近年來,在“以塑代鋼”“輕量化”的大背景下,聚醚醚酮(PEEK)材料作為全球公認的綜合性能最好的熱塑性工程塑料之一,在交通運輸、航空航天、電子信息、能源與工業、醫療健康等領域已得到廣泛的應用。
機器人熱潮下,PEEK材料亦在該領域嶄露頭角,并且相關產業鏈公司在資本市場表現十分活躍。9月17日,PEEK材料行業(通達信)指數上漲1.74%,再創歷史新高,年內漲幅約76.5%,與人形機器人板塊指數的年內漲幅相當。
市場板塊火熱之際,PEEK產業長期前景如何?
展望產業發展趨勢,北京社科院研究員王鵬近日向證券時報記者分析稱,PEEK材料憑借耐磨、耐高溫、高強度、輕量化及生物相容性等特性,已成為高端制造領域的關鍵材料,行業正從“進口依賴”向“國產替代+技術突破”轉型,高端產品占比有望逐步提升。不過,他表示,PEEK材料成本遠高于其他特種材料,短期內也限制了其在一些領域的大體積部件上的應用。
機構預計2031年規模超131億元
PEEK由英國帝國化學公司(ICI)于1978年最早開發出來,被譽為工程塑料中的“皇冠”。其比強度約是鋁合金的8倍,密度不及鋁合金的一半,是實現“輕量化”的極佳解決方案。
從產業格局來看,由于較高的技術壁壘,目前全球PEEK生產廠商呈現“一超多強”格局。英國威格斯是全球最大的PEEK生產商,產能達到7150噸/年,約占全球總產能的60%。比利時索爾維現有PEEK產能2500噸/年。德國贏創位列第三,PEEK產能已達到1800噸/年。
自2016年以來,我國企業在PEEK領域的技術突破和產能擴張顯著,如中研股份、沃特股份、山東君昊等通過降低成本、提升性能和拓展應用領域,逐步打破國際巨頭的壟斷。其中,中研股份是全球第4家PEEK年產能達到千噸級的企業,也是目前PEEK年產量最大的中國企業。
沃特股份今年加快PEEK領域布局,現已具備“聚合-改性-成品制造”全鏈條布局。公司相關負責人近日向證券時報記者介紹,今年5月,公司年產1000噸聚芳醚酮(PAEK)樹脂材料項目一期進入正式生產期,一期以PEEK為主。目前,公司控股子公司浙江科賽已具備百噸級PEEK型材生產及加工能力,正逐步向精密電子、電子信息、工業機械、軸承等領域客戶供應PEEK型材;公司還通過收并購的方式,在半導體部件解決方案、氟材料和密封件高端應用領域均存在PEEK材料的使用場景。
中研股份在半年報中披露,公司產品已進入了航空航天、醫療器械、新能源、半導體等高端領域。
中研普華預測,2025年全球PEEK市場規模將接近70億元,2031年將超過131億元;中國市場規模預計于2025年達到21.8億元,2031年達到50億元,2025—2031年年復合增長率為14.4%;細分領域中,低空經濟、新能源汽車和機器人等有望貢獻不俗增量。產能方面,該機構預計2025年國內PEEK產能將突破萬噸。
適用于機器人精密部件
對于資本市場更為關注的PEEK材料在機器人領域的應用,國內多家產業鏈公司正加緊布局并已取得一定成果。
例如,在機器人功能件方面,沃特股份的PEEK材料已在多家客戶開展測試工作。上述負責人表示,目前人形機器人方案尚未完全定型,且出貨有限,該領域需求短期內對公司產能釋放的影響還比較小,但長期來看,隨著人形機器人技術的不斷進步以及市場規模的擴大,PEEK材料在機器人領域的應用潛力有望逐步顯現。
再如,禾川科技旗下禾川人形機器人有限公司成立于2024年8月,專注于為人形機器人研發動力驅動、電驅關節、靈巧手周邊空心杯電機、微型力矩電機等核心部件。
近日,禾川科技副董事長賴正健告訴證券時報記者:“近段時間找我們談深度合作的企業比較多。PEEK材料具有輕量化與高強度完美平衡的特性。同時還具有耐高溫、耐磨、耐腐蝕、自潤滑等優點,能顯著降低維護頻率,這些性能使它成為機器人關鍵部件的理想材料。”
據介紹,禾川科技通過自主研發已將PEEK材料和公司的多款人形產品相結合。例如,公司掌握自有配方的高性能輕量化材料研制技術,把PEEK材料與陶瓷加碳纖維復合型高強度材料應用于人形機器人“肌肉”關節核心組件傳動。該材料和常規品相比實現了30%的產品輕量化,能提高嚙合率分散負載,剛性極高,可實現背隙5弧分(arcmin)以下的高精度定位。
其次,禾川科技自主研發的國內首套全數字伺服驅動器,配套了PEEK絕緣軸承座,實現零間隙傳動,有助于提升人形機器人傳動系統的性能。
與此同時,也有受訪產業鏈人士直言因高價格等因素,PEEK材料短期在某些領域應用受限。
“PEEK性能無疑是最好的,但相比其他特種材料,PEEK價格可能有十倍、甚至更高的差異。除非特殊的場景如救援等特殊機器人會考慮大面積應用PEEK材料;家庭類的普通機器人場景下,廠商選材不僅要考慮性能,還要綜合對比成本,致使目前機器人大身體部件PEEK不是最佳方案,但在齒輪、軸承等對耐磨要求更高的精密部件上則可以使用,不然部件的置換成本很高,且影響機器人整體運行效率和整體設備穩定性。”國內某PEEK廠商相關人士告訴證券時報記者。
賴正健對此持類似看法。“目前PEEK材料價格相比其他特種材料確實比較高,會限制其在一些對成本敏感的應用場景中使用。不過,預計隨著國產替代的加快及相關產能釋放,未來PEEK材料的成本和價格均有下降空間,這也將有助于擴大其在各領域的應用范圍。”他說。
如何實現產業鏈共贏?
對于高價問題,中研股份高層在今年5月27日的業績會上曾坦言,長期以來,PEEK材料價格較高,很大程度上限制了下游應用規模的拓展,是行業及公司面臨的共性問題。若PEEK能夠實現生產成本的下降,從而帶動售價的良性下降,相信將更有助于提高PEEK向各個應用領域的導入速度,實現產業鏈的共贏。
按中研普華測算,當PEEK原料成本突破400元/公斤臨界點,且國產設備良率提升至99%以上,PEEK有望進入大眾化普及階段。
上述國內某PEEK廠商相關人士認為,長期而言,PEEK的降本是趨勢,但不同領域的應用產品價格差異很大,醫療的產品就比工業級等領域要貴很多,前者仍主要由英美頭部廠商把持。
“我們主要通過工藝路線優化,提升生產效率與產品一致性,降低單位成本;并與氟酮等關鍵原料供應商建立長期合作,或通過工藝改進降低原料消耗,穩定成本結構;加快應用拓展和產能建設,利用規模效應攤薄固定成本等。”該PEEK廠商相關人士談及降本增效舉措時對記者說。
王鵬則提示,PEEK的優異性能決定其成本下限,若通過降低性能實現降本,可能失去高端市場競爭力。
除了降本,業內要面對的另一個問題是品牌效應。“目前國內市場80%多的份額由歐美占據。雖然國內廠商有一定成本優勢。但在下游不少領域,客戶對每款PEEK產品的用量一般不會特別大,并且由于量小,客戶對價格不會很敏感,會傾向于選擇國外品牌。這就要求國內廠商要重視品牌效應。”上述PEEK廠商相關人士說。
“面對下游客戶基于供應鏈自主可控的需求,以及對本土化服務響應速度的要求不斷提高,我們正積極加強品牌建設和技術服務能力。”沃特股份方面向記者表示。