1 丝杠概述与行业差异
1.1 丝杠有多种主要类型并在不同领域中得到应用
丝杠是通过电机驱动丝杠轴旋转，丝杠轴配套的螺母在螺纹的推动下实现直线运动，将电机的旋转力转化为设备所需的直线驱动力。根据摩擦特性，丝杠可以分为滑动丝杠、滚动丝杠和静压丝杠；其中，滚动丝杠分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。丝杠是精密传动系统的核心元件，其在新能源汽车，机器人等新兴产业的运用广泛。
滚珠丝杠通过滚珠链在丝杠轴与螺母之间做滚动运动，将旋转运动转换成直线运动。具有较高的传动效率和精度，已被应用于汽车电助力转向系统、制动系统与主动悬架中。
行星滚柱丝杠以丝杠旋转作为驱动，通过丝杠与滚柱之间的螺旋运动，由滚柱带动螺母做直线运动。其承载能力比滚珠丝杠高 3–5 倍且寿命更长，被广泛运用于机器人，航空航天等精密制造领域。随着高端制造业的快速发展，行星滚柱丝杠的需求也在不断增加。
1.2 机器人与汽车丝杠存在区别，行星滚柱丝杠在高端底盘环节实现技术渗透
机器人常用的丝杠类型包括滚珠丝杠与行星滚柱丝杠。其对精度要求较高，多采用经研磨加工的高精度丝杠，精度要求通常集中在C1–C4区间，以保证定位精度和重复定位能力。与此同时，机器人对小尺寸丝杠的需求突出，以支持微米乃至亚微米级的运动控制，从而更好地模拟人体关节与手指的灵活动作。此外，丝杠还需具备较高的尺寸—重量比，在小规格条件下依然能够输出足够推力。例如，直径仅3.5毫米的滚珠丝杠即可驱动高达500磅的负载，体现了小型化与高承载能力的结合。
汽车领域主要应用滚珠丝杠与梯形丝杠，其性能要求则相对不同。精度上，汽车多采用冷轧工艺制造的中低等级产品，精度区间集中在C5–C8。规格选择上，汽车丝杠具备更大宽容度，例如转向系统可根据车型与工况匹配直径在3mm至80mm之间的不同规格。在承载上，丝杠需要能承受大扭矩的负载能力（超过100磅），以维持整车的稳定性与安全性。不同类型丝杠在特性上也存在差异，梯形丝杠具备自锁功能，可在断电或系统失效时防止部件意外滑动；而滚珠丝杠因不具自锁性，通常需要添加额外制动装置或其他机构以实现保持功能。
相比起梯形丝杠与滚珠丝杠，行星滚柱丝杠在具备自锁能力的同时，其传动效率可达到90%以上（而梯形丝杠仅为60%–70%）。在传动效率、定位精度和承载力等方面，行星滚柱丝杠均大幅优于滚珠丝杠。在要求更高的汽车线控制动系统（EMB）、后轮转向系统（iRWS）等领域，行星滚柱丝杠正逐步替代现有技术体系，成为主流发展方向。目前，行星滚柱丝杠已开始应用于舍弗勒等头部厂商的最新后轮转向系统。
2 汽车应用领域1——刹车系统
2.1 刹车系统发展趋势是向EHB与EMB演进
传统液压制动系统正在向电液混合制动（EHB）和电子机械制动（EMB）演进。
EHB代表传统液压制动的电动化升级，典型实现为博世iBooster+ESP组合和博世IPB，实现汽车制动在120-150毫秒左右。
EMB以纯线控、无液压管路为特征，由电机直接驱动制动钳，将汽车制动相应速度从150毫秒，缩减至80毫秒，大幅提升汽车的行驶安全性。目前，EMB因工作环境恶劣，电子元器件易受干扰，系统安全性和可靠性不足等问题，还未进入量产阶段。但特斯拉，蔚来，采埃孚等多家公司已布局。此外，EMB满足自动驾驶的高性能要求，是L3的最佳选项。
EHB技术成熟，市场渗透率已超过50%，其执行机构仅需1根滚珠丝杠；EMB单车则需要4根。随着汽车行业向电动化、智能化的快速发展，L3及以上智能驾驶电动汽车对整车制动系统提出了更高的技术要求。EMB技术凭借其快速响应、高精度控制、轻量化及智能化潜力，EMB有望成为下一代智能汽车的核心技术之一。
2.2 线控制动对丝杠的应用，行星滚柱丝杠逐步成为首选方案
随着电子机械制动（EMB）逐步取代传统液压制动，对滚珠丝杠的性能提出了更高要求。为了确保系统的质量与可靠性，汽车制造商需要持续推动技术创新与优化，不断提升EMB滚珠丝杠的性能表现。
而行星滚柱丝杠（Planetary Roller Screw, PRS）因其高负载、长寿命、高可靠性等优势，在EMB系统中正逐步成为更优的替代方案，更好地满足智能汽车对制动性能的高要求。
2.3 未来EMB在汽车中渗透率有望于2030年上升至40%
机电制动（EMB）系统作为智能驾驶和电动车发展的关键环节，正迎来快速增长的市场机遇。根据DataHorizon Research数据显示，2023年EMB系统市场规模已达42亿美元，预计2033年将增长至约125亿美元，年均复合增速达11.5%。其在智能汽车中的重要性日益提升，特别是在电动车与自动驾驶系统中对响应时间、精度和可靠性的高要求，正加速EMB的渗透。聚合资本预测，到2030年，国内新能源汽车年销量将达到2500万辆，若EMB在乘用车中实现40%的渗透率，市场规模将达到300亿元以上。
核心假设：
EMB将在2025年底开始量产，并于2030年渗透率达到40%。
每辆EMB车型固定搭载4根行星滚柱丝杠。
2030年全国车用行星滚柱丝杠（PRS）市场规模预计达200亿元。
3 汽车应用领域2——转向系统
3.1 后轮转向系统实现了低速工况下的灵活操控与高速工况下的稳定表现
传统的转向技术只涉及汽车的前轮转向，后轮转向技术（RWS）可以控制后轮的转向角度，让后轮也参与到汽车的转向过程，以此显著提高车辆的操控性能，是车辆提高转向稳定性和安全性的关键技术之一。按照结构，后轮转向系统依次可分为机械型、液压型、电动助力型、线控型。其中，后轮转向又分为被动转向和主动式后轮转向两类，主动式后轮转向是当前市场的主流技术，具备以下两种功能：
在低速场景下转向更灵活：当车辆行驶速度较慢时，低速行驶时，系统控制后轮与前轮反向转动，缩小转弯半径，提升狭窄路况通过性。
在高速场景下转向更稳定：当车辆处于高速行驶状态时，后轮自动与前轮同向转动，高速变道时产生车身“平移”效果，抑制横摆和侧倾，该模式显著增强行驶稳定性，并提升驾驶舒适性。
3.2 后轮转向的市占率和普及空间都在不断扩大
后轮转向在乘用车市场的市占率
后轮转向技术为乘用车行业发展注入新活力，其市场渗透率有望持续提升。过去后轮转向主要搭载于豪华及运动型车型（价格30万以上），如奔驰S级、保时捷Macan、奥迪A7L等。2025年，当前后轮转向的全球渗透率仅为1.2%。我们认为电动化与智能化加速，以及消费者对操控体验需求升级，将有望推动后轮转向应用范围扩大。
后轮转向的普及空间
2025年，后轮转向技术经过多年的发展，已趋于成熟，随着规模化生产的推进，其系统成本不断下降，部分中低端车型也已开始将其作为标配。该技术在提升车辆操控性和灵活性方面表现显著，尤其在城市驾驶和泊车等场景中，广受市场青睐。我们认为随着自动驾驶技术的普及，后轮转向将有望在自动驾驶车辆中获得更广泛的应用，并为其核心组成部分。
3.3 后轮转向技术的发展趋势正在逐渐转向行星滚柱丝杠
后轮转向可能用行星滚柱丝杠，相较目前主要用的梯形丝杠和滚珠丝杠，行星滚柱丝杠具有以下优点：承载能力高，寿命长，精度高，速度快，体积更小，噪音更小。目前，舍费勒已将行星滚柱丝杠运用于后轮转向系统中，该系统具备紧凑度高，重量轻，运行安静等特点，并经过优化易于集成到车辆中，该项转向系统已获得市场广泛认可。
行星滚柱丝杠的应用：随着后轮转向系统需求的扩大，以及对其可靠性和性能标准的提升，汽车制造企业在执行机构选型中倾向于采用具备高效率、高精度、强承载能力和紧凑结构特性的行星滚柱丝杠，以替代传统的滚珠丝杠或梯形丝杠，从而更有效地保障系统的安全性与稳定性。
4 汽车应用领域3——电控主动悬挂系统
4.1 悬架技术路径体现出从机械控制向智能化控制的转变
当前汽车悬架系统主要包括液压阻尼悬架、空气悬架和电控主动悬架三大类，三者在减震原理、控制方式和智能化水平上逐步演进
液压悬架是传统主流方案，依靠阀门调节阻尼力，通过控制油液流动调节车身稳定性，响应相对较慢，调节范围有限。
空气悬架通过压缩空气调节弹簧刚度和车身高度，具有良好的适应性和舒适性。车载控制系统可根据速度和路况调整气压，实现自动升降与舒适性优化，广泛应用于高端车型。
CDC悬架（连续阻尼控制）是主动悬架的一种，通过不间断的自动调节减震控制系统实时调节每个车轮阻尼力，根据传感器读取路况，精准控制车辆俯仰、侧倾、跳动等动态姿态。双阀CDC系统还能分别控制压缩与拉伸阻尼，提升响应速度与控制精度。
电子调节悬架（EMS），EMS的传感器将路面的情况传送给电子控制单元（ECU），ECU将电信号进行综合处理，然后发出对悬架的控制信号，实现悬架系统的自动感知与调节，满足乘坐的舒适性和驾驶的稳定性。
近年来，随着机电驱动、微控制器和传感器技术的成熟，叠加电动汽车市场的蓬勃发展，主动悬架系统再次成为学术和工业领域的研究焦点。
4.2 悬架系统电动化与执行器升级推动滚珠丝杠应用，行星滚柱丝杠具备潜在发展空间
从被动到主动控制，系统集成化水平提升：悬架系统已逐步经历了从“被动悬架 → 半主动悬架 → 主动悬架”的演进过程。传统被动悬架以螺旋弹簧和液压阻尼器为主，结构简单但调节能力有限。为了提升操控性和舒适性，逐步引入可调刚度与高度的半主动控制系统，如CDC（连续阻尼控制）与MRD（磁流变阻尼器）。进一步演进的全主动悬架可实时响应路况变化，实现>20Hz频率下的动态控制，广泛应用于中高端车型。
线控底盘融合发展，全主动悬架成为集成式架构核心：例如蔚来ET9搭载的集成式全主动悬架系统，将电机、齿轮泵、电控器高度集成，实现千次/秒级的调节速率、40Hz的响应频率，有效提升车身控制精度。该系统与后轮转向、线控转向共同构建智能底盘系统，打通悬架、电驱、控制器的联动，推动底盘智能化进程。
新型执行器推动高效传动，滚珠丝杠方案成为突破口：工大智骋汽车（如天柱AMC）正在采用“滚珠丝杠+伺服电机+控制器”构建干式全主动悬架，具备高集成、高效率、低成本等优势，系统效率可提升20%，体积缩小20%，并有望实现对欧美全主动悬架技术的国产替代。
执行器电动化方案优势明显，渐成主流：滚珠丝杠通过电机旋转实现悬架的直线调节动作，具备高能效回收率（>90%）、结构紧凑、低成本等优势，特别适用于涵盖舒适性与激烈驾驶的宽幅需求场景。
我们认为尽管当前电控悬架系统开始采用滚珠丝杠作为执行器，但整体仍处于早期阶段。考虑到行星滚柱丝杠具备更高的负载能力、更长的寿命和更紧凑的结构，未来随着悬架系统性能要求的提升，其在电控悬架中的应用可能会逐步展开，特别是在对响应速度与可靠性要求较高的场景中。
5 竞争格局
5.1 行星滚柱丝杠市场由国外厂商主导且其合计份额超过60%
从全球市场竞争格局来看，全球滚珠丝杠市场高度集中，其中日本和欧洲企业合计占据约70%的市场份额，CR5约为46%。从区域分布来看，2020年亚太为主要应用市场，市场份额达到49.46%。在厂商格局方面，日本NSK、THK，德国博世力士乐、舍弗勒，以及瑞典Ewellix等为主要国际供应商。国内滚动功能部件制造企业数量众多，但产品整体仍集中于中低端市场，工艺水平与国外领先厂商存在一定差距。主要代表包括中国台湾的上银、银泰，以及中国大陆的南京工艺、汉江等。就中国市场而言，在高端市场中，日本和欧洲企业合计市场份额高达90%，中国大陆及中国台湾厂商各约占5%，显示高端市场格局相对集中；而在中端市场，2022年中国大陆厂商市场份额约为30%，竞争相对分散。
2022年行星滚柱丝杠（PRS）市场由国外厂商主导，合计份额超过60%，瑞士GSA/Rollvis占据52%的市场份额稳居首位（瑞士Rollvis在2016年被瑞士GSA收购），Rexroth和Ewellix分别占据12%和14%的市场份额。国内企业在行星滚柱丝杠的核心技术方面与国外企业存在一定差距，中国厂商生产的丝杠产品存在尺寸系列有限、批量产品质量不稳定、应用场景有限等短板，但随着国内企业对高精密丝杠的研制布局加速，国产化率有望逐步提升，国内行星滚柱丝杠厂商合计市场份额占比为19%。
5.2 行星滚柱丝杠实现技术攻克与产品完善，国产替代加速推进
国际方面：多家领先厂商深耕高精密丝杠领域
瑞士GSA/Rollvis：专注于高精度的行星滚柱丝杠PRS，研发多种类型PRS包括循环式，非循环式，反转式等。公司包含了导程范围从0.1mm到50mm的全系列研磨级高精度产品，2022年在中国市场占有率超50%。
舍弗勒：精密加工与底盘技术积淀深厚，自2009年起批量生产行星滚柱丝杠并拓展至底盘应用，形成了滚珠丝杠与行星滚柱丝杠并行发展的产品格局。2022年通过收购Ewellix，进一步完善了行星滚柱丝杠产品矩阵，应用领域覆盖汽车、半导体、工业机器人与自动化等多个行业。（内容来源自【RIO机器人】公众号）
斯凯孚（SKF）：全球轴承制造与创新的龙头企业，斯凯孚在传动系统领域同样具备完整布局，丝杠产品线覆盖轧制、研磨及滚柱丝杠，兼顾高精度与大载荷需求。（内容来源自【RIO机器人】公众号）
国内方面，多个本土企业在技术和产业化方面加速追赶，展现出强劲成长势头：
嵘泰股份：2025年4月嵘泰与江苏润孚动力合资切入人形机器人与汽车底盘所需的行星滚柱丝杠/滚珠丝杠研发与生产；润孚自 2010 年起专注行星滚柱丝杠与电控伺服传动，为国内少数实现商品化与规模化量产的企业。
双林股份：依托传统汽车零部件的技术与产业基础，公司前瞻性布局机器人丝杠领域。2025年3月，公司收购科之鑫并突破螺纹啮合精度等关键技术难点，推出国内首款“反向式行星滚柱丝杠”，以高负载、高精度和长寿命为核心优势，面向人形机器人关节等关键传动应用场景。
福达股份：在曲轴等传统强项基础上，参股长坂科技切入反向式行星滚柱丝杠与精密减速器；公司2025H1 报告披露扩大高精度反向式行星滚柱丝杠磨削产能，并推进机器人直线/旋转执行器业务。
新剑传动：公司与国内外多家科研机构共建研发平台，推进机械传动与人工智能集成技术研发。其行星滚柱丝杠产线自2022年实现批量化生产，目前具备350万套年产能，并已在汽车底盘EMB制动系统与人形机器人线性驱动中实现应用。
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