轴承行业专题分析：机器人带来全新机遇，轴承初步具备国产化能力

（报告出品：国金证券）

一、人形机器人用轴承持续蓄力，新增市场空间大

1.1 市场空间：ASP 约 2500 元，远期市场空间 1 万亿

轴承是用于支持机械传动轴的一种零件，主要分为滚动轴承与滑动轴承。从结构来看，滚动轴承主要由滚道圈、滚动 体、保持架等部分构成，而滑动轴承结构更简单，主要通过与轴之间的滑动摩擦实现承托功能，因此与滑动轴承相比， 滚动轴承的摩擦更小，旋转更顺畅，能量消耗较低。轴承日常会承受来自不同方向的力，这样的力叫做“负荷”，主 要分为径向与轴向两种，其中与轴垂直的力叫做径向负荷/径向力，与轴同方向的力叫做轴向负荷/轴向力。

车用轴承数量与精度均高于人形机器人。单车用轴承数量可达数百个，而机器人上仅需要使用数十个，总体看油车轴 承数量>电车轴承数量>人形机器人轴承数量。汽车对安全性要求高的部位，如转向、变速箱和空调压缩机等的轴承精 度大于机器人。

轴承主要分布于人形机器人的减速器和关节连接处。人形机器人在关节连接处需采用轴承。线性关节通常使用深沟球 轴承和四点接触轴承，旋转关节通常使用角接触轴承。减速器上所需轴承则更为复杂，可按照减速器的类型分类：（1） 谐波减速器：用一个交叉滚子轴承和一个柔性轴承。（2）行星减速器：输入和输出端使用球轴承，另外需要使用滚 针轴承配套行星轮。（3）RV 减速器：用 3*2 个滚针轴承、3*2 个圆锥轴承和 2 个角接触轴承。

人形机器人将为轴承市场带来较大增量。人形机器人的应用场景十分丰富，在家庭、工业甚至军事领域都有较强的发 展性。特斯拉 CEO 马斯克曾在公司的股东大会上称：未来人类和人形机器人的比例将不只是 1:1，人形机器人可能超 过人类数量，人形机器人行业长期的价值可能比汽车方面更有价值。鉴于美国以及日本机器人技术较为先进，我们选 取 2021 年美、日、中三国家庭户数作为基数，考虑到个人/家庭服务机器人本身定位高端，价格较贵，具备该消费能 力的家庭占比总户数 10%，每家一台用作协助人们日常生活，则大致测算可得在机器人规模化市场成熟后，其产品需 求可接近 6800 万台量级。ASP 约 2500 元，当每万人机器人保有率达到 45 台时，市场空间约 1215 亿元。人形机器人的快速发展为轴承企业带来 了新机会：假设单台机器人使用 14 个深沟球轴承+28 个角接触轴承+14 个四点接触轴承+14 个交叉滚子轴承+14 个柔 性轴承，ASP 约 2500 元。在机器人年销 4 亿台假设下，增量市场空间 1 万亿，根据 Precedence Research 数据，2022 年全球轴承市场约 9000 亿元，机器人增量远期市场空间有望大于现有市场。

1.2 竞争格局：海外企业占据全球轴承行业主导，国内市场较为分散

全球八大跨国轴承企业占据全球 70%的市场。世界八大轴承企业包括斯凯孚（SKF）、舍弗勒（Schaeffler）、恩斯克 （NSK）、捷太格特（JTEKT）、恩梯恩（NTN）、铁姆肯（TIMKEN）、日本美蓓亚（NMB）和不二越（NACHI），其中 斯凯孚为第一大轴承供应商，行业市场占有率为 7.6%。以上八大跨国轴承企业体量巨大，年均营收超过 500 亿元。国内轴承行业集中度低。中国前十大轴承企业平均产值约 60 亿，行业参与者众多，但头部企业体量偏小。2021 年中 国轴承企业仅有人本集团和万向钱潮产值超过 100 亿，分别为 200 亿和 130 亿元左右，占据中国轴承市场的 9.2%和 5.9%。

1.3 海内外轴承差异：成本、技术、产品性能

成本：差异在于设备和产业链配套。海外轴承一般采用高端外国设备，加工精度较高，价格高达 500-1000 万元/台， 而国内部分厂家采用的国产设备加工精度仅有 P0 级别，因此国内厂家的设备成本较低。海外轴承加工设备昂贵，叠 加产业链配套不完善，人工和物料成本更高，导致一般海外轴承的成本更高。

技术：重点差异在于热处理。海内外产品性能差异主要产生于材料、工具、手段、研磨工序、冷加工和热加工等，其 中热处理是主要技术难点。这是由于：（1）大部分的产品差异可通过采购更好的材料和设备解决，但热处理对技术 要求更高，难以通过其它方面补足。（2）热处理对工件性能影响非常大，以柔性轴承为例，柔性轴承既要承受球体 的压力又要承受高速运动的变形，凸轮如果热处理得太软，则沟道容易受损；若太硬，则轴承容易断裂。产品性能：精度、噪音与寿命等多方面差异。在中高端轴承领域，国内产品与进口轴承相比存在的差距主要体现在尺 寸公差与旋转精度的差距、高速性能的差距、噪音与异音的差距、寿命的差距、特殊工况应用的差距等方面。

二、谐波减速器：外购柔性轴承，交叉滚子亟待国产替代

谐波减速器轴承包括刚性轴承和柔性轴承两大类型。谐波减速器的制造技术基础是谐波传动，谐波减速器是由波发生 器（柔性轴承）、交叉滚子轴承（刚性轴承）、柔轮和刚轮 4 个基本构件组成的机械传动。

2.1 柔性轴承：国内以外购为主，海内外成本差异大

柔性轴承是谐波减速器的重要零部件。其特点是，传动比大、适用范围广、精度高、空回小、承载能力大、效率高、 体积小、重量轻、传动平稳、噪声小、可向密封空间传递运动。与普通轴承不一样，柔性轴承属于薄壁球轴承（滚珠 轴承），它的外环比较薄，容易产生径向变形。因为装配时存在较大的预应力和预变形，所以在未装入波发生器椭圆 凸轮前轴承是圆形的，装上后为椭圆形。对于谐波传动变速器来说柔性轴承是重要的零部件，想要实现高减速比离不 开它的弹性变形能力。海内外成本差异大。国内柔性轴承约为 60 元/个，国外产品价格约为国内的两倍。国内柔性轴承毛利率约为 50-60%， 海外可以达到 80%以上。因此，绝大多数国内谐波减速器厂家选择外购柔性轴承后自己加工，国内厂家当前的加工水 平可以满足谐波加工要求。

2.2 刚性轴承：交叉滚子轴承门槛高，国内行业集中度高

国内交叉滚子轴承行业集中度高，龙头为洛阳鸿元。谐波减速器用刚性轴承为交叉圆柱滚子结构。交叉滚子轴承的国内行业龙头为洛阳鸿元，据洛阳鸿元官网数据，截至 2020 年，洛阳鸿元已经占据国内 80%的交叉滚子轴承市场，并占 据 90%的国产谐波减速机轴承市场。交叉滚子轴承制造难度大，全球主要供应商集中在日德，主要企业包括日本 THK、 日本 IKO、日本 NSK、日企哈默纳科和德国舍弗勒旗下的 INA。交叉滚子轴承国内外价格差异大，相差 30%以上。

三、RV 减速器：使用三种轴承，角接触轴承技术难度最高

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议）

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