此報告僅供內部客戶參考請務必閱讀正文之后的免責條款部分證券研究報告行業深度行業深度塑料機器人產業爆發，特種塑料迎機遇人工智能系列報告評級領先大市評級變動：首次行業漲跌幅比較43%23%3%-17%塑料——滬深3002024-042024-072024-102025-012025-043M12M周策執業證書編號:S0530519020001zhouce67@相關報告分析師重點股票2024A2025E2026E評級0.14134.490.2380.930.2964.680.32117.550.3899.030.4486.78特種塑料作為高性能高分子材料的核心品類，憑借其耐高溫、高強度、耐化學腐蝕等特性，已成為支撐高端制造、新能源、航空航天等戰略產業的關鍵基礎材料。2022年全球特種工程塑料市場規模達940億元，2018-2022年復合增長率9.58%，而中國市場規模同期增長至135億元，占全球份額14%。主要的特種塑料品種包括聚碳酸酯、特種聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚砜等。盡管中國特種工程塑料市場規模不斷擴大，但其自給率仍相對較低。PEEK材料擁有出色的耐高溫、耐化學腐蝕、高強度、高剛性、良好的尺寸穩定性和自潤滑性等特點。其長期使用溫度可達260℃,短期使用溫度能達到300℃以上，同時在各種化學介質中表現穩定，機械性能在高溫環境下依然保持良好。這些優異性能使得PEEK材料成為眾多高端制造業的理想選擇，在人形機器人領域的關節部位、傳動部位等都有使用需求。相較于傳統合金和不銹鋼材料，PEEK材料在質量、自潤滑性、耐腐蝕性方面有明顯優勢。綜合考慮下來，假設通用性人形機器人的制造成本在10-15萬元之間，絲杠、減速器以及軸承的價值量占比約為3.75萬元-5.62萬元，PEEK材料替代量在1-2%，則單臺機器人需要PEEK材料的價值量約為1,367-4,102元。PI(聚酰亞胺)是指分子結構主鏈中含有酰亞胺結構的高分子聚合物，PI具有最高的阻燃等級，良好的電氣絕緣性能、機械性能、化學穩定性、耐老化性能、耐輻照性能，被譽為“21世紀最有希望的工程塑料之一”。聚酰亞胺在柔性傳感器中扮演著重要角色，作為基底材料：聚酰亞胺具有豐富的紅外官能團和低熱導率，可以作為柔性光熱電探測器的基底。近年來，柔性傳感器技術快速發展，國內外機構陸續開發出多個路徑的柔性傳感器技術，在應用層面推動了產業的逐步落地。據datebridge估計，2024年全球柔性傳感器市場規模為65.1億美元，隨著機器人產業的快速發展，未來柔性傳感器有望迎來需求爆發。預計到2032年全球柔性傳感器市場將達到110.1億美元。投資建議。人工智能產業的發展有望推動我國特種塑料企業從“跟隨”向“領跑”跨越。具備核心技術、產能優勢和產業鏈整合能力的企業將率先受益，而政策支持和國產替代趨勢則為行業提供了長期增長動此報告僅供內部客戶參考-2-請務必閱讀正文之后的免責條款部分力。建議關注PEEK領先企業中研股份、沃特股份。風險提示：機器人產業增速不及預期；相關材料產業路徑替代；產業競爭加劇，生產壁壘降低。此報告僅供內部客戶參考-3-請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4 62.1PEEK（聚醚醚酮）材料的產業應用 62.1.1PEEK材料概述 62.1.2PEEK材料的生產工藝壁壘高 62.1.3PEEK材料在人形機器人的應用環節 72.1.4PEEK材料在人形機器人的需求量測算 82.1.5PEEK材料的相關公司 2.2PI（聚酰亞胺）材料在人工智能產業的應用 2.2.1PI（聚酰亞胺）材料概述 2.2.2PI薄膜的制備技術 2.2.3高端聚酰亞胺的供應被國外壟斷 2.2.4PI材料在智能機器人的應用 2.2.5電子皮膚和柔性傳感市場空間 2.2.6PI膜相關公司 4 7 9 5 9 此報告僅供內部客戶參考-4-請務必閱讀正文之后的免責條款部分特種塑料作為塑料材料領域的高端分支，憑借其獨特且卓越的性能，在眾多關鍵行業中扮演著不可或缺的角色。與通用塑料和工程塑料相比，特種塑料在性能指標上呈現圖1：塑料材料的金字塔結構等，廣泛應用于日常生活的各個方面，包括包裝材料、塑料制品、建筑材料等。它們具有成本低廉、加工性能良好等優點，但在耐高溫、機械強度和化學穩定性等方面存在明顯的局限性。一般情況下，通用塑料的長期使用溫度通常低于100℃,拉伸強度大多在工程塑料則在性能上相較于通用塑料有了顯著提升，能夠滿足一些對材料性能要求較高的應用場景，例如汽車零部件、電子電器外殼、機械制造等領域。典型的工程塑料卓越的機械強度以及優異的化學穩定性等特性，使其能夠在航空航天、半導體、化工、此報告僅供內部客戶參考-5-請務必閱讀正文之后的免責條款部分醫療等高端領域發揮關鍵作用。特種塑料的長期使用溫度超過200℃,拉伸強度可超過表1：特種塑料主要品種品種聚合單體性能特點應用場景特種聚酰胺二元胺、二元酸耐油性和力學強度電子電氣、汽車、航空航天聚酰亞胺二元胺、二元酐耐化學性和力學強度電子電器耐高溫部件、有機發光二極管（OLED）、柔性面板、液晶取向劑聚苯硫醚二苯基亞砜對羥基苯甲酸、對苯優異的耐熱性、耐化學性、絕緣性化工設備、電子電器絕緣件、汽車輕量化液晶聚合物二甲酸、4,4'-聯苯二甲酸、對苯二甲酸乙二酯等優異的尺寸穩定性、低摩擦性、低介電損耗、低熔融黏度電子封裝材料、5G通信材料、繼聚醚醚4,4'-二氟二苯甲酮、優異的力學性能、耐熱航空航天、人造骨骼、智能機器酮對苯二酚等性、阻燃性、耐輻照性人聚砜雙酚A、4,4'-二氯二苯砜、4,4'-聯苯二酚等優異的電性能、化學穩定性、耐疲勞性、耐水解性納濾膜、血液透析膜、燃料電池質子交換膜特種塑料作為高性能高分子材料的核心品類，憑借其耐高溫、高強度、耐化學腐蝕等特性，已成為支撐高端制造、新能源、航空航天等戰略產業的關鍵基礎材料。202酰胺、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚砜等。盡管中國特種工程塑料市場規模不斷擴大，但其自給率仍相對較低，2021年中國特種工程塑料整體自而不發生破裂或變形。其優異的化學穩定性使其幾乎不與任何化學物質發生反應，無論是強酸、強堿還是有機溶劑，都難以對其造成腐蝕。在航空航天領域，PEEK的應用案可在-269℃至400℃之間保持穩定的性能，這使得其在極端溫度環境下的應此報告僅供內部客戶參考-6-請務必閱讀正文之后的免責條款部分具備良好的耐疲勞性能，能夠在反復受力的情況下保持結構完整性。在柔性印刷電路基材料，能夠承受多次彎折而不發生破裂或性能下降，確保了電路的可靠性和穩定性。同時，其高絕緣性能有效地防止了電路之間的信號干擾，保證了電子設備的正常運行。例的分子結構賦予聚砜卓越的耐高溫、耐化學腐蝕及力學性能，使其成為高端工業領域的在電子電器領域，高溫、高濕及高頻信號傳輸環境對材料性能提出嚴苛挑戰。傳統塑料（如尼龍、聚丙烯）在長期高溫下易老化、絕緣失效，而金屬部件則面臨重量大、加工復雜等問題。聚砜憑借其綜合性能優勢，成為解決這一痛點的核心材料。從電子電器的核心絕緣部件到醫療領域的高端器械、5G、新能源汽車及高端裝備，其應用正隨著2特種塑料在人工智能產業的應用2.1PEEK（聚醚醚酮）材料的產業應用PEEK材料擁有出色的耐高溫、耐化學腐蝕、高強度、高剛性、良好的尺寸穩定性在各種化學介質中表現穩定，機械性能在高溫環境下依然保持良好。這些優異性能使得PEEK材料成為眾多高端制造業的理想選擇，人形機2.1.2PEEK材料的生產工藝壁壘高PEEK材料的生產分為三個步驟。1）首先將氟酮、對苯二酚、碳酸鈉等原材料熔融小時）至理想狀態（PEEK聚合的分子量達到預定區間）后，通過封端技術停止聚合反此報告僅供內部客戶參考-7-請務必閱讀正文之后的免責條款部分PEEK的生產主要有幾個方面的難點：1）高成本：于其原料稀缺且生產工藝復雜，需要在高溫高壓條件下進行。例如，PEEK的熔點高達343℃,注塑成型過程需要特殊的設備和嚴格的工藝控制，增加了生產成本。2）加工難力。例如，采用親核取代工藝制備PEEK樹脂時，反應條件苛刻，工藝復雜，單體成本高昂。3）技術要求高：PEEK的生產需要大型反應釜進行連續穩產，目前全球僅少數企業具備這種能力。生產過程中需要優化聚合工藝、純度和性能要求，技術難度大人形機器人的關節需要具備高靈活性和耐磨性，以實現各種復雜動作。PEEK材料憑借其良好的機械性能和自潤滑特性，成為關節部件的理想材料。例如，在機器人的膝關節、肘關節和腕關節等部位，使用PEEK制擦和磨損，提高關節的運動精度和壽命。同時，PEEK材料較輕的重量也有助于減輕機此報告僅供內部客戶參考-8-請務必閱讀正文之后的免責條款部分齒輪具有噪音低、振動小、自潤滑無需額外潤滑系統等優勢，不僅提高了傳動效率，還人形機器人的外殼和結構件需要具備一定的強度和剛度，以保護內部電子元件和機械部件，同時還要考慮輕量化設計。PEEK材料的高強度和良好的成型加工性能使其可以制造出復雜形狀的外殼和結構件，并且能夠通過添加碳纖維等增強材料進一步提高強材料具有良好的電絕緣性能和化學穩定性，能夠為傳感器提供穩定的工作環境，避免電磁干擾和化學腐蝕對傳感器性能的影響。例如，在壓力傳感器、觸覺傳感器等部件的封由于人形機器人仍處于產業初期，關于單臺機器人材料的用量并無明確標準。我們的思路是根據PEEK有可能替代的部件價值量來反推PEEK材料在人形機器人的市場空人形機器人的核心零部件包括諧波減速器、無框力矩電機、空心杯電機、行星滾柱絲杠、編碼器、傳感器、軸承等。從成本結構占比來看，電機、傳感器、減速器、絲杠是成本占比較大的核心零部件。根據覓途咨詢《2024人形機器人產業鏈白皮書》數據，絲桿、無框力矩電機、減速器、力傳感器、空心杯電機、軸承在人形機器人價值占比分此報告僅供內部客戶參考-9-請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖3：人形機器人各部件的價值占比減少因潤滑問題導致的故障。3）PEEK除了濃硫酸等少數學物質都有良好的耐受性。而合金和不銹鋼在某些特殊環境下可能會發生腐蝕，如在一承、減速器部件上實現部分替代，三類部件價值量占比人形機器人總比例的37.5%，考慮到通用PEEK材料單位重量價格是不銹鋼單價的22倍左右，密度差距在6倍左右，在控制成本的情況下，PEEK材料的用量占比可能在1-2%，對成本的抬升在3.6%-7.3%之表2：PEEK材料與不銹鋼、合金材料的對比馬氏體不銹鋼力學性能馬氏體不銹鋼的抗拉強度≥480MPa，屈服強度≥270MPa其拉伸強度為97MPa，雖然其強度數值低于不銹鋼，但其韌性更好。耐腐蝕性具有良好的耐腐蝕性，這主要得益于其表面形成的一層致密的氧化鉻保護膜具有優異的耐化學藥品性其耐腐蝕性與鎳鋼相近，同時自身具有阻燃性此報告僅供內部客戶參考-10-請務必閱讀正文之后的免責條款部分密度密度較大，一般在7.93g/cm3左右密度一般在1.26-1.32g/cm3左右，遠低于不銹鋼和合金材料，是一種相對輕質的材料。具有突出的摩擦學特性，耐滑動磨損摩擦性能摩擦系數相對較高，一般在無潤滑條件下，與其他金屬或非金屬材料摩擦時，摩擦系數可能在0.3-0.6左右。和微動磨損性能優異，尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系數，特別適合用于摩擦應用領域，如套筒軸承、滑動軸承、閥門座、密封圈等。2.1.5PEEK材料的相關公司國際企業憑借技術和品牌優勢，在高端市場占據主導地位，但國內企業通過不斷加大研發投入、提升產品質量和降低成本，正逐步縮小與國際企業的差距，并在中低端市場和本地化服務方面具有一定優勢。在人形機器人領域，隨著市場需求的快速增長，國內外綜上所述，PEEK材料憑借其獨特的性能優勢，在人形機器人的關節、傳動系統、外殼、傳感器等多個關鍵應用環節發揮著重要作用。隨著人形機器人市場的快速發展，對PEEK材料的需求量也將呈現爆發式增長。在競爭格局方球PEEK市場占據主導地位，但國內企業發展迅速，正技術的不斷進步和市場的進一步拓展，PEEK材料在人形機器人領域的應用前景將更加國際企業術和廣泛的市場份額。其產品質量穩定，性能卓越，在高端應用領域占據主導地位。威蓋了多個系列，能夠滿足不同客戶的需求。索爾維在研發方面投入巨大，不斷推出新的德國贏創（Evonik贏創在特種聚合物領域擁有豐富的經驗，其PE此報告僅供內部客戶參考-11-請務必閱讀正文之后的免責條款部分中研股份：公司是一家專注聚醚醚酮（PEEK）研發、經過十余年的自主研發，公司在PEEK合成、提純、復合增強的理多項創新和突破，掌握了包括關鍵原料選擇、關鍵過程控制、關鍵設備設計、關鍵工藝改性分為純樹脂和復合增強類樹脂兩大類；按產品熔體流動性由低至高分為770、550、產品適用于注塑、擠出、模壓、噴涂等加工方式，可滿足下游客沃特股份：公司主要從事高性能功能高分子材料合成、改性和成品的研發、生產制造、銷售及技術服務，為客戶提供最優化的碳纖維及碳納米管復合材料、含氟高分子材料。公司產品已應用在電子、家電、光伏、合成樹脂產線已完成建設，項目已由建設期進入試生產期。公司已與下游客戶開展注塑級PEEK材料開發和驗證工作，并已取得部分訂單。公司控股子噸級聚芳醚酮型材生產及加工能力，正逐步向精密電子、電子信息、工業機械、軸承等公司始終關注高附加值材料產品和產業鏈延伸布局，不斷加強特種高分子材料平臺化建設能力。在產業鏈上游方面，公司已實現LCP、PPA、聚砜、PAEK等特種工程樹脂的產業化合成布局；在產業鏈中游方面，公司通過多樣化的材料加工技術，為下游客戶提供滿足不同使用需求的高/低介電性能高韌性、導電、絕緣、阻燃、導熱、導磁材料產品，以及與產品相對應的模擬測試和加此報告僅供內部客戶參考-12-請務必閱讀正文之后的免責條款部分2.2PI（聚酰亞胺）材料在人工智能產業的應用2.2.1PI（聚酰亞胺）材料概述PI（聚酰亞胺）是指分子結構主鏈中含有酰亞胺結構的高分子聚合物，PI是一個非等級，良好的電氣絕緣性能、機械性能、化學穩定性、耐老化性能、耐輻照性能、介電-3具有極低的介電常數和介電損耗，是理想的絕緣材料。其機械強度方面，拉伸強度可達2.2.2PI薄膜的制備技術PI薄膜在亞胺化之前需要制膜成型，成型方法主要有流延法、流延拉伸法（雙軸定流延拉伸法常用于制備高性能的PI薄膜。在我國流延法及浸漬法工藝均較為成熟，其中浸漬法由于產品絕緣性能較差，正逐漸被淘汰。而技術難度較高的噴涂法、擠出法以及亞胺化法和化學亞胺化法，熱亞胺化法將聚酰胺酸加熱到一定溫度，使之脫水環化；化學亞胺法是向溫度保持在-5℃以下的聚酰胺酸溶液中加入一定量的脫水劑和觸媒，快速但制得的薄膜物化性能較化學亞胺法存在不足，無法生產滿足電子級及以上的PI薄膜。此報告僅供內部客戶參考-13-請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖4：聚酰亞胺的合成原理圖5：聚酰亞胺生產工藝流程其核心工藝涉及單體縮聚、前驅體合成及亞胺化等步驟，并輔以成膜技術（如流延法、表3：聚酰亞胺生產工藝方法步驟/流程優勢/特點挑戰/局限一步法直接由二酐和二胺單體在高沸點溶劑中聚合生成聚酰亞胺，無需中間產物反應條件溫和，流程簡化溶劑選擇嚴窄兩步法（主流（1）合成前驅體聚酰胺酸熱亞胺化法：設備簡聚酰胺酸溶（PAA二酐與二胺在極性液對水汽敏此報告僅供內部客戶參考-14-請務必閱讀正文之后的免責條款部分方法步驟/流程優勢/特點挑戰/局限工藝）溶劑中低溫縮合；（2）亞胺化：通過加熱（熱亞胺化）或化學脫水劑（化學亞胺化）閉環形成聚酰亞胺國內主要采用此方化學亞胺化法：產能高、薄膜性能更優，國際主流技術解三步法先合成聚異酰亞胺（穩定中避免脫水產生氣泡，薄膜性能更均勻，適合高性能需求領域無資料來源：ChemicalBook，財信證券2.2.3高端聚酰亞胺的供應被國外壟斷淵化學、宇部興產、住友化學等，其中：鐘淵化學主要布局電子及熱控PI薄膜，用于表4：國外主流聚酰亞胺薄膜供應商制造商產品市場規模（億元）其它供應宇部興產PI漿料鐘淵化學日產化學PI取向劑JSR-韓國5-此報告僅供內部客戶參考-15-請務必閱讀正文之后的免責條款部分制造商產品市場規模（億元）其它供應杜邦美國TPI宇部興產、鐘淵化學鐘淵化學COF基板東麗杜邦表5：聚酰亞胺薄膜國內主要供應商制造商區域年產能年產能膜厚(μm）備注桂林電器所桂林電工、電子、微電子萬達微電子電工、電子、微電子無錫高拓宜興電工、電子無錫順鉉無錫電工、電子、微電子江陰天華江陰-中天電子南通電工、電子江蘇維爾寶應PI/FEP寶應精工寶應PI/FEP江蘇亞寶寶應PI/FEP常熟中訊常熟PI/FEP安徽國風合肥電工、電子太湖華強安慶華威聚酰亞胺營口株洲時代新材株洲電工、電子、微電子此報告僅供內部客戶參考-16-請務必閱讀正文之后的免責條款部分制造商區域年產能年產能膜厚(μm）備注寧波金山寧波--電工、電子、微電子長春高崎長春-電工、電子、微電子深圳瑞華泰深圳電工、電子、微電子深圳丹邦深圳電工、電子、微電子電工行業的應用開發所占比率非常低，其中的電工級PI膜制品又是一個非場，受關注度更低，目前生產及從事其研究工作的企業并不多。根據全球及國內市場PI圖6：聚酰亞胺全球消費結構情況電機/圖6：聚酰亞胺全球消費結構情況電機/發動機電線電纜/其它壓敏膠帶特種制品/航空航天電子2.2.4PI材料在智能機器人的應用近年來，隨著柔性電子技術的迅猛發展，智能傳感器也逐漸向柔性化邁進，與半導體器件及集成技術深度融合。柔性電子傳感器憑借其輕便、柔軟且可折疊的特性，已成為電子領域的研究新寵，推動了電子皮膚、醫療植入設備以及穿戴設備等多功能消費電子產品的涌現。中、美、日三國屬于技術原創大國，韓國和歐洲地區在電子皮膚領域也此報告僅供內部客戶參考-17-請務必閱讀正文之后的免責條款部分聚酰亞胺在柔性傳感器中扮演著重要角色，作為基底材料：聚酰亞胺具有豐富的紅外官能團和低熱導率，可以作為柔性光熱電探測器的基底。以聚酰亞胺薄膜為基底的碲達0.05°C。聚酰亞胺薄膜支撐的碲化銅多層膜在多次循環后，沒有發生明顯的熱電性能下降，展示出良好的機械柔韌性，有助于提升電子皮膚在復雜環境下的工作穩定性和可靠性。電子皮膚通過柔性傳感器進行信號感知與轉換，能夠感知壓力、剪切力、接觸圖8：電子皮膚材料結構和實圖圖9：觸覺傳感器結構圖近年來，柔性傳感器技術快速發展，國內外機構陸續開發出多個路徑的柔性傳感器柔性可穿戴長波紅外光熱電探測器：由中國科學院大連化學物理研究所開發。該探測器在具有長波紅外吸收能力的柔性聚酰亞胺襯底上構建了Te/CuTe熱電異質結。Te/CuTe熱電異質結提升了復合薄膜的熱電功率因子，降低了器件噪光學反射損耗，并將光學反射極小值與聚酰亞胺吸收峰對齊，增強了光熱電耦合，提升靈敏度均優于商業剛性熱電堆。該探測器可用于電子皮膚非接觸溫度感知，為仿生觸覺多功能可穿戴電子設備：由科羅拉多大學博爾德分校的學者開發。該設備內部主要由電路板構成，使用絲網印刷創建液態金屬絲網絡，然后將這些電路夾在兩層由聚酰亞胺制成的薄膜之間。聚酰亞胺具有高度柔性和自愈性，為設備提供了優良的性能。該設備集成了熱傳感器、三軸加速度計和心電圖傳感器等，可精確地為人體提供實時監測體溫、身體活動和健康狀態的功能，具有可延展性、可自愈性、可回收性和可重構性等特柔性壓力傳感器：由四川大學開發。該傳感器基于單一的聚酰亞胺材料體系，通過調整聚酰亞胺的聚集態結構，在內部纖維以及纖維與電極層間引入了大量自融合界面。此報告僅供內部客戶參考-18-請務必閱讀正文之后的免責條款部分其可承受高達4000kPa的超高壓強，且具有出色的靈敏度（158.67kPa-1還具備出色的循環穩定性（1500kPa壓強下150000次循環）和環境適應性（超高的復雜壓縮應力具有觸覺感知功能的電子皮膚：由德克薩斯大學阿靈頓分校開發。該電子皮膚融合了數百萬個由0.2微米厚氧化鋅納米棒制成的可實現自供電的微小柔性傳感器，并用一層耐化學和防潮的聚酰亞胺彈性膜包裹住一部分納米棒傳感器，形成柔性和防水的“皮膚”。它能夠檢測到微小的壓力變化和溫度2.2.5電子皮膚和柔性傳感市場空間隨著機器人產業的快速發展，未來柔性傳感器有望迎來需求爆發。預計到2032年全球億元，到2030年預計將增長到90.5億元。這將帶動電子皮膚市場高速發展。2.2.6PI膜相關公司在聚酰亞胺（PI）膜領域，國內上市公司中生產規模和技術水平領先的企業主要集龐巴迪、中國中車、艾利丹尼森、德莎、寶力昂尼、生益科技、聯茂、斯迪克、思泉新材等國內外知名企業的認可，廣泛應用于柔性線路板、消費電子、高速軌道交通、風力產品種類最豐富的供應商之一，客戶包括三星此報告僅供內部客戶參考-19-請務必閱讀正文之后的免責