高频损耗桎梏:硅钢在 10kHz 以上频率下涡流损耗呈指数级上升,例如在 20kHz/0.5T 工况下损耗达 120W/kg,较纳米晶合金高出 71%。这导致电机效率下降、发热加剧,难以满足人形机器人关节电机(如特斯拉 Optimus 旋转关节需>200N・m 扭矩)对高频响应的需求。
体积重量矛盾:硅钢铁芯为达到高功率密度需增加截面积,导致电机体积和重量增加。以 100W 伺服电机为例,硅钢铁芯重量较纳米晶合金高 35%,直接影响机器人运动灵活性。
高频低损耗特性:铁基纳米晶合金在 20kHz/0.5T 工况下损耗仅 70W/kg,较硅钢降低 41.7%。这使得电机效率提升 8%-12%,续航能力延长 15%-20%,尤其适合需要长时间运行的工业机器人和服务机器人。
高饱和磁感应强度:纳米晶合金 Bs 值达 1.24T 以上,较硅钢(1.0-1.2T)提升 20%。以协作机器人关节电机为例,采用纳米晶铁芯可在相同体积下提升扭矩输出 30%,或在相同扭矩下缩小体积 40%。
宽温区稳定性:在 - 50℃~150℃温度区间内性能波动<10%,显著优于硅钢(温度系数 - 0.15%/℃)。这对高温环境下的工业机器人(如焊接机器人)和低温场景的物流机器人至关重要。
功率密度竞赛:人形机器人向 “类人化” 演进,要求电机功率密度从当前 1.5kW/kg 提升至 3.0kW/kg 以上。纳米晶铁芯通过降低损耗和提升 Bs 值,可使电机功率密度提升 40%,成为突破物理极限的关键材料。
智能化控制需求:协作机器人的力控精度需达到 ±0.1N,高频响应能力要求电机工作频率从 50kHz 提升至 300kHz。纳米晶合金在 300kHz 下的损耗仅为硅钢的 1/3,可实现更精准的力矩控制。
工艺创新突破:公司自主研发的平面流高速连铸技术,实现 18μm 超薄带材的连续化生产,单线产能达 4000 吨 / 年,较传统单包法效率提升 8 倍,制造成本降低 40% 以上。该技术获 2021 年冶金科学技术特等奖,打破日本日立金属的专利封锁。
材料配方优化:独创的 FeSiBCu 系合金配方将 Bs 值提升至 1.35T,较行业平均水平高 12%,满足新能源汽车电驱系统对高饱和磁感应强度的要求。目前已通过比亚迪、蔚来等车企认证,车规级铁芯单价较硅钢溢价 30%。
产线规模领先:公司现有纳米晶带材产能 1.2 万吨 / 年,其中 120mm 宽幅产品占比达 60%,可直接用于机器人电机铁芯冲压。2025 年规划新增 2 万吨产能,重点面向人形机器人领域。
客户认证加速:与汇川技术、埃斯顿等头部机器人厂商联合开发伺服电机专用铁芯,2024 年送样测试产品损耗较进口竞品低 15%,预计 2025 年 Q2 进入量产阶段。
毛利率优势:纳米晶带材毛利率达 38%,较传统硅钢产品高 18 个百分点。随着机器人领域订单占比提升,预计 2025 年整体毛利率将从 2024 年的 23% 提升至 28%。
业绩增长动能:2025 年 Q1 营收同比增长 15.76%,净利润增长 42.67%,纳米晶业务贡献主要增量。预计 2025 年纳米晶相关收入将达 8.5 亿元,占总营收比例从 2024 年的 18% 提升至 35%。
日立金属:全球纳米晶市场份额占比 45%,持有高频低损耗合金核心专利,但产品价格较国产高 50%,且对华出口受限。
VAC:宽幅带材技术领先,但受限于产能(单线产能 2000 吨 / 年),难以满足中国机器人市场爆发式需求。
安泰科技:非晶合金龙头,纳米晶业务聚焦光伏逆变器领域,机器人用超薄带材仍处中试阶段,Bs 值仅 1.28T。
云路股份:纳米晶募投项目延期至 2025 年 6 月,目前产能不足 500 吨 / 年,且产品厚度集中在 22μm,无法满足机器人电机高频需求。
技术代差:公司 18μm 带材量产良率达 75%,而国内同行平均良率仅 50%,性能指标达到 TDK 同类产品水平。
成本优势:连续化生产使单位材料消耗降低 19%,叠加规模化效应,产品价格较进口竞品低 30%,性价比优势显著。
存量升级:中国现有工业机器人 291 万台,若全部替换为纳米晶铁芯,单机价值量约 2000 元,对应市场空间 58 亿元。
增量需求:预计 2025 年中国工业机器人销量达 80 万台,纳米晶渗透率提升至 30%,新增市场空间 48 亿元。
单机价值量:以特斯拉 Optimus 为例,单台使用 12 个空心杯电机,若全部采用纳米晶铁芯,单机价值量约 1.2 万元。
市场规模预测:假设 2030 年全球人形机器人销量达 500 万台,纳米晶渗透率 60%,对应市场空间 360 亿元。
协作机器人:2025 年市场规模预计达 250 亿元,纳米晶铁芯渗透率 25%,对应市场空间 62.5 亿元。
服务机器人:医疗、物流等领域需求年增 35%,2025 年纳米晶相关市场规模有望突破 30 亿元。
客户突破:预计 2025 年 Q3 获得汇川技术首批伺服电机铁芯订单,金额约 1.2 亿元,验证技术商业化能力。
产能爬坡:新增 2 万吨产能将于 2025 年 Q4 投产,可满足 50 万台机器人电机需求,支撑业绩高速增长。
技术路径锁定:纳米晶合金在机器人电机领域的技术优势难以被替代,公司凭借先发优势将占据 30% 以上市场份额。
生态协同效应:与机器人厂商联合开发定制化铁芯,可延伸至控制器、传感器等领域,打造 “材料 + 器件” 一体化解决方案。
相对估值:参考稀土磁材龙头金力永磁(PE 45x)和软磁材料企业铂科新材(PE 38x),给予公司 2025 年 PE 40x,对应目标价 28.8 元(当前股价 17.38 元),上行空间 65.7%。
绝对估值:DCF 模型显示,公司合理估值区间为 120 亿 - 150 亿元,对应股价 36.4 元 - 45.5 元。
非晶合金和软磁复合材料(SMC)在部分高频场景存在替代可能,需持续关注材料技术演进。
机器人厂商认证周期较长,若汇川技术、埃斯顿等客户量产进度不及预期,可能影响短期业绩。
铁、硼等原材料价格受国际市场影响较大,若稀土价格大幅上涨,可能压缩毛利率 3-5 个百分点。
评级:买入,目标价 28.8 元(12 个月)。
催化剂:人形机器人量产订单落地、纳米晶铁芯渗透率超预期、产能释放超预期。
(注:本报告基于公开信息整理,不构成投资建议。)
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