行业周报：静待通用自动化景气上行，工控自主可控核心资产PLC国产替代加速

机械设备 2022年11月27日 投资评级：看好（维持）行业走势图 静待通用自动化景气上行，工控自主可控核心资产 PLC国产替代加速 ——行业周报 孟鹏飞（分析师）熊亚威（分析师） 12% 机械设备沪深300 mengpengfei@kysec.cn 证书编号：S0790522060001 xiongyawei@kysec.cn 证书编号：S0790522080004 0% -12% -24% -36% -48% 2021-112022-032022-07 数据来源：聚源 PLC：工业控制的大脑，由芯片和嵌入式软件构成、毛利率高 PLC是运动控制系统中的控制器，通过总线发布包含各种信息的指令给驱动器，通常一台PLC可同时控制的伺服电机数量在2-4个之间。产业链上游包括硬件 （芯片、PCB和接线端子等结构件，构成PLC60%-70%的成本）和嵌入式软件构成，中游为PLC厂商，下游为自动化设备厂商。嵌入式软件是PLC的核心，包括底层软件和编程环境。具备各类型PLC的底层开发平台铸就了PLC巨头们 相关研究报告 稳固的护城河。德国3S公司是全球PLC编程软件的龙头。编程软件的易用性和 客户使用时的熟悉程度是带来用户粘性的重要因素。同时，由于PLC在整个自动化设备里的成本占比低、切换PLC的机会成本高，PLC具备高毛利率属性。 《防控政策优化，多下游复苏预期提 振—行业周报》-2022.11.20 《关注核工业国产替代及复苏预期下的顺周期投资机会—行业周报》 -2022.11.13 《火电灵活性改造再迎政策利好，持续关注自主可控—行业周报》 -2022.11.6 PLC国内158.4亿元市场，国产厂商在小型PLC市场实现突围 根据MIR睿工业数据，2021年，我国PLC整体市场规模为158.4亿。其中，小型PLC市场79.5亿元，中大型PLC市场78.9亿元。2022Q3，小型PLC市场规模同比+11.1%，中大型PLC市场规模同比+11.3%。从下游需求来看，2022Q3，小型PLC下游领域仅有电池制造、半导体等少数OEM设备行业处于正增长。从全球市场竞争格局来看，欧美厂商在中大型PLC市场具备强话语权。日系、台系厂商深耕中小型PLC市场，国产厂商正凭借产品性价比高、交期短、客户需求快速响应的优势抢占小型PLC市场日、台系厂商的份额。2022Q3，小型PLC国产化率约20.2%。我国中大型PLC国产化率低于10%，大型PLC系统的国产化率仅约为1%。大中型PLC进入壁垒主要为技术难度高、研发投入大、市场推广难度大。 通用自动化景气度拐点渐近，PLC自主可控重要性凸显 我们认为，自主可控带来的国产PLC需求叠加通用自动化景气有望上行有望为 PLC行业带来增长弹性以及估值修复。PLC作为整个工控系统的核心控制器， 是保障工控产业链安全的核心部件，自主可控重要性显著。目前德国倍福、西门子等国外主流品牌的供货时间已达八个月以上，并且价格涨了两三倍。国内的工业基础设施受供应链、价格和安全的制约日益严重，迫切需要解决工业高端计算设备的国产化和智能化。2022年9月，国内工控超算基础设施供应商中科时代完成数千万人民币种子轮融资，由前龙芯中科创始人兼董事长、中科院计算所前所长李国杰院士领衔投资。国内通用自动化行业已经历20个月左右的下行周期 （上一轮高点在2021年3月），制造业投资有望保持高景气，推进通用自动化复苏。 受益标的 信捷电气、汇川技术、禾川科技。 风险提示：宏观经济波动，通用自动化下游需求恢复不及预期。 行业研究 行业周报 开源证券 证券研究报 告 目录 1、PLC：工业控制的大脑，由芯片和嵌入式软件构成、毛利率高3 2、国内158.4亿元市场，国产厂商在小型PLC市场实现突围5 2.1、2021年国内PLC总市场规模158.4亿元，其中小型PLC占比50.2%5 2.2、行业竞争呈德美日三雄鼎立的局面，国内厂商从小型PLC市场突围6 3、通用自动化景气度拐点渐近，PLC自主可控重要性凸显7 4、受益标的本周重要公告9 5、风险提示11 图表目录 图1：PLC相当于大脑，是运动控制系统中制造难度最高的零部件3 图2：PLC产业链上游为芯片和嵌入式软件，最终用户使用的PLC是二次开发的产品4 图3：信捷电气PLC毛利率维持在50%以上5 图4：2021年国内PLC整体市场规模158.4亿元5 图5：应用于新能源领域设备的小型PLC增速最高6 图6：2022Q3小型国产化率约为20.2%，同比+1.5pcts7 图7：2022Q3，我国中大型PLC国产化率低于10%7 图8：中科时代开发国产工业智能计算机，要做"基于PC技术和软件定义技术的工业自动化和智能化8 图9：2022Q3，自动化OEM市场规规模同比下降6%9 图10：2022Q3制造业固定资产累计投资增速加快9 图11：2022年9-10月，企业中长期贷款同比增速均超过90%9 图12：信捷电器PETTM中位数为27倍10 图13：汇川技术PETTM中位数为44倍10 表1：欧美企业垄断大型PLC市场，日台企业深耕中小型PLC市场6 表2：汇川技术发布第五次股权激励第二个归属期归属结果公告9 1、PLC：工业控制的大脑，由芯片和嵌入式软件构成、毛利率高 PLC是运动控制系统中的控制器，通过总线发布包含各种信息的指令给驱动器， 通常一台PLC可同时控制的伺服电机数量在2-4个之间。PLC的核心优势是可靠性 和稳定性高，可以在复杂的工业环境中稳定运行。因此，从1969年问世以来一直在各自动化行业广泛使用。 图1：PLC相当于大脑，是运动控制系统中制造难度最高的零部件 资料来源：开源证券研究所 PLC产业链上游包括硬件（芯片、PCB和接线端子等结构件，构成PLC60%-70% 的成本）和嵌入式软件构成，中游为PLC厂商，下游为自动化设备厂商。 国产CPU厂商实现突破。2022年11月，CODESYS官网宣布，CODESYS软件增加了对龙芯“龙架构（LoongArch）”的支持，成为第一款原生支持龙芯CPU的来自国外的商业软件，正式版本计划于2023年初发布。以往，大约1000个兼容CODESYS的工业控制器中的大多数都基于ARM或英特尔架构。现在，CODESYS已经支持龙芯最新的CPU，且包括CODESYS中已知的所有功能。 嵌入式软件是PLC的核心，包括底层软件和编程环境。具备各类型PLC的底层开发平台铸就了PLC巨头们稳固的护城河。国内和海外大部分自动化厂商，在研发中大型PLC（I/O点数在256-2048点为中型PLC，I/O点数在2048以上为大型PLC）产品时，通常会选择使用德国3S-smart公司的Codesys工业自动化底层开发软件。对于专注于小型PLC（I/O点数在256点以下）的厂商，通常有自主研发的底层编程 平台。 Codesys可以视为PLC制造商的OEM工具。3S提供软件（IEC61131编辑器）和运行时C代码，各自动化厂商在其基础上进行二次开发以更快速地将产品推向市场，但需支付授权费。 国内自动化厂商信捷电气、汇川技术、禾川技术等均有部分产品使用Codesys软件进行产品开发，而西门子、罗克韦尔、施耐德等业务布局涵盖OEM和大型FA市场的国际巨头有自己的软件开发公司或合作公司，不使用Codesys软件。国内厂商中，信捷电气具备全自主开发小型PLC编程软件的实力。 PLC是一个二次编程的产品。以锂电自动化设备为例，用PLC实现锂电池设备 的自动化操作动作，需要锂电池生产设备厂商根据锂电池设备的工艺要求，在PLC底层编程软件（PLC厂商完全自主开发，或是在Codesys编程环境基础上二次开发的软件）的基础上用梯形图再次开发出面向用户的程序。编程软件的易用性和客户使用时的熟悉程度是带来用户粘性的重要因素。 图2：PLC产业链上游为芯片和嵌入式软件，最终用户使用的PLC是二次开发的产品 资料来源：Wind、开源证券研究所 对于下游设备厂商而言，PLC本身成本较低并且切换成本高。因此，PLC的毛利率可维持较高水平。具体原因有以下两点： 第一，PLC在整个自动化设备里的成本占比低。仍以锂电设备为例，一台锂电设备售价几百万，而一台PLC售价1-2万，占设备总成本3%以内的比例。假设由于芯片涨价导致PLC涨价20%，对整体设备成本来讲只是不到 1%的成本增长。 第二，切换PLC的机会成本很高。对于设备厂商来说，切换PLC需要重新编写程序，验证稳定性、验证性能。由于PLC是保证工业生产安全的重要零部件，一旦因切换PLC使得设备出现问题，会严重阻碍工业生产的顺利进行。因此，切换成本比PLC涨价带来的成本大很多，PLC厂商对下游客户的议价权较强，芯片等原材料涨价给PLC厂商带来的成本增长可以顺利传导给下游客户，从而维持毛利率稳定。 图3：信捷电气PLC毛利率维持在50%以上 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 2018201920202021 信捷电气PLC毛利率（%）禾川科技PLC毛利率 数据来源：Wind、开源证券研究所 2、国内158.4亿元市场，国产厂商在小型PLC市场实现突围 2.1、2021年国内PLC总市场规模158.4亿元，其中小型PLC占比50.2% 根据MIR睿工业数据，2021年，我国PLC整体市场规模为158.4亿。其中，小型PLC市场79.5亿元，中大型PLC市场78.9亿元。2022Q3，小型PLC市场规模同比+11.1%，中大型PLC市场规模同比+11.3%。 图4：2021年国内PLC整体市场规模158.4亿元 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 2018201920202021 大中型PLC市场规模（百万元）小型PLC市场规模（百万元）PLC整体市场规模同比增速（%） 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% -5.0% -10.0% 数据来源：MIR睿工业、开源证券研究所 从下游需求来看，2022Q3，小型PLC下游领域仅有电池制造、半导体等少数 OEM设备行业处于正增长。 图5：应用于新能源领域设备的小型PLC增速最高 资料来源：MIR睿工业 2.2、行业竞争呈德美日三雄鼎立的局面，国内厂商从小型PLC市场突围 从全球市场竞争格局来看，欧美厂商在中大型PLC市场具备强话语权。日系、台系厂商深耕中小型PLC市场，德国西门子、美国罗克韦尔、日本三菱电机是全球PLC市场三巨头。 国家主要企业产品结构 表1：欧美企业垄断大型PLC市场，日台企业深耕中小型PLC市场 欧美西门子、罗克韦尔、施耐德 日台松下、三菱、欧姆龙、台达 本土信捷电气、汇川技术、和利时等资料来源：头豹研究院、开源证券研究所 以中大型PLC为主，中小型产品更稳定可靠。大型PLC全球市占率超过70% 中小型PLC，产品主要应用于机床和OEM设备 小型PLC为主，通过瞄准细分行业客户需求占有一定市场份额 2022Q3，小型PLC国产化率约20.2%，同比+1.5pcts。国产小型PLC正在凭借 产品性价比高、交期短、客户需求快速响应的优势抢占中低端工业自动化市场的外资份额。新能源自动化设备需求增长以及疫情阻碍海外厂商供应链加快了这一进程。 图6：2022Q3小型国产化率约为20.2%，同比+1.5pcts 资料来源：MIR睿工业 我国中大型PLC国产化率低于10%，大型PLC系统的国产化率仅约为1%。国产替代空间广阔。 图7：2022Q3，我国中大型PLC国产化率低于10% 中达电通, 1.5% 施耐德,4.4% 其他,5.5% 士, % 罗克韦尔, 7.3% 三菱, 10.3% 西门子, 52.1% 欧姆龙, 15.1% 基恩 3.8 数据来源：MIR睿工业、开源证券研究所