评级（持有）机械周报：国产机床发展现状与挑战

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报告名称 ：机械周报：国产机床发展现状与挑战
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民生机械周报 20220417

国产机床发展现状与挑战

2022 年 04 月 17 日

行业定期报告/机械

目 录

1 上周组合表现........................................................................................................................................................... 3 2 机床国产化的机遇：市场广阔，国家政策支持+国产替代前景广阔 ........................................................................... 4 2.1 国内机床市场规模庞大，机床国产化前景广阔 ........................................................................................................................... 4 2.2 国家政策引导，推动国产机床持续发展 ........................................................................................................................................ 6 2.3 多因素推动国产高端机床发展，国产替代蓄势待发 ................................................................................................................... 8 3 核心零部件自制率仍有待提升，部分领先企业已取得进展......................................................................................... 9 4 风险提示 .............................................................................................................................................................. 12 插图目录 .................................................................................................................................................................. 13 表格目录 .................................................................................................................................................................. 13

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1上周组合表现

上周关注组合: 天地科技、郑煤机、三一重工、华荣股份。截至 2022 年 4 月 16 日，周区间涨跌幅-0.58%，同期机械设备申万指数涨跌幅-3.13%，同比跑赢设 备指数。组合开始至今，累计收益率-21.88%，跑输沪深 300 指数 6.54pct，跑 输申万机械指数 0.13pct。

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2机床国产化的机遇：市场广阔，国家政策支持+国

产替代前景广阔

2.1国内机床市场规模庞大，机床国产化前景广阔

机床工业水平是衡量国家工业水平的重要标志，中国已成为机床行业的制造 大国。机床行业的技术现代化水平与行业规模是一个国家工业发达程度的重要标 志，我国机床行业历经多年发展，并伴随着国内工业整体实力的不断提升，已经初 具规模。目前我国已经成为机床行业的制造大国，消费额及产值均处于世界领先地 位。

我国机床行业供需失衡，中高端机型仍需进口。作为机床行业的制造大国，我 国仍存在机床产品的供需失衡现象。根据美国 Gardner Intelligence 公司的统计 2019 年，在供给方面，中国机床行业产值位居世界第一位，产值为 194.2 亿美元，在全球市场中占据份额为 23.1%。在需求方面，中国消费额位居世界第一位，消 费额为 223 亿美元，在全球需求市场中占据份额为 27.2%。中国虽然在全球机床 供需市场中都占据着重要市场份额，是机床大国，却不是机床强国，中高端机型仍 存在进口依赖。

图 1：2019 年全球机床主要消费国家和地区占比（%）

资料来源：Gardner Intelligence，民生证券研究院

图 2：2019 年全球机床主要生产国家和地区占比（%）

资料来源：Gardner Intelligence，民生证券研究院

我国机床进出口贸易逆差有所下降，数控机床对外依赖逐渐降低。整体来看，从 2016 到 2018 年，我国机床进、出口市场均呈现逐年增长的态势，2019 年起，受贸易摩擦及下游行业景气度影响，进口市场有所下滑，2020 年全国机床进、出 口金额分别降至 59.7 亿美元和 40.2 亿美元。从贸易差额来看，从 2016 到 2018 年机床市场贸易逆差呈不断扩大的趋势，到 2018 年为 56.7 亿美元，但自 2019 年开始，贸易逆差逐年下降，到 2020 年降至 19.5 亿美元。

数控机床方面，根据海关总署统计数据以及前瞻产业研究院的整理，2020 年，我国共出口数控机床 109539 台，出口金额共计 11.06 亿美元。从 2018 年到 2020 年数控机床行业出口情况来看，出口数量及出口金额总体保持稳定，2020 年小幅

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减少。2020 年，我国共进口数控机床 20699 台，进口金额共计 33.53 亿美元，进口均价远高于出口均价。但从 2018 年到 2020 年数控机床行业进口情况来看，我国数控机床进口数量呈波动下降趋势，进口金额逐年下降，反映出数控机床行业 对进口依赖的降低。

图 3：2016-2020 年中国机床进出口金额（亿美元）

资料来源：海关总署，民生证券研究院

从进出口市场来看，我国机床出口地区较为分散，主要面向越南、印度、俄罗 斯等地区。2020 年，我国机床前五大出口市场分别为越南、美国、印度、俄罗斯 和韩国，总出口金额 14.2 亿美元，占总出口金额的 35%。进口方面，我国机床进 口市场高度集中，2020 年，我国大陆地区机床前五大进口市场为日本、德国、中 国台湾地区、瑞士和意大利，均为发达国家及地区，总进口金额 54.4 亿美元，占 总进口金额的 91%，其中日本持续为我国机床产品最大的进口国家，进口占比 45%。

图 4：2020 年我国机床出口国家市场情况（%）

资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

图 5：2020 年我国机床进口国家市场情况（%）

资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

我国机床数控化率提升空间广阔，高端机床国产化率亟待提高。近年来我国机 床数控化率有了较大程度的提高，根据前瞻产业研究院的数据，我国金属切削机床 的数控化率从 2015 年的 31.15%提升到了 2020 年的 43.27%，随着我国制造业 的不断升级，未来数控机床需求将更加旺盛，数控化率有望持续提升。但相比于发 达国家接近 80%的数控化率，我国仍有较大提升空间。机床国产化方面，中国数 控机床市场规模庞大，但国产机床主要集中在中、低端领域，高档数控机床国产化

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率较低。根据前瞻产业研究院的数据，到 2018 年，我国中、低端机床国产化率分 别达到 65%和 82%，但高端数控机床的国产化率仅为 6%，目前尚未突破 10%。

图 6：我国机床数控化率（%）

资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

图 7：我国机床国产化率（%）

资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

2.2国家政策引导，推动国产机床持续发展

国家政策引导推动国产机床高端化、可持续发展。自 2006 年以来，国务院、国家发改委、工信部等多部门都陆续印发了支持、规范机床行业的发展政策，特别 是针对数控机床等高精尖领域的发展指引。这些政策内容主要涉及制造业转型升 级指南、数控机床设备规范、数控机床国产化率、数控机床产业集群等内容，有利 于推动我国机床持续发展，对机床国产化率的提升有重大意义。

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表 1：中国数控机床行业重点政策汇总

资料来源：Wind，民生证券研究院

此外，国家从 2009 年开始启动高档数控机床装备重大专项课题，持续投入上 百亿的经费，显示了政府对于发展高档数控机床与基础制造装备的决心。2019 年 1 月 28 日，“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项 2019 年度再次启动，涉及数控机床的有 16 个课题。政策以及经费的支持大大的促进了高档数控机床的 发展。

表 2：高档数控机床与基础制造装备科技重大专项分析情况

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资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

2.3多因素推动国产高端机床发展，国产替代蓄势待发

在国家政策的指引下以及我国高端制造业发展的不断推动下，我国机床行业 开始逐渐向高端领域国产化突破。从 2018 年开始，我国在高端数控机床方面的进 口数量呈波动下降趋势，进口金额逐年下降，贸易逆差逐渐减少，可看出在数控机 床方面我国开始对进口依赖逐步降低。这一方面是我国高端数控机床行业取得了 很大的进步，另一方面也有着多重因素的影响。

海外疫情不断扩散带给国内机床行业进口替代机遇。自新冠疫情在全球扩散 以来，各国的制造业供应链均受到了不同程度的冲击，一方面是海外机床厂商因为 供应链问题很难保证向国内客户稳定供货，另一方面是我国制造业率先从疫情影 响中恢复，这就带给了中国机床宝贵的国产替代机遇，国内机床厂商有望抓住时机，发挥供应链优势，实现国产替代的突破。

贸易摩擦及装备禁运对海外机床进口产生较大影响。自 2018 年以来，随着美 国对中国发动贸易摩擦，并在全球范围内对中国实行高端制造装备特别是高端数 控机床的贸易禁运。作为高精尖技术装备的工业母机，以五轴联动数控机床为首的 高端数控机床可广泛应用于航空航天、军工制造等领域，美国、欧洲、日本对该领 域的技术装备禁运，给我国高端机床国产替代提供了机会。

图 8：中美贸易摩擦以来我国高端数控机床进口额逐渐减少

资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

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3核心零部件自制率仍有待提升，部分领先企业已

取得进展

根据前瞻产业研究院的调查整理，我国数控机床行业目前的主要问题前两位 是“精度和稳定性差”、“故障多发”，所以在中低端市场能够得以应用，在高端市 场则显得不足。

图 9：中国数控机床主要问题分析

资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

核心零部件自制率低，或是核心问题。我国机床行业参与厂商众多，但核心零 部件自制能力较为薄弱，在部分核心技术领域受制于人。根据海天精工的招股书内 容，数控机床的核心零部件根据其成本占比依次为结构件、控制系统、传动系统、驱动系统、刀塔、倒库及组件和光栅尺。当前我国机床行业已经在结构件、驱动系 统领域实现了在中、低端机床上的国产替代，控制系统、传动系统方面国产替代已 取得初步进展，但在高精密零部件和电气元件等方面仍然依赖于进口。

图 10：数控机床核心零部件及成本拆分（%）

资料来源：海天精工招股说明书，民生证券研究院
注：结构件主要是铸铁、钢件等产品；传动系统主要包括导轨、丝杠、主轴等零部件；驱动系统分为液压 驱动系统和电机驱动系统；其他部件主要是例如螺钉、螺栓等通用件。

数控系统是我国机床国产化突破的重要瓶颈。以数控系统为例，数控系统是数

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控机床的大脑，在数控机床中扮演着非常重要的角色，是决定机床装备的性能、功 能、可靠性和成本的关键因素。近年来我国数控系统虽然取得了一定的进展，但在 高档数控机床领域，配套的高端数控系统 90%以上均需要从国外进口。

低端数控系统市场领先，中高端市场国外垄断。当前国产经济型数控系统由于 顺应了大多数中国用户的实际使用水平和机床制造企业数控技术配套要求，加上 较高的性价比得到了广大用户的认同，已形成了规模优势，国产数控系统企业已占 领了我国经济型数控系统 95%以上的市场份额，为我国的数控系统产业发展做出 了巨大贡献。国产中档数控系统已经形成了产业规模，市场占有率也在逐步提高，但国外公司仍然占据 70%以上市场。高档数控系统是制约我国高档数控机床发展 的瓶颈，目前国内数控系统的中高端市场主要被德国西门子、日本 FANUC、三菱 等国外厂商占据，海外公司市占率在 90%以上。国内厂商方面，广州数控、华中 数控在国产高端数控系统市场领域占有率较高，同时科德数控实现了高端机床数 控系统的自制，未来有望打破国外垄断，实现进口替代。

表 3：中国数控系统市场竞争格局

资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院

高端滚动功能部件是我国数控机床国产化的另一瓶颈。 滚动功能部件产品主 要包括：滚珠丝杠、滚动直线导轨、滚珠花键、滚珠导套、直线运动部件和坐标工 作台等部件。主要以"滚动"为特征，具有高效省能、精密定位、精密导向、对 CNC 指令反应快速以及具备传动的高速性、同步性和可逆性等功能，是数控机床和机电 一体化产品不可替代的关键零部件。在当前的高端滚动功能部件市场，如滚珠丝杆，主要由德国、日本和中国台湾地区的厂商所主导，比如日本的 THK、NSK，德国 的博世力士乐，中国台湾地区的银泰等。我国滚动功能部件行业主要集中在中低端 领域，且存在生产不集中、产品品种单一、含金量偏低等问题，目前尚无在国际上 有影响力的品牌，也没有出现上市公司，已成为国产数控机床进一步国产化发展的 瓶颈。

高端精密轴承是困扰我国数控机床国产化进程的另一难点。高端轴承，具有高 运转、高载荷能力、长寿命、高可靠、低震动噪音和低摩擦力等优异性能，是大飞 机、高档汽车、高铁、重载型武器、电梯、高档数控机床、风电以及其他机械设备 中的关键核心器件，主要功能是支撑机械旋转体，降低摩擦系数并保证回转精度。滚动轴承的精度一般分为 P0、P6、P5、P4 和 P2 五个等级，对于数控机床、加工

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中心等领域，需选用 P4 及以上级超精密轴承，P4 及以上级超精密轴承对技术性 能和可靠性要求很高，国内需求的主要依赖进口。当前世界轴承市场 70%以上的 份额，由日本 NSK 等五大公司、瑞典 SKF 公司、德国 FAG 等公司、美国 Timken 等全球知名公司所垄断，中国则主要集中了广大的中低端供给。轴承成品质量差异、生产流程、人才差异、高端轴承应用空白等因素是我国高端精密轴承与海外同行拉 开差距的主要原因，目前高端精密轴承部件已成为制约我国数控机床国产化进程 的另一难点。

表 4：中国数控机床机床主要核心部件瓶颈

资料来源：各公司官网、招股书，民生证券研究院

虽然我国数控机床核心零部件国产化率亟待提高，但仍有部分明星企业坚持 核心技术的研发投入，在部分机床核心零部件领域实现了自制。其中科德数控已经 实现了高端机床数控系统、伺服驱动器和电机的自制，自制率较高；海天精工、创 世纪和国盛智科也完成了在电主轴、刀库等零部件领域的突破。

表 5：国产数控机床厂商核心零部件自制情况

资料来源：各公司招股说明书，民生证券研究院

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4风险提示

1）行业竞争加剧风险：数控机床行业主要以技术密集和资金密集为特点，行 业竞争激烈，海外公司具有技术优势、品牌优势、质量优势，国内厂商在 产品质量、核心技术等方面仍处于弱势地位，一旦行业竞争加剧，将对公 司产生不利影响。

2）原材料价格波动风险：原材料价格一旦大幅波动，将影响公司毛利率及盈 利能力，对公司的经营业绩将造成不利影响。

3）宏观经济风险：机床行业作为通用设备与宏观经济周期与下游行业景气度 密切相关，若未来宏观经济不景气或下游行业需求出现重大变化，对公司 产品的销售将造成不利影响。

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插图目录

图 1：2019 年全球机床主要消费国家和地区占比（%） ................................................................................................................. 4 图 2：2019 年全球机床主要生产国家和地区占比（%） ................................................................................................................. 4 图 3：2016-2020 年中国机床进出口金额（亿美元） ...................................................................................................................... 5 图 4：2020 年我国机床出口国家市场情况（%） .............................................................................................................................. 5 图 5：2020 年我国机床进口国家市场情况（%） .............................................................................................................................. 5 图 6：我国机床数控化率（%） .............................................................................................................................................................. 6 图 7：我国机床国产化率（%） .............................................................................................................................................................. 6 图 8：中美贸易摩擦以来我国高端数控机床进口额逐渐减少 ........................................................................................................... 8 图 9：中国数控机床主要问题分析 ......................................................................................................................................................... 9 图 10：数控机床核心零部件及成本拆分（%） .................................................................................................................................. 9

表格目录

表 1：中国数控机床行业重点政策汇总 ................................................................................................................................................. 7 表 2：高档数控机床与基础制造装备科技重大专项分析情况 ........................................................................................................... 7 表 3：中国数控系统市场竞争格局 ....................................................................................................................................................... 10 表 4：中国数控机床机床主要核心部件瓶颈 ...................................................................................................................................... 11 表 5：国产数控机床厂商核心零部件自制情况 .................................................................................................................................. 11

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