工具機行業深度報告:國產中高端數控工具機揚帆起航

【報告來源：未來智庫】

一、工具機產業鏈和市場概覽

（一）工具機是「工業母機」，產業鏈清晰

工具機行業技術水平和產品質量是衡量一個國家裝備製造業發展水平的重要標誌。

整個工具機產業鏈上中下遊清晰，包括上遊基礎材料和零部件生產商、中遊工具機製造商和下遊終端用戶。

基於材料定型方式，工具機可分為 8 種類型：金屬切割工具機、金屬成形工具機、鑄造機、木工工具機、工具機附件、測量儀器、磨削機和其它金屬工具機。金屬切割和成形機佔比較高。基於選擇/移動控制方式，工具機包括傳統工具機和數控高精密工具機。數控高精密工具機是指在數控程序控制系統的控制下進行高精密加工的工具機。

（二）全球工具機市場格局

1. 具有明顯的周期性，目前仍處於周期底部

工具機具有周期特性。工具機的一般產品壽命約為 10 年，因此行業大約每 7-10 年為一個商業周期。根據美國 Gardner Intelligence 發布的《2016 World Machine Tool Survey》對世界工具機行業統計調查來看，最新一輪周期從 2009 年開始， 在 2011 年全球工具機消費量和產值達到頂峰後回落，下降趨勢一直持續到 2016 年。另外根據其發布的最新調查，2017年市場出現反彈，但 2019 年全球工具機消費 821 億美元，同比下降 13.8%，目前全球行業仍然處於周期底部

2. 亞洲國家需求增長迅速，德日技術領先

世界工具機行業是一個完全競爭的行業，主要工具機大國包括中國、德國、日本、美國等國家。分地區來看，亞洲市場主要貢獻了 2003-2008 年和 2010-2011 年的兩輪行業增長，這其中又以中國、印度為代表的亞洲發展中國家發展最為迅速。中國工具機行業消費量和總產值早在 2009 年就成為世界首位，直到現在中國依舊保持著世界第一工具機生產和消費大國的地位，每年貢獻四分之一的消費和產值。

目前工具機產業呈現出高端技術壟斷的格局，核心技術被控制在特定國家、特定公司的手中，尤其是數控工具機，關鍵零部件大多來自德國、日本的相關企業。技術的差距體現在穩定性、可靠性、效率、精度等各方面。德國重視數控工具機和配套件的高、精、尖和實用性，各種功能部件研發生產高度專業化，在質量、性能上位居世界前列；日本重點發展數控系統，工具機企業注重向上遊材料、部件布局，一體化開發核心產品；美國在數控工具機設計、製造和基礎科研方面具有較強的競爭力。

二、中國工具機行業的「前世今生」

（一）艱難困苦中起步，迅速成長

中國工具機消費量和總產量分別在 2002 年和 2009 年成為世界首位，雖然自 2011 年達到頂峰後行業整體下行，但直到 現在中國依舊保持著世界第一工具機生產和消費大國的地位。美國 Gardner Intelligence 公司對世界工具機行業統計調查 顯示，2019 年全球工具機消費 821 億美元，其中中國消費 223 億美元，佔全球工具機市場的 27.2%，這是自 2008 年以來 中國工具機消費在全球工具機消費中佔比首次低於 30%。2019 年全球工具機生產規模 842 億美元，其中中國作為世界第一 大工具機生產國生產 194.2 億美元，佔全球市場的 23.1%。

（二）「大而不強」，國產品牌佔據中低端市場，高端依賴進口

雖然作為世界第一大工具機生產國，但是國產工具機的主要競爭力集中在中低端工具機，根據弗若斯特沙利文諮詢公司表 述，在以 10 萬元內的平床身數控工具機、30 萬元以內的三軸立式加工中心、10 萬元內的線切割工具機等為代表的中低 端工具機市場幾乎佔據了世界上 90%以上市場份額。但是由於中國工具機行業起步較晚，中國工具機企業在行業競爭中往 往是靠「量」來取勝，產品附加值較低，在核心技術方面與西方製造強國和日本之間還存在著較大的差距，暫時還 未能在世界高端工具機市場取得優勢。因此，中國大陸工具機行業處於嚴重的貿易逆差狀態。根據 Gardner Intelligence 統 計，2019 年，中國工具機進出口貿易逆差為 28.7 億元，雖然較 2017 和 2018 年的 50 多億美元有所收窄，但是仍然是 個不小的數目，進口量佔消費量的 32.69%。尤其是以數控工具機為代表的高端工具機，我國每年的進口數量均在 1 萬臺 以上，2019 年進口金額為 29 億美元。

金屬加工工具機的進出口價格存在很大的差距。根據海光總署的統計，近幾年的金屬加工工具機的進口均價在 10-15 萬 美元/臺，與此形成鮮明對比的是出口均價僅僅 400-500 美元/臺。

2019 年全球前十位的工具機製造商全部來自德國、日本、美國三個國家。

目前整體來說國產企業數目眾多，但是普遍規模比較小，市場競爭力弱，盈利能力較差。根據國家統計局統計，截 至 2020 年 7 月，全國金屬切削工具機企業數量 817 家，行業銷售利潤率僅 3.95%；全國金屬成形工具機企業數量 526 家， 行業銷售利潤率為 4.80%。從 2015 年 11 月至 2020 年 7 月間，金屬切削工具機行業和成形工具機行業的銷售利潤率最高 時也僅為 5.49%和 7.88%。

（三）「十八羅漢」隕落，國產工具機行業迎來結構調整

中國工業體系建設之初，發展出了十八家交相輝映的國有工具機廠，這十八家工具機企業為我國工具機行業的發展立下了 汗馬功勞。隨著改革開放的深入推進，這些國有企業多數實施了不同形式的產權制度改革，這些國有工具機廠也迎來 了自己的光輝時刻。根據 Gardner 公司 2012 年 5 月發布的《金屬加工內部報告（Metalworking Insiders Report）》中 的「世界金屬加工機排行榜」顯示，瀋陽工具機集團 2011 年產值 27.8 億美元，位居世界工具機企業銷售產值第一位，大 連工具機也以 23.8 億美元的產值位居世界第四。

低端市場因進入門檻較低，競爭加劇，隨著低端市場產能過剩，國營企業由於體制原因，在這個充分競爭的市場中 喪失了活力，逐漸沒落。曾經「十八羅漢」也紛紛經歷了重組、破產、被收購，目前僅剩濟南第二工具機廠獨立存活。

隨著國營企業的隕落，民營企業正在成為工具機工業新的主力軍，我國工具機行業進入結構調整。根據《中國工具機工具 工業年鑑 2016》的統計，2015 年規模以上金屬切削工具機企業為 739 家，其中，國有（含集體）控股、私人控股和外 資（含港澳臺）控股的企業數量分別為 71 家、533 家和 105 家，上述三類企業擁有資產佔比分別為 38.3%、48.8%、 10.4%；主營業務收入佔比分別為 18.4%、68.7%、10.8%；實現利潤的佔比分別為 -12%、97%、13.4%。民營企業 不僅在數量方面佔據了絕對優勢，更以不足一半的資產佔有貢獻了近七成的主營業務收入和近乎百分之百的利潤。2 近年來湧現出了很多很有競爭力的民營企業，例如深圳創世紀、亞威股份、華東重機（子公司潤星科技）、海天精工、 日發精機、國盛智科、紐威數控等。

三、「天時、地利、人和」，國產中高端工具機迎來發展機會

（一）「天時」：通用設備行業呈現復甦態勢

工具機作為通用設備，整個行業有很強的順周期性。由於工具機設備是生產資料，屬於固定資產，工具機的需求主要來源 於製造業的產能建設需求。因此其周期邏輯是「下遊工業企業盈利改善—產能投資擴張—設備需求好轉」，首先是 下遊行業利潤恢復，擴產能需求更加旺盛，從而帶動設備投資的增長。

宏觀上，2020 年 8 月份製造業 PMI 為 51.0，自疫情之後已經連續六個月位於榮枯線 50 以上，保持回暖走強趨勢。 另外，根據設備投資邏輯，工業企業的利潤指標是通用設備行業的景氣度的領先指標，通過觀察數據，工業企業利 潤總額的變化與工具機產量數據保持基本一致並且有一定的前置性。

根據日本工具機工業協會公布的工具機新增訂單數據，中國大陸地區新增訂單額情況從進入 2020 年以來持續好轉，2020 年 7 月份新增 18.48 億日元，同比增長 50.49%。

工業機器人產量增速加快，側面印證通用設備行業景氣。工具機、雷射器、注塑機、工業機器人功能效用不盡相同， 但均屬於通用設備，其下遊應用領域廣泛且高度重合，基本包含整體製造業，幾個子行業發展呈現較強一致性。所 以，從其他行業的表現可以從側面窺探到工具機行業的景氣情況。國家統計局發布最新工業機器人產量數據，2020 年 8 月單月產量 20,663 臺，同比增長 32.5%，單月增速高於 7 月份的 19.4%，單月增速依然處於較高狀態；前 8 個月累 計產量 136,873 臺，同比增長 13.9%，增速在 4 月份轉正後，一直保持上升勢頭。

根據國統局統計數據，2020 年 1-7 月中國工具機工具行業規模以上企業完成營業收入同比降低 7.6%，降幅與 1-6 月持 平；實現利潤總額同比降低 1.9%，降幅較 1-6 月收窄 0.6 個百分點。中國工具機工具工業協會重點聯繫企業 2020 年 1-7 月主要經濟指標顯示，經歷了一季度的嚴重下滑，二季度的持續恢復之後，7 月呈現出快速回升的新特點。從統計 數據看，工具機工具行業整體營業收入降幅持續收窄，利潤總額今年以來首次正增長，金屬加工工具機的新增訂單和在 手訂單雙雙增長。

（二）「天時」：高端數控工具機下遊的復甦和景氣帶來需求增長

1.中高檔工具機的劃分

數控工具機的檔次是相對的、動態的概念。關於中高檔數控工具機的劃分標準目前尚不存在主管部門擬定、行業普遍認 可、企業遵照執行的統一的權威性界定。根據中國製造 2025《重點領域技術路線圖（2015 年版）》中的定義，高 檔數控工具機是指具有高速、精密、智能、複合、多軸聯動、網絡通信等功能的數控工具機。根據《高檔數控工具機和機 器人》（楊正澤、李向東編著），將採用半閉環的直流伺服系統及交流伺服系統的數控工具機劃分為中高檔；將 2-4 軸 或 3-5 軸以上的數控工具機劃分為中高檔；將具有通信和聯網功能的數控工具機劃分為高檔；將具有三維圖形顯示功能 的數控工具機劃分為高檔。

華創機械根據調研訪談工具機行業具備多年經驗積累的行業專家，以及下遊製造業（工具機用戶）反饋的信息，認為目 前中國工具機行業中有 10%為高檔工具機，且高檔工具機基本來源於進口，30%為中檔工具機，60%為低檔工具機。這其中 40% 的中高檔工具機與目前工具機的數控化率基本一致。

我國處於產業結構的調整升級階段，先進位造業將逐步替代傳統製造業，作為工作母機的高性能數控工具機的市場需 求將大大增加。當前我國已是世界最大的工具機產銷國，隨著下遊產業的不斷升級發展，對工具機加工精度和精度穩定 性等要求越來越高，中高端產品的需求日益凸顯，更新升級需求大，未來中高端市場份額將進一步增加。且中國機 床市場加快向自動化成套、客戶化訂製和換擋升級方向發展，產品由普通工具機向數控工具機、由低檔數控工具機向中高 檔數控工具機升級。近年來隨著本土新興企業的崛起，不斷攻克關鍵核心技術環節、完善智能製造裝備相關核心技術 體系和產品序列，逐漸進入數控工具機中高端市場，未來中高端進口替代的市場空間仍然可觀。

2. 下遊高端製造業復甦帶動高精密工具機需求

中國作為最早從新冠疫情中走出來的製造業大國，隨著復工復產的推進，製造業投資企穩回升，降幅逐月縮窄，特 別是高技術製造業。高技術製造業固定資產投資完成額累計同比自 5 月份轉正以來逐月提升，2020 年 5 月、6 月、7 月、8 月累計同比增速分別達到 2.7%、5.8%、7.4%、8.8%。

根據沙利文數據中心的統計，2016 年中國數控高精密工具機各細分應用領域的收入佔比排名前幾的是汽車行業、 3C 消費電子、國防航天、能源設備、船舶以及醫療器械。

（1）汽車：新能源汽車大發展，輕量化趨勢下 CNC 加工設備迎來發展契機

（2）3C 消費電子：市場景氣度上行，投資加快設備銷售彈性大

（3）國防航天：國防軍工景氣擴張，民機產業蓄勢待發

（三）「地利」：存量替換、數控工具機升級和進口替代需求空間龐大

10 年以上使用年限的工具機佔存量工具機的 30%，存量設備更新需求龐大。工具機的一般產品壽命約為 10 年，而重切削、 長時間運轉的工具機壽命在 7-8 年，根據草根調研結果，10 年以上使用年限的工具機佔存量工具機的 30%。在需求最旺盛 的 2010、2011、2012 的三年中，金屬切削工具機共生產 241.3 萬臺，金屬成形工具機共生產 71.5 萬臺，這部分都是有潛 在的更新需求。

數控化率低，新設備技術升級空間廣闊。根據國家統計局統計的生產數據，2019 年新生產金屬切削工具機的數控化率 為 37.75%，而金屬成形工具機數控化率更低，整個行業數控化率根據 ResearchInChina 發布的《全球與中國數控工具機 行業報告，2019-2025》中的數據顯示在 30%左右，而日本（超過 90%）、德國（超過 75%）、美國（超過 80%）的數 控化率遙遙領先中國，中國製造業的規模決定中國數控高精密工具機擁有廣闊的提升空間。

國產化率有待提高，高端設備進口替代空間彈性更大。根據 Gardner Intelligence 的數據，2019 年中國工具機進出口金額為 72.9 億美元，佔消費總量的 32.69%，整體的國產化率不足 70%。而高性能、高精密度的高檔數控工具機的國產化 率更低。由於低檔工具機主要由國產廠商提供，我們假設進口工具機集中在中高檔，則中高檔工具機國產化率僅為 20%上 下。根據前瞻產業研究院發布的《2019 年中國數控工具機行業競爭格局及發展前景分析》， 2018 年我國高檔數控工具機 國產化率僅為 6%，高檔數控工具機主要依靠進口。

近年來，國內中高檔數控工具機市場亦出現了一批具備核心技術的新興民營工具機企業，其產品得到市場的廣泛認可， 綜合競爭力大幅提高，民族品牌開始崛起，逐漸形成進口替代趨勢。另外，在中美貿易戰的大背景下，由於美國以 各種理由，特別是在高科技領域限制中國的全球化進程，這使得國內行業供應鏈被迫進行調整，加速了進口替代的 進程。

（四）「人和」：國家重視，眾多政策推動行業發展

工具機行業的技術水平、加工效率、精確程度對一個國家製造業極為重要，眾多行業依靠著工具機設備進行生產加工， 為加快中國製造業實力的提升和轉型升級，我國政府很早就意識到了這個問題，非常重視提高工具機行業的自主創新 能力和智能化水平。近幾年相關部門利好政策頻出，鼓勵行業發展，促進行業技術水平的提升。中國從不同方向和 角度提出發展精密數控工具機、高檔數控工具機及其技術研發，促進行業結構升級，提高在世界範圍內的競爭力，從 2006 年開始就將「高檔數控工具機和基礎製造技術」列入重大專項，直到 2015 年工信部出臺的《中國製造 2025》規劃中 明確提出「高端數控工具機與基礎設施裝備」之具體目標如下：「到 2020 年，高檔數控工具機與基礎製造裝備國內市場 佔有率超過 70%」，「到 2025 年，高檔數控工具機與基礎製造裝備國內市場佔有率超過 80%。高檔數控工具機與基礎制 造備總體進入世界強國行列」。

目前，中國工具機工具行業「十四五」規劃編制工作正在穩步推進當中，爭取在「十四五」期間使以高檔數控工具機為 代表的工作母機裝備系列產品國際競爭力明顯提高，解決一批高檔數控工具機的數控系統、關鍵功能部件製造的「卡 脖子」問題，研發一批重點領域亟需的工作母機裝備。

四、重點企業分析（詳見報告原文）

1.創世紀：國產 CNC 龍頭，產品品類齊全，盈利能力突出

深圳市創世紀機械有限公司成立於 2005 年，是一家集智能裝備的研發、生產、銷售、服務於一體的國家高新技術企 業。創世紀機械旗下擁有 Taikan 臺群、Yuken 宇德等品牌，數控工具機產品品種齊全，涵蓋金屬切削工具機、非金屬切 削工具機、雷射切割工具機等三個主攻方向，細分為高速鑽銑攻牙加工中心系列、立式加工中心系列、臥式加工中心系 列、龍門加工中心系列、數控車床系列、高速雕銑機系列、玻璃精雕機系列、3D 熱彎機系列、雷射切割機系列等， 能夠為客戶提供整套機加工解決方案，是國內同類型企業中技術寬度最廣、產品寬度最全的企業之一。經過多年發 展，創世紀已經成為國內自動化系統細分領域的龍頭企業。2019 年銷售數控工具機的高端設備 1.1 萬臺，國內細分市 場份額達 30%。

2. 國盛智科：成功開發五軸聯動數控工具機，打造國內數控工具機領先企業

公司成立於 1999 年，為國外高端裝備企業、國內部分知名品牌提供配套鈑焊件，此後逐步發展至工具機本體製造，並 在此基礎上向數控工具機過渡。目前，公司已形成數控工具機、智能自動化生產線、裝備部件三大系列產品。公司長期 堅持不懈推進科技興企戰略，致力於中高檔數控工具機開發，為用戶提供有效解決方案和「高精、高速、高效、高穩 定性」產品，具有一定的知名度、美譽度，現已發展成為國內為數不多的成功開發出五軸聯動數控工具機等高檔數控 工具機並實現量產的新興智能裝備製造商之一。

3. 海天精工：堅持獨立自主的研發生產路線，專注數控工具機十八載

公司成立於 2002 年，自成立以來一直致力於高端數控工具機的研發、生產和銷售，已經成為國內領先的數控工具機研發、 生產企業，多年來始終站在國內數控工具機市場與技術的前沿，是國家重大技術裝備企業，國家高新技術企業，省級 高新技術研發中心。

……

（報告觀點屬於原作者，僅供參考。報告來源：華創證券）

【報告來源：未來智庫】