这是「岩松观点」第1839篇原创文章
行星滚柱丝杠是人形机器人的重要增量市场,比如特斯拉Optimus人形机器人就总共采用 14 个行星滚柱丝杠,单价超过8千,42万的总成本中行星滚柱丝杠就花了12万,成本占比近3成,是所有零部件中成本占比最大的一个。
今天介绍下丝杠,计算下未来发展空间,再看看这个领域有哪些公司是比较正宗的,如果有公司基本面不错,估值又低的话就更好了。
什么是行星滚柱丝杠?
丝杆是螺距较小的螺杆,属于传动零部件,简单说就是把电机转动的力量传输去需要的地方的零件,外形类似螺丝,布满螺纹,通过与螺母配合来实现运动控制和精确定位,过程类似给螺丝上螺母。为什么叫“丝杆”呢,可能是由英文“Screw”(螺杆)这个词演化而来。
普通的丝杠机械通过螺杆和螺母上的螺纹相互摩檫传导推力,传动效率低,还容易发热严重。为了避免螺杆和螺母之间直接摩擦,加入滚珠后就变成了滚珠丝杆,加入供油/气系统,在螺母和螺杆之间形成一层流体膜来实现无接触或近乎无接触的运动后就是静压丝杠。
特斯拉Optimus人形机器人中使用的反向式行星滚柱丝杠是滚动丝杆的一类,简单来说就是把滚珠升级为滚柱,结构上看着就像一圈小螺杆围着一个大螺杆。
相比滚珠,滚柱的刚度更强,承载力、传动效率和使用寿命更好。因此在提供相同负载的情况下,行星滚柱丝杠会更小,相同高载荷情况下,行星滚柱丝杠体积比滚珠丝杠小1/3的空间。根据赫兹压力定律,行星滚柱丝杠的寿命可达到滚珠丝杠的15倍。
产业链介绍
行星滚柱丝杠产业链由三大环节组成:上游原材料与零部件供应、中游行星滚柱丝杠的专业制造,以及下游应用。
丝杠多采用合金结构钢,而螺母与滚柱则优选高碳铬轴承钢。其中,国外行星滚柱丝杠的材料以合金结构钢为主。根据Ewellix官网,其标准丝杠轴主要由经过预处理的50CrMo4(或42CrMo4)制成,螺母和滚柱采用进行了全面硬化的100Cr6轴承钢。有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。
国内行星滚柱丝杠的材料主要选用马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢。马氏体不锈钢硬度、强度高耐磨性好,但韧性和耐蚀性较差;奥氏体不锈钢塑性好也不容易生锈,但强度较差。
行星滚柱丝杠被广泛应用于数控机床、飞行器起落架、精密机器人等领域,而这些设备在传动过程中需要保持极高的精度和稳定性。因此,在制造过程中对螺纹螺距、牙型、齿距、齿廓和偏心等精度要求极高,加工精度等级也相应较高,中游也就成了产业链的核心。
行星滚柱丝杠制造中,螺纹加工和生产设备是行业壁垒。
一般来说加工精度依次为:磨削>铣削>车削,加工效率则反之。目前磨削为精密丝杠的主要加工方式,精度等级可达C5级(数学越小精度越高)甚至更高,缺点是生产效率低,工艺周期约为30-50天,制造成本高。
因为缺乏高精度磨床设备,以国内现有切削加工技术,丝杠在车床或铣床上加工后仍需进一步磨削才能获得较高精度。秦川机床、华辰装备、宇环数控等国家专精特新“小巨人”磨床企业只能排在第二梯队,行业第一梯队是德国埃玛克、美国莱玛特、日本三井精机等海外公司。旋风铣经济效益更好,但国内数控旋风铣床差距同样不小,目前基本停留在半精加工水平。
行业前景
特斯拉机器人Optimus躯干共有28个关节,旋转关节和直线关节各14个。直线执行模组由手臂和腿部构成,覆盖腕、肘、髋、膝、踝。每个直线执行器=无框力矩电机 反向式行星滚柱丝杠 力传感器+编码器,构成了精密而高效的运动控制系统。
在腿部关节,丝杠可以通过电机带动旋转,将旋转运动高效转化为直线运动,从而精准地控制腿部的伸缩和弯曲,让机器人能够稳定地行走、奔跑甚至跳跃;在手臂部分,能帮助机械臂实现精确的伸展和抓取动作。目前Optimus根据不同位置的丝杠承载力不同,有500N、3900N、8000N三种规格。
按特斯拉画的“饼”,2027年生产50万台机器人,以平均价格2.5万美元计算,市场规模是125亿美元。
这个是售价,成本会比这个要低,毕竟还要赚钱的。为了方便,我们下面都简单的把售价当成本来算。
行星滚柱丝杠目前占比接近30%,技术成熟后会下降到15%左右,对应接近20亿美元的市场规模。
假设国内公司同时间内能生产特斯拉一半规模的机器人,市场规模就是30亿美元,约200亿人民币的市场。国内公司能从这里面分到多少肉就不好说了,单个企业分到的就更少了。所以,指望一家人形机器人概念公司单靠着生产行星滚柱丝杠去改变命运也是不现实的。除非你能知道这家公司未来能占据很大的市场份额。
当然了,行星滚柱丝杠的市场不止于人形机器人,随着技术进步,价格下降后很多因为成本太高的领域也会开始使用。人形机器人只是最近几年增量较大的一个领域。如果到2030年时,人形机器人产量在翻一倍,达到150万台,行星滚柱丝杠市场空间就能扩大到400~500亿的规模,假设龙头公司占据30%的市场,就是120~150的营收规模,按15%净利率,30PE估值算,对应500亿 的市值。你也可以用这个思路算一算你看好的公司到底值多少钱。
竞争格局
因国内企业受到磨削加工技术、加工设备等限制,国内行星滚柱丝杠市场主要被海外企业主导。据统计,2023年,Rollvis、GSA、Ewellix的销售额占比分别为29%、27%、15%,而国内企业的市场份额合计仅为16%。与国外产品相比,国内产品在效率、承载能力和精度等方面仍存在一定差距。
国产企业方面,南京工艺、博特精工、优仕特、上银科技等企业专注于生产行星滚柱丝杠,属于第一梯队。第二梯队包括:贝斯特、鼎智科技、五洲新春等。第三梯队则包括恒立液压、科德数控、长盛轴承等。
概念股谁能否逆天改命
北特科技:
昨天有朋友留意说北特股价涨了7倍。那我们就先看看这家公司的情况。
公司营收规模逐年增长,23年营收还不到20亿。公司丝杆业务起码要做到10亿营收才对公司有实际意义,相当于从200亿里抢走5%的市场份额,公司有没有这个能力呢?
公司主要做汽车底盘,底盘零部件主要产品转向器齿条、齿轮之类的生产工艺和与丝杠的生产有一定相同的地方,这算是一个优势。
但从历史业绩看,发展了十几年,利润一直在几千万的水平打转,23年利润还没2016年高,就算这几年国内新能源汽车大发展,公司利润也不见起色。就因为他要投18个亿建设行星滚柱丝杠项目,业绩就能好了?
好吧,算他真能从新项目里赚到钱,10亿营收全球市占率5%不小了吧,15%的净利率(公司现在的净利率不到3%)是1.5亿利润,加上现有业务也赚1亿,创下历史最好纪录,共2.5亿利润,现在市值160亿,对应64倍PE!这个估值下手,一旦市场情绪转向,不知道要套多少年了
贝斯特:
贝斯特的业绩看起来就顺眼很多了,同样是主营汽车零部件,13.4亿的营收赚了2.6亿的利润,而且有35%的海外营收。
有研报信息显示,公司在24年3季度与知名机床厂商签订了批量交付订单,其中代表滚珠丝杠副最高制造水平的C0级丝杠副实现突破,获得客户首批订单。应用于新能源汽车EMB制动系统滚珠丝杠副完成首次客户交样。人形机器人的线性执行器核心部件——行星滚柱丝杠批量化生产工艺布局不断完善。这公司是不是看着就靠谱不少。
公司现在130亿市值,47倍PETTM。公司之前每年增速大都在20%以下,未来几年应该也是差不多的增速,那现在的估值水平就没什么优势了。
两个公司,一个好一个差,但分析思路是一样的,算是抛砖引玉了。市场上有行星丝杠概念的公司没有30也有20家,这里就不一一列举了,大家可以用上面的思路去一一分析。
综合来说,机器人概念股中的行星滚柱丝杠公司要想单靠这项新增业务实现逆天改命有很大的难度,但锦上添花是可以有的。因此,还是要把研究的重点放在公司现在主业的发展情况上,只要主业稳定,丝杆成功了就是锦上添花,没有成也无伤大雅。其中,主业的技术和丝杆生产技术类似的,客户上有可能重叠的公司会更有优势。
除了分析业务,还要留意估值,现在是风口最热的时候,大部分公司的估值都不会太低。如果真的发现了非常好的公司,也没必要着急上车,可以先加入自选股,然后等待估值回落,什么时候估值合理甚至低估了在动手。
也不用怕会错失机会,因为新技术通常会有两次机会,第一次是预期和情绪推动,情绪过后就会回归合理估值。第二次是技术落地并大规模量产后,由业绩推动,上涨空间会超过第一次,行情也会更持久,更重要的是这个阶段会更容易发现行业的龙头。