機床為裝備制造業(yè)提供生產(chǎn)設備，凡是對加工精度要求較高，表面粗糙度要求較細的零部件都需要通過(guò)機床加工。因此機床在制造業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位。

隨著(zhù)電子信息技術(shù)的發(fā)展，當前機床行業(yè)已進(jìn)入以數控機床為代表產(chǎn)品的機電一體化時(shí)代。

數控機床是一種裝有程序控制系統的自動(dòng)化機床，較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機床，代表了現代機床控制技術(shù)的發(fā)展方向。

國內數控機床產(chǎn)品結構主要由數控金屬切削機床、數控金屬成形機床、數控特種加工機床組成。其中，數控金屬切削機床規模最大，占總產(chǎn)品規模的53.20%，數控金屬成形機床和數控特種加工機床組成分別占總產(chǎn)品規模的28.50%、16.80%。

根據《中國制造2025規劃》，到2025年，我國高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場(chǎng)占有率目標將超過(guò)80%，高檔數控機床與基礎制造裝備總體進(jìn)入世界強國行列。

機床行業(yè)具有明顯的周期性，機床的一般產(chǎn)品壽命約為10年，因此行業(yè)大約每7-10年為一個(gè)商業(yè)周期，新一輪周期從2009年開(kāi)始，在2011年全球機床消費量和產(chǎn)值達到頂峰后回落，2019年全球機床消費821億美元，同比下降13.8%，目前全球行業(yè)仍然處于周期底部。

近年來(lái)，雖然我國數控機床行業(yè)整體盈利能力出現部分下滑，但產(chǎn)業(yè)規模仍呈現上升趨勢。中國機床工具行業(yè)協(xié)會(huì )預測，2021年我國數控機床產(chǎn)業(yè)規模將增長(cháng)5%，意味著(zhù)將突破3,400億元。

目前，我國處于產(chǎn)業(yè)結構的調整升級階段，先進(jìn)制造業(yè)將逐步替代傳統制造業(yè)，作為工業(yè)母機的高性能數控機床的市場(chǎng)需求將大大增加。

數控機床相比于傳統機床，具備高精密、高速度、復合化、智能化、環(huán)�；�的多重優(yōu)勢，承載著(zhù)工業(yè)現代化的特殊使命。

數控機床并非普通工業(yè)投資品，高檔數控機床及系統，如五軸聯(lián)動(dòng)機床，直至現在仍被列在發(fā)達國家貿易限制清單，作為戰略物資限制關(guān)乎國家經(jīng)濟、軍事、工業(yè)安全。

當前世界機床行業(yè)是一個(gè)完全競爭的行業(yè)，主要機床大國包括德國、日本、美國、中國等國家。

中國機床行業(yè)起步晚，但整體發(fā)展迅速，近年來(lái)在技術(shù)、市場(chǎng)規模上都有顯著(zhù)增長(cháng)。但是與德、日、美相比，我國機床結構仍存在較大優(yōu)化空間，數控化率提升是行業(yè)大趨勢，整體市場(chǎng)龐大且發(fā)展前景廣闊。

數控機床產(chǎn)業(yè)鏈

機床產(chǎn)業(yè)鏈上中下游清晰，包括上游基礎材料和零部件生產(chǎn)商、中游機床本體制造商和下游終端用戶(hù)。

上游基礎材料和零部件生產(chǎn)商主要為機床制造商提供結構件（鑄鐵、鋼件等）、數控系統、驅動(dòng)系統（驅動(dòng)電機和驅動(dòng)裝置）、傳動(dòng)系統（導軌、絲杠、主軸等）、刀庫等組成，中游是機床本體制造商，負責向終端用戶(hù)提供滿(mǎn)足其要求的各種機床或成套的集成產(chǎn)品；下游用途十分廣泛，終端用戶(hù)主要是汽車(chē)、軍工、航天航空、船舶、石化、工程機械、消費電子等各類(lèi)領(lǐng)域。

上游：核心零部件

上游裝備部件作為數控機床的基本組成部分，其品質(zhì)是數控機床等智能制造裝備產(chǎn)品性能和質(zhì)量的重要保障。

其中，精密件、功能部件和數控系統市場(chǎng)結構穩定，價(jià)格波動(dòng)不大，鈑焊件和鑄件市場(chǎng)競爭充分，價(jià)格波動(dòng)主要來(lái)自生鐵、鋼材等原材料成本的推動(dòng)。

我國功能部件行業(yè)的發(fā)展相對緩慢，產(chǎn)業(yè)化和專(zhuān)業(yè)化程度低，電主軸、滾珠絲杠、數控刀架、數控系統、伺服系統等雖已形成一定的生產(chǎn)規模，但受到技術(shù)限制，僅能滿(mǎn)足中低檔數控機床的配套需要，國產(chǎn)中高檔數控機床采用的功能部件仍嚴重依賴(lài)進(jìn)口。光機、鈑金等機床部件國產(chǎn)已經(jīng)較為成熟。

由于進(jìn)口機床價(jià)格昂貴、交貨期長(cháng)等因素使得國產(chǎn)中高檔數控機床價(jià)格居高不下，嚴重影響了其市場(chǎng)競爭力。

數控機床關(guān)鍵零部件供給格局：

結構件

結構件中鑄鐵、鑄鋼件通過(guò)精加工形成機身、支柱等，成本占比25%左右。

鑄件與鈑金零部件主要包括機床內外防護罩、伸縮護蓋、排屑機精密鈑焊件、其他機床鈑金小附件等。

數控系統

數控系統即CNC系統，通過(guò)編程實(shí)現金屬切削的命令產(chǎn)生和傳達，成本占比25~30%。

2020年，我國CNC數控系統市場(chǎng)規模達116億元，同比增長(cháng)33%。2021-2022年我國CNC數控系統有望保持穩健增長(cháng)。

計算機技術(shù)演化下，全球數控系統經(jīng)歷了數控（NC）和計算機數控（CNC）時(shí)代。目前行業(yè)所指的“數控”均為計算機數控。

高檔數控系統算法復雜空間建模know-how、優(yōu)化補償技術(shù)、可靠性、應用延展能力等構成數控系統重要門(mén)檻。除此之外，芯片、光纖通訊對系統性能提升也起到關(guān)鍵作用。

我國高檔數控系統長(cháng)期被發(fā)那科、三菱、西門(mén)子、海德漢等外資企業(yè)所壟斷。這些龍頭企業(yè)均采用專(zhuān)用芯片，有多類(lèi)型輸出信號供不同用戶(hù)需求之用，既可控制主機，也可控制機器人，及線(xiàn)上各部分物流的動(dòng)作。

國內廠(chǎng)商科德數控、北京精雕自產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)數控系統配套使用，走在國產(chǎn)前列。華中數控、廣州數控等專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)數控系統，用于機床、機器人等領(lǐng)域。

驅動(dòng)系統

驅動(dòng)系統將數控系統的控制信號轉化為相應的機械位移，分為液壓驅動(dòng)（液壓泵閥、油缸）和電驅動(dòng)（例如伺服驅動(dòng)器和步進(jìn)電機）兩類(lèi)，成本占比約15%左右。

傳動(dòng)系統

傳動(dòng)系統是機床部件運動(dòng)的載體，直接影響加工精度，我國機床企業(yè)主軸、絲杠等依賴(lài)外采，成本占比約為15%~20%。

機床主軸是數控機床最重要的核心零部件之一，集高轉速、高精度、高效率、高可靠性于一體，其技術(shù)水平的高低和質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定和影響著(zhù)機床的品質(zhì)。

主軸分為機械主軸和電主軸兩類(lèi)，機械主軸軸承一般需具備P4及以上級超精密度，國內軸承廠(chǎng)加工能力仍有較大差距；電主軸則是跨行業(yè)綜合技術(shù)的結合，包括精密制造技術(shù)，軸承技術(shù)，電機調速技術(shù)，功率40KW以上依賴(lài)進(jìn)口。

國內電主軸以洛陽(yáng)軸承研究所最具代表性，民營(yíng)如昊志機電在3C數控雕銑電主軸取代進(jìn)口份額。

長(cháng)期來(lái)看，高性能電主軸克服傳統機械主軸缺點(diǎn)，替代機械主軸是大勢所趨。

電主軸在數控機床中的位置與工作狀態(tài)：

圖片數控機床使用的滾珠絲杠，具備高效性能、精密定位、精密導向、對CNC指令反應快速等功能。國內絲杠企業(yè)存在產(chǎn)值規模小，運營(yíng)不規范等特點(diǎn)，缺乏可與NSK、THK、Rexroth等比肩的知名企業(yè)。

功能部件

功能部件中包括刀庫（成本占比5%）、光柵尺（成本占比2%）和齒輪箱等。

我國嚴重依賴(lài)進(jìn)口的刀具集中在航空航天、軍工、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機等領(lǐng)域，高端刀具進(jìn)入門(mén)檻包括基體新材料的研發(fā)、涂層技術(shù)開(kāi)發(fā)和應用、結構創(chuàng )新設計。

目前我國機床刀具市場(chǎng)相當分散，領(lǐng)先的外資企業(yè)包括山特維克（Coromant）、美國肯納（Kennameta）、日本京瓷（Kyocera）、伊斯卡（Iscar）等，內資品牌包括株洲鉆石（ZCC）、廈門(mén)金鷺、華銳精密和歐科億等。

中游：本體制造

作為典型的機電一體化產(chǎn)品，數控機床是機械技術(shù)與數控智能化的結合，可分為金屬切削（車(chē)削、銑削、鏜、鉆、磨等）、成形機床（壓力機、剪板機、折彎機等）、特種加工（電火花線(xiàn)切割機床、電火花成型機床等）、加工中心（多軸聯(lián)動(dòng)、柔性加工單元）以及其他產(chǎn)品。

市場(chǎng)格局方面來(lái)看，第一梯隊為跨國公司及外資企業(yè)，由于品牌、技術(shù)等優(yōu)勢，在高端市場(chǎng)占據主導地位。第二梯隊包括具備自主研發(fā)能力，掌握核心技術(shù)的國有企業(yè)或民營(yíng)企業(yè)。第三梯隊是主攻低端產(chǎn)品市場(chǎng)的企業(yè)。

當前全球機床市場(chǎng)仍以德國、日本、美國的機床廠(chǎng)商為主，根據賽迪顧問(wèn)發(fā)布的《2019年數控機床產(chǎn)業(yè)數據》，營(yíng)業(yè)收入前十名的公司全部被德日美三國的公司包攬，其中前十名中有3家來(lái)自德國，日本廠(chǎng)商數量最多，為4家，美國2家，德日合資企業(yè)1家。

榜單中，山崎馬扎克以52.8億美元位列第一，德國通快營(yíng)收達42.4億美元，位居全球第二，德馬吉森精機位居第三。

近年來(lái)，國內民營(yíng)企業(yè)逐漸成長(cháng)為主力軍，各家機床廠(chǎng)產(chǎn)品各有側重，形成高度分散的競爭格局。

從國內市場(chǎng)看，部分制造商已經(jīng)形成一定規模，并且在特定機床產(chǎn)品中形成了自身優(yōu)勢。

目前中國已出現包括海天精工、創(chuàng )世紀、國盛智科、科德數控、浙海德曼在內的十余家主機廠(chǎng)上市公司。其中創(chuàng )世紀以鉆攻中心和立式加工為優(yōu)勢產(chǎn)品，秦川機床在車(chē)床市場(chǎng)具備優(yōu)勢，海天精工則立足于生產(chǎn)各類(lèi)加工中心，亞威股份在成形機床市場(chǎng)中占據較強的優(yōu)勢。

2020年中國主要機床制造商比較:

從全市場(chǎng)看，創(chuàng )世紀、秦川機床、海天精工、紐威數控和亞威股份市占率位居前五，分別為2.85%、1.57%、1.47%、1.06%和0.98%，上市公司CR5預測市占率僅為7.81%，不足10%，行業(yè)集中度極度分散。

下游：電子和軍工需求旺盛

從數控機床下游領(lǐng)域來(lái)看，電子、軍工等領(lǐng)域需求旺盛，疊加格局優(yōu)化后的國產(chǎn)替代提速。

一方面中美貿易戰背景下高端機床進(jìn)口受限，創(chuàng )世紀、海天精工、潤星科技等民營(yíng)機床企業(yè)打開(kāi)空間，使得國產(chǎn)替代提速；另一方面，航天軍工、3C電子（5G+蘋(píng)果）、工程機械、模具（防疫相關(guān)帶動(dòng)）的機床需求旺盛，成為順周期復蘇的增長(cháng)亮點(diǎn)。另外機床第一大應用下游的汽車(chē)行業(yè)疫情后也快速恢復，帶動(dòng)機床需求。

行業(yè)發(fā)展趨勢：高端化及自主化國產(chǎn)替代加速

中國數控機床行業(yè)自上世紀90年代末快速發(fā)展至今，已經(jīng)由過(guò)去的開(kāi)發(fā)增量發(fā)展到現在的優(yōu)化存量階段，比如近年來(lái)對數控機床需求占比最大的汽車(chē)、航空航天和模具等領(lǐng)域都向著(zhù)輕質(zhì)化、多構型化及低成本制造等方面發(fā)展，新材料的運用越來(lái)越廣泛，對數控機床的加工能力也提出越來(lái)越高的要求。

但是我國數控機床行業(yè)存在明顯的供需矛盾，主要體現在低檔數控機床的產(chǎn)能過(guò)剩和高檔數控機床的供應不足而導致供給側結構性失衡。

根據中國產(chǎn)業(yè)研究院統計，我國低端數控系統及零部件已基本實(shí)現國產(chǎn)化，但中高端機床在穩定性、加工效率、壽命仍有差距。我國高端數控機床國產(chǎn)化率僅為6%，中/低檔機床國產(chǎn)化率已達到65%/82%。

隨著(zhù)下游產(chǎn)業(yè)的不斷升級發(fā)展，對機床加工精度和精度穩定性等要求越來(lái)越高，中高端產(chǎn)品的需求日益凸顯，更新升級需求大。中國機床市場(chǎng)結構升級將向自動(dòng)化成套、客戶(hù)定制化和普遍的換擋升級方向發(fā)展，產(chǎn)品由普通機床向數控機床、由低檔數控機床向中高檔數控機床升級，有望進(jìn)一步向高端化、集成化、服務(wù)化、自主化方向發(fā)展。

在國產(chǎn)中高檔數控機床在存量更新、進(jìn)口替代以及下游行業(yè)景氣的大背景下，行業(yè)整體有望迎來(lái)加速發(fā)展。