新材料产业深度报告：新材料产业框架之二，AI和机器人兴起，新材料迎来大发展-20230717-国海证券-68页_1mb

新材料产业深度报告总结

核心内容

AI和机器人技术的兴起推动了新材料产业的快速发展，上游关键硬件包括减速器、伺服电机、控制器、传感器、AI芯片和PCB。这些核心零部件构成了机器人产业的基础，对机器人性能和智能化水平起到决定性作用。

主要观点

• AI机器人：AI机器人是人工智能的实体化，具备感知交互和思维能力，能自主处理复杂问题，是AI技术应用的重要载体。
• 减速器：分为RV减速器和谐波减速器，前者用于重负载部位，后者用于轻负载部位。日本企业博纳特斯克和哈默纳科在市场中占据主导地位，而国内厂商正在逐步提升市场份额。
• 伺服电机&控制器：伺服系统是实现机器人精准定位和运动的必要途径，国内厂商如汇川技术已取得领先地位，控制器国产率仍较低，但正在加速发展。
• 传感器：分为内部传感器和外部传感器，视觉传感器在机器人市场中占据主导地位，光学传感器占比达74%。
• AI芯片：作为AI的核心硬件，AI芯片包括GPU、FPGA和ASIC，其市场需求随着AI技术的发展而持续上升。
• PCB：PCB是关键电子互联件，随着AI技术的普及，其市场需求预计持续增长。

关键信息

1. 减速器

• 市场情况：2020年RV减速器需求量为47.5万台，同比增长11.2%；2021年我国谐波减速器市场规模为12.1亿元，预计2022年达到15.9亿元。
• 原材料：减速器结构件主要由钢材、铜、铝等金属加工而成，其中谐波柔轮材料依赖进口，国内厂商正在尝试使用球墨铸铁材料。
• 产业链：上游包括结构件制造，中游为减速器生产制造，下游应用于工业机器人、服务机器人、数控机床等领域。
• 技术壁垒：日本企业纳博特斯克和哈默纳科在RV和谐波减速器领域具有垄断地位，合计占全球市场约75%。

2. 伺服电机

• 市场规模：2022年中国伺服电机市场规模达181亿元，预计2023年增长至195亿元。
• 国产化进展：汇川技术市场份额达15.9%，首次登顶；日本安川、松下、三菱等厂商仍占据主导地位。
• 产业链：上游包括稀土磁材和电子零部件，中游为伺服电机和驱动器制造，下游应用于机器人、医疗器械、汽车制造等领域。

3. 控制器

• 市场规模：2017年国内工业机器人控制器市场规模为10.5亿元，2021年达到14.7亿元，预计2022年达到16.2亿元。
• 国产率：国内企业控制器尚未形成市场竞争力，国产率不足20%；日本发那科在国内市场份额为18%。
• 产业链：上游为电子元件，中游为控制器制造，下游为机器人本体制造和系统集成。

4. 传感器

• 市场情况：2021年机器人传感器市场规模约7亿美元，其中视觉传感器占比达74%。
• 分类：分为内部传感器（位置、速度、力、加速度等）和外部传感器（视觉、触觉、听觉等）。
• 产业链：上游为半导体材料、陶瓷材料、金属材料和高分子材料，中游为传感器制造，下游为机器人和各类智能设备。

5. AI芯片

• 市场规模：2022年全球AI芯片市场规模约361亿美元，预计未来将持续增长。
• 分类：包括GPU、FPGA和ASIC，其中GPU用于图像和图形处理，FPGA用于可编程逻辑，ASIC用于特定应用。
• 需求增长：随着深度学习技术的普及，AI芯片需求呈指数级增长，2012-2018年算力需求增长了30万倍。

6. PCB

• 市场规模：预计2027年全球PCB产值将达到983.9亿美元。
• 功能：作为电子产品的关键组件，PCB在AI设备中起到连接和固定元器件的作用。
• 产业链：上游包括电子树脂、电子铜箔、电子玻纤纱等，中游为PCB制造，下游为各类智能设备和机器人。

风险提示

• AI技术发展和需求增长不及预期
• 新建项目投产进度不及预期
• 行业竞争加剧
• 国际局势动荡

相关公司

减速器

• 日本：博纳特斯克、哈默纳科
• 国内：双环传动、绿的谐波、中大力德、中技克美

伺服电机

• 日本：安川、松下、三菱
• 中国台湾：台达
• 国内：汇川技术、新时达、信捷电气、英威腾、雷赛智能、固高科技

控制器

• 海外：日本发那科、德国库卡、瑞士ABB、日本安川
• 国内：埃斯顿、汇川技术、信捷电气、英威腾、雷赛智能、固高科技、新时达

传感器

• 光纤材料：有研新材、锐科激光
• 陶瓷材料：国瓷材料、风华高科、顺络电子、三环集团、中瓷电子、麦捷科技
• 半导体材料：江丰电子、阿石创、沪硅产业、三安光电、北方华创、鼎龙股份
• 金属材料：宝钢股份、江西铜业、紫金矿业

AI芯片

• 海外：信越化学、SUMCO、世创电子、SK Siltron
• 国内：沪硅产业、TCL中环、神工股份、立昂微、中晶科技、众合科技、扬杰科技、有研半导体、上海合晶

湿电子化学品

• 海外：巴斯夫、默克、霍尼韦尔、英特格、住友化学、三菱化学、关东化学、Stella
• 国内：江化微、格林达、晶瑞电材、飞凯材料、新宙邦、多氟多、兴发集团、上海新阳、安集科技

电子特气

• 海外：空气化工、林德集团、液化空气、太阳日酸
• 国内：昊华科技、巨化股份、雅克科技、硅烷科技、杭氧股份、凯美特气、和远气体、金宏气体、华特气体、正帆科技、南大光电、侨源股份、胜华新材

CMP抛光材料

• 海外：Cabot、日立、Fujimi、Versum
• 国内：安集科技、鼎龙股份、江丰电子

结论

AI和机器人技术的快速发展为新材料产业带来了巨大机遇，特别是在减速器、伺服电机、控制器、传感器、AI芯片和PCB等领域。国内厂商在部分领域已取得一定进展，但仍需进一步突破技术壁垒和市场占有率。随着AI商业化应用的加速，相关材料需求将持续增长，推动行业整体发展。