（来源：华福研究）
// 核心观点 //
工业机器人市场稳定增长，人形机器人蓬勃发展
工业机器人增长稳定，为人形机器人奠定基础。国际机器人联合会（IFR）预计，2024-2027年全球工业机器人新增装机增长0%、2.6%、3.6%、4.7%，分别达到54.1、55.5、57.5、60.2万台。全球人形机器人整机制造领域蓬勃发展，2025或为人形机器人量产元年。多家机器人厂商规划未来量产时间点，例如特斯拉形成了月度2025年千台，2026年万台，2027年十万台量级的规划，1X规划2028全年达到百万量级。据高工机器人，预计2024年全球人形机器人市场规模为10.17亿美元，到2030年全球人形机器人市场规模将达到150亿美元，2024-2030年CAGR将超过56%，全球人形机器人销量将从1.19万台增长至60.57万台。
稀土永磁：机器人关节制造的核心材料，磁材+组件有望打开百亿级赛道
人形机器人关节部分整体成本占比60%以上，主要包括旋转关节、直线关节以及灵巧手。以特斯拉optimus Gen2为例，每台包含16个旋转执行器（占比22%），14个线性执行器（占比21.5%），以及2个灵巧手（占比17.5%）。每个旋转执行器和线性执行器配备1个无框电机，每个灵巧手配备6个空心杯电机，一共需要30个无框电机和12个空心杯电机。经测算，预计2025-2027年电机转子市场规模2.03、3.58、5.73亿美元，永磁材料市场规模1.22、2.15、3.44亿元。远期若机器人销量达到100万台时，假设每台成本均价降至2万美金，转子市场规模达到20亿美元，对应永磁材料市场规模12亿美元，钕铁硼需求量有望达到3500吨。
国内高性能钕铁硼产能主要集中在金力永磁、正海磁材、中科三环、宁波韵升等上市公司中。多家磁材公司已经明确进入人形机器人赛道，如金力永磁已经配合特斯拉做人形机器人用组件研发，已有小批量交付；宁波韵升给智元机器人供货，已经达到量产状态。建议关注在当前新能源汽车领域拓展顺利，以及未来有望继续拉动需求增长的人形机器人领域布局的稀土永磁公司金力永磁和宁波韵升。
// 报告正文 //
01
工业机器人市场稳定增长，人形机器人蓬勃发展
1.1工业机器人：增长稳定，为人形机器人奠定基础
据国际机器人联合会（IFR）的《世界机器人报告》，2023年全球工业机器人新安装量为54.1万台，同比下降2%。2023年底全球工业机器人累计安装量高达428.2万台，同比增长10%。预计2024-2027年全球新增装机增长0%、2.6%、3.6%、4.7%，分别达到54.1、55.5、57.5、60.2万台。
按地区划分，2023 年，前五个地区占据全球79%的市场，中国占比51%。2023 年，全球前五大工业机器人市场分别为中国、日本、美国、韩国、德国。中国是全球最大的工业机器人市场，2023年安装量为27.63万台，同比-5%，占全球工业机器人装机量的51%。其次是日本，2023装机量为4.61万台，同比-9%，占比8.5%。美国、韩国、德国装机量分别为3.76、3.14、2.84万台，占比分别为6.95%、5.8%、5.25%。
1.2人形机器人：2030年市场空间有望达到150亿美元
全球人形机器人整机制造领域蓬勃发展，众多企业纷纷展现出了巨大的发展潜力与技术创新能力。1）特斯拉公司推出的首款人形机器人Optimus，结合电动驱动与人工智能技术，能够执行基础搬运与装配任务；第二代Optimus则提升了关节灵活度和动作协调性，融合了更高级别的神经网络学习模型，增强了任务处理效率和人机交互的自然流畅度。2）波士顿动力公司推出 Atlas 系列人形机器人，从液压驱动转为电动化驱动，显著改善了行走稳定性和能效表现；最新版本的 Atlas 机器人可以实现360°翻滚、快速跑步和精准搬运等高难度动作。3）Figure AI公司发布的Figure 02机器人拥有较高的动作灵活性，每个手指拥有16个自由度，适合精细操作和重型物件搬运。Figure 02机器人搭载了特制的人工智能模型，支持语音对话功能，并配备了视觉语言模型，实现了快速视觉分析和复杂任务执行，现已在宝马工厂中得到应用和验证。
国内新型号机器人层出不穷。在国内，优必选（09880.HK）、追觅科技、傅利叶智能、智元机器人、宇树科技、达阀机器人、开普勒、乐聚机器人等8家主要的整机厂商相继推出了人形机器人Demo机，发布时间多数集中在2023年。其中，优必选是目前人形机器人整机制造商中唯一的上市公司，被誉为“人形机器人第一股”；智元机器人发布产品的速度最快，公司成立半年便推出了“远征A1”。
2025或为人形机器人量产元年。特斯拉：计划2025年生产1万台Optimus，2026年中开始量产每月1万台，2027年达到每月10万台；FigureAI：未来4年将量产10万台人形机器人；1X Technologies：预计2025年量产数千台NEO双足机器人，2026年规模化量产，2028年达到数百万台量产目标。
到2023年全球人形机器人市场规模有望达到150亿美元。据高工机器人，预计2024年全球人形机器人市场规模为10.17亿美元，到2030年全球人形机器人市场规模将达到150亿美元，2024-2030年CAGR将超过56%，全球人形机器人销量将从1.19万台增长至60.57万台。
02
稀土永磁：机器人关节制造的核心材料，磁材+组件有望打开百亿级赛道
2.1人形机器人成本拆解：以特斯拉optimus为例
人形机器人关节部分整体成本占比60%以上，主要包括旋转关节、直线关节以及灵巧手。1）旋转关节（执行器）：主要包括无框力矩电机、谐波减速器、驱动器、制动器、编码器、轴承等，16个旋转关节合计占比约22%。2）直线关节（线性执行器）：主要包括无框力矩电机、驱动器、编码器、滚柱丝杠、轴承等，14个线性执行器合计占比约21%；3）灵巧手：主要包括空心杯电机、驱动器、编码器、蜗轮蜗杆、行星齿轮箱等，2个灵巧手合计约占比17.5%。
特斯拉Gen 2机器人需要16个旋转执行器+14个线性执行器。Tesla AI Day 2022，Tesla 正式推出了其人形机器人产品，命名为Optimus，其整体重量为 73kg，并公布了更加具体的电机执行器设计方案，包含肩部 6 个、手腕 6 个、髋部 6 个、膝盖 2 个、肘部 2 个、脚踝 4 个、躯干 2个，共计 28 个无框力矩电机驱动，再叠加灵巧手部位一只 6 个，共 12 个空心杯电机，电机数量仍然保持 40 个不变。Gen2新增2个颈部自由度，增加2个旋转执行器，共计30个无框电机。
2.2无框&空心杯电机：机器人驱动关节的核心零部件
特斯拉人形机器人14个线性执行器和16个旋转执行器中都使用了无框力矩电机。无框电机是一种特殊设计的电机，其特点是去除了传统电机的外壳和轴承结构，只保留了核心的转子和定子组件。这种设计使其具有更高的灵活性、更紧凑的结构和更优的性能，特别适用于对空间、重量和性能要求的应用场景。
无框电机主要由转子和定子组成。转子：转子上装有永磁体，直接安装在设备的负载轴上，与负载一起旋转。定子：定子包含绕组，固定在设备的机械结构中，不旋转。
根据科尔摩根产品说明书，其无框电机关键原材料包括钕铁硼磁材、SS400系列钢材、电工钢、铜材、树脂、集成电路板等。
特斯拉人形机器人2个灵巧手一共用到12个空心杯电机。
空心杯电机是驱动系统是机器人的关键部件，是使机器人发出动作的机构。机器人驱动方式可分为液压驱动、气体驱动和电机驱动三种。空心杯电机作为人形机器人灵巧手末端执行器的核心零部件，是目前性能最优的电机方案之一。特斯拉Optimus灵巧手采用6电机驱动，需要使用12个空心杯电机。
空心杯电属于直流永磁的伺服、控制电动机，也可以将其归类为微特电机。主要由后盖、接线端子、电刷端盖、电刷、换向器、杯形绕组（转子）、转轴、垫圈、滑动轴承、外壳、磁铁（定子）、法兰、定位环组成。其在结构上突破了传统直流电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也因此具备轻量化、节能、响应迅速等优点。空心杯电机的定子是位于电机内圈的永磁体，转子是杯状的自支撑线圈，位于电机外侧。
2.3市场空间测算：远期预计磁材在人形机器人领域有12亿美元市场规模
电机成本占整机的20%左右。参考特斯拉 Optimus，执行系统一般占比30%-53.2%。其中，无框力矩电机占比相对较高，可达16%-21%，减速器占比约13%-16%，丝杠占比约14%-19%，空心杯电机占比约4%-8%。
永磁材料占电机成本的30%左右。永磁同步电机的制造原材料主要有钕铁硼、硅钢片、铜和铝等，其中永磁材料钕铁硼主要用于制造转子永磁体，成本构成在30%左右；硅钢片主要用于制作定转子铁芯，成本构成在20%左右；定子绕组成本构成在15%左右；电机轴成本构成在5%左右；电机壳成本构成在15%左右。
人形机器人电机转子市场规模远期有望达20亿美元，磁材市场规模远期有望达12亿美元。磁材组件按市场空间测算，根据上文全球机器人市场规模预测以及各环节价值量占比，我们能够测算出转子、永磁材料的市场规模。2025-2027年转子市场规模2.03、3.58、5.73亿美元，永磁材料市场规模1.22、2.15、3.44亿元。远期若机器人销量达到100万台时，假设每台成本均价降至2万美金，转子市场规模达到20亿美元，对应永磁材料市场规模12亿美元。
人形机器人远期钕铁硼需求量有望达到3500吨。按需求量测算，单台人形机器人通常需40个以上伺服电机，每个电机需50~100克钕铁硼材料，总用量可达2~4千克。以特斯拉Optimus为例，单台机器人需3.5千克高性能钕铁硼，用量是一台新能源车的1.75倍。我们预测，2025-2027年人形机器人镨钕硼需求量104、229、458吨，远期若机器人销量达到100万台时，镨钕硼需求量有望达到3500吨。
03
重点上市公司
3.1中游高性能钕铁硼产能建设迅速
国内高性能钕铁硼产能主要集中在几家公司中，到2025年合计拥有产能20.35万吨。目前钕铁硼永磁材料行业竞争格局分化明显，由于低端钕铁硼进入门槛低，导致行业产能分散，产能较低的中小型企业为生产主力军，但目前该领域因综合竞争力较弱将逐步退出市场，具备高性能钕铁硼永磁材料生产能力的企业逐步在国内市场占据主导地位，并且开始从海外生产商手中抢占高性能钕铁硼永磁材料市场份额。目前国内高性能钕铁硼产能主要集中在金力永磁、中科三环、英洛华、正海磁材、宁波韵升、大地熊和安泰科技等上市公司中。
各企业往往聚焦于新能源和节能环保领域，在各个细分市场各有千秋。近年来高性能钕铁硼永磁材料的应用场景从传统的消费电子向新能源汽车等新兴领域发展，节能环保的政策亦提供了广阔发展空间，应用领域的持续深化和新应用领域的不断出现为行业注入了成长动力。这六大生产商往往分别聚焦于某个或某几个应用领域，以该领域的高端客户为突破口，集中研发、设计和制造能力为高端客户打造优质的服务，并与高端客户形成战略合作关系，在细分市场形成了较强的竞争优势，成为细分市场的领先企业，业内尚未出现垄断巨头。
3.2各公司人形机器人的进展
多家磁材公司已经明确进入人形机器人赛道。金力永磁配合特斯拉人形机器人组件研发，已有小批量交付；宁波韵升给国内机器人客户供货，已经达到量产状态；正海磁材已与多家下游客户开展联合研发、供样；天和磁材向人形机器人电机客户供样。
04
国内高性能钕铁硼产能主要集中在金力永磁、正海磁材、中科三环、宁波韵升等上市公司中。多家磁材公司已经明确进入人形机器人赛道，如金力永磁已经配合特斯拉做人形机器人用组件研发，已有小批量交付；宁波韵升给智元机器人供货，已经达到量产状态。建议关注在当前新能源汽车领域拓展顺利，以及未来有望继续拉动需求增长的人形机器人领域布局的稀土永磁公司金力永磁和宁波韵升。
05
风险提示
（1）原材料价格波动风险：磁材产品直接材料成本占比较高。生产使用的原材料主要为镨钕/钕、镝铁、铽等稀土金属，深受全球宏观经济形势、国际贸易环境、国家产业及货币政策、市场供求及博弈关系等因素影响，价格波动较为明显。若短期价格波动大影响磁材公司利润水平。
（2）下游需求不及预期：稀土价格由过去的供给驱动转变为需求驱动，目前由新能源和节能环保领域拉动稀土需求持续增长，而人形机器人将是行业未来星辰大海。但若下游需求不及预期，以及人形机器人量较小，则稀土供需关系将有较大影响。
（3）可替代稀土材料技术发展超预期：2011年钓鱼岛事件对稀土行业造成了深远的影响，一方面原材料价格的暴涨很大程度上影响了下游企业的生产和利润，另一方面管制稀土出口和对某些国家实行稀土禁令也导致海外正在加速研究可替代稀土的材料或者技术。若可替代稀土的材料和技术发展超预期，则稀土的需求会受到很大的影响。
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研究报告名称：《人形机器人进程加速，磁材+组件迎来百亿级空间赛道》
对外发布时间：2025年03月20日
报告发布机构：华福证券研究所
本报告分析师：王保庆 SAC：S0210522090001
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