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机床是装备制造业的基础设施,主要为下业提供技术装备服务。数控机床属于智 能制造装备行业。数控机床产业链主要上游为钣焊件、铸件、精密件、功能部件、数控系 统、电气元件等;而在下游则主要用于加工各种回转表面和回转体的端面,应用于多个下 业。
2021 年全球机床生产额达 709 亿欧元,同比增长 19.8%。根据 VDW(德国机床制造 商协会)公布的数据,全球机床市场消费额规模由 2020 年的 592 亿欧元增长至 2021 年的 709 亿欧元,同比增长 19.8%,在 2019、2020 年连续两年负增长后回归正增区间。
中国是全球最大的机床生产及消费国,2021 年消费额达到 1800 亿元,空间广阔。根 据 VDW(德国机床制造商协会)数据,全球来看,2021 年我国机床生产及消费在全球占 比分别达到 31%、34%,均为全球最高;具体数据来看,2021 年我国机床生产额、消费额 分别达到 1664 亿元、1800 亿元,同比增速分别为 26%、24%,我国机床市场空间广阔。
金属加工机床按加工工艺分为金属切削机床及金属成形机床。按照加工工艺区分,金 属加工机床可以分为金属切削机床及金属成形机床。金属切削机床是指用切削、特种加工 等方法主要用于加工金属工件,使之获得所要求的集合形状、尺寸精度和表面之类的机器; 而金属成形机床则是锻压设备,通过对金属施加压力使之成形的机床。
我国金属加工机床以金属切削机床为主,在机床产量中占比超 70%。从金属加工机 床整体分布来看,我国金属加工机床仍以金属切削机床为主,根据国家统计局公布数据, 2022 年我国金属切削机床总产量达到 57.2 万台,金属成形机床产量总计 18.3 万台,两类 机床产量均同比下降。我国机床仍以金切机床为主,2022 年产量占比达到 76%。
机床下游应用广泛,汽车、航空航天是主要的应用领域。作为制造业的工作母机和 工具机,数控机床的用途十分广泛,涵盖国民经济的多个重要领域,下游客户较为分散。 其中汽车作为数控机床最大的下游应用领域,占比达到 40%,其次是航空航天及模具行 业,占比分别达到 17%、13%。
2023 年 2 月我国 PMI 达到 52.6,制造业恢复趋势明显。2023 年 2 月我国 PMI 达到 52.6,相比 1 月的 50.1 进一步提升,显示我国制造业呈现逐步恢复态势。我们以代表性通 用设备机床及叉车产销量情况与 PMI 数据进行拟合,可以看出机床及叉车产销量与当月 制造业景气度呈现一定相关。随制造业景气度恢复,机床需求有望迎来提升。
稳增长政策推动内需提升,企业中长期持续高增,制造业景气度有望延续。根 据 iFind 统计数据,2023 年 1、2 月我国企业新增中长期分别达到 3.5 万亿元、1.1 万 亿元,分别同比增长 67%、120%,1 月新增企业中长期创历史新高。企业中长期 增加支持企业扩充生产投资,有望带动我国制造业景气度延续。
我国机床产量于 2011-2014 达到新高,此后开始逐步回落。数控机床是机械制造业中的 耐用消费品,到达一定使用年限后需要进行更换,主要原因是: 随着使用年限的增加,已有机床设备老化,故障频发,加工精度及稳定性均有下降,生 产效率降低; 制造业高速发展,下游市场需求的提升带动机床技术发展,在传统机床设备经历多轮更 新换代后,加工效率及精度无法适应当前下游的制造精度要求,因此需要更换为更加先 进的机床设备。 由此机床的使用寿命一般在 10 年左右。随着 2011 年采购的设备的老化,机床设备将产 生大量更新需求,目前仍处于更新需求持续放量阶段,有望托底机床行业需求。
2022 年中国机床行业营收与 2021 年基本持平,利润总额增长。根据机床工具工业 协会公布数据,2022 年协会重点企业营业收入同比下降 0.3%,在 2021 年同比增长 26.2%的高基数下维持基本持平。利润总额同比增长 43.7%,主要是由于行业总体长期利 润总额基数较低,同时叠加产品结构升级影响。
产品结构升级,金属切削机床与金属成形机床景气度分化。 根据协会重点联系企业数据,2022 年金属切削机床产量同比下降 23.3%,产值同比 下降 5.4%,从年内数据来看,产值降幅低于产量降幅,反应金切机床产品结构升级, 向高端化发展趋势。根据协会重点联系企业数据,2022 年金属切削机床新增订单同比增长-10.9%,金属 成形机床新增订单同比增长 41.8%。金切机床新增订单年内一直处于同比下降状态, 但降幅已逐月收窄,生产经营缓慢恢复;而金属成形机床新增订单及在手订单同比显 著增长。
高端需求引领制造业转型升级。根据 iFind 数据显示,高技术制造业 PMI 高于制造业 PMI,从固定资产投资完成额来看,高技术制造业固定资产投资完成额累计同比增速也高于制造业固定资产投资额。以上均说明我国对高技术制造业重视程度提升,高端需求增长 引领我国制造业转型升级,制造业加工需求提升。
制造业的升级发展需求高效高精的数控机床,中高档数控机床以加工中心及数控车 床等产品为主。高档数控机床是能够实现高精度、高复杂性、高效高动态加工的数控机床, 具备明显的技术优势,多应用于航空、航天、核、电子、船舶、兵器、能源、汽车、模具、 刀具等高端制造领域。
我国机床数控化率提升,但与发达国家相比仍有较高提升空间。根据中国工信产业 网数据,2021 年我国金属切削机床数控化率已达到 44.9%,呈现上升趋势。然而根据 Research in China 的数据,2018 年日本、德国、美国的机床数控化率最低已达到 75%, 我国机床数控化率仍有较高的提升空间。
日本对中国机床出口订单高位,高端数控机床需求依旧。受开工及疫情影响,去年 我国金切机床产量同比下滑,根据 iFind 统计数据,2022 年我国金属切削机床产量累计同 比下滑 13.1%。但从日本机床工业协会(JMTBA)公布数据来看,2022 年日本对中国出 口订单总计 3770 亿日元,在去年高位基础上同比增长 5%,显示我国高端数控机床需求 依旧。
进出口数控机床产品价差明显,高端产品依赖进口。 根据智研咨询统计数据,2021 年我国进口数控机床均价为 19.5 万美元/台,出口数 控机床均价 1.92 万美元/台,进口均价约为出口均价的 10 倍。由此可见,目前我国 进口数控机床以价值量较高的高端数控机床为主,而出口的数控机床则相对较低端。 根据前瞻产业研究院公布的数据,截止 2018 年国内高端数控机床国产化率仅 6%, 市场主要被外资企业占据。
我国数控机床主要问题在于精度及稳定性。机床行业市场竞争主要依靠产品性能、 可靠性及服务。根据前瞻产业研究院发布的数据,国内数控机床主要的问题是精度与稳定 性差及故障多发,精度决定了加工产品的质量,稳定性则决定了装备性能的无故障保持能 力。能力的提升及客户认可均需要深厚的行业积累。
国家高度关注工业母机发展,政策持续推动国产替代加速。《中国制造 2025》将高 端数控机床列为制造业重点发展领域之一;2022 年 9 月首批机床 ETF 发行,为具有核心 技术及科创能力突出的机床企业提供直接融资便利;2023 年 2 月国新办发布会上强调在 “卡脖子”关键核心技术攻关上实现突破,包括对工业母机等领域科技投入。政策端持续 支持国产高端数控机床行业发展。
国产厂商竞争力提升,国产替代加速,我国对进口机床的依赖程度已呈明显下降趋 势。近年由于海外疫情影响,高端数控机床进口受限,为部分高端国产数控机床厂商提供 宝贵窗口期打入高端下游,同时由于国产高端数控机床竞争力的不断提升,进口替代加速。 根据 VDW 数据,进口机床在我国机床消费额中占比呈持续下降趋势,由 2018 年占比 33%降低至 2021 年 27%,2021 年进口机床规模达 479 亿元。海天精工、科德数控五轴 联动机床已批量打入航空航天零部件产业链供应,体现我国高端数控机床竞争力,加速高 端数控机床领域进口替代。
根据我们的测算,2025 年国产高端机床的市场规模有望达到 40.9 亿元,2021-2025 年 CAGR 达到 16.9%;国产中档机床市场规模有望达到 496.5 亿元,2021-2025 年 CAGR 达到 9.5%。核心假设如下: 机床行业规模:2022 年由于国内疫情及高基数影响,我国机床消费额增速下滑。根 据中国机床工具工业协会公布数据,2022 年协会重点联系企业营业收入同比下降 0.3%,我们假设 2022 年全年机床消费额同比下降 5%,2023 年在低基数下增速恢 复至 5%,2024、2025 年增速略降至 3%。 中高档机床占比:假设 2018 年高档、中档机床在机床市场消费占比分别为 10%、 30%,假设此后高档、中档机床在机床市场消费占比每年分别提升 1pct、2pct。 中高档机床国产化率:根据前瞻产业研究院数据,2018 年我国高档、中档机床数控 化率分别为 6%、65%,考虑两类机床的技术难度,假设此后高档、中档机床国产化 率分别以每年 1pct、2pct 进行提升。
近年来数控机床行业集中度提升,但竞争格局仍分散。我们根据机床行业主要上市公 司披露的 2020、2021 年机床业务收入为依据,以 VDW 公布的中国机床行业消费额为基础, 计算主要机床上市企业的市占率。从计算数据可看出,我们选取的 12 家主要机床上市公 司 2020 年总市占为 9%,2021 年上升至 10.7%,一年间市占率总计提升 1.7pct。我国机床 行业集中度提升,但各企业在行业中的市占仍较小,机床行业竞争格局仍然分散。
从进出口格局来看,加工中心仍是主要进口产品,特种加工机床、车床是主要出口 产品。 加工中心是一种数控机床,具有两种或两种以上加工方式(如铣削、镗削、钻削),通 过加工程序能够从刀具或类似存储单元进行自动换刀。 根据中国机床工具工业协会公布的数据,2022 年 1-12 月我国加工中心进口金额总计 23.7 亿美元,在我国金属加工机床进口中占比达 36%,是第一大品类,进口前五位品种 的进口金额合计占比达 79.4%。而从出口来看,特种加工机床及车床分别占据 31.2%、11.6%,是我国出口较多的机床产品,出口前五位品种在出口金额中合计占比达 65.3%。
各类加工中心产品应用领域差别大,均价差异高。 加工中心作为我国进口量最大的机床产品,可按照主轴布置状态进一步分为立式加工中 心、卧式加工中心及龙门加工中心。由于加工范围的不同,各类加工中心的应用领域不 同。立式加工中心适用于小型零件的高速高效加工,多应用于汽车零部件等行业;卧式 加工中心具有在一次装夹中完成箱体孔系和平面加工的性能,既可加工大零件也可分度 回转加工,广泛应用于汽车、轨交、航空航天等领域;而龙门加工中心适用于加工大型 工件及复杂形状工件,广泛应用于模具、航空航天、轨道交通等领域。 由于各类加工中心规模及生产难度的不同,各类加工中心的均价有较大差异。在相同配 置及档次的加工中心中,卧式加工中心及龙门加工中心均价普遍高于立式加工中心。以 海天精工为例,公司卧式及龙门加工中心均价在近年基本维持在 130-160 万元/台,而立 式加工中心均价则在 25-35 万元/台。
头部机床企业因产品类型不同产品均价差异大。 根据纽威数控招股说明。