機床與其他機器的主要區别在于，機床是制造機器的機器，同時也是制造機床本身的機器，因此機床又被稱為“工業母機”或“工具機”。

機床為裝備制造業提供生産設備，凡是對加工精度要求較高，表面粗糙度要求較細的零部件都需要通過機床加工。因此機床在制造業和國民經濟發展中具有舉足輕重的地位。#數控機床#

随着電子信息技術的發展，當前機床行業已進入以數控機床為代表産品的機電一體化時代。

數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床，較好地解決了複雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的發展方向。

國内數控機床産品結構主要由數控金屬切削機床、數控金屬成形機床、數控特種加工機床組成。其中，數控金屬切削機床規模最大，占總産品規模的53.20%，數控金屬成形機床和數控特種加工機床組成分别占總産品規模的28.50%、16.80%。

根據《中國制造2025規劃》，到2025 年，我國高檔數控機床與基礎制造裝備國内市場占有率目标将超過80%，高檔數控機床與基礎制造裝備總體進入世界強國行列。

機床行業具有明顯的周期性，機床的一般産品壽命約為10年，因此行業大約每7-10年為一個商業周期，新一輪周期從2009年開始，在2011年全球機床消費量和産值達到頂峰後回落，2019年全球機床消費821億美元，同比下降13.8%，目前全球行業仍然處于周期底部。

目前，我國處于産業結構的調整升級階段，先進制造業将逐步替代傳統制造業，作為工作母機的高性能數控機床的市場需求将大大增加。

數控機床相比于傳統機床，具備高精密、高速度、複合化、智能化、環保化的多重優勢，承載着工業現代化的特殊使命。

數控機床并非普通工業投資品，高檔數控機床及系統，如五軸聯動機床，直至現在仍被列在發達國家貿易限制清單，作為戰略物資限制關乎國家經濟、軍事、工業安全。

當前世界機床行業是一個完全競争的行業，主要機床大國包括中國、德國、日本、美國等國家。

中國機床行業起步晚，但整體發展迅速，近年來在技術、市場規模上都有顯著增長。根據CCID統計，中國數控機床市場規模2017-2020年分别為3030億元、3347億元、3270億元、4405億元。

但是與德、日、美相比，我國機床結構仍存在較大優化空間，數控化率提升是行業大趨勢，整體市場龐大且發展前景廣闊。

機床産業鍊上中下遊清晰，包括上遊基礎材料和零部件生産商、中遊機床本體制造商和下遊終端用戶。

上遊基礎材料和零部件生産商主要為機床制造商提供結構件（鑄鐵、鋼件等）、數控系統、驅動系統（驅動電機和驅動裝置）、傳動系統（導軌、絲杠、主軸等）、刀庫等組成，中遊是機床本體制造商，負責向終端用戶提供滿足其要求的各種機床或成套的集成産品；下遊用途十分廣泛，終端用戶主要是汽車、軍工、航天航空、船舶、石化、工程機械、消費電子等各類領域。

資料來源：國盛智科招股書，中金公司

上遊裝備部件作為數控機床的基本組成部分，其品質是數控機床等智能制造裝備産品性能和質量的重要保障。

其中，精密件、功能部件和數控系統市場結構穩定，價格波動不大，钣焊件和鑄件市場競争充分，價格波動主要來自生鐵、鋼材等原材料成本的推動。

我國功能部件行業的發展相對緩慢，産業化和專業化程度低，電主軸、滾珠絲杠、數控刀架、數控系統、伺服系統等雖已形成一定的生産規模，但受到技術限制，僅能滿足中低檔數控機床的配套需要，國産中高檔數控機床采用的功能部件仍嚴重依賴進口。光機、钣金等機床部件國産已經較為成熟。

由于進口機床價格昂貴、交貨期長等因素使得國産中高檔數控機床價格居高不下，嚴重影響了其市場競争力。

數控機床關鍵零部件供給格局：

資料來源：新時代證券

結構件

結構件中鑄鐵、鑄鋼件通過精加工形成機身、支柱等，成本占比25%左右。

鑄件與钣金零部件主要包括機床内外防護罩、伸縮護蓋、排屑機精密钣焊件、其他機床钣金小附件等。

數控系統

數控系統即CNC系統，通過編程實現金屬切削的命令産生和傳達，成本占比25~30%。

2020年，我國CNC數控系統市場規模達116億元，同比增長33%。2021-2022年我國CNC數控系統有望保持穩健增長。

計算機技術演化下，全球數控系統經曆了數控（NC）和計算機數控（CNC）時代。目前行業所指的“數控”均為計算機數控。

高檔數控系統算法複雜空間建模know-how、優化補償技術、可靠性、應用延展能力等構成數控系統重要門檻。除此之外，芯片、光纖通訊對系統性能提升也起到關鍵作用。

我國高檔數控系統長期被發那科、三菱、西門子、海德漢等外資企業所壟斷。這些龍頭企業均采用專用芯片，有多類型輸出信号供不同用戶需求之用，既可控制主機，也可控制機器人，及線上各部分物流的動作。

國内廠商科德數控、北京精雕自産五軸聯動數控系統配套使用，走在國産前列。華中數控、廣州數控等專業生産數控系統，用于機床、機器人等領域。

驅動系統

驅動系統将數控系統的控制信号轉化為相應的機械位移，分為液壓驅動（液壓泵閥、油缸）和電驅動（例如伺服驅動器和步進電機）兩類，成本占比約15%左右。

傳動系統

傳動系統是機床部件運動的載體，直接影響加工精度，我國機床企業主軸、絲杠等依賴外采，成本占比約為15%~20%。

機床主軸是數控機床最重要的核心零部件之一，集高轉速、高精度、高效率、高可靠性于一體，其技術水平的高低和質量的優劣直接決定和影響着機床的品質。

主軸分為機械主軸和電主軸兩類，機械主軸軸承一般需具備P4及以上級超精密度，國内軸承廠加工能力仍有較大差距；電主軸則是跨行業綜合技術的結合，包括精密制造技術，軸承技術，電機調速技術，功率40KW以上依賴進口。

國内電主軸以洛陽軸承研究所最為有名，民營如昊志機電在3C數控雕銑電主軸取代進口份額。

長期來看，高性能電主軸克服傳統機械主軸缺點，替代機械主軸是大勢所趨。

電主軸在數控機床中的位置與工作狀态：

資料來源：公開搜集

數控機床使用的滾珠絲杠，具備高效性能、精密定位、精密導向、對CNC指令反應快速等功能。國内絲杠企業存在産值規模小，運營不規範等特點，缺乏可與NSK、THK、Rexroth等比肩的知名企業。

功能部件

功能部件中包括刀庫（成本占比5%）、光栅尺（成本占比2%）和齒輪箱等。

我國嚴重依賴進口的刀具集中在航空航天、軍工、汽車發動機等領域，高端刀具進入門檻包括基體新材料的研發、塗層技術開發和應用、結構創新設計。

目前我國機床刀具市場相當分散，領先的外資企業包括山特維克（Coromant）、美國肯納（Kennameta）、日本京瓷（Kyocera）、伊斯卡（Iscar）等，内資品牌包括株洲鑽石（ZCC）、廈門金鹭、華銳精密和歐科億等。

作為典型的機電一體化産品，數控機床是機械技術與數控智能化的結合，可分為金屬切削（車削、銑削、镗、鑽、磨等）、成形機床（壓力機、剪闆機、折彎機等）、特種加工（電火花線切割機床、電火花成型機床等）、加工中心（多軸聯動、柔性加工單元）以及其他産品。

市場格局方面來看，第一梯隊為跨國公司及外資企業，由于品牌、技術等優勢，在高端市場占據主導地位。第二梯隊包括具備自主研發能力，掌握核心技術的國有企業或民營企業。第三梯隊是主攻低端産品市場的企業。

近年來，國内民營企業逐漸成長為主力軍，各家機床廠産品各有側重，形成高度分散的競争格局。

從國内市場看，部分制造商已經形成一定規模，并且在特定機床産品中形成了自身優勢。目前中國已出現包括海天精工、創世紀、國盛智科、科德數控、浙海德曼在内的十餘家主機廠上市公司。其中創世紀以鑽攻中心和立式加工為優勢産品，秦川機床在車床市場具備優勢，海天精工則立足于生産各類加工中心，亞威股份在成形機床市場中占據較強的優勢。

2020年中國主要機床制造商比較:

資料來源：各公司公告，民生證券

從全市場看，創世紀、秦川機床、海天精工、紐威數控和亞威股份市占率位居前五，分别為2.85%、1.57%、1.47%、1.06%和0.98%，上市公司CR5預測市占率僅為7.81%，不足10%，行業集中度極度分散。

從數控機床下遊領域來看，電子、軍工等領域需求旺盛，疊加格局優化後的國産替代提速。

一方面中美貿易戰背景下高端機床進口受限，創世紀、海天精工、潤星科技等民營機床企業打開空間，使得國産替代提速；另一方面，航天軍工、3C電子（5G 蘋果）、工程機械、模具（防疫相關帶動）的機床需求旺盛，成為順周期複蘇的增長亮點。另外機床第一大應用下遊的汽車行業疫情後也快速恢複，帶動機床需求。

中國數控機床行業自上世紀90 年代末快速發展至今，已經由過去的開發增量發展到現在的優化存量階段，比如近年來對數控機床需求占比最大的汽車、航空航天和模具等領域都向着輕質化、多構型化及低成本制造等方面發展，新材料的運用越來越廣泛，對數控機床的加工能力也提出越來越高的要求。

但是我國數控機床行業存在明顯的供需矛盾，主要體現在低檔數控機床的産能過剩和高檔數控機床的供應不足而導緻供給側結構性失衡。

根據中國産業研究院統計，我國低端數控系統及零部件已基本實現國産化，但中高端機床在穩定性、加工效率、壽命仍有差距。我國高端數控機床國産化率僅為6%，中/低檔機床國産化率已達到65%/82%。

随着下遊産業的不斷升級發展，對機床加工精度和精度穩定性等要求越來越高，中高端産品的需求日益凸顯，更新升級需求大。中國機床市場結構升級将向自動化成套、客戶定制化和普遍的換擋升級方向發展，産品由普通機床向數控機床、由低檔數控機床向中高檔數控機床升級，有望進一步向高端化、集成化、服務化、自主化方向發展。

在國産中高檔數控機床在存量更新、進口替代以及下遊行業景氣的大背景下，行業整體有望迎來加速發展。

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