半导体周报1229-工业母机(1)

创建时间:2024-12-30 08:56

导体周报-1229

一、行业新闻及动态

1、半导体设计:

财联社12月16日电,龙芯中科发布投资者关系活动记录表公告,公司拥有自主研发优势,包括自主指令架构和自主IP,可以进行对外技术授权,目前已有两家企业推出龙架构的芯片在售,三所高校推出龙架构芯片。在新产品研发方面,下一代桌面芯片3B6600处于设计阶段,预计明年上半年交付流片;下一代服务器芯片3C6000处于样片阶段,预计2025年二季度完成产品化并正式发布;首款GPGPU芯片9A1000预计2024年底代码冻结,争取明年上半年流片。

 

2、       半导体制造及封测:

《科创板日报》19日讯,Rapidus已开始在位于北海道的在建芯片制造工厂安装日本首台ASML极紫外(EUV)光刻设备。 公司正与IBM合作,计划于2025年春季采用最先进的2nm工艺开发原型芯片,并于2027年实现量产。

 

《科创板日报》18日讯,索尼半导体制造公司索尼半导体制造公司总裁山口义博表示,索尼半导体制造公司迄今已出货了超过200亿个图像传感器,并且正在日本熊本县建设一家新工厂,所以公司没有放慢发展速度的计划。

 

3、       其他:

《科创板日报》19日讯,亚马逊云科技推出Amazon Nova六款基础模型;Amazon Bedrock新接入100多款模型,并推出AI防护、多智能体协作和模型蒸馏等更新。在大规模训练方面,Project Rainier集群搭载数十万个Trainium2芯片,采用3纳米工艺的下一代Trainium3芯片预计将在2025年末上线,预计将使集群性能提升4倍。

 

《科创板日报》19日讯,美国商务部确认针对韩国芯片制造商SK海力士的《芯片与科学法案》激励措施,将向其提供4.58亿美元的直接补贴。据介绍,这笔资金旨在支持SK海力士在印第安纳州新建人工智能芯片先进封装生产基地。作为英伟达的供应商,SK海力士4月宣布将斥资38.7亿美元在印第安纳州建造适于AI的芯片封装厂。除了补助金外,美商务部还计划为SK海力士项目提供最高5亿美元的政府贷款。

 

财联社12月22日电,海通证券研报认为,ASIC(专用集成电路),是为特定应用而设计的集成电路。ASIC的设计完全针对特定应用进行优化,在处理特定任务时能够达到更高的效率和更低的能耗,因此在性能和效率方面达到了极致。推理场景下算力海量需求叠加更为固定的AI算法,有望推升ASIC芯片迎来爆发式增长。亚马逊推出自研ASIC Trainium2服务器,博通对AI ASIC和相关网络服务的未来市场规模展望乐观,表明ASIC芯片已成大势所趋。海通证券认为推理场景下算力海量需求叠加更为固定的AI推理算法,有望推升ASIC芯片迎来爆发式增长。建议关注国内能参与北美AI ASIC链的PCB公司。

 

 

 

 

2.       本周话题——工业母机

机床是对金属、其他材料的坯料或工件进行加工,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。机床是制造机器的机器,这是机床区别于其他机器的主要特点,故机床又称为工业母机。

机床包括金属切削机床、金属成形机床、木工机床三大类。机床类别众多,按加工方式划分,可以分为金属切削机床、金属成形机床、木工机床。此外,机床按是否使用数控系统,可以分为数控机床和非数控机床。

工业母机主要分类

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资料来源:国联证券

数控机床分为高中低三档。根据纽威数控招股书数据,高档数控机床指的是 4 轴以上的加工中心、采用动力刀架的数控车床、精度达到精密级的其他机床,主要应用于汽车、航空航天、工程机械、模具、核电医疗、电子等领域;中档数控机床指的是精度未达精密级的 3 轴加工中心、采用非动力刀架的数控车床,主要应用于汽车、工程机械、电子、模具、阀门等领域;低端数控机床指的是采用精度、可靠性较低数控系统,部分依赖人工操作、加工精度较低的机床,只能进行简单车、铣加工。

五轴联动可以实现对空间复杂型面的加工。五轴联动是指机床基本的直线轴三轴 X、Y、Z 及附加的旋转轴 A、B、C 中的两轴,五个轴同时运动,任意调整刀具或工件的姿态,实现对空间复杂型面的加工。机床轴的绝对数量并非衡量数控机床先进程度的标准,重点在于联动轴数量。

五轴机床

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资料来源:国联证券

我国数控机床发展起步相对较晚,20 世纪 80-90 年代西方发达国家机床已经全面进入了数控机床时代,在技术、品牌等方面建立了先发优势,而我国在此阶段则主要聚焦于低端数控机床的国产化。2015 年以来,随着下游产业的不断升级发展,对机床加工精度和精度稳定性等要求越来越高,我国部分民营机床企业抓住行业转型升级机遇,定位中高档数控机床产品,围绕汽车、消费电子、高端装备等下游行业需求实施产品开发,产品质量稳步提升且价格优势相对突出,在机床行业激烈的市场竞争中开始崭露头角,我国中高端数控机床国产化进程较前期有所提速。

我国机床发展历程

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资料来源:国开证券

行业规模:

机床行业具备市场规模大和周期属性强两大典型特征。根据 Gardner Intelligence 的数据,2022 年中国机床消费额为 274 亿美元(约 1800 亿人民币),全球机床消费额约为 795 亿美元(约 5300 亿人民币),中国消费额占全球的约 34%,是全球第一大机床生产国和消费国。

机床行业是一个典型的周期性行业,当前大周期(更新周期)向上,小周期(库存周期)逐步见底回升。机床的一般产品寿命约为 10 年,因此行业大约每 7-10 年为一个商业周期,历史上全球消费规模 1983年、1993 年、2003 年、2013 年均为阶段性低点。从 10 年的大周期来看,2020 年全球机床总消费668.17 亿美元,中国机床消费金额 213.16 亿美元,处于近 10 年最低位,中国及全球市场从 2021 年开始复苏,2021 年机床消费显著提升,分别同比增长 19.73%和 31.46%。2022 年受宏观经济形势、疫情等因素影响,机床消费金额有所回落,中国和全球消费金额分别为 274 亿美元和 795 亿美元。机床行业目前仍处于底部回升阶段。中国机床消费占全球比重在 2019 年下降到低位 27.16%后,近三年稳步上升,2022 年达到 34%。

机床消费情况

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资料来源:银河证券

从小周期维度来看,与注塑机、机器人、激光、工控、通用减速机等通用自动化行业一致,背后是制造业投资的小周期。小周期维度 3-4 年一轮周期,2019 年、2015 年、2012 年、2009 年均为小周期低点。2022 年以来我国工业企业持续处于去库存状态,PPI 同比和库存同比整体呈下降趋势。今年 8 月以来,我国工业企业库存同比增速回升,PPI 降幅收窄,工业企业利润增速大幅回正,各项数据表明我国库存周期拐点已初步显现。

 

行业现状:

1、我国机床行业大而不强,高端领域被海外垄断

我国为机床大国,机床行业消费量世界第一。根据德国机床制造商协会数据,2022 年我国机床产值、销售额均为世界第一。产值占比约为 32.0%;机床消费额约占比 32.2%。

目前数控化已成机床行业的大势所趋,2022 年我国金属切削机床数控化率为 46.3%,金属成形机床数控化率为 11.3%,与美、德、日等发达国家 70-80%的水平仍有较大差距。

我国机床行业大而不强,性能与海外差距较大。从精度来看,以德国 WALDRICHCOBURG 公司龙门加工中心产品为例,其使用 10 年后精度保持率可达到 95%,而目前国产设备使用 10 年期精度保持率还难以达到 85%。目前,我国高档数控机床平均无故障时间间隔(MTBF)已由 600 小时优化至 2000 小时,精度指标也提升了 20%,但较国外水平仍存在追赶空间。

我国数控机床企业集中于中低端市场,高端数控机床仍然依赖进口。我国数控机床市场大致可以分为 3个梯队。(1)以 DMG、山崎马扎克、牧野等为代表国际性机床企业基本垄断高端市场;(2)以济南二机床、上海机床、秦川机床、海天精工、纽威数控、科德数控、宇环数控等为代表的大型国有企业及部分具有核心竞争力的民营企业,主要占据中端市场;(3)由众多中小企业组成的低端市场。本土机床数控化率不断提升,部分企业逐渐可与国外竞争,但仍有差距。从国内市场来看,我国机床行业在低端产品领域竞争激烈,产能过剩;在中端产品领域,国内企业面临与合资企业的竞争。在高端数控机床领域长期被海外垄断,2023 年国产化率约为 6%。

2、本土机床企业规模较小,距国际厂商有量级差距

我国本土机床产品价值量相对较小,2022 年的本土机床企业营收规模中最高的约为 45 亿元。而国际企业除德国埃马克外,其余厂商 2019 年的收入规模均为百亿级,中外机床厂商收入规模差距仍然较大。

机床企业概览

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资料来源:开源证券

3、我国机床进口依赖度下降,出口保持增长

中国数控机床进口呈下降趋势,出口呈上升趋势。中国数控机床进口数量整体呈下降趋势。根据中国海关数据,2020 年,中国进口数控机床数量降到 9988 台,接近历史低点,进口金额跌至 23.74 亿美元;2021 年疫情形势缓解,中国数控机床进口数量回升至 13694 台,同比增加 37.10%,进口金额为 26.77亿美元,同比增加 12.74%。中国数控机床出口数量整体呈上升趋势,根据中国海关数据,2021 年中国数控机床出口数量为 58231 台,同比变化 8.13%;出口金额为 11.17 亿美元,同比增加 34.96%。根据中国海关数据,2022 年机床工具进口 124.0 亿美元,同比下降 10.2%;出口 209.5 亿美元,同比增长9.0%。

中国数控机床进口均价远高于出口均价。中国进口数控机床以高档机为主,出口数控机床则多是中低档产品。根据中国海关数据,2021 年中国数控机床进口均价为 19.55 万美元/台,出口均价为 1.92 万美元/台,均价差值为 17.63 万美元/台。中国进出口均价都呈整体下降趋势。

中国数控机床进口较集中,出口较分散。中国数控机床进口集中,主要来自于日本、德国及中国台湾,分别占比 28.80%、15.20%、8.70%,进口金额之和占中国数控机床总进口金额比例高达 52.70%。中国是数控机床出口大国,出口国众多,比例分散。其中,中国数控机床出口金额占比较大的国家有越南、美国、印度及俄罗斯联邦,分别占比 8.00%、7.40%、7.20%、6.20%。

驱动因素

1、制造业规模持续增长,对工业母机的需求增加

从制造业品类齐全度及金额来看,中国已经成为全球领先的制造业大国。根国家统计局统计,2004 年至 2022 年,我国制造业规模持续增长,2022 年达到 33.52 万亿元。从历史数据来看,我国机床消费额的增减与制造业 GDP 增速的变动基本同步,但从幅度上看,机床消费额的弹性更大。因此制造业规模的扩大,以及景气度的复苏,将在一定程度上推动机床消费的增加。

2、机床需求结构升级,带动高档数控机床需求旺盛

(1)新兴产业崛起凸显行业加速转型需求

我国传统工业企业是数控机床重要的需求和增长市场,如今我国钢铁、老式机械等传统重工业产能过剩严重,对数控机床的需求开始下降,进而导致重型机床供过于求。而随着中国制造业加速转型,精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D 打印、仪器仪表、生物医药等新兴产业迅速崛起,其生产制造过程高度依赖数控机床等智能制造装备,故而将成为数控机床行业新的增长点,有力推动适用于上述领域的高速、高精、高效、高稳定性、大型化、智能化、多轴化、复合化等金属切削数控机床的发展。从 2017-2022 年制造业固定资产投资完成额增速来看,2017-2022CAGR 在 10%以上的行业主要有计算机通信和其他电子设备制造业、专用设备制造业、电气机械及器材制造业、医药制造业、仪器仪表制造业、废弃资源综合利用业等。黑色金属冶炼压延加工业增速也在 15.7%,但近年来受下游需求影响,增速有所放缓。

(2)工业 4.0 时代,助推数控机床向智能化、网络化、柔性化方向深入

工业 4.0 要求通过智慧工厂、智能自动化生产线、物联网等工具,实现生产和流通领域的智能化,进而为消费者提供高度个性化的产品。与此相适应,数控机床必须向智能化、网络化、柔性化发展以满足工业 4.0 的深层需求。当前数控机床的销售主要是单机销售,随着下游生产企业竞争加剧以及成本上升,尤其是劳动力生产成本急剧上升以及劳动力短缺情况愈加频繁时,将倒逼更多无人化自动生产车间的出现,单机销售下游客户对自动化生产线以及无人化车间的需求将上升。无人化车间将以“数控机床+工业机器人”成套设备出现,先行解决劳动力生产成本急剧上升的痛点。“数控机床+工业机器人”等成套设备的普及将成为未来行业发展的重要特点,是实现打造未来智慧工厂与智能自动化生产线的重要一步,更是数控机床生产企业未来的发展方向。

(3)多轴联动数控机床成为行业的未来发展趋势

工业上需要加工复杂的曲面,舰艇、飞机、火箭、卫星、飞船中许多关键零件的材料、结构、加工工艺都有一定的特殊性和加工难度,用传统加工方法无法达到要求,必须采用多轴联动、高速、高精度的数控机床才能满足加工要求。以五轴联动加工中心为代表的高档数控机床作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术,在加工方面有着适用范围广、加工质量精、工作效率高等特点,符合未来机床的发展趋势,系航空航天、船舶、精密仪器、发电机组等下游行业加工关键部件的重要加工工具。

3、贸易摩擦叠加疫情,驱动机床国产化率提速

2018 年国际贸易局势恶化后,叠加 2020 年疫情,海外部分产业供应链断裂,进口受阻,为国产替代带来了机遇,国产化率提升再度提速。从“巴统协议”到“瓦森纳协定”,以及震惊国际的东芝事件,美国等发达国家限制成员国向中国等国家出口武器装备和尖端技术产品,尤其是以五轴联动数控机床为代表的高档数控机床,其出口受到发达国家的严格管制。高档数控机床的技术瓶颈已经成为我国制造提质增效的“卡脖子”问题。

4、自主可控为战略必须,政策设计助推产业升级

二十大报告强调安全与发展,特别是产业链供应链安全。自主可控、产业升级是必然趋势。工业母机作为制造机器的机器,占据产业链中上游重要环节,已转变自主可控的核心资产。政策顶层设计助推工业母机产业升级。2022 年以来,我国陆续出台相关政策,从高端制造顶层设计、资金支持、税收减免三方面深化赋能工业母机产业,涉及工业母机、关键功能部件、数控系统等多个环节,政策纵深性、延展性加强,有望有效助推工业母机产业升级,从制造业根基推动新一轮高端装备革命。

 

产业链分析

机床产业链较为清晰。机床上中下游较为清晰,包括上游基础材料和零部件生产商、中游机床制造商和下游终端用户。上游基础材料和零部件生产商包括机床制造商提供结构件(铸铁、钢件等)、传动系统(导轨、丝杠、主轴等)、数控系统等,涉及企业主要有发那科、西门子、海德汉、三菱等;中游是机床制造商,负责向终端用户提供满足其要求的各种机床和成套的集成产品;下游主要是汽车、消费电子、航天航空、船舶、工程机械等领域。

原材料占机床成本大头。在机床生产过程中,原材料成本占比最高,为 73.9%,其次是人工、折旧与其他制造费用,占比分别为 11.9%、7.9%和 6.4%。

1、上游零部件:

机床核心零部件包括数控系统,编码器、光栅尺,滚珠丝杠,主轴,导轨,转台等。其精度及可靠性对机床性能影响较大。我国核心零部件依赖海外进口,高端领域国产渗透率低,技术水平较海外厂商有一定差距。

 

机床的主要构成

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资料来源:开源证券

(1)数控系统:机床最核心的“大脑”,高端国产化率低于 10%

1)成本占比 20%-40%,高端数控系统国产渗透率低。数控系统是数控机床的控制系统,由驱动器、控制器、电机构成,是机床最核心的控制部件。高档数控系统价值约占机床成本的 20%-40%。

数控系统具有利润高、粘性强的特点。作为数控机床最核心的部件,数控系统掌控着工业母机运作过程中的稳定与作业安全,因此客户粘性强、毛利率高。利润率方面,以日本发那科为例,1972 年发那科从富士通集团独立后,当年数控系统的税前利润率为 23.2%,随着产品迭代性能增强、客户认可度提升及粘性加大,到 1983 年,发那科数控系统的税前利润率提升至 38%。而国内厂商科德数控在 2018-2019年以销售航空航天用高端数控系统为主的时期,毛利率一度高于 60%。

2022 年,我国数控系统市场规模约为 135 亿元。根据 MIR 数据,2022 年,我国数控系统市场规模约为 135 亿元,数控系统销量达 37.9 万台/套。

数控系统国产化率低,国产替代空间大。国内目前主流的高档数控系统主要来自德日等,如德国西门子、德国海德汉和日本发那科等。2022 年,我国海外数控系统厂商市占率约 67%。且进口系统多为封闭式,修改和扩展控制软件较为困难。

2)数据积累助力产品迭代,AI 赋能缩短国内外代际差

我国高端数控系统的技术壁垒,主要在伺服电机、应用级前沿控制技术及可靠性等方面。从中高档数控机床技术上看,国内企业在工艺技术和关键共性技术投入上布局广泛,但在前沿技术上较国外有较大差距,且在可靠性、数字化设计及动态误差补偿等技术上还存在一定缺口。高性能伺服和驱动技术是国内与海外差距最大的技术之一。

国产数控系统的突破路径主要有以下三点:1)重视各领域头部客户数据积累,利用先进应用场景反哺技术。2)嵌入 AI 芯片利用 AI 赋能数控系统核心伺服装置,缩减国内外代际差。3)深入教育系统,培养下一代工人对国产品牌的强粘性。

(2)编码器、光栅尺:数控机床的“眼睛”,高精度供货能力稀缺

编码器可以检测机械运动,并将其转换为模拟或数字编码的输出进行反馈。编码器一般应用于机床转台、摆头等需要测量角位移的机床部件。一般来讲,编码器在机床主轴、伺服轴和刀库上皆可安装。

按监测原理,编码器可分为光电编码器和磁电编码器两种。光电编码器由光源、光码盘和光敏原件组成,精度高、可靠性好,一般适合用于加工中心;磁电编码器结构简单、耐高温、耐油污,一般用于低速、低精度、环境恶劣的数控车床及铣床等场景。

光栅尺是光栅线位移传感器的简称,一般应用于直线移动导轨。光栅尺是一种利用光栅原理实现线位移测量的传感器,可实现移动量的精确显示和自动控制,广泛应用于金属切削机床加工 S 的数字显示和CNC 加工中心位置环的控制。

中低端机床一般只使用编码器,高端精密机床需要同时配置编码器+光栅尺。数控机床伺服控制系统分为半闭环与全闭环控制系统两种。其中,半闭环控制使用间接测量,将编码器等位置检查装置安装在伺服电机或丝杠的端部,测量误差较大;全闭环控制能够实现终端位移的直接测量,将光栅尺安装在机床运动部件上,系统精度更高,多见于高端精密机床;且机床精度几乎只取决于光栅尺精度和安装位置。

我国编码器市场稳健增长,40%以上的市场被多摩川、海德汉占据。根据 MIR 数据,2022 年我国编码器市场规模约为 25.75 亿元,同比增长 7.4%;预计到 2025 年将增长到 33 亿元,2022-2025 年 CAGR达 8.6%。根据 MIR 统计,按销售额计算,我国编码器 42%的市场被多摩川、海德汉两家外资厂商占据,国内厂商禹衡光学市场占比 8%,位列第三。

相比编码器,我国光栅尺市场增长较快,市场基本被外资垄断。根据 MIR 数据,2022 年我国光栅尺市场规模约为 14.73 亿元,同比增长 6.2%;预计到 2025 年将增长到 21.3 亿元,2022-2025 年 CAGR 达13%。光栅尺市场基本被多摩川、雷尼绍、北京发格(母公司西班牙发格)等外资厂商占据。

(3)丝杠:滚珠丝杠是数控机床核心传动部件,高精度量产厂商稀少

丝杠是用来完成进给运动的一个重要原件,是一种精度很高的零件,它能精确地确定工作台坐标位置,将旋转运动转换成直线运动,而且还要传递一定的动力,所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。所以,丝杠的加工从毛坯到成品的每道工序都要周密考虑,以提高其加工精度。机床丝杠按其摩擦特性可分为三类,即滑动丝杠、滚动丝杠、静压丝杠。

滚珠丝杠是将旋转运动转化为线性运动的传动机构。其主要优势是能够在高速运行下保证定位精度,由于摩擦力比较低,传动效率可达 90%,远高于普通滑动螺纹传动。在数控机床,机器人关节,新能源车等领域具有广泛应用。

滚珠丝杠作为数控机床核心传动部件,是机床高端化的关键。在工业母机领域,滚珠丝杠用于直线传动,通常安装在高精度数控机床的直线轴中。如五轴联动机床由 3 个直线轴和 2 个旋转轴构成,一般会在 X、Y、Z 轴分别安装一个高精度滚珠丝杠。

(4)主轴:电主轴为高端机床必需环节,国产替代启动

主轴是机床上带动刀具或工件旋转,产生切削运动的运动轴。主轴属于数控机床传动系统的一部分,其质量好技术水平直接影响机床品质、性能、工作效率及运行稳定性。按照主轴的驱动方式,机床主轴可分为机械主轴和电主轴两大类。

机械主轴通过主轴电机和中间的传动装置(如皮带、齿轮、联轴器等)带动主轴旋转工作,一般用于非数控机床和大扭矩机床。机械主轴技术成熟、结构简单、制造和维修难度小、价格低廉且后期维护成本低,在大重型机床低速大扭矩、大功率等要求上表现优越。

电主轴是数控机床三大高新技术(高速电主轴、数控系统、进给传动)之一,更适宜高性能数控机床。

电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。转子采用压配方法与主轴做成一体,主轴则由前后轴承支承。定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块控制,而主轴单元内的温升由冷却装置限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器,前端的内锥孔和端面用于安装刀具。将电动机与主轴从结构上融为一体。

电主轴代替机械主轴大势所趋。因省去了皮带、齿轮或联轴器的传动环节,相比传统机械主轴,电主轴具有高转速、高精度、高效率、高可靠性等特点,其根据昊志机电招股书,并联运动机床、五面体加工中心等高档数控机床,由于加工工艺和加工对象的特殊性,必须使用电主轴。

我国每年主轴市场规模近百亿。按每台机床平均搭配 1.3 根主轴(部分机床搭载 2 根主轴),主轴均价1 万元计算,机床加工环节和加工时长都会影响其寿命。以无心磨床为例,机床每使用 2000 小时就需要更换一次主轴,每年约更换 4 次,存量替换空间可观。

2、中游机床制造

(1)金属切削机床:加工中心、数控车床、重型机床、磨床是主要机型

金属切削机床是最主要的一类机床,用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量,主要包括“车铣刨磨镗拉钻”7 种工艺。金属切削机床包括含车床、磨床、铣床、镗床、钻床、加工中心等众多细分品类。

普通数控机床一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床,如数控铣床、数控车床、数控钻床、数控磨床与数控齿轮加工机床等。普通数控机床在自动化程度上还不够完善,刀具的更换与零件的装夹仍需人工来完成。而加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床,它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起,零件在一次装夹后,可以将其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工。由于加工中心能有效地避免由于多次安装造成的定位误差,所以它适用于产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品。

金属切削机床企业较多,其中科德数控、海天精工、国盛智科、创世纪、日发精机等企业以加工中心为主,在磨床领域,科德数控、秦川机床、日发精机、华辰装备、宇环数控均有布局,其中华辰装备、宇环数控主要从事磨削设备生产。此外,车床也是较多企业会布局的机型,浙海德曼专注高端精密数控车床。

金属切割机床

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资料来源:方正证券

(2)金属成形机床:数控化率相对较低,压力机、折弯机、矫平机是主要机型

金属成形机床是通过对金属施加强大作用力使其发生物理变形从而得到想要的几何形状。压力成形技术,利用压力实现金属板或金属体成形,或进行分割剪切、折弯及其他冲压。金属成形机床又可以分为压力机、冲压机、剪板机、冲床、折弯机等。金属成形机床领域上市公司主要有亚威股份、思进智能。

从数量来看,成形机床中机械式压力机、折弯机分别占比 79%、12%,是销量最高的两种成形机床。从销售金额来看,机械式压力机、液压式压力机、折弯机分别占比 60%、12%、12%,是销售金额占比最高的三种机型。从价格来看,矫平机、液压式压力机均价分别为 133、103 万元/台,是价格较高的机型,其余成形机床价格多在数十万元,整体上,成型机床均价约为 25.1 万元/台,略高于车床、磨床等切削机床。

3、下游应用:

电子、汽车、航空航天为机床主要下游。2022 年,我国电子、汽车、航空航天、模具在工业母机下游中占比分别达 25.5%/23.2%/11.2%和 9.8%。其中,电子行业设备更新周期快,需求分散,2022 年依赖逐渐疲软,但有望随新一轮苹果周期复苏;新能源板块的风电、光伏以及航空航天、军工等战略性产业发展态势较好;医疗等平行产业处在大的产品形态和加工装备升级周期中,模具等中间产业受下游需求带动(如新能源车等),总体占比稳定。

五轴联动机床是我国把握航空航天核心领域自主可控、提升民用高端制造水平的关键环节。五轴联动机床广泛应用于航空航天、精密设备、城市轨道交通、新能源汽车等领域。2022 年,我国五轴联动机床前两大下游分别为航空航天(25%)和汽车(23%)。

 

相关企业:

科德数控:

科德数控股份有限公司是大连光洋科技集团有限公司的控股子公司,是中国本土专业化高档数控系统和关键功能部件的完整产业制造商;是国内制造类企业中,实现“机床和控制、反馈装置及电机一体化”的知名供应商;凭借高度专业自主化程度,目前科德已经成长为国内颇具规模的五轴装备产销基地。公司主营业务为五轴联动数控机床、高档数控系统、关键功能部件以及柔性自动化产线。主要产品包括系列化五轴立式(含车铣)、五轴卧式(含车铣)、五轴龙门、五轴卧式铣车复合四大通用加工中心和五轴工具磨削、五轴叶片机、高速叶尖磨削中心三大系列化专用机床以及服务于高端数控机床的高档数控系统,伺服驱动装置、系列化电机、系列化传感产品、电主轴、铣头、转台等关键功能部件。

 

海天精工:

龙门龙头企业,产品定位高端、性能领先。公司产品以龙门加工中心/卧式加工中心/立式加工中心为主,龙门处于龙头地位。产品下游应用领域覆盖汽车、航天、模具、工程机械、石油化工、船舶、冶金等,其中航空航天/汽车设备附加值高。公司研发投入领先行业,并持续推进核心部件自研,自制电主轴已投入使用。公司拥有宁波大港制造基地、宁波堰山制造基地、大连海天精工制造基地、宁波高端数控机床智能化生产基地,共计 50 余万平方米的现代化恒温加工装配厂房,员工近 1900 人,是国家重大技术装备企业,国家高新技术企业,省级高新技术研发中心。

 

纽威数控:

纽威数控装备(苏州)股份有限公司座落于苏州高新区科技城,占地面积 20 万平方米,集恒温综合性装配车间、精密检测车间、精密机加工车间、喷涂车间及物流中心于一体的高标准现代化生产车间。纽威数控装备引进欧美龙门五面体、坐标镗、高精度卧加、万能磨床、导轨磨等作为工作母机,并配备三坐标、激光干涉仪、动平衡仪、主轴温升试验台等检测试验设备。公司采用先进的 SAP 管理系统,致力于追求产品的零缺陷,为客户提供优质的中高档数控加工设备。公司现有大型加工中心、立式数控机床、卧式数控机床、典型行业应用机床等系列 200 多种型号产品,广泛应用于汽车、新能源、航空、工程机械、模具、阀门、自动化装备、电子设备、通用设备等行业,产品销往全国和美国、德国、英国、意大利、俄罗斯、巴西等 40 多个国家和地区。

 

秦川机床:

公司为老牌机床国企,精密磨床技术领先。公司前身上海机床厂齿轮磨床分厂,齿轮加工机床、精密螺纹磨床等底蕴深厚技术领先,下游新能源车、机器人等领域精密度要求高、景气向好;车铣复合及五轴联动机床与华中数控、江丰电子等合作,进军航空航天、半导体靶材加工领域;宝鸡机床流量产品产值位居国内前列。有望受益政策提振、自主可控及一带一路。核心零部件自主可控,量产能力强。公司零部件产品包括滚珠丝杠、精密减速器、高端复杂刀具等。产品技术壁垒高,是数控机床高端化和机器人自主可控的关键环节,国内量产厂商稀少,有望充分受益自主可控及国产替代趋势。

 

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参考资料:

国联证券:机械设备行业:看好高端机床及上游核心零部件国产替代

银河证券自主可控+周期回升+出海加速,三重逻辑打开机床行业向上空间

开源证券:机械设备行业深度报告:工业母机,高端加速突破,产业未来可期

方正证券:制造业复苏+需求结构升级+自主可控,机床行业或迎新一轮上行周期