机床行业专题报告：三重逻辑打开机床行业向上空间

一、机床行业：国之重器，千亿规模，周期向上

（一）机床：工业母机，国之重器

机床是装备制造业的母机，是先进制造技术的载体，广泛应用在机械制造、汽车、电力设备、铁路机 车、船舶、国防工业、航空航天、石油化工、工程机械、电子信息技术工业等行业。机床是将金属毛坯件 加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称机床。 现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡 属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中列举了“航空、卫星、轨道交通设备、海工 装备和智能制造装备”5种高端装备，而智能制造装备包括精密和智能仪器仪表、智能控制系统、高档数 控机床、智能专用装备、自动化成套生产线 6 大类产品。振兴装备制造业，首先要振兴机床工业。机床是 一个国家装备制造的根本，被誉为制造之母，其技术水平代表着一个国家的综合竞争力。高端机床更是一 个国家的战略资源，也可以笼统的说机床的水平就代表着国家制造的水平。从生活用品到汽车、铁路、风 电、核电、船舶制造、航空运输等行业，都离不开机床。

基于材料定型方式，机床主要分为金属成形机床和金属切削机床。金属成形机床利用压力实现金属体 或金属板成形，或进行分割、剪切、折弯等冲压处理，也被称为锻压机械。金属切削机床利用切割、磨削 或其他特殊处理方式加工金属，包括车床、加工中心（铣床）、磨床、钻床、镗床、刨床、冲床等。加工中 心由数控铣床发展而来，增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、 铰削和攻丝等多种工序的集中加工。加工中心又可分为立式加工中心、卧式加工中心和龙门式加工中心三 种类型。其中立式加工中心主要为三轴联动机床，用于平面类型的加工；卧式加工机床多为四轴/五轴联动， 被称为多刀具和多功能机器，用于加工重型复杂形状的工件；龙门式加工中心用于加工大型或重型零件， 广泛应用于航空、汽车、精密成型等行业。 基于选择/移动控制方式，可将机床分为传统机床和数控机床。传统机床是以非自动化方式加工材料的 机床，数控机床则是配备了数控系统的自动化机床，依据图纸要求的形状和尺寸自动加工零件。纵观世界 各国，日本机床数控化率维持在 80%以上,美国和德国机床数控化率均超过 70%。我国机床数控化率仍有较 大提升空间。随着政策对高端制造业的倾斜，数控机床占比有望稳步提升。

基于机床性能，可分类为高中低档机床。数控机床的档次是相对的、动态的概念。关于中高档数控机 床的划分标准目前尚不存在主管部门拟定、行业普遍认可、企业遵照执行的统一的权威性界定。根据中国 制造 2025《重点领域技术路线图（2015 年版）》中的定义，高档数控机床是指具有高速、精密、智能、复 合、多轴联动、网络通信等功能的数控机床。目前我国中高端机床仍然依赖进口，今年以来，推动工业母 机发展的利好政策频出，不仅在宏观层面支持工业母机产业发展，微观层面税收抵减扣除政策更进一步驱 动机床企业加大研发投入，实现我国工业母机产业链着整体向高端化发展。

（二）典型特征：市场规模大，周期性强

机床行业具备市场规模大和周期属性强两大典型特征。根据 Gardner Intelligence 的数据，2022 年中 国机床消费额为 274 亿美元（约 1800 亿人民币），全球机床消费额约为 795 亿美元（约 5300 亿人民币）， 中国消费额占全球的约 34%，是全球第一大机床生产国和消费国。 机床行业是一个典型的周期性行业，当前大周期（更新周期）向上，小周期（库存周期）逐步见底回 升。机床的一般产品寿命约为 10 年，因此行业大约每 7-10 年为一个商业周期，历史上全球消费规模 1983 年、1993 年、2003 年、2013 年均为阶段性低点。从 10 年的大周期来看，2020 年全球机床总消费 668.17 亿美元，中国机床消费金额 213.16 亿美元，处于近 10 年最低位，中国及全球市场从 2021 年开始复苏， 2021 年机床消费显著提升，分别同比增长 19.73%和 31.46%。2022 年受宏观经济形势、疫情等因素影响， 机床消费金额有所回落，中国和全球消费金额分别为 274 亿美元和 795 亿美元。机床行业目前仍处于底部 回升阶段。中国机床消费占全球比重在 2019 年下降到低位 27.16%后，近三年稳步上升，2022 年达到 34%。

从小周期维度来看，与注塑机、机器人、激光、工控、通用减速机等通用自动化行业一致，背后是制 造业投资的小周期。小周期维度 3-4 年一轮周期，2019 年、2015 年、2012 年、2009 年均为小周期低点。 2022 年以来我国工业企业持续处于去库存状态，PPI 同比和库存同比整体呈下降趋势。今年 8 月以来，我 国工业企业库存同比增速回升，PPI 降幅收窄，工业企业利润增速大幅回正，各项数据表明我国库存周期 拐点已初步显现。从机床产量来看，2023 年 1-11 月我国金属切削机床累计产量 60 万台，同比增长 7.3%， 其中 10 月单月产量 6 万台，同比增长 21.3%，保持较快增长。

目前中国机床行业处于大、小周期底部回升的交织阶段。展望未来 3-5 年，一方面借力国家十四五规 划，以高端制造业为导向的制造升级趋势下国内机床消费市场有望持续提升，另一方面国产机床企业技术 进步将进一步打开出口市场。 近年来，新一轮科技革命蓬勃兴起，我国经济面临转型压力，全球产业链面临结构重塑和重新布局， 中国产业链面临“卡脖子”“断点”“堵点”等困境，供应链安全性问题日益凸显。数控机床技术壁垒高、 技术迭代速度慢、规模效应不明显，存在典型的市场失灵和产业政策失灵的问题，中高端市场基本被国外 企业垄断，国产替代空间广阔，自主可控大势所趋。

（三）发展历程：从“十八罗汉”到民企崛起

1、中国机床行业发展的五大阶段

中国机床历经从无到有的起步探索阶段，改革开放后的发展阶段，新世纪伊始的高速增长阶段，以及 行业格局动荡的下行阶段，直到如今整机及核心零部件国产化水平逐渐提升，数控化作为行业的升级趋势 发展空间广阔，新周期已启动，国产机床逐步迈向世界舞台。

（1）起步探索阶段（1949-1978）

1949 年之前，我国没有真正的机床工业。直到 1952 年，美国制造出了世界上第一台数控机床。在苏 联的援助下，我国建立了一批国有机床企业，被称为“十八罗汉”，这奠定了中国机床制造业以及整个工业 的基础。 社会主义改造基本完成以后，中国共产党领导全国各族人民开始转入全面的大规模社会主义建设。 1958~1978 年，中国机床工具工业也展开了大规模建设，1958 年，在中苏关系紧张的背景下，我国展开了 大规模的工业迁移计划——“三线建设”，同时也开始发展数控机床等高精度精密机床。1960 年成立了国 家高精度精密机床规划领导小组，负责具体指导和推动高精度精密机床的发展，并使得我国在精密机床制 造方面取得重要进展。1972~1976 年间，数控系统、打孔机、滚珠丝杠、数控刀杆等开始提供商品。从 1972~1979 年，共生产数控机床 4180 台，其中 90%是数控线切割机床。 在此期间，美国将重点放在研究高精尖技术上；德国则从 60、70 年代开始逐步领先全球数控机床技术； 日本于 1978 年超过美国成为世界最大产量国，并继续加强科研和高性能数控机床的发展。而由于受限于国 内外形势半封闭状态下，我国数控机床研制工作遇到困难，技术更新发展也有所停滞。

（2）市场化转型阶段（1979-1998）

随着 1978 年的改革开放，中国机床行业也迎来了转型和发展的阶段。1983 年 2 月 10 日，机械工业部 发出《机械工业贯彻计划经济为主，市场调节为辅原则的试行办法》，将单一的指令性计划改为三种计划形 式。到上世纪 90 年代中期，机床工具产品全部敞开，从而走向市场化。其间，也开启了国内机床厂与境外 机床工具企业间的合作。通过引进数控系统和主机研发技术，及与国外公司联合设计，我国制造出了自己 的数控机床。 进入 20 世纪 80 年代以后，国家对机床工具企业技术改造的投入逐年增多。通过技改，行业的产品开 发能力、制造能力得以加强，管理水平逐步提高，适应市场经济的能力逐渐增强。1988 年，机床工具工业 协会成立，并且国有机床企业不断整合，这使得我国的机床行业在技术水平和运作方面取得了很大的提升。

此阶段，西方发达国家的机床工业已经全面进入数控机床时代，而我国的数控技术发展仍然处于起步 阶段，中西之间的差距明显扩大。

（3）高速增长阶段（1998-2011）

受亚洲金融风暴影响，市场需求不振，更因我国机床工具行业存在结构性矛盾，国内市场占有率逐年 下降。到上世纪 90 年代末，国产机床市场占有率大幅下降，企业亏损面扩大。面对严峻的生存发展挑战， 国家为支持国内机床工业摆脱困境，开启转型升级之路，于 1998 年 10 月出台由财政部、国家税务总局共 同发布的关于数控机床产品增值税先征后返的优惠政策——《关于数控机床产品增值税先征后返问题的通 知》（财税字[1998]70 号）。该政策实行了 10 年，既有利于鼓励企业推进科技创新成果产业化，提高国产中 高档数控机床的市场占有率和核心竞争力，又贯彻普惠和公平原则，受到机床企业普遍欢迎。到 2000 年， 我国数控机床品种达 1500 种，研发出五轴联动加工中心并可投入市场。 进入 21 世纪，我国开启经济高速增长时期，中国机床行业也迎来飞跃，外资品牌大量进入、民营企业 萌芽。沈阳机床厂、大连机床厂、重庆机床等国营机床企业大举并购欧洲的先进机床厂商，我国也在 2009 年首次成为全球第一大机床生产国。2009 年，对于中国机床发展具有重要意义和作用的 04 专项正式启动， 由此产生了一大批高档数控机床和基础制造装备。

（4）下行阶段（2012-2019）

2012 年以来，受下游行业需求萎缩影响，我国机床行业进入下行周期。由于产品同质化日趋严重，缺 乏核心技术，并购失败等多重原因，国营企业逐步退出历史舞台，行业格局出清。与此同时，随着我国经 济进入转型升级新常态，一批新兴的民营机床企业脱颖而出。回溯到上世纪末，特别是 2000 年以来，我国 3C 产品、家用电器和汽车零部件制造业快速发展，对加工机床需求急速上升，由此造就了一大批新兴民营 机床企业迅速崛起，成为机床行业新的增长极和行业新生力量。

（5）转型升级，周期向上（2019-）

2019 年库存周期低点过后，机床产业逐步复苏，2022、2023 年左右受下一个基钦周期低点与朱格拉 周期低点共振作用，金属切削机床生产扩大略微受挫。随技术创新、数控机床普及、自主品牌建设、国产 迈向高端市场、疫情后国际合作与开放的恢复、大小周期触底上升等因素加持，未来行业趋势稳中向好。

2、机床行业从“十八罗汉”到民企崛起的产业变迁

我国早在“一五”时期就开始布局机床工业，在机床行业发展出了 18 家具有代表性的重点骨干企业， 被称为“十八罗汉”，和“七所一院”共同建立起我国较完整的机床工具产业和科研体系。同时，随着国家 的发展和国外机床技术的引入，机床企业也逐渐壮大，在技术领域有了大量的积累和进步，为改革开放后 制造业的快速发展奠定了基础。改革开放后，机械工业部推动这18 家机床国企与美、日、德等进行技术合 作。2000 年后，伴随中国制造业的振兴，“十八罗汉”迅速壮大、纷纷发起海外并购潮。2011 年起，随着 全球经济陷入低迷，中国经济持续走低，中国机床产业开始掉头向下。由于缺乏核心技术，国内企业长期 被挤压在产业链的中低端。除坚持技术自主研发的济南第二机床厂独立存活，十八罗汉逐渐退出历史舞台。

机床行业国企逐渐退出，民营企业迎来重大机遇。在“十八罗汉”因技术核心和管理机制等问题而逐 渐脱轨后，高端制造业向欧美回流，而国内机床行业受到较大冲击，行业整体呈下行趋势。在民营机床企 业具有独特优势的情况下，国有企业由盛转衰暴露出的弊端带给民营企业更多的借鉴意义。目前我国机床 行业上市公司有二十五余家，规模超百亿的有海天精工、沈阳机床等。随着制造业的复苏，机床行业将开 始新一轮周期，周期起点或将到来。

二、供给侧：行业整体大而不强，自主可控大势所趋

（一）机床产业链及中国机床现状

1、机床产业链：中游位置承接结合上下游工业产业

机床行业技术水平和产品质量是衡量一个国家装备制造业发展水平的重要标志。机床是 对金属或其他 材料的坯料或工件进行加工，使之成为所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器，机械产品的零件 通常都是用机床加工出来的。机床与其他机器的主要区别在于，机床是制造机器的机器，同时也是制造机 床本身的机器，因此机床又被称为母机或工具机。 整个机床产业链上中下游清晰，包括上游基础材料和零部件生产商、中游机床制造商和下游终端用户。 上游基础材料和零部件生产商主要为机床制造商提供结构件（铸铁、钢件等）、数控系统、传动系统（导轨、 丝杠、主轴等）、刀库等组成，涉及企业主要包括发那科、西门子、海德汉、三菱等等公司；中游是机床制 造商，负责向终端用户提供满足其要求的各种机床或成套的集成产品；终端用户主要是模具、交通运输、 航天航空、工程机械、军工等领域的公司。

2、现状：世界第一大机床生产和消费国，贸易逆差在缩小但进出口价格差距大

中国是世界第一大机床生产国和消费国。根据 Gardner Intelligence 数据，2022 年随着新冠肺炎疫情 的持续以及供应链问题，世界前 50 的工业化国家机床产量下降约 10%，从 2021 年的 921 亿美元下降到 2022 年的 826 亿美元；机床消费量下降约 9%，从 2021 年的 873 亿美元下降到 2022 年的 795 亿美元。其 中，中国分别以 271 亿美元和 274 亿美元位居全球机床生产总额和消费总额的榜首。

机床作为兼具劳动密集型和技术密集型特性的关键产业，高端技术集中在少数国家手中，中国的机床 产业在国际市场中历经了从依赖进口到实现自主生产的过程，与德国、日本等发达国家间的贸易关系符合 技术差距模型。在技术差距模型中，A 国为模仿国，B 国为创新国。B 国依靠技术创新实现的比较优势向 A 国出口先进产品以获取垄断利润。A 国在进口过程中开始自行生产，减少贸易逆差，但技术在国家间的 扩散存在时滞，对于机床这样技术含量高，细分领域多的工业核心产品更是如此。须长时间过后，A 国打 消技术差距，完成产品的进口替代，扭转贸易逆差。 我国机床出口保持增长，贸易逆差持续缩小。2022 年，我国金属加工机床进口额 66.0 亿美元，同比 下降 11.5%。其中，金属切削机床进口额 56.1 亿美元，同比下降 10.1%；金属成形机床进口额 9.9 亿美元， 同比下降 19.0%。金属加工机床出口额 62.9 亿美元，同比增长 18.3%。其中，金属切削机床出口额 43.9 亿 美元，同比增长 20.4%；金属成形机床出口额 19.0 亿美元，同比增长 13.6%。在贸易差额上，金属加工机 床贸易逆差缩小为 3.1 亿美元，比上年减少了 18.3 亿美元。我国机床行业贸易逆差在 2011-2012 年达到峰 值，随后进口额整体呈下降趋势，出口额稳步提升，虽高端机床部分仍受海外龙头企业垄断，但在国内民 企崛起的趋势下，已在中低端机床市场实现进口替代，以及从日、德、美等机床强国到我国的产业转移，高端市场有待进一步发展。特别地，2011-2019 年正值国内机床产量的下行阶段，此时国营企业逐步退出 历史舞台，民营企业强势进入，淘汰低端产品，进军中高端生产，虽产量下滑，但与之相反的进出口表现 表明格局优化已经开始，更具竞争力的国产机床正走向世界。

中国金属加工机床进出口价格存在较大差距，进口均价远高于出口均价。2022 年中国金属加工机床进 口均价约 7.19 万美元/台，出口均价约 301.38 美元/台，进口价格是出口价格的约 240 倍，反映出中国机床 产品档次相对较低，中高端机床发展任重道远。

（二）中高端机床依赖进口，自主可控大势所趋

1、国产化率提升，但高端机床进口依赖度依然较高

目前我国的机床消费市场按照档次分大致呈金字塔结构，底部是低档机床，占比 50-60%，由国内厂 商占领，主要通过打价格战来竞争，产能过剩；中部是中档机床，占比 30-40%，是目前中外企业竞争的 主要领域；而顶部是高端机床，占比 10%，基本来源于进口，长期被欧日企业垄断。

中国机床消费市场的国产化率在经过 2003-2008 年快速提升后，一直在 70%左右的水平波动，国产化 率有待提高，高端设备进口替代空间弹性更大。根据 Gardner Intelligence 的数据，2022 年中国机床进口金 额为 71.6 亿美元，占消费总量的 26%，整体的国产化率 74%。而高性能、高精密度的高档数控机床的国产 化率更低。由于低档机床主要由国产厂商提供，由于低档机床主要由国产厂商提供，我们假设进口机床集 中在中高档，则中高档机床国产化率仅为 20%-30%。

近年来，国内中高档数控机床市场亦出现了一批具备核心技术的新兴民营机床企业，其产品得到市场 的广泛认可，综合竞争力大幅提高，民族品牌开始崛起，逐渐形成进口替代趋势。另外，在中美贸易战的 大背景下，由于美国以各种理由，特别是在高科技领域限制中国的全球化进程，这使得国内行业供应链被 迫进行调整，加速了进口替代的进程。

2、市场规模大，但行业集中度低

我国虽为机床大国，但大而不强，从行业集中度考虑，相对于垄断程度高，头部企业科技创新与产品 研发引领行业发展的海外机床市场，国内机床市场企业数量多、规模小、同质化竞争激烈、总体大而不强。 根据前瞻产业研究院数据，2022 年中国数控机床行业存续企业共 2082 家，其中注册资本在 100 万元以下 的占比 48.13%，行业内企业普遍规模较小。 分别用行业集中率（CRn）和赫芬达尔—赫希曼指数（HHI）衡量国内/海外机床市场集中度。按照贝 恩和日本通产省对产业集中度的划分标准，将产业市场结构粗分为寡占型（CR10>=40%）和竞争型 （ CR10<40% ）两类。其中，寡占型又细分为极高寡占型（ CR10>=70% ）和低集中寡占型 （40%<=CR10<70%）；竞争型又细分为低集中竞争型（20%<=CR10<40%）和分散竞争型（CR10<20%）。 国内市场在 2022 年的 CR10 仅为 12.60%，符合分散竞争型标准，市场竞争激烈，头部企业垄断能力 差。但从趋势看，机床行业集中度也逐年震荡上升。

（三）机床核心零部件数控系统、丝杠导轨依然依赖进口

1、上市机床公司核心零部件占比

从机床行业上游来看，上游零部件可以分为结构件、数控系统、传动系统、功能部件等，这几部分占 据了机床的最主要成本。 分公司来看，海天精工机床零部件占比前三为结构件、控制系统和传动系统，分别占比 34.92%、 21.60%、20.35%；纽威数控机床零部件占比前三为功能部件、电气件和铸件，分别占比 25.58%、22.33%、 20.86%；国盛智科机床零部件占比前三为机床其他材料、数控系统及配件和钣焊类原材料，分别占比 22.73%、20.17%、20.05%；科德数控机床零部件占比前三为结构件、传动类和控制系统，分别占比 39.26%、17.26%、13.11%；浙海德曼机床零部件占比前三为导轨、数控系统和铸件，分别占比 26.69%、 24.05%、14.82%。

2、零部件供应商

公司集中在发那科、西门子、HIMIN 和台湾银泰 等；核心功能部件如转台、刀库、刀塔等是部分进口，部分使用国产品牌，公司集中在台湾宝嘉成、旭阳、 常州德速、北钜等。结构件和铸件、钣焊件以国产品牌为主，如光洋科技、云科晟数控等。 总的来说，机床的上游核心部件以进口日本、德国的公司为主，非核心部件正在逐步使用国产品牌。

3、重点企业扩产计划

为响应国家十四五规划，我国机床生产企业积极进行以高端数控机床为主的产能扩增计划。截至目前， 纽威数控的三期中高端数控机床产业化项目已经在 2022 年 8 月建成投产，预计年增产能 2000 台，四期项 目已规划；国盛智科的中高档数控机床生产项目也已大致完成建设阶段，预计 2023 年将达到 50%设计产 能，2024 年实现达产；科德数控的面向航空航天高档五轴数控机床产业化能力提升工程已完成厂房建造与 改造装修阶段，正在安装与调试设备，公司计划 2025 年实现五轴联动数控机床产能 500 台；创世纪、秦 川机床和海天精工也有相应的扩产计划。 综上，这些项目达产以后，我们保守预计年增高端机床超 15000 台，将会为国产高端机床领域注入新 的活力。

（四）新一代 AI+与五轴机床有望崛起

1、新一代 AI+机床，给了中国企业弯道超车机会

2011 年至今，大数据、云计算、互联网等信息技术的发展，图形处理器等计算平台推动以深度神经网 络为代表的人工智能技术飞速发展，大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”。人工智能技术因为其依托 更为通用的数学原理，涉及面更广，能够进入很多领域。而对于很多工业企业来说，在不确定结果是否会 带来收益之时，就必须要进行前期的投入。不确定性对于企业决策带来了很大的影响。尽管政府政策推动 了一批企业先行尝试，但由于各方面的原因，目前在机械加工领域，尚没有大面积的尝试性企业在现场设 备层的 AI 应用上获得较好的实践。 ChatGPT 催生人工智能发展新浪潮。2020 年，OpenAI 公司推出 GPT-3，模型参数规模达到了 1750 亿， 成为当时最大的语言模型。随后，更多策略如基于人类反馈的强化学习（RHLF）、代码预训练、指令微调 等开始出现，被用于进一步提高推理能力和任务泛化。2022 年 11 月，搭载了 GPT3.5 的 ChatGPT 横空出 世，凭借逼真的自然语言交互与多场景内容生成能力，迅速引发新一轮 AI 浪潮。2023 年 3 月，最新发布 的超大规模多模态预训练大模型——GPT-4，具备了多模态理解与多类型内容生成能力。

从技术上来说，高端数控机床的核心环节是依赖于人工智能数控系统集成 AI 芯片，融合 AI 算法，将 人工智能、物联网等新一代智能技术与先进制造技术深度融合，遵循“自主感知-自主学习-自主决策-自 主执行”新模式，从而实现真正的智能化。随着互联网、大数据、云计算和新一代人工智能技术与制造技 术的不断融合发展，数控系统智能化技术快速发展，很多数控系统企业推出了具有智能化功能的数控系统，， 其特点是：增加了传感器，增强了对加工状态感知能力，实现了机床加工数据的汇聚；利用人工智能算法 挖掘数据中的知识，用户可以在数控系统企业的支持下开发 APP,实现机床控制的智能化。 西门子、发那科、海德汉等海外企业纷纷推出智能数控系统，国内企业华中数控推出的华中 9 型智能 数控系统，实现了质量提升、工艺优化、健康保障和生产管理等智能化功能，使得数控加工“更高、更快、更智能”。系统配置 AI 芯片，可以实现毫秒级实时预测与推理；集成了数十个智能应用 App，构建了定制 化人工智能运行与开发的开放平台；具备动态响应仿真功能：动力学建模，大数据复现关联，实现机床数 字双胞胎。科德数控也推出了安装 GNC62 数控系统的五轴立式车铣复合加工中心以及五轴卧式铣车复合加 工中心等，该系统支持数字孪生、螺距误差补偿，具备友好的人机交互界面，支持在线监控和信息集成， 并具备强大的二次开发接口。AI+的发展有助于机床产业智能化发展，中国企业有机会通过此机遇实现高 精度高性能的机床技术突破，弯道超车有望实现。

2、国产五轴机床有望崛起

五轴联动是指机床基本的直线轴三轴 X、Y、Z 及附加的旋转轴 A、B、C 中的两轴，五个轴同时运动， 任意调整刀具或工件的姿态，实现对空间复杂型面的加工。

按机械结构划分，五轴联动数控机床一般可以分为双摆头形式、俯垂型摆头式、双转台形式、俯垂型 工作台式、一摆一转形式等，应用于不同类型复杂工件加工。

中美关系持续紧张背景下国内航天航空整体需求持续增长，加之疫情影响，国内高端数控机床进口量 下降明显，国产替代持续加速，我国整体五轴联动数控机床市场规模持续扩张，2022 年市场规模首次突破 百亿。2016 年以来我国五轴联动数控机床销量整体呈持续提升趋势，2021 年销量达到 985 台。

目前中国高端五轴设备还是以外资品牌包括 DMG MORI、GROB 等厂商为主，内资厂商中北京精雕、 科德数控市场占有率持续增加。除此之外，2022 年得益于航天军工、船舶等行业的发展，埃弗米（主要应 用在航空领域），拓璞(主要在航天军工领域)、航天壹亘（主要在航空航天领域）等厂商保持快速发展。未 来国家将继续在集成电路、工业母机等关键领域加大科技投入，破解“卡脖子”技术难题，五轴机床需求 量增加明显。

五轴联动数控技术难度大、应用广，集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，是衡量 一个国家生产设备自动化技术水平的重要标准之一。目前，五轴联动数控机床是解决航空发动机叶轮、叶 盘、叶片、船用螺旋桨等关键工业产品加工的唯一手段。因此，发达国家一直把五轴数控系统及五轴联动 数控机床作为战略物资实行出口许可证制度，对包括中国在内的诸多国家实行了严格的技术封锁。随着中 国制造业加速转型，精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D 打印、医疗器械等新兴产业迅速崛起， 带来大量新增需求，高端装备国产化替代背景下，国内机床企业将迎来新的市场机遇。

三、需求侧：制造业投资企稳叠加更新周期，机床需求有望释放

（一）政策助力行业发展，机床高端化势在必行

近年来我国各项支持政策向高端装备制造业倾斜，促进产业链各环节自主可控。国家有关部门陆续印 发支持、规范机床行业的发展政策，内容涉及高端数控机床、加工中心、数控系统、功能配件等内容，支 持机床行业创新发展。今年以来，推动工业母机发展的利好政策频出，不仅在宏观层面支持工业母机产业 发展，微观层面税收抵减扣除政策更进一步驱动机床企业加大研发投入，实现我国工业母机产业链着整体 向高端化发展。

（二）下游行业崛起，带动机床需求提升

机床下游应用涉及各行各业，汽车行业应用占比最大。根据华经产业研究院数据，我国数控机床下游 中，汽车行业占比 40%，航天航空领域占比 17%，模具行业占比 13%，工程机械行业占 10%，其他行业占 20%。

1、汽车制造

我国是全球汽车产销大国，汽车产销总量已连续 14 年稳居全球第一。截至 2022 年，我国汽车产销分 别完成 2702.1 万辆和 2686.4 万辆，同比分别增长 3.4%和 2.1%。未来，我国汽车有望在政策利好、经济发展、技术升级以及全球化采购策略的多重影响下，持续快速发展，引领全球汽车行业。目前新能源汽车制 造向轻量化、一体化转型，一体化成形的异型结构件有望持续为高端数控机床中的五轴机床应用提供机遇。

2、航空航天

高端数控机床主要市场为军用飞机及民用飞机市场。根据《中国商飞公司市场预测年报（2022- 2041）》，随着中国经济的稳步上升，中国民航业将步入发展质量提升期和格局拓展期，至 2041 年，中国 的机队规模将达到 10,007 架，占全球客机机队 21.1%。中国航空市场将成为全球最大的单一航空市场。 飞机整机制造具备产业链带动效应，是国内制造业转型升级的重要契机。航空航天作为高端制造领域，以 叶轮叶盘为代表的的典型复杂曲面零件必须由高端五轴联动机床加工完成，因此飞机产业的快速发展对高 端装备国产化替代进口提出了强烈的需求并创造了更大的市场空间，将成为国内机床企业的重要市场增长 点。同时产业集群效应将加速全球航空制造业向我国迁移，未来市场空间超过 2.7 万亿元的维修保障、工 程服务等航空后市场也将向国内企业开放，将带来新的市场及机遇。

3、工程机械

工程机械行业作为数控机床行业的重要下游行业之一，需要较多种类的机床设备，特别是适用于金属 材料重切削的大型加工设备。2021 年工程机械行业实现营业收入 9065 亿元，同比增长 17%。2022 年国内 工程机械行业处于下行调整期，叠加宏观经济增速放缓、新冠疫情反复、工程有效开工率不足等因素影响，国内工程机械市场需求大幅减少，2022 年工程机械营业收入降至 8490 亿元。工程机械国内市场目前仍处 于磨底状态，预计 24 年随着下游边际改善销量降幅收窄。

（三）国产机床竞争力增强，海外市场拓展顺利

2023 年上半年机床出口表现亮眼。根据中国海关数据，2023 年 1-9 月，机床工具商品进出口总额 239.9 亿美元，同比下降 4.0%。其中，进口 83.7 亿美元，同比下降 11.2%；出口 156.1 亿美元，同比增长 0.3%。2023 年 1-9 月，机床工具进出口保持了自 2019 年 6 月以来的顺差态势。顺差为 72.4 亿美元，同比 增长 18.0%。全部 9 个商品门类均保持贸易顺差。

我国主要机床企业海外业务占比整体呈上升趋势，其中海天精工、纽威数控、亚威股份表现突出， 2022 年海外收入占比超过 10%，分别达到 10.62%、17.93%和 21.59%。随着我国机床向高端化发展，在全 球市场的竞争力将逐步提升，未来海外业务有望放量。

（四）看好高端制造业驱动下需求回升，预计 2025 年机床需求 101 万台

展望未来 3-5 年，我们看好机床需求在制造升级趋势下的提升，另外更新需求在下游需求回升的情况 下有望得到较多释放，为机床需求提供弹性。金属切削机床的需求主要分为两种，第一是更新需求，金属 切削机床的设备更换周期一般是 10 年，我们通过将之前 10 年-15 年每年机床产量进行加权计算，得出 2023-2025 年金属切削机床更新需求分别为 57.46 万台、64.66 万台、67.48 万台；第二是新增需求，每年 中国制造业的扩张都需要新机床设备的购入，我们预计 2023-2025 年中国制造业投资平均增速为 5%，则 带动的新增需求分别为 13.90 万台、11.67 万台、12.26 万台。以上加总，得到 2023-2025 年金属切削机床 需求分别为 71.36 万台、76.33 万台、79.73 万台。金属成形机床我们则认为会稳步恢复，以更换需求为基 本逻辑，预计 2023-2025 年金属成形机床需求分别为 15.17 万台、23.39 万台、21.28 万台。

纵观世界各国，日本机床数控化率维持在 80%以上,美国和德国机床数控化率均超过 70%。我国机床数 控化率仍有较大提升空间。随着政策对高端制造业的倾斜，数控机床占比有望稳步提升，2022 年中国机床 数控化率为 45%，预计在政策加持和制造业需求下，假设每年提升 3 个百分点，中国数控机床 2023-2025 年的需求为 36.39 万台、41.22 万台、45.45 万台。