報告出品/作者：財通證券、佘煒超

以下為報告原文節(jié)選

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1機床是機械加工的基礎(chǔ)設(shè)備，也是一個千億級巨大市場

1.1機床是制造業(yè)的基礎(chǔ)生產(chǎn)設(shè)備

機床是制造業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備，也被稱為“工業(yè)母機”。在一般的機器制造中，機床所擔(dān)負的加工工作量占機器制造工作總量的40%-60%，因此也被稱為“工業(yè)母機”。機床起源于十五世紀的歐洲，起初是用于加工鐘表和武器，十八世紀的工業(yè)革命推動了機床的發(fā)展。1920年后液壓和電氣元件在機床和其他機械上逐漸得到了應(yīng)用，機床進入半自動化時期。1950年后，數(shù)控機床開始出現(xiàn)，機床進入數(shù)控機床發(fā)展時代。經(jīng)過數(shù)百年的發(fā)展，機床已經(jīng)成為制造業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備，也是體現(xiàn)一個國家制造實力的重要產(chǎn)業(yè)。

金屬切削機床與金屬成型機床是核心機床產(chǎn)品，數(shù)控化率正持續(xù)提高。根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，機床工具可以分為金屬切削機床、金屬成形機床、木工機械、鑄造機械等。2021年我國金屬切削機床產(chǎn)量為60.2萬臺，其中數(shù)控金屬切削機床為27萬臺，金屬成形機床產(chǎn)量為21萬臺，其中數(shù)控金屬成形機床產(chǎn)量為2.4萬臺，金屬切削機床占據(jù)更大的市場，并且增速相對更高。數(shù)控金屬切削機床和數(shù)控金屬成形機床的增速均高于行業(yè)增速，表明機床數(shù)控化發(fā)展趨勢正持續(xù)進行。

根據(jù)加工方式的不同，金屬加工機床可以分為車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床和鏜床等。車、銑、鉆、鏜、刨、磨是基本的機械加工方式，分別也對應(yīng)著車床、銑床、鉆床、鏜床、刨床、磨床等。車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床，鏜床是指主要用鏜刀對工件已有的預(yù)制孔進行鏜削的機床，銑床是一種主要指用銑刀在工件上加工多種表面的機床，磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。隨著數(shù)控機床的技術(shù)發(fā)展，數(shù)控銑床逐漸配備刀庫，可以更換刀具進行加工，加工能力也更強，也被稱為加工中心。

1.2我國是機床消費和生產(chǎn)大國，數(shù)控機床成長空間巨大

全球機床市場規(guī)模接近5000億元，是一個巨大的市場。根據(jù)VDW（德國機床制造商協(xié)會）統(tǒng)計，全球機床行業(yè)產(chǎn)值從2009年開始呈現(xiàn)波動增長的態(tài)勢，2019及2020年由于全球疫情爆發(fā)，以及全球貿(mào)易環(huán)境緊張，導(dǎo)致行業(yè)產(chǎn)值有所下滑，2020 年全球金屬加工機床行業(yè)產(chǎn)值為4,654.50 億元。根據(jù)Gardner數(shù)據(jù)，2020年全球機床消費額約為698億美元（約4537億元），與產(chǎn)值規(guī)模相當(dāng)。

中國是全球最大的機床生產(chǎn)基地與消費市場，2021年市場規(guī)模約2000億元。根據(jù)德國機床制造商協(xié)會數(shù)據(jù)，全球主要機床生產(chǎn)國家中，中國產(chǎn)值占29%，德國占15%、日本占14%、意大利占8%，美國占7%，中國是全球最大的制造基地。從機床消費角度上看，中國機床消費占全球的32%，表明中國對機械加工的需求較大，國內(nèi)制造業(yè)正快速發(fā)展，我國也成為了全球最大的機床市場。根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2020年我國金屬加工機床消費額為213.1億美元，其中金屬切削機床消費額為138.7億美元，金屬成形機床消費額為74.4億美元。根據(jù)MIR Databank數(shù)據(jù)，2020年我國數(shù)控金屬切削機床市場規(guī)模約492億元。2021年機床工具協(xié)會未公布消費額數(shù)據(jù)，但我國機床產(chǎn)量增長接近30%，我們以此測算我國金屬加工機床市場規(guī)模約277億美元，約1927億元。

數(shù)控化率逐步提升，數(shù)控機床成長空間廣闊。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2021年我國數(shù)控金屬切削機床產(chǎn)量為27萬臺，同比增長40.2%，金屬切削機床的數(shù)控化率約44.9%，相對于2016年提升13pct，數(shù)控化率明顯提升。但全球發(fā)達國家數(shù)控化率在80%左右，我國與全球發(fā)達國家水平差距還較大。政策上，《中國制造2025》戰(zhàn)略綱領(lǐng)中明確提出：“2025 年中國的關(guān)鍵工序數(shù)控化率將從現(xiàn)在的33%提升到64%”，我國數(shù)控機床的成長空間還非常廣闊，并且確定性也比較高。

2020年我國機床行業(yè)實現(xiàn)貿(mào)易順差，但金屬切削機床仍需大量進口。我國機床行業(yè)進口依賴度高，2019年以前進口規(guī)模大于出口規(guī)模，2020年才實現(xiàn)貿(mào)易順差。我國每年仍有大量機床依靠進口，根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年我國進出口總額331.3億美元，同比增長29.6%，其中進口138.4億美元，同比增長20.4%，出口192.9億美元，同比增長37.2%，行業(yè)保持了自2019年6月以來的順差態(tài)勢。細分來看，磨料磨具、切削刀具、木工機床、金屬成形機床和鑄造機械六個細分市場均實現(xiàn)貿(mào)易順差，但金屬切削機床進口金額高達62.4億美元，同比增長27.3%，大幅高于出口金額的36.5億美元，金屬切削機床的進口依賴度仍然較高。從全球來看，貿(mào)易順差金額靠前的國家/地區(qū)主要為日本、德國、中國臺灣、意大利、瑞士等，日本和德國也是全球高端機床的主要生產(chǎn)國家。

日德為我國主要進口來源國，立加是主要進口機床類型。我國機床進口來源主要包括日本、德國、中國臺灣、韓國等，前四大國家/地區(qū)進口占我國進口總量的6.5%。我國機床出口相對分散，出口國家主要包括越南、美國、印度、俄羅斯聯(lián)邦、韓國等，占比最高的越南為8%左右。進口機床以加工中心為主，特種加工機床和磨床的進口占比也高于10%，出口機床特種加工機床為主，加工中心占比僅有5.5%。對于數(shù)控機床細分市場來看，2018年我國進口數(shù)控機床中，立式加工中心在數(shù)量和金額上均占據(jù)主導(dǎo)地位，而出口機床中以金屬成形機床為主。

1.3機床產(chǎn)業(yè)鏈及下游應(yīng)用

機床的上游為機械配件和核心功能部件，包括鈑焊配件、鑄件、數(shù)控裝置、電氣元件等，中游為機床生產(chǎn)制造商，下游為機車、航空航天、模具、3C等制造業(yè)。

從機床結(jié)構(gòu)上看，數(shù)控機床由機床主體、傳動系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成，機床主體是機床的框架，包括床身及底座鑄件、主軸及變速箱等，傳動系統(tǒng)包括傳動機械、輔助動力系統(tǒng)等，機床主體和傳動系統(tǒng)構(gòu)成工件加工的基礎(chǔ)，其剛度、抗震性等要求比較高。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的大腦，包括控制系統(tǒng)、驅(qū)動裝置、檢測裝置等。數(shù)控機床成本構(gòu)成主要包括結(jié)構(gòu)件、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、刀庫及其他，其中結(jié)構(gòu)件占35%，控制系統(tǒng)占22%，傳動系統(tǒng)占20%，驅(qū)動系統(tǒng)占13%，總計達到90%，完整的數(shù)控系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)及驅(qū)動系統(tǒng)，占據(jù)機床成本的35%左右，是最核心的部件。

機床結(jié)構(gòu)件已經(jīng)實現(xiàn)部分國產(chǎn)化替代。機床結(jié)構(gòu)件主要包括鑄鐵、鋼材等產(chǎn)品，經(jīng)過加工后可以形成機床床身、梁柱等，對機床有支撐作用，國內(nèi)具有完備的生產(chǎn)能力，多數(shù)機床結(jié)構(gòu)件可以實現(xiàn)國產(chǎn)化，但高端機床機構(gòu)件仍然需要進口，包括床身、工作臺等產(chǎn)品。

機床下游應(yīng)用涉及各行各業(yè)，汽車行業(yè)應(yīng)用占比最大。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，我國數(shù)控機床下游中，汽車行業(yè)占40%，航天航空領(lǐng)域占17%，模具行業(yè)占13%，工程機械行業(yè)占10%，其他行業(yè)占20%，汽車行業(yè)對機床的需求量最為巨大。

（1）汽車行業(yè)的應(yīng)用

汽車產(chǎn)業(yè)包括汽車整車、零部件設(shè)計研發(fā)、制造、銷售、售后服務(wù)以及報廢回收全過程的龐大產(chǎn)業(yè)鏈。整車全部裝備價值量70%左右的零部件均需要用到數(shù)控機床加工，同時汽車整車制造也依賴于機床，因此機床是汽車生產(chǎn)的重要設(shè)備，也直接影響到汽車的制造成本。在國際上，汽車強國一般同時又是機床強國，美、日、德、意等國機床工業(yè)對汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重要的影響。

（2）航空航天的應(yīng)用

航空航天屬于機床應(yīng)用中比較高端的場景，其高端機床目前以進口為主。航空航天產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能、性能、產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的要求非常高甚至苛刻，并且會采用很多新材料、新結(jié)構(gòu)，因此對機床的要求也比較高。目前五軸聯(lián)動加工中心是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等加工的唯一手段，因此五軸聯(lián)動數(shù)控機床在航空航天領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用。

（3）模具行業(yè)的應(yīng)用

模具是工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具，其主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)對物品外形的加工。數(shù)控機床精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，對加工對象的適應(yīng)性較強，能夠有效提升生產(chǎn)效率，能夠適應(yīng)模具生產(chǎn)更為精細、快速的加工需求。

2我國機床“大而不強”，國產(chǎn)化替代持續(xù)推進

2.1歐美日占據(jù)機床高端市場，我國機床產(chǎn)業(yè)仍有明顯差距

國際龍頭企業(yè)收入規(guī)模超300億，國內(nèi)機床企業(yè)規(guī)模偏小。2019年，全球前五大機床企業(yè)為山崎馬扎克、通快、德馬吉森精機、馬格、天田，其中馬扎克2019年收入規(guī)模為52.8億美元。德國通快為全球市場規(guī)模第二的機床企業(yè)，其主要產(chǎn)品為金屬成形機床。全球前十大機床企業(yè)中，日本有5家（包括合資），德國有4家（包括合資），美國有2家，足以體現(xiàn)日本、德國、美國在機床領(lǐng)域的競爭地位，而中國同期并無企業(yè)收入體量能邁入前十之列，同期收入體量最高的國內(nèi)上市公司為創(chuàng)世紀，其收入規(guī)模為21.81億元。根據(jù)機床工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，我國2020年規(guī)模以上（年度營收2000萬以上）的機床工具制造企業(yè)有5720家。經(jīng)過我們測算，2020年我國金屬切削機床企業(yè)共有833家，平均營收1.3億，金屬成形機床共有529家，平均營收1.19億元，行業(yè)參與者較多，多數(shù)體量不大。

我國仍需進口大量高端機床，出口機床附加值較低。2020年我國機床工具行業(yè)實現(xiàn)貿(mào)易順差，但是金屬切削機床仍然需要大量進口，2021年金屬切削機床進口規(guī)模高達62.4億美元，而以五軸聯(lián)動機床、高端數(shù)控磨床為代表的高端機床產(chǎn)品嚴重依賴進口。2010~2017年我國出口金屬切削機床單價在350美元左右，而進口機床單價在107929美元左右，是出口機床的300倍以上。2021年我國機床進口數(shù)量為10.74萬臺，進口金額為82.4億美元，進口機床單價為7.7萬美元，我國出口數(shù)量為2843.08萬臺，出口金額為86.55億美元，出口機床單價為304美元，出口單價是進口單價253倍，出口附加值相對水平仍然較低。

我國機床的可靠性、精度等性能相對國外機床仍有一定差距。機床是一個比較復(fù)雜的機械設(shè)備，精度、精度保持性、可靠性等是衡量機床優(yōu)劣的重要參數(shù)。行業(yè)內(nèi)用“平均無故障時間”（MTBF）來衡量機床的可靠性，也就是機床從一次故障到下一次故障的平均時間，根據(jù)《數(shù)控機床裝配質(zhì)量建模與診斷技術(shù)研究》數(shù)據(jù)，國內(nèi)機床的MTBF在500~1000小時居多，而國外同類產(chǎn)品的MTBF是國內(nèi)產(chǎn)品的2~4倍。影響精度保持性的因素包括鑄件、裝配等基礎(chǔ)工作，以及核心零部件的質(zhì)量、機床設(shè)計等。

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