人形機器人量產“元年”——中國PEEK產業崛起
近年來,我國聚醚醚酮(PEEK)產業迎來了前所未有的發展機遇,在政策引導、技術創新、市場拓展等多重因素驅動下,實現了從依賴進口到技術領先的跨越式轉變。尤其是隨著近期人形機器人點燃網絡熱情,量產浪潮加速襲來,其對輕量化、高耐磨、強力學性能的核心需求,與PEEK材料的特性完美契合,為PEEK產業發展注入強勁增長動力,推動行業需求呈指數級增長。
國產化提速
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、高強度、耐腐性、阻燃性、絕緣性等優異特性。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,共同構成了高分子材料的高端陣營。
據了解,PEEK材料自1978年被英國帝國化學公司(ICI)開發以來,長期被少數國外企業壟斷,我國市場此前高度依賴進口。隨著國家對戰略新興產業的重視和支持,以及國內科研機構與企業的持續攻關,我國PEEK產業國產化進程顯著提速,產業格局發生根本性轉變。《中國化工報》社有限公司黨委委員、副總經理張四代表示,憑借其廣闊的應用前景與強勁的增長潛力,PEEK已成為資本市場聚焦的核心熱點領域,產業發展正迎來前所未有的黃金機遇期。
政策層面,黨的二十屆四中全會通過的“十五五”規劃建議明確指出,“加快新能源、新材料、航空航天、低空經濟等戰略性新興產業集群發展”,為我國石油化工行業尤其是高分子材料產業的發展指明了方向。此外,在工業和信息化部發布的《重點新材料首批次應用示范指導名錄》(2017年版)、(2019年版)和(2021年版)中,均將PEEK作為先進化工材料中的工程塑料列出,并提倡PEEK在航空航天、環保及新能源汽車等領域的使用。我國的《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》也明確闡述:著眼于搶占未來產業發展先機,培育先導性和支柱性產業,推動戰略性新興產業融合化、集群化、生態化發展,戰略性新興產業增加值占GDP比重超過17%。
▲ 中國電科的人形機器人身高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
在政策引導下,國內企業加大了對PEEK產業的投入,推動產能與產量大幅提升,國產化率持續攀升,呈現出蓬勃發展的良好態勢。近年來,中國PEEK國產化進程顯著提速。國產化不僅打破了國際技術壟斷,更提升了我國在高端制造領域的自主可控能力。到2025年,中國PEEK產業已實現從“依賴進口”到“技術領先”的跨越式轉變,產能與產量大幅提升,國產化率持續攀升,呈現出蓬勃發展的良好態勢。
市場方面,據國盛證券化工行業首席分析師楊義韜介紹,全球PEEK產能約為1.5萬噸,供應格局相對集中,國外三家企業產能占比達65%左右,其中英國威格斯名義產能9500噸(8000噸位于英國,1500噸位于中國),比利時索爾維名義產能2500噸,德國贏創名義產能1800噸(實際產能約為名義產能的70%)。國內產能主要集中在中研股份等少數企業,目前在建產能已超過6000噸。
需求端,根據頭豹研究院數據,2019—2022年,中國PEEK產品需求量年均復合增長率達到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。另據沙利文咨詢預測,中國PEEK產品需求量2022年至2027年期間繼續以16.82%的年復合增長率增長,預計2027年將達到5079噸的規模。
相關研報顯示,全球PEEK消費區域主要集中在歐洲、美洲和亞太地區,其中歐洲是PEEK的最大市場,其相關產業發展相對成熟。隨著全球電子信息、汽車、航空航天產能不斷向亞太地區轉移,亞太地區的PEEK消費增長速度遠超歐洲,尤其是中國PEEK市場增長迅猛。另據了解,隨著發展中國家對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需求增長的主要驅動力。
多場景滲透
需求持續擴容
近期,隨著以宇樹機器人為代表的各種人形機器人點燃網絡熱潮,相關產業鏈布局也加速推進,眾多企業紛紛加速布局PEEK材料及相關零部件領域。富春染織近日表示,公司在人形機器人PEEK輕量化部件領域已建立完備的技術儲備和送樣渠道,并于近日獲得了某人形機器人行星減速器公司的樣件訂單,標志著技術落地與商業化合作的突破,為后續批量供貨奠定基礎。寧波華翔表示,公司目前正在基于PEEK材料開發智能機器人的相關核心零部件,已取得階段性進展,后續將按計劃開展工作。此外,聯泓新科近日回復投資者提問時也表示,公司已完成PEEK相關技術開發和產品中試,正在推進產業化,產品可作為人形機器人軸承、齒輪、肢體骨架等相關部位的材料。
記者了解到,人形機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。據楊義韜介紹,人形機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,提升續航能力;二是減輕機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、比強度高,通過添加碳纖維復合改性還可以進一步提高強度,在減重的同時能夠保持結構強度和穩定性,是機器人結構件(如肢體骨骼、外骨骼)的理想材料。
長江證券研報顯示,2025年是人形機器人的量產元年,預計國內人形機器人出貨量為萬臺級別,海外頭部廠商出貨量亦在千臺級。國金證券發布的研報顯示,每10萬臺采用復合材料設計的機器人,需要195噸PEEK材料。考慮到人形機器人的需求前景非常可觀,PEEK材料應用空間可期,人形機器人有望成為PEEK又一增長極。
與此同時,在低空經濟領域,PEEK材料的價值也在不斷展現。作為國家戰略性新興產業的重要組成部分,低空經濟被視為培育新質生產力、形成未來產業競爭力的重要方向。根據中國民航局預測,2025年,低空經濟市場規模將達到1.5萬億元,2035年有望達到3.5萬億元。PEEK作為低空經濟中的重要材料,有望依托低空經濟實現高速發展。
記者了解到,航空航天領域對材料的輕量化、耐高溫、耐腐蝕性、力學性能等要求極高,PEEK材料能夠很好地滿足這些需求。目前,PEEK材料在航空航天領域的應用主要包括輪轂罩、整流罩、環境控制系統葉輪、連接器線纜管道、無人機部件等,可輕量化替代金屬部件,從而降低航空器重量,提升經濟性及其他性能,同時耐極端溫度,具有阻燃性。
總體而言,由于PEEK強度、介電常數、耐化學性等綜合性能突出,在“以塑代鋼”和“輕量化”的下游發展背景下有較廣闊的市場空間。除了人形機器人和航空航天領域外,PEEK在新能源企業、電子電器、醫療器械等領域均有廣泛應用。可以預見,隨著新興產業的不斷發展和技術的持續進步,PEEK材料的應用領域將進一步拓寬,市場需求將持續增長,為我國PEEK產業的發展提供廣闊的空間。
技術深攻堅
產業鏈謀破局
我國PEEK產業在國產化突破、技術創新、應用拓展等方面已取得顯著成就,但當前仍面臨核心原料供應保障、高端復合材料技術壁壘、產能爬坡周期長、成本控制等多重挑戰。未來,我國PEEK產業需聚焦原料自主化、工藝優化與復合改性技術突破,穩定產能供給、完善產業鏈配套,持續提升產品競爭力與市場適配能力,推動產業實現高質量發展。
“PEEK產業產能爬坡周期相對漫長,需提前進行產能布局規劃。”楊義韜表示,在此過程中,市場供需關系可能出現階段性失衡,即短期內供給增長速度可能快于需求增長,但從長期發展趨勢來看,隨著下游應用領域的持續拓展與市場需求的逐步釋放,最終將推動整個產業市場規模的穩步擴大。
此外,原料供應是PEEK產業發展的基礎,其核心原料包括氟酮和對苯二酚,其中氟酮占PEEK生產成本的50%以上,其品質直接影響PEEK的結晶性和力學性能。記者了解到,部分國內企業在核心原料國產化方面取得了重要突破。如新瀚新材氟酮產線在國內率先采用傅克酰基化工藝,并圍繞該工藝進行了系統創新,開發了傅克反應定向催化、低溫水解、聚合物單體純化、新型環保產業化應用等技術。據新瀚新材董事會秘書李翔飛介紹,該技術工藝體系下生產的產品收率高、產品純度好(99.9%以上)。目前,PEEK巨頭均穩定采購該工藝生產的氟酮。
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。“雜質是對苯二酚質量控制的關鍵,直接影響PEEK合成。”周中平表示,苯胺氧化—還原法雜質較多,對二異丙苯過氧化法成本較高,苯酚羥基化法反應雜質少,綜合制造成本最具有競爭力,且屬于綠色工藝,是未來苯二酚生產的主流工藝。
技術方面,目前PEEK合成路徑主要以親核取代為主。東北證券研報顯示,親核取代路徑優勢在于能夠精確控制反應過程,通過對原料比例、反應條件等因素的精準調控,可以實現對PEEK材料分子結構的精細設計和合成。這使得產出的PEEK材料具有高度的規整性,分子鏈排列有序,從而賦予材料優異的性能穩定性。此外,在嚴格的反應條件和精細的后處理工藝下,能夠有效地去除雜質,使得PEEK材料的純度達到較高水平,適用于對材料性能要求較高的高端領域。但與此同時,由于苛刻的反應條件,以及相對較高的原材料成本,親核取代反應路線制備PEEK材料的成本較高。
此外,PEEK的復合材料成為行業重點發展方向。據了解,通過與不同增強材料的復合改性,可進一步放大PEEK的性能優勢,適配更苛刻的高端應用場景,其中碳纖維增強聚醚醚酮(CF/PEEK)正是當前最受關注的核心品類之一。CF/PEEK兼具碳纖維高強度與PEEK材料優異化學穩定性,相比單一材料,在航空航天、高端裝備制造領域應用前景更好。
國金證券認為,CF/PEEK有望在機器人機身重要關節率先滲透,可解決塑料脆性問題的同時實現輕量化。另據新思界產業研究中心發布的《2024—2029年中國碳纖維增強聚醚醚酮(CF/PEEK)行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,航空航天領域為CF/PEEK最大需求端,因CF/PEEK在高溫環境中仍能保持尺寸穩定性,可用于制造無人機發動機部件、螺旋槳以及框架等。
據了解,目前CF/PEEK生產技術由日本東麗、英國威格斯等少數公司掌握。國內CF/PEEK的研發集中在高校、科研院所和極少數企業之中,極大限制了國內市場對此類產品的大范圍應用。
國內已有部分企業率先布局這一領域,試圖打破技術壁壘、拓展應用場景。例如,中研股份、君華股份、肯特股份等均在CF/PEEK相關技術或產品上有所進展。
記者了解到,中研股份碳纖增強顆粒采用特定牌號的碳纖維與PEEK粗粉進行復合,具有強度高、耐磨性優良、導熱性好的特點。中研股份表示,該產品的應用領域非常廣泛:在汽車行業,用于制造內部的功能件,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;在化學工藝及運輸領域,用于制造與化學物質接觸的制件,如化學容器、管道、閥門等;在機械領域,用于制造壓縮機部件;此外,還可以被應用于制造紡織機械、醫療等領域的關鍵零部件。
君華股份的連續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浸料(如單向預浸帶、織物預浸料),再經模壓、沖壓、纏繞、鋪放等工藝制成高性能CF/PEEK制品。產品廣泛應用于航空航天、醫療器械、石油化工及新能源等行業。
此外,肯特股份也透露,公司具有CF/PEEK相關的技術儲備。
縱觀全局,我國PEEK產業已駛入從“量的突破”邁向“質的飛躍”的關鍵航道。產能的擴張只是上半場,下半場的競爭將更側重于技術的深度、應用的廣度與成本的精度。從關鍵單體的純化,到CF/PEEK等高端復合材料的量產,再到降本增效以開拓更龐大的市場,每一環都是決定產業能走多遠的考驗。
下一步,產業的高質量發展有賴于持續的創新投入與產業鏈的緊密協作。唯有逐一攻破技術壁壘,不斷拓寬應用場景,中國PEEK產業才能不僅實現“自給自足”,更在全球高端材料競爭中占據一席之地,真正成為支撐戰略性新興產業發展的基石。

