PEEK 材料在人形機器人中的應用全景分析！

PEEK（聚醚醚酮）正迅速成為人形機器人輕量化的核心材料之一。 以 Tesla Optimus Gen-2 減重 10 公斤、 步行速度提升 30% 為標誌性事件， PEEK 憑藉僅鋁合金一半的密度、 優異的自潤滑性與耐疲勞性，在機器人關節齒輪、 諧波減速器、六維力感測器、骨架結構等關鍵部位展現出「以塑代鋼」的巨大潛力。 然而必須指出，目前多數 PEEK 應用案例來自中國 PEEK 產業鏈企業的分析推測與券商研報，而非機器人製造商的官方確認，產業仍處於小批量驗證階段。 根據多家券商估算，每台人形機器人約使用 6.6 公斤 PEEK， 若全球量產達百萬台規模，將帶動約 6,600～6,900 噸的增量需求， 相當於目前全球 PEEK 年產能的近三分之一。

哪些人形機器人品牌已採用或佈局 PEEK

在所有公開資訊中，Tesla Optimus Gen-2 是被引用最廣泛的 PEEK 應用案例。2023 年 12 月發布的第二代 Optimus 減重 10 公斤， 中國 PEEK 產業鏈普遍將此歸因於 PEEK 與碳纖維/PEEK（CF/PEEK）複合材料在手臂、關節、骨架的採用。 據艾邦高分子專家電話會議紀錄，Optimus Gen-2 手臂採用 55% 碳纖維與 45% PEEK 的配比，單機 PEEK 用量估計可達 10～20 公斤。 但光大證券研報明確指出：「特斯拉尚未公佈具體使用的輕量化材料類型」， 因此這些數據應視為產業推測而非官方確認。

中國人形機器人品牌方面，供應鏈關係已逐漸浮現。宇樹科技（Unitree）被報導為 PEEK 採購方，肇民科技據稱獨家供應其 PEEK 微型齒輪； 智元機器人（Agibot）的感測器底座由超捷股份批量供應 PEEK 零件，同益股份則供應 PEEK 關節殼體； 優必選 Walker 的 PEEK 關節殼體樣品由沃特股份送樣中；** 小鵬機器人 PX5** 的上游已有新瀚新材於 2025 年 7 月在互動易平台確認批量供應 DFBP 單體。** 禾川科技的 YOLO 游龍 01** 則自主研發了「PEEK＋陶瓷＋碳纖維」複合材料用於關節傳動核心部件，是少數公開揭露材料方案的企業。

相對而言，Boston Dynamics Atlas、Figure AI、Agility Robotics Digit 等西方品牌目前無任何可靠來源確認使用 PEEK。Boston Dynamics 的新一代電動 Atlas 由 Hyundai Mobis 供應致動器， 官方從未提及 PEEK；部分市場報告聲稱 Victrex 與 Boston Dynamics 合作開發 PEEK 零件， 但經交叉比對後該來源（pmarketresearch.com）可信度極低，疑為 AI 生成內容。傅利葉智能 GR-1/GR-2、小米 CyberOne、達闥、開普勒等品牌同樣未找到具體 PEEK 使用證據。

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PEEK 具體應用在哪些機器人零件

PEEK 在人形機器人中的應用分為兩大類：純 PEEK 零件（齒輪、軸承、連接件，單機約 1 公斤）和 CF/PEEK 複合材料結構件（手臂、骨架，單機約 8 公斤，其中 PEEK 含量約 26%～45%）。

關節齒輪是最核心的應用場景。 PEEK 行星齒輪已由君華股份量產，肇民科技則專注於微型齒輪與絲杆螺母，其湖南生產線於 2025 年 8 月投產，良率達 98%。 PEEK 齒輪的自潤滑特性（摩擦係數 0.1～0.2）大幅降低了對外部潤滑的依賴， 且在數百萬次運動循環下仍能維持穩定的間隙值——日本富山大學 Koike 等人的學術研究已在同行評審期刊中證實，增強型 PEEK 襯套與 7075 鋁合金凸輪板配合後，表面會形成 PEEK 自潤滑薄膜，疲勞磨損測試後間隙變化極小。

諧波減速器領域出現了突破性應用。 科盟創新於 2025 年發表了全球首款 PEEK 複合材料諧波減速器，採用 PEEK 樹脂複合注塑成型技術，實現內齒輪與交叉滾子軸承一體化設計。相較金屬版本，重量減少 61%，扭矩/重量比提升 74%， 軸向尺寸縮減 20%。該公司同步推出的 PEEK 擺線減速器則實現了 30% 的空間壓縮與 200% 的抗衝擊提升。 國金證券研報進一步指出，CF/PEEK 諧波減速器的變形應力僅為鋼材的七分之一， 固有頻率高出 40～45%，接觸齒數增加 47%，疲勞壽命達 564,000 次，遠超金屬的 29,000 次。

六維力感測器是另一重要應用方向。PEEK 取代鋁合金作為感測器彈性體材料， 密度僅為鋁的 58%， 能有效降低高速操作時的慣性質量誤差，提升量測精度與響應速度。 此外，PEEK 優異的電氣絕緣性有利於應變片的整合。 IEEE Access 期刊（Fu 等人，2019）已發表基於 PEEK 的六軸力/扭矩感測器研究。

其他應用包括：CF/PEEK 手臂骨架（ 單臂約 3.5～4 公斤碳纖維用量，可減重 40%）、 自潤滑軸承、 馬達絕緣件、微型連接器， 以及透過 3D 列印製作的客製化末端執行器原型。

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為何 PEEK 是人形機器人的理想材料

PEEK 之所以被視為人形機器人材料的「皇冠」，核心在於其密度僅 1.3 g/cm³，約為鋁合金的一半、 鈦合金的三分之一、鋼材的六分之一， 卻能在增強後達到接近鋁合金的強度等級。 開源證券研報指出，PEEK 比強度約為鋁合金的 8 倍， 這意味著在相同強度需求下，PEEK 零件可大幅減輕重量， 直接提升機器人的續航力、靈活性與能效。

自潤滑與耐磨損特性是 PEEK 在關節零件中的決定性優勢。軸承級 PEEK（含 PTFE、石墨、碳纖維填充） 的摩擦係數低至 0.10～0.20， 可在乾摩擦條件下運行， Victrex 數據顯示 PEEK 轉子軸襯套的使用壽命是鋼質的 2 倍、聚酰胺的 10 倍。 對於需要超過千萬次循環壽命的機器人關節而言，這一特性至關重要。

在熱穩定性方面，PEEK 可在 260°C 下連續使用 5,000 小時而強度幾乎不變，熔點高達 341～343°C， 熱膨脹係數僅約 30×10⁻⁶/K， 確保尺寸精度。 化學惰性使其耐酸鹼、 耐鹽霧、耐有機溶劑，適應工業與戶外環境。 優異的電氣絕緣性（介電強度 480 V/mil） 則有利於感測器密集的機器人設計。

PEEK 作為熱塑性塑料，支援射出成型（適合量產）、CNC 加工（適合原型與精密件）及 3D 列印（SLS/FDM，適合客製化）， 加工靈活性遠優於碳纖維預浸料等熱固性複合材料。Victrex 已推出 AM 200 專用 3D 列印材料，可在 Stratasys 平台上使用。

不過，PEEK 並非萬能替代品。其絕對拉伸強度（100～250 MPa） 仍低於鋼材（400～2,000 MPa）和鈦合金（900～1,200 MPa）， 在極高集中載荷或超過 300°C 的場景中仍需金屬。最佳工程實踐是在磨損件、軸承、絕緣件與輕量化結構中使用 PEEK，在主承力結構中保留金屬。 成本也是障礙——PEEK 價格約為尼龍的 10～20 倍， CF/PEEK 複合材料成本約 353～529 元人民幣/公斤， 高於鈦合金的 214 元人民幣/公斤， 但隨著中國產能擴張，國產 PEEK 已降至 300～500 元/公斤，約為進口價的 40～50%。

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PEEK 供應商與機器人企業的合作佈局

Victrex（英國）是全球最積極佈局機器人市場的 PEEK 供應商。 該公司官網設有專門的「Robotics and Automation」產業頁面，推廣 VICTREX HPG™ 高性能聚合物齒輪（取代金屬行星齒輪箱，扭矩慣量比達 25 倍，減重 25%）和 PEEK 轉子軸襯套。 Victrex 佔全球 PEEK 產能約 38～48%（ 約 7,150 噸/年）， 2025 財年收入 2.927 億英鎊，銷量 4,164 噸（年增 12%）， 正規劃中國新廠與美國 1 億美元設施。 Solvay（KetaSpire® PEEK） 和 Evonik 也生產適用於齒輪、軸承的耐磨級 PEEK， 但尚未見明確的人形機器人合作公告。

中國供應鏈的佈局更為密集。中研股份（688716.SH）是中國最大 PEEK 生產商， 產能逾 1,000 噸/年， 已確認向人形機器人企業小批量供貨， 並在上海、深圳設立 CF/PEEK 研發中心，與「國內人形機器人龍頭企業」合作。 金發科技的 Vispeek 系列 PEEK 據報已通過 Tesla Optimus 驗證，並與宇樹、智元合作。肇民科技 是 PEEK 精密微型齒輪的先行者，2025 年 8 月在湖南投產全球首條 PEEK 專用生產線。超捷股份已批量向智元機器人供應 PEEK 感測器底座（ 較金屬減重 70%）。** 科盟創新**推出全球首款 PEEK 複合諧波減速器， 是目前最具突破性的產品案例。

上游關鍵原料方面，**DFBP（二氟二苯酮）佔 PEEK 原料成本 50% 以上， 每噸 PEEK 需 0.7～0.8 噸 DFBP。 中欣氟材（002915）是中國最大 DFBP 生產商（5,000 噸產能）， 據報已通過 Tesla 供應鏈審核； 新瀚新材（301076）**是全球第二大 DFBP 供應商，客戶涵蓋 Victrex、Solvay、Evonik、中研股份， 並已於 2025 年 7 月確認批量供應小鵬機器人。

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市場規模預測與券商研報核心數據

多家中國券商於 2025 年密集發表 PEEK 人形機器人主題研報，核心數據匯整如下：

單機用量與成本估算： 業界共識為每台人形機器人消耗約 6.6 公斤 PEEK（1 公斤純 PEEK 齒輪/關節 + 8 公斤 CF/PEEK 複合材料肢體結構）， 成本約 2,645～3,967 元人民幣，佔機器人總成本的 1.48%～2.21%（國金證券）。

需求量與市場規模測算：

高工產業研究院（GGII）預測中國人形機器人銷量將從 2025 年的 8,597 台成長至 2030 年的 271,214 台， 對應約 1,790 噸 PEEK 需求。 西部證券 2025 年 7 月深度研報預計，到 2027 年人形機器人可為 PEEK 產業貢獻約 42 億元人民幣的增量市場。 Valuates Reports 則估算全球人形機器人 PEEK 市場從 2024 年的 3,900 萬美元增長至 2030 年的 1.18 億美元（CAGR 16.5%）。

全球 PEEK 市場背景： 2024 年全球 PEEK 市場約 61 億元人民幣（約 9.2 億美元）， 預計 2030 年達 13～16 億美元（CAGR 5.5～8.0%）。 中國市場 2024 年約 19 億元人民幣， 成長速度（CAGR 15.5%）顯著高於全球。 目前全球 PEEK 總產能約 23,000～24,000 噸，其中中國已佔 42～48%（ 約 10,000～11,000 噸）， 產能增長迅速， 短期內供過於求。但若 Tesla 等企業的量產目標實現（Musk 預期 2027 年 50 萬台、 2029～2030 年百萬台/年）， PEEK 供需將可能翻轉為緊平衡。

值得注意的是，PEEK 概念股在中國 A 股市場已出現顯著行情。 2025 年 8 月 11 日，中欣氟材在 4 個交易日內 5 次漲停，華密新材漲幅 20%，中研股份漲幅 10%， 反映市場對人形機器人帶動 PEEK 需求的高度預期。

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關鍵不確定性與研究品質評估

本研究過程中發現幾項重要的資訊品質問題，讀者在引用時應審慎考量：

第一，Tesla Optimus 使用 PEEK 的說法未獲官方確認。 「Optimus Gen-2 因採用 PEEK 減重 10 公斤」是中國 PEEK 產業鏈與券商的推論，並非 Tesla 工程團隊的公開揭露。光大證券已明確提示此一資訊缺口。Tesla 最終可能選擇鎂合金或其他方案—— 鎂合金成本僅為 PEEK 的十分之一，密度（1.7 g/cm³）雖略高但仍遠低於鋁。

第二，中國供應鏈關係多來自股票論壇與互動易平台。 諸如「肇民科技獨家供應宇樹 PEEK 齒輪」、「金發科技通過 Tesla 驗證」等訊息，多數出自東方財富論壇帖文或投資者問答，並附有「僅供參考，不做投資建議」的免責聲明，可信度有限。

第三，產業仍處於早期階段。 2024 年艾邦高分子的專家電話會議紀要直接指出：「人形機器人領域的應用前景增量不明顯」。 多數中國企業處於送樣、小批量階段，距離規模化量產仍有距離。 CF/PEEK 複合材料的加工在中國大部分仍處於實驗室階段， 規模化是關鍵瓶頸。

第四，PEEK 面臨替代材料的競爭。 PEI（聚醚酰亞胺）已被用於 Tesla Optimus 手部模組（成本更低、成型更易）；PPS（聚苯硫醚） 用於 Boston Dynamics Spot 致動器殼體； 液態金屬是新興競爭者。 PEEK 並非唯一的高性能工程塑料選項。

第五，市場預測數據差異極大。 從 Valuates Reports 的 3,900 萬美元 到 PEEKCHINA 的 60 億美元， 反映出不同來源的範圍定義（PEEK 樹脂 vs. 加工零件 vs. 下游整機價值鏈）差異懸殊，引用時須注意口徑。

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結論：確定的趨勢與不確定的時間表

PEEK 在人形機器人中的應用邏輯是清晰的：在需要兼顧輕量化、耐磨損、自潤滑、 電氣絕緣與尺寸穩定性的關節、齒輪、減速器 與感測器部位，PEEK 提供了目前最佳的綜合性能。 學術研究（富山大學的疲勞磨損實驗、 IEEE 的六軸感測器論文）與產品突破（科盟創新的 PEEK 諧波減速器減重 61%） 已為技術可行性提供了堅實佐證。全球 PEEK 供應鏈——從上游 DFBP 單體到中游樹脂合成再到下游精密零件加工——正在以中國企業為主力快速擴張。

然而，真正的不確定性在於人形機器人本身的量產時間表。PEEK 的增量需求完全取決於機器人是否能從目前的千台級跨越到十萬、百萬台級。 若 2030 年全球人形機器人產量達到 27 萬台（GGII 預測），PEEK 增量需求約 1,790 噸， 對目前 23,000 噸的全球產能而言仍屬邊際變化；但若 Tesla 的百萬台願景實現，6,600 噸以上的需求將真正改變 PEEK 產業的供需格局。 投資者與產業參與者需要在材料技術的確定性與終端市場的不確定性之間，找到審慎的平衡點。