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工业母机,国之重器——机床行业浅析
2024-04-26 10:31:44

(1)机床行业现状:

机床,制造机器的机器,又称“工业母机”。2022 年中国机床消费额约1800亿元,约占全球三分之一,是世界第一大机床生产国和消费国。

机床寿命约10年,行业每7-10 年形成设备更新周期。历史上全球消费规模1983年、1993 年、2003 年、2013 年均为阶段性低点。

2023 年,我国金属加工机床进口额61亿美元,-7.5%。金属加工机床出口额77.8亿美元,+25.4%。首次实现贸易顺差16.8亿美元。但出口产品档次较低,均价远低于进口产品。


(2)行业驱动因素:

周期回暖,下游制造业库存回升周期有望与设备更新周期形成共振。

政策加持,助力设备更新周期加速迭代。

逆全球化&自主可控需求催化进口替代进程,五轴联动机床市场规模持续扩张。


(3)国内主要机床公司近况:

机床行业现状 

1)机床是装备制造业的母机,是先进制造技术的载体
机床是将金属毛坯件加工成机器零件的机器,它是制造机器的机器,所以又称为“工业母机”,习惯上简称机床。
2)加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床
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,主要包括“车铣刨磨镗拉钻”7 种工艺。
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床,它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起,零件在一次装夹后,可以将其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工。
2022 年中国机床消费额为274亿美元(约 1800 亿人民币),全球机床消费额约为795亿美元(约 5300 亿人民币),中国消费额占全球的约34%,是全球第一大机床生产国和消费国。
机床产品寿命约为10年,因此行业大约每7-10 年形成设备更新周期。历史上全球消费规模1983年、1993 年、2003 年、2013 年均为阶段性低点。
数据来源:Gardner Intelligence;银河证券;汇正研究所4)我国机床出口持续增长,2023年首次实现贸易顺差
2023 年,我国金属加工机床进口额61亿美元,-7.5%。金属加工机床出口额 77.8亿美元,+25.4%。
在贸易差额上,2023年金属加工机床贸易首次实现顺差,顺差额为16.8亿美元。
我国机床行业贸易逆差在 2011-2012 年达到峰值,随后进口额整体呈下降趋势,出口额稳步提升。虽然部分高端机床仍受海外龙头企业垄断,但在国内民企崛起的趋势下,已在中低端机床市场实现进口替代。
资料来源:国家统计局;中国机床工具工业协会;海关总署;银河证券;汇正研究所5)出口产品档次较低,均价远低于进口产品
2022年中国金属加工机床进口均价约 7.2万美元/台,出口均价约300美元/台,意味着中国机床出口产品档次相对较低,未来中高端机床的发展任重道远。
资料来源:国家统计局;中国机床工具工业协会;银河证券;汇正研究所
行业驱动因素 1)周期回暖:机床更新有望进入加速阶段
2023年中国规模以上企业机床产量约69.3万台,+3.9%。
其中,金属切削机床和成形机床产量分别为54.2万台,+12%和15.1万台,-17.5%。
从机床更新周期看,2011-2014 年为我国机床产量高峰期。而2020-2022年受疫情影响,更新节奏放缓,预计未来数年机床有望步入加速更新周期。
数据来源:国家统计局;汇正研究所
2)下游制造业库存回升周期有望与设备更新周期形成共振
机床下游制造业应用主要分布在电子、汽车、通用机械等行业。
从中国工业企业库存周期来看,3-4年一轮周期。2015 年、2019 年均为小周期低点。
2022 年以来我国工业企业持续处于去库存状态,2023年8月库存止跌企稳,低位震荡。预计2024年有望步入库存回升阶段。
资料来源:国家统计局;汇正研究所资料来源:MIR;汇正研究所3)政策加持,助力设备更新
2月23日,中央财经委员会第四次会议提出要实行大规模设备更新和消费品以旧换新。
3月1日,国务院审议通过《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》。
4月7日,央行设立5000亿元科技创新和技术改造再贷款,将为处于初创期、成长期的科技型中小企业,以及重点领域的数字化、智能化、高端化、绿色化技术改造和设备更新项目提供信贷支持。再贷款利率1.75%,期限1年,可展期2次,每次展期期限1年。
此次再贷款一方面是大规模设备更新的配套金融支持政策,另一方面也是对2022年4000亿元科技创新再贷款和2000亿元设备更新改造专项再贷款的政策接续。
4月9日,工信部等七部门联合印发《推动工业领域设备更新实施方案》,提出到2027年工业领域设备投资规模较2023年增长25%以上,重点推动工业母机行业更新服役超过10年的机床等。
4)2009年04专项带动国内数控机床翻倍增长
04专项指国家科技重大专项中的第4项:“高档数控机床与基础制造装备"专项。2008年12月,国务院通过04专项实施方案。2009年2月由工信部组织实施正式启动。
2009年至2016年,共安排课题562项,中央财政资金投入91.14亿元。计划启动三年后,国内数控机床实现翻倍以上增长,产量由2008年的12万台提升至2011年的26万台,数控化率由20%提升至30%。2009年至2016年间,累计申请发明专利3956项,立项国家及行业标准407项,机床主机平均无故障时间从400-500小时已普遍提升至1200小时。
资料来源:天风证券;汇正研究所5)中高端机床进口占比高,自主可控大有可为
我国机床消费市场按照档次分大致呈金字塔结构,底部是低档机床,占比 50-60%,由国内厂商占领,主要通过打价格战来竞争,产能过剩;中部是中档机床,占比 30-40%,是目前中外企业竞争的主要领域;而顶部是高端机床,占比 10%,基本来源于进口,长期被欧日企业垄断。资料来源:前瞻产业研究院;汇正研究所2022 年中国机床进口金额为 71.6 亿美元,占消费总量的 26%,即国产化率约74%。
资料来源:Gardner Intelligence;银河证券;汇正研究所
6)《瓦森纳协定》限制了高端机床对我国的出口
逆全球化背景下,特别是美国在高科技领域限制中国,使得国内行业供应链被迫进行调整,加速了进口替代的进程。
2020年修订的《瓦森纳协定》限制了高端机床对我国的出口。从限制细则看,限制范围主要为重复定位精度高、可加工大型零部件的多轴联动机床。高端机床的“卡脖子”问题阻碍了我国航天航空、船舶等行业的发展。
资料来源:《瓦森纳协定(2020)》;汇正研究所7)五轴联动机床:高端制造“卡脖子”环节
五轴联动是指机床基本的直线轴三轴 X、Y、Z 及附加的旋转轴 A、B、C 中的两轴,五个轴同时运动,任意调整刀具或工件的姿态,实现对空间复杂型面的加工。
五轴技术常见的难点包括:(1)数控系统编程复杂、难度大。(2)对数控及伺服控制系统要求高。(3)五轴机床的设计和制造更复杂和困难。
资料来源:科德数控招股书;普拉迪官网;汇正研究所资料来源:科德数控招股书;普拉迪官网;汇正研究所8)国产五轴机床规模破百亿,但国产化率仅10%+
中美关系持续紧张背景下国内航天航空整体需求持续增长,加之疫情影响,国产替代持续加速,我国整体五轴联动数控机床市场规模持续扩张,2022 年市场规模首次突破百亿。
目前,五轴联动数控机床是解决航空发动机叶轮、叶盘、叶片、船用螺旋桨等关键工业产品加工的唯一手段。发达国家把五轴数控联动数控机床作为战略物资实行出口许可证制度,对包括中国在内的诸多国家实行严格的技术封锁。
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,带来大量新增需求,高端装备国产化替代背景下,国内机床企业将迎来新的市场机遇。
资料来源:观研天下;科德数控招股书;汇正研究所资料来源:观研天下;科德数控招股书;汇正研究所
代表公司简介 1)纽威数控:中高端数控机床领先企业,海外营收高增
公司产品主要包括大型加工中心、立式数控机床、卧式数控机床等,其中大型加工中心收入增长较快,收入占比从 2017 年的23%提升至 2023 年的 41.3%。
公司业绩逐年增长,一方面是把握住了航天航空、光伏、半导体等下游需求景气度较高的细分行业,不断推进产品高端化发展。
另一方面继续加强海外市场拓展,产品已销往 40 多个海外国家和地区。23年海外营收7亿,+113%,收入占比提升到30.4%。
资料来源:纽威数控官网;东财choice;汇正研究所资料来源:纽威数控官网;东财choice;汇正研究所2)海天精工:国内机床龙头
海天精工主要产品包含各类龙门加工中心、立式加工中心、卧式加工中心、数控车床、车削中心等产品系列。
广泛应用于汽车、轨道交通、模具制造、工程机械、机械制造等行业。
龙门加工中心是公司基石业务,2011-2023 年营收占比始终高于 50%。在此基础上,公司积极拓展其他项目种类,卧加、立加等产品均已得到市场认可。
资料来源:海天精工官网;东财choice;汇正研究所资料来源:海天精工官网;东财choice;汇正研究所 3)创世纪:3C钻攻机龙头
公司主营切削机床,现阶段核心产品为3C、高端医疗、新能源汽车等领域的高速钻铣加工中心和立式加工中心。
公司 2018-2020 年出现收入下滑和业绩亏损,主要系剥离精密结构件业务导致。22-23 年公司业绩下滑主要由于拳头产品下游消费电子周期下行。
23Q3 以来消费电子筑底复苏,公司拳头产品钻铣加工中心23Q4出货同比增长超120%,24年业绩有望复苏。
资料来源:创世纪官网;东财choice;汇正研究所资料来源:创世纪官网;东财choice;汇正研究所4)科德数控:国产五轴数控机床领军者,国产替代空间广阔
公司是国内极少数自主掌握高档数控系统及高端数控机床双研发体系的企业之一,产品立足于航空航天、国防军工领域,并向新能源汽车、刀具等民用领域拓展。
公司高端数控机床产品包括四大通用加工中心(五轴立式、五轴卧式、五轴卧式铣车复合、五轴龙门加工中心)和三大专用加工中心(五轴工具磨削加工中心、五轴叶片机、高速叶尖磨削中心),共计七大系列加工中心产品。
公司已实现数控系统、主轴、轴承、导轨、转台等核心零部件自制。

资料来源:科德数控官网;东财choice;汇正研究所



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