先进制造行业周报：数控系统国产替代空间广阔，产业链龙头迎重要发展契机

数控系统国产替代空间广阔，产业链龙头迎重要发展契机 行业评级：增持 分析师：邹润芳 证券执业证书号：S0640521040001 研究助理：闫智 证券执业证书号：S0640122070030 分析师：卢正羽 证券执业证书号：S0640521060001 行业报告：先进制造行业周报 2023年4月16日 中航证券研究所发布证券研究报告请务必阅读正文后的免责条款部分 股市有风险入市需谨慎 重点推荐：航锦科技、华中数控、双良节能、天融信、超图软件、纽威股份、天通股份、西子洁能、捷佳伟创、天准科技 核心个股组合：航锦科技、华中数控、协鑫能科、双良节能、纽威股份、华伍股份、西子洁能、联赢激光、骄成超声、奥特维、罗博特科、高测股份、宇晶股份、先导智能、杭可科技、星云股份、捷佳伟创、科威尔、绿的谐波、埃斯顿 本周专题研究：智能制造与自主可控背景下，数控化率与国产化率提升是机床发展的两大趋势，而数控系统是数控机床的“大脑”，是决定数控机床功能、性能、可靠性及成本的核心部件。据德国机床制造商协会数据，2021年我国机床产值约1570亿元，相应的，我国数控系统市场规模约259亿元。据华经产业研究院数据，2021Q1仅发那科、三菱、西门子三家外资企业在我国数控系统中占比64%，国内企业集中在中低端领域，高端领域仅有华中数控、科德数控等少数企业能够与外资品牌同台竞争。国际局势紧张背景下，高端制造业自主可控愈加迫切，行业催化频发，数控系统作为机床的关键“卡脖子”环节将充分受益国产替代趋势，建议关注国内中高端数控系统龙头华中数控、五轴数控机床及高档数控系统供应商科德数控。 重点跟踪行业： 锂电设备，全球产能周期共振，预计21-25年年均需求超千亿，国内设备公司优势明显，全面看好具备技术、产品和规模优势的一二线龙头； 光伏设备，设备迭代升级推动产业链降本，HJT渗透率快速提升，同时光伏原材料价格下降有望刺激下游需求，看好电池片、组件设备龙头； 换电，2025年换电站运营空间有望达到1357.55亿元，换电站运营是换电领域市场空间最大的环节，看好换电站运营企业； 储能，储能是构建新型电网的必备基础，政策利好落地，发电、用户侧推动行业景气度提升，看好电池、逆变器、集成等环节龙头公司； 半导体设备，预计2030年行业需求达1400亿美元，中国大陆占比提高但国产化率仍低，看好平台型公司和国产替代有望快速突破的环节； 自动化，下游应用领域广泛的工业耗材，市场规模在400亿左右，预计2026年达557亿元，看好受益于集中度提高和进口替代的行业龙头； 氢能源，绿氢符合碳中和要求，光伏和风电快速发展为光伏制氢和风电制氢奠定基础，看好具备绿氢产业链一体化优势的龙头公司； 工程机械，强者恒强，建议关注行业龙头，看好具备产品、规模和成本优势的整机和零部件公司。 机床数控化率提升大势所趋。数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，与普通机床相比具有生产效率高、加工精度高、自动化程度高、适应能力强等特点。据机床工具工业协会数据，2021年我国金属切削机床数控化率约44.9%、金属成形机床数控化率约11.4%，相比于欧美日等发达国家80%以上的机床数控化率仍有较大差距。 数控系统是数控机床的“大脑”与“芯片”，高档产品国产化率低。数控机床由控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体组成，其中数控系统是数控机床的“大脑”，是决定数控机床功能、性能、可靠性及成本的核心部件，约占机床成本的20-30%。高档数控系统算法复杂，空间建模know-how、优化补偿技术、可靠性等构成数控系统的重要门槛，目前国内高档数控系统主要依赖国外进口，国内企业市占率不足10%。 对零件加工的适应性强变更加工零件时，数控机床只需要重新编程即可自主加工。 具体含义 特征 加工质量高 数控机床本体结构以及传动系统的热稳定性较强、刚性系数高， 故加工精度良好。 加工生产效率高 以某螺栓零件为例，数控机床（每人操作3台）加工效率约为普 通机床的5倍。 自动化程度高数控机床通过内置程序加工生产，人工操作强度降低。 图表1：数控机床具有适应性强、加工精度高、效率高等特点图表2：数控机床成本构成（以纽威数控2020年数据为例） 经济效益良好 节约的人工成本费用可与采购设备费用持平，效率提升大幅降低了生产费用。 数控系统市场规模达数百亿，国产替代空间广阔。目前，我国机床行业较德国、日本、美国等机床制造强国在高、精、尖和功能部件的研发生产上仍存在较大差距，本土企业主要定位于中低端市场，高端机床渗透率虽在提升但仍处于较低水平，国产替代空间广阔。据德国机床制造商协会数据，2021年我国机床产值约1570亿元，按照机床企业25%的毛利率、数控系统在机床成本中占比22%计算，2021年我国数控系统市场规模约259亿元。据华经产业研究院数据，2021Q1仅发那科、三菱、西门子三家外资企业在我国数控系统中占比64%，国内企业集中在中低端领域，高端领域仅有华中数控、科德数控等少数企业能够与外资同台竞争。 图表3：2021年我国机床数控系统市场规模约245亿元图表4：2021Q1国内数控系统竞争格局 近年来，在国家专项政策与产业链支持下，我国数控系统性能快速提升，头部企业关键指标与国际龙头相当。华中数控五轴高端模具加工数控系统与国际厂商对标后各指标性能接近，华中8型高性能数控系统与德国、日本等国家相关产能功能全面对标，标准型数控系统产品600余项功能对标匹配度达到100%，高档型数控系统产品1900余项功能对标匹配度超过98%；科德数控高档数控系统对标西门子840D匹配度达95.85%；总体来看，国内头部数控系统企业已具备国产替代条件。 序号 五轴高端模具加工数控系统功能/性能需求 与国际先进数控系统对标前 与国际先进数控系统对标后 1 高性能模具加工 有（效率和精度有差距） 效率相当，精度接近 图表5：华中数控五轴高端模具加工数控系统与国际厂商对标后各指标性能接近图表6：科德数控五轴立式加工中心KMC800SU与哈默C42机床对比 对标项目 关键指标 哈默C42 科德数控KMC800SU 2 RTCP参数快速自动标定 有（效率和精度有差距）效率和精度相当 行程X/Y/Z800/800/550mm800/800/550mm 工作台尺寸 Φ800×630mm Φ800×630mm 工作台承重√1400kg1400kg 主轴转速√15000（HSK-A63）rpm18000（HSK-A63）rpm 主轴功率√29kW38kW C轴驱动 力矩电机直驱 力矩电机直驱 5 6 7 8 9 10 11 进给速度自适应有（易用性和适用性有差距） 主轴热伸长补偿有（易用性有差距）动态防碰撞无 五轴空间误差补偿有（不完善） 转台伺服优化抑振有（成熟度有差距）负载自适应无 超大程序预读行数有 效率相当 水平相当具备 需要进一步验证水平相当 具备 水平相当 性能指标 数控系统 定位精度X/Y/Z定位精度A/C 重复定位精度X/Y/Z重复定位精度A/C刀库容量 刀具最大长度 刀具最大直径刀具最大重量响应时间 √ √ √ √ 售后支持 海德汉TNC640科德GNC62系统 0.008mm0.005mm 6″5″ 0.005mm0.003mm 5″3″ 4242 300mm300mm 80/125（邻位空刀）mm80/125（邻位空刀）mm8kg8kg 需预约填单，周期相对较长24小时内响应 A轴摆角±130°±130° A轴驱动机械传动单驱力矩电机双直驱 3系统端电机寻相校零无具备 快速线性移动√45/45/40m/min48/48/48m/minA/C轴转速25/65rpm25/70rpm 4五轴转台自动找正无具备 高端机床自主可控愈加迫切，行业催化频发。党的二十大报告强调，加快实施创新驱动发展战略；以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。无论是地缘冲突的外部环境，还是国家战略需求，高端装备的自主创新都是必由之路。数控系统的体系结构、高速高精、五轴联动等关键技术为“卡脖子”环节，面向高端制造业的优质专精特新企业将迎来投资机会。 重点关注数控系统龙头：华中数控、科德数控。智能制造与自主可控背景下，数控化率与国产化率提升是机床发展的两大趋势，而数控系统作为机床的“大脑”，在高端制造长期国产化进程中将充分受益，建议关注国内中高端数控系统龙头华中数控、五轴数控机床及高档数控系统供应商科德数控。 图表7：数控机床产业链示意图 光伏设备：1）N型电池片扩产项目多点开花，光伏设备企业技术持续突破，需求与技术共振，推动光伏产业高景气增长。建议关注：迈为股份、捷佳伟创等。2）光伏产业链价格调整将会使产业链利润重新分配，同时刺激下游需求，有望引导整个产业链向好发展。在产业链调整的过程中，看好以下几个方向：靠近下游的电池组件、电站运营环节；非硅辅材、耗材环节；光伏设备等。建议关注：双良节能、奥特维等。 锂电设备：从新技术带来新需求、扩产结构性加速度和打造第二成长曲线等角度出发筛选公司，2023年重点推荐以下方向：1、新技术：①复合集流体从0到1加速渗透，推荐关注相关设备商东威科技、骄成超声；②若大圆柱渗透率提升，激光焊接等环节有望受益，推荐关注联赢激光；2、锂电储能：2023年或成为国内大储高增速元年，重点关注电池、逆变器、温控、消防等环节；3、主业拓展：锂电设备是少有的能出现千亿级别大市值公司的领域，推荐关注平台型公司先导智能；电力电子、激光加工技术具备延展性，需求增长持续性有望更强，推荐关注星云股份等；4、出口链：海外扩产有望出现结构加速，推荐关注杭可科技。 储能：发电侧和用户侧储能均迎来重磅政策利好，推动储能全面发展。1）发电侧：2021年8月10日，《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》出台，首次提出市场化并网，超过保障性并网以外的规模按15%的挂钩比例（4小时以上）配建调峰能力，按照20%以上挂钩比例进行配建的优先并网，抽水蓄能、电化学储能都被认定为调峰资源，为发电侧储能打开。2）用户侧全面推行分时电价，峰谷价差达3到4倍，进一步推动用户侧储能发展。星云股份是国内领先的以锂电池检测系统为核心的智能制造解决方案供应商，与锂电池、储能行 业头部企业进行战略合作并推广储充检一体化储能电站系列产品。科创新源通过液冷板切入新能源汽车和储能赛道，已进入宁德时代供应商体系，随着下游需求不断提升，未来有望放量增长。 氢能源：绿氢符合碳中和要求，随着光伏和风电快速发展，看好光伏制氢和风电制氢。建议关注：隆基股份、明阳智能、亿华通等。 激光设备：激光自动化设备市场格局分散，且其通用属性较强，下游分散，行业集中度提高难度较大。激光加工相对于传统方式，优势明显，重点关注其在锂电、光伏等高成长性行业的大规模应用。以锂电池激光焊接为例，若按照激光焊接设备占比10%计算，2021-2025年合计新增需求约487亿元。重点关注深耕细分高景气赛道的激光加工设备龙头，帝尔激光、联赢激光、大族激光、海目星等。（详见《2023年投资策略：复苏可期，成长主导，星光渐亮》报告） 工程机械：强者恒强，建议关注龙头公司。推荐关注：三一重工、恒立液压、中联重科等。 半导体设备：全球半导体设备市场未来十年翻倍增长，国产替代是一个长期、持续、必然的趋势：1)根据AMAT业绩会议，预计2030年半导体产业规模将达到万亿美元，即使按照目前14%的资本密集度，设备需求将达到1400亿美元，而2020年为612亿美元。2)2020年，中国大陆首次成为全球半导体设备最大市场。2021Q1，中国大陆出货额为59.6亿美元，环比增长19%，同比增长70%，仅次于韩国。3)在瓦森纳体系下，中国半导体设备与材料的安全性亟待提升，而国产化率水平目前仍低。建议关注：中微公