一、人形机器人量产进展与Optimus拆解

1.1 全球人形机器人出货量预测

Omdia报告预计2027年全球人形机器人出货量将超10000台，2030年达38000台，2024-2030年CAGR约83%。人形机器人的部分驱动力来自生成式AI，双足拟人形态机器人可实现大规模商业化。据不完全统计，特斯拉Optimus、华为夸父、宇树科技G1等已或将迎来量产。

据首届中国人形机器人产业大会发布的《人形机器人产业研究报告》预测，2024年中国人形机器人市场规模将达27.6亿元；到2035年市场规模更有望达3000亿元。2023年中国智能服务机器人市场规模达660亿元，预计2028年达1832亿元。

从1970年日本Wabot-1到2024年Optimus Gen3快速迭代，人形机器人发展不断突破。2024年Optimus自主运行能力突破，多个机器人能共同感知环境并实现精准导航，AI智能化水平实现重大飞跃。英伟达创始人黄仁勋预测未来产量最大的将是人形机器人。

Optimus整机BOM中，FSD芯片及套件（22.86%）、六维力矩传感器（16.73%）、行星滚柱丝杠（14.85%）、谐波减速器（8.54%）、无框电机（7.85%）价值量位列前五，合计占比超70%。一台Optimus总成本约18.86万元，远高于马斯克此前2万美元目标。

上游为稀土开采和冶炼分离，中游为钕铁硼生产制造（低端市场门槛低、产能分散，高端市场技术资金门槛高），下游应用包括新能源汽车、节能电机、风力发电、机器人制造等领域。高性能钕铁硼具有高磁能积、高矫顽力、体积小、质量轻特性，是人形机器人电机永磁材料的最优解。

2022年中国烧结钕铁硼产量预计超23万吨，其中高性能钕铁硼产量预计仅6.4万吨，占比不足30%。国内主要六家钕铁硼上市公司高性能钕铁硼产能合计约12.25万吨，产量合计5.68万吨，产能利用率仅46.4%，高性能钕铁硼供给不足。

据弗若斯特沙利文，2023年全球高性能稀土永磁材料消费量达10.25万吨，同比+20.2%；预计2028年达22.71万吨，2023-2028年CAGR为17.2%。高性能钕铁硼生产领域由日本企业构建专利壁垒的局面出现明显变化，国产替代加速。

特斯拉每台人形机器人需4.5kg高性能钕铁硼。在100万台、1000万台销量假设下，将分别拉动4500吨、4.5万吨增量，对应市场空间18.3亿元、183.15亿元。新能源车、机器人成为钕铁硼永磁材料未来重要增长点。

PEEK密度仅1.29g/cm³，比强度达1500N·m/kg，远超钢的70和铝合金的190。PEEK性能全面，在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料的同时兼具韧性，还有优异的耐热、耐磨、耐腐蚀性能，是实现轻量化的优选解决方案。

据沙利文公司，2023年全球PEEK产量8694吨，预计2028年增长至15393吨，CAGR 12.1%。中国PEEK产量预计由2475吨增长至6037吨，CAGR达19.5%。中国PEEK市场需求量预计2022-2027年从2480吨增至5079吨，CAGR达15.42%。

2021年中国PEEK市场规模1980吨，其中国产PEEK为1155吨占比58.3%。中研股份销量超越英国威格斯成为中国PEEK市场市占率最高的企业，达30.57%（约605吨）。国产PEEK在原料和设备方面立足于国内，成本优势明显。

Optimus总重73kg中结构件约31.5kg，若2/3由PEEK替代，单台PEEK用量约12.18kg。在100万台、1000万台销量下，将拉动1.218万吨、12.18万吨PEEK增量，对应市场空间40.19亿元、401.94亿元。

特钢上游包括铁矿石、合金等原材料及废钢回收，中游为特钢制造（结构钢、工具钢、特殊用途钢），下游应用于汽车（43%）、机械制造（18%）、发电（6%）、石油化工（5%）等。2023年中国优特钢产量占全部钢材产量仅7.6%，远低于发达国家20%以上水平。

2021年全球特钢行业市场规模4201.5亿美元，同比+2.24%，2017-2021年CAGR为3.94%，增速趋缓。特钢消费集中在工业化程度高和经济发达地区，中国、日本、韩国、欧盟是全球特钢主要产区。

单台Optimus中50CrMo4合金钢（行星滚柱丝杠主丝杠+谐波减速器刚轮）用量7.7kg，GCr15轴承钢（谐波减速器波发生器+行星滚柱丝杠螺母/滚柱）4.9kg，40Cr合金钢（谐波减速器柔轮）1.4kg。1000万台销量下分别拉动11.94/2.21/0.78亿元市场。

灵巧手腱绳传动中，N+1型方案驱动器及腱绳数目较少适用于人形机器人。Optimus单只灵巧手22个自由度中17个由空心杯电机驱动，剩余5个通过腱绳传动，一双灵巧手共需12根钢丝绳。1000万台销量下拉动1.2亿根增量，对应45.6亿元市场。