报告摘要
◾关节伺服电机是人形机器人运动能力核心，性能需求指导设计是未来发展重点。人形机器人采用电机作为动力源，存在独特且多元的功能诉求，例如高转矩密度、动态响应能力、轻量化、低噪音低振动等特性。无框力矩电机、空心杯电机因自身紧凑的结构，电机特性契合人形机器人功能诉求率先脱颖而出。而在实际应用中，不同位置上的关节处理方案是不同的，不同传动部件搭配电机形成的结构会赋予电机不同的特点，从而对于电机性能的要求存在差异；此外电机本身的结构和尺寸对电机输出性能也会产生差异。当前人形机器人的关节结构尚不完善，未来存在很大的改善空间。而由于人形机器人功能诉求的多元，以具体性能需求指导设计电机，可能是未来人形机器人运动核心发展重点，新材料的研发在这一过程中也起到重要的作用。
◾ 磁组件是伺服电机关键部件，设计适配或构筑核心壁垒。（1）磁组件属于稀土永磁材料精深加工环节。生产工序较为繁杂。在永磁电机的应用中，材料研制生产、精深加工各工序都会对磁组件的性能产生影响，从而对电机的性能产生影响。（2）永磁材料磁性能最为核心，牌号储备决定定制化能力。目前永磁材料中稀土永磁材料应用得到了广泛的应用，已发展至第三代，其产品的性能与品质重要衡量指标包括剩磁Br、磁极化强度矫顽力(即内禀矫顽力) Hcj、磁感应强度矫顽力Hcb、最大磁能积(BH)max等指标，根据内禀矫顽力和最大磁能积，永磁材料分为不同系列和牌号。目前烧结钕铁硼综合优势最为突出，其产量占所有稀土永磁材料的比重超过90%。对于磁材企业而言，材料性能体现公司工艺技术，牌号储备则体现公司定制化能力。（3）磁组件需要契合电机结构，才能充分发挥电机性能，包括转子结构、永磁体形状设计和摆放位置、磁钢的安装固定方法等都会影响电机性能，未来的适配设计将构筑壁垒。电机结构设计多样，对电机整体性能有较大的影响，包括摆放位置、用量、连接方式等等。不同转子结构对电机的转矩转速特性，损耗和效率等均有较大影响，也会对加工工艺复杂程度和永磁体的具体用量产生影响。同样，永磁体的设计同样是优化电机拓扑结构的方式之一，永磁体磁化方向长度、宽度、永磁体的夹角和圆心距都会对电机性能产生影响。合适的永磁体形状和参数可以节约稀土材料用量，同时提升电机性能，此外磁钢的固定方法也会影响电机的工艺成本和电机性能。因此，对于磁材企业而言，磁钢的形状设计和固定方法或是偏上游企业深度参与终端产品设计、更紧密贴近客户的重要途径，相关工序的产品附加值或更高，或是构筑企业在人形机器人领域壁垒所在。
◾ 投资建议：稀土永磁材料是人形机器人核心材料，基于机器人功能诉求驱动发展的背景下，磁组件的材料设计新时代或来临，我们推荐金力永磁，同时建议关注正海磁材、宁波韵升、英洛华、英思特。
◾ 风险提示：人形机器人放量不及预期，材料应用不及预期，原材料价格波动风险等。
报告正文
1. 关节伺服电机：人形机器人运动能力核心
1.1 电机驱动塑造人形机器人，具有独特的功能诉求
人形机器人采用电机作为动力源，存在独特的功能诉求。电驱动是目前人形机器人最常见的驱动方式，通常包括旋转驱动、直线驱动以及线驱动（腱绳驱动）。在塑造机器人结构和动态运动场景下，其作为关键的动力部件，需要满足相关条件以符合人形机器人关节的功能诉求。例如：
（1）由于机器人关节常在较低速输出大转矩，需要采用电机与传动部件配合构成关节执行器；
（2）由于机器人关节在与环境进行物理交互的过程中涉及短接触时间内的高力矩输出，需要电机在短时间内具有极强的过载能力;
（3）由于机器人关节处于频繁的加减速、往复旋转运动中，需要电机具有较好的动态响应性能；
（4）由于机器人常与非结构化环境频繁地交互，需要电机具有良好的抗扰性能和抗冲击性能；
（5）由于机器人特定的形体限制了其关节空间，需要电机具有较高的转矩密度和功率密度。
除了功能诉求外，机器人整体结构的对电机的尺寸和结构也提出了相关的要求。从目前应用来看，无框力矩电机和空心杯电机率先脱颖而出。
空心杯电机属于一种特殊的永磁伺服电机，结构小、质量低，十分适合应用于尺寸小且精度和灵活性要求高的机器人灵巧手。空心杯是指该类有刷电机没有转子铁芯，电枢直接由绕组线圈绕成杯状，由电枢支架支撑与固定。由于空心杯电机的转子为无铁心的圆筒形绕组，转子的质量和惯量小、不存在铁耗和齿槽转矩。因此，空心杯电机具有转矩波动低、运行稳定、效率高和动态响应性好等优点。
空心杯电机的优势与特点可以很好的被高精尖的机电一体化系统所吸纳。从海里到地面，再到太空，普通环境及严苛外界条件的应用场景都离不开空心杯电机的身影。空心杯电机适用领域众多，为解决不同应用场景下的问题具有较大的实用价值。在人形机器人身上，则与手部的功能需求高度匹配。
目前，机器人关节用空心杯电机的直径主要集中在10mm左右，以小微型为主流。空心杯电机产业在国外发展较早，包括瑞士Maxon、德国Faulhaber、瑞士Portescap等厂商占据主要市场；国内的产业起步较晚、技术相对薄弱，尤其在小尺寸范围(8mm及以下)落后于国外企业。
1.2 性能需求指导设计是未来发展重点
在人形机器人全身关节解决方案中，不同位置上的关节处理方案并不相同，形成的相关结构存在差异。特斯拉Optimus全身伺服关节方案中，包括了旋转关节、直线关节、空心杯电机三大类，总共有14个旋转关节、14个直线关节和12个空心杯电机。旋转关节分布在肩部（6个），腕部（2个），髋部（4个），躯干（2个）；直接关节分布在肘部2个，腕部4个，髋部2个，膝部2个，踝部4个；而空心杯电机均分布在灵巧手上。在旋转关节和直线关节上，主要采用了无框力矩电机结合不同的机械部件形成关节模组；而空心杯电机则应用在灵巧手上，并结合了其他的机械部件。从特斯拉的方案可以看出，全身不同处关节处理方案是不同的，结构也存在较大差异，本质上是由于全身各个关节承担的功能作用不同。
不同传动部件形成的结构会赋予电机不同的特点，不同位置的关节执行器输出特性存在差异，从而对伺服电机的电磁性能、传感器需求和控制策略不同。按照传动部件类型分类，关节执行器主要可以分为三种类型，柔性执行器、弹性执行器和准直驱执行器。柔性执行器一般由“电机 高减速比减速器”构成，通过高减速比减速器大大提高了输出扭矩，因此对电机本身的转矩需求较低，但易引发机械谐振，从而影响控制精度。弹性执行器在柔性执行器的基础上增加了弹性元件，抗强冲击性能出色，同时能高效实现高峰值扭矩，因此对电机本身峰值转矩需求较低，但其动态响应性能较一般，难以实现机器人灵活的运动调整。准直驱执行器则一般由“高转矩密度电机 低减速比减速器”构成，低减速比减速器的非线性误差和静摩擦力都较小，可实现较高精度的转矩控制，但对转矩的提高有限，对电机本身的转矩需求要求较高。
此外，传动部件组合架构对伺服电机的尺寸、形状形成约束，导致整体性能输出特性也存在差异。目前机器人关节执行器的传动部件组合架构有如下三种类型：①并轴级联式：电机输出轴与减速器沿径向排列，输出轴非同轴；②同轴串联式：电机与减速器沿同轴排列；③同轴内嵌式：电机与减速器同轴排列，减速器嵌入电机内。
除了执行器整体结构和组合架构对电机输出性能产生差异外，电机本身的拓扑结构也不同，从而对电机性能、尺寸等方面的要求也不同。不同拓扑结构类型的电机与不同的传动部件配合也会产生不一样的效果。目前，常见的机器人关节电机拓扑包括内转子径向磁通永磁电机、外转子径向磁通永磁电机和轴向磁通永磁电机。此外，空心杯电机作为一种特殊的永磁电机也常用于机器人的微小型关节，而电机的拓扑结构实际上远远不止图中几种，其结构优化是实现电机性能提升的重要方式之一。
2.磁组件：伺服电机关键部件，设计适配或构筑关键壁垒
2.1 磁组件是稀土永磁材料精深加工环节
磁组件属于稀土永磁材料精深加工环节。稀土永磁产业链包括上游稀土的开采、冶炼环节；中游为材料的精深加工环节；生产出的各种成品器件则应用于下游消费电子、新能源汽车、节能家电、风力发电等终端产品领域。
磁组件的工艺流程复杂，以英思特的工业流程图看，可以分成四大环节：毛坯生产、精密加工、表面处理、充磁、智能组装几大部分。在永磁电机的应用中，材料研制生产、精深加工各工序都会对磁组件的性能产生影响，从而对电机的性能也会产生影响。
因此，若在前端磁组件生产过程中，结合人形机器人的功能诉求进行设计适配，则可发挥调节的空间就更大，实现材料、电机、连接方式、传动部件等集成化、系统化，打造更加全面的关节，提升人形机器人综合运动表现。
2.2 永磁材料：磁性能最为核心，牌号储备决定定制化能力
磁性材料系由一系列可直接、间接产生磁性的物质形成的材料，元素铁、钴、镍及其合金等。根据磁化后再出现退磁的难易程度，磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料，其中：软磁材料经外加磁场后易磁化从而产生磁性，但离开外加磁场后极易退磁，通常仅用于导磁，如变压器铁芯、磁路轭铁等；硬磁材料经外加磁场充磁、达到磁饱和后即形成较高的矫顽力和磁能积，脱离外加磁场后仍可保持较强的内生磁场和磁性能，可持续、稳定帮助下游领域实现电能与机械能间的能量转换、电信号转换等功能，在当今全球生产、生活中广泛应用，亦称永磁材料。
永磁材料具有一经磁化即能保持恒定磁性，具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的特点，其基本功能是不需要消耗电能便可提供稳定持久的磁通量，同时可简化机械设备结构，降低维护成本，对环境影响较小，有节能和环保的优势。
稀土永磁材料综合性能最出色，实现了广泛应用，目前已发展至第三代。常见的永磁材料包括三类，即金属合金永磁材料、铁氧体永磁材料和稀土永磁材料。其中，稀土永磁材料以稀土金属元素RE（Sm、Nd、Pr 等）和过渡族金属元素 TM（Fe、Co 等）所形成的金属间化合物为基础，是目前磁性能较好、综合性能较优、发展较为迅速的永磁材料。
上世纪六十年代以来，稀土永磁材料快速发展。1967年，美国发明了钐钴SmCo5，标志着稀土永磁材料的诞生，被业界认定为第一代稀土永磁材料。1977年，日本发明了第二代稀土永磁材料钐钴Sm2Co17。其后，世界各国一直在研究成本更低，磁性能优良的稀土永磁材料。1983年，美国、日本成功发明了第三代稀土永磁材料钕铁硼Nd2Fe14B。钕铁硼Nd2Fe14B和烧结钐钴SmCo5、烧结钐钴Sm2Co17共同构成当前稀土永磁材料应用的主要类别。
稀土铁氮永磁体具有优良的热力学稳定性、抗氧化性和耐腐蚀性，该材料目前尚处于研发阶段，制备工艺上亦存在技术难题，若未来技术取得重大突破，则有望成为第四代稀土永磁材料。
主要磁性能指标为衡量材料磁性能高低最重要的依据，其重要指标包括:剩磁Br、磁极化强度矫顽力(即内禀矫顽力) Hcj、磁感应强度矫顽力Hcb、最大磁能积(BH)max。除主要磁性能指标外，还包括辅助磁性能(Additional Magnetic Properties)、尺寸精度、产品一致性等指标。辅助磁性能主要包括相对回复磁导率μrec、剩磁温度系数α (Br）、磁极化强度矫顽力温度系数α (Hcj）、居里温度 Tc、饱和磁化强度Ms等。
剩磁、矫顽力和最大磁能积等除了与材料的内禀性能有关，还受材料的微观结构和制备工艺的影响，称为结构敏感参量，是重要的衡量公司制备工艺水平的技术变量；居里温度和饱和磁化强度等主要由材料本身的化学成分决定，而与材料的微观结构和制备工艺关系不大，称为非结构敏感参量。
钕铁硼永磁材料属于第三代稀土永磁材料，是迄今为止性价比最高的磁体，应用最为广泛，其中烧结钕铁硼市场份额超过90%。第一代、第二代稀土永磁材料钐钴永磁体，采用粉末冶金工艺制备，主要原料为钐、钴，由于价格昂贵且钴属于战略资源，因此钐钴永磁体量产和大规模使用受到了限制。从性能上看，三代钕铁硼永磁材料在磁性能和生产成本方面具备较大优势。在一般的工作温度和工作环境中，钕铁硼的综合磁性能显著较强，但在少数温度较高以及较恶劣的工作环境中，烧结钐钴的适应性更佳。因此，烧结钐钴仅在航空航天、军工中的少数工作温度较高的领域拥有优势，钕铁硼则凭借更优的综合磁性能，实现了广泛应用与快速发展。
根据制备方法及用途的不同，当前钕铁硼永磁材料主要分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼、热压/热变形钕铁硼三类。
粘结钕铁硼工艺简单、造价低廉、尺寸精度较高，但磁性能较低、机械强度较弱，因而当前产量较小，主要应用于办公室自动化设备、电装机械、视听设备、仪器仪表和小型马达等对磁性能要求较低或磁体形状特异的领域。
热压/热变形钕铁硼致密度高、取向度高、矫顽力高、耐腐蚀性好，但制备成本较高，技术工艺仍待优化，当前应用仅局限于小微电机的部分领域，尚未形成较大的产业规模。
烧结钕铁硼取向度、综合磁性能较高，加之生产工艺成熟、成本适中，当前其产量占所有稀土永磁材料的比重超过90%，2022年占我国稀土永磁材料产量占比95.27%，广泛应用于新能源汽车及汽车零部件、风力发电、节能家电、工业电机、3C 消费电子、智能制造、航空航天、轨道交通、医疗器械等诸多领域。
目前,实验室制备的烧结钕铁硼磁体的剩磁和最大磁能积均已接近理论极限。然而,实际制备磁体的矫顽力约为理论值的一半，提高矫顽力成为继续扩大钕铁硼材料应用范围的关键问题。提升钕铁硼矫顽力最直接的方法是添加重稀土元素，但相应的会增加成本。因此，衍生发展了晶界添加与晶界扩散工艺，实现重稀土显著减量，降低材料成本，并提升材料的矫顽力。
此外，随着人形机器人产业的发展，钕铁硼的使用环境常常伴随着高温、高速、潮湿、易腐蚀等情况。未来钕铁硼磁体的应用并不局限于单一的磁性能要求，而是从多方面综合提高钕铁硼磁体的温度稳定性、力学性能、耐蚀性等性能，以更好匹配人形机器人在特定场景下的功能诉求，例如温度稳定性与高温下使用是否失效密切相关；力学性能关乎到磁体的合格率，服役情况下的报废率等；耐蚀性影响在潮湿环境中的服役期限等。因此，未来材料的研发或将更注重综合性能的提升与终端应用的匹配，上游企业更贴近下游或是产业链发展趋势。
3.投资建议与重点标的
3.1 投资建议
稀土永磁材料是人形机器人核心材料，基于机器人功能诉求驱动发展的背景下，磁组件的材料设计新时代或来临，更贴近下游企业，实现与机器人厂商深度合作、定向研发的磁材企业或将脱颖而出。我们推荐金力永磁，同时建议关注正海磁材、宁波韵升、英洛华、英思特。
公司持续进行研发投入，积极布局人形机器人用磁体及磁组件领域，构建新成长曲线。墨西哥新建年产100万台/套磁组件生产线项目持续推进，由原先的材料端产品向下游延伸至磁组件，项目建成投产后有助于提升公司在人形机器人、新能源汽车等领域的市场竞争力。
研发投入持续，产品性能领先。钕铁硼磁材存在技术壁垒，需要不断的研发投入。公司研发费用逐年上行，研发费用率常年维持高位。公司磁材产品的主要磁性能均位于行业前列。公司产品单品最高内禀矫顽力与最大磁能积数值之和超过80，远超高性能钕铁硼永磁材料的标准。此外，公司具备行业领先的晶界渗透技术，目前公司产品中采用晶界渗透技术生产的产品占比超过90%。
锁定主流稀土厂商，布局回收产业链。公司与包括南方稀土集团、北方稀土集团在内的重要稀土原材料供应商建立了稳定的合作关系，同时公司收购银海新材，积极布局回收产业链，多方位保证原材料的供应。
深耕优质客户，下游应用多点开花，优化调价机制减少利润波动。公司与下游客户长期合作深度绑定，下游客户定制化需求较多，具备较强的客户黏性，一旦进入其供应链，不会轻易发生更换。此外，公司产品对应不同的终端客户有不同的调价机制，通过不同调价机制的组合和对调价机制的及时优化，公司得以降低原材料价格波动的风险。
盈利预测与评级：考虑到公司有高性能钕铁硼在建项目，且磁材下游需求有望持续增长，未来公司产能将逐步释放，叠加人形机器人磁组件项目放量在即，业绩持续增厚，我们预计公司2025-2027年分别实现归母净利润5.73/7.34/10.42亿元，对应4月30日收盘价的PE分别为49/38/27倍，维持“推荐”评级。
风险提示：稀土价格下跌，项目投产进度不及预期，行业竞争加剧，人形机器人放量进展不及预期的风险等。
3.3正海磁材：专注电车磁材，布局人形机器人
深耕行业20余年，产能持续扩充。公司成立于2000年，致力于高端稀土永磁材料及元器件的研发和制造，深耕行业20余年，是全球高性能钕铁硼永磁材料行业的龙头企业之一，是“全国制造业单项冠军企业”、山东省新材料领军企业50强。截至2024年底，公司高性能钕铁硼永磁材料建成产能3万吨，其中烟台基地18000吨，产能利用率84%；南通基地建成产能12000吨，产能利用率62%。此外，公司在上海临港工厂拥有16万台新能源汽车电机驱动系统产能。
布局人形机器人，荣获人形机器人领域荣誉。公司产品可高度匹配人形机器人用空心杯电机和无框力矩电机等核心部件，现已与多家下游客户开展联合研发、小批量供样等工作，目前进展顺利，2024年公司荣获人形机器人联盟颁发的“2024人形机器人领域最具价值材料类企业”奖项。
布局人形机器人，荣获人形机器人领域荣誉。公司产品可高度匹配人形机器人用空心杯电机和无框力矩电机等核心部件，现已与多家下游客户开展联合研发、小批量供样等工作，目前进展顺利，2024年公司荣获人形机器人联盟颁发的“2024人形机器人领域最具价值材料类企业”奖项。
生产工艺先进，技术实力出众。公司坚持“高人一筹”和“稀土资源平衡”双战略研发，不断实现核心技术升级迭代，拥有“低重稀土”、“无重稀土”和“超轻稀土”三大类产品。2024年晶粒优化技术（TOPS）相关产品在公司产品的覆盖率达到97%；扩散技术(THRED)相关产品在公司产品的覆盖率超过80%；无重稀土磁体产量同比增长50%；超轻稀土磁体出货量持续增长。
聚焦主业，收缩电机驱动业务，负面影响减弱，业绩有望回暖。公司新能源汽车电机驱动业务低迷，2024年实现营业收入4652.12万元，同比减少55.16%，营业收入和利润同比均大幅下降，业务空间缩小且呈持续压缩趋势。为提高运行效率，降低对业绩的负面影响，公司对该业务进行经营优化及业务收缩，后续的负面影响将减弱，整体业绩有望回暖。
3.4宁波韵升：老牌磁材企业，人形机器人进展快速
公司是老牌磁材企业，下游业务多点开花。公司自1995年以来专业从事稀土永磁材料的研发、制造和销售，是国家高新技术企业。目前公司已与众多国际知名企业建立了战略合作关系，产品广泛应用于各终端领域，主要包括新能源汽车应用、消费电子和工业及其他应用三大市场。2024年公司实现钕铁硼永磁材料成品销售重量12873吨，同比增长19.33%。新能源汽车方面，公司产品广泛应用于国内主要的新能源汽车品牌，2023年公司在国内新能源主驱配套255.53万套，市场占有率达23.44%；消费电子应用方面，公司为全球智能3C电子巨头供应磁材产品，同时也是多家国际声学巨头和机械硬盘（HDD）产业链上的主要磁材供应商，应用于智能手机、无线耳机、智能平板、PC、智能穿戴设备及无线充电设备等；工业及其他应用领域方面，公司已是一批国内外主流电机企业的主要磁材供应商，应用于伺服电机及机器人、直线电机、电梯曳引机、变频空调、风力发电机等领域。
产能规模行业领先，手握资源优势。公司已形成年产21000吨高性能钕铁硼的生产能力，生产规模行业内领先，其中晶界扩散产能 1万吨/年，同时公司正有序推进包头15000吨高性能稀土永磁材料智能制造项目，预计2025年起将陆续投产。公司与中矿资源成立合资公司，占比45%，旨在非洲收购合适的稀土项目并通过项目公司进行稀土矿的勘探、开发、矿权投资，目前拥有赞比亚孔布瓦（Nkombwa）稀土矿探矿权，累计探获的稀土氧化物矿石资源量278万吨，TREO平均品位2.76%，手握资源优势。
人形机器人布局速度快，为智元等头部客户开展小批量或量产供货。在人形机器人领域，公司通过积极的市场开拓，与一批潜在客户建立了联系，为智元等头部客户开展小批量或量产供货
技术优势显著，产业链已拓展至磁组件环节。公司掌握了多项高性能钕铁硼磁材的核心技术与工艺，并已形成了自有的核心技术体系，在稀土产品配方、一次成型技术、工艺自动化技术、晶界扩散技术、重稀土减量化控制技术、高材料利用率加工技术、环境友好表面防护技术等方面持续获得专有技术突破。同时，在产业链上，公司延伸到磁组件环节，可向客户提供从设计到生产，再到磁组件的全流程服务，实现高度定制化，2024年磁组件实现收入4.24亿元，同比增加211.27%，收入占比提升至8%。
3.6英思特：电子磁性组件领先供应商，一体化优势渐成
公司深耕消费电子领域，是多家国际消费电子品牌商的稀土永磁材料应用器件供应商。公司主要产品包括单磁体应用器件和磁组件应用器件，应用于笔记本电脑、平板电脑、智能手机、电子配件产品、智能家居产品等。公司自设立以来坚持在消费电子领域深耕，已经成为苹果、微软、小米、华为、联想、reMarkable、罗技等多家国际知名消费电子品牌商的稀土永磁材料应用器件主要供应商之一。公司前五大客户主要包括富士康、立讯精密、比亚迪、信维通信（江苏）有限公司、群光电子等，均为苹果、微软、华为、联想、小米等国际知名消费电子品牌商的代工厂，2023年公司最终应用于苹果终端产品的销售收入占比为65.95%。
4、风险提示
1）人形机器人放量不及预期。目前人形机器人尚未量产，倘若人形机器人放量进度较慢，机器人带来的稀土永磁材料需求也会受到影响。
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