人形機(jī)器人快速發(fā)展,稀土永磁材料需求或?qū)⒖焖僭鲩L。因?yàn)橄⊥临Y源作為重要戰(zhàn)略資源,國內(nèi)供給指標(biāo)趨嚴(yán),疊加下游需求持續(xù)增長,行業(yè)供需改善,產(chǎn)業(yè)鏈長期價(jià)格和盈利中樞有望上移。
近期,中國對稀土實(shí)施出口限制,作為對美國關(guān)稅的全面回應(yīng),限制了用于制造武器、電子產(chǎn)品和一系列消費(fèi)品的礦物供應(yīng)。出口商現(xiàn)在必須向商務(wù)部申請?jiān)S可證,這個(gè)過程可能需要六七周到幾個(gè)月的時(shí)間。
特斯拉首席執(zhí)行官埃隆馬斯克周二表示,其擎天柱人形機(jī)器人的生產(chǎn)受到了中國稀土磁體出口限制的影響。他說,中國希望保證其稀土磁體不會(huì)用于軍事用途,其嘗試正在與中國相關(guān)方溝通,以獲得使用稀土磁體的出口許可證。
在特斯拉 2025 年第一季度更新報(bào)告中,公司剛剛首次向外界展示了 Optimus 人形機(jī)器人試生產(chǎn)線。特斯拉表示,Optimus 的生產(chǎn)時(shí)間表保持不變,公司正朝著盡快生產(chǎn)出能夠完成有用工作的首批人形機(jī)器人的目標(biāo)邁進(jìn)。
▍稀土永磁對人形機(jī)器人的意義
稀土永磁是由稀土元素制成的永磁材料,以其強(qiáng)大的磁性能在電子、通信、汽車、醫(yī)療和航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這類材料通過將稀土金屬(如釤、釹)與過渡金屬(如鐵、鈷)混合,采用粉末冶金方法制成,并具有極高的磁能積和矯頑力,能在無外加磁場下保持穩(wěn)定磁性。
稀土磁材作為新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),在推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和未來新興產(chǎn)業(yè)培育中發(fā)揮著不可或缺的作用。從首屆人形機(jī)器人馬拉松賽況可以看出,大部分人形機(jī)器人的耐久性還有所欠缺。因此,未來很大程度上人形機(jī)器人中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)均會(huì)采用稀土磁材。新能源汽車單車釹鐵硼磁材用量在2—3kg,單臺人形機(jī)器人稀土磁材用量高于新能源汽車,特斯拉的單臺人形機(jī)器人稀土永磁材料用量約為3.5kg。
例如伺服電機(jī)用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng),是人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的核心部件。頭部企業(yè)優(yōu)必選的人形機(jī)器人Walker X全身就使用41個(gè)高性能伺服電機(jī)。這是由于釹鐵硼永磁等稀土永磁材料以其極高的磁能積和矯頑力,能夠在電機(jī)中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場,實(shí)現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換,為機(jī)器人提供強(qiáng)勁動(dòng)力與精準(zhǔn)控制。這種具備高剩磁、高矯頑力和高磁能積等特性的稀土材料,可顯著提升電機(jī)效率、功率密度和控制精度,所以被認(rèn)為是人形機(jī)器人電機(jī)進(jìn)化的核心方向。
具體來看,例如旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)成長的一大方向就是采用稀土永磁無框力矩電機(jī),此類電機(jī)可直接輸出高精度旋轉(zhuǎn)扭矩,用于需要大力矩或精準(zhǔn)角度控制的關(guān)節(jié);線性關(guān)節(jié)采用稀土永磁無刷電機(jī),此類電機(jī)通過滾珠絲杠或同步帶機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng),用于需要快速伸縮+精密位移的關(guān)節(jié)。稀土永磁材料的應(yīng)用,不僅能顯著提升電機(jī)的功率密度和扭矩密度,讓機(jī)器人在有限空間內(nèi)爆發(fā)出強(qiáng)大力量并實(shí)現(xiàn)靈巧動(dòng)作,還在傳感器、驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)中扮演關(guān)鍵角色,賦予機(jī)器人精確感知、快速響應(yīng)和安全制動(dòng)的能力。
據(jù)弗若斯特沙利文報(bào)告預(yù)測,至2028年,全球人形機(jī)器人市場對稀土永磁材料的消費(fèi)量預(yù)計(jì)將達(dá)到2887.5噸,復(fù)合年增長率達(dá)162.2%,市場前景廣闊。有機(jī)構(gòu)測算,2025年以來人形機(jī)器人已經(jīng)開始小批量實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),假設(shè)2030年人形機(jī)器人的出貨量達(dá)到89萬臺,人形機(jī)器人領(lǐng)域的稀土永磁材料需求量將達(dá)到3115噸,若按照遠(yuǎn)期1億臺人形機(jī)器人銷量,遠(yuǎn)期空間約20萬-40萬噸。例如中國的釤鐵氮永磁材料等具有高矯頑力、強(qiáng)腐蝕能力、高性價(jià)比、高飽和磁化強(qiáng)度、高居里溫度等特點(diǎn)的第四代稀土永磁材料有望占據(jù)市場主流。
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù),2024年中國稀土產(chǎn)量占到全球約70%,稀土儲量占比約48%。我國在中重稀土產(chǎn)業(yè)方面具備絕對優(yōu)勢,產(chǎn)能規(guī)模及冶煉分離技術(shù)占據(jù)全球主導(dǎo)地位。美國能源部估算,重建完整稀土供應(yīng)鏈需10年、3000億美元投入,而現(xiàn)有庫存僅能維持軍工生產(chǎn)18個(gè)月。即便啟動(dòng)深海采礦,從勘探到量產(chǎn)也需至少5年,且面臨國際法與環(huán)保爭議。
同時(shí),海外稀土企業(yè)Lynas、MPMaterials目前僅有輕稀土分離產(chǎn)能,無中重稀土分離產(chǎn)能,海外磁材產(chǎn)能僅2萬噸左右。MPMaterials公司去年總共實(shí)現(xiàn)2.04億美元營收,其中約八成來自向中國銷售稀土精礦。
此前,2月19日,工信部公開征求《稀土開采和稀土冶煉分離總量調(diào)控管理辦法(暫行)(公開征求意見稿)》《稀土產(chǎn)品信息追溯管理辦法(暫行)(公開征求意見稿)》的意見。征求意見稿指出,工業(yè)和信息化部會(huì)同有關(guān)部門確定稀土開采企業(yè)和稀土冶煉分離企業(yè),并向社會(huì)公布。
可以預(yù)見,稀土作為我國定價(jià)、全球領(lǐng)先的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),在逆全球化與人形機(jī)器人等未來產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大背景下,有望進(jìn)入強(qiáng)勢成長周期。
部分稀土永磁企業(yè)已經(jīng)在人形機(jī)器人領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。
▍核心企業(yè)一覽
(1)金力永磁
金力永磁是特斯拉的一級供應(yīng)商,在2020年9月就與特斯拉簽署了《零部件采購協(xié)議》,為其提供稀土永磁產(chǎn)品用于新能源電車。隨著特斯拉人形機(jī)器人Optimus的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn),金力永磁正積極配合其進(jìn)行人形機(jī)器人用磁組件的研發(fā),并在2024年已有小批量的交付,未來有望持續(xù)為特斯拉供應(yīng)人形機(jī)器人用釹鐵硼產(chǎn)品,在人形機(jī)器人市場占據(jù)一定份額。在原材料上,金力永磁與北方稀土、中國稀土建立長期戰(zhàn)略合作關(guān)系,保障國內(nèi)稀土原材料穩(wěn)定供應(yīng),2024年從兩大稀土集團(tuán)的采購金額占公司年度采購總額的63.6%;持股大洋洲上市稀土公司Hastings或拓展海外供應(yīng)渠道。此外,2024年金力永磁還使用2,575噸回收稀土原材料,占全年稀土原材料使用量的30.4%。
金力永磁在人形機(jī)器人領(lǐng)域布局早,2025年,公司將人形機(jī)器人磁組件技術(shù)研發(fā)部升級為人形機(jī)器人磁組件事業(yè)部,由公司首席執(zhí)行官兼任該事業(yè)部的戰(zhàn)略統(tǒng)籌工作,并已根據(jù)客戶需求進(jìn)行了項(xiàng)目專用廠房、專用設(shè)備及專業(yè)團(tuán)隊(duì)等多方面配套投入,初具規(guī)模化量產(chǎn)能力。金力永磁規(guī)劃到2025年建成40000噸高性能稀土永磁材料產(chǎn)能,并投資1億美元在墨西哥建設(shè)“新建年產(chǎn)100萬臺/套磁組件生產(chǎn)線項(xiàng)目”,專門用于滿足人形機(jī)器人、新能源汽車等領(lǐng)域?qū)Υ沤M件的需求,體現(xiàn)了公司對機(jī)器人市場的重視和積極布局,也為其在機(jī)器人領(lǐng)域的業(yè)務(wù)奠定基礎(chǔ)。
(2)正海磁材
正海磁材是全球高性能釹鐵硼永磁材料行業(yè)的龍頭企業(yè)之一,也是國內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)54M牌號釹鐵硼量產(chǎn)的企業(yè),其產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于各類需要高效、精密驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)和傳感器中。目前公司現(xiàn)有產(chǎn)能3萬噸/年,其中煙臺基地產(chǎn)能1.8萬噸/年,南通基地產(chǎn)能1.2萬噸/年,產(chǎn)能利用率保持較高水平,產(chǎn)能建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。公司計(jì)劃通過定增募資10億元擴(kuò)產(chǎn)1.8萬噸高性能磁材,主要投向機(jī)器人市場。
同時(shí),正海磁材的產(chǎn)品還可高度匹配人形機(jī)器人空心杯電機(jī)、無框力矩電機(jī)等核心部件,現(xiàn)已與多家下游客戶開展聯(lián)合研發(fā)、小批量供樣等工作,通過協(xié)同開發(fā)機(jī)制,提升材料的性能和質(zhì)量,磁材解決方案進(jìn)展順利。坊間傳聞公司稀土永磁產(chǎn)品用于松延動(dòng)力空心杯電機(jī)及無框力矩電機(jī),用于提升關(guān)節(jié)響應(yīng)速度與能效,降低整機(jī)能耗。同時(shí)正海磁材表示還正在與終端廠商和電機(jī)廠商合作,通過提供定制化的磁材解決方案優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),提升電機(jī)的性能和效率,為人形機(jī)器人等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品提供有力支持。也有傳聞其中標(biāo)優(yōu)必選2024-2026年Walker X系列磁材獨(dú)家供應(yīng)協(xié)議,覆蓋軀干主電機(jī)及腕部旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊。
(3)寧波韻升
寧波韻升成立于1994年,以消費(fèi)電子和VCM的釹鐵硼業(yè)務(wù)起家,在2019-2020年順利突破并快速放量新能源汽車業(yè)務(wù),同時(shí)在工業(yè)機(jī)器人、家電、風(fēng)電等領(lǐng)域均有布局,提供從磁材設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到磁組件的一站式解決方案,降低客戶研發(fā)成本,增強(qiáng)議價(jià)能力,下游業(yè)務(wù)多點(diǎn)開花。2024年三季度,公司針對國內(nèi)某人形機(jī)器人客戶已達(dá)到量產(chǎn)供貨狀態(tài),持續(xù)打造新的業(yè)績增長曲線。坊間傳聞公司為智元機(jī)器人。
寧波韻升并在高磁能積、耐高溫、耐腐蝕等性能上達(dá)到國際領(lǐng)先水平,寧波韻升通過研發(fā)高牌號磁材(如N54、N55)和晶界滲透技術(shù),可減少重稀土用量并提高磁性能,這一技術(shù)優(yōu)勢契合行業(yè)趨勢,為其切入人形機(jī)器人賽道奠定了基礎(chǔ)。隨著人形機(jī)器人對磁材的精度、穩(wěn)定性和定制化要求越來越高,量產(chǎn)能力證明公司技術(shù)達(dá)標(biāo),雖然占比不超過1%,但證明該企業(yè)市場潛力,未來有望借助技術(shù)持續(xù)發(fā)力該市場。
(4)華宏科技
華宏科技是國內(nèi)為數(shù)不多整合設(shè)備制造、拆解運(yùn)營及稀土深加工、回收全環(huán)節(jié)的企業(yè)。華宏科技主要通過子公司中杭新材及其下屬子公司開展稀土永磁材料業(yè)務(wù),主要產(chǎn)品稀土永磁材料(燒結(jié)釹鐵硼磁鋼毛坯產(chǎn)品和燒結(jié)釹鐵硼磁鋼成品)可用作電動(dòng)汽車電機(jī)、工業(yè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)等各類永磁電機(jī)磁鋼零部件、核磁共振設(shè)備磁鋼零部件以及磁選設(shè)備、電子產(chǎn)品、包裝等各類磁鋼零部件。
在產(chǎn)能上,公司稀土資源綜合利用業(yè)務(wù)現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)模為年產(chǎn)1.2萬噸稀土氧化物。山東爍成現(xiàn)有產(chǎn)能為年產(chǎn)5000噸稀土永磁材料,截至2024年末,公司稀土磁材業(yè)務(wù)產(chǎn)能規(guī)模總計(jì)約1.5萬噸/年。有消息稱,華宏科技正在內(nèi)蒙古包頭市稀土高新區(qū)投資興建一期年產(chǎn)1萬噸高性能稀土永磁材料項(xiàng)目,預(yù)計(jì)2025年年底建成,未來有望發(fā)力人形機(jī)器人電機(jī)等市場。
(5)天和磁材
作為唯一的國家級稀土功能材料創(chuàng)新中心,天和磁材主要基于自有核心技術(shù)開展配方研制、工藝開發(fā)、毛坯生產(chǎn)、成品加工和表面處理,為客戶提供燒結(jié)釹鐵硼、燒結(jié)釤鈷等關(guān)鍵功能材料,能用于人形機(jī)器人的電機(jī)及傳感器等核心部件。有消息指出,天和磁材在高性能稀土永磁材料領(lǐng)域,取得了重大突破,開發(fā)出了磁能積高達(dá)50MGOe的新型釹鐵硼磁體,這種磁體比傳統(tǒng)磁體提升了25%,擁有高磁能積與高矯頑力,能準(zhǔn)確控制機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
公司還成功地研發(fā)出了,既耐高溫又抗腐蝕的特種磁性材料,這使人形機(jī)器人得以在更為惡劣的環(huán)境中,平穩(wěn)地開展工作。同時(shí)天和磁材近期還已經(jīng)宣布與多家人形機(jī)器人電機(jī)廠商達(dá)成長期供貨協(xié)議,為其提供定制化的高性能磁性材料,不久前其高性能釹鐵硼產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目新增2000噸永磁材料生產(chǎn)能力,年產(chǎn)3000噸新能源汽車用高性能釹鐵硼產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。
(6)中科磁業(yè)
中科磁業(yè)主要從事永磁材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是目前國內(nèi)重要的永磁材料生產(chǎn)商之一。目前公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全套生產(chǎn)裝備國產(chǎn)化、全面掌握了高性能永磁材料生產(chǎn)技術(shù),擁有核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能新型鈰磁體因其“技術(shù)水平領(lǐng)先,打破國際壟斷,實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)領(lǐng)域降準(zhǔn)替代且在知名用戶應(yīng)用”,被認(rèn)定為“浙江省重點(diǎn)首批次新材料'有利于我國永磁材料行業(yè)綜合技術(shù)水平的提升,增強(qiáng)國內(nèi)永磁材料制造業(yè)的競爭優(yōu)勢,進(jìn)而積極參與國際市場競爭。
中科磁業(yè)的主要客戶為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的電聲器件制造商及永磁電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。有傳聞中科磁業(yè)在機(jī)器人領(lǐng)域與超輕量仿人機(jī)械臂行業(yè)客戶睿爾曼建立合作,還與智元聯(lián)合開發(fā)“磁編碼器+諧波減速”一體化關(guān)節(jié)模組。目前,中科磁業(yè)還正規(guī)劃年產(chǎn)20000噸節(jié)能電機(jī)磁瓦及2000噸高性能釹鐵硼建設(shè)項(xiàng)目,有望未來帶來更大的市場增量。
(7)大地熊
大地熊主要從事磁性材料的研發(fā)、制造和銷售,主要產(chǎn)品為燒結(jié)釹鐵硼、橡膠磁等,是國內(nèi)前沿的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料制造商,其產(chǎn)品能夠廣泛用于人形機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)與空心杯電機(jī)部件,2024年度營業(yè)收入為1.31億元。
2024年大地熊開展了“各向同性釤鐵氮橡膠磁的研發(fā)”,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)并應(yīng)用于微特電機(jī)。公司生產(chǎn)的高性能燒結(jié)釹鐵硼等永磁材料已應(yīng)用于節(jié)能電機(jī)、人形機(jī)器人等方向。有消息稱大地熊包頭年產(chǎn)5000噸“高端制造高性能稀土永磁材料及器件項(xiàng)目”,已于2023年11月建成投產(chǎn),寧國“年產(chǎn)5000噸高性能釹鐵硼磁性材料項(xiàng)目”部分生產(chǎn)線進(jìn)入試生產(chǎn)階段。公司表示在當(dāng)前AI大模型賦能疊加政策助推背景下,以人形機(jī)器人為代表的機(jī)器人行業(yè)有望迎來高速發(fā)展,高性能釹鐵硼永磁材料是機(jī)器人伺服電機(jī)的核心材料,人形機(jī)器人未來商業(yè)化放量將會(huì)帶動(dòng)高性能釹鐵硼永磁材料市場需求的較大增長。
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