行业周报：工业母机、碳化硅设备国产化再迎利好

工业母机、半导体设备产业链、供应链自主可控再迎政策利好 国资委政策利好下，产业链供应链安全，自主可控趋势明显。目前工业母机产业链、半导体设备等设备国产渗透率较低。在存量竞争时代、掌握核心技术自主权是保障国家产业安全的根基，我们建议关注国产设备渗透率低、替代空间大的制造业细分领域。伴随《关于做好2023年中央企业投资管理进一步扩大有效投资有关事项的通知》等一批积极的政策出台，工业母机、半导体设备等板块或将加快国产化步伐。 中高端机床市场技术突破，关注核心零部件自主可控力 结构高端化、产业链自主可控是发展趋势。产业链、供应链自主可控的趋势下，高速度、高精度、高价值的高档数控机床占比将越来越高；核心零部件国产替代有望拾级而上，发挥供应链自主可控优势，中低端市场集中度提升，高端市场抢夺外资份额 碳化硅，前景广阔的第三代半导体材料 车载器件是碳化硅功率器件最重要的应用领域之一。碳化硅（SiC）是继硅、锗，GaAs、InP后的第三代半导体材料。2021年，碳化硅车载器件市场规模约为6.85亿美元，占碳化硅功率器件总市场规模的63%。目前碳化硅功率器件主要用在DCDC、OBC、电机逆变器、电动空调逆变器、无线充电等需要AC/DC快速转换的部件中（DCDC中主要充当快速开关）。 国产化进程下，碳化硅切磨抛设备需求空间广阔。碳化硅厂商扩产下，碳化硅切磨抛设备国产替代空间广阔。2020年以来，碳化硅衬底外延厂商积极扩产。据CSA Research不完全统计，截至2022年6月，碳化硅衬底外延厂商共有新增拟建项目计划28个，涉及投资总额达264.5亿元；另有11个项目已经建成通线或即将通线，达产后国内碳化硅衬底外延产能或增加95.5万片/年。2022年，东莞天域获批片区土地，用于全球首条8英寸外延片产线，建设周期5年，达产后产能可达100万片/年。碳化硅衬底、外延厂商的产能建设，将进一步推动切磨抛设备市场规模扩大。 受益标的： 工业母机：宇环数控、华中数控、海天精工、秦川机床、日发精机、纽威数控； 碳化硅设备：宇环数控、快克股份。 风险提示：制造业景气复苏进程不及预期；工业母机国产替代进度不及预期，政策面、资金面支持效果不及预期；碳化硅设备国产化进程不及预期。 1、产业链、供应链自主可控再迎政策利好 2023年2月10日，国资委印发《关于做好2023年中央企业投资管理进一步扩大有效投资有关事项的通知》(下称《通知》)。《通知》提到，“要提升产业链供应链韧性和安全水平，实施现代产业链链长行动计划，推动资源向产业链基础领域和高端环节集中。”；“加大新一代信息技术、人工智能、高端设备等布局力度，推动集成电路和工业母机产业快速发展。” 政策利好下，产业链供应链安全，自主可控趋势明显。目前工业母机产业链、半导体等国产设备渗透率较低。在存量竞争时代、掌握核心技术自主权是保障国家产业安全的根基，我们建议关注国产设备渗透率低、替代空间大的制造业细分领域。 伴随《通知》等一批积极的政策出台，工业母机、半导体等板块或将加快国产化步伐。 图1：部分制造业细分领域国产参透率较低 2、中高端机床市场技术突破，关注核心零部件自主可控力 结构高端化、产业链自主可控是发展趋势。产业链、供应链自主可控的趋势下，高速度、高精度、高价值的高档数控机床占比将越来越高；核心零部件国产替代有望拾级而上，发挥供应链自主可控优势，中低端市场集中度提升，高端市场抢夺外资份额。 2.1、本土机床中低端为主，高端机床国产替代加速中 高端机床市场国产化低。数控机床中高低端的衡量指标包括联动轴数、精度、稳定性、可靠性等。我国数控机床起步较晚，目前能够基本满足中低端机床需求，主要集中在中低端领域；但高端领域国产渗透率较低，进口依赖性高。 图2：我国数控机床高端国产化率低 高端机床需求持续旺盛。据日本工作机械工业会统计，2022年Q4各月，来自中国大陆的订单额分别为311/295/297亿日元，同比分别为+28.8%/+11.3%/+1.3%。 截至2022年12月，来自中国大陆的订单额累计同比小幅增5%。国内市场对日本机床订单不减，反映出中高端机床需求持续旺盛。 图3：中国大陆对日本机床需求旺盛 国产设备向高端化迈进。我国数控中高端机床需求韧性较强，国产低端机床对于行业起伏的反应明显，行业内部分化严重；国产设备逐步迈向高端化，机床数控化率有望持续提升。 图4：我国机床数控化率不断提升 新能源汽车拉动高端机床需求。新能源汽车保持高速增长，2022年12月产销再创历史新高，分别达81.0万台和81.4万台。汽车行业是机床第一大下游应用，汽车机床的占比目前已达45%。新能源汽车部件的精密生产对高端数控机床有大量需求。 图5：新能源汽车产销量再创历史新高 2.2、顶层设计+资金支持，“工业母机”未来星辰大海 顶层设计：补齐产业链短板，培育壮大优质企业。2022年10月16日，党的二十大报告第四、第十一部分，分别提到了产业链供应链安全，自主可控趋势明显。 2023年2月10日，国资委印发《关于做好2023年中央企业投资管理进一步扩大有效投资有关事项的通知》，推动工业母机行业快速发展。 资金支持：国家制造业大基金投资布局向机床工具核心零部件领域延伸，两支中证机床ETF获批。2022年9月18日，首批两只中证机床ETF获证监会批复。2022年8月，国家制造业转型升级基金战略入股了苏州长城精工科技股份有限公司。长城精工是国内精密轴承行业先进企业，产品主要应用于数控机床、工业机器人、航空航天等领域。 表1：国家近期政策释放工业母机行业积极信号 2.3、机床核心零部件是产业竞争制高点 直接材料中机床三大系统成本合计成本占比高达60%，主轴、数控机床、丝杠导轨、刀具等上游关键零部件仍以外资主导。将机床上游零部件进行成本拆分，其中直接材料占比80%（结构件占比30%、数控系统占比25%、驱控系统占比15%、传动系统占比20%、刀具占比5%、光栅尺占比2%，其余3%），人工占比10%，其余制造费用占比10%。而具有规模优势的企业在三大系统的采购上能够享受更优惠的价格，价格减少10-30%，对应毛利率增加4.80%-14.40%。 图6：数控机床产业链包括上游原材料与零部件、中游数控机床产品和下游应用服务 图7：直接材料中机床三大系统成本合计占比达60% 表2：国核心零部件国产昔代进度不一 主轴可分为机械主轴和电主轴，电主轴替代机械主轴是大势所趋。根据观研天下数据，预计2020年我国电主轴销量约47.6万根，市场规模约48.12亿元。下游机床稳中有增叠加电主轴替代升级需求，根据观研天下预测，2022-2026年电主轴市场规模复合增速约7%，2026年电主轴市场规模达74.93亿元。 表3：电主轴替代机械主轴大势所趋 图8：2020年我国电主轴销量约47.6万根 图9：预计2022-2026年我国电主轴市场规模CAGR=7% 根据MIR睿工业数据，2021年我国数控系统市场规模约为158.7亿元。2018-2021年市场规模复合增速为14.15%。2018-2021年我国数控系统国产化率由20.68%提升至25.36%。 图10：2021年数控系统国产化率约为25.4% 图11：2018-2021年数控系统市场规模CAGR=14.15% 图12：数控系统国产化率呈上升趋势 3、碳化硅，前景广阔的第三代半导体材料 碳化硅（SiC）是继硅、锗，GaAs、InP后的第三代半导体材料。碳化硅具有较大的禁带、较高的临界击穿强度、较好的热传导特性。与硅基MOSFET相比，同样规格碳化硅基MOSFET可以使其体积缩小到原来的1/10，导电电阻可以减少到1/100。与硅基IGBT相比，同样尺寸的碳化硅基MOSFET可以减少70%的能耗。 2021年，十四五规划等政策将碳化硅材料纳入产业科技创新相关发展规划，加大支持力度，为碳化硅行业发展提供了政策指引。 表4：碳化硅材料拥有更宽的禁带、更高的临界击穿场强和更好的导热性能 3.1、车载器件是碳化硅功率器件最重要的应用领域之一 碳化硅功率器件可用于新能源汽车、光伏、通信等领域。根据衬底和外延的不同，碳化硅器件可分为功率器件与射频器件两种。根据Yole Development数据，2021年全球碳化硅功率器件市场规模为10.9亿美元，2027年将增长至63亿美元，2021-2027年CAGR 34%。 图13：预计2021-2027碳化硅功率器件产业CAGR为34% 车载器件是碳化硅功率器件最重要的应用领域之一。2021年，碳化硅车载器件市场规模约为6.85亿美元，占碳化硅功率器件总市场规模的63%。目前碳化硅功率器件主要用在DCDC、OBC、电机逆变器、电动空调逆变器、无线充电等需要AC/DC快速转换的部件中（DCDC中主要充当快速开关）。 特斯拉、比亚迪等车厂已陆续使用碳化硅方案。2018年特斯拉MODEL3在主逆变器中安装了24个由意法半导体生产的碳化硅MOSFET功率模块。随后，比亚迪、现代、通用、奔驰、长城等车企均已经搭载或计划采用碳化硅方案。随新能源车产能不断提升，碳化硅市场空间有望进一步扩张。 图14：2021年SiC汽车行业应用占比63% 3.2、国产化进程下，碳化硅切磨抛设备需求空间广阔 碳化硅功率器件与硅基器件类似，制作工艺包括长晶-衬底-外延-设计-制造-封装等。其中衬底环节是最核心、最困难、价值量占比最高的环节。由长晶环节得到晶锭后，需要通过系列定向切割-研磨（粗研磨、精研磨）-抛光（机械抛光）-超精密抛光（化学机械抛光）过程得到碳化硅衬底。 图15：切磨抛工艺主要用于衬底环节 切抛磨成本约占衬底总成本的2/3，主要系碳化硅切磨抛环节的良率较低。目前碳化硅器件较高，未来有望降至硅基器件的3倍以内，其降本路径主要为：（1）改进切磨抛工艺提升良率；（2）发展大尺寸衬底，降低后续芯片生产过程中的损耗。 图16：改进碳化硅切磨抛工艺提升产品良率 碳化硅厂商扩产下，碳化硅切磨抛设备国产替代空间广阔。2020年以来，碳化硅衬底外延厂商积极扩产。据CSA Research不完全统计，截至2022年6月，碳化硅衬底外延厂商共有新增拟建项目计划28个，涉及投资总额达264.5亿元；另有11个项目已经建成通线或即将通线，达产后国内碳化硅衬底外延产能或增加95.5万片/年。2022年，东莞天域获批片区土地，用于全球首条8英寸外延片产线，建设周期5年，达产后产能可达100万片/年。碳化硅衬底、外延厂商的产能建设，将进一步推动切磨抛设备市场规模扩大。 图17：碳化硅衬底外延厂商扩产节奏加快 图18：2022年H1第三代半导体扩产项目中衬底外延环节占比约34% 4、受益标的 工业母机：宇环数控、华中数控、海天精工、秦川机床、日发精机、纽威数控。 碳化硅设备：宇环数控、快克股份。 5、行业新闻 【工程机械开年热销行业景气度有望提升】 春节过后，各工程机械制造商迎来“开门红”，三一重工、中联重科、柳工等领军企业近期纷纷启动批量订单交付。业内人士表示，随着国内基建、地产回暖预期增强，以及海外需求持续旺盛，工程机械行业景气度有望上行。 【发改委产业司赴北京机械工业自动化研究所有限公司调研】 近日，国家发改委产业司派员赴北京机械工业自动化研究所有限公司调研智能制造有关工作情况。实地听取了北自所近年来深入推进制造业智能化发展有关工作的成功案例和实践经验，以及相关意见和建议，并就做好下一步工作进行了深入交流。 【河南省首例柔性光伏支架示范工程投入运行平高电气承建】 2023年2月6日，在河南省平顶山市叶县尼龙产业园内，平高电气工程技术人员正在对河南省首例柔性光伏支架示范工程设备进行例行巡检。据介绍，该项目是由平高电气机械制造事业部联合平顶山华辰电力集团承建，自2023年1月1日投运以来，已安全运行一个多月，并向当地输送大量清洁能源。下一步，平高电气机械制造事业部将以