特种塑料市场概况与价值链分析 [page::1][page::2][page::3]

• 2022年全球特种工程塑料市场规模940亿元，2018-2022年复合增长率9.58%。

- 中国市场规模135亿元，占全球14%，但自给率仅36%。

• 主要品种包括聚碳酸酯、特种聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜等。

- 特种塑料具备耐高温、耐化学腐蚀、高强度等关键高端制造性能。

PEEK材料性能与产业应用 [page::5][page::6][page::7]

• PEEK长期可承受260℃，短期可达300℃以上，机械性能优良，耐腐蚀性强。

- 生产工艺复杂且有高技术门槛，全球仅少数企业实现千吨级产能。

• 应用于机器人关节、传动系统、结构件及传感器，替代部分传统金属，提升轻量化与耐用性。

- PEEK密度低、自润滑，降低摩擦和维护成本。

人形机器人核心部件价值分布与PEEK需求估算 [page::6][page::7]

| 部件 | 价值占比 |
|------------|---------|
| 丝杆 | 19.0% |
| 力矩电机 | 16.0% |
| 减速器 | 13.0% |
| 力传感器 | 11.0% |
| 空心杯电机 | 8.0% |
| 轴承 | 5.5% |
| 其他 | 27.5% |

• 假设PEEK替代丝杠、轴承、减速器部件比例1%-2%，单台机器人需求PEEK金额约1367-4102元。

聚酰亚胺（PI）薄膜性能及制备工艺解析 [page::10][page::11]

• PI耐温范围达-269℃至400℃，介电常数低，机械强度高，柔性电路基板关键材料。

- 主要制备方法为流延法及流延拉伸法，亚胺化分热亚胺和化学亚胺两种，技术壁垒高。

• 高端PI薄膜供应全球被美日韩企业垄断，国内多集中于电工级低端产品。

柔性传感器与电子皮肤市场爆发与PI应用 [page::13][page::14]

• 全球柔性传感器2024年市场65.1亿美元，预测2032年达110.1亿美元，年复合增长6.8%。

- 电子皮肤2024年规模109亿美元，预计2030年达371亿美元，国内人形机器人电子皮肤市场2024年至2030年增长至90.5亿元。

• PI作为柔性传感器基底材料，具备优异机械柔韧性和电绝缘性，支持高灵敏度温度和压力检测。

- 多项柔性电子与传感器技术实现政策和产业落地，驱动未来市场需求。

重点企业布局及产业竞争格局 [page::8][page::9][page::15][page::16]

• 中研股份、沃特股份具备PEEK产业优势，掌握核心技术，产能规模千吨级以上。

- 瑞华泰、国风新材为PI领域领先企业，产品涵盖热控、电子、电工不同细分市场，已打破部分进口垄断。

• 国际巨头威格斯、索尔维、赢创在PEEK市场占主导，杜邦领跑PI薄膜市场，国内企业加速追赶。

- 产业面临技术壁垒、市场需求增长、国产替代和竞争格局变化风险。[page::16]

财信证券《特种塑料深度报告：机器人产业爆发，特种塑料迎机遇》详尽分析报告

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1. 元数据与报告概览

• 报告标题：特种塑料深度报告：机器人产业爆发，特种塑料迎机遇

- 发布机构：财信证券研发中心

• 发布日期：2025年05月29日

- 分析师：周策

• 研究对象：特种塑料行业，重点聚焦PEEK和PI材料在机器人产业中的应用与发展机遇

- 主题概要：报告围绕特种塑料，尤其是PEEK（聚醚醚酮）和PI（聚酰亚胺）两类高性能工程塑料，分析其在机器人产业、智能传感器及高端制造领域中的核心价值和增长前景，结合产业链发展和市场竞争格局，提出投资建议及风险提示。

• 核心论点：机器人和人工智能产业快速发展，将推动特种塑料需求高速增长，尤其在PEEK材料的人形机器人核心部件替代和PI材料在柔性传感器及电子皮肤领域的广泛应用，带动相关龙头企业成长。中国虽然市场增长迅速，但特种塑料的自给率仍低，国产替代空间大。投资重点推荐PEEK领域的中研股份、沃特股份等企业[page::0,1] [page::8,9]。

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2. 逐节深度解读

2.1 报告摘要与投资要点

• 特种塑料行业定义和市场规模：特种塑料作为高性能高分子材料，具备耐高温、耐腐蚀等极端性能，支撑航空航天、新能源等战略产业。2022年全球特种工程塑料市场规模940亿人民币，2018-2022年复合增长率9.58%，中国市场规模135亿，占全球份额14%，但自给率仅为36%，显著依赖进口[page::1,3]。核心品种包括PEEK、PI、PPS、聚砜等。
• PEEK材料特性与市场应用：PEEK长期耐温可达260℃，短期可达300℃以上，机械性能优异，且化学稳定，广泛应用于高端制造业，尤其是人形机器人的关节与传动部件。相较铝合金和不锈钢，PEEK重量轻、具自润滑和耐腐蚀优点。假设人形机器人制造成本在10-15万元，核心部件价值占比约3.75-5.62万元，PEEK取代比例1-2%，单台机器人PEEK材料价值约1367-4102元[page::1,6,7]。
• PI材料特性与柔性传感器应用：PI材料拥有极宽的耐温范围（-269℃至400℃）、极低的介电常数和损耗，尤其适合柔性传感器，如电子皮肤和光热电探测器基底。2024年全球柔性传感器市场规模65.1亿美元，预计2032年达到110.1亿美元。电子皮肤市场也将快速发展，2024年全球约109亿美元，预计2030年增至371亿美元，国内预计2030年达到90.5亿元。PI材料的柔性电子应用与机器人智能感知密切相关[page::1,3,10,14]。
• 投资建议：人工智能和机器人产业发展将推动特种塑料从进口依赖向国产领跑转变。具备核心技术和产能优势的企业（如中研股份、沃特股份）将率先受益。政策支持及国产替代趋势是长期驱动力。风险来自机器人产业增速放缓、材料替代路径和竞争加剧[page::1,16]。

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2.2 特种塑料行业与材料介绍

• 塑料材料金字塔结构（图1）

介绍了塑料性能梯度，特种塑料位于金字塔顶端，长期使用温度超过200℃，拉伸强度大于150MPa，是性能最高端的工程塑料。PEEK、PI等均属超高性能工程塑料，满足极端环境需求。通用塑料（如PE、PP等）及一般工程塑料（如PA、POM）则性能相对较低，限制造应用场景[page::2]。

• 特种塑料具体品种（表格）

详述各类特种塑料的聚合单体、性能和应用场景，如聚酰亚胺（PI）耐热绝缘，聚苯硫醚耐热，用于电子电器及航空航天，聚醚醚酮（PEEK）机械性能优异广泛用于航空航天和智能机器人，聚砜（PSF）用于纳滤膜和燃料电池质子膜等，展现其多样用途[page::3,4]。

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2.3 PEEK材料深度剖析

• PEEK材料性能与生产工艺：

PEEK具备耐高温（260-300℃）、高强度（拉伸强度通常100-140MPa）、优异化学稳定性，耐酸碱且机械性能稳定。生产工艺复杂，包括高温聚合、冷却和提纯、挤出成型等多个环节（图2）。工艺壁垒高，原料稀缺，设备特殊且加工要求严格，加工难度大，全球少数企业掌握该生产能力[page::5]。

• PEEK在人形机器人中的关键应用环节：关节部件、传动系统、结构件和传感器均采用PEEK以降低重量、提高耐磨和减少维护，例如机器人膝关节、齿轮等。PEEK替代传统金属不仅性能出众，还具备自润滑和耐腐蚀优势[page::6]。
• 市场需求及用量估算：

通过分析核心零部件（丝杠、减速器、轴承等）占比和PEEK替代率，测算单台机器人PEEK材料价值大约1367-4102元。该估算基于PEEK价格约为不锈钢的22倍，密度仅为1/6，控制总体成本增幅3.6%-7.3%，显示PEEK替代具有经济合理性[page::7]。
图3显示核心零部件价值占比，丝杠最高（19%），其次为力矩电机16%、减速器13%、力传感器11%等[page::7]。

• 国际与国内PEEK竞争格局：

国际三巨头为英国威格斯（Victrex）、比利时索尔维（Solvay）、德国赢创（Evonik），技术先进、市场领先。中国企业如中研股份、沃特股份通过技术研发和产能扩展逐步缩小差距，前者拥有全球第二大5000L反应釜规模化生产能力，拥有52个规格牌号，应用覆盖注塑、挤出等多种成型工艺，具备全流程国产化能力，为国产化替代奠定基础[page::8,9]。

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2.4 PI(聚酰亚胺)材料深度剖析

• PI材料特性：广泛适应从-269℃至400℃极端温度，阻燃等级居首，机械强度优秀（拉伸强度100MPa以上），绝缘性能卓越（介电常数3.4，介电损耗极低），且耐化学腐蚀和辐照性能强，被誉为21世纪最具潜力工程塑料[page::10]。
• 制备技术与生产工艺：

PI薄膜制备复杂，采用流延法、浸渍法、喷涂法等，热亚胺化法和化学亚胺化法两种主流亚胺化路径。喷涂、挤出技术较为先进，当前多数由日本企业掌握。工艺流程涉及缩聚、前驱体合成、亚胺化及成膜等多个步骤（图4、图5）[page::10,11]。

• 全球及国内供应格局：

美国杜邦、日本宇部兴产、钟渊化学、住友化学，韩国SKC等企业在高端PI膜市场主导。中国企业多集中于百吨级电工膜及部分电子级膜的生产，尤其高端电子级PI薄膜仍主要依赖进口，国内尚无规模化电子级PI薄膜企业[page::11,12]。
表4、表5详细列出了主要国际和国内PI薄膜供应商及产能[page::11,12]。

• PI的下游消费结构

全球PI膜最大应用是电机/发动机（48%），其次是电缆/电线（29%），而电子和特种制品领域虽然比例较小，但价值高。中国PI膜中电机和发电机占42%，电线电缆占比不足1%，显示我国在电缆用PI膜领域的依赖度更高，国产化不足[page::13]。

• PI在智能机器人及电子皮肤应用：

PI广泛用作柔性传感器基底，电子皮肤材料，具备红外探测、压力感知能力。具体案例涵盖中科院柔性红外光热电探测器、美国科罗拉多大学柔性电子设备、四川大学柔性压力传感器、德州大学电子皮肤等（图8、图9）[page::13,14]。

• 柔性传感器及电子皮肤市场规模：

2024年全球柔性传感器市场65.1亿美元，预计2032年110.1亿美元，年复合增长率6.8%。电子皮肤市场2024年约109亿美元，预计2030年达到371亿美元，国内人形机器人电子皮肤市场也将快速增长至90.5亿元[page::14]。

• 主要PI膜制造企业：

- 瑞华泰：高性能PI薄膜产品丰富，涉足电子、热控、电工系列，客户涵盖三星、华为、宁德时代，产品填补国内空白并获得国际认证，具备较强竞争力。
- 国风新材：专注功能膜材料和聚酰亚胺，聚焦高端应用领域，推进新材料产品线扩展，涵盖柔性显示、汽车、新能源等前沿领域[page::15,16]。

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2.5 风险因素分析

• 机器人产业增速不及预期：由于技术、资金、市场接受性等不确定因素，机器人整体市场增长可能放缓，进而影响对特种塑料的需求扩展。

- 材料替代风险：未来可能出现新材料或替代材料技术，分流PEEK、PI等特种塑料的应用领域。

• 行业竞争加剧与壁垒降低：随着产业链成熟，竞争者增加，技术和规模壁垒可能降低，压缩利润空间[page::1,16]。

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3. 图表深度解读

• 图1（塑料材料金字塔）：表现塑料材料按性能分层次，特种塑料位于顶端代表性能最强，适用最高温度达300℃及以上。图形清晰体现产品的性能分级，为理解特种塑料行业定位和区别通用塑料提供直观框架[page::2]。
• 图2（PEEK生产工艺流程）：流程图分为聚合粗粉生产线、细粉生产线、颗粒生产线、复合增强生产线，体现PEEK生产工艺的多阶段、多产品形态生产工艺复杂性。表明生产过程技术门槛高[page::5]。
• 图3（人形机器人各部件价值比重）：条形图显示丝杠（19%）、力矩电机（16%）、减速器（13%）等核心零部件占比较高，明确PEEK材料主要替代切入点，有助于估算市场规模和需求量[page::7]。
• 表2（PEEK与不锈钢对比）：列举拉伸强度、耐腐蚀性、密度和摩擦性能，显示PEEK强度低于钢材但韧性好，摩擦系数低且具自润滑，且密度远低于钢材，突出轻量化和耐腐蚀优势[page::7,8]。
• 图4 & 图5（PI合成原理及生产工艺图）：详述聚酰胺酸的缩聚反应及脱水环化过程，并配有生产流程示意图，便于理解PI薄膜从合成到成膜的复杂工艺，强调技术门槛[page::10,11]。
• 表3（PI生产工艺对比）：一步法、两步法与三步法各自优势和挑战，突出主流两步法的关键技术瓶颈和发展趋势[page::11]。
• 表4 & 表5（国外及国内PI供应商产能）：对比国外多家企业拥有丰富高端产品线和较高产能，国内虽产能丰富但多集中于电工级、电子级薄膜，电子级以下产品多国产化，显示产业结构差异[page::11,12]。
• 图6 & 图7（PI全球及中国消费结构）：饼图表明全球PI主要用于电机，电缆领域占比较大，而中国电缆占比极低，未来国产替代和出口潜力巨大，且下游领域扩展空间广泛[page::13]。
• 图8 & 图9（电子皮肤材料结构及传感器结构）：图片结合说明电子皮肤层状结构丰富，PI层为核心载体，兼具柔韧和传导性能，体现其关键性以及对柔性传感器技术的支撑作用[page::13]。

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4. 估值分析（报告未显著展开，侧重行业及公司技术与市场解析）

报告主要围绕产业链上下游及技术壁垒、市场前景和竞争格局展开，未涉及详细财务估值模型如DCF或相对估值法。重点在于通过材料价格、替代比例及机器人市场规模估算潜在PEEK需求，结合企业产能及技术优势进行产业价值判断和投资建议。

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5. 风险因素评估

投资风险主要聚焦于产业增速、技术替代和市场竞争，报告未见详细概率及缓解策略，但明显提示机器人产业不确定性、新材料替代可能及国内外竞争加剧等因素均可能影响盈利水平和成长速度[page::1,16]。

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6. 批判性视角与细微差别

• 市场预测与需求分析：PEEK材料替代率和机器人制造成本假设较为粗略，实际材料用量和替代效果受具体设计和工艺限制，存在一定不确定性，可能高估实际市场空间。柔性传感器及电子皮肤市场的应用前景乐观，但受技术成熟度、成本控制和下游接受度制约，预计增长需进一步验证。
• 产业壁垒与竞争格局：国产PEEK企业中研股份、沃特股份被高度看好，但其国际竞争力与技术进步的持续性及成本控制能力仍需关注。PI领域国内发展相对落后，进口依赖度仍高，表述中缺少对完成突破的时间节点估计。报告对海外技术垄断状况描述较为充分，但未深入讨论政策扶持对国产企业成长周期影响。
• 数据与图表：部分表格内容展示不完整，特种塑料品种表未详尽，部分图片呈现不全，略影响信息完整性。

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7. 结论性综合

报告系统梳理了特种塑料的行业地位及性能优势，重点聚焦PEEK和PI两种材料在机器人及智能传感领域的战略价值。PEEK因其耐高温、高强度和自润滑特性，在人形机器人关键部件中具备良好替代潜力，通过成本和价值比重估算具备数千元/台的市场空间。PI则是柔性传感器和电子皮肤的重要基底材料，随着柔性电子技术发展和机器人智能化，对PI需求将大幅上升。

产能和技术壁垒方面，PEEK生产工艺复杂且高门槛，全球产业被少数国际巨头主导，中国企业虽起步晚但崛起迅速，其中研股份通过技术创新已达国际先进水平。PI生产工艺同样复杂，高端市场由美日韩企业控制，国产企业产能规模逐步扩大但集中于电工级，电子级高端膜仍依赖进口。

报告通过详实数据和图表展现市场规模、技术壁垒及产业链格局，明确了国产替代趋势和投资逻辑。投资建议聚焦具备产能规模和技术领先的PEEK龙头企业，同时提示机器人产业增速放缓、材料替代和竞争加剧等风险因素。

总体评级建议偏向积极，鼓励关注具备核心技术、国产替代优势的企业，预期随着机器人产业爆发和新材料应用普及，特种塑料行业将迎来快速成长机遇[page::0,1,7,9,14,16]。

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参考图表与数据（摘要）

| 图表编号 | 描述 | 关键信息摘要 |
|----------|----------------------------------|-----------------------------------------------------------|
| 图1 | 塑料材料金字塔结构 | 特种塑料位于顶端，长期使用温度达300℃左右，性能区分显著 |
| 图2 | PEEK生产工艺流程 | 聚合-分离-深度加工三阶段，多产品形态，工艺难度大 |
| 图3 | 人形机器人部件价值占比 | 丝杠19%、力矩电机16%、减速器13%、传感器11%、其他27.5% |
| 表2 | PEEK与不锈钢和合金材料性能对比 | PEEK轻量、耐腐蚀、耐磨，自润滑性能优于传统合金材料 |
| 图4、5 | PI合成原理与生产工艺流程 | 亚胺化反应基本机理及沿伸制膜工艺，技术复杂且门槛较高 |
| 表3 | PI生产工艺步骤与优劣分析 | 一步法简单两步法主流三步法高端，流程各异制约性能 |
| 表4、5 | 全球及国内PI薄膜主要供应商与产能 | 国际巨头主导，高端产能强；国内多为电工级百吨级产能 |
| 图6、7 | PI全球及中国消费结构 | 电机占比近半，中国电缆PI用量不足，出口和国产替代潜力大 |
| 图8、9 | 电子皮肤材料层级结构及传感器示意 | PI层作为核心基底，保证柔性传感功能与稳定性 |

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总结

财信证券本报告深刻揭示了机器人爆发与人工智能发展为特种塑料行业带来的巨大机遇，重点分析PEEK、PI两大核心品种的技术优势、产业格局及核心应用场景，结合详实的市场数据和图表提供了系统的投资逻辑。报告在持续科技进步及政策支持背景下，明确提出关注产业链中技术领先、产能齐备的国产企业，展望行业中的结构性机会，同时理性警示相关风险。整体内容详尽、架构清晰、论据充分，是特种塑料及相关机器人产业投资研究的重要参考资料。

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【全文参考页码】[page::0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]

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