1. 機床：現代工業(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)生產制造關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、數量最多的機床類別。金屬切 削機床按照加工性質和所用刀具可以分為車床、銑床、刨床、磨床等。 隨著數字控制系統在機床上的廣泛應用，數控機床是目前機床高端化的 主要發(fā)展方向。數控機床能夠根據數控系統，使機床按照系統要求自動 加工零件。 加工中心是具備多種加工性質的數控機床。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控機床具有誤差 小、效率高等優(yōu)點。加工中心根據結構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。

機床下游應用廣泛。機床產業(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，主要是數控系統、傳動系統以及機床主體 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。 下游則廣泛應用于汽車制造、航空航天、工程機械、模具制造、3C 電子、 電力設備、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 床產業(yè)帶來新的需求。

1.2. 機床應用廣泛，金屬切削機床是主要應用機型

機床下游應用廣泛。機床產業(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，主要是數控系統、傳動系統以及機床主體 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。 下游則廣泛應用于汽車制造、航空航天、工程機械、模具制造、3C 電子、 電力設備、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 床產業(yè)帶來新的需求。

全球機床行業(yè)經歷了連續(xù)下滑，在 2021 年快速復蘇。根據 VDW 數據， 2021 年全球金屬加工機床產值達到了 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 金屬加工機床產值同比下滑接近 20%。

金屬切削機床是使用最廣泛、數量最多的機床類別。根據 VDW 數據， 2021年全球金屬加工機床產值達到了709億歐元，同比增長20%，其中， 全球金屬切削機床產值為 501 億歐元，同比增長 23%。金屬成形機床產 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 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。第二梯隊為內資廠商，BJJD 和 KEDE 作為代表，在系統軟件研發(fā)和整機技術上漸漸成熟。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， 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 領先，單價較低，主銷小型五軸精雕機（100-200 萬左右）。GROB 出貨 產品單價高（國產 300 萬以上，進口 500 萬以上）數量大，總金額排名 第一。DMG MORI 五軸機在國內航天軍工領域知名度較高。 五軸市場國產量大價廉，未來市場仍有巨大空間。中國五軸市場國產銷 量大，進口產品銷售額高。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。產品結構方面，中國五軸出貨以轉臺結構 為主，其次是雙擺頭和一擺一轉。轉臺和雙擺頭多為立式，而一擺一轉 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)應用則逐步增加。數控系統方面，外資企業(yè)如西門子、發(fā)那科、 海德漢和三菱是龍頭。

1.4. 五軸加工中心技術門檻最高，是國產機床主要突破的方 向

加工中心按聯動軸數分類，可分為三軸加工中心、四軸加工中心和五軸 加工中心。5 軸聯動是機床實現任意角度加工所需要的最少軸數，也是 實現空間任意曲面加工的必備技術。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，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 子、渦輪轉子等復雜曲面零件。

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：在一次設置中加工復雜形狀以提高生產率；減少夾 具準備工作，節(jié)省時間；提高產量，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；實現卓越的表面光潔度和更好的 零件質量。 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 軍工是五軸機床應用的最大下游，各占 30%和 25%。汽車上主要應用部 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%。通用機械應用占 比 10%以及其他下游應用占比 18%。

汽車行業(yè)：主要應用于汽車產線上，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 框等大型結構零部件，追求精度和質量。 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 QYResearch 數據，2021 年全球五軸數控機床市場規(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 素驅動中長期增長

2.1. 長期驅動因素一：數控化率提升

數控機床大勢所趨，市場需求與產業(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。《中國制造 2025》提出從制造業(yè)大國向制造業(yè) 強國轉變，最終實現制造業(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，因而將高檔數控機床列為大力推動突破發(fā)展的 重點領域之一，國家和有關部門陸續(xù)制定了一系列產業(yè)政策以支持數控 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。盡管中國機床產值位居世界 第一，但是對比中國進出口機床單價發(fā)現，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。根據海關總署 數據，2021 年中國數控機床進口數量為 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 年中國數控機床出口數量 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，高端數控機床進口依賴較大，技術水 平差異較大。

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

機床核心零部件國產化率較低。機床的核心零部件包括數控系統、驅動 系統、傳動系統、刀庫以及結構等。數控系統：我國中低檔數控系統基 本國產化，國內數控系統專業(yè)供應商包括華中數控、廣州數控等。高檔 數控系統，尤其是五軸聯動數控系統仍被外資壟斷，主機廠如科德數控、 北京精雕自產五軸聯動數控系統配套使用。驅動系統：分為液壓驅動（液 壓泵閥、油缸）和電驅動（例如伺服驅動器和步進電機），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。結構：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，結構部件的國產化率較高。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：國產刀具替代作用高于 機床本體，主要源于技術門檻相對較低，且消耗巨大。