1. 机床：现代工业发展的重要基石

1.1. 机床是制造机器的机器，在制造业中发挥重要作用

机床是制造机器的机器。机床是机械加工中的重要工具，一般通过切削、 钻孔、磨削、剪切等方式处理或加工金属或其他刚性材料。根据处理材 料的不同，机床包括金属加工机床、木工机床、特种机床等。目前与工 业生产制造关系更密切的主要是金属加工机床。

金属加工机床包括金属切削机床和金属成形机床。金属成形机床包括折 弯机、剪板机、冲床、锻压机床、激光加工机等。金属成形机床通过其 配套的模具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。金属切削机床是使用最广泛、数量最多的机床类别。金属切 削机床按照加工性质和所用刀具可以分为车床、铣床、刨床、磨床等。 随着数字控制系统在机床上的广泛应用，数控机床是目前机床高端化的 主要发展方向。数控机床能够根据数控系统，使机床按照系统要求自动 加工零件。 加工中心是具备多种加工性质的数控机床。加工中心具有自动交换加工 刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过 自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。由于加工中 心一次装夹可完成多种工序，因此加工中心相比一般数控机床具有误差 小、效率高等优点。加工中心根据结构不同可以分为立式加工中心、卧 式加工中心和龙门加工中心等。

机床下游应用广泛。机床产业链可分为上游、中游、下游三个环节。上 游环节包括原材料及零部件，主要是数控系统、传动系统以及机床主体 零部件等。中游包括各类机床，以金属切削机床和金属成形机床为主。 下游则广泛应用于汽车制造、航空航天、工程机械、模具制造、3C 电子、 电力设备、船舶、军工等行业。我们认为中国下游行业中，新能源车、 军工、精密模具、半导体、风电、光伏等行业景气度较好，会为中国机 床产业带来新的需求。

1.2. 机床应用广泛，金属切削机床是主要应用机型

机床下游应用广泛。机床产业链可分为上游、中游、下游三个环节。上 游环节包括原材料及零部件，主要是数控系统、传动系统以及机床主体 零部件等。中游包括各类机床，以金属切削机床和金属成形机床为主。 下游则广泛应用于汽车制造、航空航天、工程机械、模具制造、3C 电子、 电力设备、船舶、军工等行业。我们认为中国下游行业中，新能源车、 军工、精密模具、半导体、风电、光伏等行业景气度较好，会为中国机 床产业带来新的需求。

全球机床行业经历了连续下滑，在 2021 年快速复苏。根据 VDW 数据， 2021 年全球金属加工机床产值达到了 709 亿欧元，同比增长 20%。但 在此前全球机床行业经历了连续下滑。尤其受 2020 年疫情影响，全球 金属加工机床产值同比下滑接近 20%。

金属切削机床是使用最广泛、数量最多的机床类别。根据 VDW 数据， 2021年全球金属加工机床产值达到了709亿欧元，同比增长20%，其中， 全球金属切削机床产值为 501 亿欧元，同比增长 23%。金属成形机床产 值为 207 亿欧元，同比增长 12%。过去几年来，金属切削机床与金属成 形机床的产值比例基本维持在 7：3 的水平。

1.3. 中国机床行业集中度不断提升，但整体竞争格局仍然较 为分散

中国机床产业竞争格局分散。过去几年中国机床行业集中度不断提升， 但整体竞争格局仍然较为分散。据 MIR 测算，中国机床行业在 2020 年 CR10 仍不足 30%，2021 年 CR10 不足 40%，单一企业市场占有率不足 6%。过去以沈阳机床为代表的国有企业是机床行业的主导者。随着机床 技术和市场的不断革新，以创世纪为代表的民营企业后来居上。民营企 业逐渐成为中国机床行业的领导者。

五轴厂商竞争梯队明显，各有擅长方向。五轴加工中心的参与者主要分 三个竞争梯队。第一梯队为欧美系厂商，产品性能强精度高，稳定性强， 其中以 GROB 和 DMG MORI 为代表。第二梯队为内资厂商，BJJD 和 KEDE 作为代表，在系统软件研发和整机技术上渐渐成熟。第三梯队为 中国台湾厂商，如 QUICKJET、WELE、KEN 等，五轴非其主要业务， 出货量小。从主流厂商分析，各厂商擅长方向不同。北京精雕销量大幅 领先，单价较低，主销小型五轴精雕机（100-200 万左右）。GROB 出货 产品单价高（国产 300 万以上，进口 500 万以上）数量大，总金额排名 第一。DMG MORI 五轴机在国内航天军工领域知名度较高。 五轴市场国产量大价廉，未来市场仍有巨大空间。中国五轴市场国产销 量大，进口产品销售额高。中国五轴加工中心出货以立式为主，立式五 轴厂商集中度低于卧式厂商。产品结构方面，中国五轴出货以转台结构 为主，其次是双摆头和一摆一转。转台和双摆头多为立式，而一摆一转 则基本为卧式为主。下游行业以航天军工为主流，汽车行业规模巨大， 模具行业应用则逐步增加。数控系统方面，外资企业如西门子、发那科、 海德汉和三菱是龙头。

1.4. 五轴加工中心技术门槛最高，是国产机床主要突破的方 向

加工中心按联动轴数分类，可分为三轴加工中心、四轴加工中心和五轴 加工中心。5 轴联动是机床实现任意角度加工所需要的最少轴数，也是 实现空间任意曲面加工的必备技术。在 5 轴加工中心上，刀具在 X、Y 和 Z 轴上线性移动，并可绕 X 和 Z 轴旋转，以从任何方向接近工件。五轴 加工中心可以用来加工任意复杂曲面零件，包括叶轮、叶片、发电机转 子、涡轮转子等复杂曲面零件。

五轴加工中心具备高精度、高效率等优点，具备不可替代性。五轴加工 中心性能优越、稳定性强，单价较贵，是机床中技术难度最高的类别之 一。五轴机床加工精度较高，一般在 0.05mm 以上，部分先进机型加工 精度可到纳米级，从而满足高加工精度要求的工艺流程。对于高端制造 产业，对于加工难度、精度要求很高，因此五轴加工中心具备不可替代 性。主要优点包括：在一次设置中加工复杂形状以提高生产率；减少夹 具准备工作，节省时间；提高产量，缩短交付时间；工件不会跨多个机 床移动，因此能获得更高的零件精度； 能够使用更短的切削刀具以获 得更高的切削速度和更少的刀具振动；实现卓越的表面光洁度和更好的 零件质量。 五轴加工中心下游主要为汽车、航天军工、模具三大部分。汽车和航天 军工是五轴机床应用的最大下游，各占 30%和 25%。汽车上主要应用部 件是增压叶轮，缸体缸盖，变速箱等大壳体，其加工精度要求高，高端 机床需求量大。航天军工产业的叶轮叶片对五轴的依赖度较大。其次则 是精密模具中的复杂模具需要用到五轴机床，占 17%。通用机械应用占 比 10%以及其他下游应用占比 18%。

汽车行业：主要应用于汽车产线上，其次用于加工带斜孔或复杂曲面的 汽车零部件（涡轮增压器叶轮、汽车卡钳、轮向节、ABS 阀体）。汽车 行业主要考虑加工效率，因此高效率五轴如 SW(3+2)和 CHIRON（双主 轴）五轴均以高效而在汽车行业知名度高。工厂环境一般较差，偏好抗 干扰更强的设备。 航天军工：用于加工叶片、叶轮和机座，其他还有飞机翼板、翼肋、型 框等大型结构零部件，追求精度和质量。 精密模具：五轴适用于各行业的复杂精密模具加工，如汽车车身模具、 轮胎模具等。模具零件一般形状比较复杂，对表面的加工质量和加工精 度要求高。

2021 年中国五轴市场空间约 80 亿元人民币，2025 年有望达到 124.4 亿 元人民币。根据 QYResearch 数据，2021 年全球五轴数控机床市场规模 约为 74.8 亿美元，其中中国市场占全球比重约为 16.7%，对应市场空间 12.4 亿美元，折合人民币 80.3 亿元。

2. 行业前景：中国机床行业发展空间广阔，三大因 素驱动中长期增长

2.1. 长期驱动因素一：数控化率提升

数控机床大势所趋，市场需求与产业政策加速推进渗透。随着我国制造 业的发展和进步，市场上的产品规格不断丰富，市场对于高精度、高效 率切削的需求日趋旺盛。《中国制造 2025》提出从制造业大国向制造业 强国转变，最终实现制造业强国的目标，而机床是工业之母，是实施制 造强国战略的有力抓手，因而将高档数控机床列为大力推动突破发展的 重点领域之一，国家和有关部门陆续制定了一系列产业政策以支持数控 机床的发展。

近年来中国机床出口总量持续提升，进口数量有所下降，显示中国机床 行业发展较快，在国际上具备一定竞争力。尽管中国机床产值位居世界 第一，但是对比中国进出口机床单价发现，中国出口机床单价低，更多 是依靠低价格优势抢占市场份额。中国进口机床单价较高，说明中国高 端机床仍然依赖进口。尽管过去几年来，中国出口机床的单价不断提升， 但平均单价仍然仅为进口机床的 1/300。在数控机床方面，中国出口单 价有所提升，但与海外高端机床价格差距仍然较为明显。根据海关总署 数据，2021 年中国数控机床进口数量为 13,694 台，进口金额为 26.77 亿美元，进口均价为 19.55 万美元/台。2021 年中国数控机床出口数量 为 58,231 台，出口金额为 11.17 亿美元，出口均价为 1.92 万美元/台。 中国机床出口集中在中低端市场，高端数控机床进口依赖较大，技术水 平差异较大。

中国机床数控化率仍然较低，还有较大提升空间。根据 MIR 统计数据， 中国 2001-2020 年机床产量数控化率从 6.85%提升到 43.19%，提升明显。 但发达国家机床数控化率一般为 80%以上，说明中国机床数控化率仍然 较低，还有较大的提升空间。根据《中国制造 2025》规划，我国关键工 序数控化率在十四五期间将达到 50%。另外，中国中高端机床国产化率 仍有较大的提升空间。2018 年统计显示，高中低端机床国产化率分别为 10%、65%、80%，以五轴机床为主的高端机床国产化率较低。

机床核心零部件国产化率较低。机床的核心零部件包括数控系统、驱动 系统、传动系统、刀库以及结构等。数控系统：我国中低档数控系统基 本国产化，国内数控系统专业供应商包括华中数控、广州数控等。高档 数控系统，尤其是五轴联动数控系统仍被外资垄断，主机厂如科德数控、 北京精雕自产五轴联动数控系统配套使用。驱动系统：分为液压驱动（液 压泵阀、油缸）和电驱动（例如伺服驱动器和步进电机），全球龙头企 业包括日本发那科、安川，德国西门子，博世力士乐等。结构：钣焊件 和铸件影响机床稳定性，出于环保考虑，海外机床龙头普遍全球采购钣 焊件，结构部件的国产化率较高。传动：作为机床部件运动的载体，直 接影响加工精度。国内主机厂主轴自制比例愈发提升，然而在高端丝杆、 导轨、轴承等缺乏具备国际竞争力企业。刀库：国产刀具替代作用高于 机床本体，主要源于技术门槛相对较低，且消耗巨大。