人形機器人追蹤：輕量化，下一方向
來源：中金點睛
人形機器人輕量化大勢所趨。以特斯拉和波士頓動力爲代表，越來越多的人形機器人廠商在產品迭代時加碼輕量化。輕量化能夠爲機器人帶來諸多好處：提升續航能力、降低運動慣性、優化性能表現、提升安全性等。與汽車輕量化類似，機器人輕量化主要分材料優化、結構優化、工藝優化三類。材料優化主要包括鋁合金、鎂合金、PEEK材料的應用，而結構優化及工藝優化主要側重於結構的設計及加工工藝的優化。
► 材料優化：鎂鋁合金、PEEK材料各有所長。1）鋁合金：性能、加工難度、成本綜合性能優秀，已在汽車領域成熟應用，我們認爲未來有望在人形機器人外殼、結構件、高性能伺服驅動系統等部位得到應用。2）鎂合金：性能、散熱性、減震性表現較爲突出，但此前價格波動大、加工難限制推廣。我們認爲，伴隨鎂供給大幅改善、鎂合金壓鑄工藝走向成熟，鎂合金有望在機器人骨架、外殼、關節、散熱減震件等部位應用。3）PEEK：質量輕、比強度大、耐磨等優勢突出，已在汽車、航空、電子、工業、醫療等行業廣泛應用，我們認爲未來有望在機器人關節齒輪軸、骨架、護套外殼件等部位得到應用。
► 結構優化與工藝優化是補充思路，關注MIM新方向。1）結構優化：結構優化是低成本實現輕量化的優選，分尺寸優化/形狀優化/拓撲優化三類。我們認爲，拓撲優化可以兼顧輕量化與性能優化，以波士頓動力爲代表的企業已經開始實踐，未來有望在人形機器人領域得到廣泛應用。2）工藝優化：①MIM金屬注射成型：尤其適用於高效大批量生產精密小型零件，Figure已嘗試採用；②3D打印具備輕量化、定製化優勢，Figure、波士頓動力等已經開始應用在實際生產中。
風險
關鍵技術發展不及預期。商業化進展不及預期。頭部廠商量產進度不及預期。產業鏈降本不及預期風險。國內產業鏈技術升級速度不及預期。
機器人輕量化大勢所趨
特斯拉、波士頓動力龍頭領銜，輕量化爲人形機器人迭代的必經之路。以特斯拉爲例，2023年12月發佈了Optimus Gen2，較GEN1的一大亮點便是重量減輕10kg至63kg；2024年11月發佈了Optimus新一代靈巧手接拋球演示，特斯拉工程師強調後續工作重點之一便是實現前臂減重。再以波士頓動力爲例，Atlas在拓撲優化、一體化設計、3D打印等技術幫助下，實現較前一代產品減重60%的輕量化效果，液壓版本Atlas高約1.5米、重量僅80公斤。
圖表：特斯拉OptimusGen2重量減輕10kg
資料來源：TeslaAIDay，中金公司研究部
圖表：Atlas腿部結構細節
資料來源：波士頓動力，靜液壓，中金公司研究部
人形機器人輕量化具有諸多優勢：
► 提升續航能力：人形機器人可攜帶的電量有限，在電池的能量密度、技術水平暫時無法實現快速迭代的當下，使用輕量化材料有效減重能夠提升其續航能力，避免頻繁充電帶來的使用不便；在一些遠程協助、長時間巡邏等任務場景中，續航能力直接影響可用性。
► 降低運動慣性：相較於工業機器人，人形機器人手部、腿部等部位自由度明顯提升，對靈活性的要求更高。機器人自身重量大將會導致運動慣性大，不僅會降低部件的使用壽命，還會影響動作的效率和精準度。
► 優化性能表現：輕量化的結構能夠儘可能地爲其他部件設計提供自重餘量，比如可以預留更多空間給各類傳感器、執行器等關鍵組件，便於後續功能的拓展與升級，整體提升人形機器人的性能表現。
► 提高安全性：輕量化的人形機器人在發生碰撞時，對人體的傷害更小，有利於保障人身安全，同時對地面的壓力更小，有利於保護地面，避免對環境造成破壞。
與汽車輕量化類似，人形機器人的輕量化方式主要包括：（1）材料優化；（2）結構優化；（3）工藝優化。
材料優化：鎂鋁合金、PEEK材料各有所長
人形機器人各部位材料選擇多元，輕量化、高強度和高精度是主要目標。援引化工組《人形機器人可能帶來哪些新材料機會》，人形機器人材料選用多元：PEEK、碳纖維複合材料、鎂鋁合金等輕量化材料在骨骼框架和機械臂中廣泛應用，能夠顯著減輕機器人自重並提升運動性能；釹鐵硼磁材、40Cr合金鋼和GCr15軸承鋼等高強度材料則用於執行器和關節部位，確保高精度和高負載能力；不鏽鋼和高分子纖維用於靈巧手的腱繩傳動系統，提供高柔性和精細操作能力；ABS工程塑料和聚碳酸酯（PC）則用於外殼和護板，兼具耐衝擊性和美觀性。這些高性能材料的綜合應用，使人形機器人在運動效率、能耗表現和安全性方面實現了顯著提升，爲未來在機器人的廣泛應用奠定了基礎。
圖表：人形機器人各部位材料應用
資料來源：《“十四五”機器人產業發展規劃》工信部、發改委等15部門，高工機器人，中商產業研究院，工控論壇，功能材料科技創新服務平臺，中金公司研究部
圖表：人形機器人主要材料性能參數對比
資料來源：《車用碳纖維複合材料性能及成型工藝》（張婧等，2016），《連續碳纖維增強聚醚醚酮複合材料的製備及性能研究》（劉川，2021），中金公司研究部
鎂合金：鎂鋁平價帶來推廣機遇
鎂合金在輕量化、散熱性方面具備優勢。在金屬中，鎂合金具備多重優勢：1）密度小，鎂合金的密度僅爲1.74g/cm³，是鋁的2/3、鋼的1/4，輕量化性能好；2）比強度、比剛度高，鎂合金的比強度明顯高於鋁合金和鋼，比剛度與鋁合金和鋼相當，遠高於工程塑料，爲一般塑料的10倍；3）減振性：在相同載荷下，減振性是鋁的100倍、鈦合金的300～500倍；4)散熱性：一般金屬的熱傳導性是塑料的數百倍，鎂合金是常用合金中較高者；5）電磁屏蔽性好，在3C產品中更爲關鍵。
但此前鋁鎂價差過高、化學性質活潑等限制推廣。1）化學性質活潑，在空氣中易氧化、易燃易爆，在熔鍊、壓鑄、後處理等環節需嚴格的安全防護措施；2）耐腐蝕性差，鎂的標準電極電位較低，並且表面形成的氧化膜是不致密的，因此常需進行表面氧化處理和塗漆保護；3）熱裂傾向比鋁合金大，在熔化、澆注及壓鑄型溫控制等方面都比鋁合金壓鑄複雜；4）此前鎂價長期比鋁價高、價格波動大，導致經濟效益一般。
從上游看，寶武鎂業擴產帶動鎂價迎平價時代，鎂鋁價格比已跌破1。2023年以來寶武鎂業大幅度擴產，將產能從10萬噸原鎂+20萬噸鎂合金提升至50萬噸原鎂+50萬噸鎂合金的產能規模。供給側寬鬆帶動鎂合金價格快速下行，2024年3月以來鎂價持續低於鋁價並持續下跌，截至2025年7月30日，鎂鋁價比下探至0.83。我們認爲，鋁鎂價比下探帶動鎂合金鑄件較鋁合金鑄件的性價比持續上升，鎂合金有望在各個領域加速滲透。
圖表：寶武鎂業擴展項目
資料來源：公司公告，中金公司研究部
圖表：鎂鋁合金價格走勢變化
資料來源：iFind，中金公司研究部
從中游看，鎂合金壓鑄成爲主流，技術難度較高。與鋁合金適合衝壓、鍛造和CNC一體加工等變形加工工藝不同，鎂合金具備良好的鑄造性能，從2001年起壓鑄便成爲鎂合金最主流的加工方式，當前鑄造鎂合金佔整個鎂合金產品用量約70%。但由於鎂材料具有軟、易氧化、易燃易爆等特徵，因此在壓鑄生產過程中更需要保證安全性，對生產程序、人員專業程度、設備質量等都有更高要求，技術難度大、技術成熟度較低、良品率低，對新進入者而言，在安全生產、壓鑄工藝設計上需要花費較多時間與資金成本，龍頭公司具備先發優勢。
圖表：2023年鎂合金銷量結構（按深加工方式）
資料來源：觀研天下，中金公司研究部
圖表：行業主要公司鎂合金壓鑄產品
資料來源：公司公告，中金公司研究部
從下游看，汽車、3C是鎂合金最主要的應用場景。根據貝哲斯諮詢數據，2023年全球鎂合金市場規模達到278億人民幣，預計到2028年有望增長至309億美元（按照人民幣兌美元=7.5換算）。具體分下游來看，壓鑄鎂合金主要用於交通運輸、電子產品、航空航天和生物醫藥等，其中汽車領域是最主要的應用方向，佔比達到了70%，其次爲3C領域，佔比爲20%。
► 汽車工業：鎂合金材料憑藉其密度低、吸振性好、尺寸穩定性高、熱導率高和耐磨性好等優勢應用於汽車內部構造、底盤、動力總成等部位，包括方向盤/座椅骨架、轉向/氣囊/儀表盤支架等、泵殼/蓋類、車門內框/車蓋等，目前可用零件超100種。根據寶武鎂業公告，北美市場鎂合金單車平均用量15公斤，國內鎂合金單車平均用量3-5公斤，未來隨着鎂合金在汽車結構件上應用更加廣泛，國內汽車單車用鎂量有顯著的提升空間。
► 3C：得益於輕量化、剛性高、減震性好、無磁、散熱、可回收、觸感好等優點，當前鎂合金已經普遍應用於筆記本電腦結構件、手機中板等，伴隨3C產品朝着輕、薄、短、小方向發展，我們認爲未來鎂合金應用有望持續增長，仍有較好的成長預期。
圖表：2023年鎂合金下游分佈
資料來源：華經產業研究院，中金公司研究部
良好的輕量化、減震性契合人形機器人需求，我們看好鎂合金在機器人領域的應用潛力。人形機器人領域鎂合金的應用仍處於初期階段，應用佔比較低，但得益於鎂合金輕量化、高散熱、強減震性能、電磁屏蔽性能等特色，已經有人形機器人廠商積極探索鎂合金製品在機器人軀幹結構、關節傳動部件、機械臂、外殼等環節的應用。
圖表：鎂合金在人形機器人領域的具體應用
資料來源：北京工業大學材料科學與工程學院，《機器人輕量化材料應用的研究進展》（於成濤等，2019），長江有色金屬網，中金公司研究部
我們試圖定量測算機器人帶來的市場增量：假定未來單個人形機器人上結構件單機價值量達到6000元，樂觀/中性/悲觀情況下其中有80%/50%/20%爲鎂合金製品，則當人形機器人出貨量100萬臺時，機器人用鎂合金件市場空間分別爲48/30/12億元。
圖表：人形機器人鎂合金市場規模的情景假設分析
資料來源：貝哲斯諮詢，中金公司研究部
以塑代鋼：PEEK材料性能優勢突出
PEEK屬於特種工程塑料的一種。特種工程塑料是20世紀60年代後期發展起來的一類高分子新材料。從1960年聚酰亞胺的最初問世到1978年PEEK問世的近20年間，歐美各大公司先後投入了大量人力、財力對特種工程塑料進行研發，雖然論文發表的品種不下幾十個，但最終真正有應用價值並實現產業化的不足10個。這些特種工程塑料在性能、商業價值上都處於工程塑料的頂端。而PEEK得益於自身性能優勢是公認的全球性能最好的熱塑性材料之一。
圖表：PEEK分子結構
資料來源：高分子網，中金公司研究部
圖表：常用普通塑料、工程塑料及特種工程塑料
資料來源：中研股份招股書，中金公司研究部
PEEK（聚醚醚酮）屬於特種工程塑料，具備質量輕、比強度大、耐化學性等優點。PEEK材料是在主鏈結構中含有一個酮鍵和兩個醚鍵的重複單元所構成的高聚物，屬於半結晶的特種工程塑料的一種。
► 相較於金屬材料，PEEK優勢體現在：1）質量輕、比強度大，在滿足強度要求的同時，大幅減輕材料自重；2）絕緣性、耐化學性方面均優於普通金屬。PEEK作爲一種高分子新材料，其主要用於替代金屬材料，在“以塑代鋼”、“輕量化”的大背景下，PEEK以其優異的性能在中高端領域逐步替換金屬材料的使用。
► 對比主要工程塑料、特種工程塑料，PEEK材料性能全面，在剛性方面優於絕大多數特種工程塑料的同時，也兼具韌性，展現了全面的機械性能，且在耐熱、耐磨、耐腐蝕等方面均表現優異。此外，PEEK還具有易於注塑成型、擠出成型和切削加工等優異的加工特性。
圖表：PEEK與主要工程塑料、特種工程塑料性能對比情況
注：PTFE聚四氟乙烯、PI聚酰亞胺、PPS聚苯硫醚、PPSU聚亞苯基碸、POM聚甲醛、PA66聚酰胺66
資料來源：中研股份招股書，中金公司研究部
PEEK材料也存在不足之處，需要在材料選擇和應用設計時加以考慮。1）成本高。根據中研股份招股書，2022年PEEK的國內市場價格約爲33.70萬元/噸，分別約爲PTFE、PSU、PPS價格的7.2、3.7、7.8倍。2）表面能較低，導致影響與其他材料的粘接性和塗裝性。3）PEEK的熔點高達343度，加工難度較高。4）PEEK可能在紫外線下降解，可能受到鹵素和鈉的侵蝕，線性熱膨脹係數較大導致在溫度變化時尺寸穩定性較差，不親水，限制了在部分場景的應用。
圖表：PEEK不足之處
資料來源：上氟新材，中國3D打印網，塑膠行業視野，中金公司研究部
PEEK屬於合成樹脂製造行業，上下游產業鏈長。上游是化學原料和化學纖維製造行業，原材料主要包括氣酮（DFBP）、對苯二酚、二苯碸、碳酸鈉等，通過聚合反應合成PEEK粉料；中游環節是通過對PEEK進行改性和調整產出纖維材料，並通過擠出、注塑等工藝加工爲成品，使其適用於不同領域，滿足各種環境和場景的需求；下游應用於交通運輸、航空航天、電子信息、能源及工業、醫療健康等行業。
圖表：PEEK產業鏈示意圖
資料來源：中研股份招股說明書，中金公司研究部
從上游看，氟酮是核心環節，國內供應商主導全球市場。氟酮是PEEK聚合反應的核心材料，其純度、品質將直接影響PEEK的產品質量。根據中研股份招股說明書，每生產1噸PEEK需消耗0.7-0.8噸氟酮單體，氟酮整體佔PEEK粗粉成本在50%左右，是成本佔比最高的原材料之一；且國內PEEK需求佔氟酮總市場比例超90%。而從格局來看，全球氟酮產能集中在中國，除威格斯有部分自有產能外，主要供應商是國內的營口興福、新瀚新材、中氟欣材，市場格局相對集中。
圖表：PEEK上游主要原材料及格局概況
資料來源：華經產業研究院，中金公司研究部
圖表：氟酮全球主要供應商
資料來源：中商產業研究院，中金公司研究部
從中游看，PEEK材料壁壘高，尤其是聚合環節。自20世紀70年代末英國帝國化學工業（ICI）首次開發出PEEK粉料以來，行業內逐步形成親核取代和親電取代兩種PEEK合成加工路線，前者反應易控、PEEK粉末純度高但是成本高昂、工藝複雜，後者條件寬鬆、原料易得但是PEEK純度低、環境不友好，因此行業以前者路線爲主。整體而言PEEK材料加工壁壘高企，其中又以聚合反應的難度最大：
圖表：PEEK合成工藝示意圖
資料來源：曼塔瑞諮詢，中金公司研究部
► 工藝複雜性：在精細化工領域，反應加工過程涉及大量參數優化和合成工藝的know-how，需要長期積累。對於PEEK而言，生產過程主要有聚合、提純、乾燥、加工等，其中聚合反應環節控制材料在長時間高溫下不發生過度的降解和交聯，是工藝的核心難點；成品的一致性也是另一難點。再進一步地，PEEK粉料本身黏度高、加工溫度高，導致其加工CF/PEEK和複合改性時難度較大。
► 資金投入大，產能建設及驗證週期久：PEEK大規模工業化生產需要長週期、大量資金的投入，用於探索掌握PEEK從實驗室合成到最終產業化的全流程生產能力。研發端，國際廠商對技術、配方、設備等申請知識產權保護，廠家需要自主研發並持續迭代。生產端，據中研股份招股書，其從年產100噸提升至550噸一共歷時約7年。銷售端，PEEK 終端產品的驗證週期通常需耗時4至7年，新增產能難以在短期內完成下游客戶的驗證並實現有效供給。
全球格局一超多強，國產替代漸成趨勢。根據中研股份24年年報，當前全球PEEK生產廠商呈現“一超多強”的競爭格局。英國威格斯是全球最大的PEEK生產商，產能達到7,150噸/年，約佔全球總產能的60%。比利時索爾維現有PEEK產能2,500噸/年，其生產基地主要集中在印度，產品主要出口歐洲和日本。德國贏創是僅次於英國威格斯和比利時索爾維的第三大PEEK生產商，其PEEK產能已達到1,800噸/年，目前產品主要出口歐洲。由於較高的技術壁壘，我國長期以來真正掌握PEEK高性能聚合物大規模工業穩產技術的企業較少，國內主要產能集中在山東君昊、盤錦偉英興、中研股份、沃特股份、南京聚隆、金髮科技、吉大特塑等企業。其中中研股份是繼英國威格斯、比利時索爾維和德國贏創之後全球第4家PEEK年產能達到千噸級的企業。
圖表：2024年全球主要企業PEEK產能情況
資料來源：華經產業研究院，中金公司研究部
國內廠商擴產+讓利帶動PEEK價格下降，有望帶動PEEK材料加速推廣。根據中國化信諮詢披露的信息，國際市場標準級PEEK售價一般爲80-100萬元/噸，價格較貴，原因系：1）關鍵原材料價格高。氟酮在PEEK樹脂中的成本佔比可達50%，此前氟酮應用領域主要爲PEEK材料，且供應集中在中國，海外產能有限。2）行業供給有限，龍頭企業議價權強。行業龍頭英國威格斯公司採取高毛利定價策略，通過高價彌補前期開發成本，這種定價模式對整個市場產生了示範效應，長期以來PEEK價格均較爲高昂。而根據中國化信諮詢披露的信息，國內企業主要依託國內原料、人力和設備持續提高產能，逐步取得了成本優勢，國產PEEK平均售價在50萬元/噸以內，我們預計未來仍有進一步下行空間。
圖表：PEEK原材料拆分及國內外價格
資料來源：中研股份招股書、ChemicalBook，中金公司研究部
圖表：中研股份與威格斯PEEK產品單價對比
資料來源：中研股份招股書，中金公司研究部
圖表：中研股份與威格斯PEEK產品毛利率對比
資料來源：中研股份招股書，中金公司研究部
從下游來看，PEEK材料已在汽車、航空、電子、工業、醫療等諸多行業廣泛應用。伴隨PEEK材料的性能和質量不斷提高、成本持續下降，PEEK市場持續擴容，2020-2024年全球市場規模由30億元增長至61億元，中國市場規模由10億元增長至19億元。分市場來看，電子電氣、汽車、航天是前三大應用領域，佔到全球&中國市場的近七成。
圖表：2024年全球PEEK行業下游消費結構
資料來源：華經產業研究院，中金公司研究部
圖表：全球PEEK材料市場規模
資料來源：觀研天下，中金公司研究部
圖表：PEEK應用領域及性能特點
資料來源：中研股份招股書，中金公司研究部
比強度大、輕質、耐磨等優點契合人形機器人需求，有望打開新空間。PEEK材料以其卓越的強度、耐化學性、耐磨性、自潤滑性、輕質和生物相容性，在人形機器人的設計和製造中發揮着關鍵作用。例如，可以應用於關節和四肢的齒輪與軸承，提供穩定傳動和支撐的同時減少摩擦磨損，延長使用壽命；應用在軀體和四肢骨架中，相比金屬能減輕40%的重量，同時保持必要的強度和剛性，滿足負載和靈活性需求；應用於製造電纜護套、密封件和電子設備外殼，確保在惡劣環境下的可靠性。在醫療領域，PEEK的生物相容性使其適用於與人直接接觸的部件。
圖表：PEEK在人形機器人各部位的應用
資料來源：人形機器人聯盟，中金公司研究部
結構優化與工藝優化：輕量化的補充思路
結構優化：拓撲優化持續進行
結構優化是機器人低成本實現輕量化的好方法。機器人輕量化的實現路徑中，材料優化的方法，需採用新型材料，其成本高且加工難度大；基於結構優化的方法只需改變結構形狀，其成本低且容易實現，因而基於結構的輕量化就成了機器人輕量化設計的主要方法。結構優化法已經在衆多領域中得到了豐富且成功的試驗和應用，包括汽車軸承、RV減速器、絲槓以及工業機器人等。
圖表：汽車K57G0後傳動軸幾何模型圖
資料來源：《重載汽車傳動軸的拓撲優化與輕量化設計》（魏春梅等，2016），中金公司研究部
圖表：汽車K57G0後傳動軸拓撲優化前後的質量情況
資料來源：《重載汽車傳動軸的拓撲優化與輕量化設計》（魏春梅等，2016），中金公司研究部
拓撲優化法在機器人領域同樣有重要意義。如Bai Yunfei等人在機器人SR-165上，先對機器人上臂進行了單獨受力分析，然後在對上臂施加等效約束載荷後用SIMP法進行了上臂拓撲優化，優化後的上臂比原始結構各項性能均有所提高，且質量輕55.6％；Dongsen Ye採用有限元分析的方法找出每個部件材料最大應力遠小於許用應力的位置，再對其獨立施加等效約束載荷，採用結構進化拓撲的方法對其進行結構輕量化優化，優化後的結構剛度和振動特性與之前相比均有所提高，質量卻大大減小。
圖表：經拓撲優化等方法後，機器人SR-165的上臂質量減輕55.6%
資料來源：《Structural Topology Optimization for a Robot Upper Arm Based on SIMP Method》（Bai Yunfei等，2015），中金公司研究部
圖表：經拓撲優化等方法後，機器人IPR-1減重50.15%
資料來源：《The Lightweight Design of the Humanoid Robot Frameworks Based on Evolutionary Structural Optimization》（Dongsen Ye等，2015），中金公司研究部
工藝優化：MIM、3D打印大有可爲
MIM金屬注射成型：適用於高效加工複雜零部件
金屬注射成形（metal injection molding, MIM）是一種新型粉末冶金成形技術，將金屬粉末與粘結劑混合來進行注射成型。MIM技術的工藝流程是先將金屬粉末與粘結劑混合製備成粒狀喂料，再用注塑機將喂料注射成形爲特定形狀的生坯，最後將生坯進行脫脂、燒結，得到性能優異的複雜金屬構件；或再經過後續的整形、表面處理、熱處理、機加工等方式使產品更加完美。
圖表：金屬粉末注射成型工藝流程
資料來源：《鋁合金金屬粉末注射成形技術研究進展》（鄒恆等，2025），中金公司研究部
MIM結合了注塑成形和粉末冶金的技術優點，適用於高效、低成本地生產中小型的複雜製品。MIM綜合了粉末冶金和塑料注塑成型兩大技術的優點，既突破了傳統金屬粉末壓制成形在產品形狀上的限制，又繼承了塑料注塑成形技術能大批量、高效率成形複雜零件的特點，相對於其他成型工藝優勢顯著。根據頭豹研究院，MIM工藝具備如下特徵：1）MIM材料利用率和加工1kg零件能耗分別爲98%和29MJ，材料利用率較高且能耗較低；2）MIM燒結件的表面粗糙度約在0.3-2.4μm區間範圍，表面粗糙度較低，尺寸精度較高；3）MIM可成型複雜度較高的零件，且由於模具成型的生產效率較高，MIM適合大批量規模化生產；4）MIM成型的理論密度約98%，緻密性較高，且設計靈活性優於其他工藝。
圖表：金屬粉末注射成型工藝特徵
資料來源：頭豹研究院，中金公司研究部
從中游看，行業格局相對分散。目前，我國MIM技術具有批量化程度高、效率高、一致性好等特點，已接近國際先進水平，尤其在自動化及生產工藝等方面與國際先進水平無異，部分技術領域甚至已經達到全球領先水平。中國MIM行業按照業務規模大小可劃分爲三大競爭梯隊，其中處於第一梯隊的精研科技和富馳高科佔據了25-35%的市場份額，第二梯隊的海昌新材等已經具備一定的規模化生產能力，行業集中度相對較低，整體競爭格局較分散，
圖表：2015-2024年中國金屬粉末注射成型產品銷量
資料來源：頭豹研究院，中金公司研究部
從下游看，MIM工藝已經成熟應用於3C電子、汽車、醫療等多個領域。根據中國鋼協粉末冶金分會注射成形專業委員會，近年來我國金屬粉末注射成型製品銷量一直保持較快速度增長。2024年受下游智能手機等需求復甦，行業銷量同比增長13.7%；頭豹研究院預測，2025-2030年汽車輕量化、醫療以及航天領域需求或將驅動中國MIM的市場規模將從124.32億元增長至220.84億元，年均複合增長率達12.18%。從下游應用來看，我國金屬注射成形主要應用於消費電子領域，手機、智能穿戴、電腦總佔比達76.3%，分別佔比56.3%、11.7%、8.3%。除此之外，國內五金（包括機械）、醫療、汽車等領域對金屬注射成形需求量較大，分別佔比6.9%、4.5%、3.5%。
圖表：2015-2024年中國金屬粉末注射成型產品銷量
資料來源：中國鋼協粉末冶金分會注射成形專業委員會，中金公司研究部
圖表：2024年中國金屬注射成形市場結構
資料來源：觀研天下，中金公司研究部
MIM工藝具備大批量、高效率、精密成型的優勢，順應機器人批量量產需求。根據Figure AI官網透露，其新款機器人 Figure 03 專爲高量產設計，在BotQ工廠部署了包括MIM、注塑、壓鑄、衝壓等多種高效製造工藝，相比傳統CNC工藝節約數千小時，部件製造時間縮短至 20 秒以內。我們認爲，考慮MIM更適用於結構複雜的小型精密零件生產，未來有望在齒輪、連桿、連接件等零部件上逐步拓展使用。
3D打印：輕量化、定製化爲核心優勢
3D打印技術是工藝優化的核心，具備輕量化、定製化、經濟性等諸多優勢。人形機器人輕量化的工藝優化方法是指採用先進的製造工藝，如3D打印、激光焊接、一體化壓鑄等，從而實現提高材料利用率、減輕重量的目的。3D打印作爲增材製造，其技術在人形機器人輕量化減重中扮演着越來越重要的角色，優勢在於：1）可以實現複雜結構的一體化製造，減少零件數量和連接件，從而降低整體重量；2）支持定製化設計、同時縮短研發週期；3）可以根據設計要求精確控制材料分佈，實現材料的最優利用，並在一定程度上降低了生產成本。
3D打印技術在人形機器人領域已有應用。2024年推出的新款Figure02的一個重要且新穎的設計在於，Figure02使用了3D打印出來的新型複合材料。其膝蓋或手臂肘關節附近新增蜂窩狀可壓縮組織，這種軟停止裝置主要是爲了提供運動緩衝，同時實現輕量化和強化散熱性能，這給了人形機器人更高的靈活度、大幅延長其使用壽命。通過3D打印技術製造的蜂窩狀結構在保持強度和剛度的同時，大幅減輕了機器人的重量，這對於提高機器人的能效比和運動性能至關重要。3D打印技術可以實現結構一體化和蜂窩狀結構，方便在徑向上和在軸向上改變蜂窩結構的紋理和孔隙率，實現輕量化設計。此外，波士頓動力也早已在其Atlas上應用3D打印技術製造關鍵零部件；一邁3D打印結合PEEK材料打印研發機器人部件。
圖表：2024世界機器人大會展示3D打印靈巧手
資料來源：3D打印技術參考，中金公司研究部
圖表：一邁3D打印PEEK材料機器人部件
資料來源：3D打印技術參考，中金公司研究部
風險提示
關鍵技術發展不及預期。人形機器人軟件、硬件相關關鍵技術尚在研發當中，需要實現技術突破才能使機器人性能、成本滿足需求。如果軟硬件技術進展不如預期，可能導致機器人性能不佳、功能受限或安全問題，進而影響產業化進程。
商業化進展不及預期。人形機器人的推廣受到技術、用戶接受度、場景需求等多方面的影響，商業化進度具有不確定性，可能對產業鏈產生不利影響。
頭部廠商量產進度不及預期。行業當前由供給端驅動，特斯拉等頭部廠商人形機器人的量產進展對於行業具有引領作用，若其量產時間點繼續推後，對於上游供應商將產生不利影響。
產業鏈降本不及預期風險。目前人形機器人方案成本較高，各核心零部件均有較大降本空間，降本進度不及預期將影響下游大規模應用。
國內產業鏈技術升級速度不及預期。我國的高端傳感器市場以進口品牌爲主，若國內廠商不能較快地技術進步，則零部件市場仍將被外資品牌佔據，使得國內廠商的國產替代進度緩慢，成長動能不足
本文摘自：2025年8月4日已經發布的《特斯拉人形機器人追蹤：輕量化，下一個重要方向》
鄧學 分析員 SAC 執證編號：S0080521010008 SFC CE Ref：BJV008
任丹霖 分析員 SAC 執證編號：S0080518060001 SFC CE Ref：BNF068
厙靜蘭 分析員 SAC 執證編號：S0080522080010
崔力丹 聯繫人 SAC 執證編號：S0080123070118