2025年基础化工行业：AI算力与机器人快速发展，上游材料有望受益

1 大模型更迭、推动 AI 基础层相关材料需求高速增长

1.1 算力方向资本开支加速，半导体材料及服务器材料受益

ChatGPT 引领大模型落地，AI 方向需求增长。OpenAI 推出 GPT4 引领全球大 模型持续拓展，大模型+视频逐步成为新的趋势，随着通用模型竞争的逐步加剧， 未来各家厂商将更倾向于垂直行业大模型，同时整体市场将向主流大模型厂商头 部收敛。2017 年，Transformer 架构的提出彻底改变了技术范式。其自注意力机 制解决了长程依赖问题，使模型能并行处理序列数据，大幅提升训练效率。2018 年，谷歌发布 BERT 模型，通过双向预训练实现上下文理解突破；同年 OpenAI 推 出 GPT-1，开启生成式模型时代。GPT-3 千亿参数实现零样本学习，标志大模型 进入千亿级参数时代，但高昂的训练成本限制了普及。ChatGPT 发布上线的人工 智能对话机器人推出引爆公众关注，其对话能力推动大模型从技术研究转向消费 级应用，ChatGPT 标志着自然语言处理和对话 AI 领域的一大步。ChatGPT 热潮引 发全球科技企业加速布局，谷歌、Meta、百度、阿里巴巴、华为、DeepSeek 等科 技企业随后相继推出 AI 大模型产品，并持续迭代升级。

大模型技术与应用发展，提升算力需求。AI 大模型对算力的需求增长速度 远超摩尔定律的迭代速度。随着深度神经网络（DNN）、自注意力机制（如 Transformer）、图神经网络（GNN）等复杂算法的广泛应用，模型的算法复杂性持 续增加。这些复杂算法需要强大的算力支持，以确保高效的计算，尤其是在训练 过程中，随着模型深度和参数数量的增长，计算复杂性和运算量呈指数级增长. 算力需求也随之增加。

北美四大云厂商算力竞争，持续加大资本开支。受益于 AI 对于公司核心业 务的推动，北美四大云厂商谷歌、微软、Meta、亚马逊 2023 年开始持续加大资 本开支，2024年四季度四大云厂商的资本开支合计为 706 亿美元，同比增长69%， 环比增长 23%。目前北美四大云厂商的资本开支增长主要用于 AI 基础设施的投 资，预计 2025 年仍有望继续大幅增加资本开支。后续来看，DeepSeek 等高效模 型虽降低单次训练成本，但推理场景的扩展（如实时交互、边缘计算）导致总需 求不减反增，用户量激增倒逼算力扩容，AI 应用也逐步扩大算力需求。

人工智能进入算力新时代，全球算力规模高速增长。随着人工智能的快速发 展以及 AI 大模型带来的算力需求爆发，算力已经成为推动数字经济飞速发展的 新引擎，人工智能进入算力新时代，全球算力规模呈现高速增长态势。根据 IDC 报告，2024 年中国人工智能算力市场规模达到 190 亿美元，2025 年将达到 259 亿美元，同比增长 36.2%，2028 年将达到 552 亿美元。IDC 最新预测结果显示， 2024 年中国智能算力规模为 725.3EFLOPS，2025 年将达到 1,037.3EFLOPS，2026 年，中国智能算力规模将达到 1,460.3EFLOPS，为 2024 年的两倍，并在 2028 年 达到 2,781.9EFLOPS，2023-2028 年中国智能算力规模和通用算力规模的五年年 复合增长率分别达 46.2%和 18.8%。

AI 服务器作为算力基础设施的核心载体，与算力投资之间存在紧密的协同 增长关系。AI 服务器的核心器件包括 CPU、GPU、FPGA、NPU、存储器等芯片，以 及 PCB、高速连接器等。 AI 服务器需求拉动半导体材料复苏。半导体材料具有产业规模大、细分行 业多、技术门槛高等特点。半导体材料行业是半导体产业链中细分领域最多的产 业链环节，其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、工 艺化学品、电子特气、靶材、CMP 抛光材料（抛光液和抛光垫）及其他材料，封 装材料包括引线框架、封装基板、陶瓷基板、键合丝、包封材料、芯片粘结材料 及其他封装材料。

1.2 光刻胶是半导体材料皇冠上的“明珠”

光刻是半导体微纳加工的核心工艺，光刻胶是半导体材料皇冠上的明珠。光 刻工艺是主要包括涂胶、曝光、显影等步骤。光刻胶是一种对光敏感的混合液体， 在紫外光、电子束、离子束、X 射线等辐射的作用下，其感光树脂的溶解度及亲 和性由于光固化反应而发生变化，经过适当溶剂处理，溶去可溶部分可获得所需 图像。

光刻胶在 PCB、LCD 和半导体领域具有重要作用：在 PCB 领域，光刻胶主要 包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶、光成像阻焊油墨。在 LCD 领域，彩色光刻胶和黑 色光刻胶是制备彩色滤光片的核心材料，触摸屏光刻胶用于在玻璃基板上沉积 ITO 制作触摸电极；TFT-LCD 光刻胶用于液晶面板的前段 Array 制程中微细图形 的加工。光刻胶的分辨率、对比度、感光速度等技术指标和质量一致性直接影响 到集成电路的性能、良品率、可靠性和生产效率。根据曝光波长不同，目前光刻 胶又可分为普通宽普光刻胶、g 线、i 线、KrF、ArF 及最先进的 EUV 光刻胶，等 级越往上其极限分辨率越高，同一面积的硅晶圆布线密度就越大，性能越好。 光刻胶是由树脂、光引发剂、添加剂和溶剂四种主要成分组成的对光敏感的 混合液体。在半导体光刻工艺中，用作抗腐蚀涂层材料。半导体材料在表面加工 时，若采用适当的有选择性的光刻胶，可在表面上得到所需的图像。光刻胶主要 应用于显示面板、集成电路和半导体分立器件等细微图形加工作业。光刻胶生产 技术较为复杂，品种规格较多，在电子工业集成电路的制造中，对所使用光刻胶 有着较为严格的要求。在原材料成本结构中树脂成本占比最大。根据智研咨询数 据，从成本结构来看，光刻胶树脂成本占比接近 50%，其次添加剂（单体）成本 占比约为 35%，光引发剂及其他助剂成本占比 15%。

据 SEMI 统计，2021 年全球半导体光刻胶市场规模达 24.71 亿美元，较上年 同期增长 19.49%，2015-2021 年 CAGR 为 12.03%。2019 年全球半导体光刻胶市场 规模约为 18 亿美元，半导体光刻胶占整体光刻胶比重约 21.9%，到 2021 年占比 提升至 26.85%。分地区看，中国大陆半导体光刻胶市场依旧保持着最快增速， 2021 年市场规模达到 4.93 亿美元，较上年同期增长 43.69%，超过全球半导体光 刻胶增速的两倍；中国占全球半导体光刻胶市场比重也将从 2015 年约 10.4%提 升到 2021 年接近 20%。随着中国大陆 12 寸晶圆产线陆续开出，KrF 和 ArF 光刻 胶使用率预计将进一步上升。 光刻胶单体工艺难度大，认证周期长，进入壁垒高，需要下游高度配合。光 刻胶单体在合成和纯化时：首先，需要防止单体聚合，其单体种类繁多，不同单 体合成方法不同，难易不一；其次，半导体级单体要求高纯度，有时纯度要达到 99.9%以上，其指标要从分辨率、对比度、敏感度、粘度、粘着力、抗蚀性、表面 张力方面来考察，甚至还有含水量的指标要求，是难度极大的挑战。光刻胶单体 企业进入下游客户的供应商体系一方面需要匹配海外供应商各方面性能指标，另 一方面企业稳定生产能力还要得到晶圆厂的认可，认证过程是一个长期且极高时 间成本的过程。

国内光刻胶市场主要以日美企业为主，国内企业更集中在 PCB 光刻胶等中低 端应用。根据前瞻产业研究院数据，中国 PCB 光刻胶占比达 94%，而半导体光刻 胶等高端产品仍需大量进口，自给率较低。从行业竞争来看，据智研咨询，目前 全球高端半导体光刻胶市场主要被日本和美国公司垄断，日企全球市占率约 80%， 处于绝对领先地位。主流厂商包括日本的东京应化（27%）、JSR（13%）、富士、信 越化学、住友化学，以及美国杜邦（17%）、欧洲 AZEM 和韩国东进世美肯等。随 着宏观环境变化，下游对国产化需求迫切，企业逐步突破高端化市场，国内企业 市占率有望加速增长。 国内半导体产业对于关键材料自主可控的需求更加紧迫，国产光刻胶有望实 现导入。目前国内从事半导体用光刻胶研发和产业化的企业则多以 i 线、g 线光刻胶生产为主，KrF 以上的高端光刻胶品种基本处于研发状态，国产化率较低。 国内半导体产业对于关键材料自主可控的需求更加紧迫，国产光刻胶有望实现导 入。

1.3 电子特气是关键材料，国产化正当时

电子特种气体是半导体、显示面板、光伏等高科技产业制造过程中使用的关 键材料，具有极高的纯度和特定化学性质。半导体制程中广泛应用于光刻、刻蚀、 成膜、清洗、掺杂、沉积等工艺环节，决定了器件的最终良率和可靠性，具有较 高的产品附加值。电子特种气体生产涉及合成、纯化、分析检测、充装等多项工 艺技术，具有较高技术壁垒。集成电路制造涉及上千道工序，工艺极其复杂，需 使用上百种电子特种气体。随着集成电路制造工艺的迭代升级，线宽越来越窄， 晶体管密度越来越高，对电子特气的纯度、稳定性等指标的要求也越来越高，部 分气体纯度需要达到 6N 及以上。

我国作为全球最大的半导体和显示面板生产基地之一，国内电子特气需求旺 盛。得益于国内芯片、显示面板等产业的蓬勃发展，以及在国家政策支持下，半 导体产业链国产化替代的加速推进，我国正逐渐从电子特气消费大国向生产大国 转变，全国电子特气市场正保持高于全球平均增速的速度发展。据智研咨询统计， 2023 年，我国电子特气市场规模已增长至 249 亿元，2024 年或将增长达 262.5 亿元，2025 年将达 279 亿元。得益于半导体产业的加速发展，全球电子特气市场 规模呈现持续增长态势。2023 年全球电子特气市场规模已增长至 56 亿美元，且 2024 年全球电子特气市场规模将进一步增长达 60 亿美元，2025 年将达 64 亿美 元。

电子特气生产工艺复杂，纯度要求极高。集成电路沉积成膜工艺要求纯度达 到比较高，金属杂质需要控制在 ppt（万亿分之一），每提升一个 N 级或杂质浓度 降低一个数量级，工艺复杂度指数级上升。不同浓度气体配比精度要求极高，混 合气的配比精度是电子特气的核心参数，要求气体供应商能够对多种 ppm（10-6） 乃至 ppb（10-9）级浓度的气体组分进行精细操作，其配制过程的难度与复杂程 度也显著增大。后续产品检测气体分析检测方法建立的基础是对气体生产过程的 熟悉，在不具备产品纯化或混配能力的情况下，对于气体可能含有的杂质组分、 可能的浓度区间难以判断，也就难以建立检测方法。与储运技术均依赖高精度仪 器与经验积累。

产品下游客户认证具有壁垒，服务能力要求高。高端领域客户对气体供应商 的选择均需经过审厂、产品认证 2 轮严格的审核认证，其中光伏能源、光纤光缆 领域的审核认证周期通常为 0.5-1 年，显示面板通常为 1-2 年，集成电路领域的 审核认证周期长达 2-3 年。客户对工业气体产品的种类需求丰富，由于成本控制、 仓储管理等方面因素影响，客户更希望气体供应商能够销售多类别产品，并且提 供包装容器处理、检测、维修及供气系统的设计、安装等专业化的配套服务，从 而满足其一站式的用气需求，这对气体公司的综合服务能力要求较高。 2021 年全球市场上，主要公司电子特种气体收入排名前五的是德国林德集 团（Linde）、韩国 SK Materials、大阳日酸（现已更名为日本酸素控股）、法国 液化空气（AL）等五大公司。这些公司通过在全球范围内建立庞大的生产和供应 网络，形成了强大的市场影响力和竞争力。

1.4 先进制程增加 CMP 步骤，拉动耗材放量增长

CMP（ChemicalMechanicalPolishing）指的是化学机械抛光，是晶圆制造过 程中的晶圆平坦化过程。CMP 设备包括抛光、清洗和传送三个模块。在抛光过程 中，抛光头将晶圆的待抛光面与粗糙的抛光垫接触，并通过让研磨液填充在研磨 垫的空隙中，使圆片在研磨头的带动下高速旋转，与研磨垫和研磨液中的研磨颗 粒相互作用，实现全局平坦化。由于当前集成电路元件采用多层立体布线，因此 集成电路制造的前道工艺需要进行多次循环，并且随着芯片尺寸的减小，对表面 平整度的要求也越来越高。在这个过程中，CMP 技术是实现晶圆表面平坦化的关 键工艺，也是推进集成电路制造中工艺节点升级的重要环节。抛光对象包括硅片、 碳化硅、各类金属等，抛光对象组份复杂，在化学机械抛光过程中，涉及到的材 料主要包括抛光液、抛光垫、调节器、CMP 清洗液以及其他耗材，抛光液和抛光 垫是化学机械抛光过程中的主要耗材。

根据 SEMI 数据，CMP 抛光材料在集成电路制造材料成本中占比 7%，其中 CMP 抛光垫、CMP 抛光液、CMP 清洗液合计占 CMP 抛光材料成本的 85%以上，其中抛光 液和抛光垫分别占据 CMP 材料 49%和 33%的市场份额。其次为调节剂和清洗液， 主要用于去除残留在晶圆表面的微尘颗粒、有机物、无机物、金属离子、氧化物 等杂质。 CMP 抛光步骤随着芯片制造技术进步而增加，材料用量也在增加。芯片制程 越小，CMP 工艺数量快速增加。逻辑芯片方面，随着芯片制程缩小，对应的光刻 次数、刻蚀次数增加，带动 CMP 工艺步骤数增加。14nm 技术节点的逻辑芯片 CMP 平均步骤数为 21 次，而 7nm 及以下技术节点的逻辑芯片制造工艺所要求的 CMP 工艺步骤数甚至超过 30 次，为成熟制程 90nm 工艺的 2.5 倍。随着 AI 驱动先进 制程占比提升，芯片对于平坦化的要求提高，CMP 步骤增加，CMP 材料需求量增 大。 根据 TECHCET，2024 年全球半导体 CMP 抛光材料（包括抛光液和抛光垫，其 中抛光液占比近 60%）市场规模为 34.2 亿美元，2025 年预计增长 6%至 36.2 亿 美元。随着全球晶圆产能的持续增长以及先进技术节点、新材料、新工艺的应用 需要更多的 CMP 工艺步骤，TECHCET 预计 2028 年全球半导体 CMP 抛光材料市场 规模将达到 44 亿美元，2024-2028 年复合增长率为 5.6%。

CMP 抛光垫鼎龙股份为代表逐步突破。美国龙头企业凭借长期的技术积累和 持续的创新投入，占据市场主导地位。根据观研天下数据整理，全球 CMP 抛光垫 前五大公司合计市场份额占比超过 90%，前三大公司均为美国企业，其中陶氏化 学市场份额达 79%，Cabot、Thomas West 市场份额达 5%、4%。国内厂商以鼎龙股 份为代表，在 CMP 抛光垫产品方面，目前，公司是国内唯一一家全面掌握 CMP 抛 光垫全流程核心研发技术和生产工艺的 CMP 抛光垫供应商，率先打破国外垄断， 产品深度渗透国内主流晶圆厂供应链，成为部分客户的第一供应商，确立 CMP 抛 光垫国产供应行业领先地位。 CMP 抛光液安集科技有望突破国外垄断。CMP 抛光液被美国和日本企业所垄 断，包括美国的 CMC Materials（已于 2022 年被 Entegris 收购）、Versum Materials（已于 2019 年被 Merck 收购）、DuPont 和日本的 Fujifilm、Hitachi （已于 2020 年被 SDK 收购，2023 年合并为 Resonac）等。其中，CMC Materials （现 Entegris）全球抛光液市场占有率最高，但是已经从 2000 年约 80%下降至 2022 年约 28%。随着制程的演进，抛光液的种类不断丰富，技术难度不断增加， 下游客户的需求也逐渐多样化，龙头企业难以在所有细分领域形成垄断。根据 TECHCET 公开的全球半导体抛光液市场规模测算，最近三年（2022-2024 年）安 集科技化学机械抛光液全球市场占有率分别约 7%、8%、11%，逐年稳步提升。

1.5 高端 AI 服务器需求增长，电子特种树脂成长可期

AI 服务器拉动高端需求，推动高频高速趋势。随着 5G 通信技术、汽车智能 化的迅速发展以及数据中心、云计算的需求快速增长，数据传输带宽及容量呈几 何级数增加，其对各类电子产品的信号传输速率和传输损耗的要求都显著提高， 要求覆铜板的电子树脂材料具有低介电常数（Dk）、低介电损耗（Df）、高机械强 度、高杨氏模量、高导热系数等特性。

高频高速覆铜板对于电子树脂提出更高要求，电子树脂是覆铜板生产的关键 原料。覆铜板主要由铜箔、树脂、玻纤布三大原材料组成。对信号传输的要求主 要在于低传输损耗、低传输延迟。其中，信号传输损耗主要包括导体损耗与介质 损耗，其中介质损耗与介质材料的介电常数（Dk）、介电损耗（Df）呈正比，信号 传输延迟与介质材料的介电常数（Dk）呈正比，为了降低信号传输损耗和延迟， 高频高速覆铜板对其基材提出了降低介质材料的 Dk 与 Df 值的要求。一般而言， 降低覆铜板介质材料的 Dk 和 Df 主要通过树脂种类选择、玻璃纤维布种类选择及 基板树脂含量调整来实现。覆铜板行业内主要根据 Df 将覆铜板分为四个等级， 传输速率越高对应需要的 Df 值越低。以 5G 通信为例，对应覆铜板的介质损耗性 能至少需达到低损耗等级。

高频高速覆铜板基体树脂中，PPO 综合性能较为优异。PPO 树脂聚苯醚，即 聚 2,6-二甲基-1,4-苯醚，也可以称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚，简称 Polyphenyleneoxide（PPO）或 Polyphenyleneether（PPE），是一种耐高温的高 强度热塑性工程树脂。相较于传统覆铜板使用的环氧树脂（EP），介电性能较优 的聚四氟乙烯（PTFE）和聚苯醚（PPO）介电性能最佳，但由于 PTFE 加工性能较 差，限制了其在覆铜板领域的大量使用。相较而言，PPO 在高频高速覆铜板领域 优势主要在于：1）优异的介电特性：1MHz 频率下的介电常数（Dk）低至 2.4，介电损耗（Df）低至 0.001；2）极佳的耐热性；3）良好的耐水性；4）良好的力 学强度和尺寸稳定性。

建议关注国内布局电子级 PPO 企业，能享受产业红利。SABIC 是目前全球电 子级 PPO 树脂主要供应商。PPO 树脂认证壁垒较高，厂商需要通过下游 CCL、PCB 和终端服务器厂商的三重认证，整个认证周期需要时间。我们看好圣泉集团布局 后，有望进入产业链，享受 AI 带来需求爆发期，圣泉集团 1000 吨/年 PPO 树脂 产线、100 吨/年碳氢树脂产线于 2024 年内建成投产，产能逐步释放，产品性能 达到 5G/6G 高频高速覆铜板要求，满足 AI 服务器芯片封装的低损耗需求，并进 入头部企业供应链体系，全面布局 M6-M8 级高端覆铜板材料，重点推进超低介电 常数树脂、高导热/低模量/低热膨胀系数封装材料等高端电子化学材料的研发， 实现电子级酚醛树脂、环氧树脂、双马树脂、PPO/OPE、碳氢树脂等核心产品的全 系列覆盖。

1.6 AI 服务器算力革命，液冷渗透率有望提高

单机柜平均功率快速提升，升级液冷需求迫切。高性能计算在执行复杂的计 算任务时需要极高的功率，这导致其单位面积内的功率密度显著提升，更高的功 率密度意味着更多的热量集中在更小的区域内，这就使得芯片的 TDP（热设计功 耗）在持续提升。以英伟达 Blackwell 架构 GPU 为例，B200 功耗高达 1000W， GB200 功耗更是高达 2700W。按照传统的散热经验（风冷），芯片的散热密度存在 物理极限，每平方毫米芯片的散热能力约为 1 瓦，英伟达推出的 GPU 功耗已经突 破了风冷的散热极限，随着单机柜功率的持续上升趋势，风冷已逐渐无法满足散 热要求，液冷散热将成为主流趋势。

液冷系统帮助降低算力总能耗，宏观政策明确 PUE 值目标。冷却系统在数据 中心基础设施的总能耗中占 40%，紧随 IT 设备的 45%之后，在运营成本中，电力 成本通常占到 40%至 50%，而冷却系统则占据了电力成本的 30%至 40%，凸显冷却 系统是数据中心基础设施控制总能耗的重要部分。政策明确要求到 2023 年底新 建大型及以上数据中心 PUE 降低到 1.3 以下；到 2025 年全国新建大型、超大型 数据中心平均电能利用效率降到 1.3 以下，国家枢纽节点进一步降到 1.25 以下， 液冷技术应用需求有望加速提升。

冷却液是液冷技术的核心材料，性能直接关系安全性。液冷的冷却液几乎与 系统内所有材料接触，因此冷却液必须是导热能力强但不导电（或具有足够低导 电性）的介电液体，同时，其本身在气味、毒性、降解难易、可维护性等方面特 性对环境和操作人员应尽可能友好，目前应用最广泛的浸没式/喷淋式冷却液主 要分为碳氢及有机硅类和碳氟化合物类。有机硅油类冷却液主要存在沸点较高， 高闪点的产品，但其闪点同样与粘度正相关，可燃风险降低的同时导致了流动困 难。氟化合物类包括氢氟烃（HFC）、全氟碳化合物（PFC）、氢氟醚（HFE）等氟化 液是一种高稳定性的含氟或全氟液态物质，具有优异的介电常数和优良的导热性 能，整体传热能力相对更好，且无闪点不可燃、寿命长、兼容性好、低粘度易维 护，整体性能相较碳氢及有机硅化合物类相对较好。 建议关注国内布局氟化液相关的公司有新宙邦、八亿时空、巨化股份和东阳 光；布局有机硅油领先企业润禾材料。东阳光提前对冷板式液冷和浸没式液冷进 行战略布局，目前已具备液冷核心材料铝冷板生产能力，掌握成熟液冷解决方案， 是市场上少数实现全面提供核心部件铝冷板、关键材料氟化冷却液以及冷板式和 浸没式液冷解决方案的头部企业。八亿时空参股南通詹鼎，詹鼎表示已经掌握了 电解氟化的相关技术，且已完成头部互联网大厂的全氟胺浸没式冷却液的验证。， 新宙邦以三明海斯福为核心成立了有机氟化学品事业部，统筹有机氟化学品业务发展，投资建设以含氟聚合物材料为核心业务的海德福高性能氟材料项目，控股 以含氟化学品和材料应用及解决方案为核心业务的深圳海斯福，参股以无机氟为 核心业务的福建永晶。润禾材料液冷硅油业务正在推进中，特别是公司定制化推 出三位一体的浸没式解决方案，在技术适配与场景验证，已与多家客户建立合作 试点，客户需求反馈和定制化开发进展良好。

2 人形机器人进入量产元年，相关材料有望受益

2.1 人形机器人轻量化趋势下，PEEK 和碳纤维材料应用深度渗透

人形机器人是 AI 技术落地有巨大影响力的应用。人工智能技术最具代表性 的集成载体是人形机器人，其应用深度和广度已覆盖生产、生活多个维度。人形 机器人是先进的机器，旨在模仿人类的外观和动作。它们具有类似人类的结构， 包括头部、躯干、手臂、手和腿，以及视觉和听觉的感觉器官。这些机器人旨在 复制人类的身体能力、认知功能和对各种环境的适应性。随着 AI 大模型持续进 步，机器人从单一功能工具向通用智能体跃迁，其核心在于通过多模态感知、自 主决策、动态规划等技术，赋予机器人“类人”的认知与执行能力，这是人形机 器人将从工业场景向家庭服务、医疗陪护等领域渗透的关键一步。据中商产业研 究院统计预测，2024 年全球人形机器人产业规模约为 34 亿美元，较上年增长 57.41%，2025 年全球人形机器人产业规模将达到 53 亿美元，2028 年达到 206 亿 美元。

人形机器人的轻量化是其商业化落地的核心逻辑，这一趋势由性能需求、成 本约束、能源效率等多重因素驱动。轻量化设计通过降低机器人本体重量，显著 减少运动惯性，使关节驱动系统更易控制。例如，特斯拉 OptimusGen2 通过结构 优化和材料替换实现减重 10kg，步行速度提升 30%。当前人形机器人电池能量密 度有限（续航普遍在 2 小时左右），轻量化降低运动阻力直接降低系统能耗增长 续航。通过减少部件摩擦和惯性冲击，延长机器人寿命。例如，碳纤维复合材料 应用于机械臂和关节，可承受高频次重复运动；PEEK 材料凭借耐高温和自润滑特 性，替代传统金属齿轮，降低磨损和维护频率。 PEEK 被誉为全球性能最佳的热塑性材料之一。聚醚醚酮（PEEK）是一种高聚 物，其主链结构中包含一个酮键和两个醚键的重复单元，属于半结晶特种工程塑 料。PEEK 性能较为全面，密度仅为 1.3g/cm³，接近铝合金的 1/3，但拉伸强度可 达 90-100MPa，接近金属性能，适合替代传统金属结构件（如关节轴承、齿轮箱 壳体）。刚性优于大部分特种工程塑料，同时兼具韧性，展现出卓越的机械性能。 此外，在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面亦表现出色。与普通金属相比，PEEK 具有较 大的比强度，能在满足强度需求的同时，显著减轻材料自重，成为实现“轻量化” 的理想方案。

PEEK 的上游原材料主要包括氟酮（DFBP）、对苯二酚、二苯砜、碳酸钠等。 其中，氟酮是合成 PEEK 的关键原材料，其纯度及品质将直接影响 PEEK 的产品质 量。PEEK 树脂合成领域技术壁垒较高。PEEK 作为性能优异的特种工程塑料，国 际厂商对其技术、配方、设备等相关知识产权和技术秘密的保护和封锁十分严格， 国内厂商完全需要自主研发。PEEK 这类高分子材料的大规模工业化生产需要长 周期、大量资金的投入，用于探索掌握 PEEK 从实验室合成到最终产业化的全流 程生产能力，包括合成和提纯理论、制备技术、生产工艺、设备设计等。在偏重 技术的精细化工领域，反应过程涉及大量参数优化和合成操作工艺与技术诀窍 （know-how），需要持续投入、长期积累才能获得。由于 PEEK 下游应用范围广， 市场需求更新迭代较快，企业需要不断进行研发及技术创新，以满足下游市场需 求的变化。凭借技术积累、研发投入及开拓下游市场过程中积累的经验，使得后 来者难以在短时间内与深耕行业的龙头企业抗衡。由于较高的技术壁垒，长期以 来真正掌握 PEEK 高性能聚合物大规模工业稳产技术的企业很少，英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创等三家公司几乎占据了全球绝大部分的市场份额，国内 主要产能集中在中研股份等少数企业。

国内企业正逐步扩产，建议关注相关公司中研股份、沃特股份、新瀚新材、 中欣氟材。全球 PEEK 生产厂商呈现“一超多强”的竞争格局。英国威格斯是全 球最大的 PEEK 生产商，产能达到 7,150 吨/年，约占全球总产能的 60%。比利时索尔维现有 PEEK 产能 2,500 吨/年，其生产基地主要集中在印度，产品主要出口 欧洲和日本。德国赢创（其主要 PEEK 生产主体位于中国）是仅次于英国威格斯 和比利时索尔维的第三大 PEEK 生产商，其 PEEK 产能已达到 1,800 吨/年，目前 产品主要出口欧洲。国内来看，中研股份目前拥有 1000 吨 PEEK 产能，沃特股份、 金发科技以及国内 PEEK 关键中间体 DFBP 供应商新瀚新材、中欣氟材。 轻量化另外重要材料是碳纤维。碳纤维密度比铝更轻，还具备更强的抗拉强 度，弹性模量，在抗震、抗疲劳上远好于铝，这些性能跃迁可以使人型机器人的 负载、精度、续航实现指数升级。碳纤维一方面拥有电子屏蔽性能适用于电路集 成，另一方面嵌入结合 PEEK 材料，在四肢和结构件上应用较多。建议关注碳纤 维在人形机器人市场的巨大潜力，龙头企业切入机器人赛道。

2.2 机器人触觉赛道，电子皮肤迎来快速增长

电子皮肤是人形机器人交互和感知的关键。属于一种仿生柔性触觉传感系统， 通过传感单元感知周围环境，柔性触觉传感电子皮肤可以模仿人体皮肤的触觉传 感功能和灵活性能，可以附着在人体皮肤或机器人等表面，感知各种刺激，如压 力、温度等，在人形机器人、智能医疗、智能控制系统等领域显示出广阔的应用 前景。 电子皮肤通常由电极、介电材料、活性功能层、柔性基材组成。当外界施加 压力时，活性功能层将应变、湿度、温度等信号转换为可检测的电信号，电极层 负责接受并传输信号，最终将信号传输到人体神经细胞，完成“触觉”传递。以 清华大学的仿生三维架构电子皮肤为例，其由三层组成，模拟人类皮肤的表皮、 真皮和皮下组织，感测组件和电子电路嵌入真皮层。皮肤能感知各种触碰。这款 力和应变感知组件，就像是给机器装上了“人造皮肤”。它采用三维立体的排列 方式，模仿皮肤里的 Merkel 细胞和 Ruffini 末梢，凭借独特的八臂网状设计， 就像小蜘蛛织的网一样，能精准分辨出垂直按压的力和横向摩擦的力。

目前，人形机器人触觉传感主要应用于灵巧手，功能为获取物体的物理信息 和接触力，模仿人类皮肤触觉，协助完成类人手精细操作。触觉技术主要包括了 接触感知、压力感知、滑感感知、刚度感知、冷热感知。当前阶段，机器人的触 觉传感器主要为压力感知和接近觉感知。柔性触觉传感器可以分为压阻式、电容 式、压电式、摩擦电式等。其中电阻式和电容式技术成熟、成本低，成为当前主 流方案。

随着人形机器人逐渐落地，电子皮肤有望迎来快速增长期。全球市场，根据 Data bridge market 数据，2024 年，全球电子皮肤市场规模约 23.3 亿美元，到 2032 年，全球电子皮肤市场规模预计将增长到 323 亿美元，CAGR 约为 38.90%。

2.3 超分子量聚乙烯作为灵巧手腱绳材料打开空间

海内外机器人采用不同方案实现人手灵活度，腱绳方案有望增速加快。人手 具有 27 个自由度，一般认为当灵巧手具备 17 个自由度及以上可以实现接近人手 的灵活性。国内灵巧手企业以连杆传动方案为主，在耐用性、灵活性上取得一个 较好的平衡。海外企业更青睐腱绳方案，追求高灵活性。比如特斯拉新一代灵巧 手采用腱绳方案可以做到 22 个自由度，高度灵活拟人。特斯拉在 2024 年 WEROBOT 活动中展示了新一代灵巧手，依然保留了绳驱方案，自由度提升至 22-Dof，高度 灵活拟人。

依据传动方式的不同，灵巧手的方案可以分为三大类：齿轮传动（包括蜗轮 蜗杆）、连杆传动、腱绳传动。其中齿轮传动、连杆传动的驱动器位于灵巧手内， 而腱绳传动的驱动器一般位于手臂，位于灵巧手外。 超高分子量聚乙烯性能优异的纤维，有望成为腱绳材料主流。腱绳材料整体 分为不锈钢、高分子纤维两大类，其中高分子纤维使用更为广泛；高分子纤维中 以 Dyneema 和 Spectra®两种纤维为主流，分别为帝斯曼和霍尼韦尔生产的超高 分子量聚乙烯纤维材料。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是由乙烯单体合成的高性 能聚合物，分子量逾百万，兼具高度取向与结晶结构。具有以下几个特点，比重 低：可实现产品的轻量化。耐磨性与自我润滑性优异：具有比 POM（聚缩醛）、含 氟树脂、PA66 尼龙更优异的耐磨性，且自我润滑性和滑动特性不错。抗冲击性优 异：具有胜于 PC（聚碳酸酯）的高抗冲击性，能提升产品的耐久性。抗药性优异： 稳定性好，被用于食品卫生用途。吸水性低：在用水的部位也具有优异的尺寸稳 定性。在军事领域的应用尤为突出，超高分子量聚乙烯直接制成绳索、缆绳、渔 网和各种织物：防弹背心和衣服、防切割手套等，其中防弹衣的防弹效果优于芳 纶，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的 壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。

据 Grand View Research 对全球超高分子量聚乙烯纤维市场发展预测，2022- 2025 年，全球超高分子量聚乙烯纤维市场年复合增长率约为 7.4%；随着超高分 子量聚乙烯纤维产品应用范围不断发展，医疗设备、服装、鞋类和运动器材等行 业的发展将成为新的增长驱动因素，行业发展产品性能、材质及下游市场应用竞 争格局基本稳定，行业逐步进入成熟发展期，市场规模增速有所下降但整体稳定 增长。根据前瞻研究院预测，2025-2030 年全球超高分子量聚乙烯纤维市场年复 合增长率约为 6%，到 2030 年，全球超高分子量聚乙烯纤维需求量有望达到 20 万 吨。 从超高分子量聚乙烯纤维行业供需方面看，目前世界上只有荷兰、美国、日 本、中国 4 个国家实现了超高分子量聚乙烯纤维规模化生产，我国超高分子量聚乙烯纤维代表企业产能位于全球领先地位，近年来更是扩产迅速，国产产能已超 全球一半，当前全球超高分子量聚乙烯纤维需求维持稳定增长。

编辑：火腿肠