来源：雪球App，作者： 慧博，（https://xueqiu.com/3966435964/258454767）
作者：慧博智能投研
丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。常见的丝杠产品包括滑动丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。滚珠丝杠是目前应用最广泛的丝杠产品，在数控机床有大量应用，其精度高，传动效率高。行星滚柱丝杠是最新一代的精密传动装置，具备高转速、高载荷、高刚度、体积小、噪音小等优点。在人形机器人即将量产的背景下，丝杠行业有望快速发展。
下面我们从了解丝杠行业的概况入手，了解在国内需求持续扩大背景下及国家对于高端制造业政策利好驱动下丝杠行业的未来发展情况，顺着丝杠行业产业链线索，了解该行业在发展历程中的竞争格局及发展壁垒都有哪些，通过借鉴国外高端厂商经验国内企业今后应从哪些方面发力。
01
丝杠行业概述
1.丝杠定义
丝杠是工程机械和精密机械上最常使用的传动部件。丝杠的主要结构由丝杆与螺母构成，其主要功能为将旋转运动转化成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力。其原理为当丝杠作为主动体时，螺母随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化为直线运动。被动工件可通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。
2.丝杠分类
根据摩擦特性可将丝杠分为滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠，其中滚动丝杠根据载荷传递元件的区别，分为滚珠丝杠和滚柱丝杠。
常见的丝杠产品包括滑动丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。
02
滚珠丝杠
滚珠丝杠，又名滚珠丝杠副，是工业精密机械中常用的传动元件，其主要结构包括滚珠丝杠、滚珠螺母、滚珠三部分。滚珠丝杠轴为螺母运动的导向轴，其表面具有螺纹，滚珠在螺纹内运动。螺母由预压片、反向器、防尘器等组成，是直线运动的移动体，带动滚珠循环机制；其端部密封件用于封装润滑零件、防止异物进入。滚珠是利用低摩擦系数维持整个零部件运转的媒介，存在外循环、内循环两种循环方式。
1.核心原理
滚珠丝杠的核心传动原理是将旋转运动转化为直线运动，化滑动摩擦为滚动摩擦。当丝杠相对螺母旋转时，丝杠的旋转面通过滚珠的循环滚动推动螺母轴向移动，化旋转为线性；滚珠的滚动使得丝杠和螺母之间的滑动摩擦转变为滚珠与丝杠、螺母之间的滚动摩擦，化滑动为滚动，大大提升传动效率。
2.驱动因素
（1）国内市场需求持续扩大
滚珠丝杠可实现旋转运动向直线运动的转化，广泛应用于各种工业设备和精密仪器，包括机床、机器人、注塑机等。从空间来看，滚珠丝杠在新能源汽车转向机构、电助力转向系统、电子驻车系统、刹车系统等方面都有广泛应用。新能源汽车行业在汽车销量逐年上升的同时追求全电控、智能化发展，滚珠丝杠的下游需求有望持续增长。此外，在机床应用中，全球机床厂供应链中主轴、摆头、转台等功能部件多数机床厂出于定制化或差异化考虑倾向于自产自制，但滚动功能部件基本全部外采，伴随机床产业升级滚动功能部件需求持续增长的确定性较强。
随着全球智能化产业链的不断扩张和自动化在各领域的不断深入，人型机器人、高档数控机床、电动机械等下游领域有望不断为包括滚珠丝杠在内的滚动功能部件提供市场增量，从而扩大滚动功能部件的总市场空间。
（2）高端制造行业逐渐兴起，政策利好或带来重大突破
近年来，工信部等国家部门不断推行相关政策，促使高端装备制造业等发展：22年3月工信部发布《先进装备制造业高质量发展三年行动计划（2022-2024年）》，提出了先进装备制造业高质量发展等具体目标和重点任务，推动装备制造业等升级转型。23年2月，工信部发布《智能检测装备产业发展行动计划（2023—2025年）》的通知》，要求各企业着力突破核心技术、增强高端供给、加快推广应用、壮大市场主体，打造适应智能制造发展等智能检测装备产业体系，以支撑制造强国、质量强国、数字中国建设。高端制造行业包括智能制造装备、轨道交通装备、航空航天装备、汽车制造装备等子行业，对滚珠丝杠有广泛应用。随着应用场景不断开发扩大，滚珠丝杠也将极大拓展应用范围，预计到2026年，全球滚珠丝杠应用领域将主要集中于航空、能源和公共事业。
3.产业链
（1）产业链
滚珠丝杠上游材料端直接影响产品性能，下游应用领域广泛。
（2）滚珠丝杠上游
从产业链上游来看，滚珠丝杠上游主要为滚珠丝杠的零部件，即丝杆、螺母和滚珠等，其原材料主要为钢铁等原材料。构件所选用的材料影响滚珠丝杠副的刚度、强度、耐磨性等，良好的微量元素配比能够减少加工流程中的畸变和裂纹，在提高加工效率的同时，能够提高滚珠丝杠的耐磨性和解除疲劳强度以及使用寿命，因此滚珠丝杠存在材料配方壁垒，厂家通常选用综合性能良好的轴承钢、合金钢等作为滚珠丝杠副的原材料。
（3）滚珠丝杠下游
从产业链下游来看，滚珠丝杠是众多机械设备不可或缺的传动元件，其产业链下游应用广泛，包括机床、航空航天、汽车、冶金、医药等多种领域。
滚珠丝杠广泛应用于各类专用及通用机械中，不同的设备类型对于滚珠丝杠的要求不同。对于大部分数控机床而言，其对于滚柱丝杠的精度要求相对较低，一般P4以上即可满足需求，而对于数控机床中较为精密的部分，如坐标镗床、磨床等，其精度等级往往需要达到P3以上。对于如半导体、测量设备这类专用设备而言，其精度要求通常更高，需要达到P2以上。
机床为滚珠丝杠第一大下游，其为数控机床进给系统核心零部件。在数控机床的进给传动系统中，经常采用滚珠丝杠作为传动元件，其作用是将伺服电机的旋转运动转换成运动执行件（刀架或工作台）的直线移动。根据科德数控及纽威数控招股说明书数据，传动系统的采购成本分别占2020年营业收入的13.93%/11.14%。由于传动系统中还有导轨等其他零部件，我们保守假设滚柱丝杠在2020年总营业收入中的占比为3%。考虑到机床中还有非滚珠类型的丝杠，滚柱丝杠作为精度更高的产品逐步替代原有类型丝杠，因此我们假设每年滚柱丝杠占机床价值量比重以3%的速度上升。
根据中国机床刀具协会数据，2022年我国机床消费额为274.1亿美金（约合1987亿人民币），按照每年价值量占比增长3%的速度计算，2022年滚柱丝杠占机床价值量比重约3.2%，我国机床用滚珠丝杠市场规模为63.2亿元。根据环洋行业2023年分析数据，数控机床是滚珠丝杠最大的下游领域，约占33%的份额。根据Wind整理的国家统计局数据，我国2022年1-10月机床的数控化率达43.7%，由于缺乏11-12月的数据，我们参考22年1-10月的数控化率，测算2022年我国滚珠丝杠市场规模达83.7亿元。
4.市场规模
近年来国内滚珠丝杠下游需求稳步增长，产能端加速释放。根据华经产业研究院数据，我国滚珠丝杠产需量缺口在2014年至2021年间由307万套上升至423万套，预估2022年产需缺口为455万套。2014年至2021年产需缺口年均复合增长率约为4.69%。当前国内滚珠丝杠产量增长速度逐渐趋于放缓，由高速增长逐步转型为中低速增长，需求量继续保持增长。未来随我国高端装备制造业不断发展，相关设备的精密传动需求将不断加大，对于滚珠丝杠大规模量产能力的要求将进一步提高，或继续刺激产能释放。
2022年全球滚珠丝杠市场规模破千亿元人民币，我国滚珠丝杠市场规模以约10%的CAGR增长，仍存在较大需求缺口。根据Zion Research Market数据，2022年全球滚珠丝杠市场规模约为230.5亿美元，预计2030年全球市场规模可达405.78亿美元，2022至2030年期间CAGR约7.32%，增长空间可观。根据华经产业研究院数据，我国滚珠丝杠市场规模约占全球总量的20%，是滚珠丝杠的主要消费市场之一。
2010年10月10日，国务院印发《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔2010〕32号)，将高端装备制造纳入战略性新兴产业。《中国制造2025》提出要加快高档数控机床、机器人等领域的主要功能部件的产业化以及加快关键零部件的突破。高端装备制造业将成为我国高质量发展、产业转型升级的重要支撑，加大自主研发力度，突破关键技术问题，深化国产化应用成为未来趋势。根据秦川机床2023年5月投资者关系活动表，我国2022年滚珠丝杠及滚动直线导轨市场容量约为145亿元，预计年复合增长率达到10%以上。
03
滚柱丝杠
1.优势
与滚珠丝杠相比，滚柱丝杠具有一定的优势：
1）高载荷：更多的接触点，接触总表面积增加，因而具有更大的动态载荷承载能力和静态载荷承载能力；2）可靠性、寿命优化：无再循环元件、卫星滚柱分布均匀，排除潜在的故障模式、因相互摩擦和冲击造成的故障率降低；3）小导程下仍兼具较高的承载能力和轴向刚度：最大限度地降低输入扭矩要求，同时保证定位精度。
滚柱丝杠又分为标准型行星滚柱丝杠、反转型行星滚柱丝杠、循环式滚柱丝杠。
对于行星滚柱丝杠，下面我们进行重点了解：
2.行星滚柱丝杠
（1）行星滚柱丝杠属于新一代螺纹丝杠的高精尖分支，综合性能强且应用前景广阔
行星滚柱丝杠通过啮合滚柱产生线接触滚动摩擦，大幅增加丝杠传动过程的接触面和受力面，与以往用于精密传动的滚珠丝杠相比，在传动效率损失不大的前提下，又同时具备了高转速、高载荷、高刚度、高范围导程以及更小体积、更低噪音、更方便维护拆卸等特点。目前已经在航空航天、武器装备、核动力等全球高精尖领域运用，同时在机床、汽车ABS系统、石油化工等民用场景下也存在广泛的应用需求。
（2）行星滚柱丝杠在标准式基础上衍生的四种类型比较
行星滚柱丝杠在标准式基础上衍生出四种类型，它们在结构和功能上具有不同的特点，从而适用于不同的应用场景。
1）反向式：螺母和螺钉的功能反转，结构更紧凑，适用于小行程、需要一体化设计工作场景
反向行星滚柱丝杠工作原理与标准滚柱丝杠相同，但螺母和螺钉的功能反转。滚子在螺母内轴向移动，螺母被拉长以允许传动轴的全行程，以较小的导程实现更高的额定负载，空间利用率高，但行程受螺母螺纹长度限制。
2）循环式：循环滚柱设计，适用于高精度，中低速运行工作场景
循环式行星滚柱丝杠是循环滚柱设计，由一套凸轮来控制滚柱在螺母内轴向移动，滚柱绕丝杠旋转一圈后返回到原来的位置。由于最小螺距与循环滚柱设计，可以实现非常高的定位精度、分辨率与极高的负载力。
3）差动式：具备差动运动特点，导程更小，适用于传动较大、负载较高的工作场景
差动式行星滚柱丝杠采用分段环槽结构，具备差动运动，可以获得比一般行星滚柱丝杠更小的导程与更大的减速比，且因其紧凑的结构可以使机电作动器具有更高的功率体积比和功率质量比。
4）轴承环式：结构复杂，制造成本较高，适用于承载能力要求极高的工作场景
增加滚子轴承、端盖、壳体等部件，承载能力大，在高负载的情况下，大大减少磨损率，但其结构复杂，制造成本高。
3.行星滚柱丝杠下游应用
随着行星滚柱丝杠在各行各业的不断深入，其应用场景也来越多，为了适应不同的应用环境及安装条件，其结构形式也在不断的发展。在本文第一部分提及的不同类型的行星滚柱丝杠以其各自独特的结构特点及其优势适用于不同的场合。
人形机器人有望成为丝杠最大下游。
人形机器人或将大量使用丝杠，市场规模有望超过千亿。人形机器人的执行器从原理上可以分为液压机构和电机机构，液压机构虽然有性能较好的优点，但是成本高，维护成本也高，目前主要是波斯顿动力再使用此种方案。目前主流的人形机器人方案为电机方案，特斯拉将执行器分为了旋转执行器和线性执行器，其中线性执行器需要使用丝杠产品。按照丝杠（未考虑滑动丝杠和反转式行星滚柱丝杠的配比问题）单价2000元，单个机器人使用14个计算，总价值量约2.8万元，按照1000万台机器人销量计算，丝杠的市场规模高达2800亿元，远超丝杠现有市场规模。
反转式行星滚柱丝杠为目前主流方案，但未来形态尚未确定。特斯拉人形机器人主要使用的反转式行星滚柱丝杠，有利于节省空间并且实现较大的承重。但目前特斯拉人形机器人成本较高，海外供应商的反转式行星滚柱丝杠售价是执行机构成本高启的重要原因，为了实现成本大幅下降，不排除会使用滑动丝杠、滚珠丝杠等产品。具备丝杠制造能力的企业，以及具备较强机加工、磨削加工、热处理等能力的企业，仍然有机会参与到行业变革之中。国内丝杠企业如“雨后春笋”，行业呈现百花齐放的态势。
4.市场规模
行星滚柱丝杠为丝杠中的高精尖分支，从无人问津到炙手可热，未来渗透率有望继续提升。行星滚柱丝杠最早起源于1942年，瑞典发明家Carl Bruno Strandgren申请了第一个循环式滚柱丝杠专利，但由于其结构复杂、加工难度大、成本较高，其一度无人问津。而后从70年代起，由于各类武器装备技术及通用专用装备的兴起，机械设备需要大推力、高精度、高效率、长寿命的传动部件，行星滚柱丝杠需求大幅提升。
全球行星滚柱丝杠研究已进入全面成长期，我国相关专利数量持续上升。行星滚柱丝杠技术方面的相关专利从20世纪40年代开始出现，而后大致可分为两个阶段，即萌芽期（2009年之前）和成长期（2010年至今）。在萌芽期，技术专利主要涉及行星滚柱丝杠的总体结构设计及其加工制造技术方面，主要申请人有日本丰田、德国舍弗勒、SKF等。在成长期阶段，我国专利申请数量不断提升，专利内容从总体结构加工制造发散至对传动精度、效率等的提升。
行星滚柱丝杠作为一种性能强劲的传动部件，有望在多领域替代原有的滚珠丝杠及传统液压传动装置。行星滚柱丝杠主要应用在民用领域，但伴随武器装备全电化发展叠加石油、化工、机床等领域需要大推力、高精度、高频响、高效率、长寿命的机械装置作为机电作动系统执行机构，其将逐步取代易污染、维护成本高的传统液压传动系统。同时由于其在精度、传输效率、负载等方面优于滚珠丝杠，目前在机器人、工业自动化领域也将逐步替代滚珠丝杠。
根据Persistence Market Research预测，2022年全球行星滚柱丝杠市场规模为2.85亿美元，2023年预计将达到3.03亿美元，到2033年其预测全球市场规模将达到5.32亿美元，2023-2033年复合增长率达5.8%。伴随行星滚柱丝杠下游场景不断拓宽，全球行星滚柱丝杠市场将不断扩大。
伴随行星滚柱丝杠下游场景不断拓宽，如人形机器人等精密智能制造产业链不断发展，全球行星滚柱丝杠市场有望继续扩大。
04
丝杠行业产品壁垒
我国丝杠行业中高端市场国产替代空间广阔，工艺及加工设备成国内最大短板。
1. 专用磨床、专用高精度母机被垄断，市占率低
目前全球对中高端滚珠丝杠的需求快速增长，我国虽然已有小部分厂商能够生产中高端滚珠丝杠，但加工过程中所使用的专用磨床、专用高精度母机仍受到境外垄断，导致我国中高端滚珠丝杠市场国产化率较低。根据金属加工公众号数据，当前中国大陆中端滚珠丝杠市占率为30%，中国台湾上银及中国台湾银泰占比40%，海外品牌德国力士乐、日本THK/NSK占比30%。中国大陆高端滚珠丝杠市场市占率仅5%，其余份额主要被中国台湾及海外品牌垄断。
2.全球丝杠市场集中度较高，我国自主品牌有待进一步突破
全球液压行业龙头博世力士乐为滚珠丝杠市场的重要参与者，除此之外如中国台湾上银科技、中国台湾银泰科技、日本THK/NSK等也是全球滚珠丝杠产品的重要厂商，日本欧洲作为精密制造优势地区，其开展精密加工技术研发的时期相对较早，上述企业成立时间均于二十世纪九十年代，加工技术布局较早，技术成熟。当前全球滚珠丝杠市场CR5为46%，主要为日本及欧洲企业。我国滚动功能部件制造厂商众多，但多数厂商只能生产品种单一、技术含量不高的中低档产品，制造水平与国外相比存在一定差距，目前尚未形成国际影响力品牌，自主品牌有待进一步突破。
（1）原材料质量与材料热加工工艺欠佳为国内丝杠较进口丝杠性能存在差距的原因之一
国内外丝杠均采用加入了Mo元素的优质合金结构钢，其形成的碳化物稳定性、熔点及硬度都较高，但由于稀有金属的元素配比及加工工艺存在差异，国产Cr/Mo钢性能与国外进口丝杠仍存在一定差距。同时由于国内Cr/Mo钢的冶炼、轧制工艺不成熟，国产Cr/Mo钢存在明显的带状偏析组织，导致国产Cr/Mo钢各部位元素分布不均，在实际使用中易断裂。
（2）滚柱丝杠加工Know-how细节较多，精密加工设备及核心工艺环节把控对产品质量影响较大
行星滚柱丝杠装配要求严格、成形制造困难，高端产品主要被GSA、Rollvis等西方发达国家公司垄断，其核心技术保密，很少见诸公开信息。目前国内有需求的下游行业大多依靠进口，同时受制于材料性能、加工工艺水平、检测水平，国产化率较低。在当下，我国行星滚柱丝杠的发展应将设计分析体系的建立以及加工及检测工艺水平的提升放在首位。
05
丝杠行业市场现状及突破关键
1.国内外滚珠丝杠发展阶段迥异，国内滚珠丝杠生产技术正逐步向国外追赶
滚珠丝杠在国外起步早、发展快、技术成熟，欧美市场在高端滚珠丝杠制造领域占据垄断地位，并且广泛应用到各领域；在国内发展迅速，市场规模快速增长，同时国内大型生产企业技术逐渐提升，有望逐步实现国产替代。
2.目前日本和欧洲滚珠丝杆企业占据全球约70%的市场份额，CR5约占市场份额46%
全球主要滚珠丝杠厂商有日本企业NSK、THK，德国博世力士乐、舍弗勒等。国内厂商包括中国台湾的HIWIN、银泰等，以及中国大陆的南京工艺、秦川机床（江汉机床）等。国内滚动部件制造厂商众多，但许多正在研发的企业处于未上市阶段，且多数仅具备单件生产能力，和海外大规模量产企业仍有较大差距。
3.高端应用市场仍被外资垄断，国产制造商已进入布局加速期
滚动功能部件市场根据需求可以分为高端市场、中低端市场，本质区别在于不同应用场景下，对其性能指标的要求不同。高端产品往往意味着：①精度：满足定位精度更高、重复精度更好的机械运动需求；②可靠性：采用更高质量的材料和更精密的制造工艺，以提供更长的使用寿命和更高的稳定性；③结构设计：采用更加紧凑、精密的设计，例如更小的滚珠、更高的丝杠螺距，以获得更高的运动精度和更高的刚性；④检测与保养：更严格的检验标准以及相对更频繁的检查与维护。分别来看：
中低端市场：主要以生产率高、价格低廉，并能保持机械效率高、耐磨性好的产品为主，下游应用精度要求不高，因此其代表性产品多为轧制型丝杠。下游主要为一般机械设备如工程机械、普通机床、打包机、注塑机等领域，也包括医院病床、手术台、千斤顶、小型起重机、阀门开关等应用场景。
高端市场：主要分为精密、高速、重载型滚动功能部件，以及为满足特殊应用场景的特殊功能产品，代表性产品多高精度研磨工艺。对应下游市场主要为高精度切割、高速加工和高速定位的CNC机床、印刷机、精密机器人、航空航天、电动汽车、3C装备等重点领域。
（1）从市场格局来看，欧美系、日系、台系占据我国滚动功能部件中高端市场主导，大陆制造商产品竞争力不足
根据金属加工杂志社数据，在国内高端市场，欧美日企业市场占有率高达90%，中国大陆、中国台湾制造商市场份额各约5%，高端市场格局相对集中；在国内中低端市场，大陆制造商拥有过约30%，中低端市场格局相对分散。
（2）我国滚动功能部件生产制造水平相对外资品牌仍有差距
我国虽是滚珠丝杠制造厂商较多的国家，但生产不集中，总产值有限，除少数重点骨干企业的部分产品达到或接近国外水平外，多数企业只能生产中低档产品，产品品类相对单一，整体国产品牌影响力较弱。海外龙头企业往往拥有数十年技术积累，其产品的持续迭代往往也引领了行业的发展，根据机械工业信息研究院官微，以加工中心为例,工作台的移动速度在20世纪80年代为15-20m/min,加速度0.5g左右,至90年代后期已提升至60-80m/min,加速度1.5g以上,海外龙头企业如日本NSK、德国力士乐先后开发的第一代精密高速滚珠丝杠副产品，总体水平基本可以达到Dn值（代表额定载荷下的最高速度）13-15万,速度70-100m/min,加速度1-1.5g,精度为C3以上；近年来新开发的超高速静音第二代滚珠丝杠副品性能还有进一步提升，Dn值可达20万,速度200m/min,加速度1.5-2.5g。
（3）从材料、设备、生产三个角度分析滚动功能部件产品的国内海外差距
1）材料端：配方KnowHow是行业壁垒之一，国产制造商和原材料供应商在基础材料端的研发、应用已经实现突破
滚珠丝杠原材料主要以不锈钢或各类合金钢为主，特种合金钢基本包含碳、硅、锰、硫、磷、铬、钼等元素，根据不同微量元素的配比，以实现针对不同应用场景的特性要求，例如用来制造滚子、套圈的材料多为高渗碳轴承钢，要求具有一定耐磨性、韧性；用来制造丝杠的材料多为超高强度合金钢，要求温度系数低、耐久性好等。海外制造商在中国建立生产制造基地后，同时考虑原材料质量和成本节约，也基本认可了国产原材料供应链。
2）设备端：设备投资较大，进口高端设备可能是国产制造商要快速推出高品质滚珠丝杠产品，把握国产替代窗口期的关键
滚动功能部件制造属于资金密集型产业，设备投资占比较重，以恒立液压为例，其2022年定增募投的线性驱动器项目显示，总计划投资约15.3亿元，其中设备采购约10.8亿元，占比约70.5%。海外高端机床技术相对成熟，设备稳定高效优势显著，海外滚珠丝杠制造商经过长期积累和产品迭代，所使用的设备也经历了自研升级、改造的过程，进一步加强了其产品护城河。对于国产制造商来说，采用自制设备的路线或能在使得产品、工艺、设备三者互相促进、逐步成熟，有利于生产成本控制，但要付出一定时间成本。短期来看，我们认为若要在高端滚动功能部件产品端率先实现国产替代，则应在设备端优先考虑相对成熟的进口设备。
3）生产端：滚珠丝杠产品同时具有定制化和标准化属性，相对一致但又繁杂的加工过程决定了产品良率控制是国产制造商需要突破的关键课题
产品的定制化体现在多元化的下游应用决定了产品性能、规格参数的多样化，但作为精密加工产品，其生产流程与品控标准的相对一致，反映了其标准化的特点。以研磨工艺加工的高端产品为例，其整套生产步骤约有22步，加工工艺周期约30-45天，因此生产过程的管理控制尤为关键，每一步加工步骤要实现较高良率，才能保证一定的整体良率水平，实现较高的产品一致性。这要求制造企业对生产过程中的关键工艺，如热处理、材料切削、部件研磨、性能检测等技术均有较为熟练地掌握。
（4）国际竞争环境日益激烈，国家战略支持重大技术装备国产化节奏加快
自“增强制造业核心竞争力”2022年首次被写入政府工作报告后，推进重大技术装备国产化、推进关键零部件国产化是落实国家战略的需要，也是中国高端制造业“走出去”的重要突破点；进一步，党的二十大报告指出“着力提升产业链供应链韧性和安全水平”，即重在补链、强链、组链和造链，其中所谓“补链”即补齐短板，聚焦被“卡脖子”的关键行业、核心技术，围绕核心基础零部件与基础制造工艺等，在关系国家安全的领域和节点确保自主可控。滚动功能部件作为多项重要下游领域关键零部件，国产制造商正处于布局加速阶段，定位高端以及新兴应用领域，如高端机床、新能源汽车、人形机器人等。
06
相关公司
1.国外相关公司
（1）舍弗勒
舍弗勒集团于2022年收购Ewellix公司，在原有基础上继续增长滚珠丝杠业务实力。Ewellix公司前身为SKF行星滚柱丝杠生产部门，Ewellix正式加入舍弗勒集团为舍弗勒行星滚柱丝杠部门增添重要动力。Ewellix原为全球领先的驱动和线性运动解决方案制造商和供应商。其核心产品用途广泛，包括医疗技术、移动机械、装配自动化和机器人，以及其他各个工业领域。舍弗勒旗下传统高端行星滚柱丝杠品牌GSA在装配、加工工艺、材料及热处理工艺上有深厚的积累，从产品覆盖规格、生产规模到产品生产经验积累具有较大优势，Ewellix的加入加之GSA的原有实力，使舍弗勒拥有了兼顾各种性能和规格的较完备滚柱丝杠产品矩阵，产品主要应用于汽车、半导体、工业机器人及自动化、石化等。
2022年，舍弗勒集团工业事业部继续保持销售额和盈利双增长，全年实现销售额42.71亿欧元，按固定汇率增长14.7%。其中大中华区工业业务增长8.8%，主要得益于原材料和工业自动化业务的销量增长。另外，2022年舍弗勒集团完成了对Melior Motion、Ewellix、CERASPIN等公司的收购，进一步增强了工业业务的技术实力和业务发展。根据舍弗勒官网，2023年舍弗勒集团营业收入预计同比增长5%-8%，其中工业事业部收入预计同比增长9-11%。
（2）SKF——智能与清洁并行，适应自动化导向
SKF（斯凯孚）于1907年在瑞典哥德堡创立，1916年斯德哥尔摩证券交易所首次推出SKF股票，1928年开始在伦敦证券交易所交易。SKF当前在全球轴承制造与创新领域居全球领先地位，在致力于轴承、密封件和润滑系统的开发、设计和制造的同时，提供机器状态评估、可靠性工程设计和再制造服务，为客户提供全生态一站式服务。近年来，SKF持续致力于打造更加以客户为中心、稳健盈利能力、高速增长、更精益的SKF。
SKF建立了轴承市场上最广泛的研发、生产及分销网络。全球拥有77个制造中心，15个技术中心，超过17,000个分销点。SKF通过自身扩张与横向并购实现业务覆盖40个行业，剖分式轴承的领先品牌Cooper、以及PEER、GBC等行业领先品牌均于近年被纳入SKF集团。在铁路、重工业和工业分销市场等行业处于领先地位，在其他行业中处于突出地位。
SKF持续推进研发与生产，加速渗透高增长前沿领域。根据SKF2022年报，公司正在加速新技术的开发，例如电动汽车、回收和关键领域的解决方案与产品。2022年，SKF代表性创新产品有创新陶瓷滚珠轴承，是许多电动汽车传动系统的关键部件，相比传统轴承具有更轻、转速更快的特点。这意味着更少的摩擦和能源消耗，以及更长的使用寿命和更低的购买成本。
目前SKF丝杠系列产品主要包括精密轧制滚珠丝杠、研磨滚珠丝杠和滚柱丝杠。同时，SKF提供用于这些滚珠和滚柱丝杠的匹配附件，如螺母法兰和支撑轴承。目前SKF集团主要由位于法国的Transrol工厂和美国的Armada工厂承担滚珠丝杠产品的生产。
从财务方面来看，2022年SKF净销售额达969.33亿瑞典克朗，同比-18.5%（考虑汇率变化），但营业利润受到原材料与能源成本上升影响略微有所下降。从业务部门来看，工业零部件及分装仍是销售主力部门。从地区来看，2022年中国与东北亚地区占总销售额21%，是全球重要市场之一。
（3）NSK——日本最大轴承制造商，全球滚珠丝杠市占率第二
NSK成立于1916年，上市于东京证券交易所。是日本首家轴承制造商，也是目前日本最大轴承制造商，在2020年全球市场份额位居第三。业务方面，NSK利用生产轴承锤炼出的精密加工技术，开展工业机械轴承、精密机械及零部件以及汽车轴承和组件业务。推动多方位的事业拓展。
在滚珠丝杠生产中，NSK目前在全球市场占有率第二，研发水平与产品先进性居世界前沿。主要应用场景为机床、注塑机、普通机械，也有半导体及液晶的制造装置等特殊工况。在研发与产品更新上，NSK全球首创开发出用于EV•混合动力汽车的能量回生协同制动系统用低摩擦力矩滚珠丝杠，研发出世界最大的高负载能力的超大型滚珠丝杠。
NSK持续注重于技术创新，“4+1”核心技术引领产品进步。NSK基于以下四项+一项核心技术推动产品质量与功能性的提高。
1）摩擦学技术
NSK致力于研究、阐释与控制摩擦。主要研究接触表面在相对运动中的摩擦和磨损，例如用薄油膜承受巨大力的旋转部件。通过开发润滑和表面处理技术，NSK产品可以抵御恶劣的操作条件，从而为需要低摩擦、高速旋转、安静操作或增强耐用性的应用提供卓越的性能。
2）材料技术
公司坚持不懈追求性能耐用性与可靠性。材料研发几乎影响产品性能的方方面面。通过仔细筛选与优化材料成分、热处理和陶瓷材料，NSK持续优化应用性能。从而服务于功能、耐用性或可靠性的改进，或者成本效益优化与生产效率的提高。
3）数值模拟解析技术
NSK通过仿真技术克服了经验道路导向的限制和过长的测试期，实现了加速产品开发的准确性和可靠性。同时以计算机仿真技术可以对违背先前预期的极端条件或与过去不同的创新设计进行评估和分析。
4）机电一体化技术
机电一体化将机器元件技术与控制技术相结合。通过将轴承、滚珠丝杠和线性导轨与电机、传感器和计算机相结合，计算机控制增强了机械功能。这项技术能够将新的功能和性能更有效可靠应用于一系列工业机械，如汽车和生物医学。它还有助于提高可靠性，以及日常生活中的便利性和安全性。
5）生产技术
通过上述四项核心技术，能够提高产品性能。欲为环境做出贡献并提高安全性，需要生产技术的优化为这些技术注入活力。NSK通过将人工智能技术应用于其设备，优化其整体生产框架，同时努力创建节省空间、节省能源和削减人力需求的智能化工厂。
NSK于上世纪60年代初在美国密歇根州安阿伯设立了销售公司，以此为开端，正式迈开建立并运营海外事业网点的步伐。根据NSK官网，截至23年3月，NSK在日本/中国/美国/英国/新加坡/印度设立了地区本部，并在全球范围内拥有68个生产基地和22个研发基地。NSK自1990年代中期开始加快中国及亚洲地区的事业拓展，特别是针对急速成长的中国市场，建立起了全套经营体制。
2022年，NSK中国市场销售额占比约20%，为除日本外的第二大市场。2022年，NSK集团实现营业收入9381亿日元和归母净利润184亿日元，分别同比+8.4%/+2.0%。2020-2022年，NSK精密机械及零部件领域销售额从411亿日元升至约692亿日元，期间CAGR约30%。2022年，NSK在中国市场的销售额占比约20%，为NSK除日本外的第二大市场。
（4）THK——全球最大滚珠丝杠厂商，进军机器人自动化模块
THK于1971年在日本东京创立，1989年首次股票公开发行，2001年在东京证券交易所上市，2010年开设中国研发中心。为世界首家通过滚动接触开发直线运动方法的公司，也是成为世界上第一家开发了直线运动（LM）导轨并使之商业化的公司。
THK建立了全球化制造系统，形成四位一体生产与销售基地。截至2022年，THK在日本、欧洲、北美、南美和亚洲等地拥有包括关联公司在内的37家制造工厂，从机床、半导体制造装置，产业机器人等生产资材领域到汽车、住宅、医疗器械、智能机器人、能源相关等新一代环保型消费资材领域，THK在不断注力于重点领域的发展和新领域事业范围的拓宽。目前围绕人工智能和机器人领域进行科技活化活用，在制造领域迅速扩展物联网服务，推动商业模式变革。
THK于1979年开始制造销售滚珠丝杠，目前产品主要以定位滚珠丝杠、运输滚珠丝杠、旋转螺母滚珠丝杠等划分系列。应用于新一代机器人、搬运机器人、半导体封装设备以及自动包装机等多种产品。
（5）HIWIN——创新引领产品优化，多场景应用开启业绩回暖
HIWIN创立于1989月，2009年在中国台湾证券交易所挂牌上市。公司推动全球布局，在亚洲、欧洲等大洲的34个国家完成注册登记，在中国台湾、日本东京、德国欧芬堡等地设立研发中心。目前，公司已经成为全球范围内传动控制产品与系统科技产品的专业制造者。
HIWIN具有多方位的产品矩阵。公司主要生产滚珠丝杠、滚珠花键、直线导轨、单轴与多轴机器人、谐波减速器以及医疗设备等。在研发创新方面，HIWIN在世界上首创与工业4.0连结之智能型滚珠丝杠-i4.0BS，透过专用之振动和温度复合式传感器并搭配专家算法，能有效监测滚珠丝杠效能。其下游应用从机床产业逐渐拓展到日本射出成型机及新加坡半导体设备大厂，具有广阔的应用市场。
2022年，HIWIN受益下游高景气度，营业收入创历史次高。2022年，HIWIN实现营业收入293.1亿台币和归母净利润44.8亿台币，分别同比+7.5%/+26.8%。2022年，公司营业收入主要来源于线性滑轨、滚珠螺杆、工业机器人，三者占营收比例分别64%、22%、7%。2022年公司在受到俄乌冲突、高通胀等外部因素影响的情况下，营业收入创历史次高，主要得益于公司长期创新和全球化布局。
（6）Rexroth
Rexroth公司和品牌隶属于博世力士乐集团，是一家主要生产液压系统、减速机、电控技术以及机电一体化产品的大型工业品公司。在线性传动技术领域，Rexroth提供直线导轨、滚珠和滚柱丝杠、丝杠传动装置、电动缸和直线运动模组等产品，其滚柱丝杠产品是在近10年内推出的新产品，采用轧制成型技术以满足追求更高经济性的客户需求，但在有高精度和高寿命要求的场景下无法使用。主要产品是PLSA行星滚柱丝杠传动系统，也用于其生产的机电作动器，但产品可供选择的直径范围较小，产品系列全面性相较于舍弗勒和SKF有一定差距。
在国内市场方面，Rexroth产品主要销售到一般工业领域中，尤其在注塑机和伺服压力机械等应用中业务成长速度快，基本不面向国内航空航天和军工领域。由于其采用轧制成型技术，其在国内市场售价相对较低，赢得了许多追求高性价比客户的肯定。
（7）Moog
成立于美国的慕格是全球精密运动控制系统的领先集成商，主要服务于航空航天、国防、工业生产领域。在工业机械方面，慕格可提供电机、伺服阀、电动静压泵装置、丝杠等系列产品。其中，丝杠相关产品有滚珠丝杠、行星滚柱丝杠以及倒置滚柱丝杠，在生产和设计定制化高精度行星滚柱丝杠领域有超过三十年的经验。其提供多种直径、多种截距、多种长度选择，同时具有高负载、高启动速度的行星滚柱丝杠。其生产的丝杠主要用于金属成形与冲压机械，尚未针对人形机器人等生产专用滚柱丝杠。
2.国内相关公司
国内目前的丝杠制造商体量偏小，产品主要以中低端为主。业内比较知名的企业包括汉江机床（秦川机床子公司）、南京工艺、山东博特精工、广东凯特精密机械、西安华欧、鼎智科技、新剑传动等。
（1）汉江机床
汉江机床是国家第三个五年计划时期兴建的三线建设重点工程之一，机械工业大型骨干企业，国内螺纹磨床主导企业。公司主营产品包括机床与滚动功能部件，滚动功能部件滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、滚动导轨块、滚珠花键、滚珠导套、精密十字工作台、自锁器、线性模组、精密滚柱交叉导轨副、精密滚针交叉导轨副等，具有50年的设计制造经验，拥有规格、数量、精度齐全的滚动功能部件加工设备1299台（其中金属切削设备800多台）和行业先进的螺纹检测仪器、滚动直线导轨综合精度检测仪，具备年产各类滚珠丝杠20万副、滚珠直线导轨10万米的生产能力。2022年，汉江机床实现收入4亿元，国内领先。
（2）南京工艺
南京工艺在滚动功能部件领域具有70年的研究制造历史，现为高新技术企业，工信部制造业单项冠军示范企业，入选国务院国企改革领导小组办公室公布的“科改示范企业”名单。公司产品为高速、高精中高档数控机床大批量配套，推进了国产滚动功能部件的提档升级和替代进口。
南京工艺目前产品包括滚动导轨、滚珠丝杠、滚动花键、行星滚柱丝杠、数控精密工作台等。根据公司官网数据，2022年第三季度公司实现收入3.79亿元，同比增长11%，我们预计公司全年收入超过5亿元，收入体量国内领先。
（3）鼎智科技
鼎智科技成立于2008年，公司专注于直线丝杆步进电机产品，其产品在50多个国家销售。公司目前主要产品包括主要线性执行器、混合式步进电机、直流电机、音圈电机及其组件等产品。公司线性执行器为行业领先产品，在迈瑞医疗、深圳新产业、美国IDEXX、美国Adaptas、韩国三星等企业产品中得到应用；呼吸机配套音圈电机打破国外垄断，已在迈瑞医疗呼吸机中批量应用。公司线性执行器包括滑动丝杠线性执行器、滚珠丝杠线性执行器和永磁电机线性执行器。
（4）广东凯特精密机械
广东凯特精密机械成立于1993年，是中国机床工具工业协会常务理事单位、中国机床工具工业协会滚动功能部件分会副理事长和副秘书长单位，也是我国专精特新“小巨人企业”。公司产品包括直线模组、直线导轨、钳制器、滚珠丝杠等，具有二十多年的行业制造经验。
（5）山东博特精工
山东博特精工前身是山东济宁丝杠厂，始建于一九六六年，国家高新技术企业，国内滚动功能部件骨干专业化生产厂。公司具有50多年的制造经验，一直致力于滚动功能部件的研究与生产，是我国滚动功能部件标准(滚珠丝杠副、直线导轨副)主要起草单位，国家高速主轴标准主要起草单位，国家滚珠丝杠副标准工作组组长单位，中国机床工具工业协会副理事长单位。
公司主要产品包括滚珠丝杠、直线导轨、CNC工作台、电主轴、机械主轴、动静压主轴、梯形丝杠等。公司精密主轴、主轴单元市场占有率全国第一位，滚珠丝杠副市场占有率居全国前三位，梯形丝杠为全国唯一部优产品。“高速精密电主轴”、“高速精密滚珠丝杠副”被科技部认定为“国家级火炬计划重点新产品”。
近年来，新竞争者纷纷入围，行业有望进入高质量发展阶段。近年来多个上市公司也开始布局丝杠导轨业务，在丝杠导轨业务上投入了大量的资金与人力，结合民营企业灵活的管理决策优势，有望推动行业更加快速发展，实现国产化替代。国内新兴的丝杠导轨企业包括恒立液压、贝斯特、长盛轴承、恒而达、南方精工等。
（6）恒立液压
恒立液压成立于2005年，是一家专业生产液压元件及液压系统的公司。公司从液压油缸制造发展成为涵盖高压油缸、高压柱塞泵、液压多路阀、工业阀、液压系统、液压测试台及高精密液压铸件等产品研发和制造的大型综合性企业。
2021年，公司定增募资不超过50亿元，其中14亿元投向线性驱动器项目。该项目达产后将形成年产10.4万根标准滚珠丝杆电动缸、4500根重载滚珠丝杆电动缸、750根行星滚柱丝杆电动缸、10万米标准滚珠丝杆和10万米重载滚珠丝杆的生产能力。电动缸具有更清洁、更简单且能效更高的动力传输能力，在未来将有可能一定程度上替代传统的液压缸和气动缸。恒立液压在资金实力、制造能力、技术团队上具有优势，有望成为国内丝杠领域新进参与者中的佼佼者。
（7）贝斯特
贝斯特成立于1997年。公司主营业务为研发、生产及销售各类精密零部件及工装夹具产品。公司利用在精密零部件加工领域形成的技术优势及自动化生产线的柔性加工能力，为气动工具和制冷压缩机等高端制造领域供应精密零部件。
2022年1月，公司设立全资子公司“无锡宇华精机有限公司”，全面布局直线滚动功能部件，主营产品包括高精度滚珠丝杠副、高精度滚动导轨副等，瞄准高端机床领域、半导体装备产业、自动化产业三大市场进行大力开拓。
（8）长盛轴承
长盛轴承成立于1995年，公司是专门从事自润滑轴承的研发、生产和销售的高新技术企业。公司直线驱动系统采用免维护的滑动结构设计，所有滑动单元均采取经过耐磨优化的CSB-EPB材料制成，而所有的轴或导轨均采用表面硬化处理的铝合金或不锈钢制成。合理的材料和结构设计实现了CSB-LMS直线驱动系统长期免维护、耐灰尘、抗腐蚀和低噪音。
（9）恒而达
恒而达创建于1995年，是一家专注于金属新材料领域的国家高新技术企业，主要从事模切工具、锯切工具、裁切工具等金属切削工具研发、生产和销售，并逐步延伸至产业链下游，为客户提供配套智能数控装备。恒而达近期开始发展直线导轨业务，预计年底建成直线导轨业务产线，明年上半年有望量产推向市场。作为直线导轨业务的新进入者，公司将重点提高产品的稳定性，优化产品性能，丰富产品规格型号，力求缩短市场对公司产品的认可时间。
（10）南方精工
南方精工是一家专业从事传动领域轴承及其相关零部件的制造和研发的公司。公司主要生产滚针轴承、单向离合器和单向滑轮总成，其系列产品已为多家世界500强企业以及全球诸多著名公司配套。公司滚珠丝杠产品目前主要用于汽车行业。
（11）汇川技术
汇川技术创立于2003年，专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，定位服务于高端设备制造商。2023年5月，汇川技术正式完成对韩国SBC Linear Co.,Ltd.（简称“SBC”）的收购，SBC公司产品主要包括：滚珠直线导轨（Ball Guide）、滚柱直线导轨（Roller Guide）、轧制丝杠和搬运用滑轨，产品在精度保持性、噪声、刚性等指标居于行业前列。此次收购新增了精密直线导轨产品线，将强化汇川技术的多产品组合方案能力，助力汇川技术成为领先的精密机械传动产品及解决方案供应商。
（12）五洲新春
五洲新春是一家集研发、制造和服务为一体的综合型企业集团，主要生产轴承及汽车配件等高端精密零部件。公司主要产品包括轴承、轴承套圈、风电滚子、汽车配件等产品，公司也具备丝杠螺母制造能力。
07
参考文献
1.广发证券-通用设备行业人形机器人系列之五：丝杠深度，精密仪器传动之冠
2.财通证券-丝杠行业深度研究报告：价值量与壁垒较高，国内企业纷纷布局
3.申万宏源-丝杠导轨行业点评：丝杠导轨百亿市场，国产替代蓄势待发
4.中泰证券-长盛轴承-300718-人形机器人加速发展，滚珠丝杠业务成长可期
5.中金公司-机械行业专精系列：风起行星滚柱丝杠，行业谁与争锋？
6.中泰证券-人形机器人行业专题报告：空心杯电机&滚柱丝杠
7.首创证券-贝斯特-300580-公司简评报告：23H1业绩高增，布局高精度滚珠丝杠副
8.安信证券-机器人行业系列报告五：紧扣产业链安全，滚动功能部件国产化势在必行
9.国泰君安-产业深度：机器人产业深度（三），机器人的关节~精密执行器
10.国金证券-汽车及汽车零部件行业研究：机器人vs汽车系列报告（四），丝杠迎汽车+机器人双轮驱动，国产替代打开千亿市场空间
11.开源证券-机械设备行业周报：特斯拉机器人降本超预期，滚珠丝杠大量应用
12.华泰证券-机械设备行业专题研究：人形机器人迭代下供应链的新机遇
13.东吴证券-通用设备行业深度报告：高壁垒的成长赛道，受益于自主可控&人形机器人未来发展
14.招商证券-机械行业机器人系列报告（五）：人形机器人的“前世今生
15.华金证券-工业机器人及工控系统行业：人形机器人系列报告（二），行星滚柱丝杠，“卡脖子”零件，高价值的必需品
以上相关研报原文可在“慧博智能策略终端”PC版或“慧博投资分析”APP中查看。
免责声明：以上内容仅供学习交流，不构成投资建议。