伺服系统行业分析

控制领域。构成：伺服系统由伺服电机、伺服经+肌肉骨骼+感受系统。构成：伺服系统由伺服电机、伺服驱动器伺服系统各项性能都优于步进系统。伺服系统(交流伺服)比步进系合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°编码器保证，对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收流电从而控制电机转动；两者不同点在于，首先，伺服驱动器比一般变频器有更精确的控制技术和算法运算，在功能上最主要的差异是伺服系统可以进行精确的位置控制，而变频器则无位置环；其次，伺服系统多采用永磁同步交流电机，而变频器主要控制交流异步电机，受工艺限制10KW以上的永磁同步交流电机价格昂贵，因此大功率场景下多采用性价比更高的变频器驱动异步电机，伺服系统则一般用于小功率场景。综上，能用变频器控制的场合几乎都能用伺服取代，关键在于价格(伺服系统远高于变频器)及功率。1.2、伺服系统市场规模处于上升通道，其中通用伺服占比高2008-2021年伺服系统市场规模整体呈现快速增长态势。我国的伺服系统产业起步较晚，2000年以后随着国内中高端制造业不断发展，各行各业在生产制造活动中越来越多地需要使用伺服系统来满足其高质量和高精度产品的要求，这一需求促使国内伺服系统市场呈现快速增长趋势。2008-2021年，国内伺服系统市场规模由24.5亿元增长至279.3亿元，CAGR高达20.59%,其中，2021年增长较快，同比增长37.09%,主要受益于2021年上半年制造业景气度较高，需求较为旺盛。2022年前三季度通用伺服市场规模有所下滑。2022年前三季度通用伺服市场规模为173.3亿元，同比下滑3.45%,主要受到2022年传统制造业景气度较弱以及国内疫情影响。通用伺服系统可以在不同行业广泛应用，主要为交流电伺服系统。通用伺服系统市场规模较大，2021年我国通用伺服系统市场规模为233.3亿元；其下游应用广泛，包括电子及半导体、机床、机器人、包装、纺织、塑料、纸巾等。专用伺服系统根据不同行业需求定制化开发，提供专业化产品，主要为交流电伺服以外的其他品类伺服，其市场规模较小，2021年我国专用伺服系统市场规模为46.0亿元；其下游应用领域包括风力发电、矿山机械、缆车索道、电梯等。从市场结构来看，我国伺服市场中，通用伺服市场规模占比约为80%,专用伺服市场规模约为20%,近年来基本保持稳定。由于通用伺服市场空间大，国产化率相对低，本文将重点讨论通用伺服。1.3、通用伺服系统下游高端装备占比高，持续受益产业升级通用伺服系统下游较为集中。通用伺服有不少于17个下游行业，包半导体、激光、雕刻机、机床等。2022年前三季度，占比最高的前五个行业为电子制造设备、电池制造设备、工业机器人、光伏设备、包装机械，分别占比15.81%、13.56%、10.44%、7.57%、6.合计占比达到53.95%。通用伺服下游多为高端装备赛道，且占比逐半导体、激光定义为高端装备赛道，其余定义为传统行业，由于通用伺服小功率、高精高效的特性更能满足高端装备的需求，当前下游景气赛道占比已超60%且提升显著，从2017年到2022年前三季度，高端装备赛道占比由55.36%提升至65.35%,提升了近10个pct。如果以1992年小平同志南巡讲话为起点，我们认为中国制造业发展至今，经历了三个不同特点的发展阶段：第一阶段，1992-2011年，我们称之为"制造大国"阶段，凭借劳动力成本优势，中国制造物美价廉，既满足了改革开放后国内人民群众对生活生产物资的需求，又飘洋过海享誉全球，这个阶段我们制造业更多是“走量”,在新技术上更段，在这个阶段，传统行业经历了或主动或被动的出清过程，很多小企业退出市场，集中度提升，竞争格局优化。业发展阶段决定了产业升级是必由之路；另一方面，外部环境多变，美国发起的贸易摩擦、实体清单、针对我国半导体产业链的进一步制裁，还有全球疫情、俄乌战争等等，都要求通过制造业产业升级实现核心产品、核心制备的自主可控，降低对海外供应链的依赖，改变制造业大而不强的局面。二、伺服系统仍处于国产化加速期，国产替代空间仍然广阔2.1、通用伺服系统国产化取得长足进展国产厂商份额大幅提升，2017年内资份额为9.7%,通用伺服市场几乎被外资垄断，2022年前三季度内资份额达到30.5%,较2017年提升了20.86个pct,国产品牌显著进步；日系份额下滑明显，2017年日系份额高达49.31%,2022年前三季度份额则下滑至29.11%,明显失守；欧美系厂商份额稳中有升，2017年欧系和美系份额分别为11.69%、1.27%,2022年前三季度份额分别小幅提升至15.60%、1.43%,欧美系品牌占据的市场较为坚挺；台资份额波动略有下滑，2017-2022年前三季度台资份额基本在7-8%附近波动，自2020年起至今份额略有下滑，从8.33%下滑了2.22个pct至6.11%。通用三季度，伺服市场CR10在70%左右，CR5在50%左右，CR3在40%左右，略有波动但基本稳定。国产新兴伺服厂商不断涌现。首先，汇川技术份额提升幅度最大，从2008年的0.1%的市场份额提升至2022年前三季度的21%,为份额提升幅度最大的国产厂商。从伺服销售额角度，汇川已远超西门子、松下、安川等老牌外资龙头。其次，国内涌现了一批新兴国产伺服品牌，如禾川科技、无锡信捷、雷赛智能等，2022年前三季度市场份额已分别达到3.4%、2.4%、1.3%。最后，老牌国产厂商经历洗牌，和利时、星辰科技、珠海运控、步科股份等老牌国产厂商进展较慢，埃斯顿份额则有小幅提升，从2008年的1.6%小幅提升至2022年前3.55个pct;②进入2018年，国产伺服经过多年积累技术井喷，根据SooPAT,当年伺服系统相关申请专利数量达到历史高点，增速高达36.8%,国产伺服开始形成对国外品牌的有力竞争，当年国产化率提升了2.16个pct;③2020年起，国产厂商抓住了外资供应紧张的机会，从2020年到2022年的四年一期中，通用伺服系统国产化率分别提升了6.21pct、5.42pct、6.94pct,三年合计提升18.57pct,超越2008-2020年十二年来国产化率提升的总和。低、伺服市场竞争激烈、担忧客户流失等因素，外资厂商多数没有进行大幅涨价；2022年价格影响因素并未缓解，叠加人民币贬值影响，外资品牌频繁提价。具体来看，西门子和三菱在伺服产品方面提价两次，罗克韦尔继2021年提价后于2022.12再次发布涨价通知，ABB、台达、施耐德、丹佛斯等也对伺服价格进行上调。在外资频繁涨价背景下，国产品牌价格优势更加凸显。2017-2021年，电子制造设备、电池制造设备、工业机器人、光伏设备、半导体合计贡献伺服市场55.6%的增量。中国在光伏、锂电和电子制造方面有全球优势。光伏方面，我国光伏组件产量连续15年位居全球首位，供应全球约80%的量；锂电方面，2021年内资电池厂产能是外资的1.63倍，2025年预计该比值将扩大到2.54倍；电子制造方面，得益于中国制造优势，我国3C设备产能占据全球的70%。此外，出于自主可控需求，我国半导体和工业机器人过去几年也发展迅速，2016-2021年中国半导体设备市场规模由64.5亿美元提升至296.2亿美元，CAGR为35.65%,2016-2021年国产品牌工业机器人销量由1.71万台增长至8.21万台，CAGR为36.82%,均属于高成长赛道。国内新兴需求为国产伺服带来机遇。2.3、通用伺服系统国产替代空间仍然广阔头部厂商仍有提升空间，且头部示范作用有助引领其他国产伺服品牌突围。对于头部厂商汇川技术而言，2022年前三季度通用伺服市场份额为21%,实现销售额36亿。结合公司提出的“双50”规划，即50%份额和50亿收入目标，我们认为汇川有望在2022年可完成50亿的伺服收入目标，但在市占率方面仍有较大提升空间。对于非头部信捷、埃斯顿、雷赛市场份额分别为3.4%、2.4%、2.4%、1.3%,较汇川技术差距较大，我们认为这些国产厂商未来将受益于：①客户端已经建立的对国产品牌的良好接受度，②参考汇川技术厂商在产品、销售、赛道选择等方面的成功经验，从而进一步提升自身份额。新能源领域积累大量应用案例，帮助国产伺服全面提升国产化率。2022年全年，预计汇川技术能源SBU(主要为新能源相关行业)占其工业自动化下游约25%,禾川科技下游中新能源占比有望达到50%,埃斯顿下游中新能源占比达到40%,2022年雷赛和信捷也开始在新能源布局。根据测算，预计新能源领域的伺服国产化率达到50%以上。如果剔除新能源下游，2022年前三季度伺服国产化率仅为23%,随着在新能源市场积累应用案例并实现品牌认可度提升，我们认为国产品牌在非新能源市场进展有望进入加速期。三、编码器自制、平台化和深度制造能力助力伺服企业打造护城河3.1、编码器作用十分关键，头部国产厂商正积极自制伺服系统中编码器成本占比约11%。根据埃斯顿招股书披露的伺服系统成本占比，2021年伺服驱动器、伺服电机、编码器市场规模分别为117.3亿、97.7亿、30.7亿元。在伺服系统中，编码器市场规模虽只有约30亿，成本占比仅约11%但其对电机精度的重要作用决轨道交通领域业务本质都是对电机的控制，公司便通过在自动化领域积累的大量技术储备进行技术平台层面的延伸，设计生产相关产品。组织管理平台化帮助公司把握市场机遇。对外市场管理方面，汇川技术将下游客户划分为先进、高端、能源、过程工业、重工、通用区域等SBU,覆盖约70个行业，基于对市场良好的敏感度将研发与市场紧密联动，识别并把握行业技术变革机会，并通过新产品对现有客户提供新的解决方案。对内运营管理方面，汇川技术推进产品线/行业线/区域线/SEU(超级用户)四个组织协同作战，配合各IPMT(高层决策团队)快速组建产品