本報(bào)記者 朱曉波
人形機(jī)器人火了！從蛇年春晚的扭秧歌表演，到最近深圳開(kāi)始的執(zhí)勤機(jī)器人巡邏，近年來(lái)，人形機(jī)器人技術(shù)的突破與商業(yè)化進(jìn)程的加速，正在對(duì)全球工業(yè)材料需求產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。我們觀察到，這一新興產(chǎn)業(yè)的崛起不僅帶來(lái)了對(duì)傳統(tǒng)鋼材需求的結(jié)構(gòu)性調(diào)整，還催生了特種鋼與輕量化材料的增量市場(chǎng)。本文從需求總量、需求結(jié)構(gòu)、技術(shù)驅(qū)動(dòng)和政策環(huán)境等多維度展開(kāi)分析，結(jié)合行業(yè)數(shù)據(jù)與案例，探討其對(duì)鋼鐵行業(yè)的潛在影響。
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)爆發(fā)：
對(duì)需求的拉動(dòng)體現(xiàn)為“結(jié)構(gòu)性機(jī)會(huì)”，而非“規(guī)模擴(kuò)張”
人形機(jī)器人的核心構(gòu)造包含骨架、關(guān)節(jié)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等部件，其材料需求具有明顯的分層特征。據(jù)民生證券報(bào)告，人形機(jī)器人單機(jī)用鋼量為50千克~100千克，若以特斯拉人形機(jī)器人Optimus2030年100萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量（中性預(yù)期下）計(jì)算，僅特斯拉一家企業(yè)即可拉動(dòng)5萬(wàn)噸~10萬(wàn)噸鋼材需求。然而，這一增量需置于全球粗鋼年產(chǎn)量（2024年約為18.826億噸）的宏觀背景下考量，其直接影響相對(duì)有限，預(yù)計(jì)僅占全球鋼鐵需求的0.02‰~0.06‰。
但值得注意的是，人形機(jī)器人對(duì)鋼材需求的拉動(dòng)更體現(xiàn)為“結(jié)構(gòu)性機(jī)會(huì)”，而非“規(guī)模擴(kuò)張”。例如，諧波減速器加工所需的精密切割絲需求預(yù)計(jì)在2030年新增3.5萬(wàn)噸。這類(lèi)特種鋼材對(duì)精度、耐磨性的要求遠(yuǎn)超普通建筑用鋼，附加值顯著提升。此外，伺服電機(jī)外殼、傳動(dòng)軸等關(guān)鍵部件需采用高強(qiáng)度合金鋼，其單價(jià)可達(dá)普通鋼材的2倍~3倍。因此，盡管總量占比不高，但高附加值鋼材的細(xì)分市場(chǎng)將成為鋼鐵企業(yè)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。
需求結(jié)構(gòu)分化：
輕量化與高強(qiáng)度的博弈
人形機(jī)器人對(duì)材料性能的極端要求，正在重塑鋼鐵需求的結(jié)構(gòu)特征。
一方面，輕量化趨勢(shì)擠壓傳統(tǒng)鋼材應(yīng)用空間。
人形機(jī)器人對(duì)運(yùn)動(dòng)靈活性的需求催生了輕量化材料的廣泛應(yīng)用。鎂合金密度（1.74克/立方厘米）僅為鋼材的22%，且具備更優(yōu)的減震性能，成為機(jī)器人骨架的首選材料之一。據(jù)測(cè)算，2030年人形機(jī)器人輕量化材料需求將達(dá)到12.5萬(wàn)噸，其中鎂的需求彈性高達(dá)12.5%，遠(yuǎn)超鋁的0.2%。這一趨勢(shì)可能擠壓傳統(tǒng)鋼材在結(jié)構(gòu)件中的份額，例如優(yōu)必選Walker S機(jī)器人已采用鎂合金框架替代部分鋼構(gòu)件，單機(jī)減重達(dá)30%。
另一方面，高強(qiáng)度特種鋼需求逆勢(shì)增長(zhǎng)。
在關(guān)節(jié)、齒輪等承受高載荷的部件中，特種鋼仍不可替代。例如，諧波減速器的柔輪需使用抗疲勞強(qiáng)度超過(guò)1200兆帕的滲碳鋼，而RV減速器的擺線輪則依賴高精度軸承鋼（如GCr15）。根據(jù)相關(guān)研究，抗沖擊執(zhí)行器的硬件需求將推動(dòng)行星滾柱絲杠用鋼量增長(zhǎng)，在其抗沖擊性能排序中，行星滾柱絲杠（以鋼材為主）優(yōu)于諧波減速器（以鋁材為主），這一技術(shù)路徑的普及可能帶動(dòng)特種鋼需求提升。
此外，可發(fā)揮復(fù)合材料的協(xié)同效應(yīng)。
碳纖維增強(qiáng)鋼基復(fù)合材料等新型材料的研發(fā)，為鋼材在輕量化與強(qiáng)度之間找到平衡點(diǎn)。例如，特斯拉人形機(jī)器人Optimus Gen 2的腿部關(guān)節(jié)采用碳纖維包裹鋼芯結(jié)構(gòu)，既滿足輕量化需求，又可保持關(guān)節(jié)抗扭剛度。此類(lèi)創(chuàng)新或?qū)㈤_(kāi)辟鋼材應(yīng)用的新場(chǎng)景。
產(chǎn)業(yè)鏈傳導(dǎo)：
從零部件到工藝革新
人形機(jī)器人的材料需求變革，正通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈向上游傳導(dǎo)，倒逼鋼鐵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。
首先，精密加工鋼材需求激增。
諧波減速器的慢走絲加工工藝依賴直徑0.03毫米~0.1毫米的極細(xì)切割絲，對(duì)鋼材的均勻性、表面光潔度要求嚴(yán)苛。博威合金的貝肯霍夫品牌已占據(jù)該領(lǐng)域全球40%市場(chǎng)份額，其產(chǎn)品毛利率顯著高于普通線材。這提示鋼鐵企業(yè)需向高精度、小批量定制化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。
其次，表面處理技術(shù)成為競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。
機(jī)器人關(guān)節(jié)的耐磨性與壽命直接依賴表面處理工藝。例如，氮化處理可提升齒輪鋼表面硬度，而激光熔覆技術(shù)可在鋼基體上形成耐磨合金層。日本大同特殊鋼的DSG系列齒輪鋼即通過(guò)滲碳+低溫離子滲硫工藝，將疲勞壽命延長(zhǎng)3倍，成為人形機(jī)器人供應(yīng)鏈的標(biāo)桿產(chǎn)品。
最后，短流程煉鋼的適應(yīng)性挑戰(zhàn)。
人形機(jī)器人零部件多采用小尺寸、異形截面設(shè)計(jì)，對(duì)連鑄坯的純凈度與均勻性要求更高。傳統(tǒng)長(zhǎng)流程煉鋼的脫氧夾雜控制難度較大，而電爐短流程工藝在成分微調(diào)上更具優(yōu)勢(shì)。例如，紐柯鋼鐵的CSP（薄板坯連鑄連軋）產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)0.8毫米極薄帶鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)，可用于沖壓機(jī)器人精密外殼。
挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)：
鋼企需加速三大布局
面對(duì)人形機(jī)器人帶來(lái)的變革，鋼鐵企業(yè)需在以下領(lǐng)域加速布局。
一是加強(qiáng)高附加值產(chǎn)品矩陣研發(fā)。
鋼企應(yīng)開(kāi)發(fā)適用于減速器、靈巧手等場(chǎng)景的專(zhuān)用鋼種，如高氮不銹鋼（用于觸覺(jué)傳感器外殼）、無(wú)取向硅鋼（伺服電機(jī)鐵芯）。
二是加強(qiáng)跨產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。
鋼企可與機(jī)器人制造商共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，有助于縮短研發(fā)周期。
三是綠色低碳轉(zhuǎn)型的疊加機(jī)遇。
人形機(jī)器人輕量化需求與鋼鐵行業(yè)減碳目標(biāo)形成共振。氫基直接還原鐵（DRI）工藝生產(chǎn)的超高強(qiáng)鋼（如馬氏體鋼MS1180）兼具低碳與高性能，有望成為下一代機(jī)器人結(jié)構(gòu)件的優(yōu)選材料。
綜合來(lái)看，人形機(jī)器人對(duì)鋼鐵行業(yè)的影響呈現(xiàn)“總量有限、結(jié)構(gòu)分化、價(jià)值提升”的特征。短期內(nèi)，傳統(tǒng)建筑用鋼需求可能因輕量化替代而承壓，但高強(qiáng)鋼、精密合金鋼等細(xì)分領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2030年，全球人形機(jī)器人帶動(dòng)的特種鋼需求將突破80萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)120億元，成為鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要推動(dòng)力。對(duì)于鋼企而言，能否抓住這一機(jī)遇，取決于其對(duì)材料性能極限的突破能力和在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新方面的響應(yīng)速度。未來(lái)，鋼鐵與人形機(jī)器人的共生關(guān)系，將不僅局限于材料的供給，還將形成技術(shù)共演與生態(tài)共建的深度綁定。
