工業母機概念早盤飆漲，板塊內個股掀起漲停潮，創世紀、科德數控、春暉智控、華辰裝備、浙海德曼等近10股20%漲停，另有華東數控、德恩精工、力星股份 、海天精工逾20股漲?；驖q超10%，主營業務為軸承及機床的研產銷的ST天馬也出現漲停，近期股價表現出色。

“工業母機”為什么突然就火了?消息面上，近日國資委黨委召開會議指出，要把科技創新擺在更加突出的位置，推動中央企業主動融入國家基礎研究、應用基礎研究創新體系，針對工業母機、高端芯片、新材料、新能源汽車等加強關鍵核心技術攻關，努力打造原創技術“策源地”，肩負起產業鏈“鏈主”責任，開展補鏈強鏈專項行動，加強上下游產業協同，積極帶動中小微企業發展。

所以國內“工業母機”發展近況如何?其產業鏈重要性體現在哪?國內外競爭格局情況是怎樣的?帶著問題，我們來看看“工業母機”。

機床被稱為“工業母機”，是工業生產最重要的工具之一。機床行業的上游主要是基礎材料及零部件，其中包括結構件、鑄鐵、鋼鐵、數控系統、驅動系統、傳動系統等。

圖表：機床上下游產業鏈

機床種類眾多，金屬切削機床使用最廣泛。根據材料成形方式，機床主要可以分為 金屬切削機床、金屬成形機床、鑄造機械、木工機械、機床附件、工量具及量儀、 磨料磨具和其他金屬加工機械八個子行業。其中，金屬切削機床是使用最廣泛、數 量最多的機床類別。一般而言，狹義上的機床便是指金屬切削機床。金屬切削機床是指用切削、磨削或特種加工方法加工各種金屬工件，使之獲得所要求的幾何形狀、 尺寸精度和表面質量的機床。

根據機床控制系統分類，機床主要可以分為傳統機床及數控精密機床兩類。數控機床是指裝有程序控制系統的自動化機床。

數控機床按加工方式又可以分為普通數控機床和加工中心兩類，普通數控機床一般指在加工工藝過程中的一個工序上實現數字控制的自動化機床，如數控銑床、數控車床、數控鉆床、數控磨床與數控齒輪加工機床等。普通數控機床在自動化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。

加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數控機床，它將數控銑床、數控鏜床、數控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工面進行銑、鏜、鉆、擴、鉸及攻螺紋等多工序加工。由于加工中心能有效地避免由于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產品更換頻繁、零件形狀復雜、精度要求高、生產批量不大而生產周期短的產品。

圖表：機床分類

數控機床核心零部件介紹

數控機床主要由結構件(鑄件、鈑金件)、數控系統、驅動系統(主軸驅動單元、 進給單元、主軸電機)、傳動系統(主軸、絲杠、導軌)、刀庫、刀塔及組件等構 成。

結構件經過加工后形成床體和防護系統等，是數控機床的框架;

數控系統是控制核心，通過編程實現金屬切削的命令產生和傳達;

驅動系統執行數控系統的命令，實現機床部件的運動;

傳動系統主要包括主軸、絲杠、導軌等部件，主軸和絲杠都是數控機床的運動傳遞部件，主軸把旋轉轉化為刀具的切削，絲杠將電機旋轉轉化為工件的直線運動或旋轉運動，導軌起到支撐作用;

刀庫、刀塔及組件實現自動更換刀具的功能。

根據海天精工招股書，結構件、數控系統、驅控系統、傳動系統、刀庫、刀塔及組件的成本占數控機床總成本的比例分別為35%、22%、13%、 20%、5%。

隨著世界智能制造裝備技術的快速發展，高精、高速、高效、高穩定性成為數控機 床的主要衡量指標，構成行業現階段的技術研發的焦點。精度決定了加工產品的質 量，速度和加工效率決定了加工生產能力，穩定性則決定了裝備性能的無故障保持 能力。主軸、刀庫、刀塔、刀具、數控系統、導軌、絲杠對數控機床的精度、速度、 效率、穩定性有著決定性影響，是數控機床的核心零部件。

圖表：核心零部件對數控機床的影響

機床核心零部件國內外發展現狀

數控系統：目前高端數控系統大部分來源于進口，如西門子、發那科、海德漢、三 菱等品牌。根據《2019-2025年中國數控系統行業市場研究及發展前景預測報告》，目前國際市場上，中、高檔數控系統專業生產已逐漸集中到日本發那科和德國西門子兩家企業，這兩家企業在中、高檔數控系統產業的市場占有率高達80%，它們擁有控制高速、高精加工的關鍵技術，其產品能與機床進行較好的匹配。我國數控系統技術的發展還無法完全滿足高端機床的應用。盡管五軸聯動系統已有華中數控、科德數控實現國產化，部分核心參數與國外數控系統接近，但由于可靠性還需時間驗證，短期內仍需要進口，國內企業往往不得不接受高昂的價格。

然而，我們不能否認近年來國內企業在數控系統方面取得了長足進步，行業也涌現 出了一批較具競爭力的龍頭企業。根據國家科技重大專項“高檔數控機床與基礎制造 裝備”專項成果發布會的數據顯示，2016年,數控機床專項支持研發的高檔數控系統 已累計銷售1000余套,國內市場占有率由專項啟動前的不足1%提高到了5%左右。中檔數控系統實現了批量生產，國內市場占有率從10%提高到25%。

以科德數控的GNC60數控系統為例，在基本功能上，核心參數和系統功能與外資產 品基本相當;在硬件構架上，GNC60資源及開放性優于外資產品;在價格上，GNC60 同等功能配置售價更低。但高檔數控機床方面，五軸聯動數控機床其他關鍵部件存在“卡脖子”情況，部分核心關鍵部件的加工精度、可靠性不足，數控系統功能也相對落后。

主軸：主軸是機床上帶動工件或刀具旋轉從而實現機床切削加工的核心部件，分為 機械主軸及電主軸。機械主軸使用較早，特點為轉速低、切削能力強、精度低，電 主軸為近些年來新興技術，特點為轉速高、精度高、體積小、適應性強。近幾年來， 日本的馬扎克、德國的德瑪吉等高端機床制造企業，產品全部標配電主軸，可見未來電主軸替代傳統機械主軸將是數控機床主軸發展的主要趨勢。主軸是機床實現高 速化的重要保障，是傳遞動力實現切削的核心部件。

目前，全球主軸行業領先企業主要集中在歐洲、日本等地，其中歐洲的領先電主軸制造商憑借強大的研發實力、優異的產品性能、悠久的生產歷史和較好的業績口碑， 在電主軸的不同應用領域均占據了重要市場份額，代表了各自領域的世界最高水平， 其中比較著名的有瑞士FISCHER公司、德國Kessler公司、英國西風等。國內目前能生產高品質的主軸的公司不斷增加，涌現出了國機精工、昊志機電等民營企業，國產主軸可以部分替代進口主軸。我國企業未來還應該加強主軸速度、功率和扭矩等方面的研發。

絲杠和導軌：在機床領域，絲杠和導軌部件所占比例較小，因此行業規模偏小，核 心技術少，設計制造基礎薄弱，研發和技改投入能力不足。另外，隨著國內機床市 場的開放，進口產品依靠先進成熟技術、規?；a和質量穩定等優勢，對國產滾 動功能部件行業造成了較大的沖擊，比如日本THK公司產品。

但近幾年，國產品牌也取得了一定的突破，產業規模不斷擴大，品種規格不斷豐富，新產品開發和進入市場的速度明顯加快，產品的技術參數和指標越來越接近或達到國際先進水平。根據第三屆滾動功能部件用戶調查結果發布會暨行業發展圓桌論壇的數據顯示，到2020年末，國產滾動功能部件技術突飛猛進，批量產品達到國際中高端產品水平，其中高速性能可達60m/min以上，可靠性指標MTBF>15000h，精度保持性指標T> 4000h，能夠滿足國產高端機床性能指標要求。

刀庫、刀塔：數控車床尤其是高端數控車床的刀庫、刀塔沒有形成成熟和完整的商 業化產業鏈。以日本馬扎克為代表的國外絕大部分數控機床制造商刀庫、刀塔部件 均為自主生產。以配套或者外購以上核心部件實現車床精度和可靠性在行業競爭中 無法獲得顯著優勢，一方面技術受限于核心部件生產方，另一方面產品成本難于控 制。我國數控車床企業經過多年發展，在換刀時間、刀庫容量等核心參數方面與國 外產品大致相當。

刀具：在刀具行業中，按照發展階段、技術水平、市場策略等差異，可以將刀具企 業分為三類：歐美企業、日韓企業和中國本土企業。

以山特維克集團、肯納金屬集團等為代表的具有全球領導地位的歐美刀具制造商技 術實力雄厚，產品系列豐富，以開展切削加工整體解決方案為主。在高端應用市場， 尤其是航空航天、軍工領域，歐美企業與其他競爭對手拉開差距。但是這類企業存 在價格昂貴、交貨周期長的問題，國內用戶以大中型企業、外資企業為主。近年來 我國引進歐美先進機床數量增多，歐美刀具在華銷售額在增長。

以日本三菱、日本泰珂洛、韓國特固克等為代表的日韓刀具企業，尤其是日系刀具， 在我國進口刀具中的占比最大。日韓企業的市場策略以批發為主，在國內五金批發 市場非常普遍，產品價格略貴于國產刀具。

國內刀具企業數量眾多，競爭實力差距大，大部分以生產傳統刀具為主。近年來， 隨著我國制造業升級，我國刀具企業正在進行產品結構調整，部分優秀企業的研發 成果在市場競爭中得到檢驗，比如華銳精密、歐科億、株洲鉆石等。國內企業主要 通過差異化的產品策略和價格優勢來挖掘細分市場的份額，并逐步積累自身技術實 力，對頭部企業形成追趕之勢。整個切削刀具市場形成了歐美、日韓刀具企業在中高端刀具領域壟斷競爭、國內刀具企業在細分領域逐步追趕的競爭格局。但是我國 企業面臨的實際挑戰短期內不會改變，即“我國制造業轉型升級急需的現代高效刀具 供應服務能力嚴重不足，低端標準工量具產能過剩”。

圖表：機床核心零部件供應商

機床的一般產品壽命約為10年，在2011年全球機床消費量和產值達到頂峰后回落， 此后進入長達十年的下行周期。根據NTMA統計，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。根據Gardner Intelligence統計，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。但是根據國內情況，PMI已經連續12個月位于榮枯線之上，金屬切削機床2020年產量也相比上一年回升?？紤]到機床行業以10年為周期，而上一輪在2011年達到頂峰， 2020年或成為新一輪周期的起點。

國內機床行業兼并重組序幕已然拉開，競爭格局有望持續優化。2019年4月和12月， 中國通用技術集團相繼對大連機床集團和沈陽機床集團實施重組，標志著國內機床行業加速整合的大幕已然拉開。更新換代迎來高峰。在需求最旺盛的2010-2012三年中，金屬切削機床共生產238萬臺，金屬成形機床共生產72萬臺，這部分都是潛在的更新需求。在10年后的今天， 國內機床行業迎來存量替換高峰。

全球機床千億美元市場，中國是最大生產和消費國

根據Gardner公司數據，2019年全球機床消費為821億美元，減少131億美元，同比 下降13.8%，是2010年以來最低點。與消費類似，2019年全球機床產量為842億美 元，減少129億美元，同比下降13.3%，也是2010年以來的最低水平，目前全球機床 行業仍處于周期底部。根據NTMA發布的《世界機床報告顯示制造業向北美轉移》，全球機床市場2011年以來的萎縮大部分歸因于中國。2019年中國機床消費額為223億美元，減少了64億 美元，占全球減少總額的近一半;2019年中國機床產量為194億美元，減少了46億 美元，過去8年中，中國機床有6年產量下降。

我國自2009年以來一直穩居世界第一大機床生產國、消費國和進口國。2019年我國機床生產總額為194.2億美元， 全球占比23.10%，機床消費總額為223億美元，全球占比27.16%。

“大而不強”，高端領域缺乏核心競爭力

日德美占據龍頭地位，我國機床行業“大而不強”。從企業盈利方面來看，機床企業巨頭多聚集在日德美三國。日本機床龍頭企業山崎馬扎克2019年營 業收入359.04億元，而我國營業收入最高的10家機床企業2019年營業收入之和僅為 112.54億元，為山崎馬扎克一家營業收入的31.34%，我國機床企業盈利能力遠遠低于海外巨頭。

圖表：2019年國內機床企業與和海外機床企業對比

從進出口結構方面來說，我國雖然已成為世界最大的機床進口國以及最大的出口國 之一，但進出口產品結構存在較大差異。2018年我國數控機床進口中 數控鍛造或沖壓機床、立式加工中心占據了84%，而出口產品中數控臥式機床、數 控彎曲折疊或矯平機占據了55%，體現出我國出口產品技術含量仍較低。

從產品價格角度來看，進口機床產品均價遠遠高于出口產品均價。2019年12月我國 金屬加工機床進口均價為12.39萬美元，數控機床進口均價為28.38萬美元，而我國 出口的金屬加工機床均價則只有326.45美元，兩者差距巨大。

對于中低檔數控機床而言，機械電氣部件以及數控系統現已基本能夠實現國產化， 各類部件均有多個供應商配套供應，基本不存在“卡脖子”問題，國內數控機床先進企業實現國產化產品性能、質量與國際先進企業相比無明顯差異。

對于高檔數控機床而言，從國內高端數控機床以及配套供應鏈發育程度來看，除五 軸聯動數控機床部分部件存在“卡脖子”以外，其他高端數控機床部件以及數控系統基本能夠實現國產化，但部分核心關鍵部件的加工精度、可靠性不足以及數控系 統功能相對落后，國產化數控機床的性能、質量暫無法達到國外先進企業水平。

我們應該看到，數控機床核心零部件國產化是一個動態過程，不可能一蹴而就，只 能逐步實現。我們不應該忽視國內制造商近些年做出的努力與取得的成就。以科德 數控為例，數控系統、伺服驅動器、電機、主軸、雙軸轉臺、刀庫實現全部自制， 只有導軌、絲杠和傳感器部分自制或外購，這表明數控機床零件國產化在加速。

國內企業競爭力逐步增強。選取國內科德數控公司和國外哈默、米克朗、德瑪吉和 大隈類似產品進行對比，可以發現科德數控主軸轉速達到18000ppm，超過選取樣本德平均值15000ppm，達到國際先進水平;X行程達到800mm，與國外差異不大;XYZ定位精度/重復定位精度達到0.005mm/0.003mm，AC定位精度/重復定位精度達 到5”/3”，是樣本中精度最高的機床。

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著輕質化、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，我國機床行業已經形成了以中、低檔機床為主的生產體系，由于低檔數控機床行業門檻低，進入企業眾多，而近幾年低檔數控機床市場有效需求不足，該領域已經出現產能過剩的現象。

另一方面，中國制造業正處于“兩化”融合發展、推動產業結構調整升級的關鍵時 期，以中高檔數控機床為核心的智能制造裝備產業在中國產業結構調整、工業兩化 融合發展中發揮重要作用。隨著國民經濟的發展以及產業結構的升級，中高檔數控機床的應用愈發普及，產品需求越來越大，供給卻難以滿足需求。

低端產品貿易增加值低，向高端轉型刻不容緩。我國機床行業的供給仍以低端產品 為主，低端產品供應能力明顯過剩，而高端產品供應明顯不足。根據前瞻產業研究 院發布的《2019年中國數控機床行業競爭格局及發展前景分析》，2018年我國低檔 數控機床國產化率為82%，基本實現了國產化;中檔數控機床國產化率為65%，處 于比較低的水平;高檔數控機床國產化率僅為6%，主要依靠進口。

圖表：我國不同數控機床產品國產化率(%)

我國新增機床數控化率近年來整體保持著穩定增長，主要與產業轉型升級有關。隨著加工產品的結構復雜化、加工精度要求的 不斷提高以及生產效率的提升，我國機床設備正逐步從傳統普通機床向數控機床過度。我國新增金屬切削機床數控化率從 2012年的26%提升到2020年的43%。根據 《中國制造2025》規劃，預計我國關鍵工序數控化率在十四五期間達到50%，而目前發達國家機床數控化率一般為80%以上，相對而言，我國金屬切削機床的數控化程度的提升空間很大。

資料來源：廣發證券