政策背景
（一）相关政策
2021年12月，工业和信息化部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出要突破高转矩密度伺服电机、高动态运动规划与控制、仿生感知与认知、智能灵巧手、电子皮肤等核心技术，重点推进智能制造、家庭服务、特殊作业环境等领域产品的研制与应用。
2023年6月，工业和信息化部、科学技术部、国家发展和改革委员会联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，将人形机器人列为未来产业重点方向之一，支持关键技术攻关和产业化落地。
2024年3月，工业和信息化部、科学技术部、国家发展和改革委员会印发《人形机器人创新发展指导意见》，这是我国首次针对人形机器人发布专项政策。文件提出，到2025年初步建立人性机器人创新体系，突破仿真感知、运动控制、智能交互等核心技术；到2027年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链，推动人形机器人在工业、民生、特种等领域实现规模化应用，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。
2025年1月，中共中央、国务院发布《关于深化养老服务改革发展的意见》，提出设立养老服务相关国家科技重大项目，重点推动人形机器人、脑机接口、人工智能等技术产品研发应用。
（二）产业联盟
自2023年末起，全国及各地人形机器人产业联盟相继成立，为行业发展注入强大动力。牵头方既包括地方政府，也涵盖头部企业。以北京人形机器人产业联盟为例，其于2024年4月正式成立，汇聚机器人本体企业、核心零部件企业、高校及科研院所等共78家成员单位。联盟通过搭建共享技术平台、推动标准规范发展、建立产业链数据库等举措，助力技术创新与应用落地，加快实现从实验室到市场的转化。同时，相关产业基金也在同步设立，规模可观，推动产业形成“资金-技术-产品”的良性闭环。为进一步梳理产业布局，表1汇总了国内人形机器人重点产业联盟的组建情况。
智能制造市场规模
（一）人形机器人
1.人形机器人概念
人形机器人指模仿人类外观和行为，具备较高智能化水平的机器人。相较于传统的工业机器人和服务机器人，其最大特点在于具有人类相似的“肢体”结构、运动方式和感知能力，并在人工智能大模型的赋能下，从体能、技能、智能三方面，实现对人的模仿。
2.人形机器人分类
按形态划分，目前主流人形机器人可分为三类：①轮式人形机器人，主要采用轮式驱动，强调触觉传感器和灵巧手的操作功能；②半身足式人形机器人，强调机器人的腿部运动能力，手部基本用作平衡；③全能型人形机器人：具备双足、双臂、双手及各类感知和人工智能功能，适应开放环境中的多任务。
按具体应用场景和主要功能划分，人形机器人可分为以下几类：特种作业型，用于执行巡逻巡检、灾害救援、危险作业等任务；工业型，应用于工业生产及物流领域，如货物搬运、生产制造等；医疗型，协助医生完成手术、诊断、康复等医疗操作；教育型，作为教学辅助工具，提供互动式学习内容；娱乐型，与人类互动，提供陪伴和娱乐功能；公共服务型，在酒店、餐厅、商场等场所提供公共服务；家庭服务型，承担家庭养老、育儿、家务等任务；通用型，适用于工业、服务、教育、医疗等多个领域。
3.人形机器人发展历程
人形机器人的发展大致经历了四个阶段：萌芽探索阶段、集成发展阶段、高动态发展阶段和智能化发展阶段。
（1）萌芽探索阶段（20世纪60年代末—90年代）
该阶段以实现基本的双足行走功能为主要目标。机器人初步具备拟人化结构，具备基本的控制能力，但整体上运动能力较弱。
（2）集成发展阶段（21世纪初—2010年）
此阶段的主要特征是感知与智能控制技术的初步整合。机器人具备了基础的环境感知能力，能够根据感知输入进行简单判断并调整动作。
（3）高动态发展阶段（2010—2022年）
控制理论和技术的进步提升了机器人的认知能力，使其能够独立、稳定地执行复杂动作，且此阶段人形机器人已经具备了较强的运动能力。如本田的升级版ASIMO机器人采用电驱动的技术路线，并通过整合视觉和触觉物体识别技术，能够精确完成抓取物体和倒液体等精细任务。
（4）智能化发展阶段（2022年以后）
在人工智能技术的驱动下，机器人具有了更加智能化的感知、交互和决策能力。同时，电驱动成为“肢体”主流技术路线，实现了更加精准的行走和操作，并提高了研发迭代速度。如特斯拉公司的Optimus 机器人，基于人工智能技术和自研的FSD(Full Self-Driving，全自动驾驶)芯片，通过端到端的神经网络模型实现任务级和动作级的决策，以及复杂环境中物体、人脸和手势等的识别。同时，通过其全身压力计算和实时反馈机制，使机器人的四肢运动更加灵敏，能够实现流畅和自然的动作。
（二）人形机器人产业链
人形机器人产业链可分为上游零部件、中游人形机器人本体与集成系统、下游终端应用三大环节。
上游核心零部件包括谐波减速器、无框力矩电机、空心杯电机、行星滚柱丝杠、编码器、传感器、轴承等；中游是人形机器人的设计、制造和测试过程；下游人形机器人应用领域包括工业制造、仓储物流、商业及家庭使用等。
（三）人形机器人组成
人形机器人主要由大脑、小脑、机械臂、灵巧手、一体化力控关节、躯干、轻量化骨骼、柔性电子皮肤、高强度外壳等组成。
以特斯拉擎天柱Ｏptimus为例，拆解其结构，各结构模块作用如下：
1.“大小”脑
“大脑”负责实现环境感知、行为控制、人机交互等功能；“小脑”负责控制人形机器人的运动。
2.三大执行器
三大执行器包括灵巧手、线性执行器、旋转执行器。
灵巧手模仿人类手部结构和功能，实现人形机器人对物体的灵活抓取和精细操作。一般由手掌、手腕、手指、关节、驱动器、传感器等部分组成，核心零部件包括空心杯电机、微型丝杠、腱绳、力矩传感器、触觉传感器等。
线性执行器是将旋转运动转换为直线运动，或者直接产生直线运动的装置，主要用于人形机器人的腕、肘、膝和踝等关节；旋转执行器是让机器人的关节进行旋转运动的装置，主要用于人形机器人的肩、髋等关节。二者的核心零部件包括无框力矩电机、滚柱丝杠、减速器、传感器、轴承等。
3.控制器
控制器是执行器的“大脑”，负责管理和控制机器人的动作、运动、行为，以及与环境的交互。其包括硬件和软件两部分：硬件部分的核心在于芯片；软件涵盖操作系统和算法。
4.驱动器
驱动器包括电机驱动器、液压驱动器与气压驱动器。
5.“眼、耳、鼻、口”
机器人的“眼、耳、鼻、口”指摄像头、激光雷达等视觉传感器、触觉传感器等。
6.“柔性电子皮肤”
机器人的“柔性电子皮肤”用于模仿人类皮肤的感知功能。
（四）人形机器人市场现状
随着多家科技巨头和科创公司进入人形机器人领域，推动人适用形机器人行业快速发展。 2024年，我国人形机器人市场规模为21.58亿元，销量约0.4万台；全球市场规模为10.17亿美元，销量约1.19万台。
随着AI技术不断演进，以及人口老龄化趋势日益显著，2025年将成为人形机器人“量产元年”。预计2025年我国机器人销量将达到8000台，2026年有望迎来商业化爆发。
（五）人形机器人未来市场预测
根据发展路径推测，人形机器人市场将在未来数十年实现逐步扩张，应用场景也将从科研拓展至工业、服务等多个领域。2028年前后，机器人主要应用于科研场景，预计我国市场规模约为20亿~50亿元；2028—2035年，特种应用将成为主要驱动，市场规模有望达到50亿~500亿元；2035—2040年，工业场景成为核心应用，市场规模预计提升至1000亿~3000亿元；2040—2045年，工业与服务领域双轮驱动，市场规模预计进一步扩大至5000亿~1万亿元；2045年以后，人形机器人将大规模进入各行各业，在用数量有望突破1亿台，整机市场规模有望达到10万亿元级别。
与此同时，机器人销量也将显著增长，预计将从2024年的0.4万台快速增长至2030年的27.12万台。
相关化工新材料
（一）聚醚醚酮
1.人形机器人中占比及用量
聚醚醚酮（PEEK） 材料的比强度是铝合金的8倍，密度仅为铝合金的 1/2 。将其替代铝合金用于人形机器人骨架，可在保持高刚性和抗弯强度的同时，显著减轻整体重量。此外，PEEK具备良好的耐磨性和耐高温性能，能够确保轴承与传动系统在频繁运动中的稳定性，拓宽未来人形机器人在火灾救援、高原极寒、封闭空间作业等场景中的应用可能。
以Optimus机器人为例，其结构件组重量约31.5kg。若假设其中2/3由PEEK代替，按照铝合金与PEEK密度比例（2.73/1.38）计算，单台人形机器人结构件组对PEEK的用量为10.5kg；再考虑齿轮及关节处PEEK的用量约为1kg，合计每台人形机器人对PEEK的总用量约为11.5kg。
2.人形机器人领域的未来新增用量
预计到2030年，人形机器人年销量将达27.12万台，对应PEEK需求新增3118吨。以当前PEEK市场均价500元/kg计算，预计将拉动约15.6亿元的市场空间。
3.材料市场现状
（1）产品简介
PEEK是一种主链结构中含有一个酮键和两个醚键重复单元的高聚物，属于半结晶的特种工程塑料。其分子结构中富含羰基（C=O）官能团，可在分子键之间形成氢键，赋予PEEK一定亲水性。当应用于摩擦环境时，PEEK可吸收环境水份，在表面形成保护性水膜，从而降低摩擦系数，提升耐磨性和化学稳定性。相较于主要工程塑料及特种工程塑料，PEEK展现出更强的刚性和良好的韧性，体现出机械性能的全面性，同时在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面表现优异。
从PEEK与通用金属材料指标对比（见表2）可以看出，PEEK性能全面优于普通金属：PEEK比强度大，在满足强度要求的前提下，可以大幅度减小材料本身的自重。同时，PEEK在绝缘性、耐化学性方面也优于普通金属。
（2）市场情况
①供需平衡分析
2023年我国PEEK产能约为6950吨/年，2024年产能约为9000吨/年，产量约为3808吨；同期国内需求量约为3894吨，整体呈现供需基本平衡状态。
②国内外生产格局
目前，英国威格斯是全球最大的PEEK生产商，2024产能为7750吨/年，约占全球总产能的57%；比利时索尔维现有PEEK产能2000吨/年；德国赢创(其主要PEEK生产主体位于中国)PEEK现有产能为1500吨/年。
我国PEEK产能主要集中在中研股份、浙江鹏孚隆等公司。其中，中研股份的产能达1000吨/年，是国内最大的PEEK生产企业之一。详见表3。
③PEEK生产原料
PEEK上游原材料主要包括4,4-二氟二苯酮（DFBP）、对苯二酚、二苯砜、碳酸钠。PEEK的质量取决于DFBP的质量和纯度，生产1吨PEEK大约消耗DFBP约0.8kg。
目前，国内DFBP生产厂商包括新瀚新材（产能4000吨/年）、中欣氟材（产能5000吨/年）和兴福兴材（产能4000吨/年）。DFBP的主要下游用途为PEEK材料生产，其上游产业链主要包括苯胺、对甲苯胺、氢氟酸、亚硝酸钠等基础化工原料。
④PEEK价格
2024年，国际市场PEEK的售价约为800~1000元/kg；国内以中研股份为代表的实业实现规模化量产，PEEK平均售价约为500元/kg。
4.布局建议
从原料角度看，PEEK的主要原料DFBP是一种小众化学品，其上游产业链苯胺的原料为苯酚、硝基苯；从验证周期角度看，PEEK作为基础通用材料，在终端应用中的验证周期较长，短期内难以通过降价快速提升市场需求；从技术获取角度看，国际厂商对PEEK的技术、配方和设备等相关知识产权和技术秘密实行严格保护和封锁，迫使国内厂商必须依靠自主研发。PEEK的大规模生产需要长时间和大量资金的投入，以探索并掌握从实验室合成到最终产业化的全流程生产能力。
（二）聚苯硫醚
1.人形机器人中占比及用量
聚苯硫醚（PPS）凭借高强度、耐热、耐腐蚀及优异的电绝缘性，可大幅提升机器人在复杂环境中的稳定性和可靠性。其可用于机器人身躯的外壳、骨架及连接件，适用于需要防腐和耐高温性能的环境。目前，单台人形机器壳体镁合金用量约13.7kg。按照密度比例计算，若单台人形机器人外壳全部使用PPS，用量约10.2kg，骨骼和连接件使用量约2kg，因此单台人形机器人PPS使用量约12kg。
2.人形机器人领域的未来新增用量
预计到2030年，人形机器人达到27.12万台时，将给PPS市场带来3254吨的增量；按照目前PPS价格4.5万元/吨计算，将拉动PPS市场1.46亿元的空间。
3.材料市场现状
（1）产品简介
PPS是一种综合性能与产品附加值极高的特种工程塑料，兼具韧性、耐腐蚀性、耐冲击性、耐热性和耐磨性等诸多优点，同时拥有卓越的机械强度与优异的抗化学性能。与普通塑料相比， PPS不仅保留了普通塑料的特性，在耐热性和机械强度方面更是远超一般塑料，并具备类似钢材的坚韧特质。
（2）市场情况
①供需平衡分析
我国PPS产量增长较快，从2015年的0.46万吨增长到2021年的6.68万吨。2023年国内PPS产能合计8.2万吨/年，2024年产能约为12.8万吨/年。
需求方面，我国PPS需求量自2015年的1.98万吨增长到2021年的7万吨，2023年为8.92万吨，2024年需求量约为11.5万吨。
②国内外生产情况
全球PPS企业可以分为PPS树脂、PPS纤维、PPS复合材料三类。目前，PPS的生产厂商主要分布在中国、日本、美国、德国等国家。其中日本和美国的PPS总产能占全球的60%以上。
国外方面，PPS产能主要集中在日本东丽公司（Toray）、吴羽化学公司（Kureha）、DIC株式会社及美国的菲利普斯（Phillips）公司。国内方面，PPS产能主要集中在沃特股份、上海普利特新材料、浙江新和成、磐讯科技等公司。详见表4。
③PPS 生产原料
PPS产业链上游主要为对二氯苯、硫磺、硫化钠和溶剂。
4.布局建议
从原料角度看，PPS所用原料对二氯苯上游主要为对二甲苯和氯气，其中对二甲苯主要来源于石油路线；从技术角度看，PPS生产技术门槛较高，需要投入大量的时间和资金进行研发，或者通过支付高额的专利费用获取技术授权，成本较高；从市场角度看，外资品牌在全球范围内掌握着PPS产品的主要供应渠道和销售网络，垄断了部分高端市场。
（三）聚酰胺
1.人形机器人中占比及用量
聚酰胺（PA）因轻量化和高强度特性，可应用于人形机器人的外壳和关节部位，适合于需要高强度和耐磨性的应用场景。在3D打印领域，PA材料被用于制造人形机器人的非电动组件，3D打印部分的单台人形机器人使用量约3kg。按照PA密度1.15g/cm3计算，单台人形机器人外壳PA用量约8.7kg。考虑到3D打印领域和外壳部位使用有重合部分，单台机器人PA用量暂估为8.7kg。
2. 人形机器人领域的未来新增用量
预计到2030年人形机器人达到27.12万台，届时将给PA市场带来2359吨的增量；按照目前PA价格17101元/吨计算，将拉动PA市场0.4亿元的空间。
3.材料市场现状
（1）产品简介
当前我国PA产品用于工程塑料的主要有PA6和PA66。PA6切片下游应用中用于工程塑料的占比较小，仅为17%，主要应用仍集中在锦纶纤维领域；而PA66中工程塑料占比达49%，广泛应用于汽车业、电子电器和轨道交通等领域。PA66材料本身具有良好的阻燃性能和力学性能，可用于电池周边的许多零部件上，在满足使用性能的同时降低起火爆炸的风险。
（2）市场情况
截至2024年底，全球PA66总产能达到351万吨/年，产量约228万吨。其中我国PA66总产能达129万吨/年，主要集中在上海英威达、神马尼龙化工和华峰化学三家企业，产能分别为40万吨/年、26万吨/年和23万吨/年。我国PA66市场较为饱和，供给过剩，行业开工率多年维持在70%。
需求方面，2024年全球PA66消费量约228万吨，我国2024年PA66表观消费量为72.5万吨。
4.布局建议
从原料角度看，PA66所用原料为己二酸和己二胺，其单体己内酰胺主要来自苯加氢制得的环己烷以及丁二烯；从市场角度看，随着国内PA66产能的加速释放，行业开工率将继续下行，平均利润率将进一步收窄。
（四）超高分子量聚乙烯纤维
1.人形机器人中占比及用量
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维能够承受较大的拉力，同时具备良好的柔韧性，有助于实现机器人手部的精细动作和灵活操作，可以应用于人形机器人灵巧手腱绳传导材料部分。当前腱绳驱动主要采用钢丝，而UHMWPE纤维密度为0.97g/cm3，约为钢材的1/8，可显著降低机器人的整体重量。预估单台机器人灵巧手腱绳对UHMWPE纤维的使用量约为2kg。
2.人形机器人领域的未来新增用量
预计到2030年人形机器人将达到27.12万台，届时将给UHMWPE纤维市场带来542.4吨的增量；按照当前最低市场价格6万元/吨计算，预计将拉动约0.33亿元的市场空间。
3.材料市场现状
（1）产品简介
UHMWPE纤维是由分子量超过100万的聚乙烯树脂纺丝而成（普通聚乙烯的分子量一般在 4万~12万）。该纤维断裂伸长率高于碳纤维和芳纶，柔韧性好，在高应变率和低温环境下力学性能依然良好，抗冲击能力优于碳纤维、芳纶等。UHMWPE的比强度是优质钢材的15倍，是玻璃和尼龙66 的4倍，是碳纤维的2.6倍、芳纶纤维的1.7 倍。UHMWPE同时具备超高强度、低密度、耐磨损、耐低温、耐紫外线、抗屏蔽，以及良好的柔韧性和抗酸碱腐蚀等特性，广泛应用于海洋产业、安全防护、体育器材、生物医疗及航空航天等领域。
（2）市场情况
UHMWPE国外产能主要集中在荷兰 DSM、美国 Allied、日本东洋纺公司和三井公司等公司；我国UHMWPE纤维主要生产企业已近20家，包括南山智尚、浙江千禧龙、北京同益中新材料、恒辉安防等。
需求方面，2023年我国UHMWPE纤维需求量为3.38万吨，进口量维持在100 ~200吨，出口量维持在5000~6500吨。
从价格上来看，目前我国UHMWPE纤维价格在6万~100万元/吨不等。
4.布局建议
从技术角度看，国内如上海化工研究院、浙江大学等单位已具备自主开发UHMWPE工艺包，且实现了工业化应用，技术获取难度相对较低。但目前国内UHMWPE纤维料多为拉伸强度小于39cN/dtec、拉伸模量小于1500cN/dtec的中低端产品；从未来人形机器人需求量来看，单台使用量较小，还需要进一步跟进市场。
（五）碳纤维
1.人形机器人中占比及用量
碳纤维凭借质量轻、强度高、耐腐蚀性和耐疲劳性的材料特性，能够显著减轻机器人自重，提升人形机器人的续航能力和运动性能，增强机器人在不同工作环境下的运动性能和安全性。碳纤维主要用于人形机器人的机械手臂、关节、机身框架等部位，平均每台人形机器人碳纤维用量约7kg。
2. 人形机器人领域的未来新增用量
预计到2030年人形机器人将达到27.12万台，届时将给碳纤维市场带来1898吨的增量；按照目前碳纤维价格8.3万元/吨计算，将拉动碳纤维市场1.57亿元的空间。
3.材料现阶段市场情况
（1）产品简介
碳纤维是以腈纶和粘胶纤维为原料，经高温氧化和碳化处理后制得，含碳量在90%以上，具有高强度、高模量和优异的耐高温性能，属目前化纤材料中最耐高温者。碳纤维的特点包括轻质高强、耐高温和耐腐蚀、良好的导热和导电性，以及优异的力学性能、易加工和设计灵活性等。从具体应用来看，碳纤维的密度非常低，并且能够在极端条件下保持稳定的力学性能，还具有良好的抗疲劳性和高震动衰减性，适用于需要高强度和高耐久性的应用场景，在减轻重量、提高结构强度的应用中也具有显著优势。
（2)市场情况
①供需平衡分析
２０１９—2024年我国碳纤维产能从2.67万吨/年增长至13.55万吨/年，总产量从1.2万吨增长至5.9万吨，2024年产能利用率为44%。
国内需求量和进口量方面，2024年我国碳纤维实际消费量约为5.6万吨。从消费结构来看，风电叶片、体育休闲、碳碳复材等为核心下游，2024年需求占比分别为 38%、23%、11%。2024年我国碳纤维进口量约1.6万吨，出口量达到1.5万吨。
②国内外生产情况
目前，高纯度碳纤维的高端产品仍被日本东丽公司垄断；我国碳纤维生产厂家主要为吉林化纤、中复神鹰、恒生股份、光威复材、中简科技等，但主要集中在中低端产品。
③碳纤维生产原料
碳纤维上游原材料主要包括聚丙烯腈、沥青、粘胶纤维等，其中聚丙烯腈生产单体主要为丙烯腈、丙烯酸甲酯等。
④碳纤维价格
2024年我国碳纤维均价最高为96.25元/kg，最低价为83.75元/kg。2020—2024年我国碳纤维均价最高为186.75元/kg，最低为83.75元/kg。
4.布局建议
目前碳纤维价格为8.3万/吨，是铝合金的10倍，其高成本对在人形机器人中的大规模使用形成一定制约；从供应链角度看，碳纤维关键设备如碳化炉仍依赖进口，亟待在量产工艺方面取得突破。