中金公司-机械行业“大国重器”系列03：中国机床，能否涅槃重生？-210402

　　机床被誉为“工业母机，国之重器”，2H20以来，中国机床行业领跑全球，率先复苏，一度出现订单爆满、“一机难求”的盛况。但反观中国机床行业，仍然存在数控化率低、高端产品进口依存度高等关键问题；站在当前时点，我国工业机床能否涅槃重生？本文将从国情现状、强国经验、未来展望三个维度，系统梳理机床行业的发展规律，并总结中国机床行业潜在的发展方向。

　　工业母机千亿元市场，行业现状大而不强。机床在汽车、电子、航空航天等诸多制造业下游运用广泛，其中数控机床具备高精密、高速度、智能化等多重优势，承担着工业现代化的重要使命。按国家统计局规模以上口径，我们测算2019年我国机床销售额223亿美元（约合1,539亿人民币），其中数控机床销售额697亿元，数控化率45%。而德国、日本已分别达到81%、90%，中国数控机床行业仍待提升。

　　数控系统为核心，技术研发铸优势。全球机床行业历史约250年，发轫于第一次工业革命；1952年在美国军方需求下，全球首台数控机床诞生；1970年代伴随微机技术成熟，机床从数控（NC）发展到计算机数控（CNC），行业飞速发展。往前看，全球数控机床发展趋势可归纳为“四化”：1）高端化：高可靠性、高精度、在线）集成化：从单机到柔性成套系统（FMS），厂商提供“交钥匙”工程。3）服务化：机床厂商向价值微笑曲线两侧延伸，从制造向服务转变。4）自主化：核心零部件自主化生产能力不断提升。

　　强国发展经验表明，产业链一体化是制胜法宝。数控机床属于投资见效慢，长久沉淀的产业。尽管美国最早诞生了数控机床，但却疏于产业的民用化引导，20世纪80年代后美国龙头地位被德国及日本取代。德国：全球最大的机床出口国。2019年德国数控机床产值103亿欧元，企业专业化分工，高度重视理论研究。日本：数控系统集大成者。2019年日本数控机床产值74亿欧元，产值数控化率全球第一，其中车床/磨床/齿轮加工/特种加工数控化率高达89%/77%/82%/70%。德国、日本从后发到引领，与有效的产业政策引导、核心系统自主化紧密相关。

　　我国机床行业的启示：核心器件尤为重要。回首我国70余年机床发展历史，从建国时蹒跚起步攻坚克难，数控时代核心技术落后缺失，2000年后十年一梦、粗放发展，到2012年后的存量调整，我国机床行业是融汇了经验与教训的大国制造业追赶历程的缩影。当前我国数控机床领域民营企业崛起，但中高档产品核心部件依旧缺乏本土产业链支撑。从产业政策制定上，我们认为需：1）对基础学科高度重视，加强基础材料（如特钢）的自给能力；2）大力扶持数控系统、丝杠导轨等核心零部件厂商；3）打造具有国际竞争力的产业集群。从投资上，我们建议关注中国具备全产业链配套能力的自动化设备（机器人、激光设备）的核心器件供应商。

　　维持覆盖公司的盈利预测及目标价不变，我们看好在各个细分领域建立竞争优势，同时具备核心技术自主化能力的优秀企业，推荐津上机床中国-H，关注海天精工（未覆盖）、国盛智科（未覆盖）、创世纪（未覆盖）、欧科亿（未覆盖）、华锐精密（未覆盖）等。

　　证券研究2021年4月2日机械“大国重器”系列03：中国机床，能否涅槃重生？观点聚焦投资建议机床被誉为“工业母机，国之重器”，2H20以来，中国机床行业J9九游会 - 真人游戏第一品牌领跑全球，率先复苏，一度出现订单爆满、“一机难求”的盛况。

　　但反观中国机床行业，仍然存在数控化率低、高端产品进口依存度高等关键问题；站在当前时点，我国工业机床能否涅槃重生？本文将从国情现状、强国经验、未来展望三个维度，系统梳理机床行业的发展规律，并总结中国机床行业潜在的发展方向。

　　机床在汽车、电子、航空航天等诸多制造业下游运用广泛，其中数控机床具备高精密、高速度、智能化等多重优势，承担着工业现代化的重要使命。

　　按国家统计局规模以上口径，我们测算2019年我国机床销售额223亿美元（约合1,539亿人民币），其中数控机床销售额697亿元，数控化率45%。

　　全球机床行业历史约250年，发轫于第一次工业革命；1952年在美国军方需求下，全球首台数控机床诞生；1970年代伴随微机技术成熟，机床从数控（NC）发展到计算机数控（CNC），行业飞速发展。

　　往前看，全球数控机床发展趋势可归纳为“四化”：1）高端化：高可靠性、高精度、在线检测与智能装配等。

　　尽管美国最早诞生了数控机床，但却疏于产业的民用化引导，20世纪80年代后美国龙头地位被德国及日本取代。

　　2019年德国数控机床产值103亿欧元，企业专业化分工，高度重视理论研究。

　　2019年日本数控机床产值74亿欧元，产值数控化率全球第一，其中车床/磨床/齿轮加工/特种加工数控化率高达89%/77%/82%/70%。

　　回首我国70余年机床发展历史，从建国时蹒跚起步攻坚克难，数控时代核心技术落后缺失，2000年后十年一梦、粗放发展，到2012年后的存量调整，我国机床行业是融汇了经验与教训的大国制造业追赶历程的缩影。

　　当前我国数控机床领域民营企业崛起，但中高档产品核心部件依旧缺乏本土产业链支撑。

　　从产业政策制定上，我们认为需：1）对基础学科高度重视，加强基础材料（如特钢）的自给能力；2）大力扶持数控系统、丝杠导轨等核心零部件厂商；3）打造具有国际竞争力的产业集群。

　　从投资上，我们建议关注中国具备全产业链配套能力的自动化设备（机器人、激光设备）的核心器件供应商。

　　盈利预测与估值维持覆盖公司的盈利预测及目标价不变，我们看好在各个细分领域建立竞争优势，同时具备核心技术自主化能力的优秀企业，推荐津上机床中国-H，关注海天精工（未覆盖）、国盛智科（未覆盖）、创世纪（未覆盖）、欧科亿（未覆盖）、华锐精密（未覆盖）等。

　　风险市场竞争加剧风险、核心部件对外依赖风险、需求波动、原材料涨价风险等。

　　根据Frost&Sullivan定义，机床是用于成形或加工金属或其他刚性材料的机器。

　　按照材料成形方式分类，机床有金属切削、金属成形及其他（铸造机械、木工机械等）。

　　数控精密机床（CNC）：搭配控制系统的自动化机床，按程序自动加工，精度由软件自动校准补偿。

　　图表1:我国机床分类资料来源：Frost&Sullivan，中国机床工具工业协会，中金公司研究部下游应用广泛，赋能工业生产下游分布广泛，汽车及零部件需求占比40%。

　　根据前瞻产业研究院统计，我国数控机床最大下游是汽车行业，需求占比40%。

　　汽车零部件需要大量机床加工，国内企业以海天精工、国盛智科、浙海德曼为代表；在航空航天等特殊工业领域，五轴联动等高端数控机床应用广，国内企业以日发精机、科德数控为代表。

　　配备数控系统的自动化机床非自动化方式加工用于加工非金属材料及机床，包括铸造机及木工机床压力成型技术，利用压力实现金属板或金属体成型，或进行分割、剪切、折弯及其他冲压利用切割或磨削等处理金属或其他刚性材料的特殊处理方法机床分类按材料成形按控制方式金属切削金属成形其他高精密数控传统加工车床铣床压力机平锻机精雕机木工机械传统车床传统磨床加工中心刀塔车床中金公司研究部：2021年4月2日5图表2:数控机床下游应用资料来源：海天精工招股书，中金公司研究部工业现代化发展，数控机床奠基数控机床相比传统机床的优势数控机床相比传统机床，具备高精密、高速度、复合化、智能化、环保化的多重优势，承载着工业现代化的特殊使命。

　　高精密：精密度是数控机床的核心指标，数控机床通过自动化编程、多坐标联动，提高加工件加工精密度。

　　精密度也是我国CNC与欧美日技术差距的根本所在，精度稳定性和保持性至关重要。

　　高速度：在超高速加工中，切削速度可达到5,000~8,000m/min；主轴转数可达15万（r/min）以上；自动换刀速度1秒以内，生产效率是普通车床的3-5倍。

　　复合化：数控机床可通过刀具自动交换、多功能铣头、多主轴头、多回转刀架、多数控回转工作台等，实现复合加工，常见机型有镗铣一体、车铣一体、铣磨一体等复合切削装备。

　　智能化：1）提供远程通讯服务，主机能够上传接受信息指令；2）加工过程具备前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载等自适应功能，保障加工稳定性；3）具备友好的人机互动界面；4）智能监控、诊断等智能化功能多元化发展。

　　环保化：减少环境污染、提高设备寿命和使用周期是数控机床发展的方向，比如全封闭耐高压设计减少漏油、高压油雾冷却技术减少切削液使用等。

　　数控机床产业链数控机床上游包括数控系统、驱动系统、传动系统、功能部件及结构件。

　　行业针对零件需求机型航空工业飞机机翼、机身、尾翼等和发动机零件需要大批高速五轴加工中心、龙门移动式高速加工中心、精密数控车床、精密卧式加工中心、多坐标镇铳中心、精密齿轮和螺纹加工数控机床等铁路机车制造业高铁机车车体、车轴、车轮等大中型数控机床：数控车床、立卧式加工中心、五轴加工中心、龙门镇铳床、镇铳加工中心等兵器制造业坦克、装甲车辆、弹、炮、引芯等产品数控车床、立卧式加工中心、五轴加工中心、龙门镇铳床、镇铳加工中心、齿轮加工机床等模具制造业汽车覆盖件模具，压铸模具，成型挤压模具等高速数控铳床、精密电加工机床、高精度加工中心、精密磨床电子信息设备制造业高端电子产品外壳、电机转子定子、电机壳盖小型精密数控机床：高速铳削中心、高速加工中心、小型精密车床、小型精密冲床、精密和超精密加工专用数控机床及精密电加工机床发电设备重型数控龙门镗铣床、大型落地镗铣床、大型数控车床、叶根槽专用铣床和叶片数控加工机床等输变电设备数控车床、加工中心、数控镣床冶金设备制造业连铸连轧成套设备大型龙门铳床、大型数控车床工程机械制造业变速箱、挖掘臂、车体、发动机等中小型数控机床：数控车床、中型加工中心、数控铳床和齿轮加工机床等造船工业柴油机体重型、超重型J9九游会 - 真人游戏第一品牌龙门铣镗床和重型数控落地镗铣床以及大型数控车床和车铣中心、大型数控磨齿机、曲轴镗铣床、大型曲轴车铣中心和曲轴磨床等整车部件：发动机高效、高性能、专用数控机床和柔性生产线零配件加工数控车床、立卧式加工中心、数控高效磨床等电力设备制造业汽车制造业中金公司研究部：2021年4月2日6图表3:2020年我国数控机床产业链结构图资料来源：国盛智科招股书，前瞻产业研究院，中金公司研究部数控系统:即CNC系统，通过编程实现金属切削的命令产生和传达，成本占比25~30%。

　　驱动系统：将数控系统的控制信号转化为相应的机械位移，分为液压驱动（液压泵阀、油缸）和电驱动（例如伺服驱动器和步进电机）两类，成本占比约15%左右。

　　传动系统：是机床部件运动的载体，直接影响加工精度，我国机床企业主轴、丝杠等依赖外采，成本占比约为15%~20%。

　　主轴、丝杠、线轨防护件误差控制可靠性复合成套加工高性能部件研发二次开发与优化铸铁、钢件下游中游上游结构件铸件板焊件数控系统分液压和电机驱动两大类驱动系统传动系统功能部件刀库、齿轮箱光栅尺…数控机床关键技术40%20%15%15%10%汽车通用机械3C军工其他中金公司研究部：2021年4月2日7我国数控机床：需求千亿元，大而不强我国数控机床市场需求千亿元，但产值数控化率不足50%按产量口径，2019年我国机床数控化率26.8%。

　　国家统计局月度公布数控金属切削及数控锻压机床产量，以二者合并口径计算，2001-2019年我国数控机床产量CAGR为14%。

　　截至2019年，我国金属切削机床产量数控化率为38%（数控金属切削机床15.6万台，金属切削机床41.6万台）。

　　图表4:2001-2019年我国金属数控机床产量为CAGR14%图表5:2001-2019年我国金属加工机床数控化比率资料来源：国家统计局，中金公司研究部资料来源：国家统计局，中金公司研究部测算按金额口径，2019年我国机床数控化率不足50%。

　　根据Frost&Sullivan，2016-2019年我国数控机床产值占比从42%提升至49%（中金公司测算2019年我国机床数控化率45%，按金额）。

　　与日本、德国、美国等发达国家相比，我国机床结构存在较大优化空间，数控化率提升是行业大趋势。

　　图表6:2019年全球主要国家机床数控化率（按金额）图表7:2001-2019年我国数控机床产值规模及增速资料来源：Frost&Sullivan，中金公司研究部资料来源：GardnerPublications,Inc，中金公司研究部；注：2018年数据万得资讯缺失，Gardner根据其阶梯汇率变化统计模型计算市场考虑到长尾市场，我国数控机床市场千亿级。

　　基于国家统计局规模以上企业数据，我们测算2019年我国数控机床消费量101亿美元，折合人民币697亿人民币。

　　根据我们产业链调研，机床市场高度分散，年收入2,000万以下数控机床厂众多，考虑到长尾市场，我们认为我国线%10%20%30%40%50%60%70%300000我国主要金属加工数控机床产量Y0Y(台)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%我国金属切削机床数控化率我国金属成形机床数控化率0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%日本德国美国中国全球平均日本德国美国中国全球平均-15%-10%-5%0%5%10%15%中国数控机床产值YoY(十亿美元)中金公司研究部：2021年4月2日8图表8:2011-2019年我国数控机床市场测算资料来源：Frost&Sullivan，国家统计局，中金公司研究部加工中心与车床是主要两大门类。

　　数控机床种类繁多，我们根据《中国机床工具工业年鉴2019》所列名录，系统梳理了纳入国统局统计范畴的各类数控机床产值情况。

　　预计2019年数控加工中心（CNC）产值370亿元（占比37%）、数控车床产值220亿元（占比约22%）、数控成形机床产值180亿元（占比约18%），其余磨床、镗床、铣床等市场均为几十亿元空间，较为分散。

　　图表9:2019年我国数控机床产值分布资料来源：中金公司研究部测算数控加工中心：按产值来看，立式占比65%，卧式占比18%，大型龙门式加工中心9%，其他较为分散。

　　按是否可进行五轴联动来看，我国生产的立式、卧式及重型龙门五轴占比分别为5%、19%、13%，车铣及其他机床五轴化率几乎为0%。

　　2019年我国制造业固定资产投资累计额同比增长3.1%，较2018年环比回落6.4，其中汽车固定资产投资增速-1.8%。

　　根据Gardner，2019年中国机床行业产值同比下滑23%至194亿美元，全球份额首次掉落至23.1%。

　　图表11:2019年我国汽车行业固定资产投资累计增速-1.8%图表12:2000-2019年我国机床产值及全球占比资料来源：国家统计局，中金公司研究部资料来源：GardnerPublications,Inc，中金公司研究部2019年我国机床贸易逆差收窄，但仍有30%以上依赖进口。

　　2019年我国机床进口金额同比下降25%至72.9亿美元，出口金额同比增长10%至44亿美元，进口依存度约32.6%。

　　前五大机床进口来源地区均出现明显下滑：日本（21.5亿美元，同比下降34%）、德国（21.3亿美元、同比下降13%）、中国台湾（7.8亿美元，同比下降31%）、韩国（4.4亿美元，同比下降21%）、瑞士（4.3亿美元，同比下降18%）。

　　2019年出口越南机床金额同比高增长54%至4.7亿美元，出口印度机床金额同比增长15%至3.9亿美元。

　　立式卧式重型龙门超重型龙门大型龙门中小型龙门车铣其他65%18%9%5%1%立式加工卧式加工大型龙门式加工中心中小型龙门式加工重型龙门加工超重型龙门加工其他加工中心车铣加工中心95%5%五轴以下五轴81%19%五轴以下五轴94%6%五轴以下五轴80%20%五轴以下五轴88%13%五轴以下五轴93%7%五轴以下五轴98%2%五轴以下五轴100%0%五轴以下五轴(50)(40)(30)(20)(10)0102030制造业:汽车制造业:累计同比制造业:计算机、通信和其他电子设备制造业:累计同比高技术制造业:累计同比(%)6%7%7%8%9%10%12%15%17%28%30%30%30%29%28%28%30%30%23%0%5%10%15%20%25%30%35%19中国机床产值全球占比（十亿美元）中金公司研究部：2021年4月2日10以产值+进口-出口衡量表观消费量，2019年我国机床消费额223亿美元，同比下滑24%。

　　图表13:2000-2019年我国机床贸易逆差逐步收窄图表14:2000-2019年我国机床消费额及全球占比资料来源：国家统计局，中金公司研究部资料来源：GardnerPublications,Inc，中金公司研究部2020年海外需求受冲击，期待2021年回暖。

　　根据国统局规模以上数据，2020年我国金属切削出货值累计下滑17.8%，金属成形机床出货值累计下滑10.5%。

　　因此，2020年我国机床行业核心为内需拉动，2021年海外市场的恢复前景值得关注。

　　2000-2011年全球制造业繁荣下，机床行业经历了黄金十年，产值CAGR为9%。

　　根据Gardner统计，2019年全球机床产值842亿美元，同比下滑13%。

　　图表15:2000-2020年全球机床产值及增速资料来源：GardnerPublications,Inc，中金公司研究部从结构看，过去十年中国机床全球份额整体下降。

　　我们按照各地区机床产值及近十年（2010-2019年）复合增速进行双维划分，可以发现近20年里，中国、德国、日本、意大利、美国始终贡献产值70%。

　　近十年中国机床行业整体处于调整阶段，欧美等发达国家凭借“再工业化”举措仍取得正向增长。

　　2020年新冠疫情影响下，Gardner预测全球机床消费额或下滑15%，假设产值同样下滑15%，则2020年约为716亿美元，创近十年新低。

　　根据国统局规模以上数据（主营收入2000万元规模以上企业），2020年1-12月我国金属切削机床行业营业收入1,086亿元，同比增长2.3%，增速转正；金属成形机床行业营业收入631亿元，降幅同比2019年收窄7.3。

　　图表18:2020年我国金属切削机床行业触底回暖图表19:2020年我国金属成形机床行业营收降幅收窄资料来源：国家统计局，中金公司研究部资料来源：国家统计局，中金公司研究部0%5%10%15%20%25%30%35%20019中国日本德国意大利美国-2%-1%0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%2019年机床生产量近十年CAGR(亿美元)-50%-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%16-02-08-02-08-02-08-02-082019-11-05-11金属切削机床制造:主营业务收入:累计值金属切削机床制造:主营业务收入:累计同比(十亿元）-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%2016-02-08-02-08-02-08-02-082019-11-05-11金属成形机床制造:主营业务收入:累计值金属成形机床制造:主营业务收入:累计同比(十亿元）中金公司研究部：2021年4月2日12全球机床发展：兴于数控时代，重在技术研发全球机床行业历史悠久，数控技术推动行业革新放眼全球，现代意义的机床制造业已有约250年历史。

　　在第一次工业革命中，蒸汽机与机床发展互相促进：1775年，世界第一台真正意义上的镗床诞生，并用于生产蒸汽气缸。

　　1797年，世界机床之父—英国工程师HenryMaudsley制成了第一台螺纹切削车床，配备丝杆、光杆、刀架和导轨，可车削不同螺距的螺纹，具备划时代的意义。

　　图表20:全球机床发展历史资料来源：中国知网，中金公司研究部二战以后，美国军用需求催生机床的数控时代。

　　在美国军方研发经费支持下，G&L公司与麻省理工合作四年，于1952年试制成功全球首台数控机床，并于1958年下线全球首台数控加工中心。

　　图表21:1952年全球首台数控机床诞生于美国资料来源：中国知网，中金公司研究部德国和日本紧随美国，青出于蓝而胜于蓝。

　　1956年德国凭借强大的机械制造能力和机电技术研制出本土第一台数控机床，1958年日本牧野（MAKINO）研制出本土第一台数控铣床，1966年研发出日本第一台数控加工中心。

　　美国方面，由于美国政府数控机床研发围绕军方需求，忽略了民用市场的引导，制造企业大量进口德国和日本的产品，并导致了20世纪80年代美国在全球数控机床地位发生“动摇1”。

　　根据德国机床工具协会统计，1990年日本和德国机床产值分别居于全球第一名（90.4亿欧元）和第二名（72.2亿欧元）。

　　1：资料来源：田振海.美国机床行业的领导地位已经动摇了[J].机床,1984(03):42.1774年英国出现炮筒镗床（世界上第一台线年英国出现第一台螺纹切削车床欧美各式机床丰富龙门车床、卧式铣床、单轴、三轴自动车床面世二战后美国军方需求促进数控机床研发1952年麻省理工学院和帕森斯公司合作，研制出第一台示范机1968年国内第一台数控机床问世18世纪后期19世纪20世纪50年代中金公司研究部：2021年4月2日13数控系统推动机床行业的质变计算机技术演化下，全球数控系统经历了数控（NC）和计算机数控（CNC）时代。

　　NC阶段（1952-1970年）：1952年于美国诞生的全球首台数控机床为三坐标数控铣床，数控装置采用电子管元件；1958年美国的全球首台加工中心数控装置采用晶体管及印刷电路板，数控装置进入第二代际；1965年第三代集成电路数控装置出现，机床功率消耗大幅下降，可靠性进一步提升。

　　CNC阶段（1970年-至今）：1970年通用小型计算机批量生产，被移植控制机床的数控系统，1974年微处理器应用于机床，这是第五代数控装置，至此根本解决了售价昂贵，应用不便问题。

　　1990年后出现PC-Based智能数控系统，机床制造商可以在开放系统平台上增加硬件及软件构成控制系统，智能和网络化水平大幅提升。

　　图表22：计算机和控制技术推动数控机床质变资料来源：中国知网，中金公司研究部全球数控机床新技术、新业态涌现图表23:近年来全球数控机床发展特点资料来源：浙海德曼招股说明书，中金公司研究部1904英国物理学家弗莱明发明全球第一只电子管1964以集成电路为基础的第三代计算机出现1947美国贝尔实验室研制全球首支晶体管1958TI公司研制全球首块集成电路1952美国诞生全球首台数控机床，数控装置采用电子管元件1959全球首台加工中心数控装置采用晶体管及印刷电路板计算机数控机床1965集成电路数控系统1970通用小型计算机数控装置1974微型计算机数控装置1971以大规模集成电路为主要器件1990PC-Based智能数控系统高端化智能化服务化自主化全球数控机床行业高精度高速度精密机床可靠性及精度保持技术复杂型面加工成形技术轻量化材料技术在线精密检测与智能装配单机向成套系统转变自动化向智能化柔性化、网络化转变通用机床向复合加工转变单一车间向智能车间、智能工厂转变生产型制造向服务型制造转变工艺设计+先进装备+技术服务大规模生产向定制化柔性化生产核心关键部件自主化生产加深对下游产品形态和工艺研发过程的参与度上下游联动，研发与市场结合中金公司研究部：2021年4月2日14我们把全球数控机床发展趋势归纳为“四化”：高端化：1）高精度高速度，以五轴立式加工机床为例，德玛吉DMU85系列可达到主轴转速15000rpm，XYZ定位精度/重复定位精度8/5微米，AC定位精度/重复定位精度8″/5″。

　　2）精密机床可靠性及精度保持技术，这也是中国与其他国家机床产品的核心差距所在；3）复杂型面加工成形技术，需要用到超高速切削方式，电主轴、刀具、电机、数控系统均为核心部件。

　　4）轻量化材料技术，过往机床采用实心铸铁，增材制造、先进复合技术可从设计端减少成本。

　　5）在线精密检测与智能装配，对精密复杂零件“加工－检测－补偿加工”一体化制造具有重要意义。

　　如日本山崎马扎克（MAZAK）自主研发的监控软件SmoothMonitorX，全界面触屏操作，配备5轴联动CNC装置，生产过程可视化、可感知；集成化：从单机到柔性成套系统（FMS），提供机床制造全覆盖服务。

　　全球典型代表如德国（格劳博Grob），在标准机床至装配单元再到全自动加工线种类齐全，尤其擅长汽车发动机零部件整线“交钥匙”工程。

　　服务化：机床厂商从标准化设备提供者向服务型转变，在机床工艺设计、先进装备、技术服务等多维度参与其中。

　　德国埃玛克（Emag）尤为擅长开发目标用户机型，1992年在世界首推倒置式数控车床，创造型提升加工平稳度。

　　在售前服务方面，哈默、德马吉、GF（GeorgFischer，乔治费歇尔）、米克朗等国外机床厂商尤其重视，国内科德数控为用户提供定制化售前咨询，2019年基于售前合作的营业收入占比接近90%。

　　自主化：全球数控机床对上游提出更精准的需求，核心零部件（如数控系统、传动系统等）自主化生产和定制能力不断提升。

　　日本大隈（Okuma）早在六十年代开始研制OSP数控装置，自主开发主轴和伺服电机，年产数控装置7,000余台，主轴和伺服电机约3万台，大隈2019年全球数控机床排名第六位。

　　图表24:2017-2020H1科德数控售前服务收入占比接近90%图表25:山崎马扎克Smooth数控机床监控系统资料来源：科德数控招股说明书，中金公司研究部资料来源：公司官网，中金公司研究部82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,2020H1提供售前服务的销售收入占比(万元)中金公司研究部：2021年4月2日15德日经验表明，产业链一体化尤为重要德国—理论研究典范，产业链实力雄厚德国机床制造商协会（VDM）统计，2019年德国机床行业产值170.4亿欧元，其中切削机床/成形机床/零配件/安装、维修包养各为96.0/30.4/28.8/15.2亿欧元。

　　按产值测算，2019年德国数控机床产值103亿欧元，产值数控化率81.3%，分类来看，切削机床数控化率91%，成形机床52%，遥遥领先于中国。

　　图表26:2019年德国机床产值170.4亿欧元图表27:2019年德国各类型机床数控化率（按产值）资料来源：VDW,VDMA,GermanStatisticalOffice,中金公司研究部资料来源：公司官网，中金公司研究部全球第一机床出口大国，67%订单来自海外。

　　德国出口市场中，中国（19亿欧元）、美国（11亿欧元）、意大利（5亿欧元）需求居于前列。

　　德国机床制造商协会高度重视中国市场，认为伴随中国经济高质量发展过程，德国机床厂商及高附加值产品潜力无限。

　　2019年大型（雇员＞1,000人）企业数量仅占比11%，产值占比45%，雇员低于250人的中小企业占据半壁江山。

　　同其他制造业一样，德国数控机床企业偏向家族式管理，不喜上市，长期专注机床行业，技术得到保护和传承。

　　图表28:德国机床行业中小企业为主，呈现高度专业化特点资料来源：VDW,VDMA,GermanStatisticalOffice,中金公司研究部德国作为全球第一机床出口国，国际竞争力突出，我们认为成功经验可归结为三点：高度重视理论研究，技术基础最为扎实。

　　机床行业被列为德国工业5大分支之一，尽管数控技术发展晚于美国（1956年研制第一台数控机床，美国是1952年），但非常注重先进工艺基础研究，实现赶超。

　　基础科研与应用技术科研并重下，德国把传统制造优势与电子技术融合，发展各类数控机床，抢夺世界市场。

　　先进工艺积累下，德国诞生了亚琛工业大学机床研究所(全球数控机床研发实力最强单位之一)，德玛吉（全球精密机床领军企业）、通快（全球激光加工第一）、舒勒Schuler（全球金属成形机床领导者）、埃马格Emag（全球倒立式车床龙头）等著名企业。

　　根据产业链调研，尽管机床生产环节可实现自动化，但打磨、板焊、喷涂环节依赖经验丰富的专业人才。

　　德国在综合型大学设立机床研究方向，应用技术型大学也有机床专业，高校及校外研究机构为机床行业输入大量优质人才。

　　卡尔斯鲁厄大学机床研究所对企业提供精度优化及丝杆检测技术支持，创造了可观利润。

　　数控机床具备大量共性技术，依靠各个企业分散化研究难以具备规模优势和资源优势。

　　比如亚琛工业大学机床研究所每年可获得100万经费支出用于大量基础技术研究，对全行业起到推动作用。

　　在数控系统方面，德国有西门子、海德汉等专业化厂商提供，零部件有博世力士乐，主轴、两轴摆头有Kessler。

　　在下游应用方面，汽车作为机床最大的下游，德国品牌议价能力在全球执牛耳，机床与汽车行业相辅相成。

　　在汽车领域，机械加工零部件对批量生产、快节奏交付、产品稳定性有较高要求，进入门槛高。

　　德玛吉与宝马等企业开展定制化合作研发，基于用户工艺需求量身定做机床，一旦得到较好反馈逐步推向市场。

　　图表29:2019年德国主要机床出口目标国家资料来源：VDW,VDMA,GermanStatisticalOffice,中金公司研究部02500中国美国意大利法国澳大利亚波兰瑞士捷克共和国墨西哥英国2019(百万欧元)中金公司研究部：2021年4月2日17日本—政策引领有效，重视数控系统开发早在20世纪50年代美国数控机床萌芽阶段，日本机床厂商就产生了浓厚兴趣。

　　从技术引进到自主提升，20世纪70年代日本数控机床已经在全球崭露头角，1982年日本取代美国，夺取了全球数控机床冠军的位置。

　　根据日本机床制造商协会统计，2019年日本机床产值1.07万亿日元，数控机床产值0.96万亿日元，数控化率接近90%，高于德国。

　　按产值测算，2019年日本车床/磨床/齿轮加工/特种加工数控化率分别为89%/77%/82%/70%。

　　图表30:2019年日本机床产值1.07万亿日元图表31:2019年日本各类型机床数控化率（按金额）资料来源：METI,中金公司研究部资料来源：METI,中金公司研究部海外订单占比60%，亚洲和欧洲需求为主。

　　日本已诞生出马扎克、天田、大隈、森精机（后与德玛吉合并为德玛吉森精机）、牧野、小松、三菱重工等等世界机床翘楚。

　　图表32:2019年日本机床订单60%来自海外图表33:2019年日本机床出口区域分布资料来源：METI,中金公司研究部资料来源：METI,中金公司研究部89.2%89.4%89.6%89.8%90.0%90.2%90.4%90.6%90.8%91.0%91.2%0152日本数控机床产值日本机床产值数控化率(十亿日元)89%77%82%70%100%92%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%车床磨床齿轮加工特种加工加工中心其他机床2国内机床订单海外机床订单(十亿日元)31%19%21%27%2%东亚亚洲其他地区欧洲北美其他中金公司研究部：2021年4月2日18日本是全球机床数控化率最高的国家，从后发到引领，与以下因素紧密相关：政策引领高瞻远瞩，竞争力提升持之以恒。

　　日本传统机床需求爆发于二次世界大战，在20世纪80年代数控浪潮铺开后，日本开始全面更新产品线，及时调整生产方向。

　　为加强领导，日本政府在充分探讨验证后，有序制定“机振法”、“机电法”、“机信法”三令，对提高技术水平起到了关键决定性作用。

　　1）机振法：《日本机械工业振兴临时措施法》于1956年公布，1970年结束。

　　全文不足5,000字，但简明概括了发展计划、企业技术标准、政府资金扶持义务等内容。

　　在技术落后，缺乏资金窘境下，日本政府做出“开拓海外第一，开拓国内次之”的重大决策，以外向型经济为目标磨练国际竞争力。

　　在补助方面，政府并未广泛撒网，而仅限于对机械工业生产技术水平有核心影响的基础部门、出口占比高、急需国产化的19个细分行业。

　　在组织生产中，政策高度重视生产专业化分工，不追求“大而全”，通产省以限制产品生产品类、生产范围、经济批量等方式使各类型企业达到规模经济，产品结构合理有序。

　　在产品提升中，政策严格细化性能、成本、检验标准，从1958年开始每五年一次调查，对各役龄（0~4,5~9,10~19,20年以上）详细考察国内外机床差距，对优化产品结构起到重要作用。

　　2）机电法：1971年鉴于美国、德国在数控技术的前沿发展，日本政府及时颁布“机电法”，确立机械与电子信息相结合的目标。

　　在电子信息方面，由于日本早在1957年开始就推出振兴电子工业政策，因此在CNC时代各配套技术强强联合，发展与强国齐头并进。

　　在数控产品方面，日本没有选择德国、美国等以国防需求为主的高端数控机型，而选择用户群体更加广泛的中档产品。

　　产业链配套上，FANUC数控系统引领全球最先进技术水平，各个功能部件经过此前专业化分工政策，配套全面。

　　3）机信法：1978年日本政府再度推出《特定电子工业和特定机械工业振兴法》，强化以半导体和集成电路产业发展力度，鼓励企业之间自主形成研究团体，协同开展共性技术研发，有效抵御欧美企业冲击。

　　同时日本在同年也制定了《机械情报产业振兴法》，搜集全球先进技术信息，强化自身发展。

　　日本政府推动产业技术，主要靠国家研究项目（1977年日本曾预留5,400万美金资助接下来为期7年的机床柔性制造系统研发）、企业研究小组来实现。

　　此外，在关键技术研发上，日本政府还提供为期7年以上的贷款，只有当研发在7年内实现盈利才必要还款。

　　早在1956年，日本技术专家预见到机电时代到来，富士通挑选稻叶先生对数控技术开启研发，1958年产品首次应用在牧野精机机床，奠定了日本数控机床的先河。

　　发那科设立基础技术研究所，针对未来5-10年技术储备，以“技术可靠性、成本降低”作为新产品研发目标。

　　在日本数控机床行业发展过程中，政府重点扶持了发那科数控系统，以及THK等其他厂商从事专业化配套零部件。

　　政策环境有力促进了发那科规模优势的形成，也避免了多家数控机床厂商因抢夺行业标准权导致的规模不经济问题，目前发那科在全球机床数控系统的市占率达到50%以上。

　　中金公司研究部：2021年4月2日19中国机床发展：经验教训交织，大国制造缩影“十八罗汉”今安在，民营企业谱新篇。

　　1950年周恩来访问苏联时指示，把国内进口机床首先用于机床建设上，1952年中国第二机器工业管理局成立，“十八罗汉，四大金刚”在计划经济体制下出现在历史舞台。

　　岁月匆匆70载，时至今日，十八罗汉已淡出历史舞台，当前民营新势力点燃行业新动能。

　　中国机床发展史，是中国制造追赶发达国家的缩影，也是融汇经验与教训的厚重历史。

　　图表34:我国机床发展历史资料来源：中国知网，中金公司研究部建国初期：计划经济体制下，高精密国产化战役告捷建国初期工业基础薄弱，在前苏联援助下，一机部二局（我国第二机器工业管理局）构建扶持“十八罗汉”。

　　齐齐哈尔机床、沈阳机床、大连机床等18家分布全国的重点国企，4个工具厂构建最初的机床工业体系。

　　面临欧美技术封锁&前苏联关系紧张，1960年国务院牵头成立“高精密机床领导规划小组”，在一机部二局设立战役办公室，目标是用10年自主研发高精度精密机床、关键零部件及相关的检测仪器，逐步实现国产化。

　　经一机部批准，北京机床研究所内组建北京精密零件厂，成立了精密工艺试验室。

　　在全国协同艰苦攻关下，“高精度基准纹尺”、“车削、磨削精密丝杠副”、“精密主轴套筒部件”、“光学读数头”等核心技术攻克，上海机床厂（高精度外圆磨床，圆度精度0.5μ）和昆明机床厂（高精度坐标镗床）贡献突出，被评为功勋厂。

　　1970-2000年：数控时代，差距正式拉开成也萧何，败也萧何，差距从数控技术正式拉开在全球数控技术绝对封锁下，1968年我国第一台数控机床X53K1由北京第一机床和清华大学合作研发成功，数控装置备采用直线插补电子管系统（第一代数控技术）。

　　此时，我国数1991-1995（八五）1986-1990（七五）1958-1962（二五）1953-1957（一五）1952年我国第二机器工业管理局成立，改建和新建18个机床厂、四个工具厂1966-1975（三五、四五）1981-1985（六五）1949-1952全国成立34个生产厂，8个研究院所，累计提供10.4万台机床欧美技术封锁&前苏联中止供货，行业自力更生，仿制比例从79%下降至33%发展停滞数控机床开始发展，累计生产数控机床7,133台数控机床与国外开始合作1995年全行业首次全面亏损1996-2000（九五）1996年全行业数控机床7万台2001-2011大陆机床产值CAGR为27%，2011年达到峰值2012-2020存量调整，行业整合中金公司研究部：2021年4月2日20控起床已晚于美国16年，晚于德国12年，晚于日本10年。

　　从“六五”（1981-1985）时期技术引进、“七五”（1986-1990）时期消化吸收，到“八五”（1991-1995）时期集中攻关。

　　“六五、七五”—三段式发展，依赖国外技术改革开放后，在机床行业，我国选择了“引进国外先进技术、实现国产化、达到自主开发”的“三段式”发展方式。

　　引进国外数控技术（包括配套伺服、主轴驱动单元和电机）的过程，伴随着核心技术独立权的丧失。

　　彼时机床公司有两种技术引进方式2：1）许可证生产，直接从外资采购数控系统，中方沦为机床组装厂。

　　2）技术转让：拿到外资数控芯片后反向开发，但由于存在大量编程缄默知识，反汇编后数控语言难以运用到实际生产中。

　　图表35:1985-1989年我国数控机床品类急速扩充图表36:改革开放后我国选择了引进国外数控系统的道路资料来源：中国知网，中金公司研究部资料来源：中国知网，中金公司研究部1981年，北京机床研究所引进发那科数控系统及配套直流伺服电机，直流主轴电机技术。

　　外资在中国采取“高附加值产品销售—落后技术转让—办合资厂”的方式，在这个阶段，国产数控系统逐步落后全球，其背后深层原因为过度依赖下逐步丧失的控制权。

　　“八五”—数控技术国产化攻关，产业化缓慢“八五”期间，“数控技术及装备的开发研究”被列为国家重点科技攻关项目，经费1.5亿元，攻关单位102个，科研人员1500人。

　　耗时5年后，我国第一批基于PC端的自主数控系统诞生，同时又掌握了主轴驱动及交流伺服模拟技术，达到国际90年代的先进水平。

　　但由于存在开放性差、承担单位体制僵硬、缺乏数据共享平台等原因，工程化和产业化进展并不理想。

　　1997年，我国机械部机械科学研究院系统剖析了日、美、德、中数控机床行业发展代表性指标，1）机床数控化率：日本达到70%，德国接近60%，美国接近40%，中国仅有7%；2）数控机床本土品牌占有率：日本95%左右，美国接近50%，德国53%，中国仅有29%；3）数控机床出口额/进口额：衡量数控产品国际竞争力，1992年中国仅有0.001；4）研究与经费发展/销售额：数控机床属于投资周期长，见效慢的行业，1992年日本和德国研发占比营收30%左右。

　　19851989我国数控机床品类(种)40%27%33%数控车床加工中心其他外资直接提供数控系统中方沦为机床组装厂，丧失设计研发动力和能力中方获得国外数控系统的芯片后，反向开发反汇编语言晦涩难解，无法投入市场使用中金公司研究部：2021年4月2日21图表37:“八五”我国数控技术攻关项目成果及失败教训资料来源：中国知网，中金公司研究部机床市场全面开放，国产机床陷入泥淖1993年我国机床市场全面开放后，大批进口机床贸易涌入国内市场。

　　外资竞争对手为占领中国市场，开发性价比突出的低档产品，国产机床厂陷入泥淖。

　　根据《上海企业》期刊记载，“由于国内市场大半丧失，我国机床工具行业已经自1995年连续五年负增长，连续四年亏损”。

　　据统计，截止到1996年全机床行业亏损6亿元，平均单位亏损250万元以上，产品库存规模5月以上。

　　由于我国机床长期结构不合理，“三多三少”（普通机床多、数控机床少、万能机床多、专用高效机床少、单机多、成线成套少）。

　　图表38:1993年我国市场全面开放后大量进口机床涌入图表39:1993年国产机床损失大半市场资料来源：《上海企业》，中金公司研究部资料来源：《上海企业》，中金公司研究部国内沈阳机床、昆明机床利润逐年下滑。

　　1999年昆明机床存货周转天数高达1,968天，折合4.5年，包袱沉重。

　　总投资1.5亿元，国拨资金6860万元，参加攻关单位102个，科技人员1500人1996年3月完成验收，经济效益5000多万元建立四个数控系统实验室,四条数控系统生产线和一个高档数控工程中心数控系统实验室—机电数控集团数控系统生产线—机电数控集团、航天数控集团、沈阳计算技术研究所、襄樊机床电气传动设备厂建立PC_based两种平台（单处理器、多处理器）、三个基本系统（中华I型、航天I型和兰天I型）、六个典型系统（加工中心、车床）、十六个派生系统工艺数据缺乏分享平台未全面发挥专业人才作用不具备模块化、平台型“八五”数控技术攻关项目997机床进口金额机床出口金额(百万美元)全面开放0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%97国产机床市场占有率44%中金公司研究部：2021年4月2日22图表40:1994-1999年沈阳机床及昆明机床利润连年下滑图表41:1999年昆明机床存货周转周期高达4.5年资料来源：万得资讯，中金公司研究部资料来源：《上海企业》，中金公司研究部机械部撤销，国产机床步入调整阵痛期“九五”时期，我国机床行业巨额亏损，彼时全球“夕阳产业论”甚嚣尘上，高技术IT企业成为追捧。

　　在机床行业生死存亡的关键时点，1997年我国机械部撤销，同时机械部属科研院所全部转制为企业，“十八罗汉”下放至省级政府及市级政府。

　　2000-2011年：十年一梦，入世红利下粗放发展的狂欢2001年我国加入WTO，机床迎来黄金十年发展机遇。

　　2000-2011年我国机床总产值从21亿美元提升至283亿美元，暴增13倍以上。

　　2012年，美国Gartner公布世界机床行业排行榜，沈阳机床凭借27.83亿美元销售收入，11.5万台机床销量，在全球排名第一。

　　图表42:2000-2011年沈机、昆机、秦机营收飞速增长资料来源：万得资讯，中金公司研究部以市场换技术失败，后发劣势尽显。

　　2007年起沈阳机床“破产式”自主研发数控系统i5，但由于忽略市场客观规律，大步迈进，最终资金断裂。

　　图表43:2000-2011年沈阳机床净利率不断下滑图表44:2000-2011年沈阳机床资产负债率不断提升资料来源：万得资讯，中金公司研究部资料来源：万得资讯，中金公司研究部2012年至今：老树新芽，民营企业逐步崛起2012年后全球经济放缓，我国机床呈现缩量下跌。

　　昔日“十八罗汉”命运不一，除济南第二机床未改制、未破产外，多数黯然收场。

　　图表45:建国机床“十八罗汉”简介及现状资料来源：万得资讯，中金公司研究部数控机床领域，民营企业成为主力军。

　　数控机床呈现专业化分工的特点，目前中国已出现包括海天精工、创世纪、国盛智科、科德数控、浙海德曼在内的十余家主机厂上市公司，各家机床厂产品各有侧重，形成高度分散的竞争格局。

　　-30-20-20018*ST沈机-毛利率*ST沈机-净利率(%)14020018*ST沈机*ST秦机退市昆机(%)序号公司名称成立时间代表产品特点现状1沈阳第一机床厂1935年卧式车床、专用车床“十八罗汉”之首，我国最大综合性车床制造厂1995年并入沈机集团，2019年破产后并入中国通用技术2齐齐哈尔第一机床厂1950年立式车床（前）我国高档数控重型机床最高技术水平2000年改制为齐重数控装备股份有限公司3齐齐哈尔第二机床厂1950年铣床（前）世界最大重型数控铣镗床生产基地2008年并入中国通用技术4沈阳第二机床厂1993年钻床，镗床中捷友谊厂1995年并入沈机集团，2019年破产后并入中国通用技术5沈阳第三机床厂1949年六角车床、自动车床19世纪80年代产品数控化率最高企业1995年并入沈机集团，2019年破产后并入中国通用技术6大连机床厂1953年卧式车床、组合车床（前）全国最大机床柔性制造集成系统生产基地2019年破产后并入中国通用技术7北京第一机床1949年铣床我国第一家数控铣床企业，海外并购代表2010年组成北一机床8北京第二机床1953年磨床和牛头刨床2014年获得中国机械工业科学技术奖特等奖2010年组成北一机床9济南第一机床厂1948年轮毂机床，车床我国机床第一个和外商合作企业2008年解除和马扎克合作，2013年山东威达收购10济南第二机床厂1937年刨床，机械压力机世界三大冲压装备制造商发展良好，唯一未改制、未破产的国企11上海机床厂1959年磨床（前）中国最大精密磨床制造企业2006年改制并入上海电气集团12重庆机床厂1940年齿轮机（前）世界最大齿轮机制造商2005年改制重组为重庆机床集团13南京机床厂1948年六角车床、自动车床拥有滚动功能部件等配套业务2007年改制为南京第一机床厂有限公司14无锡机床厂1948年磨床前身为我国著名的民族资本家荣德生先生办的开源机械厂2003年民营化改制后加入新苏集团15武汉重型机床厂1953年重型立式车床全系列重型机床代表2011年并入中国兵器工业集团16长沙机床厂1912年拉床60吨以上立式拉床绝对垄断2016年破产，并入友阿股份17昆明机床厂1953年钻床，铣床和上海机床厂共誉为两颗“明珠”2017年破产退市18天津第一机床厂1951年插齿机我国首家生产弧齿锥齿轮系列成套加工机床2014年改为有限责任公司中金公司研究部：2021年4月2日24图表46:全球主要机床上市公司2019年财务指标对比资料来源：CapitalIQ，万得资讯，公司官网，中金公司研究部注：日本天田和大隈采用2020FY财年数据厂商成立时间机床收入（亿元）机床收入占比机床毛利率毛利率EBITDA利润率净利率研发支出占比员工人数AMADA1953208.97SheetMetalProcessing（金属板材加工）：71.4%；MicroWelding（微型焊接）：8.9%；MetalMachineTools（切割/冲压/磨床）：19.3%-41.7%16.4%7.4%2.1%9,531大隈控股1918109.75MachiningCenter：46.5%；NCLathe（数控车床）：24.7%；MultitaskingMachine：23.6%；NCGrinder（数控磨床）：2.5%-29.7%12.2%6.5%1.8%3,812创世纪200321.81数控机床：40.1%数控机床：29.4%11.3%7.2%0.1%2.7%2,080津上机床中国201318.70精密车床:86.3%;精密加工中心:5.6%;精密磨床:4.3%20.2%20.2%13.8%8.0%1.5%1,493海天精工200211.23数控龙门:62.2%；数控卧式:14.8%；数控立式:12.4%数控龙门:25.9%；数控卧式:30.5%；数控立式:1.5%21.2%15.6%6.7%5.3%1,398亚威股份20009.60数控金属板材成形机床：65.4%数控金属板材成形机床：31.2%28.6%11.2%6.4%7.4%1,685亚崴机电19868.00立式机床:51.6%;CNC龙门加工中心:44.0%16.4%19.4%10.1%3.2%2.1%657友佳国际20057.39工具机:81.2%;停车设备:11.8%;叉车:7.1%工具机:25.6%23.0%7.7%1.3%3.0%1,080日发精机20006.20数控车床:28.7%数控车床:29.3%35.3%26.2%8.2%4.1%1,208国盛智科19994.13中档数控机床:33.1%;高档数控机床:29.1%中档数控机床:26.0%;高档数控机床:32.6%28.2%18.2%13.0%4.6%752华中数控19944.09数控系统与机床:45.1%数控系统与机床:37.0%38.8%11.0%2.1%32.6%2,256浙海德曼19933.23高端型数控车床:47.1%;普及型数控车床:36.9%高端型数控车床:36.1%;普及型数控车床:29.5%33.5%19.2%12.0%5.1%498华东数控20021.52数控机床:70.2%;普通机床:23.9%数控机床:9.0%;普通机床:6.7%4.0%29.4%8.5%4.5%398嘉泰数控20111.39高速数控钻攻:45.5%;高速立式:21.9%;立式:5.1%;龙门:5.0%;五轴联动:1.4%高速数控钻攻:15.0%;高速立式:25.5%;立式:13.6%;龙门:24.7%;五轴联动:33.1%17.0%-173.3%-161.1%20.0%551科德数控20081.29五轴立式:70.7%;五轴工具磨削:12.7%;五轴卧式铣车:3.0%;五轴卧式：2.0%其它:2.3%43.2%44.2%38.1%30.2%48.3%470宇环数控20040.55数控研磨抛光机:43.8%;数控磨床:33.7%数控研磨抛光机:27.1%;数控磨床:48.3%32.8%14.2%5.7%20.9%307中金公司研究部：2021年4月2日25机床启示录：中国机床能否涅槃重生？产业配套技术薄弱，高端机依赖外采格局短期难以改变2018年我国高端数控机床国产化率不到10%。

　　根据中国产业研究院统计，我国低端数控系统及零部件已基本实现国产化，但中高端机床在稳定性、加工效率、寿命仍有差距，国产品牌形象和市场仍待建立。

　　2018年我国高端数控机床国产化率仅为6%，中/低档机床国产化率已达到65%/82%。

　　图表47:我国高端机床国产化率不足10%图表48:目前我国数控机床主要面临问题资料来源：前瞻产业研究院，中金公司研究部资料来源：前瞻产业研究院，中金公司研究部以主营中高档数控机床的国盛智科为例，公司掌握了精密铸件及钣焊件加工工艺，但在数控系统、传动系统、功能部件仍缺乏本土配套。

　　截至招股说明书公布日，数控系统90%由发那科提供，10%为德国西门子、三菱等；主轴80%使用中国台湾日绅；丝杠及线%使用中国台湾银泰；精密轴承80%使用日本NSK；五轴联动机床所使用的两轴摇篮转台、两轴摆头、光栅尺和编码器均在国内无法实现配套。

　　图表49:2019年代表上市公司核心零部件采购情况资料来源：国盛智科招股说明书，中金公司研究部65%70%75%80%82%45%50%55%60%65%2%3%5%6%6%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%20118低档数控机床中档数控机床高档数控机床45%29%16%10%精度和稳定性差故障多发耐用度低其他传动系统80%20%中国台湾其他主轴80%1%19%中国台湾西班牙其他丝杠80%20%日本其他精密轴承数控系统90%10%日本其他功能部件80%20%中国台湾其他刀库、齿轮箱90%10%德国其他两轴摆头80%20%日本其他编码器中金公司研究部：2021年4月2日26高档数控系统及关键部件技术长期被国外封锁。

　　以五轴联动机床为代表的高端数控机床，集计算机控制、高性能驱动和精密加工技术于一体，是解决航空发动机叶轮、叶盘、叶片、船用螺旋桨等关键工业产品加工的唯一手段。

　　从“巴统清单”到“瓦森纳协定”，发达国家一直把五轴数控系统及五轴联动数控机床作为战略物资实行出口许可证制度，对中国在内的诸多国家实行严格技术封锁。

　　高档数控系统：算法复杂空间建模know-how、优化补偿技术、可靠性、应用延展能力等构成数控系统重要门槛。

　　例如Fanuc、西门子、三菱等均采用专用芯片，有多类型输出信号供不同用户需求之用，既可控制主机，也可控制机器人，及线上各部分物流的动作。

　　全球数控系统发展，带动新的软件优化技术出现，比如RTCP（RotationalToolCenterPoint）直接使用刀尖点坐标编程功能、预读程序功能、热变形及机械误差实时补偿等。

　　1）主轴：机床主轴分为机械主轴和电主轴两类，机械主轴轴承一般需具备P4及以上级超精密度，国内轴承厂加工能力仍有较大差距；电主轴则是跨行业综合技术的结合，包括精密制造技术，轴承技术，电机调速技术，功率40KW以上依赖进口。

　　国内电主轴以洛阳轴承研究所最为著名，民营如昊志机电在3C数控雕铣电主轴取代进口份额。

　　2）丝杠：数控机床使用的滚珠丝杠，具备高效省能、精密定位、精密导向、对CNC指令反应快速等功能。

　　国内丝杠企业存在产值规模小，运营不规范等特点，缺乏可与NSK、THK、Rexroth等比肩的知名企业。

　　我国严重依赖进口的刀具集中在航空航天、军工、汽车发动机等领域，被山特维克、伊斯卡、三菱等企业垄断。

　　高端刀具进入门槛包括基体新材料的研发、涂层技术开发和应用、结构创新设计，国内华锐精密、欧科亿等不断追赶。

　　4）直线电机：近年来，直线电机逐步取代传统“伺服电机+滚珠丝杠”结构，大隈、DMG等一直大力推广直线驱动产品，涵盖加工中心、车床、车铣复合。

　　图表50:2014-2019年我国直线年我国直线电机市场分布资料来源：中国直驱产业联盟，中金公司研究部资料来源：前瞻产业研究院，中金公司研究部0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%420152我国直线电机行业规模YoY(亿元）23%19%18%15%8%6%3%2%2%2%1%1%雅科贝思沙迪克台湾上银大族电机科尔摩根安川日本横河派克汉尼汾PBASystems三洋西门子三菱中金公司研究部：2021年4月2日27从顶层设计、微观经营谈经验教训从建国“一五时期”到现在，我国机床发展起步并不晚，却形成了当前核心零部件薄弱、高端领域失守、国产品牌夹缝生存等曲折艰难的行业局面。

　　背后原因虽然错综复杂，也有时代的无奈，这与顶层政策设计、微观企业经营都息息相关。

　　顶层政策设计：以市场换技术未能贯彻落实数控机床关乎国家经济、军事、工业安全。

　　1）战略性：数控机床并非普通工业投资品，高档数控机床及系统，如五轴联动机床，直至现在仍被列在发达国家贸易限制清单，作为战略物资限制。

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　　2）基础性：数控机床水平衡量国家整体制造实力，数控机床加工能力越强，生产出的零部件可靠性越高，反哺整体工业制造水平。

　　纵观日本、德国、美国等全球制造业龙头辈出的国家，其数控机床产业给予强劲支撑。

　　因此，在国际政治关系日益复杂的今天，在中国追求制造强国的路上，数控机床产业应当被充分重视，从顶层设计，到地方政策，有效支撑行业优化发展。

　　从“六五”到“八五”，我国数控机床攻关产业化缓慢，出现“教不明其道，学不得其法”的无奈局面。

　　在肯定彼时一机部、“十八罗汉”等行业先驱艰苦付出的同时，我们认为比较明显的政策引领偏差包括：重主机轻配套、重指标轻市场化应用、幻想“以市场换技术”但未能有效执行。

　　重主机轻配套，体现在政策执行中，重心主要放在扶持主机厂做大营收，扩充品类，而忽视了对配套部件的工艺推广、技术支持。

　　尽管04专项发展一批功能部件，但由于已经形成了国外部件配套和售后依赖，同时叠加主机厂缺少对用户的工艺理解，功能部件国产化依旧缓慢。

　　重指标轻市场化应用，以“八五”国家数控技术攻关项目为典型，轰轰烈烈打造国内第一批基于PC端的自主数控系统，但由于存在开放性差、缺乏数据共享平台等原因，产业化进展并不理想。

　　幻想以市场换技术但未能有效执行，80年代我国选择引进Fanuc系统，90年代又快速进口大量数控机床及系统，对正在发展中的本土企业造成冲击。

　　事实证明，高端数控机床技术被外资重重限制，办合资厂只是帮助进口品牌打开市场，并不能转化为自主竞争力。

　　从我国引进传统燃油车、数控机床技术的历史来看，“市场换技术”由于各方利益博弈导致并未贯彻落实；而高铁技术的引进吸收，将中国市场整合为一整个谈判筹码，则是较为成功的案例。

　　整体来看，数控机床发展挑战突出，并非可以一蹴而就的事业，需要抓住核心矛盾，持之以恒的系统长效引领，方能涅槃重生。

　　微观企业经营：弘扬工匠精神，追求专业细分领域做强“十八罗汉”陨落，有经营体制的桎梏，也有中国制造业盲目做大、同质化竞争的痼疾。

　　我们认为数控化、高端化大势所趋，微观企业发展模式应当从追求规模向追求经营质量转变，迎合产业结构升级，在专业细分领域做强。

　　从产业链自主化谈对其他行业的借鉴意义尽管从数控时代开始，我国机床行业就渐渐被国际发达国家拉开差距；当前环境下，行业的振兴面临诸多难点，也需要更长期的工艺数据积累，但我国机床行业的兴衰为自动化装备的其他行业乃至整体制造业，都提供了前车之鉴。

　　我国高档数控机床配套使用的数控系统、主轴、丝杠、刀具、电机等缺乏本土企业支撑，成本居高不下，也限制全行业盈利水平及二次研发投入的可能性。

　　参考发达国家经验，产学研资源导入及专业化分中金公司研究部：2021年4月2日28工至关重要，建议从基础材料、基础加工、基础部件入手，鼓励上游企业脚踏实地，稳步做强。

　　目前，我国在机器人行业，是全球继德国、日本之后第三个具备全产业链配套能力的国家；我国在激光设备行业，是全球继俄罗斯、美国之后第三个具备全产业链配套能力的国家；这些泛自动化装备行业的国产化之路会更加平坦，产业内的核心器件类公司也更加值得重视。

　　目前我国普通高等院校缺乏机床细分专业，大部分在技工学校设立，素质培养薄弱。

　　大部分应届生流失至非制造业行业，导致我国机床行业严重缺乏人才资源，难以支撑产业技术进步。

　　我们建议院校改变人才培养体系，给予基础学科及应用高度重视，同时鼓励领军企业培养人才。

　　参考国际先进经验，产业内优秀的上下游企业抱团，打造一体化国际竞争力至关重要（如日本机床数控系统发那科、丝杠导轨THK、整机制造天田/山崎马扎克/大隈/森精机/兄弟、刀具OSG等）。

　　建议从核心原材料、核心软件、核心装备分别入手，培育“小而精”、而非“大而全”的潜力企业，产业链协同发展。

　　从历史数据来看，我国金属加工机床制造长期盈利能力偏薄，行业销售利润率不到8%，如若经历较大周期波动，在市场价格竞争激烈的环境下，企业经营安全垫较弱。

　　从成本端考虑，主机厂可通过核心部件自制、凭借规模优势扩大采购议价能力、生产智能化自动化水平等举措控本。

　　图表52:我国金属切削及金属成形机床行业销售利润率资料来源：万得资讯，中金公司研究部强化比较优势，开拓海外业务。

　　建议主机厂结合自身产品优势和需求，加强对海外市场分析定位，打开成长空间。

　　-6%-4%-2%0%2%4%6%8%10%-03-09-03-09-03-09-03-09-03-092020-12销售利润率:金属切削机床制造销售利润率:金属成形机床制造销售利润率:全国机械工业中金公司研究部：2021年4月2日29细分领域有哪些机会？创世纪：3C钻攻机细分领域龙头，通用机床快速放量2018年受全球3C景气度影响，劲胜智能原主营业务—消费电子精密结构件出现亏损。

　　2019年公司提出重点发展数控机床、逐步整合精密结构件业务的发展战略，2020年6月劲胜智能更名为“创世纪”。

　　过往在安卓系占据30-40%份额，2020年苹果采购权下放，公司在苹果系开启替代发那科、日本兄弟集团等份额，全年3C钻攻机出货量达到1.5万台。

　　根据公司交流，目前3C领域钻攻机市场存量20~30万台，2~3万台更新替换需求，公司有望巩固份额。

　　公司在17年开始布局，连续几年翻倍增长，2020年出货突破5000台，进军营收10亿元俱乐部。

　　基于3C钻攻机的技术优势和渠道优势，公司选择立式加工中心作为切入点，采用轻资产运营模式。

　　近期创世纪披露2020年业绩预告，亏损5.8-6.3亿元，其中剥离精密结构件预计损失10亿元左右，高端装备业务净利润增长34%-40%至4.9-5.1亿元。

　　图表53:创世纪数控机床等高端装备营收及毛利率图表54:创世纪2017-2020年机床出货量资料来源：万得资讯，中金公司研究部资料来源：万得资讯，中金公司研究部海天精工：高端数控龙门车床领头羊海天精工成立于2002年，2012年完成股份制改造，2016年11月上交所上市。

　　海天精工主营包括数控龙门加工中心、数控卧式加工中心、数控立式加工中心、数控卧式车床、数控立式车床等多系列，2019年总销量达1,346台。

　　公司拥有“海天精工数控机床省级高新技术企业研究开发中心”，并与浙江大学、东北大学等高校进行多项技术合作项目。

　　2013年海天精工电主轴已实现自主批量供应，两轴转台研发进行中，产业链配套持续完善。

　　2020年全球疫情爆发，逆周期政策调节，我国机床行业呈现“前低后高”特征。

　　2020年1-12月金属切削机床累计产量增速回正至5.9%，结束了2019年全年下滑态势。

　　近期海天精工公布年报，2020年实现归母净利润1.38亿元，同比增长80%，机床需求回暖下，龙头率先受益。

　　0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%05001,0001,5002,0002,5003,00022020H1数控机床等高端装备营业收入毛利率(百万元)-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%05,00010,00015,00020,00025,2020数控机床销售量同比增速(台)中金公司研究部：2021年4月2日30图表55:2016-2020年海天精工营收及增速图表56:2016-2020年海天精工利润及增速资料来源：万得资讯，中金公司研究部资料来源：万得资讯，中金公司研究部津上机床中国：营收领先的外资数控机床制造商2003年，日本津上在浙江省平湖市成立津上机床中国，2005年公司推出精密刀塔车床，2007年推出精密自动车床，2011年产品线扩大到精密加工中心和精密磨床。

　　津上机床中国提供精密自动车床、精密刀塔车床、精密加工中心、精密磨床及精密滚丝机。

　　精密自动车床是公司主导产品，2017年在中国精密自动车床市场排名第一，市场份额达到58.2%。

　　津上机床中国2021财年上半年收入13.79亿元，同比增长28.2%；归母净利润1.48亿元，同比增长47.3%。

　　近期公司公布前三季度业绩预告，日本津上中国分部收入为335.38亿日元，按年同比增长34.7%；中国分部溢利为54.69亿日元，按年同比增长97.7%。

　　图表57:1H21FY津上机床中国分产品营业收入及增速图表58:1H21FY津上机床中国分下游营收占比资料来源：公司官网，中金公司研究部资料来源：万得资讯，中金公司研究部-20%-10%0%10%20%30%40%50%22020海天精工营业收入YoY(亿元)-40%-20%0%20%40%60%80%100%0.00.20.40.60.81.01.21.41.622020海天精工归母净利润YoY(亿元)0%5%10%15%20%25%30%35%0012001400精密车床精密加工中心精密磨床精密滚丝机其他营业收入同比(百万人民币)14%29%25%32%气动、液压油泵3C汽车其他中金公司研究部：2021年4月2日31国盛智科：掌握铸件与钣焊件核心工艺，传承匠心精神四代人传承数控机床匠心。

　　国盛智科早期为德玛吉、宝马格、Husky、卡特彼勒等配套精密钣金和铸件，积累了大量工艺经验。

　　2011年后公司成立数控机床品牌，目前形成数控机床、智能自动化生产线、装备部件三大系列产品。

　　2016-2019年国盛智科营业收入从4.1亿元提升至7.4亿元，2019年出货量239台，精密卧式加工中心/大型复杂龙门加工中心/五面体龙门加工中心/卧式镗铣加工中心/车铣复合数控机床分别为63/44/13/10/6台，2020年预计出货增长30%以上。

　　1）中高档数控机床生产项目：建设期2年，达产后新增年产600台中、大型单位价值较高的数控龙门加工中心、数控卧式加工中心、数控卧式镗铣加工中心和五轴龙门加工中心等中高档数控机床。

　　2）数控机床研发中心项目：建设期3年，目标打破国内高档数控机床关键功能部件（如精密转台、精密齿轮箱、精密主轴等）对进口的依赖。

　　北京精雕：精雕机“国货之光”，研发能力卓越北京精雕集团成立于1994年，主营精雕高速加工中心，同时掌握了数控系统、高速精密电主轴、高精度直驱转台、精雕CAM软件核心技术，并实现了批量应用。

　　公司旗舰产品精雕五轴高速加工中心可稳定实现“0.1μm进给，1μm切削，nm级表面粗糙度”的加工效果，广泛引用在精密超精密加工、精密模具加工、精密磨削加工、金属零件批量加工等多个领域。

　　经过二十多年发展，北京精雕已累计推出300多种精雕机型，具备年产12,000台中型精雕机和16,000支精雕主轴的生产能力和交货能力。

　　截至目前，精雕数控系统的装机量超过10万套，精雕CAM软件赢得近12万户用户的认可，年产值超40亿元。

　　北京精雕每年在廊坊、天津、西安、宁波、苏州、广州投建了总计990,000平方米的研发制造基地和验证中心。

　　公司精雕“在机测量和智能修正技术”被中国科协智能制造学会联合体授予“2018年中国智能制造十大科技进展”荣誉。

　　科德数控：五轴联动数控机床自主化先锋科德数控成立于2008年，2021年1月首发申请过会，将于上交所科创板上市。

　　五轴联动数控机床技术壁垒高，国外视为战略物资并施行出口许可证制度，发那科数控系统禁运中国。

　　科德数控一直把五轴联动数控机床、高档数控系统及关键功能部件“进口替代”作为战略目标。

　　核心技术团队承担29项“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(“04专项”)课题，参与指定17项国家标准、4项行业标准，KMC800U五轴联动立式加工中心产品进入“军工领域国产高档数控机床供应目录”。

　　公司主营产品分三类：高档数控系统、五轴高端数控机床、关键功能部件（电机、电主轴、传感系统、铣头、转台），可实现机床85%以上关键功能部件自主研发。

　　2017-2020年中，科德数控五轴联动数控机床累计销量240台，与央企、大型国企和科研院所建立合作关系，包括航发集团、中航工业、航天科工、航天科技、中船重工、中科院、株洲钻石、无锡透平、秦川机床、广西玉柴、格劳博等国内外优质客户。

　　中金公司研究部：2021年4月2日32欧科亿：从锯齿刀片切入数控刀具的国产龙头欧科亿成立于1996年，2020年科创板上市。

　　公司起步于硬质合金制品，2012年进军数控刀具行业，欧科亿是国内锯齿刀片生产规模最大的企业，在国产数控刀具中排名第二。

　　公司自主研制的“不锈钢加工用OP系列PVD涂层刀片”和“钢件加工用OC系列CVD涂层刀片”产品技术达到国际先进水平，可替代同类进口产品。

　　受益于下游高景气，2020年公司实现营业收入7.0亿元，同比增长16.5%；归母净利润1.1亿元，同比增长21.5%。

　　华锐精密：国内硬质合金切削刀具制造翘楚华锐精密成立于2007年，2021年科创板上市。

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　　公司核心产品为硬质合金数控刀片，包括车削、铣削和钻削三大系列，应用在模具、汽车、通用机械等领域。

　　公司在基体材料、槽型结构、精密成型和表面涂层四大领域积累核心技术，2019年公司硬质合金数控刀片产量在国内企业排名第三。

　　2020年公司实现营业收入3.1亿元，同比增长20.6%；归母净利润0.89亿元，同比上升23.9%。

　　车削刀片收入增长36%至1.9亿元，受益于产品质量提升和公司产能释放的共同推动。

　　中高端数控市场竞争压力主要来自以德国、日本等发达国家以及中国台湾地区先进企。