人形机器人材料需求系列报告:磁组件,材料设计进入新时代

360影视 欧美动漫 2025-05-07 08:43 2

摘要:人形机器人采用电机作为动力源,存在独特的功能诉求。电驱动是目前人形机 器人最常见的驱动方式,通常包括旋转驱动、直线驱动以及线驱动(腱绳驱动)。 在塑造机器人结构和动态运动场景下,其作为关键的动力部件,需要满足相关条件 以符合人形机器人关节的功能诉求。例如: (

1.1 电机驱动塑造人形机器人,具有独特的功能诉求

人形机器人采用电机作为动力源,存在独特的功能诉求。电驱动是目前人形机 器人最常见的驱动方式,通常包括旋转驱动、直线驱动以及线驱动(腱绳驱动)。 在塑造机器人结构和动态运动场景下,其作为关键的动力部件,需要满足相关条件 以符合人形机器人关节的功能诉求。例如: (1)由于机器人关节常在较低速输出大转矩,需要采用电机与传动部件配合 构成关节执行器; (2)由于机器人关节在与环境进行物理交互的过程中涉及短接触时间内的高 力矩输出,需要电机在短时间内具有极强的过载能力; (3)由于机器人关节处于频繁的加减速、往复旋转运动中,需要电机具有较 好的动态响应性能; (4)由于机器人常与非结构化环境频繁地交互,需要电机具有良好的抗扰性 能和抗冲击性能; (5)由于机器人特定的形体限制了其关节空间,需要电机具有较高的转矩密 度和功率密度。 除了功能诉求外,机器人整体结构的对电机的尺寸和结构也提出了相关的要 求。从目前应用来看,无框力矩电机和空心杯电机率先脱颖而出。

无框力矩电机结构紧凑,重量低,性能出色,仅包括转子和定子两个组件,无 轴、轴承和端部,高度契合人形机器人结构。无框力矩电机实质上是基于机电一体 化的理念集成的一体化关节模组。其转子可直接与关节外壳、减速器或弹性元件集 成,降低了轴向长度和重量,提高了伺服电机的转矩密度和响应速度。同时,由于 紧凑的结构,可以安装于关节间连杆的腔体内,实现高转矩和高精度。目前,不同 企业的技术路线差异较大、各有优势。国内的无框力矩电机产业起步较晚,在包括 充磁/灌封/绕线技术、过载设计及轻量化设计方面存在一定的差距。

空心杯电机属于一种特殊的永磁伺服电机,结构小、质量低,十分适合应用于 尺寸小且精度和灵活性要求高的机器人灵巧手。空心杯是指该类有刷电机没有转 子铁芯,电枢直接由绕组线圈绕成杯状,由电枢支架支撑与固定。由于空心杯电机的转子为无铁心的圆筒形绕组,转子的质量和惯量小、不存在铁耗和齿槽转矩。因 此,空心杯电机具有转矩波动低、运行稳定、效率高和动态响应性好等优点。 空心杯电机的优势与特点可以很好的被高精尖的机电一体化系统所吸纳。从 海里到地面,再到太空,普通环境及严苛外界条件的应用场景都离不开空心杯电机 的身影。空心杯电机适用领域众多,为解决不同应用场景下的问题具有较大的实用 价值。在人形机器人身上,则与手部的功能需求高度匹配。 目前,机器人关节用空心杯电机的直径主要集中在 10mm 左右,以小微型为 主流。空心杯电机产业在国外发展较早,包括瑞士 Maxon、德国 Faulhaber、瑞 士 Portescap 等厂商占据主要市场;国内的产业起步较晚、技术相对薄弱,尤其 在小尺寸范围(8mm 及以下)落后于国外企业。

1.2 性能需求指导设计是未来发展重点

在人形机器人全身关节解决方案中,不同位置上的关节处理方案并不相同,形 成的相关结构存在差异。特斯拉Optimus全身伺服关节方案中,包括了旋转关节、 直线关节、空心杯电机三大类,总共有 14 个旋转关节、14 个直线关节和 12 个空 心杯电机。旋转关节分布在肩部(6 个),腕部(2 个),髋部(4 个),躯干(2 个); 直接关节分布在肘部 2 个,腕部 4 个,髋部 2 个,膝部 2 个,踝部 4 个;而空心 杯电机均分布在灵巧手上。在旋转关节和直线关节上,主要采用了无框力矩电机结 合不同的机械部件形成关节模组;而空心杯电机则应用在灵巧手上,并结合了其他 的机械部件。从特斯拉的方案可以看出,全身不同处关节处理方案是不同的,结构 也存在较大差异,本质上是由于全身各个关节承担的功能作用不同。

不同传动部件形成的结构会赋予电机不同的特点,不同位置的关节执行器输 出特性存在差异,从而对伺服电机的电磁性能、传感器需求和控制策略不同。按照 传动部件类型分类,关节执行器主要可以分为三种类型,柔性执行器、弹性执行器 和准直驱执行器。柔性执行器一般由“电机+高减速比减速器”构成,通过高减速 比减速器大大提高了输出扭矩,因此对电机本身的转矩需求较低,但易引发机械谐 振,从而影响控制精度。弹性执行器在柔性执行器的基础上增加了弹性元件,抗强 冲击性能出色,同时能高效实现高峰值扭矩,因此对电机本身峰值转矩需求较低, 但其动态响应性能较一般,难以实现机器人灵活的运动调整。准直驱执行器则一般 由“高转矩密度电机+低减速比减速器”构成,低减速比减速器的非线性误差和静 摩擦力都较小,可实现较高精度的转矩控制,但对转矩的提高有限,对电机本身的 转矩需求要求较高。 此外,传动部件组合架构对伺服电机的尺寸、形状形成约束,导致整体性能输 出特性也存在差异。目前机器人关节执行器的传动部件组合架构有如下三种类型: ①并轴级联式:电机输出轴与减速器沿径向排列,输出轴非同轴;②同轴串联式: 电机与减速器沿同轴排列;③同轴内嵌式:电机与减速器同轴排列,减速器嵌入电 机内。

除了执行器整体结构和组合架构对电机输出性能产生差异外,电机本身的拓 扑结构也不同,从而对电机性能、尺寸等方面的要求也不同。不同拓扑结构类型的 电机与不同的传动部件配合也会产生不一样的效果。目前,常见的机器人关节电机 拓扑包括内转子径向磁通永磁电机、外转子径向磁通永磁电机和轴向磁通永磁电 机。此外,空心杯电机作为一种特殊的永磁电机也常用于机器人的微小型关节,而 电机的拓扑结构实际上远远不止图中几种,其结构优化是实现电机性能提升的重 要方式之一。

结合以上几部分,可以刻画出当前人形机器人关节电机的特征图谱,但仍然尚 未有全面理想的解决方案,需要在某些功能特性上做出妥协。在当前人形机器人的 应用中,可以发现在低径长比、直径为 8~20 mm 的关节中,以空心杯电机为主, 主要应用场景为微型机器人、灵巧手;在中径长比、直径为 30~80 mm 的关节 中,以内转子电机为主,主要应用场景为机械臂等机器人上肢关节;在高径长比、 直径为 100~180 mm 的关节中,以外转子电机为主,主要应用场景为高动态腿 足式机器人关节等机器人下肢关节。

相较于汽车等其他领域,由于人形机器人功能诉求更加多元化、系统化、因此 从面向具体机器人的关节特性,有针对性地设计电机,以性能需求指导设计,可能 是未来人形机器人运动核心发展重点。在汽车上,电机的功能诉求没有机器人那么 多元,功率密度和转矩密度是衡量电机性能的关键指标,在电动汽车永磁同步电机 发展过程中可以明显看到功率不断提升的趋势。但在机器人身上,参数并不是最重 要的,而是需要从机器人性能需求出发,根据各个关节承担功能和实际应用场景, 来指导关节电机设计和优化,以满足特定部件上人形机器人的功能诉求。

从以上分析来看,过往多选择标准化电机产品作为关节电机,缺少对电机本身 特性的关注,而更多将设计集中在与其相连的传动部件及结构优化等方面,从而改 进标准化电机不足之处,并未从人形机器人性能角度出发设计。因此,在未来人形 机器人发展过程中,对电机本身特性的设计优化将显得更加重要。目前一些人形机 器人厂商均发展自研电机,例如宇树科技 H1 部分关节采用了 Unitree 自研 M107 电机,小米自研 CyberGear-高性能准直驱动关节模组。而电机中的永磁 材料奠定了电机性能基础,新材料的研发亦将是关节电机发展的关键一环,而能迎 合性能需求的材料设计或是磁性材料企业核心竞争力。

2.1 磁组件是稀土永磁材料精深加工环节

磁组件属于稀土永磁材料精深加工环节。稀土永磁产业链包括上游稀土的开 采、冶炼环节;中游为材料的精深加工环节;生产出的各种成品器件则应用于下游 消费电子、新能源汽车、节能家电、风力发电等终端产品领域。

稀土永磁材料器件的生产包括坯料环节和成品工序,生产工序较为繁杂,不同 企业的工艺路线不同,行业内既有全工序生产的企业,也有只做毛坯或者只做成品 的企业。坯料工序是将镨钕金属、纯铁等原料按比例混合通过熔炼、制粉、压型等 工序制成钕铁硼毛坯,属于制造钕铁硼成品的“前道工序”。成品工序是将钕铁硼 毛坯按照终端产品的设计方案,通过精密加工、表面处理、智能组装等环节制造出 钕铁硼成品器件,属于“后道工序”。天和磁材产品为烧结钕铁硼、烧结钐钴永磁 材料,其产品生产工艺即为“前道工序”;中科磁业在毛坯基础上加工、充磁后获 得的钕铁硼磁钢则为“后道工序”;而英思特由于主要面向消费电子领域,其在中 科磁业的基础上又多了智能组装环节,最终的产品形式为磁组件应用器件。在以上 几类企业工艺方式中,英思特的工艺最多,但也最接近终端需求。

磁组件的工艺流程复杂,以英思特的工业流程图看,可以分成四大环节:毛坯 生产、精密加工、表面处理、充磁、智能组装几大部分。在永磁电机的应用中,材 料研制生产、精深加工各工序都会对磁组件的性能产生影响,从而对电机的性能也 会产生影响。 因此,若在前端磁组件生产过程中,结合人形机器人的功能诉求进行设计适配, 则可发挥调节的空间就更大,实现材料、电机、连接方式、传动部件等集成化、系 统化,打造更加全面的关节,提升人形机器人综合运动表现。

2.2 永磁材料:磁性能最为核心,牌号储备决定定制化能力

磁性材料系由一系列可直接、间接产生磁性的物质形成的材料,元素铁、钴、 镍及其合金等。根据磁化后再出现退磁的难易程度,磁性材料可分为软磁材料和硬 磁材料,其中:软磁材料经外加磁场后易磁化从而产生磁性,但离开外加磁场后极 易退磁,通常仅用于导磁,如变压器铁芯、磁路轭铁等;硬磁材料经外加磁场充磁、 达到磁饱和后即形成较高的矫顽力和磁能积,脱离外加磁场后仍可保持较强的内 生磁场和磁性能,可持续、稳定帮助下游领域实现电能与机械能间的能量转换、电 信号转换等功能,在当今全球生产、生活中广泛应用,亦称永磁材料。 永磁材料具有一经磁化即能保持恒定磁性,具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩 磁的特点,其基本功能是不需要消耗电能便可提供稳定持久的磁通量,同时可简化 机械设备结构,降低维护成本,对环境影响较小,有节能和环保的优势。 稀土永磁材料综合性能最出色,实现了广泛应用,目前已发展至第三代。常见 的永磁材料包括三类,即金属合金永磁材料、铁氧体永磁材料和稀土永磁材料。其 中,稀土永磁材料以稀土金属元素 RE(Sm、Nd、Pr 等)和过渡族金属元素 TM (Fe、Co 等)所形成的金属间化合物为基础,是目前磁性能较好、综合性能较优、 发展较为迅速的永磁材料。 上世纪六十年代以来,稀土永磁材料快速发展。1967 年,美国发明了钐钴 SmCo5,标志着稀土永磁材料的诞生,被业界认定为第一代稀土永磁材料。1977 年,日本发明了第二代稀土永磁材料钐钴 Sm2Co17。其后,世界各国一直在研究 成本更低,磁性能优良的稀土永磁材料。1983 年,美国、日本成功发明了第三代 稀土永磁材料钕铁硼 Nd2Fe14B。钕铁硼 Nd2Fe14B 和烧结钐钴 SmCo5、烧结 钐钴 Sm2Co17 共同构成当前稀土永磁材料应用的主要类别。 稀土铁氮永磁体具有优良的热力学稳定性、抗氧化性和耐腐蚀性,该材料目前 尚处于研发阶段,制备工艺上亦存在技术难题,若未来技术取得重大突破,则有望 成为第四代稀土永磁材料。

主要磁性能指标为衡量材料磁性能高低最重要的依据,其重要指标包括:剩磁 Br、磁极化强度矫顽力(即内禀矫顽力) Hcj、磁感应强度矫顽力 Hcb、最大磁能积 (BH)max。除主要磁性能指标外,还包括辅助磁性能(Additional Magnetic Properties)、尺寸精度、产品一致性等指标。辅助磁性能主要包括相对回复磁导 率μrec、剩磁温度系数α (Br)、磁极化强度矫顽力温度系数α (Hcj)、居里温度 Tc、 饱和磁化强度 Ms 等。 剩磁、矫顽力和最大磁能积等除了与材料的内禀性能有关,还受材料的微观结 构和制备工艺的影响,称为结构敏感参量,是重要的衡量公司制备工艺水平的技术 变量;居里温度和饱和磁化强度等主要由材料本身的化学成分决定,而与材料的微 观结构和制备工艺关系不大,称为非结构敏感参量。

钕铁硼永磁材料属于第三代稀土永磁材料,是迄今为止性价比最高的磁体,应 用最为广泛,其中烧结钕铁硼市场份额超过 90%。第一代、第二代稀土永磁材料 钐钴永磁体,采用粉末冶金工艺制备,主要原料为钐、钴,由于价格昂贵且钴属于 战略资源,因此钐钴永磁体量产和大规模使用受到了限制。从性能上看,三代钕铁 硼永磁材料在磁性能和生产成本方面具备较大优势。在一般的工作温度和工作环 境中,钕铁硼的综合磁性能显著较强,但在少数温度较高以及较恶劣的工作环境中, 烧结钐钴的适应性更佳。因此,烧结钐钴仅在航空航天、军工中的少数工作温度较 高的领域拥有优势,钕铁硼则凭借更优的综合磁性能,实现了广泛应用与快速发展。 根据制备方法及用途的不同,当前钕铁硼永磁材料主要分为烧结钕铁硼、粘结 钕铁硼、热压/热变形钕铁硼三类。 粘结钕铁硼工艺简单、造价低廉、尺寸精度较高,但磁性能较低、机械强度 较弱,因而当前产量较小,主要应用于办公室自动化设备、电装机械、视听设备、 仪器仪表和小型马达等对磁性能要求较低或磁体形状特异的领域。 热压/热变形钕铁硼致密度高、取向度高、矫顽力高、耐腐蚀性好,但制备成 本较高,技术工艺仍待优化,当前应用仅局限于小微电机的部分领域,尚未形成较 大的产业规模。 烧结钕铁硼取向度、综合磁性能较高,加之生产工艺成熟、成本适中,当前其 产量占所有稀土永磁材料的比重超过 90%,2022 年占我国稀土永磁材料产量占 比 95.27%,广泛应用于新能源汽车及汽车零部件、风力发电、节能家电、工业电 机、3C 消费电子、智能制造、航空航天、轨道交通、医疗器械等诸多领域。

材料性能体现公司工艺技术,牌号储备则体现公司定制化能力。永磁材料按照 内禀矫顽力和最大磁能积分为不同系列和牌号,对于磁材企业而言,掌握的牌号越 多,则越能够满足不同客户的定制化需求。

目前,实验室制备的烧结钕铁硼磁体的剩磁和最大磁能积均已接近理论极限。 然而,实际制备磁体的矫顽力约为理论值的一半,提高矫顽力成为继续扩大钕铁硼 材料应用范围的关键问题。提升钕铁硼矫顽力最直接的方法是添加重稀土元素,但 相应的会增加成本。因此,衍生发展了晶界添加与晶界扩散工艺,实现重稀土显著 减量,降低材料成本,并提升材料的矫顽力。 此外,随着人形机器人产业的发展,钕铁硼的使用环境常常伴随着高温、高速、 潮湿、易腐蚀等情况。未来钕铁硼磁体的应用并不局限于单一的磁性能要求,而是 从多方面综合提高钕铁硼磁体的温度稳定性、力学性能、耐蚀性等性能,以更好匹 配人形机器人在特定场景下的功能诉求,例如温度稳定性与高温下使用是否失效 密切相关;力学性能关乎到磁体的合格率,服役情况下的报废率等;耐蚀性影响在 潮湿环境中的服役期限等。因此,未来材料的研发或将更注重综合性能的提升与终 端应用的匹配,上游企业更贴近下游或是产业链发展趋势。

2.3 磁组件:契合电机结构,适配设计构筑壁垒

电机的结构设计多样,对电机整体性能有较大的影响。根据转子位置不同,可 以分成内转子电机和外转子电机。内转子电机又可以分成表贴式和内置式。其中表 贴式可以分为凸机式和插入式;内置式又有多种方式,根据永磁体磁化方向和转子 所呈的角度,又可以分为径向式、切向式和混合式三种,更显电机结构的多样性和 复杂性。

不同转子结构对磁路的影响主要表现在交轴同步电抗和直轴同步电抗 Xad 的 大小及其比例(凸极率)的不同,对电机的转矩转速特性,损耗和效率等均有较大 影响。同时,不同转子结构对加工工艺复杂程度也不尽相同,生产成本上也会产生 较大差异。从实验结果来看,分层结构 d、q 轴之间的电抗差值更大,这提高了电 机磁阻转矩的利用率(磁阻转矩利用率 = 磁阻转矩分量/电磁转矩)和过载能力,从 而可以实现更高效的能量转换和运动输出。同样的,不同的分层结构对稀土磁材的用量也是不同的,双层结构较单层结构多用了 14.0%的永磁材料,三层结构较双 层结构多用了 17.1%的永磁材料,三层结构较单层结构更是多用了 33.5%的永磁 材料,并且工艺更加复杂。因此,电机的结构设计是绝对电机性能的重要方向之一。

永磁体的设计在电机拓扑结构中同样影响重大。永磁体磁化方向长度 hM、永 磁体宽度 bM,永磁体的夹角和圆心距都会对电机性能产生影响。电动机的磁负荷 就取决于永磁体的尺寸。而电机的磁负荷直接影响电机的功率密度和损耗,所以永 磁体的尺寸设计非常重要,要合理选取永磁体磁化方向长度 hM和永磁体宽度bM, 这两个参数决定着永磁体提供励磁磁场的能力,设计值过大容易导致磁路饱和。在 保证永磁体用量尽可能少的前提下,选取的设计值应使永磁体工作在最佳工作点。

永磁体的形状设计同样是优化电机拓扑结构的方式之一,对材料用量节约和 性能改进都有重要意义。永磁体材料的选择,可以进一步提高永磁同步电机的效率 和输出功率,降低制造成本,促进电机技术的发展和应用。通过针对磁钢用量调整, 利用铁氧体和钕铁硼混合使用的材料设计方案,实现了电机永磁体成本大幅度的 降低,并且有效降低了反电动势谐波及转矩脉动,同时提升混合电机转矩输出能力。

除了磁钢的形状和摆放位置外,磁钢的固定方法也会影响电机的工艺成本和 电机性能。不同的磁钢固定方式的优缺点各不相同,通过对比分析,可以针对具体 工况选择合适的磁钢固定工艺;根据各种磁钢固定方法调整零件结构进行磁钢固 定方式的优化。

对于磁材企业而言,磁钢的形状设计和固定方法或是偏上游企业深度参与终 端产品设计、更紧密贴近客户的重要途径,相关工序的产品附加值或更高,类似因 斯特在消费电子领域中的“灵活组装”环节,或是构筑企业在人形机器人领域壁垒 所在。

3 投资分析

金力永磁:成长中的稀土磁材龙头,期待人形机器人磁 组件项目放量

磁材行业龙头企业,产能持续扩张。新增产能持续放量。截至 2024 年底,公 司高性能钕铁硼永磁材料毛坯建成产能达到 3.8 万吨,包头二期 1.2 万吨年产能项 目、宁波 3000 吨年高端磁材及 1 亿台套磁组件产能项目、赣州高校节能电机用磁 材基地项目均已投产,预计到 2025 年实现 40,000 吨高性能稀土永磁材料产能达 产及建成先进的人形机器人磁组件生产线。2024 年,公司共生产高性能磁材毛坯 约 2.93 万吨,同比增长 39.48%,销售高性能磁材成品约 2.09 万吨,同比增长 37.88%,高性能磁材产品产销量创公司历史最高水平。根据公开的行业统计数据, 公司已成为全国乃至全球稀土永磁材料行业产销量排名第一的企业。

公司持续进行研发投入,积极布局人形机器人用磁体及磁组件领域,构建新成 长曲线。墨西哥新建年产 100 万台/套磁组件生产线项目持续推进,由原先的材料 端产品向下游延伸至磁组件,项目建成投产后有助于提升公司在人形机器人、新能 源汽车等领域的市场竞争力。 研发投入持续,产品性能领先。钕铁硼磁材存在技术壁垒,需要不断的研发投 入。公司研发费用逐年上行,研发费用率常年维持高位。公司磁材产品的主要磁性 能均位于行业前列。公司产品单品最高内禀矫顽力与最大磁能积数值之和超过 80, 远超高性能钕铁硼永磁材料的标准。此外,公司具备行业领先的晶界渗透技术,目 前公司产品中采用晶界渗透技术生产的产品占比超过 90%。

锁定主流稀土厂商,布局回收产业链。公司与包括南方稀土集团、北方稀土集团在内的重要稀土原材料供应商建立了稳定的合作关系,同时公司收购银海新材, 积极布局回收产业链,多方位保证原材料的供应。 深耕优质客户,下游应用多点开花,优化调价机制减少利润波动。公司与下游 客户长期合作深度绑定,下游客户定制化需求较多,具备较强的客户黏性,一旦进 入其供应链,不会轻易发生更换。此外,公司产品对应不同的终端客户有不同的调 价机制,通过不同调价机制的组合和对调价机制的及时优化,公司得以降低原材料 价格波动的风险。

正海磁材:专注电车磁材,布局人形机器人

深耕行业 20 余年,产能持续扩充。公司成立于 2000 年,致力于高端稀土永 磁材料及元器件的研发和制造,深耕行业 20 余年,是全球高性能钕铁硼永磁材料 行业的龙头企业之一,是“全国制造业单项冠军企业”、山东省新材料领军企业 50 强。截至 2024 年底,公司高性能钕铁硼永磁材料建成产能 3 万吨,其中烟台基地 18000 吨,产能利用率 84%;南通基地建成产能 12000 吨,产能利用率 62%。 此外,公司在上海临港工厂拥有 16 万台新能源汽车电机驱动系统产能。

公司是电车磁材领导者,汽车占比持续提升。公司对国际汽车品牌 TOP10、 自主汽车品牌 TOP5、造车新势力品牌 TOP5 覆盖率 100%;全球 EPS 等汽车电 气化品牌 TOP5 覆盖率 100%。2024 年公司汽车行业(含新能源汽车)用钕铁硼 销量同比增长 16%至 13175 吨,量占比为 65%。公司是工信部认定的新能源汽 车用高性能烧结钕铁硼永磁体全国制造业单项冠军企业,持续保持在新能源汽车 和汽车电气化领域的全球市场领先地位。

布局人形机器人,荣获人形机器人领域荣誉。公司产品可高度匹配人形机器人用空心杯电机和无框力矩电机等核心部件,现已与多家下游客户开展联合研发、小 批量供样等工作,目前进展顺利,2024 年公司荣获人形机器人联盟颁发的“2024 人形机器人领域最具价值材料类企业”奖项。

生产工艺先进,技术实力出众。公司坚持“高人一筹”和“稀土资源平衡”双 战略研发,不断实现核心技术升级迭代,拥有“低重稀土”、“无重稀土”和“超轻 稀土”三大类产品。2024 年晶粒优化技术(TOPS)相关产品在公司产品的覆盖率 达到 97%;扩散技术(THRED)相关产品在公司产品的覆盖率超过 80%;无重稀土 磁体产量同比增长 50%;超轻稀土磁体出货量持续增长。

聚焦主业,收缩电机驱动业务,负面影响减弱,业绩有望回暖。公司新能源汽 车电机驱动业务低迷,2024 年实现营业收入 4652.12 万元,同比减少 55.16%, 营业收入和利润同比均大幅下降,业务空间缩小且呈持续压缩趋势。为提高运行效 率,降低对业绩的负面影响,公司对该业务进行经营优化及业务收缩,后续的负面 影响将减弱,整体业绩有望回暖。

宁波韵升:老牌磁材企业,人形机器人进展快速

公司是老牌磁材企业,下游业务多点开花。公司自 1995 年以来专业从事稀土 永磁材料的研发、制造和销售,是国家高新技术企业。目前公司已与众多国际知名 企业建立了战略合作关系,产品广泛应用于各终端领域,主要包括新能源汽车应用、 消费电子和工业及其他应用三大市场。2024 年公司实现钕铁硼永磁材料成品销售 重量 12873 吨,同比增长 19.33%。新能源汽车方面,公司产品广泛应用于国内 主要的新能源汽车品牌,2023 年公司在国内新能源主驱配套 255.53 万套,市场 占有率达 23.44%;消费电子应用方面,公司为全球智能 3C 电子巨头供应磁材产 品,同时也是多家国际声学巨头和机械硬盘(HDD)产业链上的主要磁材供应商, 应用于智能手机、无线耳机、智能平板、PC、智能穿戴设备及无线充电设备等; 工业及其他应用领域方面,公司已是一批国内外主流电机企业的主要磁材供应商, 应用于伺服电机及机器人、直线电机、电梯曳引机、变频空调、风力发电机等领域。

产能规模行业领先,手握资源优势。公司已形成年产 21000 吨高性能钕铁硼 的生产能力,生产规模行业内领先,其中晶界扩散产能 1 万吨/年,同时公司正有 序推进包头 15000 吨高性能稀土永磁材料智能制造项目,预计 2025 年起将陆续 投产。公司与中矿资源成立合资公司,占比 45%,旨在非洲收购合适的稀土项目 并通过项目公司进行稀土矿的勘探、开发、矿权投资,目前拥有赞比亚孔布瓦 (Nkombwa)稀土矿探矿权,累计探获的稀土氧化物矿石资源量 278 万吨,TREO 平均品位 2.76%,手握资源优势。 人形机器人布局速度快,为智元等头部客户开展小批量或量产供货。在人形机 器人领域,公司通过积极的市场开拓,与一批潜在客户建立了联系,为智元等头部 客户开展小批量或量产供货 技术优势显著,产业链已拓展至磁组件环节。公司掌握了多项高性能钕铁硼磁 材的核心技术与工艺,并已形成了自有的核心技术体系,在稀土产品配方、一次成 型技术、工艺自动化技术、晶界扩散技术、重稀土减量化控制技术、高材料利用率 加工技术、环境友好表面防护技术等方面持续获得专有技术突破。同时,在产业链 上,公司延伸到磁组件环节,可向客户提供从设计到生产,再到磁组件的全流程服 务,实现高度定制化,2024 年磁组件实现收入 4.24 亿元,同比增加 211.27%, 收入占比提升至 8%。

英洛华:电控一体化动力系统方案提供商,契合人形机 器人发展需求

“材料-组件-系统”全链条覆盖,三大板块齐发力。公司主要从事钕铁硼永磁 材料、电机系列产品、健康器材产品、扬声器类及消费电子类成品的研发、生产和 销售。紧紧围绕“做精机电、做强磁材、做优下游应用”的发展战略,持续挖掘市 场需求,充分发挥产业链协同优势,做强主业,三大板块齐发力。2024 年,公司 实现营收 40.09 亿元,同比增长 4.2%,继续保持稳健增长态势,其中钕铁硼、电 机系列、电动轮椅及代步车三大业务营收比例分别为 52.79%、22.42%、14.93%, 毛利率分别为 15.72%、28.32%、31.90%。利润方面,2024 年公司实现归母净 利润 2.48 亿元,同比增长 186%。

公司是国内领先的稀土永磁材料生产企业,现有磁材产能 13000 吨左右。公 司专业生产烧结、粘结钕铁硼永磁材料及其磁组件,现有横店和赣州两个钕铁硼生 产基地,产能 13000 万吨左右,产能利用率 70%左右,已成为同时具备研发生产 高磁性、高稳定性的粘结和烧结钕铁硼磁钢、磁组件产品的少数企业之一。2024 年,公司实现钕铁硼销量 6284 吨,同比增长 15.12%,产品结构持续得到优化, 在新能源汽车、节能家电等新能源领域的业务占比逐步提升。公司在磁材领域技术 发展持续得到,成功开发拼接磁钢粘胶工艺;开发 54UH、52UHT 等超高性能材 料,为机器人、新能源汽车项目做好技术储备;开发系列高性能、低成本材料,如 超高性能 N58、55SH、52UHT、50EH 和低成本加 Ce 的 45M、42H、38H 等。

公司子公司联宜电机具有较高的知名度和品牌影响力,多款产品可应用于人 形机器人领域。联宜电机是国家重点高新技术企业,实施国家智能制造项目、国家 绿色制造项目、国家强基工程项目、国家 863 项目等项目 30 多项。2021 年,获 评国家专精特新“小巨人”。公司电机系列产品品类齐全,主要包括交流、永磁直 流、无刷、步进、伺服电机等微特电机和电动推杆执行器,平行轴、蜗轮、行星齿 轮减速器、谐波减速器,以及各类电机驱动器,产品契合人形机器人发展趋势,公 司电机和减速器产品目前有少量应用于工业机器人。

积极向下游延伸,提升产品提升附加值。下游应用方面,公司目前主要涉及电 动轮椅、老年代步车、助行器等健康器材产品,以及扬声器等电声产品的生产和销 售。公司代步车和轮椅车全系列已通过欧盟 CE 认证,已取得“医疗器械注册证” 的轮椅车 33 款,拥有美国 FDA 认证的车型 10 款。2024 年,公司完成 6 款车型 FDA 注册、31 款车型欧盟 CE 注册备案。公司电动轮椅车、代步车被列入浙江省 第一批消费品以旧换新目录。此外,公司收购了浙江全方科技有限公司 100%股权, 进一步拓展下游电子声学领域应用,完善在消费电子、扬声器等领域的布局,实现 资源整合和优势互补。

英思特:电子磁性组件领先供应商,一体化优势渐成

公司深耕消费电子领域,是多家国际消费电子品牌商的稀土永磁材料应用器 件供应商。公司主要产品包括单磁体应用器件和磁组件应用器件,应用于笔记本电 脑、平板电脑、智能手机、电子配件产品、智能家居产品等。公司自设立以来坚持 在消费电子领域深耕,已经成为苹果、微软、小米、华为、联想、reMarkable、 罗技等多家国际知名消费电子品牌商的稀土永磁材料应用器件主要供应商之一。 公司前五大客户主要包括富士康、立讯精密、比亚迪、信维通信(江苏)有限公司、 群光电子等,均为苹果、微软、华为、联想、小米等国际知名消费电子品牌商的代 工厂,2023 年公司最终应用于苹果终端产品的销售收入占比为 65.95%。

公司提供磁性器件生产制造综合解决方案,与下游客户深度合作,产品附加值 高。公司的将烧结钕铁硼毛坯原材料,通过磁路设计、精密加工、表面处理、智能 组装等工艺制造出单磁体或磁组件应用器件产品销售给下游客户,在各工序上掌 握了一系列核心技术。由于公司在下游消费电子客户新产品研发早期便深度参与 磁性材料应用器件的设计、材料选型、通过合理的组件结构设计和材料选型,最大 限度地帮助客户节约成本,因此公司盈利水平出色,产品附加值高,公司毛利率超 过 25%。

继续扩充产能,横向延伸下游应用领域,一体化优势渐成。公司正在向汽车、 工业电机等其他应用领域拓展。工业电机、汽车领域的客户为保证其产品的稳定性, 通常选择有毛坯生产能力的全工序的供应商,公司毛坯生产线于 2023 年 4 月投 产,一体化优势渐成。公司磁组件产能利用率极高,急需扩建新的产能满足下游客 户需求。公司通过募投项目“消费类电子及新能源汽车高端磁材及组件扩产项目” 预计将新增消费电子产品单磁体应用器件 50,000 万件,新能源汽车电机单磁体应 用器件 6,000 万件,磁组件应用器件 24,000 万件。该项目涉及工艺除公司现有的 精密加工、表面处理及组装之外,还将引进烧结工艺设备,所烧结而成的毛坯材料 作为公司现有产品的原材料使用。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

来源:未来智库

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