2021國產中高端數控機床揚帆起航

2021-03-03

2021國產中高端數控機床揚帆起航

一、機床產業鏈和市場概覽

(一)機床是“工業母機”,產業鏈清晰

機床行業技術水平和產品質量是衡量一個國家裝備制造業發展水平的重要標志。

整個機床產業鏈上中下游清晰,包括上游基礎材料和零部件生產商、中游機床制造商和下游終端用戶。

基于材料定型方式,機床可分為 8 種類型:金屬切割機床、金屬成形機床、鑄造機、木工機床、機床附件、測量儀器、磨削機和其它金屬機床。金屬切割和成形機占比較高?;谶x擇/移動控制方式,機床包括傳統機床和數控高精密機床。數控高精密機床是指在數控程序控制系統的控制下進行高精密加工的機床。

(二)全球機床市場格局

1. 具有明顯的周期性,目前仍處于周期底部

機床具有周期特性。機床的一般產品壽命約為 10 年,因此行業大約每 7-10 年為一個商業周期。根據美國 Gardner Intelligence 發布的《2016 World Machine Tool Survey》對世界機床行業統計調查來看,最新一輪周期從 2009 年開始, 2011 年全球機床消費量和產值達到頂峰后回落,下降趨勢一直持續到 2016 年。另外根據其發布的最新調查,2017年市場出現反彈,但 2019 年全球機床消費 821 億美元,同比下降 13.8%,目前全球行業仍然處于周期底部

2. 亞洲國家需求增長迅速,德日技術領先

世界機床行業是一個完全競爭的行業,主要機床大國包括中國、德國、日本、美國等國家。分地區來看,亞洲市場主要貢獻了 2003-2008 年和 2010-2011 年的兩輪行業增長,這其中又以中國、印度為代表的亞洲發展中國家發展最為迅速。中國機床行業消費量和總產值早在 2009 年就成為世界首位,直到現在中國依舊保持著世界第一機床生產和消費大國的地位,每年貢獻四分之一的消費和產值。

目前機床產業呈現出高端技術壟斷的格局,核心技術被控制在特定國家、特定公司的手中,尤其是數控機床,關鍵零部件大多來自德國、日本的相關企業。技術的差距體現在穩定性、可靠性、效率、精度等各方面。德國重視數控機床和配套件的高、精、尖和實用性,各種功能部件研發生產高度專業化,在質量、性能上位居世界前列;日本重點發展數控系統,機床企業注重向上游材料、部件布局,一體化開發核心產品;美國在數控機床設計、制造和基礎科研方面具有較強的競爭力。

二、中國機床行業的“前世今生”

(一)艱難困苦中起步,迅速成長

中國機床消費量和總產量分別在 2002 年和 2009 年成為世界首位,雖然自 2011 年達到頂峰后行業整體下行,但直到 現在中國依舊保持著世界第一機床生產和消費大國的地位。美國 Gardner Intelligence 公司對世界機床行業統計調查 顯示,2019 年全球機床消費 821 億美元,其中中國消費 223 億美元,占全球機床市場的 27.2%,這是自 2008 年以來 中國機床消費在全球機床消費中占比首次低于 30%。2019 年全球機床生產規模 842 億美元,其中中國作為世界第一 大機床生產國生產 194.2 億美元,占全球市場的 23.1%。

(二)“大而不強”,國產品牌占據中低端市場,高端依賴進口

雖然作為世界第一大機床生產國,但是國產機床的主要競爭力集中在中低端機床,根據弗若斯特沙利文咨詢公司表述,在以 10 萬元內的平床身數控機床、30萬元以內的三軸立式加工中心、10 萬元內的線切割機床等為代表的中低端機床市場幾乎占據了世界上90%以上市場份額。但是由于中國機床行業起步較晚,中國機床企業在行業競爭中往 往是靠“量”來取勝,產品附加值較低,在核心技術方面與西方制造強國和日本之間還存在著較大的差距,暫時還未能在世界高端機床市場取得優勢。因此,中國大陸機床行業處于嚴重的貿易逆差狀態。根據Gardner Intelligence統計,2019年,中國機床進出口貿易逆差為28.7億元,雖然較20172018年的50多億美元有所收窄,但是仍然是個不小的數目,進口量占消費量的 32.69%。尤其是以數控機床為代表的高端機床,我國每年的進口數量均在1萬臺以上,2019 年進口金額為29億美元。

金屬加工機床的進出口價格存在很大的差距。根據海關總署的統計,近幾年的金屬加工機床的進口均價在10-15 萬美元/臺,與此形成鮮明對比的是出口均價僅僅400-500美元/臺。

2019年全球前十位的機床制造商全部來自德國、日本、美國三個國家。

目前整體來說國產企業數目眾多,但是普遍規模比較小,市場競爭力弱,盈利能力較差。根據國家統計局統計,截至20207月,全國金屬切削機床企業數量817家,行業銷售利潤率僅3.95%;全國金屬成形機床企業數量526家,行業銷售利潤率為4.80%。從201511月至20207月間,金屬切削機床行業和成形機床行業的銷售利潤率最高時也僅為5.49%7.88%。

(三)“十八羅漢”隕落,國產機床行業迎來結構調整

中國工業體系建設之初,發展出了十八家交相輝映的國有機床廠,這十八家機床企業為我國機床行業的發展立下了汗馬功勞。隨著改革開放的深入推進,這些國有企業多數實施了不同形式的產權制度改革,這些國有機床廠也迎來了自己的光輝時刻。根據Gardner公司20125月發布的《金屬加工內部報告(metalworking Insiders Report)》中的“世界金屬加工機排行榜”顯示,沈陽機床集團2011年產值27.8億美元,位居世界機床企業銷售產值第一位,大連機床也以23.8億美元的產值位居世界第四。

低端市場因進入門檻較低,競爭加劇,隨著低端市場產能過剩,國營企業由于體制原因,在這個充分競爭的市場中喪失了活力,逐漸沒落。曾經“十八羅漢”也紛紛經歷了重組、破產、被收購,目前僅剩濟南第二機床廠獨立存活。

隨著國營企業的隕落,民營企業正在成為機床工業新的主力軍,我國機床行業進入結構調整。根據《中國機床工具工業年鑒2016》的統計,2015 年規模以上金屬切削機床企業為739家,其中,國有(含集體)控股、私人控股和外 資(含港澳臺)控股的企業數量分別為 71 家、533家和105家,上述三類企業擁有資產占比分別為38.3%、48.8%、10.4%;主營業務收入占比分別為18.4%、68.7%、10.8%;實現利潤的占比分別為-12%、97%、13.4%。民營企業不僅在數量方面占據了絕對優勢,更以不足一半的資產占有貢獻了近七成的主營業務收入和近乎百分之百的利潤。近年來涌現出了很多很有競爭力的民營企業,例如深圳創世紀、亞威股份、華東重機(子公司潤星科技)、海天精工、日發精機、國盛智科、紐威數控等。

三、“天時、地利、人和”,國產中高端機床迎來發展機會

(一)“天時”:通用設備行業呈現復蘇態勢

機床作為通用設備,整個行業有很強的順周期性。由于機床設備是生產資料,屬于固定資產,機床的需求主要來源于制造業的產能建設需求。因此其周期邏輯是“下游工業企業盈利改善—產能投資擴張—設備需求好轉”,首先是下游行業利潤恢復,擴產能需求更加旺盛,從而帶動設備投資的增長。

宏觀上,20208月份制造業PMI 51.0,自疫情之后已經連續六個月位于榮枯線50以上,保持回暖走強趨勢。另外,根據設備投資邏輯,工業企業的利潤指標是通用設備行業的景氣度的領先指標,通過觀察數據,工業企業利潤總額的變化與機床產量數據保持基本一致并且有一定的前置性。

根據日本機床工業協會公布的機床新增訂單數據,中國大陸地區新增訂單額情況從進入 2020年以來持續好轉,20207月份新增18.48億日元,同比增長50.49%。

工業機器人產量增速加快,側面印證通用設備行業景氣。機床、激光器、注塑機、工業機器人功能效用不盡相同,但均屬于通用設備,其下游應用領域廣泛且高度重合,基本包含整體制造業,幾個子行業發展呈現較強一致性。所以,從其他行業的表現可以從側面窺探到機床行業的景氣情況。國家統計局發布最新工業機器人產量數據,20208月單月產量20,663臺,同比增長32.5%,單月增速高于7月份的19.4%,單月增速依然處于較高狀態;前8個月累計產量136,873臺,同比增長13.9%,增速在4月份轉正后,一直保持上升勢頭。

根據國統局統計數據,20201-7月中國機床工具行業規模以上企業完成營業收入同比降低7.6%,降幅與1-6月持平;實現利潤總額同比降低1.9%,降幅較1-6月收窄0.6個百分點。中國機床工具工業協會重點聯系企業20201-7月主要經濟指標顯示,經歷了一季度的嚴重下滑,二季度的持續恢復之后,7月呈現出快速回升的新特點。從統計數據看,機床工具行業整體營業收入降幅持續收窄,利潤總額今年以來首次正增長,金屬加工機床的新增訂單和在手訂單雙雙增長。

(二)“天時”:高端數控機床下游的復蘇和景氣帶來需求增長

1.中高檔機床的劃分

數控機床的檔次是相對的、動態的概念。關于中高檔數控機床的劃分標準目前尚不存在主管部門擬定、行業普遍認可、企業遵照執行的統一的權威性界定。根據中國制造 2025《重點領域技術路線圖(2015 年版)》中的定義,高檔數控機床是指具有高速、精密、智能、復合、多軸聯動、網絡通信等功能的數控機床。根據《高檔數控機床和機器人》(楊正澤、李向東編著),將采用半閉環的直流伺服系統及交流伺服系統的數控機床劃分為中高檔;將 2-4 3-5 軸以上的數控機床劃分為中高檔;將具有通信和聯網功能的數控機床劃分為高檔;將具有三維圖形顯示功能的數控機床劃分為高檔。

華創機械根據調研訪談機床行業具備多年經驗積累的行業專家,以及下游制造業(機床用戶)反饋的信息,認為目前中國機床行業中有 10%為高檔機床,且高檔機床基本來源于進口,30%為中檔機床,60%為低檔機床。這其中 40% 的中高檔機床與目前機床的數控化率基本一致。

我國處于產業結構的調整升級階段,先進制造業將逐步替代傳統制造業,作為工作母機的高性能數控機床的市場需求將大大增加。當前我國已是世界最大的機床產銷國,隨著下游產業的不斷升級發展,對機床加工精度和精度穩定性等要求越來越高,中高端產品的需求日益凸顯,更新升級需求大,未來中高端市場份額將進一步增加。且中國機床市場加快向自動化成套、客戶化訂制和換擋升級方向發展,產品由普通機床向數控機床、由低檔數控機床向中高 檔數控機床升級。近年來隨著本土新興企業的崛起,不斷攻克關鍵核心技術環節、完善智能制造裝備相關核心技術 體系和產品序列,逐漸進入數控機床中高端市場,未來中高端進口替代的市場空間仍然可觀。

2. 下游高端制造業復蘇帶動高精密機床需求

中國作為最早從新冠疫情中走出來的制造業大國,隨著復工復產的推進,制造業投資企穩回升,降幅逐月縮窄,特別是高技術制造業。高技術制造業固定資產投資完成額累計同比自5月份轉正以來逐月提升,20205月、6月、7月、8月累計同比增速分別達到2.7%、5.8%、7.4%、8.8%。

根據沙利文數據中心的統計,2016年中國數控高精密機床各細分應用領域的收入占比排名前幾的是汽車行業、3C消費電子、國防航天、能源設備、船舶以及醫療器械。

1)汽車:新能源汽車大發展,輕量化趨勢下CNC加工設備迎來發展契機

23C 消費電子:市場景氣度上行,投資加快設備銷售彈性大

3)國防航天:國防軍工景氣擴張,民機產業蓄勢待發

(三)“地利”:存量替換、數控機床升級和進口替代需求空間龐大

10年以上使用年限的機床占存量機床的30%,存量設備更新需求龐大。機床的一般產品壽命約為10年,而重切削、長時間運轉的機床壽命在7-8年,根據草根調研結果,10年以上使用年限的機床占存量機床的30%。在需求最旺盛的2010、2011、2012 的三年中,金屬切削機床共生產241.3萬臺,金屬成形機床共生產71.5萬臺,這部分都是有潛在的更新需求。

數控化率低,新設備技術升級空間廣闊。根據國家統計局統計的生產數據,2019年新生產金屬切削機床的數控化率為37.75%,而金屬成形機床數控化率更低,整個行業數控化率根據ResearchInChina發布的《全球與中國數控機床行業報告,2019-2025》中的數據顯示在30%左右,而日本(超過90%)、德國(超過75%)、美國(超過80%)的數控化率遙遙領先中國,中國制造業的規模決定中國數控高精密機床擁有廣闊的提升空間。

國產化率有待提高,高端設備進口替代空間彈性更大。根據Gardner Intelligence的數據,2019 年中國機床進出口金額為72.9 億美元,占消費總量的32.69%,整體的國產化率不足70%。而高性能、高精密度的高檔數控機床的國產化 率更低。由于低檔機床主要由國產廠商提供,我們假設進口機床集中在中高檔,則中高檔機床國產化率僅為20%上下。根據前瞻產業研究院發布的《2019年中國數控機床行業競爭格局及發展前景分析》, 2018年我國高檔數控機床國產化率僅為6%,高檔數控機床主要依靠進口。

近年來,國內中高檔數控機床市場亦出現了一批具備核心技術的新興民營機床企業,其產品得到市場的廣泛認可, 綜合競爭力大幅提高,民族品牌開始崛起,逐漸形成進口替代趨勢。另外,在中美貿易戰的大背景下,由于美國以各種理由,特別是在高科技領域限制中國的全球化進程,這使得國內行業供應鏈被迫進行調整,加速了進口替代的進程。

(四)“人和”:國家重視,眾多政策推動行業發展

機床行業的技術水平、加工效率、精確程度對一個國家制造業極為重要,眾多行業依靠著機床設備進行生產加工,為加快中國制造業實力的提升和轉型升級,我國政府很早就意識到了這個問題,非常重視提高機床行業的自主創新能力和智能化水平。近幾年相關部門利好政策頻出,鼓勵行業發展,促進行業技術水平的提升。中國從不同方向和 角度提出發展精密數控機床、高檔數控機床及其技術研發,促進行業結構升級,提高在世界范圍內的競爭力,從 2006 年開始就將“高檔數控機床和基礎制造技術”列入重大專項,直到 2015 年工信部出臺的《中國制造 2025》規劃中 明確提出“高端數控機床與基礎設施裝備”之具體目標如下:“到 2020 年,高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場 占有率超過 70%”,“到 2025 年,高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過 80%。高檔數控機床與基礎制 造備總體進入世界強國行列”。

目前,中國機床工具行業“十四五”規劃編制工作正在穩步推進當中,爭取在“十四五”期間使以高檔數控機床為代表的工作母機裝備系列產品國際競爭力明顯提高,解決一批高檔數控機床的數控系統、關鍵功能部件制造的“卡脖子”問題,研發一批重點領域亟需的工作母機裝備。