材料轻量化代表，PEEK即将迎来市场爆发？

 

最近时间内，中国相继发布了诸多关于人形机器人的相关政策，首先是《战略性新兴产业融合集群发展》，构建人工智能等一批新的增长引擎，这是为人形机器人等前沿科技领域的发展提供了战略指导。工业和信息化部等七部门在2024年初联合印发了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，明确提出要做强未来高端装备，突破人形机器人、量子计算机等产品，这是为人形机器人产业的研发和创新提供了明确的方向和支持。

另外，工信部在2023年10月20日出台了《人形机器人创新发展指导意见》，到2025年，人形机器人创新体系初步建立，包括“大脑、小脑、肢体”等关键技术要取得突破，并确保核心部组件的安全有效供给。从关键技术突破、产品培育、场景拓展、生态营造以及支撑能力五个方面进行了全面规划，并且要做好中国人形机器人的关键材料供给。北京市在2023年首次发布了针对人形机器人行业的相关政策，随后多地、多部门也陆续推出了相关政策，鼓励人形机器人产业的研发和创新。可以说，从2023年下半年到现在，中国市场始终存在人形机器人的相关热点炒作，无论从政策、技术还是投资，都明显对人形机器人形成了倾斜。

人形机器人的火热，带动了PEEK材料的较高关注度。特斯拉Optimus机器人就是借助PEEK材料的轻量化优势，不影响性能的情况下成功减重10公斤，并提高了行走速度30%。

PEEK有哪些材料优势，为何能够为人形机器人增加优势？

根据了解，PEEK具有强度高、重量轻且可塑性较高的材料特性。PEEK比铝合金重量轻8倍，并且介电常数、耐化学性能方面都明显优于钢铁和铝合金。PEEK材料具有高体积电阻率和表面电阻率，在很广的温度范围内保持良好的绝缘性能，还具有优异的阻燃性，对常见溶剂不溶，也不会发生水解，可以在蒸汽或高压水中长时间使用而不会发生性能的显著降低。

目前对于人形机器人的研究，大多集中在如何降低机器人重量且能够实现更高效率的运行，PEEK材料的轻负荷特性可以在人形机器人运动过程中减少能量损耗，提高机器人的能效。另外，PEEK材料的轻量化特性可以提高机器人负载能力和灵活性，为人形机器人的高端化发展提供有力支持，还能够在恶劣环境中拥有更长的使用寿命，使得人形机器人能够在更为复杂的环境下发挥作用。所以，人形机器人领域中，PEEK是相对理想的应用材料，并且当前并无更优异的材料为之取代。

当前机器人技术已成为衡量科技创新实力与高端制造业发展水平的核心指标，许多经济体已将发展机器人产业纳入国家战略规划，相继出台相关政策，旨在大力支持机器人产业的蓬勃发展。根据Precedence Research数据，2023年全球人形机器人规模已接近20亿美元，预计至2032年全球人形机器人市场规模将达到286.6亿美元，行业保持33.28%速度高速增长。如果按照特斯拉人形机器人使用5kg/台PEEK材料来计算，特斯拉的人形机器人就需要5000吨PEEK材料，在人形机器人领域全球需要的PEEK总量将会超过1万吨。

PEEK 材料凭借其优异的性能，如高强度、耐高温、耐磨损等，不仅被应用在人形机器人领域，还被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。根据平头哥调查，目前中国PEEK下游消费领域中，主要应用在汽车、电子信息、工业机械、医疗健康、航空航天及其他，其中在电子电气领域中应用占比最大，约占到总消费量的35%左右。

图1 全球PEEK材料下游消费领域占比

数据来源：《中研股份首次公开发行股票并在科创板上市招股说明书》；

在电子领域中，主要被应用在半导体领域中，PEEK材料由于能够耐受高温和各类化学品的腐蚀，可以减少晶圆冷却时间，提高生产效率。并且，在新能源车800V高压快充发展趋势下，需要用到PEEK做成的电机漆包线。在医疗领域，PEEK材料具有质量轻、无毒、耐腐蚀等优点，可以用于生产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备。PEEK材料还可以代替金属制造人体骨骼。在航空航天领域中，PEEK可以与碳纤维进行复合改性，如空客和波音公司在最新一代客机上已应用超过50%的碳纤维和PEEK的复合改性材料，可以实现飞机减重10%-40%，同时降低结构设计成本15%-30%。所以，随着飞机行业的减重趋势下，PEEK在航空航天领域中的应用将会越发广泛。

总而言之，PEEK的消费市场呈现快速增长，那么供应是否能够满足？供应端呈现严重供应不足，全球供应缺口巨大。

根据调查，截至2023年底，全球PEEK总计生产能力达到1.5万吨/年，其中英国威格斯是全球最大的生产企业，年生产能力占到全国总规模的38%。其次是索尔维，分别在比利时和因素，占到全球的11%左右。

中国总计PEEK的产能在2394吨/年，其中吉林省中研高分子材料股份有限公司年产能1000吨/年，是中国最大的PEEK生产企业，其次是吉林省中研高分子材料股份有限公司。根据对中国和全球的生产企业对比来看，中国PEEK装置都是小规模装置，但是拟在建项目庞大，未来拟在建规模超过7000吨/年。如果中国拟在建项目投产后，中国将成为全球最大的PEEK生产国家。

表1 全球主要PEEK生产企业统计

按照相关数据显示，在全球PEEEK消费驱动下，全球每年产出有超过1万吨PEEK产品，但是仍无法满足快速增长的市场需要。按照最大市场需求潜力测算，全球PEEK的最大需求量超过5万吨/年，根据目前的生产能力来看，仍远远无法满足全球的最大消费规模需要。当然，这里面还有消费市场的替代成本，以及材料性能的最佳应用场景限制，但是随着消费升级趋势，PEEK优异的材料特性，仍是最佳材料首选。

限制PEEK供应量提升缓慢的主要原因，分别是技术门槛较高和原材料供应企业较少。PEEK树脂的合成工艺具有较高难度，在过去近50 年时间里，全球范围内仅有英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、中研股份四家企业的产能达到千吨级，这是经过了50年产业升级后的结果，而中国企业经历时间较短，无法在短时间内实现较大规模的生产突破。如中研股份从约 100 吨/年的产量增长至2021年的549.98吨/年（产能利用率55.00%）大约经历了7年时间。

另外，限制PEEK供应不足的原因之一，就是原料供应企业较少。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。每生产1吨PEEK需要消耗约0.7-0.8吨氟酮单体，按照中国1000多吨PEEK的产量来算，需要的氟酮接近1000吨的规模。但是中国市场氟酮生产企业仅有新瀚新材、营口兴福和中欣氟材，营口兴福拥有氟酮产能2000 吨/年，新瀚新材拥有芳香酮（含氟酮）产能（4200+8000）吨/年，其中氟酮产能规模较小，而中欣氟材在2023年投产5000吨/年氟酮装置已开始生产。氟酮占到PEEK总成本的50%以上，对于PEEK来说，想要扩大消费市场应用范围，很大一个方法就是降低生产成本，而原材料可选择性企业不多，所以市场的议价空间有限，也限制了成本下降的空间。

表2 中国主要氟酮生产企业统计

PEEK拥有优异的材料特性，是汽车工业轻量化的主要可选材料之一，也是电子工业发展趋势的重要代表材料，是中国航空航天领域快速发展的关键。未来中国PEEK消费市场将会呈现快速增长，潜在增量巨大，中国将会成为全球最大的供应国家和消费国家，自身供应缺口有望支撑PEEK产品始终处于高景气的状态，建议有实力的企业重点关注。