丝杠/丝杠副 指一种将输入端的旋转运动转换为输出端的直线运动的精密传动结构件，核心结构由主丝杠（也称螺杆）和螺母组成，广泛应用于机器人、数控机床、半导体制造、精密仪器等领域，按传动原理和结构的不同，常见的丝杠方案包括梯形丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。
行星滚柱丝杠 指一般由主丝杠、螺母、滚柱组及保持架构成的精密传动装置，滚柱环绕主丝杠形成行星运动布局，当主丝杠旋转时，滚柱围绕主丝杠作行星运动，同时利用螺旋传动原理将主丝杠的旋转运动转化为螺母的直线往复运动。
滚珠丝杠 指一般由螺母、滚珠、丝杠、预压片、反向器等组成。在具有螺旋滚道的丝杠和螺母间装有滚珠作为中间传动件，滚珠在螺母上闭合的回路中循环滚动，使丝杠和螺母间的运动由滑动变为滚动。
梯形丝杠 指因其牙型截面为梯形而得名，一般由主丝杠和螺母组成，二者通过螺纹直接啮合，当电机驱动主丝杠旋转时，螺母通过与主丝杠之间的滑动摩擦力而沿丝杠轴向移动。
反向式行星滚柱丝杠指行星滚柱丝杠的一种型式，螺母作为主动件，主丝杠为输出构件，滚柱、主丝杠之间无相对轴向位移，可将螺母作为电机转子实现电机和丝杠一体化设计，形成结构紧凑的一体式机电执行器。
1、丝杠行业产业链分析
丝杠行业产业链的上游包含钢材、螺母、滚柱、滚珠等原材料和零部件供应商，以及精密磨床、热处理、丝杠轧机等设备供应商。产业链中游涉及丝杠的生产制造与组装环节，国内相关企业众多但技术工艺参差不齐，其中传统中低端丝杠产品相对成熟，市场竞争较为激烈，而行星滚柱丝杠、高端滚珠丝杠等精密丝杠技术壁垒较高，主要依赖进口。产业链下游方面，丝杠应用范围广泛，包括数控机床、航空航天、轨道交通、机器人、智能汽车等领域，为丝杠行业构建了稳固的市场基础。
（1）与上游行业之间的关联性
行业上游主要为钢材以及外购的螺母等零部件或毛坯件，基本属于完全竞争市场，供应较为充足，不会对本行业的发展构成制约因素。行星滚柱丝杠选用的材料主要为合金结构调质钢或高碳铬轴承钢，钢材的纯净度与性能直接决定了丝杠的承载能力和精度，其质量稳定性至关重要，具有一定的技术壁垒，但国内头部钢铁厂商已能够达到技术要求，不存在依赖进口钢材的情况。
设备方面，目前大部分设备已逐步实现国产替代，但高端精密磨床等精密加工设备主要由国外进口，国内虽已实现部分中高端设备的自主突破，但设备精度、性能、稳定性仍存在一定的提升空间。未来在机器人以及精密丝杠需求快速增长的带动下，国产精密磨床预计会逐步突破技术壁垒实现国产替代，近年来国内已涌现出一批实现一定技术突破的国产精密磨床企业。
（2）与下游行业之间的关联性
丝杠作为重要的精密传动部件，下游应用场景涵盖多个行业，包括数控机床、航空航天、轨道交通、机器人、智能汽车等领域。在产业升级和自主可控的大背景下，行星滚柱丝杠、高端滚珠丝杠等精密丝杠在我国的应用仍存在较大的提升空间，国产替代的趋势势在必行，并将在多个领域加速替代低端滚珠丝杠和传统液压传动系统，短期来看主要聚焦于具身智能机器人、汽车线控底盘、精密机床等行业领域。随着下游行业的快速发展，精密丝杠的需求将随之增长，国产化率持续提升，行业也将迈入高质量发展新阶段。
2、丝杠行业概况
（1）丝杠的技术原理及主要类别
丝杠是一种将旋转运动（电机端）转换为直线运动（输出端）的精密传动结构件，在直线驱动领域，尤其是对精度要求较高的高端制造业领域有着广泛的应用场景，如机器人、智能汽车、数控机床、半导体制造、精密仪器等领域，其典型的应用领域及具体场景如下：
机器人：丝杠在机器人领域用于关节和运动机构传动，实现高精度运动控制。其高刚度和低摩擦系数使机器人能快速、准确完成复杂任务。人形机器人使用丝杠作为线性执行器和灵巧手的核心部件，以完成手臂、腿部、手指的驱动，对人形机器人的运动控制起关键作用；焊接机器人、涂装机器人等工业机器人使用丝杠来控制末端作动器的运动，在确保生产过程的高精度和稳定性方面起着重要作用。
智能汽车：以电动化和智能化为代表的智能汽车的迅猛发展，促使线控底盘技术应运而生并逐渐成为智能驾驶系统的核心技术之一。线控底盘技术的核心在于通过电子信号控制车辆的关键部件，主要包括线控制动、线控转向、线控驱动和线控悬架系统，这些系统需要更智能、响应速度更快的线性执行器，越来越多的车企选择采用行星滚柱丝杠或滚珠丝杠代替液压系统，从而满足高级别自动驾驶对于以电信号实现主动控制的新需求。
数控机床：数控机床是丝杠应用最广泛的领域之一。数控机床广泛应用丝杠技术，实现高精度定位和移动，结合伺服电机，可实现精确位置控制和复杂运动轨迹，提高加工精度和效率。越高端的机床对于定位的精度要求越高，丝杠作为实现定位精度的核心部件，直接决定了机床的精度级别。
半导体制造：在半导体制造设备中，丝杠被用于半导体芯片的切割和封装过程中的定位和传动，半导体制造对于精度的要求十分严苛，也体现了丝杠作为精密传动结构件的重要性。
精密仪器：精密光学仪器和显微镜中的焦距调节、物镜转换等功能，通常通过丝杠来实现微调和定位。
按传动原理和结构的不同，常见的丝杠方案包括梯形丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。
（2）行星滚柱丝杠的结构及传动原理
在滚珠丝杠的基础上，行星滚柱丝杠将传动单元变为滚柱，大幅提高了使用 寿命和承载能力，同时也克服了传统液压传动装置固有的环境适应性差、可靠性 低等缺点，具备极高的承载能力、传动精度、传动效率、轴向刚度与高速性能， 广泛应用于高端精密机床、航空航天、人形机器人等领域。
行星滚柱丝杠根据其结构组成及运动关系不同主要可分为标准式、反向式、循环式、差动式行星滚柱丝杠。
行星滚柱丝杠是性能优异但设计精密、结构复杂、制造加工难度极大的精密传动机构，具有广阔的应用前景以及较高的技术门槛。
（3）丝杠行业市场情况
1）丝杠市场概况
丝杠被广泛应用于数控机床、汽车制造、机器人、航空航天、精密仪器等中高端制造业领域，近年来市场规模持续扩大。其中，滚珠丝杠是目前销售额最大的丝杠产品，行星滚柱丝杠在国内发展较晚，目前尚处于起步阶段，下游行业多为高端精密机床、军工、航空航天、机器人这类高精尖行业，受制于较高的技术壁垒和制造成本，其需求还未充分发挥，尚需一定时间才能得到更广泛的应用。
2）精密丝杠市场前景广阔
滚珠丝杠最早于 19 世纪 70 年代诞生于美国，1940 年美国首先将滚珠丝杠用于汽车转向装置上，使其正式商业化；1964 年我国自研的第一套滚珠丝杠诞生。目前，国内厂商的中低档滚珠丝杠产品与国外同类产品差距较小或基本持平，但生产效率低于国外；高性能、高档次的滚珠丝杠产品与 NSK、THK 等国外知名厂商仍存在差距。
行星滚柱丝杠最早于 1942 年由瑞典人发明，但由于结构复杂、加工难度大和成本较高，最初并未得到广泛的应用。从 70 年代起，武器装备技术持续发展，石油、化工、数控机床等行业对大推力、高精度、高效率、长寿命传动机构的需求持续提升，1970 年瑞士的 Rollvis 公司开始研制行星滚柱丝杠。国内厂商大部分在 2020 年左右开始少量试生产行星滚柱丝杠产品，虽然起步较晚但进展较快，近几年已有部分国内厂商能够小规模试制行星滚柱丝杠，但是性能与国外的产品仍有一定差距，主要体现在效率、承载能力和精度等方面。
在产业升级和自主可控的大背景下，行星滚柱丝杠、高端滚珠丝杠等精密丝杠在我国的应用仍存在较大的提升空间，国产替代的趋势势在必行，并将在机器人、汽车线控底盘、精密机床等多个领域实现快速增长。
近年来，精密丝杠由于其优异的传动性能得到众多人形机器人厂商的青睐，以特斯拉 Optimus 为代表的人形机器人主要使用行星滚柱丝杠和滚珠丝杠，其中行星滚柱丝杠被广泛采纳作为人形机器人直线执行器的核心部件，用于驱动机器人手臂和腿部关节的运动，微型滚珠丝杠被广泛采纳作为人形机器人灵巧手的核心部件，用于驱动机器人手指的运动。因此精密丝杠是目前人形机器人主流技术方案中的核心零部件之一，对人形机器人行业的发展起着至关重要的作用。
（4）下游人形机器人行业应用及市场前景
1）人形机器人出货量呈指数级增长，行业发展前景良好
在人形机器人出现前，丝杠主要作为机械臂的线性执行器，完成分拣、搬运、组装、贴片等工作，应用于汽车制造、仓储物流、3C、医疗等领域。
经历长期的研究探索与技术验证，人形机器人技术逐步成熟、产业链不断完善、制造成本持续下探，行业迈入从实验室验证向产业化落地转型的关键阶段。特斯拉、FigureAI、优必选、小鹏、宇树、银河通用等全球性机器人头部企业纷纷发布量产规划，促使2025-2026年被视为人形机器人加速商业化的关键窗口期，行业整体呈现蓬勃发展态势，市场前景良好。根据公开的行业研究报告预测数据，未来全球具身智能机器人出货量将呈现指数型增长趋势，中性假设下，预测到2030 年将突破 260 万台，行业即将迎来快速爆发期。
2）线性执行器成本占比较高，在人形机器人产业链中占据重要地位
关节执行器和灵巧手是人形机器人的两大核心部件。关节执行器是驱动机器人手臂、腿部等执行机构运动的组件，又被称为关节驱动器或关节模组，主要安装在机器人关节处，工作原理主要是通过将电机的旋转运动转化为驱动连杆机构运动，从而实现机器人的运动控制。
按照运动类型划分，执行器可分为旋转执行器和线性执行器两类。旋转执行器可实现绕单轴旋转，输出旋转运动，使人形机器人可以完成各种角度的旋转动作，通常安装在肩关节、腰部、髋关节等需要高扭矩的关节处。
线性执行器主要是将电机的旋转运动转换为直线运动输出，具有较好的支撑性能和承重性能，主要应用于高负载且运动旋转角度较小的场景，例如手臂、手指、腿部等部位。线性执行器直接影响人形机器人的运动精度和负载能力，是实现人形机器人精准控制和灵活作业的基础，其在人形机器人中的成本占比较高，目前行业研究报告普遍预测占比在 20%左右甚至更高，而行星滚柱丝杠又是线性执行器中价值占比最高的核心零部件。
因此，未来随着技术迭代升级与制造成本持续下探，全球人形机器人销量有望迎来指数级增长，而线性执行器与行星滚柱丝杠作为其产业链的重要组成部分，也将迎来爆发式发展，有望成为精密传动领域的核心增长板块。
3）灵巧手技术加速迭代，产业发展前景广阔
灵巧手是一种具备类似人类手部动作与功能的智能机械装置，能够完成复杂抓取、操作和精细力控等动作，是人形机器人的重要零部件，行业内普遍将灵巧手视为解决人形机器人规模化落地应用“最后一厘米”的关键末端执行器。
随着行业内材料、电机、传动、运控、传感等技术的持续进步与提升，灵巧手产品向着更高仿生度、更强感知能力和轻量化方向持续发展，并初步实现产业化进展。根据公开信息，目前特斯拉 Optimus Gen-3 灵巧手采用“微型丝杠+腱绳”的复合传动方案，集成 22 个自由度，可完成网球抛接等动态操作。未来，伴随人形机器人量产序幕的逐步拉开，灵巧手大规模商业化在即。
目前灵巧手主流的丝杠方案选择为微型滚珠丝杠，用于灵巧手的手指执行机构中，满足轻负载高精度抓取需求。相比传统丝杠，微型滚珠丝杠体积结构更小，在灵巧手有限的内部空间里，微型滚珠丝杠紧凑的设计结构有助于集成更多的自由度，提供更大的输出推力和更强的稳定性。根据公开信息，目前特斯拉 OptimusGen-3 单只灵巧手需使用 22 套微型滚珠丝杠，以此为标准并结合行业研究报告的人形机器人出货量预测数据进行测算，2030 年全球灵巧手用微型滚珠丝杠需求量将超过 11,500 万套，产业发展前景广阔。
（5）下游智能汽车行业应用及市场前景
根据我国《汽车驾驶自动化分级标准》，汽车智能驾驶分为 L0 至 L5 六个级别。近年来，随着传感器技术突破、算法不断优化、车辆控制精度提升以及法律法规的健全完善，高阶智能驾驶的市场渗透率持续攀升。
根据艾媒咨询数据，2022 年至 2030 年间，各等级智能驾驶渗透率呈现明显的结构性变化，2022 年基础无辅助功能的 L0 级驾驶仍是主流，渗透率达到 59%，L2 级辅助驾驶的渗透率为 34%，L1 级仅 7%，更高阶的 L3、L4 级汽车尚未规模普及。到 2025 年，L2级渗透率将进一步提升至 45%，同时 L3 级开始进入市场，占比将达到 5%，在此期间消费者对智能驾驶的接受度逐渐提升。预测到 2030 年，市场结构将迎来较大转变，L2 级智能驾驶仍是主流，但 L3 级、L4 级智能驾驶占比实现显著增长，渗透率上升至 20%和 15%。
在汽车行业向高阶智驾迈进的过程中，线控底盘已成为各大主机厂商差异化竞争的核心要素。线控底盘主要是通过电子信号取代传统的机械连接和液压系统，实现对车辆底盘核心系统的控制，具备控制精度高、响应速度快、结构紧凑、重量轻等优势。线控底盘技术的出现与汽车产业电动化和智能化的进程密切相关。
传统的汽车底盘系统依赖机械和液压装置来传递和执行驾驶员的操作指令，这种方式存在诸多局限性，包括传动损耗、响应迟滞和控制精度不足等，随着电动汽车和自动驾驶技术的快速发展，这些局限性变得愈发明显。
汽车电动化和智能化技术的迅猛发展，要求车辆底盘系统能够实现更快的响应、更高的精度以及更强的冗余性，以确保车辆在复杂驾驶环境中的安全和稳定。线控底盘技术正是在这一背景下应运而生，并逐渐成为智能驾驶系统的核心技术之一，其中线控转向系统、线控制动系统是线控底盘重要的两大核心系统。
1）线控转向系统高度契合智能驾驶需求，渗透率不断提升
线控转向系统（SBW）取消了方向盘与车轮的机械连接，实现动态转向与灵活调节，其控制精度高，并能释放驾驶舱空间，高度契合智能驾驶发展趋势。根据高工智能汽车数据及预测，2023-2035 年我国 SBW 的市场规模呈指数级增长，2025 年以前 SBW 还未正式进入市场，2026 年市场将开始逐步起量，预计到 2030 年市场规模将达到 215.2 亿元，到 2035 年市场规模将达到 382.3 亿元，期间渗透率从不到 10%上升至 60.87%。未来，SBW 技术有望迎来较快发展。
SBW 技术用电信号控制转向执行机构，丝杠是其中所必须的核心传动部件，丝杠使用量与 SBW 安全等级直接关联，安全等级越高，冗余设计的丝杠数量越多。因此，SBW 系统渗透率的持续提升，将为丝杠带来更加广阔的应用前景。
2）以 EMB 为代表的线控制动技术带动滚珠丝杠和行星滚柱丝杠需求持续增长
电子机械制动（EMB）是线控制动技术的代表，具备显著的性能优势。随着汽车电动化、智能化的快速发展，L3 及以上智能驾驶电动汽车对整车制动系统提出了更高的技术要求，传统的液压制动系统已难以满足智能汽车的制动需求。EMB 以纯线控、无液压管路为特征，由电机直接驱动制动钳，大幅缩短汽车制动响应速度，提升汽车行驶安全，从而真正意义上满足智能汽车制动需求。
因此EMB 技术凭借其快速响应、高精度控制、轻量化及智能化潜力，有望成为下一代智能汽车的核心技术之一。根据高工智能汽车数据及预测，2025-2030 年我国EMB 制动系统市场规模呈现稳步上升趋势，在未来将逐步替代电子液压制动（EHB）方案，EMB 市场规模和占比将逐步提升。
相较于EHB方案，EMB较多使用滚珠丝杠，将推动滚珠丝杠市场需求增长。与此同时，EMB 的工况环境较为复杂，对于其核心元器件丝杠的性能也会提出更高的要求。行星滚柱丝杠具备高负载、长寿命、高可靠性等优势，能够满足智能汽车对制动性能的高标准要求，将成为 EMB 系统的优选方案。因此未来随着智能汽车产业的快速发展以及 EMB 系统的持续普及，行星滚柱丝杠有望在汽车领域迎来广阔的市场增长空间。
