Ⅰ） Réexamen de la valeur stratégique des matériaux en aluminium dans les robots humanoïdes
1.1 Une avancée majeure dans l'équilibre entre légèreté et performance
L'alliage d'aluminium, avec une densité de 2,63 à 2,85 g/cm³ (soit seulement un tiers de celle de l'acier) et une résistance spécifique proche de celle de l'acier fortement allié, est devenu le matériau de base des robots humanoïdes légers. Exemples typiques :
Le Zhongqing SE01 est fabriqué en matériau de qualité aéronautiquealliage d'aluminiumet peut réaliser un salto avant avec un poids total de 55 kg. Le couple maximal de l'articulation centrale atteint 330 N·m ;
Le Yushu G1 adopte une structure composite aluminium-fibre de carbone, avec un poids total de seulement 47 kg, une charge utile de 20 kg et une autonomie de 4 heures. Le couple de l'articulation de la hanche atteint 220 N·m.
Cette conception légère réduit non seulement la consommation d'énergie, mais améliore également considérablement la flexibilité de mouvement et la capacité de charge.
1.2 Évolution collaborative des technologies de traitement et des structures complexes
L'alliage d'aluminium est compatible avec divers procédés tels que le moulage, le forgeage et l'extrusion, et peut être utilisé pour la fabrication de composants complexes tels que des joints et des coques. Le carter moteur du robot Yushu est fabriqué en alliage d'aluminium de haute précision, offrant une précision d'usinage de l'ordre du micromètre. Grâce à une technologie d'optimisation topologique (comme le renforcement des pieds et des joints du Zhongqing SE01), la durée de vie du matériau peut dépasser 10 ans, répondant ainsi aux exigences de résistance élevées des environnements industriels.
1.3 Autonomisation multidimensionnelle des caractéristiques fonctionnelles
Conductivité thermique : Une conductivité thermique de 200 W/m · K assure efficacement le fonctionnement stable de la puce de contrôle principale ;
Résistance à la corrosion : La couche d'oxyde de surface le rend excellent dans les environnements humides, acides et alcalins ;
Compatibilité électromagnétique : les alliages d’aluminium et de magnésium présentent des avantages uniques dans des environnements électromagnétiques complexes.
Ⅱ） Analyse quantitative de la taille du marché et de la dynamique de croissance
2.1 Prévision du point critique d'explosion de la demande
À court terme : En tant que « première année de production de masse » en 2025, on s'attend à ce que le volume des expéditions mondiales atteigne 30 000 unités (estimation prudente), ce qui entraînera une augmentation de la demande d'aluminium d'environ 0,2 % ;
À long terme : d'ici 2035, la production annuelle de robots humanoïdes pourrait atteindre 10 millions d'unités et la demande d'aluminium devrait atteindre 1,13 million de tonnes par an (TCAC 78,7 %).
2.2 Déconstruction approfondie de l'avantage concurrentiel en termes de coûts
Économie : Le coût de l'alliage d'aluminium est de seulement 1/5-1/3 de celui de la fibre de carbone, ce qui le rend adapté à la production à grande échelle ;
Logique de substitution du magnésium et de l'aluminium : le rapport prix/performance du magnésium et de l'aluminium est actuellement de 1,01, mais l'augmentation du coût du traitement de surface du magnésium affaiblit son avantage économique. Les alliages d'aluminium présentent encore des avantages significatifs en termes de production à grande échelle et de maturité de la chaîne d'approvisionnement.
Ⅲ） Des connaissances pointues sur les défis technologiques et les orientations révolutionnaires
3.1 Itération intergénérationnelle des propriétés des matériaux
Alliage d'aluminium semi-solide : recherche et développement pour améliorer la résistance et la ténacité, s'adaptant aux exigences structurelles complexes ;
Applications composites : aluminium + fibre de carbone (Yushu H1), aluminium + PEEK (composants de jonction) et autres solutions équilibrent performances et coût.
3.2 Exploration extrême du contrôle des coûts
Effet d'échelle : la production de masse de matériaux en aluminium réduit les coûts, mais nécessite des avancées dans les procédés de traitement de surface des alliages de magnésium et d'aluminium ;
Comparaison de matériaux alternatifs : le matériau PEEK a une résistance spécifique 8 fois supérieure à celle de l'aluminium, mais il est coûteux et ne convient qu'aux composants clés tels que les joints.
Ⅳ） Principes essentiels des opportunités d'application dans les courses principales
4.1 Robots industriels et robots collaboratifs
•Exigences matérielles : Léger + Haute résistance (articulations/système de transmission/coque)
•Avantage concurrentiel : l'alliage d'aluminium remplace l'acier traditionnel, réduit le poids de plus de 30 % et augmente la durée de vie en fatigue de 2 fois
•Espace de marché : D'ici 2025, le marché mondial des robots dépassera les 50 milliards de dollars et le taux de pénétration de l'aluminium à haute résistance augmentera de 8 à 10 % par an
4.2 Économie à basse altitude (véhicules aériens sans pilote/eVTOL)
• Performances équivalentes : l'aluminium ultra-haute pureté de grade 6N réalise une double avancée en termes de résistance et de pureté, réduisant le poids des supports/quilles de 40 %
•Effet de levier politique : Piste économique à basse altitude de l'ordre du billion, avec un objectif de taux de localisation des matériaux de 70 %
• Point de déclenchement de la croissance : Extension des villes pilotes pour le trafic aérien urbain à 15
4.3 Fabrication aérospatiale commerciale
• Position de la carte technique :alliage d'aluminium de la série 2a passé la certification aérospatiale et la résistance du forgeage de l'anneau atteint 700 MPa
•Opportunités de la chaîne d'approvisionnement : la fréquence des lancements de fusées privées augmente de 45 % par an et la localisation des matériaux de base accélère la substitution
•Valeur stratégique : Sélectionné parmi la liste de fournisseurs qualifiés de plusieurs grandes entreprises aérospatiales
4.4 Chaîne industrielle nationale des gros aéronefs
• Percée alternative : le matériau en aluminium de qualité 6N a passé la certification de navigabilité C919, remplaçant 45 % des importations
• Estimation de la demande : Des milliers de recherches et développements sur des flottes d'avions et des avions gros-porteurs, avec une augmentation annuelle de plus de 20 % de la demande en matériaux aluminium haut de gamme
•Positionnement stratégique : les composants clés tels que le corps/les rivets permettent une contrôlabilité autonome de la chaîne complète
Ⅴ） Prévisions disruptives des tendances futures et des scénarios d'application
5.1 Pénétration profonde dans les domaines d'application
Fabrication industrielle : Tesla Optimus prévoit de produire en petits lots d'ici 2025, en utilisant un alliage d'aluminium de la série 7 pour le tri des batteries en usine ;
Service/Médical : L'intégration de la peau électronique et des capteurs flexibles favorise la mise à niveau de l'interaction homme-ordinateur, et la demande d'aluminium en tant que composant structurel augmente de manière synchrone.
5.2 Innovation transfrontalière de l'intégration technologique
Composition des matériaux : équilibre entre performances et coûts avec des schémas tels que l'aluminium + fibre de carbone et l'aluminium + PEEK ;
Mise à niveau du processus : la technologie de moulage sous pression de précision améliore l'intégration des composants et Merisin s'est associé à Tesla et Xiaomi pour développer des pièces moulées sous pression pour robots.
Ⅵ） Conclusion : Irremplaçabilité et opportunités d'investissement des matériaux en aluminium
6.1 Repositionnement stratégique de la valeur
L'aluminium est devenu un choix incontournable pour le matériau de base des robots humanoïdes en raison de sa légèreté, de sa grande résistance, de sa facilité de mise en œuvre et de son faible coût. Avec l'évolution technologique et l'explosion de la demande, les fournisseurs d'aluminium (tels que Mingtai Aluminium et Nanshan Aluminium) et les entreprises de robotique disposant de capacités de recherche et développement sur les matériaux (comme Yushu Technology) ouvriront d'importantes perspectives de développement.
6.2 Orientation des investissements et suggestions prospectives
À court terme : se concentrer sur les opportunités d’investissement offertes par la modernisation de la technologie de traitement de l’aluminium (comme la recherche et le développement d’alliages d’aluminium semi-solides), la production à grande échelle et l’intégration de la chaîne industrielle ;
À long terme : développer des entreprises de robots dotées de capacités de recherche et développement de matériaux, ainsi que de dividendes potentiels apportés par des percées dans les processus de traitement de surface des alliages de magnésium et d'aluminium.
Ⅶ） Point de vue pointu : l'hégémonie de l'aluminium dans le jeu industriel
Dans la vague de la révolution de la légèreté, l'aluminium n'est plus seulement un matériau de choix, mais aussi un symbole de pouvoir de discours industriel. Avec la maturité et la commercialisation accélérée de la technologie des robots humanoïdes, le jeu entre fournisseurs d'aluminium et fabricants de robots déterminera l'évolution du paysage industriel. Dans ce jeu, les entreprises dotées de solides réserves technologiques et de solides capacités d'intégration de la chaîne d'approvisionnement domineront, tandis que celles dont la maîtrise des coûts est faible et les itérations technologiques en retard pourraient être marginalisées. Les investisseurs doivent prendre le pouls de la transformation industrielle et identifier des entreprises leaders et compétitives afin de partager les bénéfices de la révolution de la légèreté.
Date de publication : 28 mars 2025