【中國汽車線控技術專家委員會】行星滾柱絲杠：汽車線控底盤的 “核芯動力”，2030 年百億市場待啟

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在汽車產業向智能化、電動化加速轉型的浪潮下，線控底盤作為智能汽車核心執行系統，正迎來技術革新與市場需求的雙重爆發。線控底盤通過電子信號實現對剎車、轉向、懸架等關鍵模塊的精準控制，其性能優劣直接關乎車輛的操控性、安全性與智能化體驗。而絲杠作為線控底盤系統中動力傳遞與精準控制的核心元件，承擔著將電機旋轉動力轉化為直線驅動力的關鍵作用，是保障線控底盤高精度、高可靠性運行的基石。

    傳統滾珠絲杠在承載能力、使用壽命等方面逐漸難以滿足線控底盤向更高級別發展的需求。在此背景下，行星滾柱絲杠憑借其低摩擦、高承載、長壽命等顯著優勢脫穎而出，成為賦能汽車線控底盤升級的關鍵技術選擇。從剎車系統由傳統液壓制動向電子機械制動（EMB）的演進，到轉向系統中后輪轉向技術（RWS）對操控性能的提升，再到電控主動懸架系統對車輛舒適性與穩定性的優化，行星滾柱絲杠正深度參與線控底盤各核心領域的技術變革，推動汽車線控底盤向更高效、更智能、更可靠的方向發展。

• 絲杠依靠電機帶動絲杠軸轉動，絲杠所配套的螺母在螺紋作用下實現直線運動，進而把電機的旋轉力轉化為設備所需的直線驅動力。按照摩擦特性，絲杠可分為滑動絲杠、滾動絲杠和靜壓絲杠；其中滾動絲杠又細分為滾珠絲杠與行星滾柱絲杠。作為精密傳動系統的核心元件，絲杠在新能源汽車、機器人等新興產業中應用廣泛。
• 滾珠絲杠借助滾珠在絲杠軸和螺母之間做滾動運動，將旋轉運動轉化為直線運動，具備較高的傳動效率與精度，已被應用于汽車電動助力轉向系統、制動系統和主動懸架等領域。
• 行星滾柱絲杠以絲杠旋轉為驅動，通過絲杠與滾柱間的螺旋運動，由滾柱帶動螺母做直線運動，其承載能力比滾珠絲杠高 3 - 5 倍，且使用壽命更長，廣泛應用于機器人、航空航天等精密制造領域。隨著高端制造業的快速發展，行星滾柱絲杠的需求也在不斷增加。

• 機器人常用的絲杠類型包含滾珠絲杠和行星滾柱絲杠，對精度要求較高，多采用經研磨加工的高精度絲杠，精度要求通常集中在 C1 - C4 區間，以此保證定位精度和重復定位能力。同時，機器人對小尺寸絲杠需求突出，以支持微米乃至亞微米級的運動控制，從而更好地模擬人體關節與手指的靈活動作。此外，絲杠還需具備較高的尺寸 - 重量比，在小規格條件下依然能輸出足夠推力，比如直徑僅 3.5 毫米的滾珠絲杠就可驅動高達 500 磅的負載，體現了小型化與高承載能力的結合。
• 汽車領域主要應用滾珠絲杠和梯形絲杠，性能要求有所不同。精度方面，汽車多采用冷軋工藝制造的中低等級產品，精度區間集中在 C5 - C8；規格選擇上，汽車絲杠具備更大寬容度，像轉向系統可根據車型與工況匹配直徑在 3mm 至 80mm 之間的不同規格。承載上，絲杠需要能承受大扭矩的負載能力（超過 100 磅），以維持整車的穩定性與安全性。不同類型絲杠特性也有差異，梯形絲杠具備自鎖功能，在斷電或系統失效時可防止部件意外滑動；而滾珠絲杠因不具自鎖性，通常需要添加額外制動裝置或其他機構來實現保位功能。
• 相較于梯形絲杠和滾珠絲杠，行星滾柱絲杠在具備自鎖能力的同時，傳動效率能達到 90% 以上（梯形絲杠僅為 60% - 70%）。在傳動效率、定位精度和承載力等方面，行星滾柱絲杠均大幅優于滾珠絲杠。在汽車線控制動系統（EMB）、后輪轉向系統（RWS）等要求更高的領域，行星滾柱絲杠正逐步替代現有技術體系，成為主流發展方向。目前，行星滾柱絲杠已開始應用于舍弗勒等頭部廠商的最新后輪轉向系統。

• 傳統液壓制動系統正朝著電液混合制動（EHB）和電子機械制動（EMB）方向發展。
• EHB 是傳統液壓制動的電動化升級，典型實現方式為博世 Booster + ESP 組合和博世 iPB，可使汽車制動在 120 - 150 毫秒左右完成。
• EMB 以純線控、無液壓管路為特征，由電機直接驅動制動鉗，能將汽車制動響應速度從 150 毫秒縮減至 80 毫秒，大幅提升汽車行駛安全性。目前，EMB 因工作環境惡劣，電子元器件易受干擾，系統安全性和可靠性不足等問題，尚未進入量產階段。但特斯拉、蔚來、采埃孚等多家公司已布局，且 EMB 滿足自動駕駛的高性能要求，是 L3 級及以上自動駕駛的最佳選項。
• EHB 技術已成熟，市場滲透率超過 50%，其執行機構僅需 1 根滾珠絲杠；EMB 單車則需要 4 根。隨著汽車行業向電動化、智能化快速發展，L3 及以上智能駕駛電動汽車對整車制動系統提出了更高的技術要求。EMB 技術憑借其快速響應、高精度控制、輕量化及智能化潛力，有望成為下一代智能汽車的核心技術之一。

• 隨著電子機械制動（EMB）逐步取代傳統液壓制動，對滾珠絲杠的性能提出了更高要求。為確保系統的質量與可靠性，汽車制造商需要持續推動技術創新與優化，不斷提升 EMB 滾珠絲杠的性能表現。
• 而行星滾柱絲杠（Planetary Roller Screw，PRS）憑借高負載、長壽命、高可靠性等優勢，在 EMB 系統中正逐步成為更優的替代方案，能更好地滿足智能汽車對制動性能的高要求。

• 機電制動（EMB）系統作為智能駕駛和電動車發展的關鍵環節，正迎來快速增長的市場機遇。根據 DataHorizon Research 數據，2023 年 EMB 系統市場規模已達 42 億美元，預計 2033 年將增長至約 125 億美元，年均復合增速達 11.5%。其在智能汽車中的重要性日益提升，特別是在電動車與自動駕駛系統中對響應時間、精度和可靠性的高要求，正加速 EMB 的滲透。聚合資本預測，到 2030 年，國內新能源汽車年銷量將達到 2500 萬輛，若 EMB 在乘用車中實現 40% 的滲透率，市場規模將達到 300 億元以上。

• 核心假設：
• EMB 將在 2025 年底開始量產，并于 2030 年滲透率達到 40%。
• 每輛 EMB 車型固定搭載 4 根行星滾柱絲杠。
• 2030 年全國車用行星滾柱絲杠（PRS）市場規模預計達 200 億元。

• 傳統轉向技術僅涉及汽車前輪轉向，而后輪轉向技術（RWS）可控制后輪轉向角度，讓后輪參與汽車轉向過程，從而顯著提高車輛操控性能，是車輛提升轉向穩定性和安全性的關鍵技術之一。按結構劃分，后輪轉向系統依次可分為機械型、液壓型、電動動力型、線控型。其中，后輪轉向又分為被動轉向和主動式后輪轉向兩類，主動式后輪轉向是當前市場的主流技術，具備以下兩種功能：
• 在低速場景下轉向更靈活：當車輛行駛速度較慢時，系統控制后輪與前輪反向轉動，縮小轉彎半徑，提升狹窄路況通過性。
• 在高速場景下轉向更穩定：當車輛處于高速行駛狀態時，后輪自動與前輪同向轉動，高速變道時產生車身 “平移” 效果，抑制橫擺和側傾，該模式顯著增強行駛穩定性，并提升駕駛舒適性。

• 新能源 SUV 市場快速擴容：根據 Precedence Research 的數據，2024 年全球電動 SUV 市場規模估計為 7409.1 億美元，預計到 2034 年將達到約 12 萬億美元，2025 年至 2034 年的復合年增長率為 32.06%。
• 電動 SUV 大型化助力后輪轉向：根據中汽協統計數據，2024 年中大型車及大型 SUV 市場累計銷量超過 126 萬輛，同比大增 62%。同時，Precedence Research 也預測在 2025 年至 2034 年期間中型 SUV 將出現大幅增長，盡管當前緊湊型 SUV 依舊是市場上的主力。
• 電動 SUV 加速增長，尤其中大型車型占比提升，雙助力帶動后輪轉向系統的快速發展。
• 大型化電動車車體尺寸、重量、電池容量不斷攀升，對后輪轉向技術提出更高需求，以提升車輛的操控靈活性和穩定性。
• 各車企在 2025 年下半年還將推出銀河 P177、小鵬 G01、極氪 XE1H、小米 N3 等中大型 SUV。

• 汽車智能化加速推進：在智能駕駛浪潮中，L2 + 自動駕駛滲透率持續上升，助力后輪轉向成為實現汽車精準操控性和安全性的關鍵技術之一。根據 Global Growth Insights 市場數據顯示，2024 年全球后輪轉向系統市場規模約 7.25 億美元，預計自 2025 年起以 7% CAGR 增長，到 2033 年突破 12 億美元。

• 電動化助力后輪轉向普及：在電動轉向系統中，后輪轉向執行機構通常由電動機驅動轉向齒輪或拉桿，以調整后輪方向。電氣化轉向系統通過高性能電機，實現更精準的控制和更高的能量轉換效率。相比傳統液壓或氣壓系統，其能有效降低能量損耗，提升響應速度，在相同駕駛條件下，能效更高、能耗更低。隨著電池技術提升，未來更高能量密度與更快充電速度的新型電池，將為電氣化轉向系統提供堅實支撐。
• 早期后輪轉向由于空間占用、高成本等原因，只少量應用于價格在百萬以上的高端車型中（如寶馬 7 系、奔馳 S 級、保時捷 Panamera 等車型）。隨著成本的降低與電氣化能源效率的提升，目前該技術已經滲透至部分 20 - 40 萬價格的新能源車型中，未來有望在各品牌的平價車型中廣泛采用，應用前景廣闊。

• 后輪轉向在乘用車市場的市占率：后輪轉向技術為乘用車行業發展注入新活力，其市場滲透率有望持續提升。過去后輪轉向主要搭載于豪華及運動型車型（價格 30 萬以上），如奔馳 S 級、保時捷 Macan、奧迪 A7L 等。2025 年，當前后輪轉向的全球滲透率僅為 1.2%。我們認為電動化與智能化加速，以及消費者對操控體驗、保險需求升級，將有望推動后輪轉向應用范圍擴大。
• 后輪轉向的普及空間：2025 年，后輪轉向技術經過多年的發展，已趨于成熟，隨著規模化生產的推進，其系統成本不斷下降，部分中低端車型也已開始將其作為標配。該技術在提升車輛操控性和靈活性方面表現顯著，尤其在城市駕駛和泊車等場景中，廣受市場青睞。我們認為隨著自動駕駛技術的普及，后輪轉向將有望在自動駕駛車輛中獲得更廣泛的應用，并成為其核心組成部分。

• 后輪轉向可能采用行星滾柱絲杠，與目前主要使用的梯形絲杠和滾珠絲杠相比，行星滾柱絲杠具有承載能力高、壽命長、精度高、速度快、體積更小、噪音更小等優點。目前，舍費勒已將行星滾柱絲杠運用于后輪轉向系統中，該系統具備緊湊度高、重量輕、運行安靜等特點，并經過優化易于集成到車輛中，該項轉向系統已獲得市場廣泛認可。
• 行星滾柱絲杠的應用：隨著后輪轉向系統需求的擴大，以及對其可靠性和性能標準的提升，汽車制造企業在執行機構選型中傾向于采用具備高效率、高精度、強承載能力和緊湊結構特性的行星滾柱絲杠，以替代傳統的滾珠絲杠或梯形絲杠，從而更有效地保障系統的安全性與穩定性。

• 當前汽車懸架系統主要涵蓋液壓阻尼懸架、空氣懸架以及電控主動懸架這三大類，它們在減震原理、控制方式和智能化水平上是逐步發展進步的。
• 液壓懸架是傳統的主流方案，依靠閥門調節阻尼力，通過控制油液流動來調節車身穩定性，不過響應相對較慢，調節范圍也有限。
• 空氣懸架借助壓縮空氣調節彈簧剛度和車身高度，具備良好的適應性與舒適性。車載控制系統能依據速度和路況調整氣壓，實現自動升降與舒適性優化，廣泛應用于高端車型。
• CDC 懸架（連續阻尼控制）屬于主動懸架的一種，通過不間斷的自動調節減震控制系統實時調節每個車輪阻尼，依據傳感器讀取的路況，精準控制車輛俯仰、側傾、跳動等動態姿態。雙閥 CDC 系統還能分別控制壓縮與拉伸阻尼，提升響應速度與控制精度。
• 電子調節懸架（EMS）方面，EMS 的傳感器會把路面情況傳遞給電子控制單元（ECU），ECU 對電信號進行綜合處理后，發出對懸架的控制信號，實現懸架系統的自動感知與調節，滿足乘坐的舒適性和駕駛的穩定性。

• 近年來，隨著機電驅動、微控制器和傳感器技術的成熟，再加上電動汽車市場的蓬勃發展，主動懸架系統再次成為學術和工業領域的研究焦點。

• 從被動到主動控制，系統集成化水平不斷提升：懸架系統逐步經歷了 “被動懸架→半主動懸架→主動懸架” 的演進過程。傳統被動懸架主要以螺旋彈簧和液壓阻尼器為主，結構簡單，但調節能力有限。為提升操控性和舒適性，逐步引入了可調剛度與高度的半主動控制系統，像 CDC（連續阻尼控制）與 MRD（磁流變阻尼器）。進一步發展的全主動懸架可實時響應路況變化，實現 > 20Hz 頻率下的動態控制，廣泛應用于中高端車型。
• 線控底盤融合發展，全主動懸架成為集成式架構核心：例如蔚來 ET9 搭載的集成式全主動懸架系統，將電機、齒輪泵、電控器高度集成，實現千次 / 秒級的調節速率、40Hz 的響應頻率，有效提升車身控制精度。該系統與后輪轉向、線控轉向共同構建智能底盤系統，打通懸架、電驅、控制器的聯動，推動底盤智能化進程。

• 新型執行器推動高效傳動，滾珠絲杠方案成為突破口：工大智騁汽車（如天柱 AMC）正在采用 “滾珠絲杠 + 伺服電機 + 控制器” 構建干式全主動懸架，具備高集成、高效率、低成本等優勢，系統效率可提升 20%，體積縮小 20%，還有望實現對歐美全主動懸架技術的國產替代。
• 執行器電動化方案優勢顯著，逐漸成為主流：滾珠絲杠通過電機旋轉實現懸架的直線調節動作，具備高能效回收率（>90%）、結構緊湊、低成本等優勢，特別適用于涵蓋舒適性與激烈駕駛的寬幅需求場景。
• 我們認為，盡管當前電控懸架系統開始采用滾珠絲杠作為執行器，但整體仍處于早期階段。考慮到行星滾柱絲杠具備更高的負載能力、更長的壽命和更緊湊的結構，未來隨著懸架系統性能要求的提升，其在電控懸架中的應用可能會逐步展開，尤其是在對響應速度與可靠性要求較高的場景中。

• 從全球市場競爭格局來看，全球滾珠絲杠市場高度集中，其中日本和歐洲企業合計占據約 70% 的市場份額，CR5 約為 46%。從區域分布來看，2020 年亞太是主要應用市場，市場份額達到 49.46%。在廠商格局方面，日本 NSK、THK，德國博世力士樂、舍弗勒，以及瑞典 Ewellix 等是主要國際供應商。國內滾動功能部件制造企業數量眾多，但產品整體集中于中低端市場，工藝水平與國外領先廠商存在一定差距，主要代表包括中國臺灣的上銀、銀泰，以及中國大陸的南京工藝、漢江等。就中國市場而言，在高端市場中，日本和歐洲企業合計市場份額高達 90%，中國大陸及中國臺灣廠商各約占 5%，顯示高端市場格局相對集中；而在中端市場，2022 年中國大陸廠商市場份額約為 30%，競爭相對分散。
• 2022 年行星滾柱絲杠（PRS）市場由國外廠商主導，合計份額超過 60%，瑞士 GSA/Rollvis 占據 52% 的市場份額穩居首位（瑞士 Rollvis 在 2016 年被瑞士 GSA 收購），Rexroth 和 Ewellix 分別占據 12% 和 14% 的市場份額。國內企業在行星滾柱絲杠的核心技術方面與國外企業存在一定差距，中國廠商生產的絲杠產品存在尺寸系列有限、批量產品質量不穩定、應用場景有限等短板，但隨著國內企業對高精密絲杠的研制布局加速，國產化率有望逐步提升，國內行星滾柱絲杠廠商合計市場份額占比為 19%。

• 國際方面，多家領先廠商深耕高精密絲杠領域：
• 瑞士 GSA/Rollvis：專注于高精度的行星滾柱絲杠 PRS，研發多種類型 PRS，包括循環式、非循環式、反轉式等。公司擁有導程范圍從 0.1mm 到 50mm 的全系列研磨級高精度產品，2022 年在中國市場占有率超 50%。
• 舍弗勒：在精密加工與底盤技術方面積淀深厚，自 2009 年起批量生產行星滾柱絲杠并拓展至底盤應用，形成了滾珠絲杠與行星滾柱絲杠并行發展的產品格局。2022 年通過收購 Ewellix，進一步完善了行星滾柱絲杠產品矩陣，應用領域覆蓋汽車、半導體、工業機器人與自動化等多個行業。

• 斯凱孚（SKF）：作為全球軸承制造創新的龍頭企業，斯凱孚在傳動系統領域同樣具備完整布局，絲杠產品線覆蓋軋制、研磨及滾柱絲杠，兼顧高精度與大載荷需求。

• 國內方面，多個本土企業在技術和產業化方面加速追趕，展現出強勁成長勢頭：
• 藤泰股份：2025 年 4 月藤泰與江蘇潤孚動力合資切入人形機器人與汽車底盤所需的行星滾柱絲杠 / 滾珠絲杠研發與生產；潤孚自 2010 年起專注行星滾柱絲杠與電控伺服傳動，是國內少數實現商品化與規模化量產的企業。
• 雙林股份：依托傳統汽車零部件的技術與產業基礎，公司前瞻性布局機器人絲杠領域。2025 年 3 月，公司收購科之鑫并突破螺紋嚙合精度等關鍵技術難點，推出國內首款 “反向式行星滾柱絲杠”，以高負載、高精度和長壽命為核心優勢，面向人形機器人關節等關鍵傳動應用場景。

• 福達股份：在曲軸等傳統強項基礎上，參股長坂科技切入反向式行星滾柱絲杠與精密減速器；公司 2025H1 報告披露擴大高精度反向式行星滾柱絲杠磨削產能，并推進機器人直線 / 旋轉執行器業務。
• 新劍傳動：公司與國內外多家科研機構共建研發平臺，推進機械傳動與人工智能集成技術研發。其行星滾柱絲杠產線自 2022 年實現批量化生產，目前具備 350 萬套年產能，并已在汽車底盤 EMB 制動系統與人形機器人線性驅動中實現應用。

• 投資建議

• 看好行星滾柱絲杠在汽車線控底盤領域的應用，有望成為線控制動、后輪轉向、電控主動懸掛三大增量場景的核心執行元件，具體應用領域如下：
• 電子機械制動領域：關注新款 GB21670 法規落地時間與特殊許可中申請法規實施前 EMB 量產許可。
• 后輪轉向領域：關注后輪轉向向中低端汽車滲透率以及舍弗勒的行星滾柱絲杠方案是否受市場認可。
• 電控主動懸掛領域：關注全自動懸架對于滾珠絲杠的應用，以及行星滾柱絲杠在線控懸架的開發潛力，跟蹤工大智騁汽車懸架的后續進展。

• 領先企業：
• 藤泰股份與江蘇潤孚動力合資切入人形機器人與汽車底盤所需的行星滾柱絲杠 / 滾珠絲杠研發與量產。潤孚動力已具備行星滾柱絲杠的生產能力，并正在推進全系列產品的規模化量產。
• 雙林股份的反向行星滾柱絲杠承載能力提升 300%、壽命延長 3 倍，關鍵制造技術達到國際先進水平。
• 新劍傳動于 2022 年 3 月實現行星滾柱絲杠產線的批量化生產，目前已具備年產 350 萬套的生產能力。
• 貝斯特全面布局直線運動部件，自主研發的行星滾珠絲杠已于 2023 年順利出樣。

• 風險提示

• 技術路徑變化：若主機廠轉向 “直線電機 + 齒輪齒條” 或保留液壓備份方案，可能導致滾柱絲杠需求被替代，技術路線切換風險需持續關注。
• 競爭格局惡化：海外 GSA、舍弗勒等龍頭降價疊加國內產能快速擴張，行業或陷入價格戰，單價及毛利率存在下滑壓力。
• 汽車智能化及線控底盤滲透率不及預期：法規落地延遲、消費者對 L3 + 功能接受度低于預期，將直接推遲 EMB、后輪轉向、主動懸掛放量節奏，影響絲杠需求兌現。

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