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深圳“20+8”产业报告之工业母机2023-05-15 20:18

  2021 年 8 月,国资委召开扩大会议,强调:针对工业母机、高端芯片、新材料、新能源汽车等领域,加强关键核心技术攻关,工业母机位于首位,体现出工业母机的重要性以及国家层面的重视。

  2022年6月,深圳市发布了《深圳市人民政府关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见》及配套文件,明确20个战略性新兴产业集群和8个未来产业发展重点,工业母机产业集群正是其中之一。

  工业母机,又称机床,指的是制造机器的机器。工业母机是工业体系的基石,为制造业提供加工装备,是制造业的“心脏”,因此工业母机关系着国家的战略地位,是体现国家综合实力的重要基础性产业。

  工业母机的发展水平代表着国家工业发达程度,更决定着未来智能制造的上限,工业母机已成为当今世界科技竞争的关键领域,因此说它是“国之重器”毫不为过。

  机床类别众多,可按不同依据进行分类,按加工材料,可分为金属加工机床和木工机床;金属加工机床可分为金属成形机床与金属切削机床,其中金属切削机床是机床最重要的细分子行业,约占国内金属加工机床消费份额的三分之二。

  按有无数控系统,可分为普通机床、数控机床和加工中心(高度自动化的多功能数控机床)。与传统机床相比,数控机床具有高柔性、加工精度高、加工质量稳定、高生产率等优点,是机床行业未来发展趋势。

  按产品档位,可划分为低档机床、中档机床和高档机床,其中高档机床是指四轴及以上的加工中心,具备高精度、高复杂性、高效高动态加工等特征,主要服务于能源、航空航天、汽车、军工等重点领域。其中,五轴联动加工中心是复杂、曲面精密零件加工的唯一手段,也是国外发达国家对我国封锁限制的重点技术领域。

  我国是制造业大国,中国制造业规模已连续13年位居世界首位。2022年,我国制造业增加值占到了GDP的27.7%,总量达到33.5万亿元,占全球比重近30%。毫无疑问,制造业的快速发展和转型升级,对工业母机的需求和要求都在提高。

  我国也是机床生产大国和机床消费大国。根据德国机床制造商协会(VDW)统计,2021 年全球机床产值为 709 亿欧元(约 5119 亿人民币),中国机床产值约 218 亿欧元(约 1574 亿人民币),全球占比 30.8%,排名世界第一位;其次为德国、日本、美国、意大利、 韩国,2021 年产值全球占比分别为 12.7%、12.6%、9.0%、8.0%、5.4%。

  2021 年全球机床消费额为703 亿欧元(约 5076 亿人民币),中国机床消费约 236 亿欧元(约 1704 亿人民币),全球占比 33.6%,其次分别为美国、德国、意大利、日本、韩国,全球占比分别为 12.9%、6.4%、5.7%、4.6%。

  中国机床行业起步相对较晚,国内机床产业虽大不强,高档产品亟待突破。在金属切削机床领域,2021 年进口额约 312 亿人民币,进口依赖度约为35.3%,高档数控机床尤其依赖进口,据前瞻研究院数据,2018年我国低档数控机床的国产化率约为82%,中档数控机床国产化率约65%,在中低端机床产品已经基本实现了国产化,但高档数控机床国产化率仅约6%,仍是最明显的短板。

  国内机床生产企业规模偏小,行业集中度有待提高,根据赛迪顾问数据,2019 年全球前九大机床生产商营收均超过 100 亿元,而国内机床生产企业规模普遍偏小,国内排名前十的上市公司机床业务收入规模普遍低于 50 亿元;即使是国内数控机床领军企业,其国内市占率仍然很低,2020 年金属切削机床上市公司 CR5 不足 9%。

  国内工业母机数控化率明显提升,但与发达国家差距较大。根据国家统计局数据,2021年我国数控金属切削机床产量为27万台,同比增长40.2%,金属切削机床的数控化率约44.9%,近几年来数控化率提升明显,但与全球发达国家八成左右的数控化率,还有较大的差距。

  机床的更新周期一般为 10 年,从2021年开始进入一个新的增长周期。根据中国机床工具工业协会披露数据,全球机床消费于2011年达到历史峰值1080.1亿美元,随后进入下降通道,到2021年出现反弹,同比增长了6%左右,随着西方国家“再工业化”和机床更新周期的到来,未来3-5年机床消费规模会持续增长。

  而国内亦是如此,2000-2011年,中国机床产出和机床消费均为高速增长,2011年达到历史峰值,机床消费436.01亿美元,期间年均增长率23%,全球占比从9.90%增长到40.62%。机床产出315.32亿美元,期间年均增长率24.40%,全球占比从5.84%增长到2010年的29.63%。

  随后也进入下降通道,2020年叠加疫情、能源供应限制等影响,机床市场基本到达谷底。随着疫情得到控制、机床行业设备更新需求、国产化替代、以及政策推动,2021年机床行业开始回暖,预计到2024年国内工业母机市场规模将突破5700亿元,其中数控机床规模将突破4000亿元。

  2021年,深圳工业母机产业增加值已达到达到217亿元,并且深圳初步形成集上游核心零部件、中游设备本体和下游应用较为完备的产业链。并且在3C制造领域的数控机床国内市场占有率较高,在锂电专用设备、半导体封测装备、显示面板中后道制程装备等方面具有一定优势。

  宝安和龙华是深圳工业母机企业相对集中的区域,其中宝安区的工业母机企业和产值均居全市第一,占比超50%,工业母机集群共有企业400余家。去年发布的《深圳市20大先进制造业园区空间布局规划》显示,在深圳规划的20个先进制造业园区中,位于宝安区、龙华区的3个先进制造业园区重点布局工业母机等产业集群。

  在代表企业方面,深圳工业母机产业也是表现突出,相关机构统计,深圳工业母机相关上市公司数量达到20余家,专精特新“小巨人”企业数量在5家以上,两者处在国内领先位置。代表企业有深圳创世纪、海目星、大族数控、长盈精密等。

  深圳已将工业母机列为20大战略性新兴产业集群之一,并发布了《深圳市培育发展工业母机产业集群行动计划(2022-2025年)》,促进深圳工业母机产业集群加速发展壮大。

  《行动计划》提出,到2025年,产业规模保持较快增长,重点细分领域产值规模不断增加,重点企业产值不断迈上新台阶,工业母机产业增加值达到350亿元;新增1家省级或以上制造业创新中心、10家以上制造业“单项冠军”、专精特新“小巨人”、“独角兽”企业。

  组织推广一批数字化应用示范工程,基本建成工业母机知识库和工艺库,基本建成以应用为核心的知识生态;建设若干检测认证、标准制定等公共服务平台,工业母机配套支撑体系进一步健全,形成生态完善、链条完整、特色鲜明的发展格局。

  并且《行动计划》有9处提到“高端”,“全力推进工业母机高端化提升”被列为四大重点任务之一。另外三大任务分别是全面推动工业母机数字化发展、加快培育数字化发展新业态、着力构建公共服务支撑体系。

  以数控机床为例,产业链上游以铸件、钣焊件、精密件、功能部件、数控系统、电气元件为主,中游为数控机床成品,主要包括金属切削机床、金属成形机床及特种加工机床。下游包括汽车行业、传统机械工业、模具行业、工程机械、电力设备、轨道交通、船舶制造、航空航天、石油化工、电子信息技术工业以及其它加工工业。

  上游中三大核心板块主要是铸件、精密件和功能部件、数控系统。铸件主要是形成机床主体结构,在机床成本中占到30%-40%,我国钢材铸件整体对外依存度较低,但应用于中高端机床部件的多种特钢材料仍需进口。精密件和功能部件部分已实现国产替代,但中高端机床所需部件仍需要从日本、德国等采购,尤其是核心功能部件。

  数控系统用于数控机床,也可用于原有机床的系统升级和改造,主要包括控制装置、驱动装置和检测装置。数控系统是数控机床的大脑,占机床成本的30%左右。目前国内中高端数控系统市场业主要被国外厂商主导,其中发那科、三菱、西门子2020年合计市场份额就达65%。

  上游特点主要是高端数控系统、精密部件主要依赖进口,国产零部件在可靠性、稳定性、实用性等方面还需要突破。

  中游则主要是机床制造,数控机床主要包括金属切削机床、金属成型机床、特种加工机床和其他机床,其中金属切削机床是行业主要产品,占比达53%,其他几类占比分别为29%、17%和2%。中游特点是国内工业母机中低端已基本实现国产化,但这部分利润率低,高端工业母机还是主要依赖进口,这部分国产替代空间大,也是发展趋势之一。

  下游应用领域中,汽车排在首位,应用占比能达到四成,其次是航空航天,占比在17%,另外模具制造和工程机械也是两大重要应用领域,各自占比达到13%和10%。

  近五年,工业母机领域融资事件并不多,合计只有72起,融资规模也不大,仅16.75亿元,这也与行业特点有关,从前文可以看出,机床领域是真正高精尖领域,技术门槛高、研发投入大、高专业分工、需要长期积累,并且产品迭代周期长,中高端市场还主要由国外企业主导,因此这是一个单靠资本驱动效果不那么明显的领域,因而投融事件不多也属正常。

  不过从近几年趋势来看,工业母机领域投融事件是在逐步增多的,2021年融资规模创下新高的8.5亿元,2022年融资事件也达到了21起,整体投融热度是在逐渐升温的。这与行业进入新的增长周期和近两年政策支持力度加大是分不开的。预计未来几年,在政策引导和市场需求的推动下,工业母机投融资热度还会继续提升。

  从细分领域来看,投融事件主要集中在数控机床领域,投融事件52起,占比达72%,融资金额达15.5亿元,占比达93.1%,其次是机床功能部件,融资事件有16起,另外数控系统领域有4起事件,融资规模合计超1亿元。

  从地域分布来看,投融地域分布和产业地域分布是分不开的,我国工业母机呈现“小聚集、大分散”的格局,基本集中在长三角、珠三角、环渤海和中西部几个聚集区,这些地区也是工业母机下游应用的聚集区,因此投融事件业主要集中在这些地方。

  广东、江苏、上海、北京和陕西是近五年融资事件和融资金额最多的五个省市,其中,广东融资事件数量最多,合计有15起,上海融资金额最大,合计有8.5亿元。

  从城市分布来看,近五年融资事件前五分别是深圳、上海、北京、西安和南京,其中,深圳融资事件数量居首,共有12起,合计融资规模也排在第二,合计5亿元。

  从投资轮次来看,近五年工业母机领域共有投资事件72起,其中未公开事件最多有38起,其次是新三板定增的19起,而B轮及B轮以前仅7起事件,合计占比9.6%。

  而在金额方面,融资金额主要集中在C轮和战略融资,两者合计12.5亿元,合计占比达74%。总体来看,工业母机领域投资轮次是比较靠后的,更倾向于扩展期企业,这也与行业本身特点契合。

  从投资机构来看,近五年来参与工业母机领域投资的机构并不算多,共有151家机构,并且绝大多数机构只出手了一次,仅有15家机构投资次数在两次以上,占比为9.9%,其中,代表机构有智数资本、前海母基金、东方富海、红马资本和北京通用投资等。

  一是国产替代进入加速期,一方面,数控机床在国家战略安全中的地位重要,国家也在不断出台政策大力支持数控机床发展,国外长期技术封锁也在倒逼国内机床自主创新、自力更生,国内不少机床企业近年来在数控系统、功能部件精密零部件等方面取得突破、产品品质不断提升,比如华中数控、海天精工、创世纪等。

  另一方面,在我国制造业转型升级高质量发展的大背景下,新能源汽车、风电产业、航空航天等高端制造业领域的强势发展有望反哺我国机床产业,带来更多的中高端数控机床需求,推动我国中高端机床进入国产替代加速期。

  二是高端化发展,这一点其实是与国产替代相伴而行的,正如前文所述,国内在中低端机床已基本实现了国产化,但高档数控机床仍是最明显的短板,国产化率不足10%,而高档数控系统和高档数控机床一直被发达国家严格管控,尤其是五轴联动机床对外实施技术封锁,因此高端化是必经之路;

  政策中也是明确指明了这一方向,在地方层面,深圳的《工业母机行动计划》九次提到“高端化”并将其列为四大任务之一;国家层面,《中国制造 2025》将“高档数控机床”列为未来十年制造业重点发展领域之一,《重点领域技术路线 年,高档数控机床与基础制造装备国内市场占有率超过 80%。

  高端数控加工中心、高端五轴联动数控机床等是重点突破的领域,目前已有企业走在前面,比如科德数控、拓斯达等。未来也必将有越来越多企业朝这方面前进,通过高端五轴机床来提升产品竞争力。

  三是更多资本关注,助力行业发展。从前文投融部分可以看出,虽然目前工业母机领域投融资并不火热,但整体呈现逐步上升趋势。目前工业母机行业发展前景明确,市场空间可期,政策支持力度大,是真正的“硬科技”赛道、高精尖领域,再加上目前全面注册制即将施行,未来退出渠道也在拓宽,可以预见的是,接下来2-3年资本的关注度会快速提升,将有更多的资金涌入,推动行业高端化和国产替代进程加速。