本報記者 朱曉波
人形機器人火了！從蛇年春晚的扭秧歌表演，到最近深圳開始的執勤機器人巡邏，近年來，人形機器人技術的突破與商業化進程的加速，正在對全球工業材料需求產生深遠影響。我們觀察到，這一新興產業的崛起不僅帶來了對傳統鋼材需求的結構性調整，還催生了特種鋼與輕量化材料的增量市場。本文從需求總量、需求結構、技術驅動和政策環境等多維度展開分析，結合行業數據與案例，探討其對鋼鐵行業的潛在影響。
人形機器人產業爆發：
對需求的拉動體現為“結構性機會”，而非“規模擴張”
人形機器人的核心構造包含骨架、關節、驅動系統等部件，其材料需求具有明顯的分層特征。據民生證券報告，人形機器人單機用鋼量為50千克~100千克，若以特斯拉人形機器人Optimus2030年100萬臺產量（中性預期下）計算，僅特斯拉一家企業即可拉動5萬噸~10萬噸鋼材需求。然而，這一增量需置于全球粗鋼年產量（2024年約為18.826億噸）的宏觀背景下考量，其直接影響相對有限，預計僅占全球鋼鐵需求的0.02‰~0.06‰。
但值得注意的是，人形機器人對鋼材需求的拉動更體現為“結構性機會”，而非“規模擴張”。例如，諧波減速器加工所需的精密切割絲需求預計在2030年新增3.5萬噸。這類特種鋼材對精度、耐磨性的要求遠超普通建筑用鋼，附加值顯著提升。此外，伺服電機外殼、傳動軸等關鍵部件需采用高強度合金鋼，其單價可達普通鋼材的2倍~3倍。因此，盡管總量占比不高，但高附加值鋼材的細分市場將成為鋼鐵企業的重要增長點。
需求結構分化：
輕量化與高強度的博弈
人形機器人對材料性能的極端要求，正在重塑鋼鐵需求的結構特征。
一方面，輕量化趨勢擠壓傳統鋼材應用空間。
人形機器人對運動靈活性的需求催生了輕量化材料的廣泛應用。鎂合金密度（1.74克/立方厘米）僅為鋼材的22%，且具備更優的減震性能，成為機器人骨架的首選材料之一。據測算，2030年人形機器人輕量化材料需求將達到12.5萬噸，其中鎂的需求彈性高達12.5%，遠超鋁的0.2%。這一趨勢可能擠壓傳統鋼材在結構件中的份額，例如優必選Walker S機器人已采用鎂合金框架替代部分鋼構件，單機減重達30%。
另一方面，高強度特種鋼需求逆勢增長。
在關節、齒輪等承受高載荷的部件中，特種鋼仍不可替代。例如，諧波減速器的柔輪需使用抗疲勞強度超過1200兆帕的滲碳鋼，而RV減速器的擺線輪則依賴高精度軸承鋼（如GCr15）。根據相關研究，抗沖擊執行器的硬件需求將推動行星滾柱絲杠用鋼量增長，在其抗沖擊性能排序中，行星滾柱絲杠（以鋼材為主）優于諧波減速器（以鋁材為主），這一技術路徑的普及可能帶動特種鋼需求提升。
此外，可發揮復合材料的協同效應。
碳纖維增強鋼基復合材料等新型材料的研發，為鋼材在輕量化與強度之間找到平衡點。例如，特斯拉人形機器人Optimus Gen 2的腿部關節采用碳纖維包裹鋼芯結構，既滿足輕量化需求，又可保持關節抗扭剛度。此類創新或將開辟鋼材應用的新場景。
產業鏈傳導：
從零部件到工藝革新
人形機器人的材料需求變革，正通過產業鏈向上游傳導，倒逼鋼鐵企業進行技術升級。
首先，精密加工鋼材需求激增。
諧波減速器的慢走絲加工工藝依賴直徑0.03毫米~0.1毫米的極細切割絲，對鋼材的均勻性、表面光潔度要求嚴苛。博威合金的貝肯霍夫品牌已占據該領域全球40%市場份額，其產品毛利率顯著高于普通線材。這提示鋼鐵企業需向高精度、小批量定制化生產轉型。
其次，表面處理技術成為競爭焦點。
機器人關節的耐磨性與壽命直接依賴表面處理工藝。例如，氮化處理可提升齒輪鋼表面硬度，而激光熔覆技術可在鋼基體上形成耐磨合金層。日本大同特殊鋼的DSG系列齒輪鋼即通過滲碳+低溫離子滲硫工藝，將疲勞壽命延長3倍，成為人形機器人供應鏈的標桿產品。
最后，短流程煉鋼的適應性挑戰。
人形機器人零部件多采用小尺寸、異形截面設計，對連鑄坯的純凈度與均勻性要求更高。傳統長流程煉鋼的脫氧夾雜控制難度較大，而電爐短流程工藝在成分微調上更具優勢。例如，紐柯鋼鐵的CSP（薄板坯連鑄連軋）產線已實現0.8毫米極薄帶鋼的穩定生產，可用于沖壓機器人精密外殼。
挑戰與應對：
鋼企需加速三大布局
面對人形機器人帶來的變革，鋼鐵企業需在以下領域加速布局。
一是加強高附加值產品矩陣研發。
鋼企應開發適用于減速器、靈巧手等場景的專用鋼種，如高氮不銹鋼（用于觸覺傳感器外殼）、無取向硅鋼（伺服電機鐵芯）。
二是加強跨產業鏈協同創新。
鋼企可與機器人制造商共建聯合實驗室，有助于縮短研發周期。
三是綠色低碳轉型的疊加機遇。
人形機器人輕量化需求與鋼鐵行業減碳目標形成共振。氫基直接還原鐵（DRI）工藝生產的超高強鋼（如馬氏體鋼MS1180）兼具低碳與高性能，有望成為下一代機器人結構件的優選材料。
綜合來看，人形機器人對鋼鐵行業的影響呈現“總量有限、結構分化、價值提升”的特征。短期內，傳統建筑用鋼需求可能因輕量化替代而承壓，但高強鋼、精密合金鋼等細分領域將迎來爆發式增長。預計到2030年，全球人形機器人帶動的特種鋼需求將突破80萬噸，市場規模達120億元，成為鋼鐵行業轉型升級的重要推動力。對于鋼企而言，能否抓住這一機遇，取決于其對材料性能極限的突破能力和在產業鏈協同創新方面的響應速度。未來，鋼鐵與人形機器人的共生關系，將不僅局限于材料的供給，還將形成技術共演與生態共建的深度綁定。
