人形机器人行业发展及上游材料投资逻辑
行业发展阶段与市场前景
人形机器人发展已历经四个阶段，目前处于智能化发展向大规模应用过渡的阶段。根据功能实现可分为五个能力等级，当前全能型人形机器人处于Lv1等级，主要应用于科学研究；其他形态人形机器人加速向Lv2等级演进，预计到2028年我国整机市场规模约20-50亿元。未来市场规模将逐步扩大，2035年达到1千-3千亿元，2045年达到5千-1万亿元，2045年后整机市场规模可达10万亿元级别。
人形机器人技术构成与材料应用
人形机器人主要由“大脑”、“小脑”和“肢体”三部分组成。“大脑”基于人工智能大模型技术，“小脑”基于人工智能、自动控制等技术，“肢体”负责实现高动态、高爆发、高精度运动，并集成新材料和传感器。新材料主要应用于骨骼、外壳等方面，包括高端工程塑料、碳纤维和电子皮肤。
高端工程塑料
高端工程塑料突出高性能及轻量化特点，相比金属合金材料具有密度轻、性能优异等优势。主要种类及应用包括：
- 聚醚醚酮（PEEK）：用于关节、轴承、齿轮等，减重并提升性能，2024年全球市场规模约61亿元，预计到2027年达到84亿元。
- 聚酰胺（PA）：用于机器人零部件3D打印，如PA66主要应用于汽车、电子电器等领域，2024年国内产能118.9万吨。
- 聚苯硫醚（PPS）：兼具性价比，用于机器人骨架、连接件等，国内龙头企业为新和成，产能22000吨/年。
- 液晶聚合物（LCP）：用于伺服电机连接器等，国内龙头企业为普利特、金发科技等。
- 热塑性弹性体（TPE）：用于仿生机器人外壳和手臂，2024年全球市场规模为139.83亿美元。
- 超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）：用于手部腱绳传导材料，2023年全球产量达26787吨，复合增速超过20%。
碳纤维
碳纤维凭借轻便坚固特性成为机器人轻量化核心材料，具有轻质高强、耐高温和耐腐蚀等优势。主要应用于机械臂，制作相同强度的机械手臂，碳纤维复合材料可将机械手臂总质量控制在5-15kg。2024年我国碳纤维实际消费量约为5.6万吨，同比增长5%。国内产能持续扩张，2024年达到13.55万吨，自给率提升，建议关注中复神鹰、吉林化纤等企业。
电子皮肤
电子皮肤由电极、介电材料、活性功能层、柔性基材组成，实现与环境接触力、温度、湿度等特性的检测，是机器人直接感知环境的重要传感器。柔性触觉传感器全球市场规模广阔，预计2029年达到53.22亿美元，2022-2029年CAGR为17.9%。柔性基底材料常用PDMS和PI，PDMS具有优异的生物相容性和稳定性，2023年我国硅油产能同比增长26.3%达到106.8万吨；PI性能优异，生产要求较高，2023年国内主要厂商投产年产能约3426吨，在建产能约2089吨。
投资建议
随着人形机器人迎来量产元年，上游核心化工新材料将持续受益。建议关注高端工程塑料（中研股份、新瀚新材等）、碳纤维（中复神鹰、吉林化纤等）、电子皮肤相关材料（汉威科技、福莱新材等）。
风险提示
- 机器人产能释放不及预期
- 材料渗透率提升不及预期
- 技术迭代导致材料被替代
- 竞争格局恶化
