人形机器人，这一曾经存在于科幻作品中的想象，正以前所未有的速度走向现实。2026年被业内公认为人形机器人的“量产兑现元年”，据工信部预测，全年我国人形机器人整机产量有望突破10万台。7月20日最新发布的上半年数据进一步印证了这一势头：我国研发的四足机器人已占全球销量份额近70%，人形机器人整机产品达400余款、超全球半数。

产业竞争，材料为先。相较传统工业机器人，人形机器人高度仿生人体运动，具有感知与交互特性，对材料的轻量化、高柔韧、耐损耗、高灵敏度提出了严苛新标准，重塑了机器人上游产业链需求，为高端化工材料产业开辟了全新增长赛道。

从“能走能跑”到“能感知能思考”，人形机器人的每一次进化都深深烙印着材料创新的刻度。而我国化工产业链的协同突破，像一道从幻想照进现实的光，会照得更亮、更远。

轻量化结构材料：

PEEK（聚醚醚酮）、碳纤维复合材料、LCP（液晶聚合物）、PPS（聚苯硫醚）、PA（聚酰胺）

替代金属，可减重10%~30%，高强度、高刚度。

能源与热管理材料：

固态电池、高导热界面材料、相变储能材料、电磁屏蔽复合材料

高能力密度续航、执行器散热、工作可靠性。

仿生与传感材料：

PDMS（聚二甲基硅氧烷）、PI（聚酰亚胺）、TPU（热塑性聚氨酯弹性体）

柔性感知、类皮肤触觉、耐弯折、耐疲劳。

一、人形机器人规模化落地，材料创新如何撑起“身体底座”？

●  随着人形机器人从“概念验证”走向“规模化量产”，碳纤维如何从“减重选配”迈向“性能标配”？

碳纤维在人形机器人应用领域的核心价值在于构建轻量化、高强度的“骨骼系统”，解决续航短、动作笨拙、耐用性差等核心问题，为其规模化落地提供材料底座。

当前，多家人形机器人企业已实现碳纤维材料的相关应用。如采用碳纤维打造仿生脊柱，可提升躯体柔韧性与活动幅度，小鹏IRON机器人便依托这一结构实现自然协调的姿态变换；用碳纤维制成的躯干与四肢骨架可作为整机主要承力结构，能减轻整机自重、强化结构整体刚性。PEEK/CF复合材料用于机器人的关节与传动组件，能平稳承载高频往复运动带来的负荷；碳纤维增强复合材料（CF）应用于电机内部，可减重40%以上，有效降低转动惯量、提升电机动态响应速度与运行能效，也为高自由度、高精度灵巧机械手研发创造了条件，特斯拉Optimus搭载的11自由度灵巧手部系统便是典型应用案例。此外，碳纤维还能塑造具有科技感的整机外观，宇树载人变形机甲、奇德新材已获订单的机器人胸壳等均选用该材料打造。

●  人形机器人关节数量远超工业机器人，对润滑材料的极压性、抗磨性、长寿命提出了哪些新的挑战？

这正是人形机器人润滑材料区别传统工业场景的核心所在。工业机器人通常是“专机专用”，而人形机器人是“一机多能”，不同部位工况截然不同，必须“对症下药”，提供定制化精准润滑方案。

依托航天科技积淀，长城润滑油构建了覆盖人形机器人全身的“一揽子”润滑体系，确保每个关节都能匹配最适合的“血液”。针对高频微动的精细关节，重点是解决频繁往复运动条件下长效润滑的极低磨损控制技术。像手指、手腕等部位的谐波减速器，主要面临高频小幅度的往复运动，极易破坏油膜。长城SPI-J润滑脂通过优化稠化剂结构和减磨剂布局，具有极低摩擦系数，攻克了低摩擦长效润滑技术，确保精细操作的灵敏性。针对冲击负载的关节，关键是平衡“极压抗磨”与“散热长效”。像人形机器人腰、腿部等行星减速器，须承载全身重量和瞬时冲击。长城SPI-S润滑脂复配高活性极压抗磨因子，构筑高强度吸附油膜，专门破解了高负载、高冲击下的润滑密码，确保冲击负荷关节的长效稳定。针对宽温域与高加速度工况，难点在于“环境适应”与“机械安定性”。丝杠等部件面临宽温运行和高剪切力挑战，长城SPI-V润滑脂则解决了从-40~150摄氏度的宽温润滑难题，以及高加速度下的脂体流失问题。

●  人形机器人灵巧手的腱绳传动对纤维材料的抗蠕变、耐疲劳性提出了怎样的极致要求？

机器人灵巧手的腱绳就好比人体里控制手指活动的筋，是带动指尖弯曲、抓握的核心材料，藏在手掌或者手臂内部，一端连驱动电机，一端固定在指尖关节。电机拉扯腱绳，手指才能灵活张开、捏取物品。所以它在高频来回拉扯弯折的过程中，不能轻易断丝掉强度、长期受力不能明显松弛，不然手指定位会歪，同时自重要轻，手才能做得灵活，实现轻量化运转。

针对机器人柔性传动的需求，相应的抗疲劳耐久型超高分子量聚乙烯纤维，解决了普通纤维丝重量大、易蠕变、反复弯折易衰减的问题，实现了长期受力不松弛、百万次往复不失效。目前已经拥有一定的技术积累，包括原料改进、纺丝技术改进、涂层技术开发、复合编织技术开发等，一些样品已交付机器人厂家进行模拟测试。此外，还开发了一些同类的柔性精密传动带材用于工业机器人，也已交付厂家进行实机评测。据反馈，在测试条件更苛刻的情况下，效果已超过厂家使用的原有材料。目前该材料还在持续测试中，最终的目标是耐疲劳水平达到原有材料的6倍以上。

●  人形机器人市场快速增长的背景下，SEBS柔性材料想要适配高端仿生皮肤的量产与迭代需求，还需攻克哪些性能与工艺难题？

相较硅胶和TPU，SEBS/SEPS高倍充油软胶具有宽域可调硬度、高回弹、轻量化及可回收特性，成为柔性交互的首选材料。但常规SEBS/SEPS普遍存在易渗油、黏附灰污、力学耐久性差等问题，制约了规模化量产。

具体而言，须在以下三方面实现突破。在自洁性方面，普通SEBS表面能偏高，易黏附油污灰尘，须攻克超疏水‑亲油改性难题，兼顾微纳纹理成型，同时保证改性涂层与SEBS基体附着力，防止反复拉伸后涂层脱落，实现长效自洁抗污。在耐久性层面，SEBS抗磨性能偏弱，长期弯折、摩擦后，易应力发白、产生微裂纹，要优化嵌段结构提升耐疲劳性能，减少上万次形变后的性能衰减。在量产工艺上，大面积薄膜成型易出现厚度不均；等离子改性、纳米压印等表面处理难以连续化生产，卷对卷制备时自洁纹理一致性差，良品率偏低。须实现配方快速迭代，在调整抗磨、自洁性能时，不破坏原有弹性与传感适配性，满足仿生皮肤规模化迭代生产需求。

●  相较通用环氧树脂材料，电子级特种环氧树脂在适配人形机器人高频高速、高可靠、长寿命的应用场景中，具备哪些差异化优势？

在人形机器人的应用场景中，电子级特种环氧树脂的优势主要体现在两个方面。一是高频高速性能。电子级特种环氧树脂用于机器人主控电路板与高速通信板基材时，其具备的低介电常数和低介电损耗的特性，能保障高算力下的信号完整，满足实时运算需求。二是高可靠性和长寿命。电子级特种环氧树脂具备低黏度、高导热及高绝缘等特性，能有效降低电子封装元件内应力、抵抗高频振动和冷热冲击，在-60~250摄氏度的宽温域内稳定工作，保障关节电机等核心部件在长期运行中的耐久性。

●  人形机器人整机多部件、多工况的差异化需求，对高性能聚酰胺多元化、精细化迭代升级提出了哪些发展要求？

高性能聚酰胺密度显著低于铝合金，在保证强度的同时，有利于实现人形机器人整机减重与续航提升。今后的发展方向将针对其关节、齿轮箱等核心传动部件建立多规格品种体系，兼顾性能与成本；借助复合材料改性等手段，精准优化特定工况下的刚性、抗磨性与抗蠕变性，有效抑制材料在长期服役中的形变累积。此外，部分特殊应用场景还须满足电机周边区域对持续耐热、高刚性和尺寸稳定的苛刻要求。特种聚酰胺材料应从单一品种供给转向提供面向具体场景的系统级解决方案，为人形机器人提供可靠适配的材料支撑。

二、产业趋势：人形机器人从技术验证迈向商业化落地

2023年以来，在生成式人工智能大模型与具身智能技术融合发展的双重驱动下，全球人形机器人产业正从技术验证加速迈向商业化落地。我国凭借完整的制造业供应链、丰富的应用场景和持续强化的政策支持，已在这一全球竞赛中占据领先位置。

化工高新材料作为支撑整机性能、成本和可靠性的关键基础，正迎来确定性的增量空间。同时，人形机器人对材料的轻量化、高强度、耐疲劳、传感智能化、热管理、电磁屏蔽等综合性能提出了远高于传统工业机器人的要求。化工新材料企业能否准确把握这一需求结构变化，将直接影响其中长期竞争位势。

1.   全球人形机器人产业进入规模化前夜

人形机器人产业正在跨越从实验室到工厂的关键门槛。2024年全球销量0.3万台，2025年出货量跃升至1.3万台以上。更长周期看，技术市场研究咨询机构Omdia预测2030年全球销量将达60.57万台、市场规模突破千亿元，2035年出货量将达260万台。远期预测虽存不确定性，但人形机器人产业进入快速成长期的趋势已明确。

我国在这一进程中处于核心位置。工信部数据显示，2025年国内整机企业已超140家、发布产品超330款，是两年前的3倍多。智元机器人、宇树科技两家合计占国内近80%出货量，形成“双头龙”格局。宇树G1售价已降至9.9万元，部分产品线毛利率达60%以上；优必选WalkerS1已进入东风柳汽等汽车工厂量产，2025年订单金额达14亿元；众擎PM01售价仅8.8万元并获批量采购订单。我国企业不仅在出货量上领先，更在成本控制、量产能力和场景落地上形成系统性优势。

2.   技术路线分化与成本下降并行

当前人形机器人核心技术路线呈现分化。在运动控制领域，谐波减速器、行星减速器与准直驱（QDD）方案并存。以宇树科技为代表的企业选择QDD路线，通过更大电机搭配更低减速比的行星减速箱，实现更简化的结构和更低的成本。据研究机构SemiAnalysis估算，宇树G1的物料清单（BoM）成本已降至8976美元，其中执行器占50%~70%；宇树通过将执行器制造内部化，使成本降低40%~60%、交付周期缩短70%。

与此同时，特斯拉Optimus仍以汽车供应链复用和规模化制造为重点，目标是2026年建成量产生产线、年产能1万台、单价低于2万美元。波士顿动力Atlas在运动性能上保持领先，2026年2月完成侧手翻接后空翻的高难度组合动作，并已获得现代汽车3万台订单。整体而言，行业呈现“中国主导成本与量产、美国主导品牌与高端性能”的竞争格局。

3.   应用场景从科研教育向工业制造延伸

当前人形机器人应用仍以科研教育为主。宇树2025年前三季度人形机器人收入中，73.6%来自科研教育客户，行业应用仅占约9%。工业制造正成为最具商业化潜力的方向，优必选已与比亚迪、东风柳汽、吉利汽车、奥迪一汽、北汽新能源、富士康、顺丰等头部企业开展合作。在仓储物流、汽车装配、半导体搬运等重复性、结构化任务中，人形机器人开始展现经济可行性。

根据SemiAnalysis测算，以宇树G1执行2~4千克周转箱转移任务为例，即便假设完全遥操作、两年使用寿命、零残值、仅两个班次，其单位运营成本也已低于人类每小时30美元的劳动成本。这意味着在合适场景下，人形机器人已初步具备替代人力的经济性，其从“研究工具”向“生产力工具”的转变，将显著扩大对高性能、高可靠性材料的需求。

三、材料需求：人形机器人对化工高新材料的系统性需求

人形机器人的结构设计、运动控制、感知交互和能源供给四大系统，对化工高新材料提出了差异化但高度集成的需求，总体可归纳为轻量化结构材料、仿生与传感材料、能源与热管理材料三大类。

当前人形机器人产业仍处于早期，材料需求呈现明显的迭代特征：短期以配合整机厂商完成性能适配与供应链准入为主；中期转向材料标准化、规模化供应能力的竞争；长期取决于自感知、自修复、自适应等智能材料的突破。

1.   轻量化结构材料：决定整机负载与能效

人形机器人须在有限自重下实现较高的负载、运动速度和续航，轻量化是核心设计目标之一。工程塑料及复合材料因高比强度、可设计性和可加工性，成为替代金属的关键方向。

PEEK是最具代表性的高性能工程塑料，机械强度、耐磨损、耐化学腐蚀和耐高温性能优异，密度约为铝合金的1/2、钢的1/6，可在250摄氏度高温下长期工作。在骨骼、关节支架、齿轮等承力部件中，PEEK及碳纤维增强PEEK可显著降低整机重量并提高结构刚度。据行业测算，采用PEEK等轻量化材料可使整机重量降低10%~30%、同等负载能耗下降15%~25%。

LCP凭借极低的介电损耗和优异的尺寸稳定性，适用于精密连接器、天线基板和微型结构件。PA及其改性品种因成本低、力学性能均衡，可用于外壳、支架、线缆护套等部件。PPS耐热、阻燃、尺寸稳定，适用于电机端盖、传感器外壳等部件。碳纤维复合材料则在机器人手臂、腿部等需要高刚度轻量化的结构件中具有不可替代的优势。

2.   仿生与传感材料：支撑感知交互能力

人形机器人的核心差异化能力之一在于与人类及环境的自然交互，这要求其具备类似人类皮肤的柔性感知能力，电子皮肤、柔性电路、柔性线缆由此成为关键材料方向。

有机硅聚二甲基硅氧烷是电子皮肤最常用的柔性基底，具有优异的柔韧性、生物相容性和化学惰性，可在其表面集成压力、温度、应变等多种传感器。PI薄膜耐高温、耐弯折、绝缘性能优异，是柔性电路板（FPC）的核心基材，广泛用于关节布线、传感器信号传输。TPU在柔性线缆护套、密封件、减震垫、仿生肌腱等领域应用广泛，与传统硅橡胶、氟橡胶相比，耐磨、耐油且更易回收加工。随着机器人自由度增加和运动频率提高，高回弹、耐弯折、耐老化的TPU和有机硅改性材料将成为重点发展方向。

3.   能源与热管理材料：保障续航与可靠性

人形机器人通常须在狭小空间内集成高能量密度动力电池，并承受执行器、电机等部件产生的热量，能源与热管理材料直接影响其续航、安全性和工作稳定性。

固态电池被认为是理想动力方案，相较传统液态锂离子电池具有更高的能量密度、更好的安全性和更宽的工作温度范围。当前硫化物、氧化物、聚合物三条固态电解质路线并行，硫化物因离子电导率高而备受关注，但对空气敏感、界面稳定性差等问题仍须突破。热管理方面，宇树G1早期曾因执行器过热而在搬运5千克重物约15分钟后须停机冷却；导热系数超过5W/m·K（瓦每开米）的导热界面材料、相变温度在40~60摄氏度区间可调的相变储能材料，可有效降低关键部件温升。此外，低介电、高导热、电磁屏蔽一体化的复合材料，对保护内部电子系统也具有重要意义。

四、技术前沿：关键材料的发展现状与突破方向

1.   高性能工程塑料加快国产化替代进程

我国化工高新材料产业已在聚氨酯、氟硅材料、锂电池材料等领域实现高水平自给甚至净出口，但在高端工程塑料领域仍结构性依赖进口。PEEK方面，国内中研股份、鹏孚隆等企业已实现规模化生产，但在高端牌号、医疗级和航空航天级产品上仍与国际巨头存在差距。LCP方面，国内沃特股份、普利特等企业加速布局，但核心树脂专利和薄膜加工技术仍由日美企业主导。

碳纤维复合材料领域，国内T300、T700级已大规模应用，T800级逐步量产，但T1000级及以上自给率不足10%。对人形机器人而言，T700~T800级已能满足大部分结构件需求，但国内在预浸料设计、复合材料成型工艺和成本控制等方面仍需提升。

2.   柔性电子材料呈现集成化趋势

电子皮肤和柔性电路正从单一材料性能优化向多功能集成演进。一方面，导电聚合物、碳纳米管、石墨烯、银纳米线等新型导电材料与聚二甲基硅氧烷（PDMS）、PI等基底复合，使电子皮肤可同时实现压力、温度、湿度、应变等多模态感知；另一方面，柔性电路向更高密度、更小弯折半径、更强耐久发展，对PI薄膜的介电性能、热稳定性和铜箔结合力提出更高要求。

国内在导电聚合物、石墨烯散热材料等领域已形成一定产业基础，石墨烯散热材料面内导热系数可达1500W/m·K以上，在高功率芯片散热中具有应用潜力。但柔性电子材料产业链仍偏中游，上游高端树脂、功能性填料、精密涂布设备等环节对外依存度较高。

3.   固态电池材料须突破产业化瓶颈

固态电池是人形机器人能源系统的重要方向，但产业化仍面临多重挑战。硫化物电解质离子电导率高，但对水分和氧气极为敏感；氧化物电解质化学稳定性好，但界面阻抗大、脆性高；聚合物电解质柔韧性好，但室温离子电导率低。

从化工材料看，固态电池涉及电解质前驱体、锂盐、粘结剂、界面修饰、封装等多个环节。国内在硫化锂、锂镧锆氧（LLZO）、聚氧化乙烯（PEO）基电解质等领域已有布局，但与丰田、美国固态电池制造商QuantumScape等相比，在材料体系选择和量产工艺上仍存差距。预计2027~2030年将是技术路线收敛与规模化应用的关键窗口期。

4.   热管理材料向一体化、智能化发展

随着功率密度提升，热管理材料正从单一导热向“导热+储热+绝缘+电磁屏蔽”一体化发展。相变储能材料平抑关键部件温升，导热凝胶与垫片降低接触热阻，高导热绝缘涂层兼顾电气安全与散热效率。此外，温敏形状记忆聚合物、自修复导热材料等智能热管理材料已进入研究视野，虽未成熟，但代表了长远发展方向。

五、发展建议：化工新材料企业的战略选择

1.   聚焦优势细分，建立供应链早期卡位

人形机器人材料需求广泛，但企业应避免分散布局，优先选择自身具备技术积累的细分领域，如PEEK、LCP、PI薄膜、导热材料、TPU弹性体等，集中资源形成差异化优势。当前是供应链准入的战略窗口期，与头部整机厂商建立技术对接机制、明确材料性能指标和认证路径，将决定未来3~5年的市场格局。

2.   从材料供应向应用解决方案转型

高端材料国产化的主要瓶颈往往不在研发环节，而在下游验证。材料企业应深入理解人形机器人的结构设计、运动工况和失效模式，提供涵盖材料选型、工艺适配、测试验证、售后支持的全链条解决方案。例如，针对PEEK齿轮磨损问题，可提供材料配方、润滑改性和成型工艺一体化方案。

3.   加强与下游整机企业的协同创新

材料性能的最终确认需在整机应用端完成。建议与整机厂商、零部件供应商建立联合开发或战略合作，缩短认证周期、加速迭代反馈，同时关注执行器、灵巧手、电子皮肤等核心模块的材料需求变化，提前布局高附加值环节。

4.   布局智能化、功能化材料前沿方向

面向更长周期，化工企业应适度布局自感知、自修复、自适应智能材料，以及固态电池、高导热复合材料等前沿领域，并通过材料基因工程、机器学习辅助分子设计等数字化能力，提升研发效率、降低试错成本、储备技术。