人形机器人量产“元年”——中国PEEK产业崛起
近年来,我国聚醚醚酮(PEEK)产业迎来了前所未有的发展机遇,在政策引导、技术创新、市场拓展等多重因素驱动下,实现了从依赖进口到技术领先的跨越式转变。尤其是随着近期人形机器人点燃网络热情,量产浪潮加速袭来,其对轻量化、高耐磨、强力学性能的核心需求,与PEEK材料的特性完美契合,为PEEK产业发展注入强劲增长动力,推动行业需求呈指数级增长。
国产化提速
市场格局重塑
以PEEK为代表的特种工程塑料是塑料金字塔顶端的明珠,具有轻质、高强度、耐腐性、阻燃性、绝缘性等优异特性。PEEK与其他高性能高分子材料如聚酰亚胺(PI)、聚醚酮酮(PEKK)、聚苯硫醚(PPS)等,共同构成了高分子材料的高端阵营。
据了解,PEEK材料自1978年被英国帝国化学公司(ICI)开发以来,长期被少数国外企业垄断,我国市场此前高度依赖进口。随着国家对战略新兴产业的重视和支持,以及国内科研机构与企业的持续攻关,我国PEEK产业国产化进程显著提速,产业格局发生根本性转变。《中国化工报》社有限公司党委委员、副总经理张四代表示,凭借其广阔的应用前景与强劲的增长潜力,PEEK已成为资本市场聚焦的核心热点领域,产业发展正迎来前所未有的黄金机遇期。
政策层面,党的二十届四中全会通过的“十五五”规划建议明确指出,“加快新能源、新材料、航空航天、低空经济等战略性新兴产业集群发展”,为我国石油化工行业尤其是高分子材料产业的发展指明了方向。此外,在工业和信息化部发布的《重点新材料首批次应用示范指导名录》(2017年版)、(2019年版)和(2021年版)中,均将PEEK作为先进化工材料中的工程塑料列出,并提倡PEEK在航空航天、环保及新能源汽车等领域的使用。我国的《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》也明确阐述:着眼于抢占未来产业发展先机,培育先导性和支柱性产业,推动战略性新兴产业融合化、集群化、生态化发展,战略性新兴产业增加值占GDP比重超过17%。
▲ 中国电科的人形机器人身高170厘米,体重却只有75千克,它的成功“瘦身”离不开碳纤维聚醚醚酮(PEEK)材料的加持
在政策引导下,国内企业加大了对PEEK产业的投入,推动产能与产量大幅提升,国产化率持续攀升,呈现出蓬勃发展的良好态势。近年来,中国PEEK国产化进程显著提速。国产化不仅打破了国际技术垄断,更提升了我国在高端制造领域的自主可控能力。到2025年,中国PEEK产业已实现从“依赖进口”到“技术领先”的跨越式转变,产能与产量大幅提升,国产化率持续攀升,呈现出蓬勃发展的良好态势。
市场方面,据国盛证券化工行业首席分析师杨义韬介绍,全球PEEK产能约为1.5万吨,供应格局相对集中,国外三家企业产能占比达65%左右,其中英国威格斯名义产能9500吨(8000吨位于英国,1500吨位于中国),比利时索尔维名义产能2500吨,德国赢创名义产能1800吨(实际产能约为名义产能的70%)。国内产能主要集中在中研股份等少数企业,目前在建产能已超过6000吨。
需求端,根据头豹研究院数据,2019—2022年,中国PEEK产品需求量年均复合增长率达到18.57%,同期全球PEEK消费量增速仅为9.00%,中国PEEK市场增速约为全球市场平均水平2倍。另据沙利文咨询预测,中国PEEK产品需求量2022年至2027年期间继续以16.82%的年复合增长率增长,预计2027年将达到5079吨的规模。
相关研报显示,全球PEEK消费区域主要集中在欧洲、美洲和亚太地区,其中欧洲是PEEK的最大市场,其相关产业发展相对成熟。随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移,亚太地区的PEEK消费增长速度远超欧洲,尤其是中国PEEK市场增长迅猛。另据了解,随着发展中国家对PEEK的需求不断增加,未来几年中国、印度、东南亚等新兴市场有望成为推动全球PEEK需求增长的主要驱动力。
多场景渗透
需求持续扩容
近期,随着以宇树机器人为代表的各种人形机器人点燃网络热潮,相关产业链布局也加速推进,众多企业纷纷加速布局PEEK材料及相关零部件领域。富春染织近日表示,公司在人形机器人PEEK轻量化部件领域已建立完备的技术储备和送样渠道,并于近日获得了某人形机器人行星减速器公司的样件订单,标志着技术落地与商业化合作的突破,为后续批量供货奠定基础。宁波华翔表示,公司目前正在基于PEEK材料开发智能机器人的相关核心零部件,已取得阶段性进展,后续将按计划开展工作。此外,联泓新科近日回复投资者提问时也表示,公司已完成PEEK相关技术开发和产品中试,正在推进产业化,产品可作为人形机器人轴承、齿轮、肢体骨架等相关部位的材料。
记者了解到,人形机器人对材料的轻量化、耐用性、精密性等要求与PEEK材料的性能高度契合。据杨义韬介绍,人形机器人的轻量化需求主要源于两个方面:一是减重能够降低能耗,提升续航能力;二是减轻机器人重量可以降低其跌倒时对用户的安全威胁。此外,由于PEEK材料密度低、比强度高,通过添加碳纤维复合改性还可以进一步提高强度,在减重的同时能够保持结构强度和稳定性,是机器人结构件(如肢体骨骼、外骨骼)的理想材料。
长江证券研报显示,2025年是人形机器人的量产元年,预计国内人形机器人出货量为万台级别,海外头部厂商出货量亦在千台级。国金证券发布的研报显示,每10万台采用复合材料设计的机器人,需要195吨PEEK材料。考虑到人形机器人的需求前景非常可观,PEEK材料应用空间可期,人形机器人有望成为PEEK又一增长极。
与此同时,在低空经济领域,PEEK材料的价值也在不断展现。作为国家战略性新兴产业的重要组成部分,低空经济被视为培育新质生产力、形成未来产业竞争力的重要方向。根据中国民航局预测,2025年,低空经济市场规模将达到1.5万亿元,2035年有望达到3.5万亿元。PEEK作为低空经济中的重要材料,有望依托低空经济实现高速发展。
记者了解到,航空航天领域对材料的轻量化、耐高温、耐腐蚀性、力学性能等要求极高,PEEK材料能够很好地满足这些需求。目前,PEEK材料在航空航天领域的应用主要包括轮毂罩、整流罩、环境控制系统叶轮、连接器线缆管道、无人机部件等,可轻量化替代金属部件,从而降低航空器重量,提升经济性及其他性能,同时耐极端温度,具有阻燃性。
总体而言,由于PEEK强度、介电常数、耐化学性等综合性能突出,在“以塑代钢”和“轻量化”的下游发展背景下有较广阔的市场空间。除了人形机器人和航空航天领域外,PEEK在新能源企业、电子电器、医疗器械等领域均有广泛应用。可以预见,随着新兴产业的不断发展和技术的持续进步,PEEK材料的应用领域将进一步拓宽,市场需求将持续增长,为我国PEEK产业的发展提供广阔的空间。
技术深攻坚
产业链谋破局
我国PEEK产业在国产化突破、技术创新、应用拓展等方面已取得显著成就,但当前仍面临核心原料供应保障、高端复合材料技术壁垒、产能爬坡周期长、成本控制等多重挑战。未来,我国PEEK产业需聚焦原料自主化、工艺优化与复合改性技术突破,稳定产能供给、完善产业链配套,持续提升产品竞争力与市场适配能力,推动产业实现高质量发展。
“PEEK产业产能爬坡周期相对漫长,需提前进行产能布局规划。”杨义韬表示,在此过程中,市场供需关系可能出现阶段性失衡,即短期内供给增长速度可能快于需求增长,但从长期发展趋势来看,随着下游应用领域的持续拓展与市场需求的逐步释放,最终将推动整个产业市场规模的稳步扩大。
此外,原料供应是PEEK产业发展的基础,其核心原料包括氟酮和对苯二酚,其中氟酮占PEEK生产成本的50%以上,其品质直接影响PEEK的结晶性和力学性能。记者了解到,部分国内企业在核心原料国产化方面取得了重要突破。如新瀚新材氟酮产线在国内率先采用傅克酰基化工艺,并围绕该工艺进行了系统创新,开发了傅克反应定向催化、低温水解、聚合物单体纯化、新型环保产业化应用等技术。据新瀚新材董事会秘书李翔飞介绍,该技术工艺体系下生产的产品收率高、产品纯度好(99.9%以上)。目前,PEEK巨头均稳定采购该工艺生产的氟酮。
对苯二酚方面,兄弟科技股份有限公司董事、高级副总裁周中平介绍说,对二苯酚是PEEK的重要单体之一,其主要合成路线包括苯胺氧化—还原法、对二异丙苯过氧化法、苯酚羟基化法。“杂质是对苯二酚质量控制的关键,直接影响PEEK合成。”周中平表示,苯胺氧化—还原法杂质较多,对二异丙苯过氧化法成本较高,苯酚羟基化法反应杂质少,综合制造成本最具有竞争力,且属于绿色工艺,是未来苯二酚生产的主流工艺。
技术方面,目前PEEK合成路径主要以亲核取代为主。东北证券研报显示,亲核取代路径优势在于能够精确控制反应过程,通过对原料比例、反应条件等因素的精准调控,可以实现对PEEK材料分子结构的精细设计和合成。这使得产出的PEEK材料具有高度的规整性,分子链排列有序,从而赋予材料优异的性能稳定性。此外,在严格的反应条件和精细的后处理工艺下,能够有效地去除杂质,使得PEEK材料的纯度达到较高水平,适用于对材料性能要求较高的高端领域。但与此同时,由于苛刻的反应条件,以及相对较高的原材料成本,亲核取代反应路线制备PEEK材料的成本较高。
此外,PEEK的复合材料成为行业重点发展方向。据了解,通过与不同增强材料的复合改性,可进一步放大PEEK的性能优势,适配更苛刻的高端应用场景,其中碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)正是当前最受关注的核心品类之一。CF/PEEK兼具碳纤维高强度与PEEK材料优异化学稳定性,相比单一材料,在航空航天、高端装备制造领域应用前景更好。
国金证券认为,CF/PEEK有望在机器人机身重要关节率先渗透,可解决塑料脆性问题的同时实现轻量化。另据新思界产业研究中心发布的《2024—2029年中国碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,航空航天领域为CF/PEEK最大需求端,因CF/PEEK在高温环境中仍能保持尺寸稳定性,可用于制造无人机发动机部件、螺旋桨以及框架等。
据了解,目前CF/PEEK生产技术由日本东丽、英国威格斯等少数公司掌握。国内CF/PEEK的研发集中在高校、科研院所和极少数企业之中,极大限制了国内市场对此类产品的大范围应用。
国内已有部分企业率先布局这一领域,试图打破技术壁垒、拓展应用场景。例如,中研股份、君华股份、肯特股份等均在CF/PEEK相关技术或产品上有所进展。
记者了解到,中研股份碳纤增强颗粒采用特定牌号的碳纤维与PEEK粗粉进行复合,具有强度高、耐磨性优良、导热性好的特点。中研股份表示,该产品的应用领域非常广泛:在汽车行业,用于制造内部的功能件,如高性能垫圈、各种泵体、变速箱部件、高低压输变电部件、轴承、阀片;在化学工艺及运输领域,用于制造与化学物质接触的制件,如化学容器、管道、阀门等;在机械领域,用于制造压缩机部件;此外,还可以被应用于制造纺织机械、医疗等领域的关键零部件。
君华股份的连续CF/PEEK的成型工艺则以碳纤维和PEEK树脂为原料,先通过熔融浸渍、粉末浸渍、纤维混编等方式制备预浸料(如单向预浸带、织物预浸料),再经模压、冲压、缠绕、铺放等工艺制成高性能CF/PEEK制品。产品广泛应用于航空航天、医疗器械、石油化工及新能源等行业。
此外,肯特股份也透露,公司具有CF/PEEK相关的技术储备。
纵观全局,我国PEEK产业已驶入从“量的突破”迈向“质的飞跃”的关键航道。产能的扩张只是上半场,下半场的竞争将更侧重于技术的深度、应用的广度与成本的精度。从关键单体的纯化,到CF/PEEK等高端复合材料的量产,再到降本增效以开拓更庞大的市场,每一环都是决定产业能走多远的考验。
下一步,产业的高质量发展有赖于持续的创新投入与产业链的紧密协作。唯有逐一攻破技术壁垒,不断拓宽应用场景,中国PEEK产业才能不仅实现“自给自足”,更在全球高端材料竞争中占据一席之地,真正成为支撑战略性新兴产业发展的基石。

