机床行业研究报告工业桂冠国产起航.docx

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机床行业研究报告工业桂冠国产起航

机床行业研究报告：

工业桂冠，国产起航

一、机床产业：

制造业中应用广泛，全球市场波动前行

1、加工技术皇冠，工业制造之基

机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。

现代机械制造中加工机械零件的方法很多：

除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。

具体分类看，机床一般分为金属切削机床、金属成形机床和木工机床等。

按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。

此外，机床按是否使用数控系统，可以分为数控机床和非数控机床。

从统计局和年鉴的口径来看，机床行业主要包括金属切削机床和金属成形机床。

金切机床是机床工具行业中经济规模最大、地位最显著的领域。

2020年金切机床制造主营业务收入占金切机床和金属成形机床主营收入总和的63.26%。

狭义的机床主要指金属切削机床。

从加工金属零件的基本操作来说，金属切削机床主要是“车铣刨磨”四种。

由于大多数易损零件并没有很长的平面需要“刨”，刨床的工作往往用铣床代完成，因此四大切削手段只对应“三大机”：

车床、铣床和磨床。

铣床用于加工平面，主要功能是完成机械零部件的轮廓和键槽的加工。

其特点是固定工件，有高速旋转的刀具根据零部件结构或槽的形状完成走刀。

车床用于切削加工回转面，可以根据机械零件结构的不同更换不同的刀具来完成车外形、镗内孔，甚至可以完成零部件的钻孔、扩孔、滚花等加工。

车床的主要作用是完成零部件回转面的加工，其特点是刀塔固定而工件高速旋转。

磨床的作用是对工件配合面进行粗糙度的修正，即加工表面粗糙度。

表面粗糙度关系到一个机械体系的运行平稳性和使用精度。

从市场份额看，以中国和德国为例，根据中国海关总署统计，国内2013年铣床（广义，含加工中心、钻床、镗床）产值占金属切削机床34.78%，车床占28.29%，磨床占3.95%。

铣床（广义）和车床产值占比较大。

德国2019年铣床及加工中心和柔性制造系统产值占比36.48%，车床产值占比为15.71%，砂轮机、磨孔机、卷板机和抛光机产值占比为12.59%。

从应用范围看，机床应用范围较广。

以数控机床为例，其广泛用于汽车、通用机械、3C电子、模具等行业。

其中，汽车行业仍是数控机床市场规模占比最大的下游行业。

2、全球机床市场在波动中增长，中国占有重要地位

全球机床市场在波动中上升，近年来整体需求维持相对高位，受中美贸易摩擦和新冠疫情影响有下降趋势。

根据VDW（德国机床制造商协会）统计，2019年全球机床产值为722亿欧元，同比下降7.9%，或终结2017年以来的全球机床景气。

但总体而言，自2003年以来，全球机床产值表现震荡上行特征。

2003-2019年，全球机床产值年复合增长为5.2%。

2019年全球产值出现下滑，主要系中美贸易摩擦使全球资本开支相对谨慎，下游需求出现萎缩，尤其是中国汽车行业需求较差。

2020年全球遭遇新冠疫情，VDW在其2020年发布的《2019年机床市场报告》中认为疫情扩张将使需求进一步受损，尽管中国机床市场有强劲复苏，但难挽全球颓势，预计2020年全球机床市场将有28%的大幅下滑，且可能在2023年才能恢复到疫情前水平。

全球机床市场供需结构总体稳定，中国在全球机床行业中仍将继续保持其重要地位。

中国一直是世界最大的机床生产国和消费国，深刻影响世界机床市场的供需结构。

从机床产值看，2018-2019年全球机床产值分别为784亿欧元、722亿欧元，其中我国机床产值分别为198.65亿欧元、173.47亿欧元，占比分别为25.3%、24.0%。

2019年中国机床产值占比分别领先德国、日本6.5pct、8.0pct。

从机床消费看，2019年全球机床消费约716亿欧元，其中中国机床消费额198.63亿欧元，占比28%，分别领先美国、德国17pct、18pct。

对于中国机床企业而言，境外机床消费需求空间可观。

二、中国机床：

行业周期中的高端化趋向

1、经历长期调整阶段，国产替代和数控化是发展趋势

国内机床工具协会将机床工具企业划分为8个细分行业，截至2020年12月，我国机床工具行业规模以上（年营业收入2,000万元以上）企业共计5,720家。

整个机床工具行业规模较大，根据国家统计局，2020年机床工具行业实现营业收入规模为8622.5亿元，同比小幅增长5.5%，主要下半年制造业景气度提升，行业需求较好。

细分行业看，磨料磨具、工量具及量仪营收占比较大。

回顾我国机床市场的发展历史，我国机床市场经历了快速发展时期和需求波动调整时期。

2002-2008年以来，受益于加入WTO，我国开始参与全球产业分工。

内外需拉动国内机床消费量随之稳步提升，保持较快增长。

2008年国内金属加工机床消费量达到194.41亿元，2002-2008年金属加工机床消费量年均复合增速为24.62%；

2008年全球爆发金融危机，受此影响，2008-2009年全球机床产销均出现较大程度下滑。

但国内由于4万亿投资刺激，国内机床消费量逆势上涨，并于2011年机床行业达到顶峰。

由于各大机床厂商疯狂扩张产能，此时整体市场产能已明显过剩；

2012年开始，由于前期激进扩张透支后续需求，金属加工机床消费量开始大幅下滑。

2013年相对稳定的汽车行业以及快速发展的电子行业，对数控机床行业下滑趋势有一定的支撑作用。

2014年，以智能手机为代表的电子行业对于CNC钻工中心以及立式加工中心需求增长旺盛，贡献增量需求。

但随后，汽车行业的产能出现过剩，电子行业投资增速放缓，传统重型制造工业一直处于下行，低端制造业面临更大的淘汰压力，市场投资意愿减弱。

尽管部分年份由于下游部分行业需求轮动出现短暂回暖，但2015年以后数控机床市场整体走势呈现震荡下行的特征。

尤其是2019年中美贸易摩擦影响下，国内汽车行业等金属加工机床重点应用行业资本支出放缓，使整体消费量进一步下滑；

2020年，由于疫情因素机床工具行业一季度营收出现大幅下滑。

但随后海外疫情扩散叠加国内疫情得到控制，国内制造业开始承接海外需求带动制造业整体景气度上行。

机床工具行业受益明显，营收累计同比跌幅逐月收窄，总体呈现低开高走的修复趋势。

2020年全年机床工具行业营收同比仅下降0.5%，金属加工机床消费量同比仅下滑4.48%。

国内机床工具行业需求的较大波动，也使国产机床在曲折中发展前进。

根据机床工具工业协会，2011-2019年我国国产机床的市占率也存在明显的波动。

尤其是国产金属切削机床，其市占率在2018年以前均于一定区间内窄幅波动，表明国产机床与外资品牌在这一时期竞争相对“静态”，国产机床的竞争力并没有本质上的显著提升。

2018年以后行业运行开始出现变化。

国产机床的市占率在国内机床消费量缩量的环境下仍实现逆势增长。

2020年国产金属加工机床市占率达到约72%，接近2016年的历史高点；国产金属切削机床市占率达到约65%，创下新的历史高位。

我们认为，2019年以来国产机床的市占率提升或源于中美贸易摩擦背景下，国产机床产业链提高自供率的迫切需求，其中包含国产机床尤其是民营机床产品经过多年技术积累，逐步显现的竞争力提升。

本轮国产机床市占率提升有望持续，并进一步深化国产替代趋势。

从国内金属加工机床的进出口数据看，近年来机床进口情况已发生较大变化。

2012年以前金属加工机床进口金额总体跟随金属加工机床消费量变动趋势，实现稳步提升。

2012年以后金属加工机床总体表现为进口金额下滑、进口机床单价不断提升的特点。

进口金额下滑主要由于近年来机床消费量趋势性下滑影响叠加国产替代程度不断提升。

而进口机床单价增长及国内生产机床均价上升除反映国内对高端数控机床仍有刚性需求外，也表明国产机床替代已形成不断由中低端市场向高端市场渗透的发展趋势，是国产机床相对国外品牌技术竞争实力的综合提升。

根据前瞻产业研究院，2014-2018年国内中低档数控机床国产化率分别由65%、45%提升至82%、65%；高端数控机床国产化率则由2%小幅增长至6%，各档次数控机床产品国产化率均出现稳步提升。

此外，我国机床的消费结构亦出现较大变化，主要表现在数控机床占比提升。

以金属切削机床为例，根据国家统计公布的金属切削机床和数控金属切削机床产量数据测算，国内新增金属切削机床的数控化率已由2008年的19.80%提升到2020年的43.19%。

我国正处于产业结构调整升级阶段，机床数控化是机床行业的升级趋势。

尽管国内数控机床占比稳步提升，但相较日本、德国等发达国家接近100%的机床数控化率，当前中国的数控化水平明显偏低。

未来机床数控化率提升是行业发展趋势，数控机床新增和更新替换需求潜力巨大。

2、行业景气20Q2开始回升，金切机床恢复更显著

我们认为，尽管当前行业总体处于调整期，但机床行业触底反弹拐点或已显现。

2020年二季度开始，金属切削机床市场出现明显的边际改善。

2020年机床工具行业、金属切削机床制造营收累计同比跌幅逐月收窄，且国内金切机床的产量全年运行呈现低开高走的特征，二季度以来金切机床当月产量同比均实现较高增长。

2021年前3月国内金切机床的累计产量6万台，同比增长42.9%。

通过对金切机床历史单月产量数据进行梳理，其显示出约3.5-4年的周期规律，当前时间点正处于产量上行周期起步阶段，有望维持较长时间的景气趋势。

2020年下半年以来，日本对华金切机床销售订单净额增速均维持在50%及以上，且增速稳步扩张。

2021年3月日本金切机床对华销售订单净额为373亿日元，同比增长230.1%。

通过对日本金切机床对华销售订单历史数据进行梳理，其显示出约3.5年的周期规律，当前时点正处于上行区间。

根据中国机床工具工业协会统计，2020年1-12月重点联系企业的金属切削机床新增订单同比增长15.3%，在手订单同比增长9.5%。

而2019年1-12月重点联系企业的金属切削机床新增订单同比-30.40%，在手订单同比-17.20%。

2020年在疫情背景下，重点企业2020年的订单情况仍较2019年明显好转。

外资在竞争中仍占鳌头，民营开始崛起

全球范围内的主要机床制造大国包括德国、日本、美国、中国等。

根据赛迪顾问发布的2019年数控机床产业数据，全球高档数控机床龙头企业主要集中在德国、日本和美国。

具体看，德国数控机床及各种功能部件在质量、性能上均位居世界前列，随着德国“工业4.0”战略的推出，以智能制造为主导的制造业升级转型将为德国机床带来新的增长点及技术领先优势。

日本机床注重发展关键技术，具有较强核心竞争力的数控系统及产品，在国际市场上将持续拥有较强的竞争力。

美国在数控机床的设计及制造方面亦具有一定竞争力，近年来在其重返制造业及制造业产业链重构的带动下，其在中高端数控机床市场空间需求呈现增长的态势。

而中国机床行业起步晚，但整体发展迅速，政府产业政策对机床行业的创新发展起了一定的引导作用，中国机床行业在技术、市场规模上都有显著增长。

国内机床行业结构性分化较为严重，汽车等传统制造业以及航空航天等精密制造业的高端机床主要被德、日、美、韩等外资企业占据。

外资龙头机床企业销售规模一般可达人民币百亿级，在世界多个国家开设了分子公司，拥有遍布全球的生产基地和经销商网络，产品涵盖数控车床、加工中心、镗铣机床等多项产品。

这些外资产品在国内市场竞争中处于第一阵营。

我国国有机床企业由于市场竞争的加剧和企业管理等多方面原因，在国内机床市场中的份额不断降低；而民营机床企业凭借对市场的敏锐度，持续加大研发投入，企业实力增强，在国内机床市场中的份额呈上升态势。

少数国产数控机床厂商在汽车、模具、航空航天等高端数控机床方面快速发展，逐步进入国内市场竞争中的第二阵营。

从具体竞争格局看，机床企业主要包括华中数控、海天精工、日发精机、亚崴机电、友佳国际、国盛智科、浙海德曼等国内企业及海德汉、马扎克、大隈、德马吉森精机、西门子、哈默等海外企业。

可见，海外机床企业产品品类更多，且覆盖行业面更广，服务全球客户。

尤其在知识产权方面，由于发展较早，已有丰富的技术积累，在专利数量上明显高于国内企业。

但近年来，国内机床企业发展迅速，尤其是民营企业崛起较快。

以润星科技、浙海德曼、科德数控、国盛智科为代表的民营企业营收规模虽有所波动，但总体保持稳步扩张。

对比国企沈阳机床经营规模已出现较大萎缩，民营企业在对抗行业波动、应对行业激烈竞争中表现出更好的韧性。

在盈利能力方面，民营机床企业也表现优于国企，相较于国企部分年份出现大幅亏损的情况，民营企业的归母净利润尽管有所波动，但总体保持增长趋势。

三、国内厂商发展路径：

依托重点产业，由专用到通用

机床是制造业的工具，制造业越发达，相关的工具市场也就越发达。

对国产机床厂商而言，短期内整体赶超海外龙头厂商难度较大。

由于机床生产难以实现自动化和少人化，国内机床厂家无法通过设备和工具保障质量。

工人的时间和精力是有限的，在保证装配质量的前提下，机床产量相对有限，难以通过工序拆解让普通工人经过短期培训对机床进行流水线式的生产。

另一方面，高端制造业用户对设备的粘性较大。

对机床来说，生产效率、运行稳定性、维护成本等因素均对客户采购产生重要影响，大多数情况下生产厂家不轻易更换设备供应商。

因此，传统的“薄利多销”模式对机床行业失效，而依托重点产业进行突破是一条已被验证的道路。

对于大部分机床企业而言，只有成为某个细分领域的专家才能快速占领市场，用技术壁垒和市场壁垒获得相对更高的利润率，从而避免加剧低端竞争。

创世纪和科德数控是较为典型的代表。

1、创世纪：

立足3C钻攻机优势，通用机床渐入佳境

公司目前产品类别较多，包括3C机型和通用机型等，总种类数全国领先。

钻铣攻牙加工中心产品系公司的核心主导产品。

公司生产的钻铣攻牙加工中心目前主要大批量应用于消费电子行业，在技术水平、产销规模、服务能力等方面可与全球领先的日本FANUC、兄弟公司竞争，获得了比亚迪电子、长盈精密等全球知名消费电子结构件制造商的高度认可。

目前公司产销量、市场知名度、质量稳定性等综合能力居国内领先地位。

回溯发展历程，台群精机（公司创立的机床品牌）于05年正式成立，由于3C终端消费在中国迅速发展叠加相关产业链向中国转移，公司依托优势产业发展基础，切入3C行业机床设备领域。

2010年公司第一台钻攻机研发成功并投入市场，并在当年突破销售5000万元。

随后，公司陆续推出精雕机、高光机等设备并逐步释放产能，营收进入快车道。

2012年公司年销售额突破2.7亿元。

2015年公司增设南浦生产基地，月均产量已达1800余台。

借助国内3C行业快速发展的契机，公司钻攻机等3C专用机床迅猛增长。

18-19年3C行业需求较15-17年有所回落，以典型的3C产品智能手机出货量为例，2016年达到高位后，其已连续多年出现下滑。

3C行业固定资产投资增速明显放缓叠加中美贸易摩擦等因素使制造业资本开支趋于谨慎，公司机床销售额从高位回落但仍处于较高水平。

基于对3C业务周期性波动的判断，公司调整资源投放，2017年后，公司借助在3C领域的人才储备、技术积累、品牌影响力、供应链管理和规模化制造优势，以立式加工中心产品作为突破口加快在通用机床领域的布局。

公司由此形成了一条由专用机床向通用机床的发展道路。

我们认为于公司而言，由专用到通用很好地利用了当前公司发展的优势：

相较于用于3C等行业的专用机床，通用机床的加工精度等指标性能要求相对较低。

比如公司钻攻中心产品主要用于3C产品加工制造，定位精度0.006mm，重复定位0.004mm。

精度要求高于立式加工中心、卧式加工中心等偏通用性机床。

公司深耕专用机床行业多年，加工精度等性能指标已经获得市场认可，由专用切入通用机床领域，技术性困难或较小。

专用机床和通用机床在原材料和器件采购上并无本质的区别，二者均包括支承部件、主轴部件、控制部件、伺服系统、传动系统等。

公司当前专用机床销量累计已经突破70000台，销量基数较大且仍在稳步提升，在战略采购、集采及定制化采购上已形成一定的规模优势。

通用机床虽销量相对较小，但是与专用机床共同采购原材料和器件，也享有集采优势，从而在业务起步和发展阶段就具备产品生产成本竞争优势。

采取积极的销售策略推动公司通用机床产品销售。

公司持续打造“狼性”营销团队及构建适应竞争的营销体系。

3C领域产品形成的直销模式已表现贴近市场，实现快速布局、渠道下沉，在服务能力、反馈速度、属地化竞争、远程管控等竞争优势。

通用机床与3C领域产品部分客户有重合，可凭借成熟的销售模式和已有的渠道优势实现较快的市场渗透。

且公司针对通用机床下游行业分布较广及客户较分散的特征，开始积极尝试分销模式。

通用机床产品市场拓展有望加速。

同时，公司此前便通过积极参加各类国内外展会打开了品牌知名度和国际市场。

近几年，公司仍通过参加各类展会进行“刷脸式”营销。

根据对台群精机公众号的展会邀请信息统计，2020年由于疫情因素，公司自下半年开始首展以来，一共参与15场展会进行产品推广。

参展安排密集，有利于通用机床产品品牌推广。

此外，近年来公司积极开辟线上渠道，推出“赠送优惠券”、“千人团购”、“一元抢购”、“线上云展播”推“爆款产品”等多样化的促销策略，实现通用系列产品活跃度、用户数、成交量的跃升。

支承结构、主轴部件、数控系统、直线导轨和蜗杆副等传动机械均会对机床的关键性能产生重要影响。

而公司专用机床产品和通用机床产品在重要零部件的选择策略是一致的，采取“强强联合”，通过外采知名国内外企业的零部件产品，并利用国内生产成本优势，形成最终机床整机产品的较好性价比。

比如数控系统公司主要采用发那科、西门子、三菱数控模块，部分产品采用华中数控控制产品。

公司主轴轴承为NSK、FAG、SKF、GMN等国际知名品牌，气动系统采用日本SMC等品牌，三轴丝杠导轨采购上银等中国台湾地区优质产品。

公司在3C行业机床已发展多年，有比较稳定的供应商格局和外采部件实践经验。

由此切入通用机床可提供性价比高、稳定性强、性能优势的通用机床产品。

当前，公司通用机床市场开拓已取得明显效果，集中资源重点打造的立式加工中心系列产品，实现了连续三年销量翻番。

其中立加中心V系列在2020年销量达4040台。

根据台群精机公众号，2021年1月在立加V856系列产品性价比优势叠加开年线上优惠团购活动推动下，立加856系列已累计签单超过2000台、出货超过1000台。

通用机床业务已渐入佳境，成为公司业务增长的关键驱动力。

2、科德数控：

五轴机床执牛耳者，技术驱动横向扩张

科德数控从事高端五轴联动数控机床及其关键功能部件、高档数控系统的研发、生产、销售及服务，主要产品为系列化五轴立式（含车铣）、五轴卧式（含车铣）、五轴龙门、五轴卧式铣车复合四大通用加工中心和五轴磨削、五轴叶片两大系列化专用机床，以及服务于高端数控机床的高档数控系统、伺服驱动装置、系列化电机、系列化传感产品、电主轴、铣头、转台等。

公司拥有专业的技术研发团队及完善的生产、市场、售后体系，为用户提供数控领域完整解决方案，拥有亚洲最大的1.5万平恒温恒湿地下车间，提供最优质的机加及装配环境。

此外，依托集团在建25万平方米智能制造装备产业园，公司未来可以统筹资源，保障智能化配套生产。

2020年公司营业收入1.98亿元，17-20年复合增速为38.5%，2020年实现归母净利润0.35亿元，17-20年复合增速为70.6%。

公司下游最终应用领域集中于军工领域，这与公司发展过程中的战略定位密切相关。

自2008年设立以来，考虑到国家对航空航天领域的战略需要以及其较高的技术要求，公司集中资源聚焦航空航天领域进行重点突破，在与其相关的五轴联动数控机床整机、高档数控系统及关键功能部件方面形成了一系列核心技术和核心产品。

在航空航天等高端制造领域，以叶轮叶盘、透平机械类为代表的典型复杂曲面零件必须由具备高动态、高精度、高响应能力的高端五轴联动机床加工完成。

2015年以前，中国高端数控机床市场几乎被几大国外巨头占据。

主要原因为该类设备的研制需要具备一流的精密机床设计和制造技术，并与尖端的数控技术密切配合方可实现，核心技术的研发和产业化能力的形成难度极大。

公司通过多年的技术攻关和积累，其各系列高端数控机床在航空、航天、清洁能源、汽车等国家重点领域实现了应用，形成了规模化的进口替代，受到用户好评。

受研发资源和产能限制，近年来公司的主要客户仍以航空航天领域为主。

随着公司市场化进程的逐步加快，公司正在以数控系统技术、伺服驱动技术、电机技术等基础共性技术为核心，逐步实现向精密模具、汽车、清洁能源、工程机械等诸多领域拓展的目标。

2018-2020年公司高端数控机床业务的销售收入分别为9468.53万元、12855.05万元和17175.26万元，2019-2020年同比增长分别为35.77%和33.61%。

下游民用制造业转型升级、降本增效，使其对高端制造装备尤其是五轴联动数控机床的需求逐渐提升。

公司五轴卧式加工中心在2020年实现销售3821.42万元，占高端数控机床收入的22.25%，其中五轴卧式KHMC80U在前期已实现航空航天领域销售的基础上，近年来新获得了汽车发动机制造行业的大量订单，2020年共实现销售2888.5万元。