國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床邁向高端化

新型工業(yè)化是中國核心資產(chǎn)——制造業(yè)升級走向深水區(qū)的重要標(biāo)志，它將是未來10年市場的核心主題之一。從新能源、新型電力系統(tǒng)，到一體化鑄造、機(jī)器人、先進(jìn)封裝，再到未來的工業(yè)超算、3D打印，都是新型工業(yè)化的應(yīng)有之義。

這些海面之上的標(biāo)簽之下，則是更底層的先進(jìn)制造工具平臺所支撐，一如芯片研發(fā)工具EDA，以及本文的涉及兩大主角——工業(yè)母機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)，均系支撐新型工業(yè)化藍(lán)圖徐徐實(shí)現(xiàn)的基石型要素。

很大程度上，理解了這兩道大閘的邏輯，也就能夠逐漸厘清新型工業(yè)化的內(nèi)核與邏輯。

一、為什么要關(guān)注工業(yè)母機(jī)？

9月18日，財政部等四部門發(fā)布《關(guān)于提高集成電路和工業(yè)母機(jī)企業(yè)研發(fā)費(fèi)用加計扣除比例的公告》，從2023年1月1日至2027年12月31日期間，集成電路企業(yè)和工業(yè)母機(jī)企業(yè)開展研發(fā)活動中實(shí)際發(fā)生的研發(fā)費(fèi)用，未形成無形資產(chǎn)計入當(dāng)期損益的，在按規(guī)定據(jù)實(shí)扣除的基礎(chǔ)上，再按照實(shí)際發(fā)生額的120%在稅前扣除；形成無形資產(chǎn)的，在上述期間按照無形資產(chǎn)成本的220%在稅前攤銷。

這一政策向半導(dǎo)體企業(yè)傾斜可以理解，因?yàn)楦叨诵酒豢ú弊拥膯栴}由來已久，取得技術(shù)突破被視為國家的重要任務(wù)。但為什么工業(yè)母機(jī)企業(yè)也能享受同等的待遇？

事實(shí)上，國內(nèi)仍有不少領(lǐng)域被海外發(fā)達(dá)國家“遙遙領(lǐng)先”，工業(yè)母機(jī)便是一個不被廣泛討論卻關(guān)乎國家命運(yùn)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性行業(yè)，其重要度不亞于高端芯片。

工業(yè)母機(jī)，被譽(yù)為“萬機(jī)之母”，顧名思義，就是生產(chǎn)機(jī)器的機(jī)器，可以粗略理解為機(jī)床。雖然大部分人很少直接接觸機(jī)床，但其實(shí)他們是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的工具之一，一直被廣泛應(yīng)用于汽車制造、工程機(jī)械、通用設(shè)備、軍事工業(yè)等領(lǐng)域。

工業(yè)母機(jī)為千行百業(yè)提供生產(chǎn)設(shè)備和零部件，因此種類繁多，行業(yè)內(nèi)通常有按加工對象、用途類別、工作精度、重量和尺寸、軸刀數(shù)目、自動化程度等分類方法。比如按照自動化程度來分類，機(jī)床可分為普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床等。

圖：機(jī)床主要分類，來源：廣發(fā)證券

在工業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備制造過程中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占工業(yè)制造總工作量的40%—60%。更重要的，機(jī)床的精度、效率等性能直接影響機(jī)械設(shè)備和零部件的性能、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。毫不夸張地說，機(jī)床的技術(shù)水平，決定了現(xiàn)代裝備制造業(yè)的水平，進(jìn)而決定了一個國家或地區(qū)的工業(yè)制造能力，直接影響國民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)發(fā)展水平和技術(shù)進(jìn)步的能力。

任何一個制造強(qiáng)國，均在機(jī)床領(lǐng)域有著深厚的積累。根據(jù)全球前十大機(jī)床企業(yè)榜單，毫不例外均來自工業(yè)強(qiáng)國。工業(yè)母機(jī)的先進(jìn)程度和擁有量與一個國家的工業(yè)能力是正相關(guān)的，如果說解決芯片卡脖子是為了解決半導(dǎo)體行業(yè)的問題，那么工業(yè)母機(jī)，充當(dāng)著工業(yè)體系的基石，是解決整個工業(yè)體系實(shí)力的勝負(fù)手。

圖：2019年全球十大機(jī)床企業(yè)榜單，來源：賽迪顧問，紐威數(shù)控招股說明書

作為全世界唯一擁有全部工業(yè)門類的國家，并且在世界500多種主要工業(yè)產(chǎn)品當(dāng)中，中國有超過200種工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量居全球第一。工業(yè)母機(jī)對我國工業(yè)體系的重要性不言而喻。

更進(jìn)一步，隨著我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級和高端產(chǎn)業(yè)的向上之路，均對作為工業(yè)母機(jī)加工精度、效率、穩(wěn)定性等指標(biāo)要求逐漸提升，尤其是對高端產(chǎn)品的需求與日俱增。

然而，一個嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)是，中國工業(yè)母機(jī)“大而不強(qiáng)”——低端內(nèi)卷，高端失守，形成自主可控的機(jī)床產(chǎn)業(yè)已刻不容緩。

二、中國工業(yè)母機(jī)的“老大難”癥結(jié)

從量的角度，不管是機(jī)床的消費(fèi)量還是生產(chǎn)量，我國均占到全球的近1/3市場，在全球機(jī)床市場有著舉足輕重的地位。

但作為機(jī)床大國的難言之隱是，在質(zhì)的方面，我國在世界機(jī)床行業(yè)的話語權(quán)相對薄弱。

我國機(jī)床行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，相比我們自己，在機(jī)床的設(shè)計和制造能力方面有了長足的進(jìn)步，已形成相對完整的產(chǎn)業(yè)體系。在低端市場已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，逐步實(shí)現(xiàn)了向中端市場的轉(zhuǎn)變和突破。

不過，到了高端市場，外資企業(yè)仍牢牢占據(jù)主導(dǎo)地位，諸多細(xì)分領(lǐng)域長期受制于人。低端過剩，中端不足，高端失守是我國機(jī)床行業(yè)不得不正視的現(xiàn)狀。

高端機(jī)床無法實(shí)現(xiàn)自給自足，將無法充分響應(yīng)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求。視線拉長，如果國內(nèi)工業(yè)母機(jī)的制造水平無法得到快速提高，從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國的進(jìn)程恐被嚴(yán)重拉長。

1. 高端市場受制于人，壟斷程度不亞于光刻機(jī)

高端機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且要具備高精度及精度保持能力，其對廠商的技術(shù)和工藝水平有極高要求。憑借先發(fā)優(yōu)勢和雄厚的技術(shù)積累，日本山崎馬扎克、日本發(fā)那科、德國德馬吉、美國哈斯等日本、歐美企業(yè)穩(wěn)居行業(yè)龍頭地位，占據(jù)高端機(jī)床的大半江山。

在高端機(jī)床領(lǐng)域，全球排名前二的德日兩國，其機(jī)床出口額之和與前十名其他國家出口額的總和相當(dāng)。

到了國內(nèi)，由于高端工業(yè)母機(jī)的匱乏，外資廠商大行其道，長期壟斷90%以上份額。畢竟高端機(jī)床的設(shè)計制造積累經(jīng)驗(yàn)是以十年維度計算，國內(nèi)整體還處在第二梯隊(duì)，向第一梯隊(duì)發(fā)力階段。

拆分來看，在核心零部件方面，國內(nèi)在設(shè)計和制造端和國際品牌仍有較大差距。以刀具為例，作為“工業(yè)牙齒”，其性能直接影響工件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會，國內(nèi)市場競爭格局分散，有超1/3市場被國外品牌占據(jù)。

再以絲杠、導(dǎo)軌為例，由于其精度水平直接影響機(jī)床的精度水平，因此技術(shù)壁壘極高，國內(nèi)頭部機(jī)床廠仍以外購為主。

另外，在工業(yè)母機(jī)的基礎(chǔ)材料方面，如果沒有足夠好的材料，任何設(shè)計都是空中樓閣。比如材料的強(qiáng)度不夠，同樣依賴進(jìn)口。

圖：機(jī)床零部件中，絲杠+導(dǎo)軌國產(chǎn)化率較低，依賴海外企業(yè)，來源：公司公告

不像芯片斷供一樣為人所熟知的是，日本、歐美等國對我國的機(jī)床技術(shù)封鎖是不亞于光刻機(jī)等設(shè)備。由于對國防軍工、航天航空等尖端領(lǐng)域的重要支持作用，高端工業(yè)母機(jī)也被各國歸為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

從“巴統(tǒng)協(xié)議”到“瓦森納協(xié)定”，西方發(fā)達(dá)國家的禁運(yùn)政策限制了高端機(jī)床對我國的出口。疊加我國機(jī)床行業(yè)起步較晚，技術(shù)積累薄弱，造成高端產(chǎn)品在技術(shù)、質(zhì)量和效率方面長期存在巨大差距的被動局面。

極其無奈的情形是，日本、歐美等國的高端五軸數(shù)控機(jī)床壓根不愿意賣給我們，即使我們另尋門路買到，廠商還時不時地到現(xiàn)場視察，檢查有沒有違規(guī)使用。比如全球排名第三的機(jī)床企業(yè)德瑪吉，對出口我國機(jī)床加裝RMS，相當(dāng)于安裝了“電子鐐銬”，一旦挪動機(jī)床就會被鎖死或某些功能被禁用，價值不菲的機(jī)床有可能直接成為一堆廢鐵。

在技術(shù)封鎖面前，“顧客是上帝”這句隨處可見的口號成為赤裸裸的對照，沒有技術(shù)只能任人拿捏。

國內(nèi)軍工、航天航空、新能源等行業(yè)對高精尖的數(shù)控機(jī)床有迫切的需求。一旦國外禁止高端機(jī)床出口，不少高端產(chǎn)業(yè)直接面臨“等鍋煮飯”的無奈局面。

當(dāng)然國內(nèi)的機(jī)床企業(yè)并沒有坐以待斃，當(dāng)年的沈陽機(jī)床曾經(jīng)顯赫一時，有望成為國際高端市場的種子選手，可惜后來急轉(zhuǎn)直下，面臨重組的境地。

2. 低端內(nèi)卷，徘徊在第二梯隊(duì)

2009年，我國躍居機(jī)床第一生產(chǎn)大國，這是中國機(jī)床行業(yè)名義上的高光時刻。但硬幣的另一面，國內(nèi)大多數(shù)機(jī)床企業(yè)主要定位于中低端市場，無法沖擊高端市場。以2022年我國機(jī)床進(jìn)出口數(shù)據(jù)為例，機(jī)床進(jìn)出口均價分別為7.71萬美元/臺和0.05萬美元/臺。簡單換算下來，相當(dāng)于154臺國產(chǎn)低端機(jī)床，才能對標(biāo)1臺進(jìn)口高端機(jī)床。

由于低檔數(shù)控機(jī)床行業(yè)門檻低，進(jìn)入企業(yè)多，加之近年來低檔機(jī)床市場有效需求不足，該領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象，不得不參與價格戰(zhàn)的漩渦。

值得強(qiáng)調(diào)的是，中國機(jī)床行業(yè)與歐美日等一流機(jī)床廠商的根本差距是精度水平達(dá)不到客戶要求，具體表現(xiàn)在精度穩(wěn)定性和精度保持性不高。而機(jī)床的服役年限一般長達(dá)10年，下游客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性更是提出嚴(yán)格要求。

事實(shí)上，以日本馬扎克為代表的機(jī)床廠商的主軸部件、刀塔部件、尾座等部件均為自主研發(fā)生產(chǎn)。但是國內(nèi)機(jī)床企業(yè)依靠外購核心部件實(shí)現(xiàn)的車床精度和可靠性在行業(yè)競爭中無法獲得比較優(yōu)勢，一方面技術(shù)受限于核心部件生產(chǎn)方，另一方面是高昂的零部件采購成本，導(dǎo)致國內(nèi)依靠組裝而成的中高端產(chǎn)品沒有價格競爭力。

最終呈現(xiàn)的局面就是，大多數(shù)機(jī)床企業(yè)只能在低端徘徊，隨時面臨被出清的境地。

三、即使實(shí)現(xiàn)高端工業(yè)母機(jī)的技術(shù)突破，數(shù)控系統(tǒng)也不能掉隊(duì)

前文我國高端機(jī)床，尤其是五軸數(shù)控機(jī)床嚴(yán)重依賴進(jìn)口，主要原因是其研制不僅需要一流的機(jī)床設(shè)計和制造技術(shù)，還要尖端的數(shù)控系統(tǒng)密切配合方可實(shí)現(xiàn)。

高端機(jī)床可以說是效率、精度、可靠性、智能化和復(fù)合化等技術(shù)要素的完美融合，其中機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)是相互成就的搭檔，硬件的機(jī)械性能和精度決定了上限，數(shù)控系統(tǒng)相當(dāng)于機(jī)床的“大腦”，則決定了機(jī)床如何更好發(fā)揮，其通過編程實(shí)現(xiàn)金屬切削等命令的產(chǎn)生和傳達(dá)，直接影響機(jī)床功能和加工效率，決定數(shù)控機(jī)床的功能及可靠度。

為了方便理解數(shù)控系統(tǒng)的重要性，以電腦為例，如果沒有Window這樣的系統(tǒng)，硬件再強(qiáng)悍的電腦也無法發(fā)揮出性能。

自20世紀(jì)50年代面世以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了硬件數(shù)控（NC）和計算機(jī)數(shù)控（CNC）時代。如今，數(shù)控化率提升是機(jī)床行業(yè)大趨勢，搭載了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床可以較好地解決復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向。

從市場規(guī)模來看，根據(jù)MIRDATA數(shù)據(jù)，2022年我國數(shù)控系統(tǒng)市場規(guī)模已超百億，達(dá)到135億元。但其實(shí)我國機(jī)床數(shù)控化率僅為37%左右，相比之下歐美等發(fā)達(dá)國家的機(jī)床數(shù)控化率已經(jīng)超過70%。尤其在高端數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域，國產(chǎn)化率尚不足10%，日本發(fā)那科、德國西門子、海德漢等外資廠商形成了壟斷局面。

由于日本、德國等先進(jìn)工業(yè)化國家的數(shù)控系統(tǒng)起步較早，技術(shù)更加成熟，在國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)市場上享有更高的知名度。結(jié)果就是，終端客戶對高端機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)品牌往往具有選擇傾向性，國際品牌的數(shù)控系統(tǒng)更受歡迎，就連國內(nèi)機(jī)床企業(yè)為了更好銷售產(chǎn)品，很多時候不得不采用海外廠商的數(shù)控系統(tǒng)。

總而言之，想要改變海外廠商在高端機(jī)床領(lǐng)域“遙遙領(lǐng)先”的局面，數(shù)控系統(tǒng)需要提高到更重要的位置。

圖：2018-2021我國金屬加工機(jī)床數(shù)控化率，來源：中國機(jī)床行業(yè)協(xié)會，智研咨詢

四、從德國經(jīng)驗(yàn)看待國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈情況

作為機(jī)床大國，面對大而不強(qiáng)的局面，樂觀地講是進(jìn)口替代空間巨大，市場前景廣闊。但現(xiàn)實(shí)和理想的差距仍要嚴(yán)肅看待，尤其是高端領(lǐng)域肉眼可見的差距，亟需技術(shù)和品牌影響力的雙向突破。

過去幾年，工業(yè)母機(jī)在國家層面的重要性被一次次提升。但跟高端芯片一樣，國內(nèi)高端工業(yè)母機(jī)同樣是無力可借的局面，更沒有換道超車的機(jī)會，唯有死磕技術(shù)，不斷積累。機(jī)床強(qiáng)國走過的路，數(shù)十年如一日的技術(shù)沉淀，我們哪一樣都少不了。

那么如何盡快推動中國機(jī)床行業(yè)從世界機(jī)床行業(yè)的中低端走向中高端？德國或許是個不錯的成功樣板。

一直以來，德國都非常重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)配套件的實(shí)用性和領(lǐng)先性，其各種功能部件在質(zhì)量、性能等參數(shù)上位居世界前列。德國的頭部機(jī)床企業(yè)均不斷延伸自身的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，采用個性化的數(shù)控系統(tǒng)和部分自主研制的核心零部件，此種發(fā)展模式既保障了產(chǎn)品安全可控，又具備了更高的市場核心競爭力。

同時，德國強(qiáng)調(diào)技術(shù)、環(huán)境和人員的有效配合，并依靠強(qiáng)勢的下游產(chǎn)業(yè)帶動。早在2013年，德國就推出了以智能制造為主導(dǎo)的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，在生產(chǎn)系統(tǒng)及過程中形成“智能工廠”，其中的關(guān)鍵參與角色就是機(jī)床。這無疑對本來具有領(lǐng)先優(yōu)勢的德國機(jī)床行業(yè)帶來新的增長點(diǎn)，更進(jìn)一步強(qiáng)化機(jī)床行業(yè)。

講回到國內(nèi)市場，我國龐大的制造業(yè)規(guī)模之下潛藏著的是對機(jī)床的巨大需求，這是我們的地利。

2022年下半年以來，國家政策密集出臺，精準(zhǔn)支持工業(yè)母機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，為改善高端工業(yè)母機(jī)薄弱的局面出臺了多項(xiàng)支持政策。

2022年9月，國內(nèi)首批機(jī)床ETF成立，跟蹤標(biāo)的涉及機(jī)床主機(jī)廠、數(shù)控系統(tǒng)、主軸等領(lǐng)域上市公司，為研發(fā)能力突出、擁有核心技術(shù)的機(jī)床企業(yè)提供融資便利。

9月1日，工信部等七部門發(fā)布《機(jī)械行業(yè)穩(wěn)增長工作方案（2023—2024年）》，著力擴(kuò)大有效投資，推進(jìn)工業(yè)母機(jī)、儀器儀表、工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)穩(wěn)定增長。

與此同時，財政政策也連續(xù)發(fā)力，繼今年7月發(fā)布《關(guān)于工業(yè)母機(jī)企業(yè)增值稅加計抵減政策通知》后，9月18日，財政部、稅務(wù)總局等四部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于提高集成電路和工業(yè)母機(jī)企業(yè)研發(fā)費(fèi)用加計扣除比例的公告》，再度面向工業(yè)母機(jī)行業(yè)定向支持，強(qiáng)化工業(yè)母機(jī)高端化趨勢。

萬事開頭難，當(dāng)前國內(nèi)機(jī)床企業(yè)的高端化正在進(jìn)行時，并已涌現(xiàn)出海天精工、科德數(shù)控、紐威數(shù)控等整機(jī)廠商以及秦川機(jī)床等核心零部件廠商。同時，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)逐步成熟，開始應(yīng)用到中高端機(jī)床領(lǐng)域，比如廣州數(shù)控和華中數(shù)控等，有望成為高端數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)替代主力。

同樣值得關(guān)注的還有國產(chǎn)化突圍的新軍。2022年，精密零部件供應(yīng)商貝斯特設(shè)立全資子公司無錫宇華精機(jī)，切入“工業(yè)母機(jī)”賽道，全面布局直線滾動功能部件。

2023年8月7日，奧普光電發(fā)布公告，控股子公司禹衡光學(xué)，將引入戰(zhàn)略投資者積極拓展工業(yè)母機(jī)等渠道資源。

圖：機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D，來源：銀河證券

目前我國正處于擴(kuò)大內(nèi)需、加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵期。掌握工業(yè)強(qiáng)心之路的命門，實(shí)現(xiàn)高端工業(yè)母機(jī)的自主可控需要全產(chǎn)業(yè)鏈的共同參與，期待國產(chǎn)高端機(jī)床的星火呈燎原之勢，在國際市場占據(jù)一席之地。