（報告出品方/作者：東興證券，任天輝）
1、金屬切削機床承載著中國制造業的未來
1.1、五軸聯動數控金屬切削機床是國產機床主要突破方向
金屬切削機床是現代工業發展的重要基石。金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器， 是制造機器的機器，又被稱為“工業母機”或“機床”。在一般的機器制造中，機床所承擔的加工工作量占 機器制造工作總量的 40%-60%，機床的加工精度和效率將直接影響其制造機器的質量與工作效率。 機床作為金屬制品的核心設備，與金屬制品業產值直接相關。2021 年，我國金屬制品業營業收入 4.97 萬 億元，占我國制造業生產總值的 16%。而金屬制品廣泛應用于包括汽車、航空航天在內的各類制造業，金屬 制品行業與各類制造業息息相關，機床在我國經濟發展中扮演了重要的角色，是高端制造業的基礎，承載著 中國制造業的未來。 五軸聯動數控金屬切削機床技術門檻最高，是國產機床主要突破的方向。金屬切削機床按聯動軸數分類，可 分為三軸、四軸和五軸。
五軸聯動數控機床是機床實現任意角度加工所需要的最少軸數；是實現空間任意曲 面加工的必備技術；是解決航空發動機葉輪、葉盤、葉片、船用螺旋槳等關鍵工業產品切削加工的唯一手段； 是衡量一個國家復雜精密零件制造能力技術水平的重要標準之一。
1.2、高端機床自主可控迫在眉睫
高端機床“卡脖子”嚴重，自主可控迫在眉睫。數控機床關鍵零部件數控系統成本占比 30%，傳動系統成 本占比 20%，核心零部件價值量占比較高，是影響本土廠商競爭力的重要因素。目前本土高端機床的精密 數控系統、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生產規模，但僅能滿足中低 檔數控機床的配套需要，國產中高檔數控機床采用的功能部件仍嚴重依賴進口。
中國機床行業綜合國產化率較高，中高端機床國產化率仍有較大提升空間。根據德國機床制造商協會（VDW） 數據，2021 年中國機床消費額為 236 億歐元，進口規模為 63 億元，進口依賴度為 26.63%，國產化率為 73.37%，處于較高水平。但從國產化率結構上看，中高端機床國產化率仍有較高的提升空間。以數控機床為 例，根據前瞻研究院數據，2018 年中國低/中/高檔數控機床國產化率分別為 82%/65%/6%，處于趨勢上行， 相比 2014 年分別提升 17pct/20pct/4pct。從市場份額來看，2018 年國內市場低/中/高檔數控機床占比分別 為 10%/30%/60%。
1.3、行業觸底反彈盈利能力大幅提升
市場規模超千億，消費基數龐大。根據中國機床工具工業協會測算，2022 年我國金屬加工機床生產額 1823.0 億元人民幣（271.1 億美元），同比增長 5.1%，其中金屬切削機床生產額 1158.4 億元人民幣（172.2 億美元）， 同比增長 3.3%，約占金屬加工機床總產值 63.5%。 2000-2020 年中國機床行業伴隨大制造業的發展經歷了一個大周期，可以分為四個階段。 第一階段：2000-2008 年，消費金額穩居世界第一。2000 年之后，我國經濟增速較高，制造業進入新一輪 迅速發展期，船舶、汽車、工程機械、電子與通訊等產業蓬勃發展，對機床的需求持續擴大，自 2002 年起 至今機床消費金額穩居世界第一。
第二階段：2008-2011 年，行業快速擴張。在“四萬億”政策的拉動下，機床產業受 2008 年金融危機影響較 小，與挖掘機行業一樣，大量資本涌入，行業快速擴張。2011 年，消費額、產值分別達到 436 億、315.32 億美元的最高峰，2000~2011 年 CAGR 22.93%、24.40%。
第三階段：2011-2019，行業產能出清。2012~2016 年供給側改革前，國內 GDP 和投資增速緩慢下降，制 造業景氣回落。雖然 2016 年后下游制造業有所回暖，但是基建投資拉動乏力，加之 2018 年中美貿易摩擦， 制造業資本開支下降，機床行業 2020 年降至 213.1 億美元，不及 2011 年的一半。從供給端看，2000 年 以來機床銷量高增帶來產能過剩和高保有量，激進的銷售政策也導致未開工新機占比較高。從需求端看，2011 年全球第五次制造業大轉移開始，部分制造業外流導致需求下降。其中我國機床行業中低端產能（占比 90%） 喪失成本優勢快速轉移至東亞等地，2011-2019年間，我國金金切削機床產量下降了 51.63%。
第四階段： 2019-至今，行業觸底反彈，盈利能力大幅提升。2019 年后，金屬切削機床行業觸底反彈，2020、 2021 年我國金切機床產量分別增長 7%、35%。2020 年以來，海外制造業產能利用率受疫情影響嚴重下滑， 在運輸、調試安裝、設備維護等方面也無法及時響應國內需求。我國在嚴防嚴控防疫政策下，快速脫離疫情 影響，制造業部分回流，機床下游迅速回暖，也為本土優秀機床民營企業帶來快速發展的機遇。
2022 年中國機床工具工業協會重點聯系企業中，金屬切削機床營業收入同比下降 5.6%。但是由于 1）中國 新能源汽車、航空航天等高端制造業快速增長，下游需求結構優化；2）國內行業競爭格局優化，自主研發 和盈利能力較強的民營企業成為行業主力。金屬切削機床利潤總額同比增長 63.8%，明顯反彈。同時，金 屬切削機床出口額 43.9 億美元，同比增長 20.4%；金屬切削機床進口額 56.1 億美元，同比下降 10.1%。 高附加值產品占比提升，出口結構有所優化，進口依賴度降低。
2、挖掘機與機床伴隨宏觀周期震蕩上行
國內挖掘機市場經多年發展，基本實現進口替代，目前行業高度集中，本土龍頭企業已成功躋身全球第一陣 營。下文將通過復盤挖掘機行業發展歷程，探究其背后動因，推演機床行業未來演繹路徑。
2.1、消費基數龐大
從市場規模來看，挖掘機與金屬切削機床都屬于設備行業中市場規模最大的版塊，市場規模均超千億，消費 基數龐大。據中國工程機械工業協會數據，2021 年工程機械全行業實現營業收入 9065 億元，其中挖掘機、 裝載機、起重機銷量占比分比為 56.97%、23.35%、13.08%，據此測算 2021 年挖掘機市場規模約為 5167 億元。全球來看均有數倍體量巨頭對標。2019 年世界機床排名第一山崎馬扎克 52.8 億美元（約 365 億元人民幣）， 約為國內營收最高機床廠商創世紀 2021 年營業收入的 7 倍。全球工程機械巨頭卡特彼勒 2022 財年營業收 入 4105 億元人民幣，約為三一重工 2022 年營業收入的 5.2 倍。
2.2、2010年前液壓件受制于人
液壓件是挖掘機械的核心零部件。其成本在挖掘機械采購總成本中占比 34.6%，對中國挖掘機械產品的競爭 力具有直接影響。2010 年前，中國在挖掘機液壓系統方面依然高度依賴進口，日本的川崎重工和 KYB、德 國的博世力士樂、美國伊頓是全球挖掘機液壓系統的主要供應商，主要供應歐美日韓等國際挖掘機品牌。由 于海外液壓件廠商對中國挖掘機廠商供貨周期較長，且數量不足，國產挖掘機的產能遠遠跟不上市場的需求， 致使本土挖機廠商在市場競爭中處于弱勢地位。反觀小松、斗山、現代和三菱等品牌，都有自己的液壓系統 生產線，可以自給自足，因此在中國乃至全球市場都有較強的競爭力。
2.3、挖機行業呈現明顯周期性
挖掘機和機床平均使用年限一般在 8~10 年左右，更新周期較為一致。在沒有強外部和內生變量驅動情況下， 挖掘機和機床行業隨著我國宏觀經濟投資和資本支出波動均呈現出成熟大行業的明顯周期性。與金屬切削機 床行業一樣，挖掘機銷量的波動也可以劃分為四個階段： 第一階段：2000-2008 年，整體保持低基數下的高速增長。1978-1986 年間國內挖掘機平均產量 1200 臺； 1987-1993 年國內挖掘機平均年產量達 2000 臺；2000 年國內挖掘機產量仍未突破 8000 臺。2008 年“四萬 億”投資之前，國內挖掘機市場除 2004、2005 年的短暫調整外，整體保持高速增長，2008 年銷量約為 2000 年銷量的 10 倍。
第二階段，2008-2011 年，大量資本涌入，行業高速擴張。為應對次貸危機，2008 年 11 月國務院常務會議 近日決定對財政政策做出重大調整，實行積極的財政政策。同時，國家環保總局頒發文件，自 2008 年 9 月 30 日起未獲得環保核準證書的非道路移動機械柴油機不得生產、進口或銷售。財政刺激+環保政策催化，挖 掘機銷量同比增速轉正，實現連續 23 個月正增長。 第三階段，2011-2016，刺激退出，產能過剩，銷量持續低迷。2011 年 5 月至 2016 年 4 月，強經濟刺激政 策逐步退出，需求端景氣度大幅下滑。行業在前期大幅擴張之后產能過剩，保有量高企，價格戰白熱化，挖 機銷量近 60 個月持續低迷。
第四階段，2016-至今，更新需求+替代人工+環保驅動，行業景氣周期拉長，龍頭份額提升，走向全球。2016 年 5 月至 2021 年 4 月，除個別月份外，挖機銷量實現 50 個月以上正增長。從行業結構來看，國內市場從分 散走向高度集中，本土龍頭企業開啟國際化，邁向全球龍頭。出口銷量占比從 2018 年的 9%大幅提升至 2022 年 42%，國產挖掘機全球競爭力進入兌現期。
3、2016年后挖機與金屬切削機床走勢為何背離？
3.1、宏觀層面：拉動國內經濟增長的驅動力切換
宏觀層面，2016 年開始的挖掘機上行周期主要由房地產投資驅動。2002-2008 年，出口外貿作為國內經濟 的發動機，推動經濟快速增長，在此期間我國房地產周期與經濟周期的波動比較一致。2007-2008 年次貸危 機爆發，2008 年 11 月實行積極的財政政策。此后房地產政策在一定程度上也成為了逆周期調控政策，房地 產上行周期被拉長，中國進入到以房地產為代表的基建投資為經濟發動機的時代。
在“四萬億投資”強力拉 動下，挖掘機和機床行業都保持較高增速。2016 年“供給側改革”推出，基建投資增速快速下降，制造業投 資增速有所回落，三大投資中僅房地產需求出現加速，成為挖掘機銷量持續上漲的宏觀驅動因素。機床行業 從 2011 年強經濟刺激政策逐步退出開始，在制造業和基建投資探底過程中持續萎縮。因此 2016 年前后拉動 國內經濟增長的驅動力切換，是導致挖掘機和機床行業銷量背離的宏觀因素。
3.2、行業層面：2016年后存量更新驅動挖機高增長
行業層面，2016 年開始的挖掘機上行周期主要由存量更新驅動。2016 年之后挖掘機下游需求強度弱于 2008-2011 年，但挖掘機的銷量依然保持兩位數的超高增速。單純以房地產投資需求拉動難以完全解釋 2016 年的復蘇強度，需要從行業層面尋找更多驅動因素： 存量更新：挖掘機從 2011 年下半年起銷量開始下滑，整個市場保有量也出現了過剩。二手機供過于求的情 況一直延續至 2016-2017 年，才開始逐步出清。從 2016 年開始，更新需求占總需求的比例超過 50%，并且 呈現出逐年上升的趨勢。 機器換人：隨著國內勞動力成本的提升和老齡化，終端用戶越來越趨向使用機械設備代替勞動力。2010 年 之后隨著小挖生產本土化，在替代人力方面更具有性價比優勢，小挖銷量占比不斷上升。
環保政策：挖掘機廢氣排放要求持續提升，更新周期被拉長。從 2007 年 10 月 1 日開始非道路車輛執行國一 排放標準，2009 年 10 月 1 日開始執行國二排放標準，2016 年 4 月 1 日開始執行國三排放標準。從保有量 來看，我國挖掘機數量基礎龐大，國三及以下排放標準的挖掘機保有量占比超 75%，環保政策收緊伴隨著挖 掘機震蕩上行的整個周期。
雖然挖掘機和機床更新周期較為一致，平均使用年限一般在 8~10 年左右。但是 2016 年機床行業并未像挖 掘機一樣迎來更新周期。通過梳理 2016 年以來挖掘機周期上行驅動因素，其原因主要有以下三點： 一是環保政策催化挖掘機更新周期提前，并驅動大量存量更新需求，導致挖掘機銷量高增長持續時間被 拉長，演繹了穿越周期的上行行情。而機床行業存量更新主要受市場供需缺口的自然擴張和收縮驅動， 產能出清和需求結構升級過程緩慢。 二是 2011 年后，全球第五次制造業大轉移開始，發達國家實行的“再工業化”政策將核心高端制造業收回 本國，而我國中低端制造業也快速轉移至東亞等地。我國機床行業主要以中低端為主（市場份額 90%）， 中低端產能出清，拖累機床行業整體產量下行。
三是由于制造業投資萎靡，疊加疫情凍結需求，下行周期中下游客戶更換設備意愿不強。行業產能出清 過程中，制造業企業延遲更新機床，部分機床使用壽命超過 10 年，導致更新周期延后。2023-2026 年有望迎來機床行業更新需求爆發。機床上一輪銷售高峰是在 2011-2014 年，更新需求有望在 2021-2024 年爆發。根據前瞻研究院的數據，2020 年我國機床保有量約為 800 萬臺，其中使用年限超過 10 年的超齡機床占比超 60%，面臨翻新和報廢階段的機床總數不少于 480 萬臺，更新需求市場空間規模龐大。
3.3、微觀層面：客戶群體不同導致切入供應鏈難度不同
微觀層面，挖掘機和機床下游客戶存在較大差別。挖掘機是終端產品，整機標準化程度較高，容易平臺化， 下游景氣度上行時能夠迅速放量。以 2010 年恒立液壓泵閥新產品開始批量配套國內龍頭主機廠為轉折點， 本土挖掘機市場進入門檻大幅降低，國產挖掘機產能和性價比優勢凸顯，本土廠商以小挖為切入點，大幅搶 占市場份額，行業集中度快速提升，龍頭銷量快速增長，拉動挖掘機銷量整體實現高速增長。挖掘機下游主 要對應基建和房地產，行業增速相對于宏觀經濟走勢是“一階導數”關系，挖掘機銷量響應速度較快。
機床下游主要是金屬加工制造業。機床主要被用于加工整機的零部件，商業模式偏向 to B，下游需求定制化 程度較高，組裝依賴人工，也受制于工程師團隊的經驗和水平。機床品類眾多，一家公司很難擅長多個品類， 規模擴張難度較大。行業增長邏輯與宏觀周期是“二階導數”關系，相對于挖掘機在景氣度傳到上存在一定 滯后性。 機床銷售需要較長時間切入客戶生產流程，需要與本國優勢制造業的緊密結合方能實現技術的迭代升級。以 FANUC 為例，FANUC 數控系統剛推出時并不好用，系統低效率、精度低，操作復雜。即便如此，也填補了 國內數控系統的空白，FANUC 數控系統一經推出，便在國內迅速普及。經過不斷的本土廠商的反饋-改善再反饋-再改善，才有了如今的 FANUC 數控系統。
另一方面，金屬切削機床市場低端內戰、中端爭奪、高端失守。中低端市場價格競爭白熱化，市場主體多為 銷售導向的小規模廠商，缺乏自主研發能力，行業格局十分分散。低端產品占比過高，市場高端需求無法滿 足，行業中低端產能出清過程中，也拉低了金屬切削機床總體銷量。
4、β視角：當下時點已進入金屬切削機床配置窗口期
通過對導致 2016 年之后挖掘機和機床行業產量走勢背離因素的梳理，我們認為當前時點國內金屬切削機床 在宏觀、行業和內部結構方面已經出現拐點，行業整體有望演繹β行情。
4.1、以2016年為分水嶺宏觀驅動因素轉換
以 2016 年為分水嶺，宏觀驅動因素由基建房地產向高端制造業投資切換。基建投資加上房地產投資占 GDP 的比重在 2017 年底就已經見頂，房地產拐點已經出現，房地產對經濟的拉動作用明顯減弱。2022 年房地產 開發投資負增長 10%；住宅銷售額下降 28.3%；住宅新開工面積下降 39.8%；個人按揭貸款下降 26.5%。 隨著大地產周期的落幕，以高端制造業為代表的新興產業或將替代地產成為新的經濟周期引領者。中國制造 業增加值占全球比重從 2012 年的 22.5%提高到 2021 年的近 30%，持續保持世界第一制造大國地位，預計 今后還會以一個百分點左右的年增速上升。2023 年 2 月份，制造業 PMI 為 52.6%，比上月上升 2.5 個百分 點，明顯高于市場一致預期，也創下 2012 年 5 月以來的最高數值。
我們認為當下時點有望開啟新一輪的產能擴張周期，其強度和持續性將超出市場預期。從供給端看，2008年“四萬億投資”產能大擴張之后，2011年開始出清。2016年三季度開始，產能擴張有重啟趨勢。但在隨 后的中美貿易摩擦、金融去杠桿、新冠疫情需求凍結的輪番沖擊之下，企業信心受到猛烈打擊，擴產意愿十 分萎靡，導致制造業投資負增長，工業產能利用率降幅近 10%，新一輪擴產周期被迫中斷。2011-2020是制造業投資增速長期大幅下行，制造業去杠桿、去產能完成的十年，供給端產能充分出清，中國制造業有了 更好的起點和基礎。
展望 2023 年，需求端隨著疫情褪去強勁復蘇，工業生產高景氣，制造業投資加速修復，消費者信心持續回 暖帶動社會零售不斷修復。供需缺口持續擴大，始于 2021 年的產能擴張周期漸入佳境，預計會持續超預期 演繹。中長期來看，我國或將于 2023 年下半年進入主動補庫存階段，拉動機床等生產設備投資增長。
4.2、進口替代進程和市場集中度提升有望加速
以 2010 年供應小型挖掘機的國產液壓系統出現為標志，挖掘機進口替代持續推進。2016 年第二輪上行周期 期間，存量更替、機器換人和環保政策驅動行業低端產能加速出清，市場集中度大幅提升。
4.2.1、行業集中度和盈利能力大幅提升，民營龍頭崛起
2008-2018 年，中國挖掘機市場集中度呈現倒“U”型變化。2008 年四萬億元投資促成挖掘機銷量爆發式增長 的同時，也引發大量中低端產能涌入行業，市場集中度和競爭格局快速惡化。國內挖掘機市場 CR4、CR8 從 2007 年高點的 54.2%、80.9%下降至 2012 年低點的 36.6%、60.6%；從 2012 年起，隨著經濟刺激進入 尾聲，行業需求急劇收縮，中低端過剩產能開始逐步退出，市場集中度開始回升，到 2016 年，CR4、CR8 從 2012 年低點提升至 48.7%、71.4%；2016 年之后，隨著供給側結構性改革深入推進，行業加速出清，行業集中度再創新高，2016-2020.11 行業 CR4 從 48.7%左右提升至 71.4%。行業龍頭三一重工在挖掘機市場 占有率在第一輪周期中，從 2010 年的 6.50%提升至 2016 年的 17.7%；在 2016 年開啟的第二輪周中，市場 占有率提升至 2021 年的 30%。
與挖掘機行業一樣，金屬切削機床市場格局也經歷了倒“U”型變化。2008 年“四萬億”投資催化機床產業 強勢反彈，機床行業工業總產值在 2010 年實現了高達 40.6%的增長（歷史最高）。2011 年金屬切削機床 產量達到歷史峰值后就趨勢性進入下行通道，2017-2019 年我國金屬切削機床產量連續 3 年大幅負增長， 19 年產量僅相當于 11 年高點的約 40%，行業開啟漫長的出清過程。從行業結構來看 2009、2010 年兩年 大量資本進入行業，低端產能過大，重復建設嚴重，此時機床行業國企龍頭，沒有及時調整產品結構、淘汰 低端老式機床產品，錯失提升核心競爭力良機。
更具備競爭力和盈利能力的行業主體已完成從國企到民企的輪換，市場集中度提升趨勢已經確立，行業盈利 能力大幅改善。2000 年機床行業民營企業數量和產值占比不足 20%，歷經十年發展，2010 年民營企業數 量占比達 78.3%，產值占比 69.5%，已經成為我國機床工業的中堅力量。與之相伴的是 2018 年開始，我國 優質民營機床上市公司盈利能力顯著好于國企上市公司。
2020、2021 年我國金屬切削機床行業觸底反彈，分別增長 7%、 35%。2022 年機床工具工業協會重點聯 系企業中金屬切削機床營業收入同比下降 5.6%，利潤總額同比增長 63.8%。在此輪上行周期中，國企因機 制等問題逐漸退出競爭，民企迎來重大發展機遇、填補國企原有市場和客戶的空白。至此，更具備競爭力和 盈利能力的行業主體已完成輪換。 市場集中度提升趨勢已經確立。據 MIR 測算，中國機床行業在 2020 年 CR10 仍不足 30%，2021 年 CR10 不足 40%，單一企業市場占有率不足 6%，與 2010 年挖掘機行業（三一重工市場占有率僅有 7.27%） 面對的市場競爭格局十分相似，市場集中度提升和國產替代趨勢已經非常明朗。
4.2.2、核心零部件自主化率大幅提升，國產替代加速
2001年國內市場液壓挖掘機自主品牌僅占7%，此后自主品牌市場份額開始持續上升，2009年達到25.87%。 2010 年之后，供應小型挖掘機的國產液壓系統出現，打破了中國挖掘機液壓系統受制于人的尷尬局面，隨著 整個液壓系統產業鏈配套的完善，本土廠商以相對較低的價格優勢，大幅降低了我國挖掘機市場的進入門檻， 挖機銷售價格近年來大幅下降約 20%-30%左右。國產挖掘機迎來了供量和銷量的大爆發，國產品牌挖掘機 銷量占比從 2009 年的 25.87%提升至 2022 年的 80%。目前在中國的小挖市場，恒立液壓的泵閥已占據 40% 的市場，中挖市場占有率達到 20%。根據國際流體動力協會統計，到 2020 年我國已經成為全球最大的液壓 市場，中國市場占全球市場的份額從 2010 年的 26.93%躍升至 36.04%。
4.3、我國挖掘機主機廠的國產替代之路起步于小挖
進一步打開來看，挖掘機市場內部結構持續優化也是驅動挖機高增長的重要動力。回顧挖掘機從跟隨到替代 再到國際化的全過程，有兩個行業內部的結構變化趨勢值得深入研究，探尋其背后的啟示。
趨勢一：我國挖掘機主機廠的國產替代進口之路起步于小挖，中國小挖快速增長，占比快速提升，抗周 期性強。大挖、中挖和小挖，對應的液壓系統技術要求各為不同，其中大挖對液壓系統的要求最高，小 挖的要求最低。2010 年小挖（0-20t）/中挖（20-30t）/大挖（>30t）銷量占比分別為 40％/48％/12％。 以 2010 年小挖液壓系統取得自主突破為轉折點，2022 年 1-8 月這一比例為 65.78％/22.44％/11.78％。
趨勢二：以 2016 年更新替代驅動的挖掘機上行周期為起點，需求結構持續升級，小挖加速替代裝載機。 隨著國產化后小型挖機性價比快速提升，小挖對裝載機替代開始加速。挖掘機/裝載機銷量比從 2000 年 的 0.44 提升至 2014 年 0.89，從 2015 年開始這一趨勢進一步加速，2015-2022（1-4 月）年挖掘機與裝 載機銷量比分別為 1.32、1.54、1.83、2.11、1.91、2.50、2.44、2.38，挖機銷量遠高于裝載機銷量。
探究上述兩個趨勢背后動因，性價比、國產配套和下游需求為主要動力，驅動挖掘機行業穿越周期高增長。 下游行業高速增長期間，客戶通過嚴格的品控樹立口碑，進而搶占市場份額，此時客戶對于價格敏感度較低， 本土設備供應商較難以性價比優勢切入。伴隨下行周期到來，下游進入“勝者為王”階段，此時成本控制成 為客戶首選要素，本土設備廠商高性價比產品迎來放量契機。
以 2010 年小挖自主技術突破為起點，隨著產業配套成熟，部分國產廠商技術及穩定性與國際龍頭相差無幾， 迅速推出性價比極高的小挖產品。在 2011-2016 年行業下行周期，抓住替換試機機會打入供應鏈，一旦通過 驗證就可以憑借性價比、優質服務、快速響應等優勢大規模替代進口。與此同時，行業下行周期低端產能不 斷出清，也為行業整體的結構升級夯實基礎。隨后，2016 年隨著下游行業景氣度持續攀升及人工成本持續上 升，結構升級需求逐漸顯現，具有自主配套優勢的龍頭企業以更新替換為契機，大幅收割低端產能退出和國 外廠商市場份額，市場集中度和國產化率均大幅提升，驅動行業穿越周期。
4.3.1、小挖占比提升體現的是性價比制約下的降維替代
小挖占比提升體現的是性價比制約下的降維替代，是應對國內低端產品紅海競爭和國外產品迭代升級價格戰 的殺手锏。挖掘機與裝載機同屬于土方機械范疇，且前者操作靈活、節約油耗。與最常用的 ZL50 型裝載機 （鏟斗額定載荷 5 噸）相比，6-8 噸小型挖掘機單位時間燃油消耗量（約 6 升每小時）僅為 50 型裝載機的 40％，價格為 50 型裝載機的 2/3，同時臺班費也較低。從投資回報期來看，我國挖掘機的投資回報期為 1.7 年，比裝載機短 0.7 年。從功能來看，挖掘機（13 噸以下）可替代裝載機的鏟運功能，但裝載機無法替代挖 掘機的深挖、拆除等功能，隨著液壓技術成熟和成本下降，十年間國產小型挖掘機價格至少下降 20％，性價 比大幅提高，加速替代裝載機。
4.3.2、國內產業配套成熟是國產加速替代的轉折點
挖掘機和裝載機國產化進程同時起步于 80 年代，但結果卻有天壤之別，其關鍵在于產業配套體系，特別是 核心零部件體系的國產化差異。裝載機由于技術含量比較低，其生產基本都是立足于國內配套件廠或者主機 廠。2003 年我國裝載機的銷量約 5 萬臺，已占據世界全球裝載機總銷量的 50%。特別是 2008 年以來， 突破 17 萬臺，我國裝載機的產銷量已占據世界總銷量的三分之二，成為全球最大的裝載機產銷大國，國產 化的比例接近 100%。而在 2000 年以前，國內挖掘機核心零部件體系還處于起步階段。2001 年國產挖掘 機銷量為 12397 臺，其中，外資品牌銷量占到 93%，自主品牌僅占 7%。直到 2010 年，以液壓系統為代表 的挖機核心零部件的突破，才給國產品牌發展帶來了前所未有的機遇，挖機國產化進程開始提速。
4.3.3、下游需求結構升級驅動行業穿越周期
下游需求結構升級驅動更新換代，提供抗周期高增長動力。隨著液壓技術的普及，挖掘機制造成本下降，在很多工程建設場景中替代了其他土方設備（以推土機和裝載機為主）。在成熟的歐美日發達國家，挖掘機小 型化趨勢非常明朗，小型挖掘機以其小巧、靈活、多功能、高效的獨特優勢，日益成為土方工程應用的理想 設備，用戶需求不斷擴大。
小型挖掘機可以替代各種功能單一、價格昂貴的專用機型，能夠替代很大部分的 人力，滿足多樣化小型化的需求。此外，液壓挖掘機生產邊際效益高于推土機和裝載機，企業更傾向于擴大 挖掘機的生產規模。上世紀 90 年代以來，日本挖掘機與裝載機的保有量比值穩定在 5 倍左右，2012 年后加 速提升至近 8 倍。回看我國，一方面人口外流使得我國農村勞動力短缺問題加劇，農村勞動力成本持續上升。 另一方面，我國持續推進的城鎮化進程和新農村建設為可靠耐用的小型液壓挖掘機帶來了越來越大的市場需 求。2016-19 年中國小挖、微挖銷量年均復合增長率分別達 32％、36％。相比于中大挖，微、小挖由于需求 具有一定剛性，表現出更強的抗周期性。
5、α視角：五軸聯動數控機床有望演繹小挖行情
從近年來挖掘機銷量高增長和進口替代歷程來看，我們認為：五軸聯動數控機床之于金屬切削機床=小挖之 于挖掘機。套用以小挖為代表的挖掘機進口替代驅動因素框架，從性價比、產業配套和下游需求來看，我們 認為五軸聯動數控機床正處于爆發前夜，有望進入穿越周期的高速增長區間，創造α收益。
5.1、五軸聯動數控機床滲透率持續提升
性能： 五軸機床通過更高加工效率、更小占地面積與能耗帶來經濟性，對三軸機床具有一定替代性。5 軸 加工中心刀具在 X、Y 和 Z 軸上線性移動，并可繞 X 和 Z 軸旋轉，可以從任何方向接近工件，同時進行 刀具直線運動，在整個路徑上都可保持最佳切削狀態；三軸加工由直線進給軸 X、Y、Z 進行加工，切削刀具 方向在沿著整個切削路徑運動過程中保持不變，刀尖的切削狀態不可能實時達到完美。
新產品更新周期縮短，成本被迫降低，傳統工藝不能滿足交期要求。從汽車工業開始，幾乎所有的工業領域 都面臨著提高交貨速度和降低生產成本的要求。在汽車制造業、家用電器行業、電子制造行業、紡織行業和 化妝品制造業的客戶，都期望得到最精良的產品以及盡可能短的交貨期。全球市場變化日新月異，為了及時 滿足市場要求，供應鏈成員企業越來越注重柔性和靈活性，在選擇合作伙伴時，將交貨期看作關鍵因素，往 往選擇那些能對市場需求進行快速反應的企業。而且，在全球供應鏈中，跨國公司紛紛實行“0 庫存管理” 和“JIT 生產”（JIT 的基本原則是在正確的時間，生產正確數量的零件或產品，即時生產），要求我國出口制 造企業的交貨周期越來越短、速度越來越快。
五軸聯動大幅提升加工效率和質量。五軸可以從以下幾個角度提升工件的表面加工質量：1） 使用長徑比較 短的刀具，提升加工穩定性；2）減少放電的工藝，整個表面更均勻；3） 使用球刀的側刃加工，提升工件 表面質量。用放電加工方法需要 6 個小時才能完成的部件，現在用五軸切削機床進行加工，只需要 77 分鐘。 五軸聯動數控機床加工效率相當于普通三軸機床的 2~3 倍。由于只需要一次裝夾，無需等待操作人員頻繁操 作，大幅縮減操作人員勞動強度。同時五軸機床還可以使用更短的刀具進行加工，提升系統剛性，減少刀具 的數量，避免了專用刀具的產生，大幅降低刀具成本。根據全球五軸機床龍頭德馬吉森精機披露數據，其使 用 10 臺五軸機床替換 50 臺立式五面加工機床，帶來了更高加工量、更小占地面積，并且節約能耗 42%。
價格方面：五軸機床高價格、高成本基于其采用的數控系統、擺頭等核心部件成本較高。目前國產數控系統、 功能部件技術成熟度不斷提升，隨著未來產量上升帶來的規模效應，國產五軸聯動數控機床成本將不斷降低。 以科德數控為例，其自研數控系統對外售價低于西門子 840D 平均價格的 50%。公司的五軸機床定價約為 國外可對標產品售價的 1/2 到 2/3。同時，公司針對民用領域客戶，打造了高性價比、高加工效率、高國產 化率的德創系列五軸機床，產品價格對標國外三軸機設備。全面的規格型號，能夠滿足民用市場對加工效率、 占地面積、節約人員等多樣化經濟性需求。
5.2、國內產業配套已經實現0到1突破
從技術成熟度和國內產業配套來看，國內已經實現從 0 到 1 突破。目前中國的機床行業已經出現了一批領 頭羊企業，中國與機床制造強國的差距也在逐漸減小。科德數控率先突破了高端五軸聯動加工中心，并且實 現了自主可控，公司各類型機床設備均配套自主研制的高檔數控系統、伺服驅動、電機、電主軸、擺頭、轉 臺等關鍵功能部件，整機自主化率 85%，國產化率 95%。科德數控在代表復雜精密零件制造能力的五軸聯 動數控機床領域已經實現批量銷售，且精度等性能指標不輸國外先進水平。
5.3、下游需求結構升級驅動從1到100
從下游應用看，更新換代需求將提供抗周期動力，驅動行業從 1 到 100。新能源汽車、航空航天等領域對高 端金屬切削機床需求旺盛，有望為國內企業帶來成長機遇。五軸數控機床下游主要應用在航空航天、汽車、 軍工等領域。根據 QY Research 數據，五軸機床在航空航天、汽車、軍工三個行業的銷量占比分別為 39.9%/24.3%/13.3%。其中汽車領域主要用于生產氣缸缸體以及汽車零部件；航空航天領域主要生產飛機葉 盤、發動機等精密零部件。
受加工需求精細化、復雜化、定制化驅動，機床更新換代有望加速。目前大多數國內制造企業所使用的機床 仍以 2-3 軸為主（有趣的是，挖掘機不僅底盤可以前后行走，上面的駕駛室，挖斗和大臂組成的工作機構也 可以繞著底盤旋轉，具有 5 個自由度；而裝載機裝載機的底盤為四輪驅動底盤，前輪可以拐彎，后輪為固定 軸橋，駕駛艙和工作裝置無法旋轉，只有 3 個自由度。挖掘機、裝載機結構上的差別與五軸、三軸機床十分 相似）。 且數控化率仍處于相對較低的水平，因此往往難以滿足日益增長的加工精細度需求。現有設備的加 工水平與下游加工需求的不匹配，將推動機床的更新換代加速。
6、五軸聯動數控機床市場空間測算
五軸聯動機床處于滲透率、市場集中度和國產化率三重驅動下的爆發式增長前夜。通常來說，一項新技術或 者一個新興產業，在滲透率達到 10%之前被稱之為導入期，發展相當緩慢。而一旦越過 10%這一閥值，發 展速度加快，進入成長期；而當滲透率超過 90%，則進入成熟期。由此預估，五軸聯動機床將在接下來較長 的一段時期內隨著下游需求放量，維持持續高增長。參考小型挖掘機滲透率和國產化發展歷程，我們認為五 軸聯動機床滲透率當下時點類似與 2010 年小型挖掘機。與此同時，經過始于 2012 年的金屬切削機床行業長 達 10 年的下行周期，行業已“過度出清”，市場格局和國產替代有望演繹挖掘機 2016 年后加速提升態勢。 即 2010 年開始的小挖滲透率快速提高疊加 2016 年開始的市場集中、國產化率的加速提升。
小挖滲透率年均提升 1.84 個百分點。因挖掘機與裝載機的替代關系，以挖掘機占兩者總銷量比重來測算挖 掘機滲透率，以小挖占挖掘機比例測算小挖滲透率。受益于 2010-2016 年間挖掘機替代裝載機以及小挖占比 快速提升，小挖滲透率從 16.96%提升至 33.65%，年均提升 2.78 個百分點；2016-2022 年小挖占比趨于穩 定，小挖滲透率提升有所放緩，從 33.65%提升至 44.69%，年均提升 1.84 個百分點。
小挖國產化率年均提升 4.96 個百分點。以國產挖機銷量占比代表國產化率，受益于 2010 年之后供應小型挖 掘機的液壓系統國產化，2010-2016 年挖掘機國產化率從 28.3%提升至 50.20%，年均提升 3.65 個百分點； 2016-2022 年隨著供給側結構性改革深入推進，行業加速出清，行業集中度再創新高。收益于此，挖掘機國 產化率從 50.2%提升至 80%（假設 2022 年國產挖機占比 80%），年均提升 4.96 個百分點，國產替代伴隨市 場集中度提升呈現加速趨勢。行業龍頭三一重工市占率 2016-2022 年均提升 2.38 個百分點。三一重工挖機產品 2010、2016、2022 年市 場占有率為 6.50%、17.7%、32%（假設三一在 2022 年挖機占比市占率為 32%）。2010-2016 年以每年 1.86 個百分點提升。在經歷 2012-2016 年行業下行出清階段后，龍頭市占率加速提升，2016-2022 年均提升 2.38 個百分點。
五軸聯動數控機場滲透率：根據 MIR 數據：2021 年數控金屬切削機床的市場規模 679 億元。據觀研天下數 據，2021 年國內五軸聯動數控機床市場規模 80.3 億元，占比達 11.83%，以此作為五軸聯動數控機床滲透 率預測起點值。 五軸聯動數控機床龍頭市占率：2020 年國產五軸聯動機床市占率前五廠商合計占比約 43%，單家廠商平均 占比約 8.6%，假設其 2021 年以挖掘機龍頭市占率提升速度 2.38%增長，則 2021 年行業龍頭市占率約為 10.98%。 五軸聯動數控機床國產化率：根據科德數控招股說明書：2019 年國產五軸加工中心銷售量為 780 臺，若以 每年 10%的增速增長，則 2021 年國產五軸加工中心銷售量約為 944 臺，對應五軸聯動數控機床國產化率約 為 17%。
（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）
