机床行业发展前景分析

机床行业发展前景分析一、行业现状：千亿市场大而不强，高端领域亟待突破机床是“工业之母”，是国家制造业水平高低的象征机床被称作为“工业母机”，即生产机器的机器。机床通过铸造、切削等多种方式对工业生产中各种所需的零部件进行加工，进而生产出设备。机床行业的强大与否，是衡量该国家制造业发展水平乃至经济发展水平的重要依据。机床行业能够支撑起国家庞大的工业体系。根据机床工具工业协会的统计，机床行业产值在2011年达到峰值285亿美元（按美元对人民币1:7计算约1995亿人民币），在国民经济中占比较低。但如果从机床行业支撑的产业总值来计算，机械制造业中有接近1/3的零部件由机床加工完成，而2021年国内机械制造业总产值约26万亿元，则可计算出机床行业支撑的产业总值接近9万亿人民币。千亿市场大而不强，外资占据高端市场国内机床行业市场空间虽大，但在高端领域国产化水平仍较低。我国机床行业仍以中低端产品为主，单台机床价值量较低。从占比来看，2022年创世纪通过调研以及相关测算，判断目前中国机床行业存量市场中高档机床数量占比仅为10-15%左右。低档机床占比55-60%；中档机床占比25-30%；从机床附加价值来看，国内机床较多为劳动密集型产品。根据海关总署的统计，2020年以来机床的进口均价在6.0-10.1万美元/台，与此形成鲜明对比的是出口均价仅仅271-357美元/台，价格相差甚远。国产机床价值附加量不高，出口产品也较多为劳动密集型产品。二、未来趋势：自主可控&新能源&出海成为机床新机遇趋势一：外资对华限制加强，政策助力行业发展外资限制背景下，机床扶持政策频繁出台。两大趋势明显：（1）政策支持目标更加细化：2017-2018年行业性政策多为指导性和概念性，然而在2019年后机床行业支持政策更加明确，并且提出细化要求。例如2021年12月在《“十四五”智能制造发展规划》中明确提出要研发智能立/卧式五轴加工中心、车铣复合加工中心、高精度数控磨床等母机；（2）政策出台级别不断提升：例如2021年8月，国资委党委扩大会议指出要重点扶持工业母机行业；2022年10月二十大再次提出要实现制造强国，并提升关键领域自主可控能力。2023年8月，财政部、税务总局联合发布《关于工业母机企业增值税加计抵减政策的通知》，对生产销售先进工业母机主机、关键功能部件、数控系统的增值税一般纳税人，允许按当期可抵扣进项税额加计15%抵减企业应纳增值税税额。趋势二：传统行业承压，布局新能源景气赛道新能源车替代传统燃油车大趋势下，国产机床企业有望充分受益：1）汽车系机床第一大下游：汽车作为机床第一大下游，其市场空间占比约30-40%；2）过去燃油车加工机床被外资垄断，国产厂商难以进入：一方面，燃油车主机厂多为外资，其对国产机床接受度很低；另一方面，大部分外资龙头机床厂的成长伴随着海外汽车工业的成长，对于传统燃油车的机加工，不论在工艺和性价比方面都非常成熟，国产厂商很难进行替代。3）新能源车替代传统燃油车背景下，给予国产机床机遇：一方面，新能源车主机厂内资居多，其对国产机床接受度较高；另一方面，新能源车零部件与燃油车迥异，创造出新的机加工需求。面对新工艺和新机遇，国产机床厂往往能够主动出击把握机遇。趋势三：国产化率&行业集中度同步提升近年来国产机床企业快速发展，已逐步跻身市场前列，机床国产化率与行业集中度同步提升：（1）国产化率提升，国产品牌逐步跻身前列：机床行业国产化率从2015年的53%提升至2022年的68%。从头部企业排名来看，在2019年德玛吉森精机、马扎克等国外龙头占据主导地位，2022年创世纪旗下的台群精机和专注龙门加工中心的海天精工已赶超部分外资品牌，达到国内市场第三、五位。具体看2019年到2022年市场占有率的变动，台群精机从2.5%提升至5.4%，海天精工由2.3%提升至5.1%，此外北京精雕、纽威、宝鸡等国产品牌的市场销售额占比也有不同程度的提升。（2）行业集中度提升：根据MIR睿工业数据，2019年排名TOP10数控机床厂商总体业绩达到141.6亿元，合计市占率为28%；2023Q2排名TOP10数控机床厂商总体业绩达到58.9亿元，合计市占率达46%，相较2023Q1提升5pct，行业集中度继续提升。行业集中度快速提升，我们判断主要系：①疫情背景下，行业需求萎靡，部分中小规模企业出清；②近年来机床行业需求大量集中于新能源、海天军工和出口等领域，相较于一般制造业，中小企业很难有能力在这些领域内拓展需求，因此逐步丧失竞争力。三、建议关注机床整机、数控系统、丝杠等核心环节机床整机：内资积极追赶，国产替代空间巨大尽管国产企业积极追赶，但规模和产品品类方面与外资龙头仍有差距，追赶空间较大。如下表所示，国内规模最大的机床企业为创世纪，2022年销售额达到42亿元，但海外龙头山崎马扎克收入规模近400亿元，是创世纪的近10倍，内资企业在规模和产品品类多样性等方面仍有较大追赶空间。德马吉森精机：全球最大的金属切削机床龙头德马吉森精机为日德合资企业，由德国德马吉和日本森精机合资而成。日本森精机是日本最大的机床制造商之一，数控车床和加工中心在日本的市场占有量均居首位。2009年森精机公司与德国德马吉建立了战略合作伙伴关系，后于2015年进行收购要约，成立目前的德马吉森精机。合并后的德马吉森精机总部设于瑞士，但实际由日本控制，控股股东多为日本银行系企业，其中日本万事达信托银行持股14.7%（截至2023/6/30），为第一大股东。德马吉与森精机联合后成为了全球领先和最大的金属切削机床制造商，2022年公司营收249亿元人民币，同比增长20%，净利润13.3亿元人民币（1人民币=0.12瑞士法郎），同比增长89%，2011-2022年公司营收/净利润CAGR为6.9%/10.8%。津上机床：全球高精密数控车床制造商日本津上成立于1937年，是日本最早成立机床生产的厂家之一，近10年来公司业绩增长较为平稳，2022年公司营收47亿元（同比+2%），净利润3.9亿美元（同比-20%），2014-2022年收入/净利润CAGR分别为7.3%/4.8%（剔除2013年极值情况）。公司主要产品包括数控精密自动车床、车削中心、加工中心、精密磨床、精密轧制机，产品以高精度、高速度、高刚性为特点，2022年车床收入占比84%，是公司最重要的收入来源。斯达拉格：航天航空等领域高档机床全球龙头瑞士斯达拉格是制造高尖端机床的全球技术领导者。公司1862年成立于瑞士，1899年开始批量生产铣床，经过多年的研究生产与积累，斯达拉格已成为高尖端机床的全球技术领导者，产品以高自动化，高效率，高精度，高可靠性著名。尤其是在航空发动机和燃气轮机领域，公司几乎处于全球技术垄断优势，可加工航空发动机80%以上的部件，加工从铝合金到钛合金等材料在内的所有航空结构件。公司业绩保持稳健增长，2006-2022年营收/净利润CAGR分别为3.9%/3.4%。公司产品定位高端，下游市场较为稳定，2022年公司实现营收22.4亿元，同比增长9%，实现净利润0.78亿元，2006-2022年营收/净利润CAGR分别为3.9%/3.4%，业绩增长稳定。海天精工：技术积累深厚的老牌民企，龙门机优势明显背靠海天集团，是国内中高端数控机床领军企业。海天精工成立于2002年，成立以来专注于中高档数控机床的研发、生产及销售，以大型龙门加工中心起家，稳固行业地位后逐步拓展产品品类至卧式加工中心、立式加工中心等，下游涉及航空航天、汽车、5G、工程机械等众多领域。业绩快速增长，盈利能力持续提升。2017-2022年公司收入及利润规模快速增长，营收/归母净利润年复合增速分别为19.9%/38.2%，净利润增速快于收入主要系公司盈利能力提升。龙门加工中心是公司基石业务，2017-2022年营收占比始终高于50%，主要系公司在该领域积累良好的口碑和客户资源，市场认可度较高。在龙门业务精益求精的基础上，公司积极拓展产品品类，卧加、立加等产品已得到市场认可。数控系统：机床“大脑”，直接影响稳定性和精度水平数控系统为机床“大脑”，其性能优劣直接影响机床稳定性和精度水平，是最核心的零部件。通常由控制系统、伺服驱动系统和位置测量系统三部分组成，其中控制系统按零件加工程序进行插补运算，发出控制指令到伺服系统；伺服系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；位置测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈给控制系统以修正控制指令。高档数控系统的技术难点在于两大方面：1）功能的完备性不足：缺少CAM工业软件、无高速高精度插补功能；高端五轴RTCP功能不齐全；2）可靠性的时长不足：国外高档数控系统的平均无故障运行时间可达30000小时，而国内的一般在10000小时左右，可靠性时长差距较为明显。丝杠导轨：机床核心传动部件，直接影响精度和稳定性丝杠导轨作为机床的核心传动部件，成本占比约20%：丝杠传动原理为丝杠和螺母的相对旋转将轴端电机的转动转化为直线运动，反之，也能够将直线运动变为回转运动；而导轨通常与丝杠配套使用，实现支撑和机械导向作用。具体从使用量来看，一台机床通常搭配三套丝杠导轨：普通三轴机床在其XYZ三个线性轴基本采用1根丝杠搭配2根导轨进行传动，通常来说一台机床搭配3根丝杠+6根导轨。但对于部分精度要求较低的中低端机床，会使用皮带或同步轮搭配导轨传动，而替换掉价值量更高的丝杠。主轴：机床“心脏”，决定加工质量和切削效率主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴，产生切削运动的运动轴。通常由主轴芯轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件（主轴单元/主轴组）。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。对于数控机床来说，主轴零件不仅在精加工过程中需要满足高清晰度的要求，而且在粗加工过程中还要具备切割能力。同时，数控机床主轴部件应具有较高的动、静刚度和抗热变形的能力。四、机床整机装备出海&核心零部件国产化的思考机床产业链出海：机床整机优先度高于核心零部件为何机床整机企业能够出海发展？通过“04专项”扶持，国产机床的性能及性价比已具备同外资中高端产品竞争水平。以海天精工和纽威数控为例，在印度和东南亚等地已逐步替代中国台湾和韩国等机床，但离替代日本和欧洲产品仍有距离。为何短期内“零部件”企业出海难度较大？1）国产零部件性能仍有较大提升空间：目前零部件企业的成熟度低于机床整机，以数控系统&丝杠导轨为例，其国内市场国产化率不足40%，距离出海仍有较大差距。2）逻辑层面，零部件出海顺序应滞后于机床整机出海：零部件单独出海短期内比较困难，较为顺的逻辑系国产整机出口，然后使用国产零部件以带动零部件出海。但在目前机床整机出口水平还较低的情况下，零部件率先出海难度较大。地缘政治+管理难度高，机床整机海外合作难度大（1）欧美日等发达国家对投资、并购国外机床企业均有层层限制，引进国外机床技术尤为困难：中国机床也曾试图采用市场换技术的路线，通过引进海外先进技术，消化吸收进而实现自主创新，结果都因外国技术限制而失败；此外，在中国贸易战和全球疫情不断蔓延背景下，逆全球化和贸易保护主义的抬头，多个国家和地区外商投资监管机构监管举措