一、数量：0到22个，机器人单手丝杠数量跃升
- 人手共有24个自由度，特斯拉最新方案单手灵巧手自由度从11提升到22个，若远指关节和近指关节耦合，则需要17个主动自由度，若不耦合则最多需要22个主动自由度。
- 根据自由度假设，特斯拉单手需要17-22个丝杠，每个主动自由度对应所需微型丝杠为1个。
二、手部丝杠渗透率提升是大势所趋，丝杠+腱绳复合方案呈现加乘效应
- 传统传动方式：腱绳+连杆传动为行业主流，连杆传动具有精度、负载力、成本优势；腱绳传动具有可远距离传动、自适应性抓取的优点，广泛应用于空间环境；连杆传动具有精度高、承载力强、成本低的优点，未来发展空间广阔。
- 新型传动方式：微型丝杠+腱绳复合传动有望成为灵巧手主流方案，该方案中，置于灵巧手前臂中的电机通过齿轮箱驱动滚珠丝杠，并通过滚珠丝杠上的螺母将转动转化为平动，螺母旋转带动套在其上的腱环旋转，拉动连接在灵巧手手指指骨上的腱绳，实现手指绕关节轴的转动运动。该方案已应用于特斯拉Optimus灵巧手中。
- 微型丝杠与腱绳的复合传动呈现加乘效应：丝杠凭借高精度、低摩擦特性实现刚性关节的精确定位，腱绳则通过柔顺性适应多自由度运动和复杂场景，两者功能互补，协同突破单一传动在动态响应、负载能力等方面的局限。
- 丝杠类型：根据工作原理，丝杠可分为滑动（梯形）丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠三类。滚珠丝杠相较于梯形丝杠具有更小的摩擦系数，效率和精度更高；行星滚柱丝杠在传动效率、精度等方面较滚珠丝杠实现性能进一步提升，是灵巧手传动的首选丝杠类型。
- 价格探析：行星滚柱丝杠单价约2000元，国产化和市场扩容有望打破价格壁垒。目前行星滚柱丝杠国产化率不足10%，主要原因是国产化率低、市场需求有限、生产工艺复杂。
三、微型丝杠上下游产业链投资机会广阔，金属路线性价比高
- 金属路线：目前市面主流技术路线，KGG、新剑传动均采用金属材料。金属路线下微型手部丝杠产业链由上游原材料与零部件供应、中游行星滚柱丝杠制造、下游多应用领域构成。
- 金属材料：国产轴承钢技术已实现一定突破，但与国外轴承钢仍有差距，主要原因是原材料质量欠佳和后续热加工工艺不当。
- 加工工艺：目前丝杠加工工艺路线以车铣磨或冷锻+磨削为主。车铣磨擅长精度但速度较慢，进口高精度内外螺纹磨床采购设备成本达上千万元/台，因此亟待提升性价比。轧制丝杠加工效率是车铣磨效率的近10倍，且螺纹的表面光洁度较高，噪声较小。以车代磨和粉末冶金在精度要求较低的情况下性价比极高。
- 生产设备：丝杠加工设备仍以进口为主，国产丝杠加工设备存在“卡脖子”难题，主要集中在热处理设备及车、铣、磨床的核心功能部件。
- 粉末冶金：也是一种极具特色的材料加工技术，材料利用率高达90%以上，能极大降低材料成本，且可实现近净成型，制造出形状复杂、尺寸精度高的零件。
- 塑料路线：灵巧手轻量化重要实现路径，具有抗腐蚀性、高温稳定性等优势。
- PEEK材料：性能优异的工程塑料，助力轻量化突破。目前国内PEEK材料的主要供应商有中研股份、新瀚新材、沃特股份。
- 加工工艺：包括注塑成型、热压成型、模压成型等成型方法，注塑成型效率最高。
- 生产设备：注塑机为关键加工设备，海天国际、伊之密为主要供应商。
- 陶瓷路线：轻量化+高强度+耐磨损新型材料，可实现灵巧手使用寿命的延长。
- 陶瓷材料：灵巧手微型丝杠的理想材料，已在汽车、机械等领域通过实践检验。
- 加工工艺：分为压制法、注射法及流延法三种类型，压制成型具有成型速度快、精度高等优势。
- 生产设备：高温、气氛烧结炉为关键生产设备，首钢股份、山东钢铁等公司可提供优质产品。
四、相关标的
- 微型丝杠加工与维护难度比普通丝杠更大，应用场景、材料选型、热处理、安装和维护均有很大不同。
- 微型丝杠竞争格局：国外少数大型公司主导，国内追赶速度较快。全球丝杠市场主要由少数大型公司主导，如瑞士GSA、日本THK等。从工艺上来看，微型丝杠加工方式分为研磨和轧制：研磨法精度高，但加工耗时长，成本很高；轧制法精度较低，但加工时间非常短，对成本能够进行有效控制。
- 上市公司微型滚柱丝杠布局较少，建议关注五洲新春、浙江荣泰等。目前已经研发手部微型滚柱丝杠的包含KGG（拟被浙江荣泰收购）、诺仕机器人、TGB、五洲新春、新剑传动。
- 舍弗勒：通过收购优质行星滚柱丝杠厂商垄断了全球供应，其部分团队原隶属于SKF，在行星滚柱丝杠领域有较强实力。
- 浙江荣泰：拟收购精密丝杠生产商狄兹精密51%股权，布局人形机器人等领域。
- 诺仕机器人：成功研发目前全行业最小滚柱丝杠，最小外径可以做到6.5mm，丝杠2.5mm，行程能做到50mm以上，最大负载可达30kg左右，且丝杠精度达C5级别。
- 五洲新春：主业轴承与丝杠底层原理相通，已布局微型滚柱丝杠。
五、投资建议
- 生态形成良性循环，机器人升级迭代具备持续性。从上游资本开支提升、硬件降本，中游技术力提升到下游的实用性提升，机器人行业的生态逐步形成良性循环，当前人形机器人正处于0-1变化的iphone时代，有望持续带来新的市场催化，具备较强的持续性，建议持续关注灵巧手边际变化。
- 机器人灵巧手丝杠边际变化最大，具备长期投资价值。机器人单手所需丝杠数量有望由0提升至22个，在百万台机器人时代对应4400万个丝杠需求。后期随机器人销量往亿台过渡的过程中，有望进一步扩展市场空间。当前已经布局微型滚柱丝杠能力的上市公司包含浙江荣泰和五洲新春，且各自具备较强的技术实力和量产能力，长期具备较强降本能力，建议持续跟踪。
六、风险提示
- 人形机器人技术量产不及预期风险。
- 技术路线发展不及预期风险。
- 微型滚柱丝杠渗透率不及预期风险。
- 产业链主业业绩不及预期风险。
