数控机床前景好吗(机床行业研究：顺周期预期强烈，于变革中求发展)

Posted 2023-05-27

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数控机床前景好吗(机床行业研究：顺周期预期强烈，于变革中求发展)

（报告出品方/作者：华西证券，毛冠锦）

核心观点：

主要的逻辑： 1）通用复苏预期强烈，顺周期有望带来业绩和估值双升，我们认为这是本次机床行业最主要的逻辑。 2）制造业升级，产业政策持续推动机床行业发展，解决卡脖子问题； 3）更新替代周期到来，下游机床需求有望增加。我国金属切削机床上一轮产量高峰在2011年，2011-2013年产量均在高位，此后产量持续下降，直至2021 年回升，消费约1704亿元，同比增长22.6%。若以10年为周期预测，2023年正值更新替代周期，产量有望大幅提升； 4）新能源产业快速发展，从需求端带动机床行业； 5）人工成本逐年升高，推进生产自动化、人才高端化。

机床产业链长，核心部件依赖进口 1）铸件：机床铸件又可以称为大型铸件、床身、底座、工作台等，与机床精度关联极大，是整台机床的骨骼，是承受切削扭矩力和分散震动力的关键，是整机稳定性的基础。在材质方面，应有足够高的强度、良好的切削性、耐磨性与消震性、合理的硬度以及更小的应力变形。在机床各部分成本中，铸件的占比在35%-40%。总体对外依存度较低，主要是部分精密产品需要进口。 2）电子元器件：包括变压器、接触器、继电器、电阻器等，市场供应量相对充足，行业整体经营情况较景气，但核心技术比较缺乏，部分产品依赖进口。

3）机械配件：可以分为精密部件和功能部件，精密部件包括：主轴、轴承、滚珠丝杠，而功能部件包括回转工作台、机械手、刀库刀塔、齿轮箱等。机械配件保证了机床工作过程中移动的稳定性与精确性，国内机械配件供需基本平衡，国内大部分机械配件生产企业规模较小，市场竞争较为激烈。国内高端机械配件市场对外进口依赖度较高，部分精密部件长期依赖进口。 4）数控系统：其成本占比约为20%，低端产品供需基本平衡，中高端产品市场供需失衡，对进口依存度较高，2019年进口金额为40.15亿美元。

我国是机床大国格局分散，进口替代&民营崛起是趋势。产业集中度低竞争格局较为分散，企业规模较小，但行业优势企业正逐渐扩大市场份额，进口替代持续。国内机床在产品水平、加工精度、加工技术、制造技术、数控系统、可靠性、使用寿命与海外存在一定差距。随着近年来产业结构的调整，民营企业成为我国机床市场的中坚力量，迎来重大发展机遇。

一、机床行业有望迎来新一轮产销高峰

1.1、通用自动化行业复苏，顺周期预期强烈

美联储加息放缓，国内疫情防控政策改变，通用自动化行业有望复苏。2022年受俄乌冲突、美联储加息以及国内疫情反复的影响，我国通用自动化行业经历较长时间下行周期，距上一轮高点（2021.03）已过近2年，而通用自动化行业的周期约为3-4 年，2023年通用自动化有望迎来下一轮增长。随疫情防控政策改变，制造业有望伴随整体经济迎来复苏，制造业投资信心有望增强，推进通用自动化复苏。

我国企业中长期贷款作为先导指标已经率先回升。2022年8月以来，企事业单位中长期贷款上升趋势明显，8-12月分别同比增长41%、94%、111%、116%和257%。企业中长期贷款增速加快，融资明显改善，经济运行持续稳定恢复。机床行业易受宏观经济周期性波动的影响，与通用自动化行业息息相关。通用自动化行业主要包括工控、工业机器人、激光、刀具、叉车、减速机、注塑机、数控机床、工业气体和其他通用设备等。金属切削机床产量与工业企业利润、叉车销量、工业机器人产量变化基本一致，通用自动化的复苏使机床行业顺周期预期强烈。

1.2、制造业整体升级，从“中国制造”到“中国智造”

制造业转型升级效果显著。近年来，我国制造业增加值从2012年的16.98万亿元增加到2021年的31.4万亿元，占全球比重从 22.5%提高到近30%，全球第一。《（中国制造2025）重点领域技术路线图》对数控机床核心部件国产化提出了明确规划：到2025年，数控系统标准型、智能型国内市场占有率分别达到80%、30%；主轴、丝杆等中高档功能部件国内市场占有率达到80%；高档数控机床与基础制造装备总体进入世界强国行列。

高技术制造业固定资产投资增速快。2018-2022年，高技术制造业企业固定资产投资增速明显高于制造业整体。推动机床行业升级转型。国产数控机床逐步发展，金属切削机床贸易逆差呈下降趋势。近年来我国切削机床进口金额略大于出口金额。就出口现状而言，我国金属切削机床出口金额在2016-2021年整体表现为稳步增长趋势，2021年出口金额为36.5亿美元，主要为传统金属切削机床。随着国产数控机床逐步发展，进口量略降，2021年我国进口金额为62.4亿美元。贸易逆差由2016年的45亿美元，下降至2021年的25.9亿美元。

1.3、更新替代周期到来，下游机床需求有望增加

机床的使用寿命约为8~10年，目前正值更新替代期。机床设备使用寿命周期分为新设备磨合期、正常使用期、状态维修期。机床若使用时间过长或维修保养不当，会导致精密度和稳定性大幅下降，产品加工质量下降。我国金属切削机床上一轮产量高峰在2011年，2011-2013年产量均在高位，此后产量持续下降，直至2021年回升，消费约1704亿元，同比增长 22.6%。若以10年为周期预测，2023年正值更新替代周期，产量有望大幅提升。

我国机床数控率化低，制造业升级有望推动机床更新换代。目前我国机床数控化率远低于日本、德国和欧美地区制造业发达国家，仅为45%左右。《中国制造2025》战略纲领中明确提出：“2025 年中国的关键工序数控化率提升到64%”，我国机床数控化率仍有广阔的提升空间。航空航天、医疗器械、汽车零部件等均需要高端数控机床，数控化率的提升需求较高，因此也加快了存量机床的替换升级。

数控机床国产化率低，进口依赖度大，有较高进口替代需求。目前我国数控机床企业主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。2021年中国机床工具行业总进口额138.4亿美元同比增长20.4%。其中金属加工机床进口额74.6亿美元同比增长25.4%。我国部分高端数控机床依赖进口，部分核心功能部件和高精度、高可靠性配套件发展滞后，高端数控系统、高速大功率电主轴等关键技术仍然受制于人，有较大的进口替代需求。

1.4、《瓦森纳协定》对我国高端机床进口造成威胁

《瓦森纳协定》对我国高端机床的进口造成限制，存在“卡脖子”风险。“协定”包含两份控制清单：一份是军民两用商品和技术清单，涵盖了先进材料、材料处理、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事设备、推进系统等9大类；另一份是军品清单，涵盖了各类武器弹药、设备及作战平台等共22类。中国在被禁运国家之列。随着国际局势持续演变，西方国家加强对华技术封锁。部分高端五轴联动数控机床完全无法从国外进口，导致国内重要企业的战略装备生产出现“卡脖子”的问题。中美贸易摩擦进一步加大了我国高端机床的进口限制，我国航空、航天、兵器、船舶、核、电子等急需五轴联动数控机床的军工行业面临全面封锁。

数控化率不及制造业发达国家。国家统计局数据显示，2021 年我国金属切削机床产量达60.17万台，同比增长37.1%，但数控化率低，不到45%。2018年，日本机床数控化率接近 90%，美国机床数控化率约 80%，德国机床数控化率约 75%，相比之下，我国机床数控化率还有待提升。

1.5、新能源产业快速发展，从需求端带动机床行业

新能源产业迅速发展，新能源汽车、风电等产业领先全球。2016年来，我国新能源市场规模不断扩大，产业化日益成熟。 2022年1-11月，中国新能源汽车全球销量占比63%，2021年中国风电装机总量达338.31GW，占世界总装机容量的40.40%，新增装机容量占比达51%，我国新能源产业领先全球。经近20年的新能源产业体系建设，我国已经打造出基本完整、高效的风电、光伏和动力电池装备制造产业链，有效推动了制造业转型，从需求端带动机床行业快速发展。

汽车是机床产业链下游占比最大的行业，传统汽车转型新能源趋势明显，新能源汽车成为风口。因品牌汽车在我国销量下降，诸多传统汽车制造商纷纷开始研发新能源汽车。根据中国汽车工业协会统计分析，新能源汽车产量快速增长原因在于，市场已从政策驱动转向市场拉动，呈现出市场规模、发展质量双提升的良好发展局面。2022年，全国汽车产量为2702.10万辆，同比增长3.4%；新能源汽车产量达705.8万辆，同比增长100%。汽车产业产能的扩大直接带动数控机床的销量，并且新能源汽车车体结构的变化也需要一定程度上对机床进行替换升级。

1.6、人工成本逐年升高，推进生产自动化、人才高端化

人口红利趋于消失，促使我国劳动力成本持续上涨。国家统计局公布的数据显示，自2013年我国的人口红利趋于消失，近年来呈现加速趋势。劳动力供给资源减少，用工荒不断加剧，劳动力成本上升，2021年我国的人均工资达到了92459元/年，相较于2010年增长了199%。在当今成本优势衰退的情况下，加大了机床行业技术创新需求，推进生产自动化。机床数控化、自动化可显著提高生产效率，推动无人化发展。沈阳机床集团董事长关锡友在第六届中国数控机床展览会上表示，“以前类似的一台机床需要两个工人同时操作，而新五类（新镗床、新CAK、新HTC、新立加和新卧加）产品，一个工人可以操控10台机床”。在人工成本得到大幅减少的同时，采用数控机床加工零件，其效率是普通机床的近2倍，且在加工精度上、生产环境、安全性上都能得到有效提升。

二、工业母机，国之重器

2.1、机床简介：即工业母机，品类及用途众多

机床：指制造机器的机器，在国民经济现代化的建设中起着重大作用，又被称为工业母机。根据国家制定的机床型号编制方法，机床分为12 类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床等机床。按照中国机床工具工业协会的统计分类标准分类，机床总共分为：金属切削机床，包括车、铣、刨、磨、钻床、加工中心等；金属成形机床，主要包括锻造机、液压机、机械压力机；以及工具及附件。

专用机床：一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。切削加工自动生产线：对一种或几种零件的加工，按工序先后安排一系列机床，并配以自动上下料装置和机床与机床间的工件自动传递装置。柔性制造系统：由一组数字控制机床和其他自动化工艺装备组成的，用电子计算机控制，可自动地加工有不同工序的工件，能适应多品种生产。

由于机床运动形式、刀具及工件类型的不同，机床的构造和外形有很大区别。归纳起来，各种类型的机床有以下几个主要部分：主传动部件、进给传动部件、工件安装装置、刀具安装装置、支承件、动力源。数控机床：在上述基础上具有数控系统，是控制机床动作的一组由电子、电器和电机组成的系统，构成有控制器、人机界面、伺服电机及其驱动器、数位输入出界面等。数控系统能按照零件加工程序的数值信息指令进行控制，使机床完成工作运动并加工零件的一种控制系统，是数控机床的核心功能部件之一。数控系统成本一般占机床成本的25%-30%，国内大多企业部分或全部外购，依赖进口。

金属切削机床使用最广泛、数量最多。金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床。加工中心：多种加工方式和数控系统的机床被称为加工中心，按照结构形式分为立式、卧式、龙门加工中心，按照数控轴数量可分为三轴、四轴和五轴加工中心，其中五轴加工中心科技含量高、精密度高，主要用于生产航天航空设备、精密医疗器械等产品。随着中国制造业加速转型，精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D打印、医疗器械等新兴产业迅速崛起，其生产制造过程高度依赖数控机床等智能制造装备，有望成为数控机床行业新的增长点，有力推动适用于上述领域的高速、高精、高效、高稳定性、智能化、多轴化、复合化等金属切削数控机床的发展。

2.2、机床产业链——上游供应

铸件：机床铸件又可以称为大型铸件、床身、底座、工作台等，与机床精度关联极大，是整台机床的骨骼，是承受切削扭矩力和分散震动力的关键，是整机稳定性的基础。在材质方面，应有足够高的强度、良好的切削性、耐磨性与消震性、合理的硬度以及更小的应力变形。在机床各部分成本中，铸件的占比在35%-40%。总体对外依存度较低，主要是部分精密产品需要进口。电子元器件：包括变压器、接触器、继电器、电阻器等，市场供应量相对充足，行业整体经营情况较景气，但核心技术比较缺乏，部分产品依赖进口。

机械配件：可以分为精密部件和功能部件，精密部件包括：主轴、轴承、滚珠丝杠，而功能部件包括回转工作台、机械手、刀库刀塔、齿轮箱等。机械配件保证了机床工作过程中移动的稳定性与精确性，国内机械配件供需基本平衡，国内大部分机械配件生产企业规模较小，市场竞争较为激烈。国内高端机械配件市场对外进口依赖度较高，部分精密部件长期依赖进口。数控系统：其成本占比约为20%，低端产品供需基本平衡，中高端产品市场供需失衡，对进口依存度较高，2019年进口金额为40.15亿美元。

汽车行业：汽车是机床最大的下游行业，新能源汽车是汽车领域的主要增长引擎。2021年新能源汽车销量同比增长158%，截至2022年11月份我国新能源汽车占世界份额的66%。新能源汽车的发展带动其上游汽车零配件厂商的需求量上升，催生出新的机床需求。

3C电子行业：近年来，随着市场需求升级，传统3C数码产品市场需求下降，新兴3C数码产品成为了3C数码产品市场增长的重要驱动力。整体来看，3C数码产品市场仍存在较大发展空间，高端化、轻薄化、精简化、个性化是未来行业发展的主要趋势。未来得益于5G技术的发展，以及汽车智能化的拉动，消费类电子以及汽车电子行业将会持续发展。通用机械行业：通用机械主要包括泵、风机、压缩机、阀门、气体分离设备、分离机械、真空设备等产品。2021年机床国产化进程加快，主轴刀具等零部件替代加速。食品饮料、电商物流、医药等下游需求暴涨为包装机械行业带来高景气度。

2.3、趋势：提升高端机床性能，掌握自主研发能力

高速化、精密化、功能复合化、智能化和集成化是未来机床行业发展的总体趋势。国家经济发展规划和地方政府产业发展规划中明确提出要重点发展高端装备制造业，发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件，改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状，满足机械、航空航天等工业发展的需要。

三、机床发展历程及现状

3.1、中国机床“大而不强”，国产替代有望加速

中国在全球机床供需市场中都占据着重要市场份额，是机床大国，但不是机床强国，高端机型仍存在进口依赖。我国中低端机床在产品性能上虽与进口机床存在一定差距，但基本完成国产替代；而高端机床基本依赖进口，国产化率不到10%，这与人才储备、产业环境、技术水平以及制造业整体水平密切相关。在供给方面，中国机床行业产值位居世界第一位，产值为194.2亿美元，在全球市场中占据份额为23.1%。在需求方面，中国消费额位居世界第一位，消费额为223亿美元，在全球需求市场中占据份额为27.2%。

产业集中度低，竞争格局较为分散，但行业优势企业正逐渐扩大市场份额。以数控机床主要产品数控金属切削机床为例，2021年我国数控金属切削机床CR3约为18%、CR5约为22%，均相对较低，但龙头数控金属切削机床企业创世纪市场占有率已达到9%左右，且仍在持续扩大产能。截至2022年9月，全国存续/在业数控机床生产企业超过2000家。从企业分布来看，国内数控机床企业主要聚集在华东地区，其中江苏、山东、浙江、广东和河北等地相关数控机床企业较多。

机床行业需求持续旺盛，国产替代进程加快。2021年，订单催化+单价上涨+产能提升，致使本土机床企业业绩持续超预期，并且随着中国机床数控化率逐渐提高，作为高端机床代表的五轴机床国产替代也在同步加速。受益于疫情之后我国制造业复苏强劲、机床行业设备更新需求托底以及机床国产化替代等多重有利条件，我国机床行业开始回暖，2021年我国数控机床产业市场规模恢复增长，达 2687亿元。对进口依赖度减小，2022年前三季度累计出口金额达到7071.51百万美元，累计增长14.2%；累计进口金额达到5476.36百万美元，累计下降 12.3%。

中小企业竞争激烈，大企业面临兼并重组、转型升级的压力。截至2020年12月，我国机床工具行业年营业收入2000万元以上的规模以上企业共5720家，同比增加10家，涉及八个分行业：金属切削机床833、金属成形机床529家、工量具及量仪747家、磨料磨具2025家、机床功能部件及附件356家、铸造机械467家、木竹材加工机械127家和其它金属加工机械636家。我国机床生产企业规模普遍偏小。2020年国内排名前十的机床业务收入规模普遍低于30亿元。以2020年金属切削机床业务收入为分子，中国金属切削机床消费额为分母即使是国内数控机床领军企业，其国内市占率仍然很低，行业CR5不足9%。机床行业集中度低、企业规模小，单个企业无法大量投入资本进行研发创新，导致国产机床在高端领域差距较大。

数控金属切削机床国产化率持续推进。2020年我国金属切削机床国产品牌（含外资国产）市占率达65%，市占率同比提升 7pct。目前我国机床行业分为四大梯队，第一梯队为欧美品牌，第二梯队为日韩品牌，第三梯队为中国台湾品牌，第四梯队为大陆品牌。对于数控机床格局而言，2020年前10的厂商，整体份额达30.4%，同比增加1.9pct，市场集中度略有提升；其中创世纪旗下的台群精机和主营精雕机的北京精雕已赶超外资品牌，达到国内市场第一、二位，市场份额分别同比增加 2.6pct和1.1pct，此外海天精工的市场份额也从2.3%提升至2.9%。外资品牌除德玛吉森精机的市场份额略有提升外，均有所下滑。

3.2、产业结构调整，民营企业任重致远

随着近年来产业结构的调整，民营企业成为我国机床市场的中坚力量，迎来重大发展机遇。随着我国机床市场需求升级，低端的机床需求量逐渐下降，中高档数控机床面临欧美、日韩、中国台湾地区机床厂商的激烈竞争，主要国有机床企业在转型中陷入经营困境，沈阳机床、大连机床实施破产重整。

部分民营机床企业抓住行业转型升级机遇，定位中高档数控机床产品，围绕汽车、消费电子、高端装备等下游行业需求实施产品开发，产品质量稳步提升，价格优势突出，在机床行业激烈的市场竞争中崭露头角，成为我国机床行业的骨干企业。民营企业更关注市场需求、更为灵活，在产品生产上更偏向于为不同客户提供不同定制服务。并且民营企业更关注产品特色，比起做大，更倾向于做精，基本每一家企业都有一两种代表性产品与其品牌紧密相连。民营企业的崛起进一步促进了我国机床行业的发展，扩宽行业渠道，改善行业结构。2011年机床企业前10名均由国有机床企业占据，2020 年机床企业前10名中有9个是民营机床企业。

报告节选：

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精选报告来源：【未来智库】「链接」