机床是指制造机器的机器，简称机床，也称工业母机。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。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，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，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。
机床包括金属切削机床、金属成形机床、木工机床三大类。机床类别众多，按加工方式划分，可以分为金属切削机床、金属成形机床、木工机床。此外，机床按是否使用数控系统，可以分为数控机床和非数控机床。
数控机床分为高中低三档。根据纽威数控招股书数据，高档数控机床指的是 4 轴以上的加工中心、采用动力刀架的数控车床、精度达到精密级的其他机床，主要应用于汽车、航空航天、工程机械、模具、核电医疗、电子等领域；中档数控机床指的是精度未达精密级的 3 轴加工中心、采用非动力刀架的数控车床，主要应用于汽车、工程机械、电子、模具、阀门等领域；低端数控机床指的是采用精度、可靠性较低数控系统，部分依赖人工操作、加工精度较低的机床，只能进行简单车、铣加工。
五轴联动可以实现对空间复杂型面的加工。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。机床轴的绝对数量并非衡量数控机床先进程度的标准，重点在于联动轴数量。
五轴机床技术难度较高。五轴技术常见的难点包括：（1）数控系统编程复杂、难度大。（2）对数控及伺服控制系统要求高。（3）五轴机床的设计和制造更复杂和困难。
五轴联动数控机床国产替代较为急迫。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。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。由于该类产品在技术上的复杂性，以及对航空航天、军事工业、科研、精密器械、高精医疗设备等行业的重要影响。从过去的“巴统清单”到现在的“瓦森纳协定”， 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。
2020 年全球机床消费额为 614 亿美元。根据世界机床行业统计调查报告数据，2016-2018 年全球机床消费额呈逐年增长趋势，2019 年开始下降。2019 年全球机床消费额为 821 亿美元，同比下滑 10.66%。根据前瞻产业研究院数据，2020 年全球机床消费额为 614 亿美元。从需求方面来看，根据德国机床制造协会数据，中国机床消费额 2012 年至 2020 年处于波动期，消费额自 2017 年开始处于下降周期，2020 年中国机床消费额为 205.77 亿美元，同比下滑 6.45%。
2023 年 1-11 月国内机床产量 73.7 万台，同比增长 0.14%。从 2000 年开始，受到下业高速发展，如汽车、3c 等，国内机床迎来一波高速发展行情，产量从 40.1万台增长至 2022 年的 75.5 万台，2023 年 1-11 月，产量为 73.7 万台，同比增长0.14%；其中金属切削机床为 60.1 万台，同比增长 10.68%，金属成形机床为 13.6 万台，同比下滑 29.53%。我们认为随着宏观经济复苏，下业需求提升，国内机床行业有望迎来复苏。
全球机床产业主要集中在中国、德国、日本、意大利和美国等国家，中国是世界第一大机床生产国和消费国。自 2011 年以来，中国一直保持着世界第一机床生产和消费大国的地位。从全球机床供给市场来看，根据德国机床制造商协会数据，2020 年全球机床行业总产值为 578 亿欧元，其中中国以 169.5 亿欧元的产值位居第一，市场份额为 29%;其次是德国、日本是产值分别为 86.6 亿欧元、82.2 亿欧元，市场份额分别为 15%和 14%；从全球机床需求市场来看，2020 年全球机床行业总消费额为 573亿欧元，其中中国以 186.1 亿欧元的消费额位居第一，市场份额为 32%;其次是美国、德国消费额分别为 66.7 亿欧元和 45.1 亿欧元，市场份额分别为 12%和 8%。
我国数控机床企业集中于中低端市场，高端数控机床仍然依赖进口。我国数控机床目前处于中高端产品国产化阶段，目前我国数控机床市场第一阵营仍然以实力雄厚的外资企业、跨国公司为主，第二阵营为国企和具备一定技术实力和知名度的民企，如海天精工、创世纪、国盛智科、科德数控、浙海德曼等，第三阵营为技术含量低、规模小的众多民营企业，我国机床企业的综合竞争力逐步显现，国产替代空间较大。
我国数控机床行业竞争格局非常分散。目前，我国数控机床行业市场总体集中度较低，竞争相对激烈。根据华经产业研究院及中商产业研究院数据，2021 年，我国数控机床市场收入 CR10 仅 38.4%。其中，排在第一的创世纪市占率仅为 5.5%。随着技术的不断积累，国内数控机床厂商将逐渐向高档数控机床市场发展，市场竞争格局有望进一步集中。
中国数控机床出口呈下降趋势，出口呈上升趋势。中国数控机床进口数量整体呈下降趋势。根据中国海关数据，2020 年，中国进口数控机床数量降到 9988 台，接近历史低点，进口金额跌至 23.74 亿美元；2021 年疫情形势缓解，中国数控机床进口数量回升至13694台，同比增加37.10%，进口金额为26.77亿美元，同比增加12.74%。
中国数控机床出口数量整体呈上升趋势，根据中国海关数据，2021 年中国数控机床出口数量为 58231 台，同比变化 8.13%；出口金额为 11.17 亿美元，同比增加 34.96%。
根据中国海关数据，2022 年机床工具进口 124.0 亿美元，同比下降 10.2%；出口 209.5亿美元，同比增长 9.0%。
中国数控机床进口均价远高于出口均价。中国进口数控机床以高档机为主，出口数控机床则多是中低档产品。根据中国海关数据，2021 年中国数控机床进口均价为19.55 万美元/台，出口均价为 1.92 万美元/台，均价差值为 17.63 万美元/台。中国进出口均价都呈整体下降趋势。
中国数控机床进口较集中，出口较分散。中国数控机床进口集中，主要来自于日本、德国及中国台湾，分别占比 28.80%、15.20%、8.70%，进口金额之和占中国数控机床总进口金额比例高达 52.70%。中国是数控机床出口大国，出口国众多，比例分散。其中，中国数控机床出口金额占比较大的国家有越南、美国、印度及俄罗斯联邦，分别占比 8.00%、7.40%、7.20%、6.20%。
政策持续支持数控机床行业发展。数控机床相较于普通机床，在加工精度、加工效率、加工能力和维护等方面都具有突出优势。数控机床广泛应用在模具制造、工程机械、轨道交通等领域。为推动数控机床发展，国家出台了一系列鼓励政策，政策内容包括制造业转型升级指南、数控机床设备规范、数控机床本土化率、数控机床产业集群等。
国内机床数控化率有待提升。日本机床数控化率超过 90%，德国机床数控化率超过 75%，美国机床数控化率超过 80%。根据观研天下数据，虽然我国机床的数控化率在 2018 年至 2022 年间有所提高，2022 年国内机床数控化率达到 38%，但相较发达国家 70%-90%的数控化率还存在着较大差距。《中国制造 2025》战略纲领中明确提出：“2025 年中国的关键工序数控化率将提升到 64%”。在政策鼓励、经济发展和产业升级等因素影响下，未来我国数控机床行业将迎来广阔的发展空间。
高端数控机床性能要求较高。高端数控机床是指装备了数控系统，且能够实现高精度、高复杂性、高效高动态加工的数控机床。高端数控机床的技术指标主要包括精度指标、性能指标和可靠性指标。
五轴数控机床主要由精密数控系统、电主轴、滚珠丝杠、数控刀架、伺服系统等组成。根据中国机床工具工业协会数据，由铸件加工而成的底座床身等结构件成本占比 30%-40%，价格受钢材影响较大；数控系统成本占比约 22%；传动系统成本（丝杠、导轨等）占比约 20%；驱动系统（高速主轴和电机等）成本占比约 13%。
高端数控机床仍有较大国产替代空间。目前，我国数控机床企业主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。根据中商产业研究院数据，2018 年，我国中、低端数控机床的国产化率分别为 65%、82%，高端数控机床的国产化率仅 6%，高端数控机床存在着较大的国产化空间。
2022 年国内五轴机床市场规模首次突破百亿。五轴机床由于其发展空间较大，下游需求驱动力足够强，有着机床行业较快的增速和前景，2022 年，国内五轴机床市场规模首次突破百亿。目前中国的机床行业已经出现了一批优质企业，中国与机床制造强国的差距也在逐渐减小。科德数控率先突破了高端五轴联动加工中心，并且实现了自主可控，公司各类型机床设备均配套自主研制的高档数控系统、伺服驱动、电机、电主轴、摆头、转台等关键功能部件，整机自主化率 85%，国产化率 95%。科德数控在代表复杂精密零件制造能力的五轴联动数控机床领域已实现批量销售，且精度等性能指标不输国外先进水平。根据科德数控招股书数据，在主轴转速、主轴功率、快速线性移动、定位精度等方面，科德数控五轴立式 KMC800S U 加工中心优于哈默C42 机床。
机床产业链较为清晰。机床上中下游较为清晰，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包括机床制造商提供结构件（铸铁、钢件等）、传动系统（导轨、丝杠、主轴等）、数控系统等，涉及企业主要有发那科、西门子、海德汉、三菱等；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和成套的集成产品；下游主要是汽车、消费电子、航天航空、船舶、工程机械等领域。
原材料占机床成本大头。在机床生产过程中，原材料成本占比最高，为 73.9%，其次是人工、折旧与其他制造费用，占比分别为 11.9%、7.9%和 6.4%。
一、机床主体。机床主体是机床的主要组成部分，也是机床的硬件，是机床的重要机械附件部分，也是最容易通过肉眼直观看到的部分，包括床身及底座铸件、主轴及变速箱、导轨及滑台、润滑、排屑及冷却等部分。
二、传动系统。传动系统是数控机床的重要“脉络”，主导机床各部分的有序进行及完成机床的工作使命，包括刀具、传动机械和辅助动力系统。（1）就刀具部分而言，包括保护装置、刀库和换刀装置；（2）作为传动系统的第二大组成——传动机械包括滚珠丝杆、直线导轨和蜗杆副三个部分；（3）辅助动力系统则包含液压系统和启动系统两个部分，这两个部分是数控机床的动力所在。
三、数控系统。数控系统，可以说是数控机床的灵魂所在，也是整个机床最具感性左右的部分，是机床完成各项功能和作业精髓所在。数控系统基本分为两类，（1）驱动装置，包括高速主轴、力矩电机、直线电机、普通电机和步进电机；（2）控制及检测装置，包括 CNC 系统、可编程序控制器、进给伺服控制模块、位置检测模块、转台等。
以价值量来说，机床结构件、控制系统、传动部件和铸件为核心零部件。根据科德数控和纽威数控招股书，2020 年科德数控原材料以结构件类、传动类、控制系统类为主，占比分别为 39.26%、17.26%、13.11%；2020 年纽威数控原材料以功能部件、电气类、铸件为主，占比分别为 25.58%、20.86%、22.33%。
机床作为高端装备制造业的工业母机，下业广泛。下游应用包括汽车、航通用设备、专用设备、航天、船舶、铁路、3C 产业等多个行业。根据观研天下数据，2022 年中国机床行业下游最大应用领域是汽车行业，占比 30%。
在政策鼓励、经济发展和产业升级等因素影响下，未来我国数控机床行业及其产业链环节将迎来广阔的发展空间。目前国内数控机床上游核心部件严重依赖进口，根据观研天下数据，2020 年标准型数控系统、智能型数控系统、主轴、丝杠、导轨国产化率分别为 60%、10%、50%、50%、50%。《中国制造 2025》中规划：到 2025 年，标准型数控系统、智能型数控系统、主轴、丝杠、导轨国产化率分别为 80%、30%、80%、80%、80%，均具有较大提升空间。
2022 年国产数控系统潜在进口替代空间约为 174.96 亿元。根据中国机床工具工业协会测算，22 年中国机床消费金额 274.1 亿美元。按照数控系统占机床成本 20%，机床毛利率 30%，22 年我国数控系统市场空间约为 275.53 亿元。考虑国产数控系统主要配套国产机床，假设国内数控系统市场空间中低档/中档/高档占比分别为20%/60%/20%，按对应档次机床国产化率进行测算，假设 22 年低档/中档/高档机床国产化率分别为 88.0%/72.5%/12.0%，对应 22 年国产数控系统进口替代空间约为174.96 亿元。
国内高档数控系统市场基本被外资垄断。在竞争格局方面，数控系统行业主要分为低档、中档及高档三类。其中，高端数控系统技术要求及附加值高，所以基本上被西门子、海德汉等企业所占据，国产替代难度大，虽然近几年在国家政策支持下，国内涌现一小批研制高档数控系统的企业并实现了部分国产化，但市占率仍不足 10%；中档市场对数控系统的稳定性要求高，市场竞争激烈，主要由发那科、三菱等企业所占据，但华中数控、科德数控、凯恩帝国等国产企业已逐渐渗入突破市场；低端市场由于难度偏低，已经被国产企业所占据。
国内数控系统市场仍以外资主导。具体从市场份额占比来看，根据观研天下数据，2020 年发那科占我国数控系统市场份额为 34%，三菱数控为 21%，广州数控为15%，前三大外资企业市占率约 65%。
我国部分数控系统产品已经优于国际水平，未来有望逐步国产替代。近年来，通过国产企业不断努力，我国数控系统行业在高端市场逐渐得到突破，如科德数控的GNC60 高档数控系统实现了与德国西门子 840D 型高档数控系统的功能对标。并且，在产品性能方面，我国部分产品已经优于国际水平。与科德数控与西门子等外资产品进行比较，可以看出我国产品在部分性能指标上优于国外产品，且价格优势较大，具有开拓市场的能力。华中数控、科德数控已经掌握伺服驱动、电机等技术，并且在产品自制率方面已经与海外龙头企业相差无几。同时，在 2017 年，“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项结束，我国高档数控系统国产化率从 1%提升至 5%，国内高档数控系统国产化替代开始突破。
科德数控高档数控系统产品在个性化配置、市场售价以及售后服务等方面具有明显的优势。科德数控的高档数控系统在关键技术指标及产品性能达到甚至超过国际同类型机床的技术水平，根据科德数控招股书数据，在双驱控制、全闭环控制等方面，科德数控的主力产品 GNC60 数控系统产品和西门子 840D 一样支持该功能。
预计 2023 年我国伺服系统市场规模将达到 355 亿。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，是数控机床重要组成部分。根据中商情报网数据，我国伺服系统市场规模由 2018 年的 119 亿上升至 2022 年的 286 亿。随着中国人口老龄化的进一步加剧，人口红利逐渐消退，人力成本逐年上升，传统工业尤其是制造业对自动化产线设备的需求将始终保持增长态势。根据中商情报网预测数据，2023 年我国伺服系统市场规模为 355 亿。
我国伺服系统自主研发起步较晚，伺服系统国产化率不足 20%。根据中商情报网数据，2020 年，日本企业安川、三菱电机、松下市场份额占比分别为 11%、11%、10%，市场份额共计 32%。我国国产私服系统产品质量和技术水平不断提升，并逐渐在国内市场取得一定的份额，汇川技术、埃斯顿和禾川科技市场份额占比累计达 16%。
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