机械设备行业深度研究：看好高端机床及上游核心零部件国产替代

国内多家机床公司营收增速领跑全球 我们认为机床公司将受益于新兴领域带来的需求增长，2022年科德数控、拓斯达、宁波精达等营收增速均高于20%。根据中国机床工业协会和Gardner Publication数据，22年中国机床消费额占全球34.48%，具有一定的成长空间。22年国内机床行业消费额同比下滑1.90%，远低于全球下滑速度，加之下游新兴领域需求旺盛和国产替代，内资品牌增速领跑全球。 高端数控机床仍有较大国产替代空间 目前，我国数控机床企业主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。根据中商产业研究院数据，我们预计2023年我国中、低端数控机床的国产化率分别高于65%、高于82%，高端数控机床的国产化率在10%左右，高端数控机床存在着较大的国产化空间。2022年，国内五轴机床市场规模首次突破100亿。 数控机床上游核心部件国产化空间较大 目前国内数控机床上游核心部件严重依赖进口，根据观研天下数据，我们预计2023年标准型数控系统、智能型数控系统、主轴、丝杠、导轨国产化率分别为65%、15%、55%、55%、55%左右。《中国制造2025》中规划：到2025年，标准型数控系统、智能型数控系统、主轴、丝杠、导轨国产化率分别为80%、30%、80%、80%、80%，均具有较大提升空间。 2022年国产数控系统潜在进口替代空间约为174.96亿元 根据中国机床工具工业协会测算，22年中国机床消费金额274.1亿美元。 按照数控系统占机床成本20%，机床毛利率30%，22年我国数控系统市场空间约为275.53亿元。考虑国产数控系统主要配套国产机床，假设国内数控系统市场空间中低档/中档/高档占比分别为20%/60%/20%，按对应档次机床国产化率进行测算，假设22年低档/中档/高档机床国产化率分别为88.0%/72.5%/12.0%，对应国产数控系统国产替代空间约为174.96亿元。 中国数控机床进出额分别口呈下降、上升趋势 根据中国海关数据，2020年中国进口数控机床数量降到9988台，接近历史低点，进口金额跌至23.74亿美元，2021年疫情形势缓解，中国数控机床进口数量回升至13694台，同比+37.10%，进口额为26.77亿美元，同比+12.74%；2021年中国数控机床出口数量为58231台，同比+8.13%；出口金额为11.17亿美元，同比+34.96%；2022年机床工具进口额124.0亿美元，同比-10.2%；出口额209.5亿美元，同比+9.0%。我们看好中国机床出海。 投资建议 高端机床国产替代方面，建议关注海天精工、豪迈科技；基于3D技术成熟及产业规模化，新技术有望带来新方向机会，看好3D打印设备行业，建议关注铂力特；机床核心零部件国产替代方面，建议关注华中数控、科德数控；机床出海方向，建议关注宁波精达、浙海德曼、纽威数控等。 风险提示：（1）宏观经济下行风险；（2）国产替代不及预期风险；（3）上游核心零部件供应风险；（4）机床出海不及预期风险。 投资聚焦核心逻辑 第一，高端数控机床仍有较大国产替代空间；第二，中国数控机床进口呈下降趋势，出口呈上升趋势；第三，数控机床上游核心部件国产化空间较大，如2022年国产数控系统潜在进口替代空间约为174.96亿元。 不同于市场的观点 市场观点认为，机床业属于周期性行业，受下游制造业投资周期的影响较大。而我们认为国内机床行业发展水平远落后于发达国家发展水平，成长性远大于周期性，有望受益于国产替代及中低端机床出海。 投资看点 高端数控机床仍有较大国产替代空间。目前，我国高端数控机床国产化率虽在提升但仍处于较低水平。2022年，国内五轴机床市场规模首次突破100亿。我们认为高端数控机床仍有较大国产替代空间。 数控机床上游核心部件国产化空间较大。目前国内数控机床上游核心部件严重依赖进口，根据观研天下数据，我们预计2023年标准型数控系统、智能型数控系统、主轴、丝杠、导轨国产化率分别为65%、15%、55%、55%、55%左右。《中国制造2025》中规划：到2025年，标准型数控系统、智能型数控系统、主轴、丝杠、导轨国产化率分别为80%、30%、80%、80%、80%，均具有较大提升空间。 22年国产数控系统潜在进口替代空间约为174.96亿元。根据中国机床工具工业协会测算，22年中国机床消费金额274.1亿美元。按照数控系统占机床成本20%，机床毛利率30%，22年我国数控系统市场空间约为275.53亿元。考虑国产数控系统主要配套国产机床，假设国内数控系统市场空间中低档/中档/高档占比分别为20%/60%/20%，按对应档次机床国产化率进行测算，假设22年低档/中档/高档机床国产化率分别为88.0%/72.5%/12.0%，22年国产数控系统进口替代空间约为174.96亿元。 国内多家机床公司营收增速领跑全球。我们认为机床公司将受益于新兴领域带来的需求增长，2022年科德数控、拓斯达、宁波精达等营收增速均高于20%。根据中国机床工业协会和Gardner Publication数据，2022年中国机床消费额占全球34.48%，具有很大的成长空间。2022年国内机床行业消费额同比下滑1.90%，远低于全球下滑速度，加之下游新兴领域需求旺盛和国产替代，内资品牌增速领跑全球。 1.国内机床数控化率亟待提升 1.1机床也称工业母机 机床是指制造机器的机器，简称机床，也称工业母机。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多:除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。 图表1：机床是指制造机器的机器 机床包括金属切削机床、金属成形机床、木工机床三大类。机床类别众多，按加工方式划分，可以分为金属切削机床、金属成形机床、木工机床。此外，机床按是否使用数控系统，可以分为数控机床和非数控机床。 图表2：机床包括金属切削机床/成形机床/木工机床 数控机床分为高中低三档。根据纽威数控招股书数据，高档数控机床指的是4轴以上的加工中心、采用动力刀架的数控车床、精度达到精密级的其他机床，主要应用于汽车、航空航天、工程机械、模具、核电医疗、电子等领域；中档数控机床指的是精度未达精密级的3轴加工中心、采用非动力刀架的数控车床，主要应用于汽车、工程机械、电子、模具、阀门等领域；低端数控机床指的是采用精度、可靠性较低数控系统，部分依赖人工操作、加工精度较低的机床，只能进行简单车、铣加工。 五轴联动可以实现对空间复杂型面的加工。五轴联动是指机床基本的直线轴三轴X、Y、Z及附加的旋转轴A、B、C中的两轴，五个轴同时运动，任意调整刀具或工件的姿态，实现对空间复杂型面的加工。机床轴的绝对数量并非衡量数控机床先进程度的标准，重点在于联动轴数量。 图表3：数控机床分为高中低三档 图表4：五轴联动可实现对空间复杂型面的加工 五轴机床技术难度较高。五轴技术常见的难点包括：（1）数控系统编程复杂、难度大。（2）对数控及伺服控制系统要求高。（3）五轴机床的设计和制造更复杂和困难。 五轴联动数控机床国产替代较为急迫。五轴联动数控技术难度大、应用广，集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体。目前，五轴联动数控机床是解决航空发动机叶轮、叶盘、叶片、船用螺旋桨等关键工业产品加工的唯一手段。由于该类产品在技术上的复杂性，以及对航空航天、军事工业、科研、精密器械、高精医疗设备等行业的重要影响。从过去的“巴统清单”到现在的“瓦森纳协定”，发达国家一直把五轴数控系统及五轴联动数控机床作为战略物资实行出口许可证制度，对包括中国在内的诸多国家实行了严格的技术封锁。 图表5：五轴机床技术难度较高 1.2国内机床行业大而不强 2020年全球机床消费额为614亿美元。根据世界机床行业统计调查报告数据，2016-2018年全球机床消费额呈逐年增长趋势，2019年开始下降。2019年全球机床消费额为821亿美元，同比下滑10.66%。根据前瞻产业研究院数据，2020年全球机床消费额为614亿美元。从需求方面来看，根据德国机床制造协会数据，中国机床消费额2012年至2020年处于波动期，消费额自2017年开始处于下降周期，2020年中国机床消费额为205.77亿美元，同比下滑6.45%。 图表6：2020年全球机床消费额为614亿美元 图表7：2020年中国机床消费额为205.77亿美元 2023年1-11月国内机床产量73.7万台，同比增长0.14%。从2000年开始，受到下游行业高速发展，如汽车、3c等，国内机床迎来一波高速发展行情，产量从40.1万台增长至2022年的75.5万台，2023年1-11月，产量为73.7万台，同比增长0.14%；其中金属切削机床为60.1万台，同比增长10.68%，金属成形机床为13.6万台，同比下滑29.53%。我们认为随着宏观经济复苏，下游行业需求提升，国内机床行业有望迎来复苏。 图表8：2023年1-11月国内机床产量73.7万台 全球机床产业主要集中在中国、德国、日本、意大利和美国等国家，中国是世界第一大机床生产国和消费国。自2011年以来，中国一直保持着世界第一机床生产和消费大国的地位。从全球机床供给市场来看，根据德国机床制造商协会数据，2020年全球机床行业总产值为578亿欧元，其中中国以169.5亿欧元的产值位居第一，市场份额为29%;其次是德国、日本是产值分别为86.6亿欧元、82.2亿欧元，市场份额分别为15%和14%；从全球机床需求市场来看，2020年全球机床行业总消费额为573亿欧元，其中中国以186.1亿欧元的消费额位居第一，市场份额为32%;其次是美国、德国消费额分别为66.7亿欧元和45.1亿欧元，市场份额分别为12%和8%。 图表9：2020年中国为世界第一大机床生产国 图表10：2020年中国为世界第一大机床消费国 我国数控机床企业集中于中低端市场，高端数控机床仍然依赖进口。我国数控机床目前处于中高端产品国产化阶段，目前我国数控机床市场第一阵营仍然以实力雄厚的外资企业、跨国公司为主，第二阵营为国企和具备一定技术实力和知名度的民企，如海天精工、创世纪、国盛智科、科德数控、浙海德曼等，第三阵营为技术含量低、规模小的众多民营企业，我国机床企业的综合竞争力逐步显现，国产替代空间较大。 图表11：国内数控机床企业集中于中低端市场 我国数控机床行业竞争格局非常分散。目前，我国数控机床行业市场总体集中度较低，竞争相对激烈。根据华经产业研究院及中商产业研究院数据，2021年，我国数控机床市场收入CR10仅38.4%。其中，排在第一的创世纪市占率仅为5.5%。随着技术的不断积累，国内数控机床厂商将逐渐向高档数控机床市场发展，市场竞争格局有望进一步集中。 图表12：国内数控机床竞争格局较为分散 中国数控机床出口呈下降趋势，出口呈上升趋势。中国数控机床进口数量整体呈下降趋势。根据中国海关数据，2020年，中国进口数控机床数量降到9988台，接近历史低点，进口金额跌至23.74亿美元；2021年疫情形势缓解，中国数控机床进口数量回升至13694台，同比增加37.10%，进口金额为26.77亿美元，同比增加12.74%。 中国数控机床出口数量整体呈上升趋势，根据中国海关数据，2021年中国数控机床出口数量为58231台，同比变化8.13%；出口金额为11.17亿美元，同比增加34.96%。 根据中国海关数据，2022年机床工具进口124.0亿美元，同比下降10.2%；出口209.5亿美元，同比增长9.0%。 中国数控机床进口均价远高于出口均价。中国进口数控机床以高档机为主，出口数控机床则多是中低档产品。根据中国海关数据，2021年中国数控机床进口均价为19.55万美元/台，出口均价为1.92万美元/台，均价差值为1