钕铁硼材料助力人形机器人产业迎来爆发

钕铁硼材料

在人形机器人产业链中的地位

人形机器人的主要上游产业包括钕铁硼磁材、工装刀具（铜镀层丝、硬质合金）、钢材、轻量化材料（镁合金、铝合金、PEEK）等。以Tesla 人形机器人 Optimus为例，其主要包含 14 个旋转执行器以及 14 个线性执行器（主要原材料为钕铁硼磁材、工装刀具、电工钢等）；2 只灵巧手（主要原材料为不锈钢或高分子纤维）；主控制芯片、摄像头、电池包（我们假设其为 Tesla 设计的 4680 圆柱电池）以及整体骨骼框架（轻量化材料）。

每一百万台人形机器人出货对上游原材料的需求拉动顺序为：PEEK>镁合金>钕铁硼>铝合金>钢材。由于 Tesla 目前并未公布其使用轻量化材料的具体种类，我们分别计算了 Optimus 使用三种不同轻量化材料情形下的 100 万台人形机器人出货对上游原材料的拉动顺序，具体计算结果为 PEEK（64.5%）>镁合金（1.81%）>钕铁硼（1.20%）>铝合金（0.07%）>钢材。

钕铁硼材料

在人形机器人中的应用

高性能钕铁硼永磁材料作为驱动电机的核心材料，在同步电机体积小型化的过程中依然能够保持高磁性、磁一致性等性质。因此制成的伺服电机在控制精度、过载能力、速度响应等方面均优于步进电机，更加适用于机器人领域。

例如驱动系统需要为机器人的关节和运动部件提供高性能、高扭矩密度的电机。而稀土永磁材料的高磁能积、高饱和磁场和高居里温度特性，使其成为制造这些电机的理想选择，这或许可以确保人形机器人在各种动作中都能获得稳定且强大的动力，因此需求量会随着研究加速提升。

稀土永磁材料在关键制动系统中也发挥着重要作用。因为人形机器人在运动过程中需要制动系统来防止超速或意外滑行，稀土永磁材料的高磁阻特性有助于降低电机的能量损耗，提高机构散热性，从而减少制动系统误差，确保人形机器人在运动过程中的安全性和稳定性。

钕铁硼材料在人形机器人中的价值

高性能的钕铁永磁材料占到电机成本的约50%，而电机又占人形机器人成本的约20%。根据特斯拉披露参数，依据tesla AI day 2022披露数据可得单个人形机器人钕铁硼用量约为3.5kg。马斯克透露，该机器人产量应该可以达到数百万台，3至5年间即可量产上市。假设按照2025年特斯拉上市100万台人形机器人测算，对应钕铁硼将新增需求量0.35万吨。

未来展望

总结来说，钕铁硼材料在人形机器人领域的应用将助力行业的发展。其独特的性能优势和确定的行业地位，将为钕铁硼材料在人形机器人领域的广泛应用提供坚实的基础。随着人形机器人技术的不断进步和市场的不断拓展，我们有理由相信，钕铁硼材料的未来将充满无限可能。