机床行业研究：中高端机床、核心部件国产化空间大

　　1、机床产业：工业母机，下游应用广泛，是现代化建设的重要力量

　　机床又称工业母机，是用来制造机器的机器，应用广泛，下游包括汽车、航天 航空、船舶、磨具、发电等设备制造，在国民经济现代化的建设中起着重要作用。定义与分类：根据论文《数控机床发展历程及未来趋势》（中国机械工程杂 志，作者：刘强）、纽威数控招股说明书、百度百科信息，机床是指用来制造机器 的机器，又被称为“工作母机”或“工具机”，在国民经济现代化的建设中起着重大作 用；从分类上看，按照加工方式划分为金属切削机床、金属成形机床、木工机床， 按照是否使用数控系统可以分为数控机床和非数控机床。

　　产业链情况：以数控机床为例，根据前瞻经济学人官方百家号信息，数控机床 上游主要为数控机床所需的各类设备部件，包括数控系统、核心零部件、功能部 件、电子元件等；下游应用领域广泛，主要包括汽车制造、航空航天设备制造、船 舶制造、模具制造、发电设备制造、冶金设备制造和通信设备制造等。

　　2、制造业投资筑底，机床行业有望重回投资上行周期

　　2.1、宏观判断：制造业投资整体处于筑底阶段，期待鼓励设备投资等政策发力

　　我们判断，制造业投资整体处于筑底阶段，期待迎来向上修复，具体来看：1）作为经济先行指标之一的企（事）业单位中长期贷款 9 月、10 月呈现同比上行 趋势；2）同时 2022 年 9 月以来，关于制造业及其设备等投资的支持政策频频颁 发。制造业投资整体处于筑底阶段，从结构上看，高新技术制造业投资热度较高。根据 Wind 数据：1）PMI：2022 年 11 月，中国 PMI/新订单 PMI/产成品库存中国 PMI/生产 PMI 为

　　48.00%/46.40%/48.10%/47.80%，仍处于荣枯线（50%）之下。2）固定资产投资完成额：2022 年 11 月，中国固定投资完成额累计同比情况分 类来看，制造业/通用设备/高新技术制造业同比+9.30%/+14.50%/+23.00%；高新技 术制造业投资热度较高。3）CPI-PPI：2022 年 11 月，CPI 减去 PPI 的值为 2.90%。

　　从信贷情况看，企（事）业单位中长期贷款 9 月、10 月呈现同比上行趋势，制 造业贷款需求 2022 年第三季度环比改善。根据 Wind 数据：1）企（事）业单位中长期贷款：企事业单位中长期贷款从 2022 年 9 月开始同 比增速逐步上行，9 月、10 月单月同比分别为 12.53%、12.63%，趋势有所上行。我 们认为，企事业单位中长期贷款同比增速趋势上行，印证下游融资需求逐步回暖。2）制造业贷款需求指数：2022 年三季度制造业贷款需求指数为 60.60%， qoq+0.90pct，yoy-6.80pct，呈现环比改善趋势。

　　2022 年 9 月以来，关于制造业及其设备等投资的支持政策频频颁发，我们认 为，支持政策的发布有望鼓励制造业投资，对企业购置及更新设备产生正向影响。以《关于加大支持科技创新税前扣除力度的公告》为例，主要内容为：高新技术企 业在 2022 年 10 月 1 日至 2022 年 12 月 31 日期间新购置的设备、器具，允许当年 一次性全额在计算应纳税所得额时扣除，并允许在税前实行 100%加计扣除。

　　2.2、周期复盘：机床投资周期约为10年，疫情影响逐步减弱下有望重回上行周期

　　回顾过去三十余年，中国机床投资周期大约为 10 年，与朱格拉周期较为相 符，且每一轮的产量峰值均比上一轮峰值高，同时，疫情对新一轮机床投资周期开 启有所制约，待影响逐步减弱，机床投资有望重回投资上行周期。以金属切削机床 为例，我们通过观察其从 1989 年到 2021 年的产量情况，可以看到三十余年间金属 切削机床产量经历过三个完整的周期，时间维度大约为 9-11 年，同时，这三轮中， 每一轮的产量峰值均比上一轮峰值高，其中，2011 年产量是最近一轮的峰值，为 86.00 万台。整体来看，作为重要的固定投资组成部分，机床投资周期与朱格拉周 期（8-10 年）较为相符。我们看到，本轮机床周期大概率已约从 2020 年开启，但 因疫情等经济影响因素，对机床投资有所制约，我们认为，后疫情时代下，随着经 济逐步复苏，中国机床投资有望重回投资上行周期。

　　具体来看，我们认为机床约 10 年投资周期与使用寿命相关，由此带来更新周 期；同时，每一轮投资周期中，景气上行周期、产量峰值等与机床存量、宏观经济 景气度、主要下游发展情况、政策支持相关。1）一般机床更新周期约为 10 年，工作强度等会影响其使用年限。根据观研天 下 2022 年 10 月 19 日发布的报告，机床是机械制造业中的耐用消费品，一般机床 使用寿命约为 10 年，但在重型切削下长时间工作的机床寿命为 7-8 年；现阶段我国 10 年以上使用年限的机床占存量机床的 30%。2）经济景气度影响：我们通过观察发现，金属切削机床月度产量同比增速与 PMI 呈现较高的相关性、且波动较为同步，这意味着经济景气度对机床投资的传导 速度较快。

　　3）主要下游情况：汽车、工程机械等主要下游月产量同比相较金属切削机床 月产量同比有一定领先性。根据前瞻经济学人官方百家号信息，从机床行业下游应 用分布来看，汽车/航空航天/模具/工程机械占比分别为 40%/17%/13%/10%。结合数 据可获取的情况，我们以汽车、工程机械等下游行业进行分析，由于汽车是机床最 主要的下游行业，我们观察到，金属切削机床月产量同比与汽车月产量同比呈现高 度相关性，且在部分时间呈现出汽车月产量同比领先 4-8 个月不等的现象；以挖掘 机为代表的工程机械行业，我们看到，金属切削机床月产量同比与挖掘机产量月度 同比呈现较高关联性，且挖掘机产量月度同比相较金属切削机床月产量同比有一定 领先性。

　　3）政策支持：我们认为，2009 年十大产业振兴规划拉动了制造业固定资产投 资，其中《装备制造业调整和振兴规划实施细则》提出加快实施高档数控机床与基 础制造装备科技重大专项、调整税收优惠政策等一系列政策措施对机床投资有较大 拉动。①2009 年国务院审议并原则通过十大产业调整振兴计划。根据中国政府网援 引新华社报道（2009 年 2 月 26 日），在国际金融危机对中国实体经济影响日益加深 的背景下，2009 年 1 月中旬以来，国务院相继召开常务会议，审议并原则通过了汽 车、钢铁、纺织、装备制造、船舶工业、电子信息、轻工、石化、有色金属产业和 物流业等十大产业调整振兴规划；相关统计显示，除物流业之外，其他九大产业工 业增加值占我国全部工业增加值的比重接近 80%，占中国 GDP 总额的比重约为三分 之一。

　　②2010 年 1 月国务院发布《装备制造业调整和振兴规划实施细则》，提出加快 实施高档数控机床与基础制造装备科技重大专项，提出调整税收优惠政策等一系列 政策措施。根据国务院新闻办公室网站信息， i）发展重点上看，2010 年 1 月 18 日国务院办公厅发布《装备制造业调整和振 兴规划实施细则》（规划期为2009-2011年，以下简称“规划”），在科技重大专项中， 规划提出，加快实施高档数控机床与基础制造装备科技重大专项，重点研发高速精 密复合数控金切机床、重型数控金切机床、数控特种加工机床、大型数控成形冲压 设备、重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备、大型 清洁热处理与表面处理设备等八类主机产品，基本掌握高档数控装置、电机及驱动 装置、数控机床功能部件、关键部件等的核心技术。

　　ii）政策措施上看，规划提出包括发挥增值税转型政策的作用、加大技术进步 和技术改造投资力度、调整税收优惠政策等在内的一系列政策措施。以调整税收优 惠政策为例，规划提出，a.鼓励开展引进消化吸收再创新，对生产国家支持发展的 重大技术装备和产品，确有必要进口的关键部件及原材料，免征关税和进口环节增 值税；b.在对铸件、锻件、模具、数控机床产品增值税实行先征后返的政策到期 后，研究制定新的税收扶持政策，调整政策适用范围，引导发展高技术、高附加值 产品。

　　3、景气度：新能源车+出口需求景气持续，日本对华订单同比上行

　　3.1、需求跟踪：新能源汽车有望催生新机床需求，汽车、挖掘机月度销量趋稳

　　汽车领域：汽车整体月度销量趋稳，新能源汽车销量维持高增长，有望带动其 上游汽车零配件厂商的需求量上升，催生出新的机床需求。1）整体来看，2022 年汽车月度销量同比增速在 4 月触底达到-47.60%，5 月同 比下滑收窄，6 月同比增速恢复至 23.77%；2022 年 11 月，汽车月度销量同比略下 降 7.92%，维持相对稳健。其中，新能源汽车 4 月销量同比增长 44.94%，5-8 月的 月度销量同比增速保持 100%以上，2022 年 11 月销量同比增速为 74.79%，延续高 增长趋势。2）根据 MIR 睿工业官方微信公众号，汽车仍是机床最大的下游行业，新能源 汽车是汽车领域的主要增长引擎，2021 年新能源汽车销量同比增长 158%；新能源 汽车的发展带动其上游汽车零配件厂商的需求量上升，催生出新的机床需求。

　　工程机械：挖掘机月度销量维持稳健，地产政策宽松情形下，以挖掘机为代表 的工程机械有望受益。2022 年挖掘机月度开工小时数从 3 月开始保持相对稳健，11 月的开工小时数 为 97.9 小时，环比下行 3.6 小时，同比下行 12.4 小时；挖掘机月度销量同比增速从 7 月开始回正，7/8/9/10 月销量分别同比增长 3.40%/0.00%/5.49%/8.10%，维持稳 健。同时，根据证监会官网《证监会新闻发言人就资本市场支持房地产市场平稳健 康发展答记者问》，证监会决定在股权融资方面调整优化 5 项措施：①恢复涉房上 市公司并购重组及配套融资；②恢复上市房企和涉房上市公司再融资；③调整完 善房地产企业境外市场上市政策；④进一步发挥 REITs 盘活房企存量资产作用；⑤ 积极发挥私募股权投资基金作用。我们认为，地产政策宽松情形下，以挖掘机为代 表的工程机械有望受益。

　　3.2、出口数据：1-9月中国机床工具行业出口保持增长趋势

　　2022 年 1-9 月中国机床工具行业出口保持增长，比如金属加工机床出口同比增 长 21%。1）2022 年 1-9 月出口数据：根据中国机床工具工业协会 cmtba 官方微信公众 号，2022 年 1-9 月份出口仍保持大幅增长的趋势。其中，金属加工机床出口额 45.8 亿美元，同比增长 21.0%。其中，金属切削机床出口额 32.0 亿美元，同比增长 22.6%；金属成形机床出口额 13.7 亿美元，同比增长 17.6%。切削刀具出口额 29.3 亿美元，同比增长 6.2%。磨料磨具出口额 35.3 亿美元，同比增长 20.7%。

　　2）主要机床公司出口情况：2021 年机床公司出口表现均较好，同比呈现较大 幅度增长，纽威数控/海天精工/国盛智科/创世纪/合锻智能/亚威股份海外收入同比 增长54.78%/38.20%/52.46%/339.19%/5.11%/59.93%。

　　3.3、前瞻指标：日本对华订单8-10月yoy+20%以上；中国机床工具行业8-9月营收恢复上行

　　日本对华订单 8/9/10 月分别 yoy+26.3%/+24.9%/+28.8%，实现连续三个月正增 长。我们认为，订单作为前瞻性指标，同比增长印证下游投资正在逐步回暖。根据 日本工作机械工业会数据：1）日本机床订单整体情况：2022 年 10 月，日本机床月度订单总额为 1411 亿 日元，yoy-5.5%；其中，外需订单为 965 亿日元，yoy-2.5%，内需订单为 446 亿日 本，yoy-11.4%；2）日本机床订单重点区域情况：我们重点观察中国、欧洲、美国三个区域， 2022 年 10 月，日本对中国机床订单为 311 亿日元，yoy+28.8%；日本对欧洲机床订 单为 19.2 亿日元，yoy+1.2%；日本对美国机床订单为 274 亿日元，yoy-0.7%。同 时，从 9 月来看，日本对中国/欧洲/美国机床订单同比+26.3% /-6.5%/+14.3%。

　　中国机床工具行业 2022 年 1-9 月营业收入同比增长 1.2%，其中 8 月、9 月营 业收入同比增长 7.0%、8.3%，恢复上行。根据中国机床工具工业协会 cmtba 官方微 信公众号信息：1）营业收入：2022 年 1-9 月，中国机床工具工业协会重点联系企业营业收入 同比增长 1.2%。其中，金属切削机床分行业同比下降 5.9%，金属成形机床分行业 同比增长 25.9%，工量具分行业同比下降 1.9%，磨料磨具分行业同比增长 16.2%；从月度情况来看，从月度来看，7 月、8 月、9 月重点联系企业当月营业收入同比分 别为下降 2.5%、增长 7.0%、增长 8.3%。2）利润：2022 年 1-9 月，中国机床工具工业协会重点联系企业利润总额同比 增长 30.0%。其中，金属切削机床分行业同比增长 37.1%，金属成形机床分行业同 比增长 42.7%，工量具分行业同比下降 12.0%，磨料磨具分行业同比增长 155.8%。

　　4、中长期成长来源：中高端机床、核心部件国产化率空间大；集中度有望提升

　　4.1、机床结构：呈现大而不强特点，中高端机床国产化率提升空间较大

　　2021 年全球机床产值为 709 亿欧元，yoy+20%。根据德国机床制造商协会 （VDW）数据：2021 年以欧元计算的全球机床产量增加了 20%，达到 709 亿欧元。

　　中国机床消费量、产量 2021 年均排全球首位，但生产/出口机床偏低端，整体 呈现大而不强特点，中高端市场仍有较大的成长空间。1）中国机床消费量、产量：2021 年中国是全球最大的机床产量国与消费国。具体来看，根据德国机床制造商协会（VDW）数据，2021 年中国机床消费量达 236 亿欧元，同比增长 26.74%，全球规模占比为 34%；机床产量达 218 亿欧元，同比增 长 28.70%，全球规模占比达 31%；可以看到，中国是 2021 年全球最大的机床产量 国与消费国；分类型来看，2021 年中国金属切削机床产值 141 亿欧元，金属成形机 床产值 77 亿欧元，产值均处于全球首位。

　　2）中国机床生产偏低端，中高端市场仍有较大的成长空间。具体表现为：中 国机床出口价格远低于进口价格、中高端数控机床国产化率仍偏低。①出口价格趋势改善，但仍远低于进口价格。2022 年 11 月，中国机床月度出 口金额为 8.17 亿美元，出口数量为 162 万台；月度进口金额为 5.49 亿美元，进口 数量为 0.56 万台；从均价上看，我们计算，2022 年 11 月中国机床出口均价、进口 均价分别为 505 美元、98275 美元，出口价格远低于进口价格。从中国出口价格趋 势上看，2022 年 11 月中国机床出口均价为 505 美元，相比 2022 年 1 月均价 335 美 元有所提升。

　　②中国机床行业综合国产化率较高，但中高端机床国产化率仍有较高的提升 空间。根据德国机床制造商协会（VDW）数据，2021 年中国机床消费额为 236 亿欧 元，进口规模为 63 亿元，进口依赖度为 26.63%，国产化率为 73.37%，处于较高水 平；但从国产化率结构上看，中高端机床国产化率仍有较高的提升空间，以数控机 床为例，根据科德数控招股说明书援引前瞻研究院数据，2018 年中国低/中/高档数 控机床国产化率分别为 82%/65%/6%，处于趋势上行，相比 2014 年分别提升 17pct/20pct/4pct，可以看到，我国中高端数控机床国产化率仍有较大的提升空间。

　　4.2、核心部件：中国机床主要部件市场规模预计约为135亿欧元，部分核心部件仍以进口为主

　　机床是由数控系统、传动系统部件、功能部件等核心部件构成，我们认为机床 是一个复杂的系统；以数控系统为代表的核心部件仍以进口为主，国产化具有较大 空间。根据国盛智科招股说明书，我们对机床的核心部件进行梳理， 整体来看：

　　1）机床核心部件涵盖范围：数控机床生产所需的核心部件主要包括铸件、传 动系统部件、数控系统、功能部件、钣焊件等。2）对机床生产与工作的影响：核心部件是机床结构的重要组成部分，或在其 工作过程中发挥重要作用，能够一定程度上影响数控机床速度、精度、效率、稳定 性、智能化、多轴化、复合化、安全性、环保性等关键性能与功能的部件。3）国产化进度：部分核心部件仍以进口为主，以数控系统为例，我国大型机 床生产商多从日本、德国等技术成熟国家外购数控装置，中高档数控机床较为常用 数控系统品牌包括日本发那科、德国西门子、日本三菱、德国海德汉等。

　　机床成本主要由结构件、控制系统、传动系统、驱动系统和刀库、刀塔组件及 其他零部件等组成，我们测算，以 2021 年中国机床消费量为口径，中国机床主要 部件市场规模为146亿欧元，区分部件来看，结构件/控制系统/传动系统/驱动系统 /刀库、刀塔及组件/其他市场规模约为

　　51.25/32.22/29.29/19.04/7.32/7.32 亿欧元。1）机床成本构成：根据前瞻经济学人官方百家号信息，机床产品主要结构包 括结构件、控制系统、传动系统、驱动系统和刀库、刀塔组件及其他零部件，成本 占比分别为 35%、22%、20%、13%、5%及 5%，其中控制系统、传统系统、驱动系 统三部分合计成本占比达 55%。

　　2）机床主要部件市场规模测算：我们对 2021 年中国机床消费量口径下的机床 主要机构市场规模进行测算，具体过程、假设、结论如下：①测算直接材料/原材料成本（主要结构成本）占营业收入比例：我们选取典 型机床公司海天精工（通用设备制造业）、纽威数控（通用机床）、国盛智科（数控 机床）、创世纪（数控机床）、合锻智能（通用设备）、亚威股份（金属成形机床） 的财务数据计算：根据上述典型机床公司 2021 年年报，我们分别获取及计算：a） 营业成本占营收比例=1-毛利率；b）直接材料或原材料占营业成本比例（即剔除机 床公司直接人工、折旧等成本）；c）直接材料占营业收入比例= a）* b）；d）平均 直接材料或原材料占营业收入比例=上述典型机床公司各家直接材料占营业收入比 例的平均值，结果为 62.05%。

　　②测算 2021 年中国机床产量口径下的主要结构市场：a）中国机床消费量：根 据德国机床制造商协会数据，2021 年中国机床产量达 236 亿欧元；b）主要结构市 场规模估算=中国机床消费量*典型机床公司各家直接材料占营业收入比例的平均值 =236*62.05%=146 亿欧元；c）各主要部件市场规模估计=主要结构市场规模*各部件 占比（来源前瞻经济学人官方百家号），估算出 2021 年结构件/控制系统/传动系统/ 驱动系统/刀库、刀塔及组件/其他市场规模约为

　　51.25/32.22/29.29/19.04/7.32/7.32 亿欧元。③市场规模估算结果：以 2021 年中国机床消费量为口径，中国机床主要部件 市场规模为 146 亿欧元，区分部件来看，结构件/控制系统/传动系统/驱动系统/刀 库、刀塔及组件/其他市场规模约为 51.25/32.22/29.29/19.04/7.32/7.32 亿欧元。

　　4.3、竞争格局：优质民营公司加快发展，相比海外龙头营收规模、核心部件研制能力有待提升

　　从国内竞争格局看，“十八罗汉”中部分改制、退出历史舞台，一批优质民营机 床公司逐步成长起来。根据论文《数控机床发展历程及未来趋势》（作者：刘强） 的表述：1）我国机床产业经过了 1949 年前的萌芽阶段后，在“一五”期间奠基并快速发 展；1958 年第 1 台国产数控机床研制成功，由此开始了数控机床的发展历程，可以 划分为：初始发展阶段、持续攻关和产业化发展阶段、高速发展和转型升级阶段 。

　　2）“一五”时期发展起来的“十八罗汉”部分改制、部分退出历史舞台。①“一五”时期，我国由苏联及东欧国家援建了 156 项重点工程项目，其中涉及 机床工业的项目有：新建沈阳第一机床厂和武汉重型机床厂、改建沈阳第二机床厂 （即中捷友谊厂），此外在苏联专家指导下，一机部按专业分工规划布局了被称为 “十八罗汉”的一批骨干机床企业。在计划经济环境下，“十八罗汉”和“七所一院”快 速建立了我国较完整的机床工具产业，支撑了建国后直至 1978 年改革开放前我国 的工业化发展，并为改革开放后制造业的快速发展奠定基础。

　　②近年来，“十八罗汉”经过多次改革，经营机制、管理体制、所有制结构都发 生了很大变化，经过 40 多年发展变迁，曾经作为我国机床行业主力军的“十八罗汉” 企业中，一部分改 革创新稳定发展，如济南二机床已发展为世界三大数控冲压装备 制造商之一，同时还生产大重型金属切削机床，成为“中国名牌”；一部分企业仍在 改革调整之中，例如，沈阳机床、大连机床、齐二机床等已进入中国通用技术集 团，并与集团下属的北京机床研究所、哈尔滨量具刃具公司、天津一机床等共同组 成了先进制造与技术服务主业中的机床板块；少数企业已经破产不再经营，如长沙 机床厂。

　　3）优质民营数控机床企业加快发展，在国内外市场产生重要影响，同时，国 内刀具等配套产业链已逐步完善，我们认为这将为中国机床产业的发展奠定重要基 础。①近 10 年来，一批民营数控机床企业异军突起，在国内外市场产生重要影 响，如北京精雕、四川普什宁江、大连光洋／科德、上海拓璞、纽威数控（苏 州）、宁波海天精工、武汉华中数控、广州数控等，它们是在数控机床行业国内外 市场竞争中崛起的后起之秀，成为中国数控机床产业发展新的有生力量。

　　②以市场和用户需求为导向，东部沿海地区形成数控机床产业聚集区，如山 东滕州中小机床之都、江苏泰州特种加工机床基地、浙江温岭工量具机床名城、浙 江玉环经济型数控车床之都、浙江宁波模具之都、安徽博望刃具之乡等，它们为数 控机床市场繁荣带来了新鲜的活力和特色。中国机床公司部分已初具规模，但由于市占率整体处于较低水平，有较大提升 空间；同时，我们看到，海外机床产业链公司已有具有较大的营收规模，部分仅机 床核心部件销售业务能实现不错的收入水平。我们认为，中国市场作为全球最大的 机床消费/生产国（2021年数据），在机床产业链日趋完善的环境下，未来有望孕育 出具有全球竞争力的机床及核心部件公司。1）现阶段，我国已涌现一批优质机床公司，例如海天精工、纽威数控、国盛 智科、创世纪、科德数控等公司，机床类业务收入已具备一定规模， 但市占率仍处于较低水平，我们测算，2021 年海天精工、纽威数控、 国盛智科、创世纪、合锻智能、亚威股份、秦川机床、科德数控、ST 沈机合计国内 市占率为 9.98%，仍有较大提升空间。

　　2）海外龙头机床公司规模较大，2019 年全球 TOP10 机床公司营收规模合计 275.6 亿美元，其中前五位山崎马扎克/通快/德玛吉森精机/马格/天田 2019 年营收 均为 30 亿美元以上，分别为 52.8/42.4/38.2/32.6/31.1 亿美元，远高于中国机床公 司；同时，我们看到，海外公司拥有完善的核心部件配套能力，比如发那科数控系 统 2021 年财年营收为 76.09 亿元，上银科技的滚珠螺杆、线性滑轨 2021 财年营收 分别为 13.10、39.81 亿元。我们认为，中国机床公司在两个方面还有较大提升空 间：一是营收规模，中国是 2021 年全球最大的机床消费量/产量国，巨大的市场规 模有孕育规模较大的机床公司；二是核心部件能力，在数控系统等核心部件能力上 仍有较多研制路需要走。