻机驱动平台通常使用P1级别精密滚珠丝杠光栅驱动焊线机P1-P2级滚珠丝杠测试探针台P1-P2级滚珠丝杠等图22光刻机驱动平台结构图图23日本欧洲以及国产厂商生产的采用精密滚珠丝杠副的X-Y探针台资料来源基于预紧理论的大尺寸光刻机驱动精度控制皮利华资料来源探针测试台X-Y工作台电机控制周豪等航空航天航空航天工况呈现出很强的非常态性比如强过载要求精密丝杠副在数倍甚至十倍以上的额定载荷下正常运行高可靠性保证无润滑条件下长期运行等因此行星滚柱丝杠在很多应用领域对滚珠丝杠进行替代中国航天科技集团7院中国运载火箭技术研究院也分别在20102011年开始着手行星滚柱丝杠的研发请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1727行业深度报告3产业机遇来临从相对优势看主要国产参与者竞争实力智能汽车线控底盘渗透率提升人形机器人量产落地都离不开一个核心推动因素硬件成本的下降对于没有及时切入主要客户供应链的丝杠厂商在价格持续下降的背景下很可能因为缺少客户订单支撑造成利润和现金流的亏损因此丝杠厂商想要抓住新需求带来的产业机遇需要及时切入主要客户供应链目前来看人形机器人智能汽车基本无需使用精度最高的高端丝杠在下游需求高速增长背景下主机厂对丝杠厂商的核心要求是大规模制造工艺能力和生产组织能力强和客户配合度高可以按照主机厂要求及时扩产国产厂商低成本大规模扩产实力强相较日本欧洲以及中国台湾厂商更有优势日本欧洲的丝杠产品定位高端价格贵主要厂商扩产计划谨慎而且产能大部分在海外用工贵中国台湾厂商主打中高端市场丝杠产品价格比日欧低但高于国产扩产成本也高于国内国产厂商按优势不同又可分为3类第一以丝杠为主业的先发者最具优势滚珠丝杠和行星滚柱丝杠属于关键的精密传动部件一般还要和电机等配套使用因此对稳定性品质要求高在客户端进行产品认证周期长资金实力强的后进入者即使能够快速把产品做出来也必须经历一段长认证周期才能真正供货而先进入者在丝杆行业深耕多年产品已经通过多家客户认证导入新客户的认证周期可以大大缩短丝杠是重资产行业先进入者有多年积累的设备储备目前海外设备商交期延长先发者凭借和海外设备厂的长期合作有望以相比后进入者更短的时间采购到新设备及时满足客户扩产需求后发者采购新设备的折旧费用在未来几年内也会对利润造成影响第二由减速器拓展丝杠业务的公司和由轴承拓展丝杠业务的公司在丝杠设计加工工艺上具备技术优势由减速器切入丝杠的企业行星滚柱丝杠是将行星减速器与丝杠的原理相融合的产品由行星减速器切入行星滚柱丝杠的厂商在产品设计上具备优势从生产工艺看行星减速器生产过程的核心工艺为磨齿和热处理也与行星滚柱丝杠近似由轴承切入丝杠业务的企业轴承和丝杠所应用的底层基础学科都为摩擦学和材料学生产过程中的核心工艺均为热处理和研磨全球知名轴承厂商斯凯孚伊维莱原隶属斯凯孚线性运动技术事业部2019年从斯凯孚独立INA舍弗勒旗下日本NSKTHK均在滚珠丝杠行业占据重要份额请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1827行业深度报告图24轴承的主要生产流程资料来源人本股份招股书第三成熟的精密加工件制造企业切入丝杠业务丝杠尤其是中高端丝杠属于精密传动部件大批量生产过程中需要保证产品的一致性这对厂商的加工能力提出高要求海外以博世力士乐为代表的液压件龙头凭借强劲的精密部件大批量生产实力在全球滚珠丝杠市场也占据重要份额图25国产丝杠行业参与者按照优势不同可分为三类资料来源各公司官网开源证券研究所31五洲新春轴承套圈汽车空调管理零部件供货特斯拉公司掌握材料热处理核心工艺锻造加工技术以轴承套圈起家逐步拓展到成品轴承风电滚子汽车零部件和热管理系统零部件业务公司部分产品已进入特斯拉汽车供应链轴承套圈通过斯凯孚供应特斯拉汽车空调管路零部件长期供应Tier1厂商三花智控公司大规模制造工艺能力和生产组织能力强和主机厂配合度高五洲新春在墨西哥的子公司五洲新龙目前租赁了约4000平方米的厂房相关产品年产能的价值约为人民币1亿元目前已投放产线包括车加工热处理磨加工未来将进请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1927行业深度报告一步投放锻造产线大规模制造能力提升滚珠丝杠业务根据2023年7月的投资者交流公告公司已经研发成功新能源汽车电子助力转向系统EPS中控制精度最高的齿条式电动助力转向系统R-EPS所需的丝杆螺母轴承组件目前也在论证购买丝杆加工设备从而具备生产滚珠丝杆系统所有配件的能力32长盛轴承主营滑动轴承滚珠丝杠产品应用于新能源车EPB系统公司主业为自润滑轴承公司拥有成熟的自润滑轴承生产工艺技术在自润滑材料上具备较强的研发实力客户资源优质和卡特彼勒利勃海尔等工程机械巨头美驰博世克诺尔佛吉亚伯尔克韩国HK韩国万都卡拉罗三菱技术等国内外知名汽车及工程机械零部件生产商长期合作滁州华纳由长盛轴承和深圳威远子公司安徽威远共同投资建设2022年8月滁州华纳建设的50万套新能源乘用车真空电子驻车EPB总成用滚珠丝杠副及20万套变速箱换挡滚珠丝杠副项目竣工投产深圳威远精密是国内领先的直线运动产品供应商是比亚迪上汽集团拓普集团等国内知名新能源汽车公司配套供应商为滁州华纳带来优质的客户资源2022年长盛轴承发布定增预案项目之一为投资265亿元扩建自润滑轴承与滚珠丝杠产能项目建成以后将具备年产自润滑轴承16700万套滚珠丝杠3万套的生产能力公司预计2023年能够承接来自汽车行业客户滚珠丝杠供货订单在滁州华纳优质汽车客户资源加持下未来车用滚珠丝杠有望形成公司重要业绩增量33恒立液压国内液压件龙头定增投资滚珠滚柱丝杠电动缸公司是我国液压件龙头液压元件及系统是大型机械核心传动装置工程机械为公司核心产品的第一大下游下游客户包括美国卡特彼勒日本神钢日立建机久保田建机三一徐工柳工中铁工程铁建重工等世界500强和全球知名主机客户电动缸是液压缸的升级产品公司凭借在液压件领域多年积累形成了包括高精密液压铸造技术摩擦焊接技术热处理技术高压密封技术测试技术和先进机加工工艺技术等在内的核心技术投资配备了全球领先的生产制造设备设备和工艺优势为滚珠丝杆产品的加工生产奠定了良好的生产基础2020年之前公司已成功完成125T-75T等电动缸样品生产和验证已向客户交付成品并实现销售2022年公司定增项目之一线性驱动器项目总投资1527亿元其中建设投资141亿元该项目达产后将形成年产104000根标准滚珠丝杆电动缸4500根重载滚珠丝杆电动缸750根行星滚柱丝杆电动缸100000米标准滚珠丝杆和100000米重载滚珠丝杆的生产能力公司业务拓展路径类似全球液压巨头博世力士乐博世力士乐也在滚珠丝杠市场占有重要份额34贝斯特深耕精密零部件加工汽车机床客户资源助力滚珠丝杠业务拓展公司为汽车飞机通信气动工具等行业提供精密零部件和工装夹具其中汽车零部件为公司第一大业务2023H1营收占比918公司主要客户包括盖瑞特康明斯博马科长春富奥石川岛博格华纳皮尔博格宁波丰沃上海菱重三菱重工等著名汽车涡轮增压器制造企业上汽通用潍柴动力等知名整车整请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明2027