機床行業研究：上行周期山雨欲來，自主可控大有可為

（報告出品方/作者：華鑫證券，范益民、丁禕）

1、 景氣上行拐點已現

1.1、 國之重器，現代工業發展壓艙石

機床是指用來製造機器的機器,又被稱為“工作母機”或“工具機”。機床的品種、 質量和加工效率直接影響着其他機械產品的生產技術水平，因此，機床工業的現代化水 平和規模是一個國家工業發達程度的重要標誌之一。機床可分為金屬切削機床和金屬成 形機床，其中佔比最大的是金屬切削機床。

1774年英國人發明的炮筒鏜床是世界上第1台真正意義上的機床。1952年,世界上第 1台數字控制機床在美國麻省理工學院問世，象徵著機床數控時代的開始。最早的數控 裝置是採用電子真空管構成計算單元，直至60年代初期誕生了電子數字計算機，自此分 立元件的數字控制（NC）走向了計算機數字控制（CNC）成為數控機床技術發展的第一 個拐點。在20世紀80年代IBM公司推出個人微型計算機，標誌着過去專用廠商開發數控 裝置（包括硬件和軟件）走向採用通用的PC化計算機數控，機床行業迎來了第二個拐點； 自21世紀以來，智能化數控技術隨着新一代信息技術和人工智能技術的發展，數控機床 迎來一個新拐點甚至是新跨越—走向賽博物理融合的新一代智能數控。

機床結構主要包括兩大部分:機床的固定部分(如底座、床身、立柱、頭架等)、攜 帶工件和刀具的運動部分,這兩部分現在通稱為機床基礎件和功能部件。以常見的車削 和銑削為例，數控車削機床結構從早期的2軸進給平床身、2軸進給斜床身等經典結構, 發展到4軸進給和雙刀架、多主軸和多刀架等用於迴轉體類零件高效率車削的加工中心 結構,進一步發展為可適應複雜零件“一次裝夾、全部完工的多功能車銑複合加工中心 結構；數控銑削加工機床結構從早期主要實現坐標軸聯動和主軸運動功能的經典立/卧 式銑床結構，發展到帶刀庫和自動換刀機構的3軸聯動立/卧式銑削加工結構，為滿足復 雜結構件的高效率加工需求，出現4軸/5軸聯動的銑削加工結構，隨後以銑削/鏜削為主， 多功能銑車符合加工中心結構得到發展應用，並引入機器人並聯虛擬軸概念。當前增減 材混合加工新型結構機床進入實用化發展階段。

據德國機床製造商協會，2002-2021年，全球機床行業產值從345億歐元增長至709 億歐元，複合增長率為3.86%。得益於疫情後全球經濟的復蘇，2021年全球機床產值同 比上升19.8%。

供給端來看，2021年全球機床行業總產值為709億歐元，其中我國產值為218億歐元， 佔據31％的份額，位居首位；其次是德國、日本在全球市場中的總產值分別達到90、89 億歐元，市場份額均為13％。排名前五的國家佔據了全球74％的份額，反映出全球機床 製造市場集中度較高。 需求端來看，2021年全球機床行業總消費額為703億歐元，其中我國消費額達到236 億歐元，以34%的份額位居全球第一；其次是美國、德國消費額分別達到91、45億歐元， 在全球需求市場中的份額分別為13％、6％。中國、美國和德國三個國家佔據全球機床 消費一半以上的市場份額。

1.2、 行業景氣度觸底回升

金屬切削機床是主要機床品類，其產量變化是我國製造業發展各階段的縮影。我國 2001年加入WTO，貿易額迅速增長拉動了製造業對機床的需求，產量實現較快速提升。

2000-2011年，我國金屬切削機床產量從17.7萬台提升至86.0萬台，複合增速達15.5%。 我國金屬切削機床產量在2011年達到歷史頂峰，並在2012-2014年保持高位。隨着機床 存量快速提升，2015-2019年機床行業進入低潮期。2019年金屬切削機床產量41.6萬台， 比2011年高點的86萬台下降52%；2020年以來金屬切削機床產量呈現底部回升態勢，一 方面得益於疫情後海外需求拉動出口並推動製造業迅速復蘇，另一方面與機床更新周期 形成共振。2021年我國金屬切削機床產量至60.2萬台，同比增長35%。

從我國製造業固定資產投資完成額看，疫情雖有反覆，製造業總體呈現復蘇態勢， 2022年上半年投資完成額累計同比增速達10.4%。

2022年6月製造業PMI指數為50.2%，環比增加0.6pct，重回榮枯線以上。面對穩增 長保就業壓力，我國貨幣及財政政策有望發力，製造業有望景氣回升，並帶動包括機床 行業的通用設備需求提升。

2016-2021年，我國金屬加工機床行業產值與消費額保持相同趨勢。2019年受到中 美貿易戰影響，我國機床行業產值和消費額分別同比下降15.9%、22.2%；2020年受到新 冠疫情影響，機床行業產值和消費額分別同比下降6.76%、10.7%。隨着製造業的復蘇及 可預期的穩增長舉措的發力，疊加機床更新周期的到來，2021年機床行業產值和消費額 分別同比上升30.2%、28.1%，有望持續推動國內機床需求放量，機床行業景氣度底部反 轉有望持續。

為打破海外對高端機床和核心零部件的壟斷與出口限制，我國採取一系列政策加快 國產化進程。從進出口市場來看，到2021年全國機床進/出口金額分別達138/193億美元； 從貿易差額來看，2019-2021年國內機床市場持續呈現貿易順差的局面，貿易順差逐年 上升。得益於我國機床製造水平的快速提升及配套產業鏈的完善，中低端機床出口形式 良好，但高端機床的對外依賴度依然嚴重。

1.3、 需求推動供給向中高端領域邁進

我國作為全球第一大機床生產和消費國，長期以來在機床的產業環境上與國外機床 強國存在先天差距，基礎零部件、工藝、材料的薄弱進一步阻礙了我國高端機床國產化 進程的推進。從產品定位和服務上，相比於歐洲和日本聚焦中高端路線，國內機床產品 多聚集在中低端，產品趨同，紅海競爭；從技術積累與人才培養方面，新生民營企業參 與市場競爭時間較短，技術積累不足，與歐洲/日本相比處於明顯弱勢地位；同時在人 才培養上，產學研脫節和人才流失拉大了與國外機床強國的差距；此外，國內高端機床 產業鏈配套不健全，基礎材料、高性能功能部件競爭力弱無法滿足高端需求，導致用戶 對國產高端機床信任度較低。

隨着我國工業結構的優化升級，我國正在經歷從高速發展向高質量發展的重要階段， 對作為工業母機的機床的加工精度、效率、穩定性等精細化指標要求逐漸提升，中高端 產品的需求日益增加。在此大背景下，我國機床市場的結構升級將向自動化成套、客戶 定製化和普遍的換檔升級方向發展，產品由普通機床向數控機床、由低檔數控機床向中 高檔數控機床升級。在我國機床市場的轉型升級過程中，國產高端機床的市場潛力巨大， 進入了重要機遇期。

據前瞻研究院，2018年我國低檔數控機床國產化率約82%，中檔數控機床國產化率 約65%，高檔數控機床國產化率僅約6%。為實現我國向製造業強國的真正轉變，解決 “卡脖子”環節的國產化率，實現自主可控迫在眉睫。

當前我國高端機床數控系統、傳動部件和功能部件等一系列核心零部件主要依賴進 口，國產零部件使用率較低，一旦進口受阻，我國數控機床行業將陷入被動。因此，從 長遠看，實現我國高端機床國產化將成為關鍵領域自主可控重中之重。

2、 更新及景氣周期與自主可控形成共振

2.1、 新興產業推動機床需求回暖

機床產業鏈上游主要是基礎材料及零部件構成，主要涉及鑄件、鈑焊件、精密件、 功能部件、數控系統、電氣元件等零部件行業；中游為金屬切削機床、金屬成形機床、 特種加工機床等構成的機床產業；下游主要應用領域廣泛，包括航天航空、造船、汽車、 模具製造等行業，下遊行業的快速發展帶動了數控機床的巨大需求。

從數控機床下游應用分布來看，汽車是主要的下游需求領域，應用佔比約為40%； 其次是航空航天應用比重約為17%，汽車和航空航天應用比重超過下游總行業的50%；模 具和工程機械分別為機床產品第三、第四應用領域，佔比分別為13%、10%左右。

數控機床對汽車工業的影響主要體現在占整車全部裝備價值70%左右的汽車零部件 加工領域，汽車領域對機床的需求已經超越了整車製造商對機床的需求。2000-2017年， 汽車行業處於穩步發展階段，2018年以來受傳統燃油車產銷量過剩、需求放緩和競爭加 劇等問題，汽車產銷量高位不前。而伴隨着新能源汽車逐漸普及，有望帶動汽車產業景 氣度上升。2018-2021年我國新能源汽車銷量從126萬輛提高至352萬輛，複合增速達 41.0%。

工程機械行業同樣為機床重要的下遊行業。2016-2020年我國工程機械銷量從12.0 萬台增長至41.2萬台，複合增長率達36.0%；市場銷售額從101億美元增長至342億美元， 複合增長率達35.7%。我國工程機械市場的快速增長主要受到基礎設施建設規模擴張、 房地產投資增速加快以及大型礦山生產需求回暖等因素的拉動，同時，環保法規升級和 監察力度加強也促使舊機更新速度加快。在調整經濟結構和防控金融風險政策的影響下， 投資增速回落，整個市場發展的動能轉向以“機械替人”為主驅動。

在航空領域方面，高端數控機床主要市場為軍用飛機及民用飛機市場。根據《中國 商飛公司市場預測年報(2020-2039)》，預計到2039年，我國GDP年均增長率約為4.3%， 機隊年均增長率約為4.1%，旅客周轉量年均增長率為4.3%，預計我國將交付8725架客機， 旅客周轉量將達到4.1萬億公里，約佔全球五分之一。飛機整機製造具備產業鏈帶動效 應，是國內製造業轉型升級的重要契機。航空航天作為高端製造領域，以葉輪葉盤為代 表的的典型複雜曲面零件必須由高端五軸聯動機床加工完成，因此飛機產業的快速發展 對高端裝備國產化替代進口提出了強烈的需求並創造了更大的市場空間，將成為國內機 床企業的重要市場增長點。同時產業集群效應將加速全球航空製造業向我國遷移，未來 市場空間超過2.7萬億元的維修保障、工程服務等航空後市場也將向國內企業開放，將 帶來新的市場及機遇。

2.2、 高端機床國產化勢在必行

從機床下游應用領域來看，汽車、航空航天、工程機械等重點行業領域產業升級加 速，對高端機床需求強烈。然而受到“瓦森納協定”限制，西方國家對以五軸聯動數控 機床為代表的高端數控機床出口進行了嚴格管制，而2019年的中美貿易摩擦進一步加大 了我國高端機床的進口限制。機床行業已經上升到國家發展戰略核心的高度，近年來我 國相繼出台多項相關政策加快高端數控機床發展，高端機床國產化進程有望提速。

2.3、 市場競爭格局正在重塑

自新中國成立後，中國機床行業進入快速發展時期。“一五”時期在蘇聯專家指導 下，第一機械工業部按專業分工規劃布局被稱為“十八羅漢”的一批骨幹機床企業，以 及以北京金屬切削機床研究所為代表的“七所一院”的一批機床工具研究機構。1957年， 一機部直屬企業在機床、工具、磨料磨具和機床附件方面的產品產量佔全國90%以上， 相關產品產量國內自給率達80%左右。在計劃經濟環境下，“十八羅漢”和“七所一院” 快速建立我國較完整的機床工具產業和科研體系，為改革開放後製造業的快速發展奠定 了基礎。

“十一五”期間，我國機床工業保持高速穩定發展，國有企業迅速擴大規模。2007 年瀋陽機床和大連機床分別進入全球機床行業前10強。與此同時，一批機床企業發起海 外併購潮：瀋陽機床在德國設立技術研發中心；大連機、瀋陽機床、北一機床分別併購 Ingersoll（美國）、Schiess（德國）和Waldrich-Coburg（德國）等。“十一五”期 間金屬切削機床中數控機床產量達72.8萬台，數控化率從2006年15%提高到2010年30%。

2011年以來行業進入下行期，我國數控機床行業創新力不足、核心技術缺失、技術 基礎薄弱等問題逐漸暴露。同時部分企業因具有較強市場適應性，聚焦某一領域，成為 行業生力軍。如科德數控專註於高端五軸聯動數控機床；創世紀聚焦3C鑽攻及立式加工 中心；海天精工深耕數控龍門和立式加工機床；國盛智科打造金屬切削類中高檔數控機 床提供商等。

市場化競爭及對品質要求的提升，倒逼機床企業加大研發投入並優勝劣汰，企業參 與市場競爭的活力得到調動。2017年以來，已上市公司中紐威數控營收增長最快， 2017-2021年複合增長率達28.1%；各公司研發費用率在4-7%區間，整體呈現提升態勢。

各機床上市公司盈利能力相對穩定，毛利率在25-40%區間，凈利率在5-15%區間。 隨着自主研發水平能力的提高，機床核心零部件逐步實現國產替代，機床企業有望進一 步提升市佔率及盈利能力，形成良性循環。

從應收賬款周轉率看，海天精工及國盛智科較高，整體呈現加快態勢；從存貨周轉 率看，國盛智科及創世紀較高，均呈現穩中有升態勢。

3、 重點公司分析

3.1、 科德數控

公司專註於高端五軸聯動數控機床，並掌握高檔數控系統及關鍵功能部件的核心技 術，具有自主知識產權。公司的通用五軸數控機床技術2014-2019年連續獲得04專項支 持，專用五軸數控機床技術2011、2013、2015年獲得04專項支持。 公司高端數控機床產品包括四大通用加工中心及兩大專用加工中心，共計六大系列。 產品線覆蓋了高端數控機床領域大部分加工類型、尺寸規格的高端數控機床產品，能夠 滿足於航空、航天、能源、汽車等多數高檔製造行業的多類型、多尺寸規格的部件加工 需求。

公司主要產品為具有自主知識產權和核心技術的高檔數控系統類產品、高端數控機 床及關鍵功能部件，是國內極少數具備高檔數控系統及高端數控機床雙研發體系的創新 型企業。公司能夠實現對航空航天等高端裝備製造中的多種類型產品的研發製造，核心 技術自主可控，進口替代能力強，主要產品種類規格豐富、布局較為全面，在國內高端 機床製造領域具有鮮明的特點，形成以“工業皇冠上的明珠”航空發動機為代表的高端 裝備關鍵零件加工成功案例。公司2017-2021年營收從0.75億元提高至2.54億元，複合 增長率達35.8%。

公司的GNC60型總線開放式高檔數控系統2011年通過國家機床質量監督檢驗中心的 源代碼程序測試，2012年獲得04專項支持，實現了與德國西門子840D型高檔數控系統的 功能對標。而高檔數控機床的“巧手”直驅功能部件、“動力源”高性能伺服驅動系統、“肌肉”高性能力矩電機/電主軸電機，此三項技術2012年獲04專項支持。公司的高端 五軸數控機床部分產品性能指標達到了國際先進水平，多款產品已應用在航天科工、航 天科技、航發集團、中航工業、株洲鑽石等國內重點領域骨幹企業中，為我國一大批重 大技術裝備生產製造的“卡脖子”問題提供了解決方案。

3.2、 創世紀

勁勝智能於2015年併購創世紀，2018年剝離精密結構件業務，創世紀機床業務成為 公司核心主業。公司數控機床業務具有完整的研、產、供、銷、服體系，主要產品面向 高端數控機床領域、新能源領域、通用領域、3C供應鏈的核心部件加工。公司數控機床 分為通用型和3C型兩大類產品。通用業務來看，立式加工中心（V系列）作為核心產品， 2021年出貨量超過10,000台，位居國內行業之首。除核心產品立式加工中心外，公司對 通用系列產品進行了多序列的技術和產品布局，涵蓋龍門加工中心系列、卧式加工中心 系列、數控車床系列等，並在汽車零部件、自動化設備及機器人、機械加工、模具加工、 零件加工、航空航天、軌道交通、醫療器械等領域廣泛應用。 3C系列產品作為公司的傳統優勢產品，自2010年起開始布局，通過技術研發突破， 營銷牽引，規模化製造，不斷推動進口替代，並在產品綜合性能、技術水平、性價比和 本地化服務等方面積累了多重優勢，其核心產品高速鑽銑攻牙加工中心系列產品2021年 累計交付量超過80,000台，基本實現核心用戶端的全面覆蓋，已具有較強的品牌影響力 和市場競爭力。

公司2021年實現營收52.6億元，同比增長51.4%，其中高端智能裝備業務發展態勢 良好，貢獻營收51.2億元，佔整體收入的97.4%；高端智能裝備業務2016-2021年營收復 合增速達27.1%。

公司2021年研發投入達到2.47億元，同比增長17.6%；研發人員數量佔比增加至 17.22%；公司目前共擁有有效專利697件，其中發明專利40件，實用新型526件、外觀設 計專利131件；累計獲得計算機軟件著作權61件。同時受益於國家製造業轉型升級推進 和國內數控機床行業的迅速發展，公司瞄準高端機床市場需求，自主研發V-200U、V400U、V-650U五軸加工中心，及HMC-63雙交換卧加機型，並在高端機型測試及應用方面 取得進展。

3.3、 海天精工

公司成立於2002年，主要產品包括數控龍門加工中心、數控卧式加工中心、數控卧 式車床、數控立式加工中心等，下游主要為航空航天、軌交、汽車零部件、模具等領域。 公司近年營業收入增長同時盈利能力提升，2016-2021年營收由10.1億元增長至27.3億 元，複合增長率達22.1%；歸母凈利潤由0.63億元增長至3.71億元，複合增長率達42.4%。

公司主營產品為數控龍門、立式、卧式加工機床，三類產品合計營收佔比分別超過 90%。其中數控卧式機床毛利率最高，維持在30-35%區間；數控龍門機床其次，毛利率 在25-30%區間。數控立式加工中心經持續培育，2021年毛利率提升至12.3%，較2019年 上升10.8pct。

3.4、 國盛智科

公司成立於1999年，最初為國內外數控機床廠商和加拿大赫斯基、德馬吉森精機等 高端機械製造商的定製化需求，進行精密鈑焊件、鑄件等裝備部件的研發和生產，而後 逐步發展至機床本體製造；2011-2015年公司以優良的裝備部件製造能力為基礎，向產 業鏈下游升級，產品由定製化機床本體向數控機床過渡，客戶由數控機床廠商延伸至模 具、汽車、工業閥門、工程機械等行業。2016年以來，公司通過推行“交鑰匙”的顧問 式服務，成為智能製造一體化解決方案的提供商，同時公司開拓了智能自動化生產線業 務，帶動產品的應用領域進一步精細化，下遊客戶也進一步多樣化。

公司圍繞發展數控機床及其自動化生產線為核心主業的戰略方向，2021年實現營收 11.4億元，同比增長54.6%；實現歸母凈利潤2.00億元，同比增長66.6%。

公司2021年數控機床、裝備零部件、智能化自動生產線實現營業收入分別為8.33、 1.73、1.17億元，占營收比重分別為73.2%、15.2%、10.3%。公司高檔數控機床營收比 重不斷提升，2020年營收首次超過中檔數控機床達到2.46億元，毛利率達32.9%。隨着 研發投入的增加，公司在五軸聯動加工中心、卧式鏜銑加工中心、高速龍門加工中心等 產品領域逐漸形成競爭力，努力推動五軸聯動等高端裝備國產化進程。

3.5、 紐威數控

紐威數控始終專註於中高檔數控機床的研發、生產及銷售，現有大型加工中心、立 式數控機床、卧式數控機床等系列200多種型號產品，廣泛應用於汽車、新能源、工程 機械、模具、閥門、自動化裝備、電子設備、航空、通用設備等行業。 受益於國家產業政策，公司所在行業下游產業升級帶動技術升級，下游市場需求旺 盛。公司憑藉長期積累的自主研發能力、強有力的營銷網絡及高效的綜合服務能力緊抓 機遇，進一步優化產品性能並提升產能利用率，2021年公司實現營業收入實現17.1億元， 同比增長 47.1%；歸母凈利潤實現1.69億元，同比增長62.1%。

公司主營產品為大型加工中心、立式、卧式數控機床，三類產品合計營收佔比分別 超過90%。公司整體毛利率穩中有升，維持在25-30%區間；2021年凈利率提升至9.84%， 較2017年上升6.84pct。

3.6、 大族數控

公司成立於2002年，是集技術研究、開發、生產和銷售為一體的國家級高新技術企 業，致力於為PCB行業提供全流程一站式解決方案。公司是全球PCB專用生產設備領域工 序解決方案布局最為廣泛的企業之一。2008年，公司收購麥遜電子，業務延伸至PCB檢 測工序。歷經近20年的技術沉澱，公司在高速高精運動控制、精密機械、電氣工程、軟 件算法、先進光學系統、激光技術、圖像處理、電子測試等方面的技術沉澱，為PCB行 業打造了具備競爭優勢的工序解決方案。主要產品在性能、功能、可靠性方面已達到了 行業先進水平，滿足國內外下游知名客戶的技術要求，不斷加速對進口設備的國產替代。

受益於行業景氣度的持續提升，下遊客戶的開拓及PCB設備投入增加，公司整體保 持高速增長趨勢，2017-2021年營收由8.85億元增長至40.8億元，複合增長率達46.6%； 歸母凈利潤由1.7億元增長至6.99億元，複合增長率達42.3%。

公司毛利率、凈利率分別穩定在35%、20%左右；從產品結構來看，鑽孔類設備貢獻 公司主要收入，2021年營收佔比逐年上漲至74.7%，未來隨着國內PCB龍頭企業的投資持 續不斷，在原有的多層板市場競爭力提升基礎上，大幅提升高技術附加值的HDI及IC封 裝基板產品的投資，持續不斷的拉動技術附加值高的設備需求。公司產品類型將更為豐 富、技術能力不斷提升，推動公司在多層板市場市佔率不斷攀升。

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精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站