機床行業(yè)報告:工業(yè)母機自主可控加速,政策組合拳帶動行業(yè)投資
報告出品/作者:申萬宏源研究、王珂、李蕾、劉建偉
以下為報告原文節(jié)選
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1. 制造業(yè)復蘇周期將至,機床行業(yè)有望受益
1.1 工業(yè)母機,行業(yè)競爭者眾多
機床是將金屬毛坯加工成機器零部件的機器,是制造機器的機器,亦稱作工業(yè)母機、工作母機或工具機。機床的品種、質(zhì)量和加工效率直接影響著其他機械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平,因此,機床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)模是一個國家工業(yè)發(fā)達程度的重要標志之一。現(xiàn)代機械制造中加工機械零件的方法包括:切削加工、鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等。一般機械制造中,機床承擔的加工工作量占機器制造工作總量的 40%-60%。在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化建設(shè)中起重要作用。
根據(jù)加工方式的差異,機床可分為金屬切削機床和金屬成形機床。金屬切削機床是我國機床工具行業(yè)中經(jīng)濟規(guī)模最大、地位最顯著的工業(yè)領(lǐng)域。金屬切削機床是用切削、磨削等方法加工各種金屬工件,使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機床,包含車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床等眾多不同用途的細分品類。金屬成形機床即鍛壓設(shè)備,通過對金屬施加壓力使之成形,包括液壓機、機械壓力機、沖壓機、折彎機、冷鍛機等。
全球機床行業(yè)產(chǎn)值波動上升,日德為主要機床大國。根據(jù)德國機床制造商協(xié)會數(shù)據(jù),2021 年全球機床行業(yè)產(chǎn)值達到 709 億歐元,同比增長 20%,從 2002 年至今,機床行業(yè)產(chǎn)值整體呈現(xiàn)波動上升的態(tài)勢。德國重視數(shù)控機床和配套件的高精尖和實用性,各種功能部件研發(fā)生產(chǎn)高度專業(yè)化,在質(zhì)量、性能上位居世界前列;日本重點發(fā)展數(shù)控系統(tǒng),機床企業(yè)注重向上游材料、部件布局,一體化開發(fā)核心產(chǎn)品。
我國機床行業(yè)規(guī)模迅速擴張,目前已成為世界最大的機床生產(chǎn)國和消費國。我國機床行業(yè)起步晚,但整體發(fā)展迅速,政府在產(chǎn)業(yè)政策等方面積極引導機床行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,目前我國已經(jīng)成為世界最大的機床生產(chǎn)國和消費國。國內(nèi)機床企業(yè)處于世界最大的機床消費市場,對市場具備較高的敏感度和較快的銷售和服務響應時間。2021 年我國機床產(chǎn)值 218.14億歐元,占全球機床行業(yè)總產(chǎn)值的 31%;消費額 235.88 億歐元,占據(jù)全球 34%的份額。
機床產(chǎn)量周期性波動,金屬切削機床占據(jù)主要地位。我國機床行業(yè)產(chǎn)量與制造業(yè)發(fā)展情況密切相關(guān),從 21 世紀初到 2014 年,受益于加入 WTO 后帶來的貿(mào)易增長,我國機床行業(yè)產(chǎn)量迅速上升,2011 年達到頂峰并持續(xù)在高位波動;2015 年起由于機床存量的快速提升以及更新需求不足,機床產(chǎn)量逐漸下滑;2020 年后,機床產(chǎn)量觸底反彈,主要系疫情后國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)迅速恢復推動制造業(yè)恢復,2021 年我國機床產(chǎn)量合計 81.2 萬臺,同比增長 25.3%。在我國機床行業(yè)當中,金屬切削機床占比最大,2021 年我國金屬切削機床產(chǎn)量60.2 萬臺,同比增長 35.0%,約占機床總產(chǎn)量的 74.14%,金屬成形機床 21 萬臺,同比增長 4.0%。
1.2 自動化行業(yè)拐點將至,機床投資或?qū)⒂瓉砩闲兄芷?/b>
信貸數(shù)據(jù)是制造業(yè)資本開支的領(lǐng)先指標,資本開支與流動性緊密相關(guān),目前企業(yè)中長期貸款數(shù)據(jù)已形成上行趨勢。企業(yè)中長期貸款主要為金融機構(gòu)向?qū)嶓w部門的投資規(guī)模,反映經(jīng)濟復蘇情況,從歷史數(shù)據(jù)來看,一般領(lǐng)先通用自動化行業(yè)需求指標 6-12 個月。根據(jù)人民銀行數(shù)據(jù),中長期貸款增速明顯提升,企事業(yè)單位 2022Q3 貸款余額 137.08 萬億元,同比+13.1%,增速比上半年高 0.5pct;其中,中長期貸款余額 83.86 萬億元,同比+12.7%,增速比上半年高 0.7pct。工業(yè)中長期貸款提升趨勢延續(xù),2022Q3 余額 16.08 萬億元,同比+23.3%,比上半年高 2.1pct。
從中觀數(shù)據(jù)來看,機床、工業(yè)機器人和叉車等數(shù)據(jù)均有反彈跡象。1)機床是工業(yè)母機,機床的需求變動和資本開支相關(guān)性較強。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),2022 年 9 月金屬切削機床產(chǎn)量 4.4 萬臺,同比下降 12%,降幅環(huán)比收窄 1.5pcts。2)日本機床訂單是國內(nèi)通用制造業(yè)復蘇的前瞻性指標,反映了制造業(yè)資本開支,變化幅度更大:根據(jù)日本工作機械工業(yè)會數(shù)據(jù),2022 年 9 月中國機床訂單額 327 億日元,同比增長 26.3%,已連續(xù) 2 個月正增長。3)叉車銷量增速降幅收窄:9 月叉車月銷量 8.6 萬臺,同比-5.5%;1-9 月累計銷量80.8 萬臺,同比-4.58%,2022Q2 以來同比增速連續(xù)為負,9 月數(shù)據(jù)降幅明顯收窄。4)9月規(guī)模以上企業(yè)工業(yè)機器人產(chǎn)量 4.2 萬臺,同比增長 15.1%,環(huán)比增長 4.2%,從 22 年 3月以來首次恢復正增長。
日本對華機床訂單連續(xù) 2 月正增長,9 月同比增加 26%。日本工作機械工業(yè)會發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,9 月來自中國的機床訂單額(確報值)同比增加 26.3%,達到 327 億日元,已實現(xiàn)連續(xù) 2 個月正增長。8 月日本對華機床訂單額為 298.48 億日元,同比增長 24.9%,1-8月日本對華機床累計訂單額為 2539.37 億日元,yoy+0.7%。雖然經(jīng)濟增速放緩導致建筑機械相關(guān)領(lǐng)域和智能手機領(lǐng)域需求暫時告一段落,但半導體和純電動汽車(EV)及電池等相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)備投資正在擴大,高精度切削金屬機床的洽購增加。
2. 我國機床市場大而不強,自主可控迫在眉睫
2.1 我國機床市場大而不強,高端數(shù)控仍依賴進口
我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)鏈被海外掣肘多年,亟需推動國產(chǎn)替代進程。數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)鏈可分為上、中、下游:1)上游原材料及零部件,核心零部件包括數(shù)控系統(tǒng)、鑄件、傳動系統(tǒng)部件、功能部件、鈑焊件等,其中高檔數(shù)控系統(tǒng)價值約占數(shù)控機床成本的 20%-40%,目前國內(nèi)高檔數(shù)控系統(tǒng)主要依賴于國外進口,但國外高檔數(shù)控系統(tǒng)的功能通常無法完全開放,使我國高端數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)受制于國外;2)中游數(shù)控機床行業(yè),以金屬切削機床和金屬成形機床為主;3)下游廣泛應用于汽車制造、航空航天、工程機械、模具、船舶制造等行業(yè)。
核心技術(shù)壁壘極高,高端數(shù)控機床受制于人。高端機床裝備的研制需要具備一流的精密機床設(shè)計和制造技術(shù),以及尖端的數(shù)控技術(shù)密切配合,核心技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力的形成難度極大。長期以來,我國高端數(shù)控機床設(shè)備大量依賴進口。從過去的“巴統(tǒng)清單”到“瓦森納協(xié)定”,西方發(fā)達國家一直把五軸數(shù)控系統(tǒng)及五軸聯(lián)動數(shù)控機床作為戰(zhàn)略物資,實行出口許可證制度,對包括中國在內(nèi)的諸多國家實行了嚴格的技術(shù)封鎖。近年來,隨著中國綜合國力的快速崛起和全球產(chǎn)業(yè)鏈的價值重配,中國和西方發(fā)達國家之間的競爭逐漸演變成新一輪科技和產(chǎn)業(yè)的全方位競爭。
當前我國工業(yè)母機瓶頸仍然突出,中國機床行業(yè)大而不強。我國是世界上最大的機床生產(chǎn)國、消費國和出口國,2021 年我國機床行業(yè)產(chǎn)值/消費額分別為 218/236 億歐元,分別占據(jù)全球機床行業(yè)的 31%/34%。隨著工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級,我國正在經(jīng)歷從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的重要階段,對機床的加工精度、效率、穩(wěn)定性等精細化指標要求逐漸提升,中高端產(chǎn)品的需求日益增加。在此大背景下,中國機床行業(yè)急需產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級,向更高端高技術(shù)含量機床市場突破。從當前競爭格局來看,我國機床企業(yè)集中在中低端產(chǎn)品,高端機床產(chǎn)品仍以國外品牌為主。
數(shù)控機床產(chǎn)量逐年增長,高檔機床國產(chǎn)化率有待提升。我國數(shù)控機床產(chǎn)量逐年增長,2021 年數(shù)控金屬切削機床產(chǎn)量 27 萬臺,數(shù)控金屬成形機床 2.4 萬臺,數(shù)控機床總產(chǎn)量 29.4萬臺,同比增長 39.3%。但是我國數(shù)控機床企業(yè)主要定位于中低端市場,高端產(chǎn)品滲透率雖在提升但仍處于較低水平。根據(jù)前瞻研究院資料,2018 年我國低檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率約82%,中檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率約 65%,高檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率僅約 6%。目前國內(nèi)高端功能部件基本依賴進口,使得我國機床行業(yè)核心零部件對外依存度較高,特別是高檔數(shù)控機床配套的數(shù)控系統(tǒng) 90%以上均為西門子、發(fā)那科等國外廠商所壟斷。在我國機床市場的轉(zhuǎn)型升級過程中,國產(chǎn)高端機床的市場潛力巨大。
金屬切削機床數(shù)控化要求大幅提升,數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)化空間廣闊。我國機床行業(yè)正處于數(shù)控化的轉(zhuǎn)型升級階段,根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),2021 年我國金屬切削機床和金屬成形機床產(chǎn)量分別為 60.2 萬臺和 21 萬臺,其中數(shù)控金屬切削機床產(chǎn)量為 27 萬臺,數(shù)控化率達到44.9%,相較于 2013 年的 28.8%有大幅提高,但仍遠低于日韓等制造業(yè)強國 60%以上水平。
我國五軸數(shù)控機床行業(yè)面臨制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、軍工需求旺盛和新能源汽車行業(yè)爆發(fā)等重大機遇,行業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。1)我國制造業(yè)向自動化、高端化轉(zhuǎn)型升級,下游行業(yè)對加工精度、加工質(zhì)量和加工效率的要求日益提高。五軸機床對三軸機床既有補充也有替代:當加工零部件的層次結(jié)構(gòu)、曲面比較復雜時,三軸機床無法滿足加工要求,五軸機床則可對多線型、異形曲面等特點的高復雜性零件進行高效高動態(tài)、高速高節(jié)拍的加工;當五軸機床可以替代多臺三軸機床工作時,一致性、穩(wěn)定性、加工效率和降低物料損耗方面的性能更優(yōu),推動部分下游客戶用五軸替代三軸。
2)軍工需求不斷增加,軍工領(lǐng)域的加工要求較高。在航空航天、軍工等特殊領(lǐng)域,許多關(guān)鍵零件的材料、結(jié)構(gòu)、加工工藝都有一定的特殊性和加工難度,高速、高精度的五軸數(shù)控機床是唯一的加工方式,并且國內(nèi)外對相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)的來源屬地有所限制,催生了大量國產(chǎn)化需求。
3)汽車電動化浪潮推動五軸數(shù)控機床需求爆發(fā)。相比傳統(tǒng)燃油車,新能源汽車制造工序更加精細化、高難度,隨著汽車輕量化趨勢,傳統(tǒng)由多個零件組成的部件向單一零件整合,零件加工特征由平面轉(zhuǎn)向空間,如電池托盤、副車架、一體化車身、控制器殼體、電機殼體等,催生了大量五軸數(shù)控機床加工需求。
2.2 進口均價遠高于出口均價,產(chǎn)品技術(shù)水平差異懸殊
數(shù)控機床進口量波動下降,出口量整體呈上升趨勢。2020 年受疫情影響,我國數(shù)控機床進出口皆出現(xiàn)下滑。隨著 2021 年疫情形勢緩解,數(shù)控機床進口數(shù)量回升至 13694 臺,同比增加 37.10%;進口金額為 26.77 億美元,同比增加 12.74%。2021 年中國數(shù)控機床出口數(shù)量為 58231 臺,同比變化 8.13%;出口金額為 11.17 億美元,同比增加 34.96%。
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