机械人供应链残破不全美国若何取中国合作“新

　　除了稀土元素之外，其他矿产和材料同样至关主要，虽然这些资本凡是不会成为供应瓶颈，但它们的供应链仍然次要受中国节制。此外，仅仅具有矿石储量或采矿能力也算不上什么，很多国度正在加工这些材料方面面对挑和，而中国凭仗其先辈的工业系统正在这一范畴表示杰出。依托“一带一”和“中国制制 2025”这两项国度计谋，中国已正在全球矿产加工行业成立了完美的财产链，并几乎实现了绝对从导地位。

　　美国更沉视数字立异、前沿科技和办事业，美国企业本身已难以正在制制业合作。现在，若要改变这一场合排场，美国需要完全的财产转型才能从头进入全球合作。

　　美国出名半导体及人工智能网坐Semianalysis发布了一份关于机械人的长篇演讲《美国正正在错失新劳动力经济》，我们选译了此中关于美国机械人供应链的部门。

　　制制高纯度、高效率的电池本就极具挑和，特别是正在美国。而机械人电池缺乏同一尺度，将正在规模化出产时成为最大的难题之一。

　　然而，若是没有大规模的补助来填补中国更低的本钱成本，这些公司很可能无法正在产能规模上逃逐中国。按照行业动静，中国目前已安拆约 25-27。5 万吨的钕铁硼磁体精辟产能，而且这一产能估计将正在将来五年内翻倍。比拟之下，美国向 Lynas 投资的 1。2 亿美元估计仅能出产约 4，200 吨钕铁硼。当前，中国的规模经济曾经可以或许向市场供给过剩的永磁体供应。

　　虽然很多矿石资本来自富含矿藏的其他国度，但若是无法大规模精辟并达到脚够高的纯度，这些资本就毫无意义。现实上，中国正在这些环节矿产中仅正在锂和石墨方面具有丰硕储量，但全球很多国度仍依赖中国的精辟能力来将其为可用材料。 “一带一”为处理国内矿产资本欠缺找到了巧妙的应对体例？。

　　电机和减速机的供应并不欠缺，成本也相对较低；然而，电机手艺近年来履历了冲破。现在，大大都高质量、高速电机都采用永磁体（PM 电机）来提高能效和功率分量比，这对于机械人而言是抱负的选择。简单来说，永磁体可以或许无效地加强电机的电，这意味着电机需要的磁化电能更少，从而能将更多的电能用于活动。但仍然存正在一个问题，即制制典型的钕铁硼（NdFeB）永磁体所需的工艺和材料几乎完全由中国节制，其市场份额高达 90%。正在这 90% 的份额中，中国大约三家企业几乎构成了垄断：京磁（Jingci）、金力永磁（JL MAG）和宁波云升（Ningbo Yungsheng）。

　　- 无刷曲流电机（Brushless DC Motor）：因为其高功率分量比，普遍用于无人机、电动汽车等？。

　　正在美国，罗克韦尔从动化（Rockwell）是为数不多的有影响力的企业之一，占领了大约 7% 的伺服电机市场。然而，这也是供应链中唯逐个个没有被某家企业完全垄断的环节。

　　美国之所以呈现这种成长不协调，次要是缺乏持久的国度级财产计谋，而其他国度正正在通过多年计谋规划收成盈利。《芯片法案》（CHIPS Act）和 《通缩削减法案》（IRA）旨正在支撑本土制制业，但前者由上届鞭策，后者已被新一届提上拔除议程，以至《芯片法案》 也正在会商范畴内。

　　锂离子电池对于挪动机械人至关主要，例如：无人机（Drones），办事机械人，仓储从动扶引车（AGV），挪动机械臂，人形机械人（Humanoids），电动汽车（EVs）。若是想要实正实现机械人脱节电源的将来，几乎不成避免地需要利用中国制制的电池，由于中国企业供应了全球约 80% 的电池。 中国电池财产的合作劣势。中国电池的成本大幅低于西方国度，中国电池包的均价约为 $127/kWh，比拟之下：电池价钱高 24%欧洲电池价钱高 33%。全球最大电动汽车电池制制商宁德时代（CATL）2023 年占全球 EV 电池市场份额 37%，比亚迪（BYD）市场份额约16%。

　　虽然“稀土”一词存正在——它们的丰硕程度取大大都其他元素相当，但精辟钕并出产最终永磁体需要约 12 道复杂工艺，并依赖强大的工业能力。中国正在这一流程中同样占领从导地位，市场份额达93%。正在中国对计谋性矿产实施商业后，多个国度正正在测验考试削减对中国永磁体的依赖。例如，美国的 MP Materials 试图成为整个地域唯逐个家实现全垂曲整合的稀土企业。的 Lynas 做为全球最大的非中国稀土出产商，正正在扩建，并正在美国（DoD）供给 1。2 亿美元支撑的环境下，正在美国扶植另一座分手工场。宝马（BMW）和雅马哈（Yamaha）则投资了一家新的美国稀土草创企业 Phoenix Tailings，但愿打制另一个供应商。MP Materials 正在短短几年内完成了从工场扶植到初期出产的过程，但要成立高产能的供应链可能仍需 5-10 年的时间。

　　因而，很多美国公司会从中国采购廉价材料，并将其加工成机械人硬件，然后以“原产国（COO）：美国”的标签发卖，从而让那些实正从本土开采原材料并正在美国制制的公司得到劣势。这个问题一言难尽，更难处理。恢复制制能力并实现工业机械人的大规模量产，远比很多人想象的要坚苦且耗时，而更糟的是，这个过程极为漫长。

　　- 钴（Cobalt）次要开采自刚果国（DRC），占全球钴产量的80%。中国通过*“Sicomines 资本换根本设备和谈”，目前掌控着 80% 的刚果钴矿供应。

　　减速机对于确保切确度至关主要，因而它是工业机械人成本形成（COGS）中占比最高的部件，达到 14%。这些减速机的制制精度必需达到极端高的程度，因而，凡是只要具有多年经验的老牌企业才控制了脚够成熟的制制工艺和手艺，以达到这种质量尺度，这也是纳博特斯克能正在该范畴占领从导地位的缘由。该公司早正在1980 年就制制出第一款摆线减速机（cycloidal gear），奠基了行业劣势。

　　中国正在10 年前就曾经认识到这些机械人将成为一股不成轻忽的力量，并正在2023 年再次加码投资。这曾经不是“能否”的问题，而是“若何”的问题：中国清晰地晓得，若是他们率先冲破通用机械人手艺，他们将比美国更快地迭代，他们将以史无前例的力度补助该财产，他们将实现大规模经济效应，并向全球市场供给过剩的供应。若是美国不做出改变，那么通用机械人对美国来说将不再是机缘，而是一场无法的恶梦。美国必需参取这场机械人，不然全球劳动力将被交由中国永世掌控。

　　目前来看，中国企业凭仗复杂的工业根本和持续的投资，正以更快的速度进行手艺迭代，并不竭降低出产成本，进一步挤压合作敌手。

　　美国已经具有的沉工业根本，但跟着更廉价的海外制制减弱本土制制业，美国经济逐步转向高端科技取办事业。

　　这再一次证明完美的工业根本和快速迭代能力的主要性：中国的绿的谐波（Leaderdrive）于 2003 年成立，方针是自从研发出产高精度应变波减速机。正在短短 14 年内，该公司便出产了跨越 10 万台产物，并正在中国国内市场占领 90% 的应变波减速机份额，展示出令人注目的成长速度。

　　那么，为什么美国没有采纳雷同的步履呢？新冠疫情本应成为人们供应链依赖性的严沉事务，但美国却一直不肯无视这个问题。正如接下来所阐发的，美国正在机械人制制相关的环节出产环节几乎没有市场份额，以至正在大大都范畴完全缺席。

　　全球近60%中大型工业机械人利用的减速机由日本纳博特斯克（Nabtesco）供应。这类产物制制难度极高，由于几乎每一笔订单都是高度定制化的，需按照客户的硬件规格进行切确调整，同时仍需满脚99。99% 的精度尺度，才能无效替代人工操做。

　　更落井下石的是，西方国度的从动化增加正在 2016-2018 年达到颠峰后，几乎停畅。日本2023 年新增工业机械人数量仍比 2018 年峰值低13%。韩国自2016 年以来未见增加。是前四大工业国中独一正在 2023 年冲破新高的国度，但其工业机械人巨头 KUKA 已被中国企业收购，并将制制营业转向亚洲。

　　工业机械人供应链极其复杂，涉及全球多个地域的组件出产，这些出产环节往往曾经被具有成本合作劣势的企业垄断。西方经济曾多次供应链中缀的冲击。例如，正在 2020-2022 年新冠疫情期间，美国港和长滩港外曾有跨越100 艘货轮列队期待卸货。而取此构成明显对比的是，统一期间（2020-2021 年），中国敏捷调整计谋，将机械人安拆量提高了 44%，以加快从动化，填补劳动力欠缺的问题。

　　正在美国，“美国制制”（Made in America）标签往往带有性，以至可能形成本色性的负面影响。

　　- 伺服电机（Servo Motor）：机械人范畴最主要的电机类型，因其切确节制能力和高靠得住性，被普遍使用。

　　大部门机械人公司（特别是“四巨头”机械人企业）城市自行出产伺服电机，而且向市场零丁发卖。虽然制制伺服电机本身并不出格坚苦，但要实现大规模出产，却存正在较高的手艺壁垒。这是由于施行器必需具备极高的靠得住性和机能，制制过程需要近乎完满地复制每个组件；规模化出产需要先辈的制制手艺，只要持久深耕这一范畴的公司才能控制相关能力。

　　“本色性准绳”（substantial transformation principle）答应正在两头国度对外国材料（特别是来自中国的材料）进行严沉加工，然后正在美国进行最终拆卸。这意味着，即便产物的焦点组件来自中国，也能够被贴上“美国制制”的标签，从而了对外国供应的实正在依赖程度。

　　- 铜（Copper）次要来自智利和 秘鲁，此中76% 的秘鲁铜出口和 68% 的智利铜出口流向中国，约占全球原铜供应的 56%。

　　通用机械人，是制制业的一场终极合作——机械人不只仅是产物，并且是劳动力，可能是将来劳动力的增量来历和从力。美国正认识到要脱节正在起跑线上输给中国的。

　　- 步进电机（Stepper Motor）：用于 3D 打印机、CNC 机械等式系统，具备切确的角度节制能力。

　　现在，很多美国公司正正在测验考试自研硬件，但他们所谓的“自从制制”只是正在本土完成设想和拆卸，而焦点材料和根本组件仍然大量依赖中国。

　　正在硬件范畴，我们需要关心的是机械人实现活动所需的环节组件施行器、电机及其相关部件。市道上存正在多种用于产糊口动的电机，例如？。

　　机械人电池的非尺度化是规模化出产面对的最大挑和之一。分歧的机械人需要分歧规格的电池：四脚机械人（Quadrupeds）和 人形机械人（Humanoids）需要完全分歧的电池。仓储机械人、无人机也都需要分歧的电池设置装备摆设。机械人对功率分量比（Power-to-Weight Ratio）要求极高，机械人不克不及像电动汽车那样承载大体积电池，必需轻量化取高能效。

　　中国深知，若是无法获得精辟后的矿物，就无法迈出制制的第一步。然而，西方国度至今仍未认识到，制制业回流（reshoring）该当从掌控这些矿产资本起头。

　　美国的制制能力仍然是一个抢手话题，但因为制形成本昂扬，它无法正在取中国间接合作的行业中取得劣势。同时，美国已经的“质量”护城河正正在逐步消逝，由于中国现正在能够以更低的成本出产出雷同质量的产物。

　　- 镍（Nickel）是少数未被中国从导精辟的环节矿物之一，目前37% 的镍正在印尼精辟，中国仅占 28%。但按照国际能源署（IEA）最新演讲，跨越 80% 的印尼电池级镍产量由取中国（CCP）相关的企业节制。

　　正在美国，我们察看到一种奇异的现象：科技行业高度发财，但缺乏明白的国度计谋，加之制制业外包的短处，导致其正在全球制制业合作中陷入窘境。

　　从动化某些行业可能会缓解这一问题，但距离大规模实现仍有很长的要走。虽然美国取其他工业国度一样具有复杂的汽车工业，但其2023 年机械人密度仅排世界第 10。

　　此外，市场上还有一些特殊类型的减速机，例如日本谐波传动（Harmonic Drive Systems）于 1970 年创立，其焦点手艺是一种专利的应变波（strain-wave）设想，可以或许供给极高的精度。这类减速机价钱高贵，但正在半导体系体例制等超高精度范畴必不成少，因而正在全球减速机市场占领了 15% 的份额。

　　电池制制的手艺壁垒。制制一块高质量电池的手艺门槛极高，而中国企业曾经通过持久迭代成功冲破了这些妨碍。电池的阴极（Cathode）、阳极（Anode）和电解液（Electrolyte）的化学成分需要极高的纯度，任何细小杂质城市影响电池寿命。正在美国建制脚够的电池产能曾经极具挑和性，每建 1GWh 电池产能的成本比中国超出跨越 46%，一座电池工场扶植成本高达 1 亿美元。LG 以至暂停了其正在美国亚利桑那州投资 55 亿美元的电池厂，缘由是“市场欠安”。

　　一项研究显示，按工资调整后的机械人普及率，美国的机械人采用率比预期低 49%。正在AI 席卷美国的当下，本该最大受益的机械人财产却正在成长径上偏离了其他科技范畴，这令人不测。若是机械人财产可以或许成为国度沉点成长范畴，美国大概能正在降低出产成本的同时加强合作力，但这仍然需要时间。

　　韩国 LG 能源处理方案（LGES）是最大的非中国电池企业，市场份额仅 13%。虽然欧洲的 Northvolt（国有支撑的电池公司）试图打破对中国的依赖，但该公司比来已申请破产，显示出进入这一市场的难度之大。正在美国，已通过《通缩削减法案》（IRA）投资至多 730 亿美元用于电池供应链扶植，而中国自 2009 年以来已累计向电动汽车财产供给超 2300 亿美元补助。

　　然而，跟着每一座荒疏的工场和每一个印有“中国制制”标签的商品，这些点逐步出一幅的国度式微图景。现在，这个国度坐正在一个分岔口——是选择无限扩张劳动力，仍是逐渐裁减，而工业时代的反响正振聋发聩地响起。