1. 機床：現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基石

1.1. 機床是制造機器的機器，在制造業(yè)中發(fā)揮重要作用

機床是制造機器的機器。機床是機械加工中的重要工具，一般通過切削、 鉆孔、磨削、剪切等方式處理或加工金屬或其他剛性材料。根據(jù)處理材 料的不同，機床包括金屬加工機床、木工機床、特種機床等。目前與工 業(yè)生產(chǎn)制造關(guān)系更密切的主要是金屬加工機床。

金屬加工機床包括金屬切削機床和金屬成形機床。金屬成形機床包括折 彎機、剪板機、沖床、鍛壓機床、激光加工機等。金屬成形機床通過其 配套的模具對金屬施加強大作用力使其發(fā)生物理變形從而得到想要的 幾何形狀。金屬切削機床是使用最廣泛、數(shù)量最多的機床類別。金屬切 削機床按照加工性質(zhì)和所用刀具可以分為車床、銑床、刨床、磨床等。 隨著數(shù)字控制系統(tǒng)在機床上的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機床是目前機床高端化的 主要發(fā)展方向。數(shù)控機床能夠根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)，使機床按照系統(tǒng)要求自動 加工零件。 加工中心是具備多種加工性質(zhì)的數(shù)控機床。加工中心具有自動交換加工 刀具的能力，通過在刀庫上安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過 自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實現(xiàn)多種加工功能。由于加工中 心一次裝夾可完成多種工序，因此加工中心相比一般數(shù)控機床具有誤差 小、效率高等優(yōu)點。加工中心根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可以分為立式加工中心、臥 式加工中心和龍門加工中心等。

機床下游應(yīng)用廣泛。機床產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游、中游、下游三個環(huán)節(jié)。上 游環(huán)節(jié)包括原材料及零部件，主要是數(shù)控系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及機床主體 零部件等。中游包括各類機床，以金屬切削機床和金屬成形機床為主。 下游則廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、工程機械、模具制造、3C 電子、 電力設(shè)備、船舶、軍工等行業(yè)。我們認為中國下游行業(yè)中，新能源車、 軍工、精密模具、半導體、風電、光伏等行業(yè)景氣度較好，會為中國機 床產(chǎn)業(yè)帶來新的需求。

1.2. 機床應(yīng)用廣泛，金屬切削機床是主要應(yīng)用機型

機床下游應(yīng)用廣泛。機床產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游、中游、下游三個環(huán)節(jié)。上 游環(huán)節(jié)包括原材料及零部件，主要是數(shù)控系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及機床主體 零部件等。中游包括各類機床，以金屬切削機床和金屬成形機床為主。 下游則廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、工程機械、模具制造、3C 電子、 電力設(shè)備、船舶、軍工等行業(yè)。我們認為中國下游行業(yè)中，新能源車、 軍工、精密模具、半導體、風電、光伏等行業(yè)景氣度較好，會為中國機 床產(chǎn)業(yè)帶來新的需求。

全球機床行業(yè)經(jīng)歷了連續(xù)下滑，在 2021 年快速復蘇。根據(jù) VDW 數(shù)據(jù)， 2021 年全球金屬加工機床產(chǎn)值達到了 709 億歐元，同比增長 20%。但 在此前全球機床行業(yè)經(jīng)歷了連續(xù)下滑。尤其受 2020 年疫情影響，全球 金屬加工機床產(chǎn)值同比下滑接近 20%。

金屬切削機床是使用最廣泛、數(shù)量最多的機床類別。根據(jù) VDW 數(shù)據(jù)， 2021年全球金屬加工機床產(chǎn)值達到了709億歐元，同比增長20%，其中， 全球金屬切削機床產(chǎn)值為 501 億歐元，同比增長 23%。金屬成形機床產(chǎn) 值為 207 億歐元，同比增長 12%。過去幾年來，金屬切削機床與金屬成 形機床的產(chǎn)值比例基本維持在 7：3 的水平。

1.3. 中國機床行業(yè)集中度不斷提升，但整體競爭格局仍然較 為分散

中國機床產(chǎn)業(yè)競爭格局分散。過去幾年中國機床行業(yè)集中度不斷提升， 但整體競爭格局仍然較為分散。據(jù) MIR 測算，中國機床行業(yè)在 2020 年 CR10 仍不足 30%，2021 年 CR10 不足 40%，單一企業(yè)市場占有率不足 6%。過去以沈陽機床為代表的國有企業(yè)是機床行業(yè)的主導者。隨著機床 技術(shù)和市場的不斷革新，以創(chuàng)世紀為代表的民營企業(yè)后來居上。民營企 業(yè)逐漸成為中國機床行業(yè)的領(lǐng)導者。

五軸廠商競爭梯隊明顯，各有擅長方向。五軸加工中心的參與者主要分 三個競爭梯隊。第一梯隊為歐美系廠商，產(chǎn)品性能強精度高，穩(wěn)定性強， 其中以 GROB 和 DMG MORI 為代表。第二梯隊為內(nèi)資廠商，BJJD 和 KEDE 作為代表，在系統(tǒng)軟件研發(fā)和整機技術(shù)上漸漸成熟。第三梯隊為 中國臺灣廠商，如 QUICKJET、WELE、KEN 等，五軸非其主要業(yè)務(wù)， 出貨量小。從主流廠商分析，各廠商擅長方向不同。北京精雕銷量大幅 領(lǐng)先，單價較低，主銷小型五軸精雕機（100-200 萬左右）。GROB 出貨 產(chǎn)品單價高（國產(chǎn) 300 萬以上，進口 500 萬以上）數(shù)量大，總金額排名 第一。DMG MORI 五軸機在國內(nèi)航天軍工領(lǐng)域知名度較高。 五軸市場國產(chǎn)量大價廉，未來市場仍有巨大空間。中國五軸市場國產(chǎn)銷 量大，進口產(chǎn)品銷售額高。中國五軸加工中心出貨以立式為主，立式五 軸廠商集中度低于臥式廠商。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，中國五軸出貨以轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu) 為主，其次是雙擺頭和一擺一轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺和雙擺頭多為立式，而一擺一轉(zhuǎn) 則基本為臥式為主。下游行業(yè)以航天軍工為主流，汽車行業(yè)規(guī)模巨大， 模具行業(yè)應(yīng)用則逐步增加。數(shù)控系統(tǒng)方面，外資企業(yè)如西門子、發(fā)那科、 海德漢和三菱是龍頭。

1.4. 五軸加工中心技術(shù)門檻最高，是國產(chǎn)機床主要突破的方 向

加工中心按聯(lián)動軸數(shù)分類，可分為三軸加工中心、四軸加工中心和五軸 加工中心。5 軸聯(lián)動是機床實現(xiàn)任意角度加工所需要的最少軸數(shù)，也是 實現(xiàn)空間任意曲面加工的必備技術(shù)。在 5 軸加工中心上，刀具在 X、Y 和 Z 軸上線性移動，并可繞 X 和 Z 軸旋轉(zhuǎn)，以從任何方向接近工件。五軸 加工中心可以用來加工任意復雜曲面零件，包括葉輪、葉片、發(fā)電機轉(zhuǎn) 子、渦輪轉(zhuǎn)子等復雜曲面零件。

五軸加工中心具備高精度、高效率等優(yōu)點，具備不可替代性。五軸加工 中心性能優(yōu)越、穩(wěn)定性強，單價較貴，是機床中技術(shù)難度最高的類別之 一。五軸機床加工精度較高，一般在 0.05mm 以上，部分先進機型加工 精度可到納米級，從而滿足高加工精度要求的工藝流程。對于高端制造 產(chǎn)業(yè)，對于加工難度、精度要求很高，因此五軸加工中心具備不可替代 性。主要優(yōu)點包括：在一次設(shè)置中加工復雜形狀以提高生產(chǎn)率；減少夾 具準備工作，節(jié)省時間；提高產(chǎn)量，縮短交付時間；工件不會跨多個機 床移動，因此能獲得更高的零件精度； 能夠使用更短的切削刀具以獲 得更高的切削速度和更少的刀具振動；實現(xiàn)卓越的表面光潔度和更好的 零件質(zhì)量。 五軸加工中心下游主要為汽車、航天軍工、模具三大部分。汽車和航天 軍工是五軸機床應(yīng)用的最大下游，各占 30%和 25%。汽車上主要應(yīng)用部 件是增壓葉輪，缸體缸蓋，變速箱等大殼體，其加工精度要求高，高端 機床需求量大。航天軍工產(chǎn)業(yè)的葉輪葉片對五軸的依賴度較大。其次則 是精密模具中的復雜模具需要用到五軸機床，占 17%。通用機械應(yīng)用占 比 10%以及其他下游應(yīng)用占比 18%。

汽車行業(yè)：主要應(yīng)用于汽車產(chǎn)線上，其次用于加工帶斜孔或復雜曲面的 汽車零部件（渦輪增壓器葉輪、汽車卡鉗、輪向節(jié)、ABS 閥體）。汽車 行業(yè)主要考慮加工效率，因此高效率五軸如 SW(3+2)和 CHIRON（雙主 軸）五軸均以高效而在汽車行業(yè)知名度高。工廠環(huán)境一般較差，偏好抗 干擾更強的設(shè)備。 航天軍工：用于加工葉片、葉輪和機座，其他還有飛機翼板、翼肋、型 框等大型結(jié)構(gòu)零部件，追求精度和質(zhì)量。 精密模具：五軸適用于各行業(yè)的復雜精密模具加工，如汽車車身模具、 輪胎模具等。模具零件一般形狀比較復雜，對表面的加工質(zhì)量和加工精 度要求高。

2021 年中國五軸市場空間約 80 億元人民幣，2025 年有望達到 124.4 億 元人民幣。根據(jù) QYResearch 數(shù)據(jù)，2021 年全球五軸數(shù)控機床市場規(guī)模 約為 74.8 億美元，其中中國市場占全球比重約為 16.7%，對應(yīng)市場空間 12.4 億美元，折合人民幣 80.3 億元。

2. 行業(yè)前景：中國機床行業(yè)發(fā)展空間廣闊，三大因 素驅(qū)動中長期增長

2.1. 長期驅(qū)動因素一：數(shù)控化率提升

數(shù)控機床大勢所趨，市場需求與產(chǎn)業(yè)政策加速推進滲透。隨著我國制造 業(yè)的發(fā)展和進步，市場上的產(chǎn)品規(guī)格不斷豐富，市場對于高精度、高效 率切削的需求日趨旺盛?！吨袊圃?2025》提出從制造業(yè)大國向制造業(yè) 強國轉(zhuǎn)變，最終實現(xiàn)制造業(yè)強國的目標，而機床是工業(yè)之母，是實施制 造強國戰(zhàn)略的有力抓手，因而將高檔數(shù)控機床列為大力推動突破發(fā)展的 重點領(lǐng)域之一，國家和有關(guān)部門陸續(xù)制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策以支持數(shù)控 機床的發(fā)展。

近年來中國機床出口總量持續(xù)提升，進口數(shù)量有所下降，顯示中國機床 行業(yè)發(fā)展較快，在國際上具備一定競爭力。盡管中國機床產(chǎn)值位居世界 第一，但是對比中國進出口機床單價發(fā)現(xiàn)，中國出口機床單價低，更多 是依靠低價格優(yōu)勢搶占市場份額。中國進口機床單價較高，說明中國高 端機床仍然依賴進口。盡管過去幾年來，中國出口機床的單價不斷提升， 但平均單價仍然僅為進口機床的 1/300。在數(shù)控機床方面，中國出口單 價有所提升，但與海外高端機床價格差距仍然較為明顯。根據(jù)海關(guān)總署 數(shù)據(jù)，2021 年中國數(shù)控機床進口數(shù)量為 13,694 臺，進口金額為 26.77 億美元，進口均價為 19.55 萬美元/臺。2021 年中國數(shù)控機床出口數(shù)量 為 58,231 臺，出口金額為 11.17 億美元，出口均價為 1.92 萬美元/臺。 中國機床出口集中在中低端市場，高端數(shù)控機床進口依賴較大，技術(shù)水 平差異較大。

中國機床數(shù)控化率仍然較低，還有較大提升空間。根據(jù) MIR 統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 中國 2001-2020 年機床產(chǎn)量數(shù)控化率從 6.85%提升到 43.19%，提升明顯。 但發(fā)達國家機床數(shù)控化率一般為 80%以上，說明中國機床數(shù)控化率仍然 較低，還有較大的提升空間。根據(jù)《中國制造 2025》規(guī)劃，我國關(guān)鍵工 序數(shù)控化率在十四五期間將達到 50%。另外，中國中高端機床國產(chǎn)化率 仍有較大的提升空間。2018 年統(tǒng)計顯示，高中低端機床國產(chǎn)化率分別為 10%、65%、80%，以五軸機床為主的高端機床國產(chǎn)化率較低。

機床核心零部件國產(chǎn)化率較低。機床的核心零部件包括數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動 系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、刀庫以及結(jié)構(gòu)等。數(shù)控系統(tǒng)：我國中低檔數(shù)控系統(tǒng)基 本國產(chǎn)化，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)供應(yīng)商包括華中數(shù)控、廣州數(shù)控等。高檔 數(shù)控系統(tǒng)，尤其是五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)仍被外資壟斷，主機廠如科德數(shù)控、 北京精雕自產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)配套使用。驅(qū)動系統(tǒng)：分為液壓驅(qū)動（液 壓泵閥、油缸）和電驅(qū)動（例如伺服驅(qū)動器和步進電機），全球龍頭企 業(yè)包括日本發(fā)那科、安川，德國西門子，博世力士樂等。結(jié)構(gòu)：鈑焊件 和鑄件影響機床穩(wěn)定性，出于環(huán)?？紤]，海外機床龍頭普遍全球采購鈑 焊件，結(jié)構(gòu)部件的國產(chǎn)化率較高。傳動：作為機床部件運動的載體，直 接影響加工精度。國內(nèi)主機廠主軸自制比例愈發(fā)提升，然而在高端絲桿、 導軌、軸承等缺乏具備國際競爭力企業(yè)。刀庫：國產(chǎn)刀具替代作用高于 機床本體，主要源于技術(shù)門檻相對較低，且消耗巨大。