（報告出品方/作者：東興證券，任天輝）
1、金屬切削機床承載著中國制造業(yè)的未來
1.1、五軸聯(lián)動數(shù)控金屬切削機床是國產(chǎn)機床主要突破方向
金屬切削機床是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基石。金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器， 是制造機器的機器，又被稱為“工業(yè)母機”或“機床”。在一般的機器制造中，機床所承擔的加工工作量占 機器制造工作總量的 40%-60%，機床的加工精度和效率將直接影響其制造機器的質(zhì)量與工作效率。 機床作為金屬制品的核心設備，與金屬制品業(yè)產(chǎn)值直接相關。2021 年，我國金屬制品業(yè)營業(yè)收入 4.97 萬 億元，占我國制造業(yè)生產(chǎn)總值的 16%。而金屬制品廣泛應用于包括汽車、航空航天在內(nèi)的各類制造業(yè)，金屬 制品行業(yè)與各類制造業(yè)息息相關，機床在我國經(jīng)濟發(fā)展中扮演了重要的角色，是高端制造業(yè)的基礎，承載著 中國制造業(yè)的未來。 五軸聯(lián)動數(shù)控金屬切削機床技術門檻最高，是國產(chǎn)機床主要突破的方向。金屬切削機床按聯(lián)動軸數(shù)分類，可 分為三軸、四軸和五軸。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床是機床實現(xiàn)任意角度加工所需要的最少軸數(shù)；是實現(xiàn)空間任意曲 面加工的必備技術；是解決航空發(fā)動機葉輪、葉盤、葉片、船用螺旋槳等關鍵工業(yè)產(chǎn)品切削加工的唯一手段； 是衡量一個國家復雜精密零件制造能力技術水平的重要標準之一。
1.2、高端機床自主可控迫在眉睫
高端機床“卡脖子”嚴重，自主可控迫在眉睫。數(shù)控機床關鍵零部件數(shù)控系統(tǒng)成本占比 30%，傳動系統(tǒng)成 本占比 20%，核心零部件價值量占比較高，是影響本土廠商競爭力的重要因素。目前本土高端機床的精密 數(shù)控系統(tǒng)、電主軸、滾珠絲杠、數(shù)控刀架、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等雖已形成一定生產(chǎn)規(guī)模，但僅能滿足中低 檔數(shù)控機床的配套需要，國產(chǎn)中高檔數(shù)控機床采用的功能部件仍嚴重依賴進口。
中國機床行業(yè)綜合國產(chǎn)化率較高，中高端機床國產(chǎn)化率仍有較大提升空間。根據(jù)德國機床制造商協(xié)會（VDW） 數(shù)據(jù)，2021 年中國機床消費額為 236 億歐元，進口規(guī)模為 63 億元，進口依賴度為 26.63%，國產(chǎn)化率為 73.37%，處于較高水平。但從國產(chǎn)化率結構上看，中高端機床國產(chǎn)化率仍有較高的提升空間。以數(shù)控機床為 例，根據(jù)前瞻研究院數(shù)據(jù)，2018 年中國低/中/高檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率分別為 82%/65%/6%，處于趨勢上行， 相比 2014 年分別提升 17pct/20pct/4pct。從市場份額來看，2018 年國內(nèi)市場低/中/高檔數(shù)控機床占比分別 為 10%/30%/60%。
1.3、行業(yè)觸底反彈盈利能力大幅提升
市場規(guī)模超千億，消費基數(shù)龐大。根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會測算，2022 年我國金屬加工機床生產(chǎn)額 1823.0 億元人民幣（271.1 億美元），同比增長 5.1%，其中金屬切削機床生產(chǎn)額 1158.4 億元人民幣（172.2 億美元）， 同比增長 3.3%，約占金屬加工機床總產(chǎn)值 63.5%。 2000-2020 年中國機床行業(yè)伴隨大制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了一個大周期，可以分為四個階段。 第一階段：2000-2008 年，消費金額穩(wěn)居世界第一。2000 年之后，我國經(jīng)濟增速較高，制造業(yè)進入新一輪 迅速發(fā)展期，船舶、汽車、工程機械、電子與通訊等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，對機床的需求持續(xù)擴大，自 2002 年起 至今機床消費金額穩(wěn)居世界第一。
第二階段：2008-2011 年，行業(yè)快速擴張。在“四萬億”政策的拉動下，機床產(chǎn)業(yè)受 2008 年金融危機影響較 小，與挖掘機行業(yè)一樣，大量資本涌入，行業(yè)快速擴張。2011 年，消費額、產(chǎn)值分別達到 436 億、315.32 億美元的最高峰，2000~2011 年 CAGR 22.93%、24.40%。
第三階段：2011-2019，行業(yè)產(chǎn)能出清。2012~2016 年供給側(cè)改革前，國內(nèi) GDP 和投資增速緩慢下降，制 造業(yè)景氣回落。雖然 2016 年后下游制造業(yè)有所回暖，但是基建投資拉動乏力，加之 2018 年中美貿(mào)易摩擦， 制造業(yè)資本開支下降，機床行業(yè) 2020 年降至 213.1 億美元，不及 2011 年的一半。從供給端看，2000 年 以來機床銷量高增帶來產(chǎn)能過剩和高保有量，激進的銷售政策也導致未開工新機占比較高。從需求端看，2011 年全球第五次制造業(yè)大轉(zhuǎn)移開始，部分制造業(yè)外流導致需求下降。其中我國機床行業(yè)中低端產(chǎn)能（占比 90%） 喪失成本優(yōu)勢快速轉(zhuǎn)移至東亞等地，2011-2019年間，我國金金切削機床產(chǎn)量下降了 51.63%。
第四階段： 2019-至今，行業(yè)觸底反彈，盈利能力大幅提升。2019 年后，金屬切削機床行業(yè)觸底反彈，2020、 2021 年我國金切機床產(chǎn)量分別增長 7%、35%。2020 年以來，海外制造業(yè)產(chǎn)能利用率受疫情影響嚴重下滑， 在運輸、調(diào)試安裝、設備維護等方面也無法及時響應國內(nèi)需求。我國在嚴防嚴控防疫政策下，快速脫離疫情 影響，制造業(yè)部分回流，機床下游迅速回暖，也為本土優(yōu)秀機床民營企業(yè)帶來快速發(fā)展的機遇。
2022 年中國機床工具工業(yè)協(xié)會重點聯(lián)系企業(yè)中，金屬切削機床營業(yè)收入同比下降 5.6%。但是由于 1）中國 新能源汽車、航空航天等高端制造業(yè)快速增長，下游需求結構優(yōu)化；2）國內(nèi)行業(yè)競爭格局優(yōu)化，自主研發(fā) 和盈利能力較強的民營企業(yè)成為行業(yè)主力。金屬切削機床利潤總額同比增長 63.8%，明顯反彈。同時，金 屬切削機床出口額 43.9 億美元，同比增長 20.4%；金屬切削機床進口額 56.1 億美元，同比下降 10.1%。 高附加值產(chǎn)品占比提升，出口結構有所優(yōu)化，進口依賴度降低。
2、挖掘機與機床伴隨宏觀周期震蕩上行
國內(nèi)挖掘機市場經(jīng)多年發(fā)展，基本實現(xiàn)進口替代，目前行業(yè)高度集中，本土龍頭企業(yè)已成功躋身全球第一陣 營。下文將通過復盤挖掘機行業(yè)發(fā)展歷程，探究其背后動因，推演機床行業(yè)未來演繹路徑。
2.1、消費基數(shù)龐大
從市場規(guī)模來看，挖掘機與金屬切削機床都屬于設備行業(yè)中市場規(guī)模最大的版塊，市場規(guī)模均超千億，消費 基數(shù)龐大。據(jù)中國工程機械工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021 年工程機械全行業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入 9065 億元，其中挖掘機、 裝載機、起重機銷量占比分比為 56.97%、23.35%、13.08%，據(jù)此測算 2021 年挖掘機市場規(guī)模約為 5167 億元。全球來看均有數(shù)倍體量巨頭對標。2019 年世界機床排名第一山崎馬扎克 52.8 億美元（約 365 億元人民幣）， 約為國內(nèi)營收最高機床廠商創(chuàng)世紀 2021 年營業(yè)收入的 7 倍。全球工程機械巨頭卡特彼勒 2022 財年營業(yè)收 入 4105 億元人民幣，約為三一重工 2022 年營業(yè)收入的 5.2 倍。
2.2、2010年前液壓件受制于人
液壓件是挖掘機械的核心零部件。其成本在挖掘機械采購總成本中占比 34.6%，對中國挖掘機械產(chǎn)品的競爭 力具有直接影響。2010 年前，中國在挖掘機液壓系統(tǒng)方面依然高度依賴進口，日本的川崎重工和 KYB、德 國的博世力士樂、美國伊頓是全球挖掘機液壓系統(tǒng)的主要供應商，主要供應歐美日韓等國際挖掘機品牌。由 于海外液壓件廠商對中國挖掘機廠商供貨周期較長，且數(shù)量不足，國產(chǎn)挖掘機的產(chǎn)能遠遠跟不上市場的需求， 致使本土挖機廠商在市場競爭中處于弱勢地位。反觀小松、斗山、現(xiàn)代和三菱等品牌，都有自己的液壓系統(tǒng) 生產(chǎn)線，可以自給自足，因此在中國乃至全球市場都有較強的競爭力。
2.3、挖機行業(yè)呈現(xiàn)明顯周期性
挖掘機和機床平均使用年限一般在 8~10 年左右，更新周期較為一致。在沒有強外部和內(nèi)生變量驅(qū)動情況下， 挖掘機和機床行業(yè)隨著我國宏觀經(jīng)濟投資和資本支出波動均呈現(xiàn)出成熟大行業(yè)的明顯周期性。與金屬切削機 床行業(yè)一樣，挖掘機銷量的波動也可以劃分為四個階段： 第一階段：2000-2008 年，整體保持低基數(shù)下的高速增長。1978-1986 年間國內(nèi)挖掘機平均產(chǎn)量 1200 臺； 1987-1993 年國內(nèi)挖掘機平均年產(chǎn)量達 2000 臺；2000 年國內(nèi)挖掘機產(chǎn)量仍未突破 8000 臺。2008 年“四萬 億”投資之前，國內(nèi)挖掘機市場除 2004、2005 年的短暫調(diào)整外，整體保持高速增長，2008 年銷量約為 2000 年銷量的 10 倍。
第二階段，2008-2011 年，大量資本涌入，行業(yè)高速擴張。為應對次貸危機，2008 年 11 月國務院常務會議 近日決定對財政政策做出重大調(diào)整，實行積極的財政政策。同時，國家環(huán)?？偩诸C發(fā)文件，自 2008 年 9 月 30 日起未獲得環(huán)保核準證書的非道路移動機械柴油機不得生產(chǎn)、進口或銷售。財政刺激+環(huán)保政策催化，挖 掘機銷量同比增速轉(zhuǎn)正，實現(xiàn)連續(xù) 23 個月正增長。 第三階段，2011-2016，刺激退出，產(chǎn)能過剩，銷量持續(xù)低迷。2011 年 5 月至 2016 年 4 月，強經(jīng)濟刺激政 策逐步退出，需求端景氣度大幅下滑。行業(yè)在前期大幅擴張之后產(chǎn)能過剩，保有量高企，價格戰(zhàn)白熱化，挖 機銷量近 60 個月持續(xù)低迷。
第四階段，2016-至今，更新需求+替代人工+環(huán)保驅(qū)動，行業(yè)景氣周期拉長，龍頭份額提升，走向全球。2016 年 5 月至 2021 年 4 月，除個別月份外，挖機銷量實現(xiàn) 50 個月以上正增長。從行業(yè)結構來看，國內(nèi)市場從分 散走向高度集中，本土龍頭企業(yè)開啟國際化，邁向全球龍頭。出口銷量占比從 2018 年的 9%大幅提升至 2022 年 42%，國產(chǎn)挖掘機全球競爭力進入兌現(xiàn)期。
3、2016年后挖機與金屬切削機床走勢為何背離？
3.1、宏觀層面：拉動國內(nèi)經(jīng)濟增長的驅(qū)動力切換
宏觀層面，2016 年開始的挖掘機上行周期主要由房地產(chǎn)投資驅(qū)動。2002-2008 年，出口外貿(mào)作為國內(nèi)經(jīng)濟 的發(fā)動機，推動經(jīng)濟快速增長，在此期間我國房地產(chǎn)周期與經(jīng)濟周期的波動比較一致。2007-2008 年次貸危 機爆發(fā)，2008 年 11 月實行積極的財政政策。此后房地產(chǎn)政策在一定程度上也成為了逆周期調(diào)控政策，房地 產(chǎn)上行周期被拉長，中國進入到以房地產(chǎn)為代表的基建投資為經(jīng)濟發(fā)動機的時代。
在“四萬億投資”強力拉 動下，挖掘機和機床行業(yè)都保持較高增速。2016 年“供給側(cè)改革”推出，基建投資增速快速下降，制造業(yè)投 資增速有所回落，三大投資中僅房地產(chǎn)需求出現(xiàn)加速，成為挖掘機銷量持續(xù)上漲的宏觀驅(qū)動因素。機床行業(yè) 從 2011 年強經(jīng)濟刺激政策逐步退出開始，在制造業(yè)和基建投資探底過程中持續(xù)萎縮。因此 2016 年前后拉動 國內(nèi)經(jīng)濟增長的驅(qū)動力切換，是導致挖掘機和機床行業(yè)銷量背離的宏觀因素。
3.2、行業(yè)層面：2016年后存量更新驅(qū)動挖機高增長
行業(yè)層面，2016 年開始的挖掘機上行周期主要由存量更新驅(qū)動。2016 年之后挖掘機下游需求強度弱于 2008-2011 年，但挖掘機的銷量依然保持兩位數(shù)的超高增速。單純以房地產(chǎn)投資需求拉動難以完全解釋 2016 年的復蘇強度，需要從行業(yè)層面尋找更多驅(qū)動因素： 存量更新：挖掘機從 2011 年下半年起銷量開始下滑，整個市場保有量也出現(xiàn)了過剩。二手機供過于求的情 況一直延續(xù)至 2016-2017 年，才開始逐步出清。從 2016 年開始，更新需求占總需求的比例超過 50%，并且 呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。 機器換人：隨著國內(nèi)勞動力成本的提升和老齡化，終端用戶越來越趨向使用機械設備代替勞動力。2010 年 之后隨著小挖生產(chǎn)本土化，在替代人力方面更具有性價比優(yōu)勢，小挖銷量占比不斷上升。
環(huán)保政策：挖掘機廢氣排放要求持續(xù)提升，更新周期被拉長。從 2007 年 10 月 1 日開始非道路車輛執(zhí)行國一 排放標準，2009 年 10 月 1 日開始執(zhí)行國二排放標準，2016 年 4 月 1 日開始執(zhí)行國三排放標準。從保有量 來看，我國挖掘機數(shù)量基礎龐大，國三及以下排放標準的挖掘機保有量占比超 75%，環(huán)保政策收緊伴隨著挖 掘機震蕩上行的整個周期。
雖然挖掘機和機床更新周期較為一致，平均使用年限一般在 8~10 年左右。但是 2016 年機床行業(yè)并未像挖 掘機一樣迎來更新周期。通過梳理 2016 年以來挖掘機周期上行驅(qū)動因素，其原因主要有以下三點： 一是環(huán)保政策催化挖掘機更新周期提前，并驅(qū)動大量存量更新需求，導致挖掘機銷量高增長持續(xù)時間被 拉長，演繹了穿越周期的上行行情。而機床行業(yè)存量更新主要受市場供需缺口的自然擴張和收縮驅(qū)動， 產(chǎn)能出清和需求結構升級過程緩慢。 二是 2011 年后，全球第五次制造業(yè)大轉(zhuǎn)移開始，發(fā)達國家實行的“再工業(yè)化”政策將核心高端制造業(yè)收回 本國，而我國中低端制造業(yè)也快速轉(zhuǎn)移至東亞等地。我國機床行業(yè)主要以中低端為主（市場份額 90%）， 中低端產(chǎn)能出清，拖累機床行業(yè)整體產(chǎn)量下行。
三是由于制造業(yè)投資萎靡，疊加疫情凍結需求，下行周期中下游客戶更換設備意愿不強。行業(yè)產(chǎn)能出清 過程中，制造業(yè)企業(yè)延遲更新機床，部分機床使用壽命超過 10 年，導致更新周期延后。2023-2026 年有望迎來機床行業(yè)更新需求爆發(fā)。機床上一輪銷售高峰是在 2011-2014 年，更新需求有望在 2021-2024 年爆發(fā)。根據(jù)前瞻研究院的數(shù)據(jù)，2020 年我國機床保有量約為 800 萬臺，其中使用年限超過 10 年的超齡機床占比超 60%，面臨翻新和報廢階段的機床總數(shù)不少于 480 萬臺，更新需求市場空間規(guī)模龐大。
3.3、微觀層面：客戶群體不同導致切入供應鏈難度不同
微觀層面，挖掘機和機床下游客戶存在較大差別。挖掘機是終端產(chǎn)品，整機標準化程度較高，容易平臺化， 下游景氣度上行時能夠迅速放量。以 2010 年恒立液壓泵閥新產(chǎn)品開始批量配套國內(nèi)龍頭主機廠為轉(zhuǎn)折點， 本土挖掘機市場進入門檻大幅降低，國產(chǎn)挖掘機產(chǎn)能和性價比優(yōu)勢凸顯，本土廠商以小挖為切入點，大幅搶 占市場份額，行業(yè)集中度快速提升，龍頭銷量快速增長，拉動挖掘機銷量整體實現(xiàn)高速增長。挖掘機下游主 要對應基建和房地產(chǎn)，行業(yè)增速相對于宏觀經(jīng)濟走勢是“一階導數(shù)”關系，挖掘機銷量響應速度較快。
機床下游主要是金屬加工制造業(yè)。機床主要被用于加工整機的零部件，商業(yè)模式偏向 to B，下游需求定制化 程度較高，組裝依賴人工，也受制于工程師團隊的經(jīng)驗和水平。機床品類眾多，一家公司很難擅長多個品類， 規(guī)模擴張難度較大。行業(yè)增長邏輯與宏觀周期是“二階導數(shù)”關系，相對于挖掘機在景氣度傳到上存在一定 滯后性。 機床銷售需要較長時間切入客戶生產(chǎn)流程，需要與本國優(yōu)勢制造業(yè)的緊密結合方能實現(xiàn)技術的迭代升級。以 FANUC 為例，F(xiàn)ANUC 數(shù)控系統(tǒng)剛推出時并不好用，系統(tǒng)低效率、精度低，操作復雜。即便如此，也填補了 國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的空白，F(xiàn)ANUC 數(shù)控系統(tǒng)一經(jīng)推出，便在國內(nèi)迅速普及。經(jīng)過不斷的本土廠商的反饋-改善再反饋-再改善，才有了如今的 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)。
另一方面，金屬切削機床市場低端內(nèi)戰(zhàn)、中端爭奪、高端失守。中低端市場價格競爭白熱化，市場主體多為 銷售導向的小規(guī)模廠商，缺乏自主研發(fā)能力，行業(yè)格局十分分散。低端產(chǎn)品占比過高，市場高端需求無法滿 足，行業(yè)中低端產(chǎn)能出清過程中，也拉低了金屬切削機床總體銷量。
4、β視角：當下時點已進入金屬切削機床配置窗口期
通過對導致 2016 年之后挖掘機和機床行業(yè)產(chǎn)量走勢背離因素的梳理，我們認為當前時點國內(nèi)金屬切削機床 在宏觀、行業(yè)和內(nèi)部結構方面已經(jīng)出現(xiàn)拐點，行業(yè)整體有望演繹β行情。
4.1、以2016年為分水嶺宏觀驅(qū)動因素轉(zhuǎn)換
以 2016 年為分水嶺，宏觀驅(qū)動因素由基建房地產(chǎn)向高端制造業(yè)投資切換。基建投資加上房地產(chǎn)投資占 GDP 的比重在 2017 年底就已經(jīng)見頂，房地產(chǎn)拐點已經(jīng)出現(xiàn)，房地產(chǎn)對經(jīng)濟的拉動作用明顯減弱。2022 年房地產(chǎn) 開發(fā)投資負增長 10%；住宅銷售額下降 28.3%；住宅新開工面積下降 39.8%；個人按揭貸款下降 26.5%。 隨著大地產(chǎn)周期的落幕，以高端制造業(yè)為代表的新興產(chǎn)業(yè)或?qū)⑻娲禺a(chǎn)成為新的經(jīng)濟周期引領者。中國制造 業(yè)增加值占全球比重從 2012 年的 22.5%提高到 2021 年的近 30%，持續(xù)保持世界第一制造大國地位，預計 今后還會以一個百分點左右的年增速上升。2023 年 2 月份，制造業(yè) PMI 為 52.6%，比上月上升 2.5 個百分 點，明顯高于市場一致預期，也創(chuàng)下 2012 年 5 月以來的最高數(shù)值。
我們認為當下時點有望開啟新一輪的產(chǎn)能擴張周期，其強度和持續(xù)性將超出市場預期。從供給端看，2008年“四萬億投資”產(chǎn)能大擴張之后，2011年開始出清。2016年三季度開始，產(chǎn)能擴張有重啟趨勢。但在隨 后的中美貿(mào)易摩擦、金融去杠桿、新冠疫情需求凍結的輪番沖擊之下，企業(yè)信心受到猛烈打擊，擴產(chǎn)意愿十 分萎靡，導致制造業(yè)投資負增長，工業(yè)產(chǎn)能利用率降幅近 10%，新一輪擴產(chǎn)周期被迫中斷。2011-2020是制造業(yè)投資增速長期大幅下行，制造業(yè)去杠桿、去產(chǎn)能完成的十年，供給端產(chǎn)能充分出清，中國制造業(yè)有了 更好的起點和基礎。
展望 2023 年，需求端隨著疫情褪去強勁復蘇，工業(yè)生產(chǎn)高景氣，制造業(yè)投資加速修復，消費者信心持續(xù)回 暖帶動社會零售不斷修復。供需缺口持續(xù)擴大，始于 2021 年的產(chǎn)能擴張周期漸入佳境，預計會持續(xù)超預期 演繹。中長期來看，我國或?qū)⒂?2023 年下半年進入主動補庫存階段，拉動機床等生產(chǎn)設備投資增長。
4.2、進口替代進程和市場集中度提升有望加速
以 2010 年供應小型挖掘機的國產(chǎn)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)為標志，挖掘機進口替代持續(xù)推進。2016 年第二輪上行周期 期間，存量更替、機器換人和環(huán)保政策驅(qū)動行業(yè)低端產(chǎn)能加速出清，市場集中度大幅提升。
4.2.1、行業(yè)集中度和盈利能力大幅提升，民營龍頭崛起
2008-2018 年，中國挖掘機市場集中度呈現(xiàn)倒“U”型變化。2008 年四萬億元投資促成挖掘機銷量爆發(fā)式增長 的同時，也引發(fā)大量中低端產(chǎn)能涌入行業(yè)，市場集中度和競爭格局快速惡化。國內(nèi)挖掘機市場 CR4、CR8 從 2007 年高點的 54.2%、80.9%下降至 2012 年低點的 36.6%、60.6%；從 2012 年起，隨著經(jīng)濟刺激進入 尾聲，行業(yè)需求急劇收縮，中低端過剩產(chǎn)能開始逐步退出，市場集中度開始回升，到 2016 年，CR4、CR8 從 2012 年低點提升至 48.7%、71.4%；2016 年之后，隨著供給側(cè)結構性改革深入推進，行業(yè)加速出清，行業(yè)集中度再創(chuàng)新高，2016-2020.11 行業(yè) CR4 從 48.7%左右提升至 71.4%。行業(yè)龍頭三一重工在挖掘機市場 占有率在第一輪周期中，從 2010 年的 6.50%提升至 2016 年的 17.7%；在 2016 年開啟的第二輪周中，市場 占有率提升至 2021 年的 30%。
與挖掘機行業(yè)一樣，金屬切削機床市場格局也經(jīng)歷了倒“U”型變化。2008 年“四萬億”投資催化機床產(chǎn)業(yè) 強勢反彈，機床行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值在 2010 年實現(xiàn)了高達 40.6%的增長（歷史最高）。2011 年金屬切削機床 產(chǎn)量達到歷史峰值后就趨勢性進入下行通道，2017-2019 年我國金屬切削機床產(chǎn)量連續(xù) 3 年大幅負增長， 19 年產(chǎn)量僅相當于 11 年高點的約 40%，行業(yè)開啟漫長的出清過程。從行業(yè)結構來看 2009、2010 年兩年 大量資本進入行業(yè)，低端產(chǎn)能過大，重復建設嚴重，此時機床行業(yè)國企龍頭，沒有及時調(diào)整產(chǎn)品結構、淘汰 低端老式機床產(chǎn)品，錯失提升核心競爭力良機。
更具備競爭力和盈利能力的行業(yè)主體已完成從國企到民企的輪換，市場集中度提升趨勢已經(jīng)確立，行業(yè)盈利 能力大幅改善。2000 年機床行業(yè)民營企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)值占比不足 20%，歷經(jīng)十年發(fā)展，2010 年民營企業(yè)數(shù) 量占比達 78.3%，產(chǎn)值占比 69.5%，已經(jīng)成為我國機床工業(yè)的中堅力量。與之相伴的是 2018 年開始，我國 優(yōu)質(zhì)民營機床上市公司盈利能力顯著好于國企上市公司。
2020、2021 年我國金屬切削機床行業(yè)觸底反彈，分別增長 7%、 35%。2022 年機床工具工業(yè)協(xié)會重點聯(lián) 系企業(yè)中金屬切削機床營業(yè)收入同比下降 5.6%，利潤總額同比增長 63.8%。在此輪上行周期中，國企因機 制等問題逐漸退出競爭，民企迎來重大發(fā)展機遇、填補國企原有市場和客戶的空白。至此，更具備競爭力和 盈利能力的行業(yè)主體已完成輪換。 市場集中度提升趨勢已經(jīng)確立。據(jù) MIR 測算，中國機床行業(yè)在 2020 年 CR10 仍不足 30%，2021 年 CR10 不足 40%，單一企業(yè)市場占有率不足 6%，與 2010 年挖掘機行業(yè)（三一重工市場占有率僅有 7.27%） 面對的市場競爭格局十分相似，市場集中度提升和國產(chǎn)替代趨勢已經(jīng)非常明朗。
4.2.2、核心零部件自主化率大幅提升，國產(chǎn)替代加速
2001年國內(nèi)市場液壓挖掘機自主品牌僅占7%，此后自主品牌市場份額開始持續(xù)上升，2009年達到25.87%。 2010 年之后，供應小型挖掘機的國產(chǎn)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)，打破了中國挖掘機液壓系統(tǒng)受制于人的尷尬局面，隨著 整個液壓系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈配套的完善，本土廠商以相對較低的價格優(yōu)勢，大幅降低了我國挖掘機市場的進入門檻， 挖機銷售價格近年來大幅下降約 20%-30%左右。國產(chǎn)挖掘機迎來了供量和銷量的大爆發(fā)，國產(chǎn)品牌挖掘機 銷量占比從 2009 年的 25.87%提升至 2022 年的 80%。目前在中國的小挖市場，恒立液壓的泵閥已占據(jù) 40% 的市場，中挖市場占有率達到 20%。根據(jù)國際流體動力協(xié)會統(tǒng)計，到 2020 年我國已經(jīng)成為全球最大的液壓 市場，中國市場占全球市場的份額從 2010 年的 26.93%躍升至 36.04%。
4.3、我國挖掘機主機廠的國產(chǎn)替代之路起步于小挖
進一步打開來看，挖掘機市場內(nèi)部結構持續(xù)優(yōu)化也是驅(qū)動挖機高增長的重要動力?；仡櫷诰驒C從跟隨到替代 再到國際化的全過程，有兩個行業(yè)內(nèi)部的結構變化趨勢值得深入研究，探尋其背后的啟示。
趨勢一：我國挖掘機主機廠的國產(chǎn)替代進口之路起步于小挖，中國小挖快速增長，占比快速提升，抗周 期性強。大挖、中挖和小挖，對應的液壓系統(tǒng)技術要求各為不同，其中大挖對液壓系統(tǒng)的要求最高，小 挖的要求最低。2010 年小挖（0-20t）/中挖（20-30t）/大挖（>30t）銷量占比分別為 40％/48％/12％。 以 2010 年小挖液壓系統(tǒng)取得自主突破為轉(zhuǎn)折點，2022 年 1-8 月這一比例為 65.78％/22.44％/11.78％。
趨勢二：以 2016 年更新替代驅(qū)動的挖掘機上行周期為起點，需求結構持續(xù)升級，小挖加速替代裝載機。 隨著國產(chǎn)化后小型挖機性價比快速提升，小挖對裝載機替代開始加速。挖掘機/裝載機銷量比從 2000 年 的 0.44 提升至 2014 年 0.89，從 2015 年開始這一趨勢進一步加速，2015-2022（1-4 月）年挖掘機與裝 載機銷量比分別為 1.32、1.54、1.83、2.11、1.91、2.50、2.44、2.38，挖機銷量遠高于裝載機銷量。
探究上述兩個趨勢背后動因，性價比、國產(chǎn)配套和下游需求為主要動力，驅(qū)動挖掘機行業(yè)穿越周期高增長。 下游行業(yè)高速增長期間，客戶通過嚴格的品控樹立口碑，進而搶占市場份額，此時客戶對于價格敏感度較低， 本土設備供應商較難以性價比優(yōu)勢切入。伴隨下行周期到來，下游進入“勝者為王”階段，此時成本控制成 為客戶首選要素，本土設備廠商高性價比產(chǎn)品迎來放量契機。
以 2010 年小挖自主技術突破為起點，隨著產(chǎn)業(yè)配套成熟，部分國產(chǎn)廠商技術及穩(wěn)定性與國際龍頭相差無幾， 迅速推出性價比極高的小挖產(chǎn)品。在 2011-2016 年行業(yè)下行周期，抓住替換試機機會打入供應鏈，一旦通過 驗證就可以憑借性價比、優(yōu)質(zhì)服務、快速響應等優(yōu)勢大規(guī)模替代進口。與此同時，行業(yè)下行周期低端產(chǎn)能不 斷出清，也為行業(yè)整體的結構升級夯實基礎。隨后，2016 年隨著下游行業(yè)景氣度持續(xù)攀升及人工成本持續(xù)上 升，結構升級需求逐漸顯現(xiàn)，具有自主配套優(yōu)勢的龍頭企業(yè)以更新替換為契機，大幅收割低端產(chǎn)能退出和國 外廠商市場份額，市場集中度和國產(chǎn)化率均大幅提升，驅(qū)動行業(yè)穿越周期。
4.3.1、小挖占比提升體現(xiàn)的是性價比制約下的降維替代
小挖占比提升體現(xiàn)的是性價比制約下的降維替代，是應對國內(nèi)低端產(chǎn)品紅海競爭和國外產(chǎn)品迭代升級價格戰(zhàn) 的殺手锏。挖掘機與裝載機同屬于土方機械范疇，且前者操作靈活、節(jié)約油耗。與最常用的 ZL50 型裝載機 （鏟斗額定載荷 5 噸）相比，6-8 噸小型挖掘機單位時間燃油消耗量（約 6 升每小時）僅為 50 型裝載機的 40％，價格為 50 型裝載機的 2/3，同時臺班費也較低。從投資回報期來看，我國挖掘機的投資回報期為 1.7 年，比裝載機短 0.7 年。從功能來看，挖掘機（13 噸以下）可替代裝載機的鏟運功能，但裝載機無法替代挖 掘機的深挖、拆除等功能，隨著液壓技術成熟和成本下降，十年間國產(chǎn)小型挖掘機價格至少下降 20％，性價 比大幅提高，加速替代裝載機。
4.3.2、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)配套成熟是國產(chǎn)加速替代的轉(zhuǎn)折點
挖掘機和裝載機國產(chǎn)化進程同時起步于 80 年代，但結果卻有天壤之別，其關鍵在于產(chǎn)業(yè)配套體系，特別是 核心零部件體系的國產(chǎn)化差異。裝載機由于技術含量比較低，其生產(chǎn)基本都是立足于國內(nèi)配套件廠或者主機 廠。2003 年我國裝載機的銷量約 5 萬臺，已占據(jù)世界全球裝載機總銷量的 50%。特別是 2008 年以來， 突破 17 萬臺，我國裝載機的產(chǎn)銷量已占據(jù)世界總銷量的三分之二，成為全球最大的裝載機產(chǎn)銷大國，國產(chǎn) 化的比例接近 100%。而在 2000 年以前，國內(nèi)挖掘機核心零部件體系還處于起步階段。2001 年國產(chǎn)挖掘 機銷量為 12397 臺，其中，外資品牌銷量占到 93%，自主品牌僅占 7%。直到 2010 年，以液壓系統(tǒng)為代表 的挖機核心零部件的突破，才給國產(chǎn)品牌發(fā)展帶來了前所未有的機遇，挖機國產(chǎn)化進程開始提速。
4.3.3、下游需求結構升級驅(qū)動行業(yè)穿越周期
下游需求結構升級驅(qū)動更新?lián)Q代，提供抗周期高增長動力。隨著液壓技術的普及，挖掘機制造成本下降，在很多工程建設場景中替代了其他土方設備（以推土機和裝載機為主）。在成熟的歐美日發(fā)達國家，挖掘機小 型化趨勢非常明朗，小型挖掘機以其小巧、靈活、多功能、高效的獨特優(yōu)勢，日益成為土方工程應用的理想 設備，用戶需求不斷擴大。
小型挖掘機可以替代各種功能單一、價格昂貴的專用機型，能夠替代很大部分的 人力，滿足多樣化小型化的需求。此外，液壓挖掘機生產(chǎn)邊際效益高于推土機和裝載機，企業(yè)更傾向于擴大 挖掘機的生產(chǎn)規(guī)模。上世紀 90 年代以來，日本挖掘機與裝載機的保有量比值穩(wěn)定在 5 倍左右，2012 年后加 速提升至近 8 倍?；乜次覈?，一方面人口外流使得我國農(nóng)村勞動力短缺問題加劇，農(nóng)村勞動力成本持續(xù)上升。 另一方面，我國持續(xù)推進的城鎮(zhèn)化進程和新農(nóng)村建設為可靠耐用的小型液壓挖掘機帶來了越來越大的市場需 求。2016-19 年中國小挖、微挖銷量年均復合增長率分別達 32％、36％。相比于中大挖，微、小挖由于需求 具有一定剛性，表現(xiàn)出更強的抗周期性。
5、α視角：五軸聯(lián)動數(shù)控機床有望演繹小挖行情
從近年來挖掘機銷量高增長和進口替代歷程來看，我們認為：五軸聯(lián)動數(shù)控機床之于金屬切削機床=小挖之 于挖掘機。套用以小挖為代表的挖掘機進口替代驅(qū)動因素框架，從性價比、產(chǎn)業(yè)配套和下游需求來看，我們 認為五軸聯(lián)動數(shù)控機床正處于爆發(fā)前夜，有望進入穿越周期的高速增長區(qū)間，創(chuàng)造α收益。
5.1、五軸聯(lián)動數(shù)控機床滲透率持續(xù)提升
性能： 五軸機床通過更高加工效率、更小占地面積與能耗帶來經(jīng)濟性，對三軸機床具有一定替代性。5 軸 加工中心刀具在 X、Y 和 Z 軸上線性移動，并可繞 X 和 Z 軸旋轉(zhuǎn)，可以從任何方向接近工件，同時進行 刀具直線運動，在整個路徑上都可保持最佳切削狀態(tài)；三軸加工由直線進給軸 X、Y、Z 進行加工，切削刀具 方向在沿著整個切削路徑運動過程中保持不變，刀尖的切削狀態(tài)不可能實時達到完美。
新產(chǎn)品更新周期縮短，成本被迫降低，傳統(tǒng)工藝不能滿足交期要求。從汽車工業(yè)開始，幾乎所有的工業(yè)領域 都面臨著提高交貨速度和降低生產(chǎn)成本的要求。在汽車制造業(yè)、家用電器行業(yè)、電子制造行業(yè)、紡織行業(yè)和 化妝品制造業(yè)的客戶，都期望得到最精良的產(chǎn)品以及盡可能短的交貨期。全球市場變化日新月異，為了及時 滿足市場要求，供應鏈成員企業(yè)越來越注重柔性和靈活性，在選擇合作伙伴時，將交貨期看作關鍵因素，往 往選擇那些能對市場需求進行快速反應的企業(yè)。而且，在全球供應鏈中，跨國公司紛紛實行“0 庫存管理” 和“JIT 生產(chǎn)”（JIT 的基本原則是在正確的時間，生產(chǎn)正確數(shù)量的零件或產(chǎn)品，即時生產(chǎn)），要求我國出口制 造企業(yè)的交貨周期越來越短、速度越來越快。
五軸聯(lián)動大幅提升加工效率和質(zhì)量。五軸可以從以下幾個角度提升工件的表面加工質(zhì)量：1） 使用長徑比較 短的刀具，提升加工穩(wěn)定性；2）減少放電的工藝，整個表面更均勻；3） 使用球刀的側(cè)刃加工，提升工件 表面質(zhì)量。用放電加工方法需要 6 個小時才能完成的部件，現(xiàn)在用五軸切削機床進行加工，只需要 77 分鐘。 五軸聯(lián)動數(shù)控機床加工效率相當于普通三軸機床的 2~3 倍。由于只需要一次裝夾，無需等待操作人員頻繁操 作，大幅縮減操作人員勞動強度。同時五軸機床還可以使用更短的刀具進行加工，提升系統(tǒng)剛性，減少刀具 的數(shù)量，避免了專用刀具的產(chǎn)生，大幅降低刀具成本。根據(jù)全球五軸機床龍頭德馬吉森精機披露數(shù)據(jù)，其使 用 10 臺五軸機床替換 50 臺立式五面加工機床，帶來了更高加工量、更小占地面積，并且節(jié)約能耗 42%。
價格方面：五軸機床高價格、高成本基于其采用的數(shù)控系統(tǒng)、擺頭等核心部件成本較高。目前國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、 功能部件技術成熟度不斷提升，隨著未來產(chǎn)量上升帶來的規(guī)模效應，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床成本將不斷降低。 以科德數(shù)控為例，其自研數(shù)控系統(tǒng)對外售價低于西門子 840D 平均價格的 50%。公司的五軸機床定價約為 國外可對標產(chǎn)品售價的 1/2 到 2/3。同時，公司針對民用領域客戶，打造了高性價比、高加工效率、高國產(chǎn) 化率的德創(chuàng)系列五軸機床，產(chǎn)品價格對標國外三軸機設備。全面的規(guī)格型號，能夠滿足民用市場對加工效率、 占地面積、節(jié)約人員等多樣化經(jīng)濟性需求。
5.2、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)配套已經(jīng)實現(xiàn)0到1突破
從技術成熟度和國內(nèi)產(chǎn)業(yè)配套來看，國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)從 0 到 1 突破。目前中國的機床行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了一批領 頭羊企業(yè)，中國與機床制造強國的差距也在逐漸減小。科德數(shù)控率先突破了高端五軸聯(lián)動加工中心，并且實 現(xiàn)了自主可控，公司各類型機床設備均配套自主研制的高檔數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、電機、電主軸、擺頭、轉(zhuǎn) 臺等關鍵功能部件，整機自主化率 85%，國產(chǎn)化率 95%。科德數(shù)控在代表復雜精密零件制造能力的五軸聯(lián) 動數(shù)控機床領域已經(jīng)實現(xiàn)批量銷售，且精度等性能指標不輸國外先進水平。
5.3、下游需求結構升級驅(qū)動從1到100
從下游應用看，更新?lián)Q代需求將提供抗周期動力，驅(qū)動行業(yè)從 1 到 100。新能源汽車、航空航天等領域?qū)Ω?端金屬切削機床需求旺盛，有望為國內(nèi)企業(yè)帶來成長機遇。五軸數(shù)控機床下游主要應用在航空航天、汽車、 軍工等領域。根據(jù) QY Research 數(shù)據(jù)，五軸機床在航空航天、汽車、軍工三個行業(yè)的銷量占比分別為 39.9%/24.3%/13.3%。其中汽車領域主要用于生產(chǎn)氣缸缸體以及汽車零部件；航空航天領域主要生產(chǎn)飛機葉 盤、發(fā)動機等精密零部件。
受加工需求精細化、復雜化、定制化驅(qū)動，機床更新?lián)Q代有望加速。目前大多數(shù)國內(nèi)制造企業(yè)所使用的機床 仍以 2-3 軸為主（有趣的是，挖掘機不僅底盤可以前后行走，上面的駕駛室，挖斗和大臂組成的工作機構也 可以繞著底盤旋轉(zhuǎn)，具有 5 個自由度；而裝載機裝載機的底盤為四輪驅(qū)動底盤，前輪可以拐彎，后輪為固定 軸橋，駕駛艙和工作裝置無法旋轉(zhuǎn)，只有 3 個自由度。挖掘機、裝載機結構上的差別與五軸、三軸機床十分 相似）。 且數(shù)控化率仍處于相對較低的水平，因此往往難以滿足日益增長的加工精細度需求?，F(xiàn)有設備的加 工水平與下游加工需求的不匹配，將推動機床的更新?lián)Q代加速。
6、五軸聯(lián)動數(shù)控機床市場空間測算
五軸聯(lián)動機床處于滲透率、市場集中度和國產(chǎn)化率三重驅(qū)動下的爆發(fā)式增長前夜。通常來說，一項新技術或 者一個新興產(chǎn)業(yè)，在滲透率達到 10%之前被稱之為導入期，發(fā)展相當緩慢。而一旦越過 10%這一閥值，發(fā) 展速度加快，進入成長期；而當滲透率超過 90%，則進入成熟期。由此預估，五軸聯(lián)動機床將在接下來較長 的一段時期內(nèi)隨著下游需求放量，維持持續(xù)高增長。參考小型挖掘機滲透率和國產(chǎn)化發(fā)展歷程，我們認為五 軸聯(lián)動機床滲透率當下時點類似與 2010 年小型挖掘機。與此同時，經(jīng)過始于 2012 年的金屬切削機床行業(yè)長 達 10 年的下行周期，行業(yè)已“過度出清”，市場格局和國產(chǎn)替代有望演繹挖掘機 2016 年后加速提升態(tài)勢。 即 2010 年開始的小挖滲透率快速提高疊加 2016 年開始的市場集中、國產(chǎn)化率的加速提升。
小挖滲透率年均提升 1.84 個百分點。因挖掘機與裝載機的替代關系，以挖掘機占兩者總銷量比重來測算挖 掘機滲透率，以小挖占挖掘機比例測算小挖滲透率。受益于 2010-2016 年間挖掘機替代裝載機以及小挖占比 快速提升，小挖滲透率從 16.96%提升至 33.65%，年均提升 2.78 個百分點；2016-2022 年小挖占比趨于穩(wěn) 定，小挖滲透率提升有所放緩，從 33.65%提升至 44.69%，年均提升 1.84 個百分點。
小挖國產(chǎn)化率年均提升 4.96 個百分點。以國產(chǎn)挖機銷量占比代表國產(chǎn)化率，受益于 2010 年之后供應小型挖 掘機的液壓系統(tǒng)國產(chǎn)化，2010-2016 年挖掘機國產(chǎn)化率從 28.3%提升至 50.20%，年均提升 3.65 個百分點； 2016-2022 年隨著供給側(cè)結構性改革深入推進，行業(yè)加速出清，行業(yè)集中度再創(chuàng)新高。收益于此，挖掘機國 產(chǎn)化率從 50.2%提升至 80%（假設 2022 年國產(chǎn)挖機占比 80%），年均提升 4.96 個百分點，國產(chǎn)替代伴隨市 場集中度提升呈現(xiàn)加速趨勢。行業(yè)龍頭三一重工市占率 2016-2022 年均提升 2.38 個百分點。三一重工挖機產(chǎn)品 2010、2016、2022 年市 場占有率為 6.50%、17.7%、32%（假設三一在 2022 年挖機占比市占率為 32%）。2010-2016 年以每年 1.86 個百分點提升。在經(jīng)歷 2012-2016 年行業(yè)下行出清階段后，龍頭市占率加速提升，2016-2022 年均提升 2.38 個百分點。
五軸聯(lián)動數(shù)控機場滲透率：根據(jù) MIR 數(shù)據(jù)：2021 年數(shù)控金屬切削機床的市場規(guī)模 679 億元。據(jù)觀研天下數(shù) 據(jù)，2021 年國內(nèi)五軸聯(lián)動數(shù)控機床市場規(guī)模 80.3 億元，占比達 11.83%，以此作為五軸聯(lián)動數(shù)控機床滲透 率預測起點值。 五軸聯(lián)動數(shù)控機床龍頭市占率：2020 年國產(chǎn)五軸聯(lián)動機床市占率前五廠商合計占比約 43%，單家廠商平均 占比約 8.6%，假設其 2021 年以挖掘機龍頭市占率提升速度 2.38%增長，則 2021 年行業(yè)龍頭市占率約為 10.98%。 五軸聯(lián)動數(shù)控機床國產(chǎn)化率：根據(jù)科德數(shù)控招股說明書：2019 年國產(chǎn)五軸加工中心銷售量為 780 臺，若以 每年 10%的增速增長，則 2021 年國產(chǎn)五軸加工中心銷售量約為 944 臺，對應五軸聯(lián)動數(shù)控機床國產(chǎn)化率約 為 17%。
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