人形機(jī)器人量產(chǎn)“元年”——中國PEEK產(chǎn)業(yè)崛起
近年來,我國聚醚醚酮(PEEK)產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,在政策引導(dǎo)、技術(shù)創(chuàng)新、市場拓展等多重因素驅(qū)動下,實現(xiàn)了從依賴進(jìn)口到技術(shù)領(lǐng)先的跨越式轉(zhuǎn)變。尤其是隨著近期人形機(jī)器人點燃網(wǎng)絡(luò)熱情,量產(chǎn)浪潮加速襲來,其對輕量化、高耐磨、強(qiáng)力學(xué)性能的核心需求,與PEEK材料的特性完美契合,為PEEK產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)勁增長動力,推動行業(yè)需求呈指數(shù)級增長。
國產(chǎn)化提速
市場格局重塑
以PEEK為代表的特種工程塑料是塑料金字塔頂端的明珠,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐性、阻燃性、絕緣性等優(yōu)異特性。PEEK與其他高性能高分子材料如聚酰亞胺(PI)、聚醚酮酮(PEKK)、聚苯硫醚(PPS)等,共同構(gòu)成了高分子材料的高端陣營。
據(jù)了解,PEEK材料自1978年被英國帝國化學(xué)公司(ICI)開發(fā)以來,長期被少數(shù)國外企業(yè)壟斷,我國市場此前高度依賴進(jìn)口。隨著國家對戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重視和支持,以及國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的持續(xù)攻關(guān),我國PEEK產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化進(jìn)程顯著提速,產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變?!吨袊蟆飞缬邢薰军h委委員、副總經(jīng)理張四代表示,憑借其廣闊的應(yīng)用前景與強(qiáng)勁的增長潛力,PEEK已成為資本市場聚焦的核心熱點領(lǐng)域,產(chǎn)業(yè)發(fā)展正迎來前所未有的黃金機(jī)遇期。
政策層面,黨的二十屆四中全會通過的“十五五”規(guī)劃建議明確指出,“加快新能源、新材料、航空航天、低空經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展”,為我國石油化工行業(yè)尤其是高分子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向。此外,在工業(yè)和信息化部發(fā)布的《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)名錄》(2017年版)、(2019年版)和(2021年版)中,均將PEEK作為先進(jìn)化工材料中的工程塑料列出,并提倡PEEK在航空航天、環(huán)保及新能源汽車等領(lǐng)域的使用。我國的《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》也明確闡述:著眼于搶占未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī),培育先導(dǎo)性和支柱性產(chǎn)業(yè),推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合化、集群化、生態(tài)化發(fā)展,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重超過17%。
▲ 中國電科的人形機(jī)器人身高170厘米,體重卻只有75千克,它的成功“瘦身”離不開碳纖維聚醚醚酮(PEEK)材料的加持
在政策引導(dǎo)下,國內(nèi)企業(yè)加大了對PEEK產(chǎn)業(yè)的投入,推動產(chǎn)能與產(chǎn)量大幅提升,國產(chǎn)化率持續(xù)攀升,呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢。近年來,中國PEEK國產(chǎn)化進(jìn)程顯著提速。國產(chǎn)化不僅打破了國際技術(shù)壟斷,更提升了我國在高端制造領(lǐng)域的自主可控能力。到2025年,中國PEEK產(chǎn)業(yè)已實現(xiàn)從“依賴進(jìn)口”到“技術(shù)領(lǐng)先”的跨越式轉(zhuǎn)變,產(chǎn)能與產(chǎn)量大幅提升,國產(chǎn)化率持續(xù)攀升,呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢。
市場方面,據(jù)國盛證券化工行業(yè)首席分析師楊義韜介紹,全球PEEK產(chǎn)能約為1.5萬噸,供應(yīng)格局相對集中,國外三家企業(yè)產(chǎn)能占比達(dá)65%左右,其中英國威格斯名義產(chǎn)能9500噸(8000噸位于英國,1500噸位于中國),比利時索爾維名義產(chǎn)能2500噸,德國贏創(chuàng)名義產(chǎn)能1800噸(實際產(chǎn)能約為名義產(chǎn)能的70%)。國內(nèi)產(chǎn)能主要集中在中研股份等少數(shù)企業(yè),目前在建產(chǎn)能已超過6000噸。
需求端,根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),2019—2022年,中國PEEK產(chǎn)品需求量年均復(fù)合增長率達(dá)到18.57%,同期全球PEEK消費量增速僅為9.00%,中國PEEK市場增速約為全球市場平均水平2倍。另據(jù)沙利文咨詢預(yù)測,中國PEEK產(chǎn)品需求量2022年至2027年期間繼續(xù)以16.82%的年復(fù)合增長率增長,預(yù)計2027年將達(dá)到5079噸的規(guī)模。
相關(guān)研報顯示,全球PEEK消費區(qū)域主要集中在歐洲、美洲和亞太地區(qū),其中歐洲是PEEK的最大市場,其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對成熟。隨著全球電子信息、汽車、航空航天產(chǎn)能不斷向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移,亞太地區(qū)的PEEK消費增長速度遠(yuǎn)超歐洲,尤其是中國PEEK市場增長迅猛。另據(jù)了解,隨著發(fā)展中國家對PEEK的需求不斷增加,未來幾年中國、印度、東南亞等新興市場有望成為推動全球PEEK需求增長的主要驅(qū)動力。
多場景滲透
需求持續(xù)擴(kuò)容
近期,隨著以宇樹機(jī)器人為代表的各種人形機(jī)器人點燃網(wǎng)絡(luò)熱潮,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈布局也加速推進(jìn),眾多企業(yè)紛紛加速布局PEEK材料及相關(guān)零部件領(lǐng)域。富春染織近日表示,公司在人形機(jī)器人PEEK輕量化部件領(lǐng)域已建立完備的技術(shù)儲備和送樣渠道,并于近日獲得了某人形機(jī)器人行星減速器公司的樣件訂單,標(biāo)志著技術(shù)落地與商業(yè)化合作的突破,為后續(xù)批量供貨奠定基礎(chǔ)。寧波華翔表示,公司目前正在基于PEEK材料開發(fā)智能機(jī)器人的相關(guān)核心零部件,已取得階段性進(jìn)展,后續(xù)將按計劃開展工作。此外,聯(lián)泓新科近日回復(fù)投資者提問時也表示,公司已完成PEEK相關(guān)技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品中試,正在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化,產(chǎn)品可作為人形機(jī)器人軸承、齒輪、肢體骨架等相關(guān)部位的材料。
記者了解到,人形機(jī)器人對材料的輕量化、耐用性、精密性等要求與PEEK材料的性能高度契合。據(jù)楊義韜介紹,人形機(jī)器人的輕量化需求主要源于兩個方面:一是減重能夠降低能耗,提升續(xù)航能力;二是減輕機(jī)器人重量可以降低其跌倒時對用戶的安全威脅。此外,由于PEEK材料密度低、比強(qiáng)度高,通過添加碳纖維復(fù)合改性還可以進(jìn)一步提高強(qiáng)度,在減重的同時能夠保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性,是機(jī)器人結(jié)構(gòu)件(如肢體骨骼、外骨骼)的理想材料。
長江證券研報顯示,2025年是人形機(jī)器人的量產(chǎn)元年,預(yù)計國內(nèi)人形機(jī)器人出貨量為萬臺級別,海外頭部廠商出貨量亦在千臺級。國金證券發(fā)布的研報顯示,每10萬臺采用復(fù)合材料設(shè)計的機(jī)器人,需要195噸PEEK材料??紤]到人形機(jī)器人的需求前景非??捎^,PEEK材料應(yīng)用空間可期,人形機(jī)器人有望成為PEEK又一增長極。
與此同時,在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,PEEK材料的價值也在不斷展現(xiàn)。作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,低空經(jīng)濟(jì)被視為培育新質(zhì)生產(chǎn)力、形成未來產(chǎn)業(yè)競爭力的重要方向。根據(jù)中國民航局預(yù)測,2025年,低空經(jīng)濟(jì)市場規(guī)模將達(dá)到1.5萬億元,2035年有望達(dá)到3.5萬億元。PEEK作為低空經(jīng)濟(jì)中的重要材料,有望依托低空經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)高速發(fā)展。
記者了解到,航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系妮p量化、耐高溫、耐腐蝕性、力學(xué)性能等要求極高,PEEK材料能夠很好地滿足這些需求。目前,PEEK材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括輪轂罩、整流罩、環(huán)境控制系統(tǒng)葉輪、連接器線纜管道、無人機(jī)部件等,可輕量化替代金屬部件,從而降低航空器重量,提升經(jīng)濟(jì)性及其他性能,同時耐極端溫度,具有阻燃性。
總體而言,由于PEEK強(qiáng)度、介電常數(shù)、耐化學(xué)性等綜合性能突出,在“以塑代鋼”和“輕量化”的下游發(fā)展背景下有較廣闊的市場空間。除了人形機(jī)器人和航空航天領(lǐng)域外,PEEK在新能源企業(yè)、電子電器、醫(yī)療器械等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用??梢灶A(yù)見,隨著新興產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,PEEK材料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓寬,市場需求將持續(xù)增長,為我國PEEK產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供廣闊的空間。
技術(shù)深攻堅
產(chǎn)業(yè)鏈謀破局
我國PEEK產(chǎn)業(yè)在國產(chǎn)化突破、技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用拓展等方面已取得顯著成就,但當(dāng)前仍面臨核心原料供應(yīng)保障、高端復(fù)合材料技術(shù)壁壘、產(chǎn)能爬坡周期長、成本控制等多重挑戰(zhàn)。未來,我國PEEK產(chǎn)業(yè)需聚焦原料自主化、工藝優(yōu)化與復(fù)合改性技術(shù)突破,穩(wěn)定產(chǎn)能供給、完善產(chǎn)業(yè)鏈配套,持續(xù)提升產(chǎn)品競爭力與市場適配能力,推動產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
“PEEK產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能爬坡周期相對漫長,需提前進(jìn)行產(chǎn)能布局規(guī)劃。”楊義韜表示,在此過程中,市場供需關(guān)系可能出現(xiàn)階段性失衡,即短期內(nèi)供給增長速度可能快于需求增長,但從長期發(fā)展趨勢來看,隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)拓展與市場需求的逐步釋放,最終將推動整個產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模的穩(wěn)步擴(kuò)大。
此外,原料供應(yīng)是PEEK產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),其核心原料包括氟酮和對苯二酚,其中氟酮占PEEK生產(chǎn)成本的50%以上,其品質(zhì)直接影響PEEK的結(jié)晶性和力學(xué)性能。記者了解到,部分國內(nèi)企業(yè)在核心原料國產(chǎn)化方面取得了重要突破。如新瀚新材氟酮產(chǎn)線在國內(nèi)率先采用傅克?;に?,并圍繞該工藝進(jìn)行了系統(tǒng)創(chuàng)新,開發(fā)了傅克反應(yīng)定向催化、低溫水解、聚合物單體純化、新型環(huán)保產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等技術(shù)。據(jù)新瀚新材董事會秘書李翔飛介紹,該技術(shù)工藝體系下生產(chǎn)的產(chǎn)品收率高、產(chǎn)品純度好(99.9%以上)。目前,PEEK巨頭均穩(wěn)定采購該工藝生產(chǎn)的氟酮。
對苯二酚方面,兄弟科技股份有限公司董事、高級副總裁周中平介紹說,對二苯酚是PEEK的重要單體之一,其主要合成路線包括苯胺氧化—還原法、對二異丙苯過氧化法、苯酚羥基化法。“雜質(zhì)是對苯二酚質(zhì)量控制的關(guān)鍵,直接影響PEEK合成。”周中平表示,苯胺氧化—還原法雜質(zhì)較多,對二異丙苯過氧化法成本較高,苯酚羥基化法反應(yīng)雜質(zhì)少,綜合制造成本最具有競爭力,且屬于綠色工藝,是未來苯二酚生產(chǎn)的主流工藝。
技術(shù)方面,目前PEEK合成路徑主要以親核取代為主。東北證券研報顯示,親核取代路徑優(yōu)勢在于能夠精確控制反應(yīng)過程,通過對原料比例、反應(yīng)條件等因素的精準(zhǔn)調(diào)控,可以實現(xiàn)對PEEK材料分子結(jié)構(gòu)的精細(xì)設(shè)計和合成。這使得產(chǎn)出的PEEK材料具有高度的規(guī)整性,分子鏈排列有序,從而賦予材料優(yōu)異的性能穩(wěn)定性。此外,在嚴(yán)格的反應(yīng)條件和精細(xì)的后處理工藝下,能夠有效地去除雜質(zhì),使得PEEK材料的純度達(dá)到較高水平,適用于對材料性能要求較高的高端領(lǐng)域。但與此同時,由于苛刻的反應(yīng)條件,以及相對較高的原材料成本,親核取代反應(yīng)路線制備PEEK材料的成本較高。
此外,PEEK的復(fù)合材料成為行業(yè)重點發(fā)展方向。據(jù)了解,通過與不同增強(qiáng)材料的復(fù)合改性,可進(jìn)一步放大PEEK的性能優(yōu)勢,適配更苛刻的高端應(yīng)用場景,其中碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(CF/PEEK)正是當(dāng)前最受關(guān)注的核心品類之一。CF/PEEK兼具碳纖維高強(qiáng)度與PEEK材料優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性,相比單一材料,在航空航天、高端裝備制造領(lǐng)域應(yīng)用前景更好。
國金證券認(rèn)為,CF/PEEK有望在機(jī)器人機(jī)身重要關(guān)節(jié)率先滲透,可解決塑料脆性問題的同時實現(xiàn)輕量化。另據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2024—2029年中國碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(CF/PEEK)行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示,航空航天領(lǐng)域為CF/PEEK最大需求端,因CF/PEEK在高溫環(huán)境中仍能保持尺寸穩(wěn)定性,可用于制造無人機(jī)發(fā)動機(jī)部件、螺旋槳以及框架等。
據(jù)了解,目前CF/PEEK生產(chǎn)技術(shù)由日本東麗、英國威格斯等少數(shù)公司掌握。國內(nèi)CF/PEEK的研發(fā)集中在高校、科研院所和極少數(shù)企業(yè)之中,極大限制了國內(nèi)市場對此類產(chǎn)品的大范圍應(yīng)用。
國內(nèi)已有部分企業(yè)率先布局這一領(lǐng)域,試圖打破技術(shù)壁壘、拓展應(yīng)用場景。例如,中研股份、君華股份、肯特股份等均在CF/PEEK相關(guān)技術(shù)或產(chǎn)品上有所進(jìn)展。
記者了解到,中研股份碳纖增強(qiáng)顆粒采用特定牌號的碳纖維與PEEK粗粉進(jìn)行復(fù)合,具有強(qiáng)度高、耐磨性優(yōu)良、導(dǎo)熱性好的特點。中研股份表示,該產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛:在汽車行業(yè),用于制造內(nèi)部的功能件,如高性能墊圈、各種泵體、變速箱部件、高低壓輸變電部件、軸承、閥片;在化學(xué)工藝及運輸領(lǐng)域,用于制造與化學(xué)物質(zhì)接觸的制件,如化學(xué)容器、管道、閥門等;在機(jī)械領(lǐng)域,用于制造壓縮機(jī)部件;此外,還可以被應(yīng)用于制造紡織機(jī)械、醫(yī)療等領(lǐng)域的關(guān)鍵零部件。
君華股份的連續(xù)CF/PEEK的成型工藝則以碳纖維和PEEK樹脂為原料,先通過熔融浸漬、粉末浸漬、纖維混編等方式制備預(yù)浸料(如單向預(yù)浸帶、織物預(yù)浸料),再經(jīng)模壓、沖壓、纏繞、鋪放等工藝制成高性能CF/PEEK制品。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、石油化工及新能源等行業(yè)。
此外,肯特股份也透露,公司具有CF/PEEK相關(guān)的技術(shù)儲備。
縱觀全局,我國PEEK產(chǎn)業(yè)已駛?cè)霃?ldquo;量的突破”邁向“質(zhì)的飛躍”的關(guān)鍵航道。產(chǎn)能的擴(kuò)張只是上半場,下半場的競爭將更側(cè)重于技術(shù)的深度、應(yīng)用的廣度與成本的精度。從關(guān)鍵單體的純化,到CF/PEEK等高端復(fù)合材料的量產(chǎn),再到降本增效以開拓更龐大的市場,每一環(huán)都是決定產(chǎn)業(yè)能走多遠(yuǎn)的考驗。
下一步,產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展有賴于持續(xù)的創(chuàng)新投入與產(chǎn)業(yè)鏈的緊密協(xié)作。唯有逐一攻破技術(shù)壁壘,不斷拓寬應(yīng)用場景,中國PEEK產(chǎn)業(yè)才能不僅實現(xiàn)“自給自足”,更在全球高端材料競爭中占據(jù)一席之地,真正成為支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。

