人形机器人火了!从蛇年春晚的扭秧歌表演,到最近深圳开始的执勤机器人巡逻,近年来,人形机器人技术的突破与商业化进程的加速,正在对全球工业材料需求产生深远影响。我们观察到,这一新兴产业的崛起不仅带来了对传统钢材需求的结构性调整,还催生了特种钢与轻量化材料的增量市场。本文从需求总量、需求结构、技术驱动和政策环境等多维度展开分析,结合行业数据与案例,探讨其对钢铁行业的潜在影响。 人形机器人产业爆发: 对需求的拉动体现为“结构性机会”,而非“规模扩张” 人形机器人的核心构造包含骨架、关节、驱动系统等部件,其材料需求具有明显的分层特征。据民生证券报告,人形机器人单机用钢量为50千克~100千克,若以特斯拉人形机器人Optimus2030年100万台产量(中性预期下)计算,仅特斯拉一家企业即可拉动5万吨~10万吨钢材需求。然而,这一增量需置于全球粗钢年产量(2024年约为18.826亿吨)的宏观背景下考量,其直接影响相对有限,预计仅占全球钢铁需求的0.02‰~0.06‰。 但值得注意的是,人形机器人对钢材需求的拉动更体现为“结构性机会”,而非“规模扩张”。例如,谐波减速器加工所需的精密切割丝需求预计在2030年新增3.5万吨。这类特种钢材对精度、耐磨性的要求远超普通建筑用钢,附加值显著提升。此外,伺服电机外壳、传动轴等关键部件需采用高强度合金钢,其单价可达普通钢材的2倍~3倍。因此,尽管总量占比不高,但高附加值钢材的细分市场将成为钢铁企业的重要增长点。 需求结构分化: 轻量化与高强度的博弈 人形机器人对材料性能的极端要求,正在重塑钢铁需求的结构特征。 一方面,轻量化趋势挤压传统钢材应用空间。 人形机器人对运动灵活性的需求催生了轻量化材料的广泛应用。镁合金密度(1.74克/立方厘米)仅为钢材的22%,且具备更优的减震性能,成为机器人骨架的首选材料之一。据测算,2030年人形机器人轻量化材料需求将达到12.5万吨,其中镁的需求弹性高达12.5%,远超铝的0.2%。这一趋势可能挤压传统钢材在结构件中的份额,例如优必选Walker S机器人已采用镁合金框架替代部分钢构件,单机减重达30%。 另一方面,高强度特种钢需求逆势增长。 在关节、齿轮等承受高载荷的部件中,特种钢仍不可替代。例如,谐波减速器的柔轮需使用抗疲劳强度超过1200兆帕的渗碳钢,而RV减速器的摆线轮则依赖高精度轴承钢(如GCr15)。根据相关研究,抗冲击执行器的硬件需求将推动行星滚柱丝杠用钢量增长,在其抗冲击性能排序中,行星滚柱丝杠(以钢材为主)优于谐波减速器(以铝材为主),这一技术路径的普及可能带动特种钢需求提升。 此外,可发挥复合材料的协同效应。 碳纤维增强钢基复合材料等新型材料的研发,为钢材在轻量化与强度之间找到平衡点。例如,特斯拉人形机器人Optimus Gen 2的腿部关节采用碳纤维包裹钢芯结构,既满足轻量化需求,又可保持关节抗扭刚度。此类创新或将开辟钢材应用的新场景。