一、数控机床行业发展概况

（一）数控机床基本概念

1、定义与分类

机床主要由基础部件、主轴部件、进给机构、辅助装置等构成。根据加工方式的不同，金属加工机床可以分为车床、铣床、钻床、镗床、磨床和镗床等。车、铣、钻、镗、刨、磨是基本的机械加工方式，分别也对应着车床、铣床、钻床、镗床、刨床、磨床等。车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床，镗床是指主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床， 铣床是一种主要指用铣刀在工件上加工多种表面的机床，磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。

数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床，该系统能逻辑地处理具有特定代码、编码指令规定的程序。数控机床进行加工时，数控系统能控制机床在加工程序指令下自动完成零件的加工。按加工方式不同，数控机床可分为数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床等。

数控机床按照技术水平可分为低中高三档，如下表所示：

配备刀库，并能自动更换刀具，对工件一次装夹后能够进行多工序加工的数控机床称为加工中心。

加工中心按照布局方式分类，主要包括立式加工中心、卧式加工中心、龙门式加工中心、复合加工中心等。

2、真假“五轴联动”

按照数控系统进行分类，数控系统控制几个坐标按照需要的函数关系同时

协调运动称为坐标联动，按照联动轴数分为二轴联动、二轴半联动、三轴

联动、四轴联动、五轴联动等。

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。五轴联动不同于五轴驱动，五轴联动是指在一台机床上至少有五个坐标轴（三个直线坐标和两个旋转坐标），而且可在计算机数控系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴联动为目前数控机床的最大联动轴数。

图片来源：科德数控《招股说明书》

3、五轴机床广泛应用于高端制造业，受到西方发达国家封锁

五轴联动数控技术是衡量一个国家复杂精密零件制造能力技术水平的重要标准之一，从“巴统清单”到“瓦森纳协定”，西方发达国家针对中国进行了严格的技术封锁，五轴联动数控机床应用较广泛的航空航天、兵器、船舶、等高端行业近年面临的封锁进一步加剧。

（二）数控机床产业链

从机床结构上看，数控机床由机床主体、传动系统和数控系统构成， 机床主体是机床的框架，包括床身及底座铸件、主轴及变速箱等，传动系统包括传动机械、辅助动力系统等， 机床主体和传动系统构成工件加工的基础，其刚度、抗震性等要求比较高。数控系统是数控机床的大脑，包括控制系统、驱动装置、检测装置等。数控机床成本构成主要包括结构件、控制系统、传动系统、驱动系统、刀库及其他，其中结构件占35%，控制系统占22%，传动系统占20%，驱动系统占13%，总计达到90%，完整的数控系统包括控制系统及驱动系统，占据机床成本的35%左右，是最核心的部件。

关键功能部件具体指数控系统、伺服驱动及电机，电主轴，铣头，转台，刀库等（依据《数控机床可靠性试验中关键功能部件的提取研究》，张根保等，2016年），其性能的优劣直接影响高端数控机床的加工精度及效率。

（三）市场容量

在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器制造工作总量的40%-60%，因此也被称为“工业母机”。全球机床市场规模接近5000亿元，我国金属加工机床市场规模接近2000亿元，也是全球最大的机床生产国和机床消费国。我国金属切削机床数控化率还远低于发达国家水平，数控机床成长空间巨大。

根据QYResearch数据，2021年全球五轴数控机床市场容量为74.75亿美元，预计2027年市场容量将进一步提升至138.35亿美元，年复合增长率达10.81%。根据MIRDATABANK数据，2021年中国五轴机床市场规模约80.3亿元，折合12.45亿美元，全球占比16.65%。

我国五轴联动数控机床年消费量超过1万台。2020年“协会重点联系机床企业”生产五轴数控机床产品达到633台，结合高档数控机床国产化率约6%的数据，估算2020年国内五轴数控机床年消费量在1万台左右；结合MIRDATABANK的2021年中国五轴机床市场规模数据，对应五轴机床均价约为80.30万元/台。五轴数控机床作为机床行业技术壁垒最高、稀缺性最强的产品，目前国产厂商的合计年产量不超过1,000台，五轴数控机床的供需缺口很大。假设未来高档五轴数控机床整体价格保持不变（即均价仍为80.30万元/台），结合前述2027年国内市场空间容量（即202.16亿元人民币），预计2027年五轴数控机床国内市场空间将达到2.52万台。

1、中国从制造业大国向制造业强国转变，国产高端装备增量缺口巨大

从制造业品类齐全度及金额来看，中国已经成为全球领先的制造业大国。根据国家统计局统计，2004年至2022年，我国制造业规模持续增长。2022年，我国制造业GDP规模达33.52万亿。制造业的较快发展，带来对数控机床等生产工业母机的需求增加。

资料来源：WIND，国家统计局。

根据前瞻产业研究院《中国数控机床行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》 预测， 我国数控机床市场规模未来将稳定较快增长，到2024年将达到5,728亿元。

以五轴联动为代表的高端机床，具有提高加工效率、节约场地和人工成本等优势，满足制造业企业提升产品竞争力需求，将有越来越多企业选择五轴机床来提升产品竞争力。国内企业入局通过国产数控系统、功能部件将加速五轴机床降本，有望推动五轴机床替代三轴机床，提升五轴机床渗透率。

例如，根据国金证券的研究数据，五轴机床通过更高加工效率、更小占地面积与能耗带来经济性，对三轴机床具有一定替代性。根据全球五轴机床龙头德马吉森精机披露数据，其使用10台五轴机床替换50台立式五面加工机床，带来了更高加工量、更小占地面积，并且节约能耗42%。

2、地缘政治环境恶化，进口替代需求巨大

（1）高端机床的进口替代

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。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，达到一定技术先进程度的数控机床始终被西方发达国家以军民两用战略物资为理由，予以贸易限制。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。

根据《中国制造2025技术路线图》的预计，数控机床与基础制造装备市场年总体需求规模将有望超过10,000亿元、并保持每年10%以上的高速增长。高档数控机床与基础制造装备领域发展目标为：到2020年，具有满足国内市场超过70%的供给能力；到2025年，具有满足国内市场超过80%的供给能力，并进入高档数控机床与基础制造装备世界强国行列。

（2）中、低、高端机床的国产化率的提高

根据前瞻研究院的数据，2018年我国低档数控机床国产化率约82%，中档数控机床国产化率约65%，高档数控机床国产化率仅约6%。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。在数控机床市场结构升级的背景下，我国高端数控机床市场空间和发展潜力巨大，国产数控机床企业正逐步向外资企业传统优势领域扩张，逐步蚕食大型外资企业的市场份额。

根据东兴证券于2023年3月17日发布的《机械行业:超额收益视角下的五轴联动数控机床》研究报告，随着需求端结构升级和本土产业链配套成熟，五轴联动数控机床性价比凸显，作为金属切削机床中高端代表，有望加速替代以2~3轴为主的国内机场市场，渗透率将持续攀升，预计到2025年五轴联动机床国产化率将达到36.84%。

（3）机床更新周期已至，推动国产替代市场空间

机床作为通用机械设备，服役年限一般为10年，超过10年的机床稳定性和精度会大幅下降。我国机床产量自2001年后快速增长，并于2005年达到短期内的顶峰108.98万台；2010-2014年，我国金属加工机床产量整体在99-112万台的区间内波动，为机床上一轮周期高点，但此后产量便开始逐步回落，呈现波动式下滑趋势。这意味着自此国内存在较大规模的机床更新换代需求。此外，五轴机床在加工效率、加工精度、一致性、稳定性等方面均高于三轴机床，因此越来越多的客户尤其是精密制造的客户更倾向于选择五轴产品，机床产品的更新换代将为五轴机床带来广阔的替换空间。

3、下游行业市场规模与行业增速稳定，推动五轴联动数控机床加速发展

制造业转型升级，对高端机床的需求持续扩大。高端数控机床主要应用于航空航天、核、电子、船舶、兵器、能源、汽车、模具、刀具等重点领域，特别是航空航天等军工领域，国产化需求强烈、存量市场规模巨大、市场增长可期。根据国金证券于2022年11月20日发布的《五轴联动机床行业深度报告：高端制造之基，自主崛起东风已至》，目前五轴数控机床下游主要应用在航空航天、汽车、军工等领域，这三个行业的销量占比分别为39.9%、24.3%、13.3%。

（1）航空航天、国防军工领域

由于急需五轴联动数控机床的军工行业面临西方国家的全面封锁，航空航天和国防军工领域对于五轴机床是刚性需求。

五轴机床国产替代需求旺盛，国产大飞机产业链持续释增量市场需求。五轴机床在航空航天领域应用场景较多，覆盖飞机结构件、起落架、叶片、机匣、压气机叶轮等部件加工。伴随国产大飞机逐步进入批量制造，五轴机床需求有望持续提升。同时在贸易摩擦影响下，航空航天领域急需可以实现进口替代的高端机床，增量市场空间有望向国内企业倾斜。

A、民用飞机领域，根据《中国商飞公司市场预测年报（2022-2041）》，预计到2041年全球客机机队规模将达到47,531架，约75.2%的现有机队将被新机替代，预计交付新机42,428架，中国预计交付9,284架新机，市场价值约1.5万亿美元。同时，我国航空产业高速增长带来的产业集群效应，将加速全球航空制造业向中国迁移，未来超过2.7万亿人民币的维修保障、工程服务等航空后市场将面向国内企业开放。

B、军用领域，我国的国防工业正处于快速发展阶段，近年来国防经费投入增长较快，2015-2023年我国国防经费年增长率维持在7%-10%水平，高于同期GDP增长率。以导弹、火箭、卫星为代表的航天、军工领域进入急速扩产阶段，高端数控机床将起到强有力的支撑和保障作用。

（2）民用市场—新能源汽车

一体化压铸等新工艺推进有望持续带来五轴机床需求增长。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为五轴机床应用提供机遇。

新能源汽车销量高增，渗透率有望持续提升。根据中国汽车工业协会，2022年全年，我国新能源汽车产销分别达到705.81万辆和688.66万辆，同比增长99.11%和95.61%，渗透率达到25.6%。根据2022年8月IDC发布的研究报告，我国新能源汽车市场规模将在2026年达到1,598万辆的水平，年复合增长率35.1%，届时新能源车渗透率将超过50%。

4、外资竞争对手新项目的不断投产凸显市场需求的增大

德玛吉官方公开信息表示，德玛吉在平湖投资7,500万欧元建设针对于中国市场的全新工厂，新工厂主要生产5轴加工中心机床，计划于2023年春季投产。

格劳博官方公开信息表示，在大连开工建设五期新工厂，总投资1.3亿人民币，已于2022年9月正式竣工投产，新工厂将用于系统机床、柔性交钥匙生产线以及四轴和五轴通用加工中心的装备生产。

发那科投资约15.6亿元在上海扩建工厂，新扩建的工厂将于2023年内投产，工厂占地面积合计将达到34万平方米，是原来的5倍。

斗山机床（中国）有限公司烟台工厂举行了七期厂房竣工仪式，将使其年生产能力增加1,200余台。

2022年6月，德国惠乐喜乐机床（青岛）公司为占地7.3万平方米的即墨新工厂奠基，最终实现达产300台五轴和卧式加工机床。

2022年7月，德国（SW）埃斯维机床有限公司二期工厂奠基，中国将成为其全球最大的海外研发制造基地，建成后可实现年产能约350台加工中心。

外资企业对中国市场的持续投入也彰显了国内五轴机床行业高企景气和发展前景。

（五）国产五轴机床的技术竞争差距

五轴机床技术壁垒非常高，我国五轴联动数控机床过半份额的市场主要被日本马扎克、德国德马吉森精机、德国格劳博、德国哈默等海外企业占领。国产高端数控机床与外资知名品牌的差距主要有以下三点：

1、国产高档数控机床可靠性差，各种故障发生率高，性能不够稳定；

2、国产高档数控机床加工精度无法达到更高的要求；

3、国产高档数控机床加工性能力不够，不能胜任一些复杂的加工，难以得到大多数用户的认可，影响应用范围。

其中国产数控机床面临的最大技术问题是精度和稳定性比较差。精度保持性是衡量机床性能的关键指标之一，反映了机床在正常使用周期内的服役性能，这方面国产机床与德国和日本的机床存在显著的差距，以德国瓦德里希·科堡（WALDRICH COBURG）公司龙门加工中心产品为例，其使用10年后精度保持率可达95%，而国产设备甚至难以达到85%。另外，2021年我国高端数控机床“平均故障时间（MTBF）”才实现500小时到1600小时的艰难跨越，而国际先进水平为2000小时，仍然存在较大差距。

二、 行业主要法律法规政策

三、高端数控机床行业竞争格局

全球范围内的主要机床制造大国包括德国、日本、美国、中国等。其中，德国重视数控机床和配套件的高、精、尖和实用性，各种功能部件研发生产高度专业化，在质量、性能上位居世界前列；日本重点发展数控系统，机床企业注重向上游材料、部件布局，一体化开发核心产品；美国在数控机床设计、制造和基础科研方面具有较强的竞争力。中国机床行业起步晚，但整体发展迅速，政府产业政策对机床行业的创新发展起了一定的引导作用，中国机床行业在技术、市场规模上都有显著增长，中国已经成为世界最大的机床产销国。

（一）境外主要公司

1、德玛吉森精机

全球领先的机床制造企业，世界著名机床生产厂家，原德国德马吉公司和日本森精机公司合并而成，员工超过7,500名，在全球多达159个销售和服务中心。2021年德马吉森精机实现营收219.45亿元人民币，同比增长20.63%。

2、山崎马扎克

山崎马扎克成立于1919年，全球知名的机床生产制造商，主要生产CNC车床、复合车铣加工中心、立式加工中心、卧式加工中心、CNC激光系统、FMS柔性生产系统、CAD/CAM系统、CNC装置和生产支持软件等。自1919年创业以来，截至2019年6月，全集团有员工8,429人。马扎克在全球拥有日本、美国、英国、新加坡和中国多家生产基地，产品素以高速度、高精度而在行业内著称，产品遍及机械工业的各个行业。

3、哈默

哈默（Hermle）成立于1938年，是德国著名的机床制造商，中小型五轴精密加工领域专家。哈默的五轴立式加工中心在国际市场处于领先地位，工厂设

在德国斯图加特附近的Gosheim。如今有超过17,000台哈默生产的万能铣床和加工中心在世界范围内被使用。哈默是中小型五轴精密加工领域专家，可靠的产品质量，优秀的售后服务确保了哈默公司成为客户信赖的合作伙伴。哈默在德国中小型模具制造五轴机床市场上的占有率位居前列。

4、格劳博机床有限公司

1926年成立的格劳博集团总部位于德国明德海姆，在德国、美国、巴西分别设有生产基地，集团共有员工约4000人，年销售额近7亿欧元，几乎所有的国际知名汽车厂都是该集团的客户。

5、斗山

韩国斗山机床有限公司隶属于韩国斗山集团，是韩国著名的专业从事于机床行业的公司，它的产品曾被颁发过韩国机床产品一等奖，并获得CE&EMC国际认证。斗山的产品主要销往欧美及亚洲地区，主要客户有意大利菲亚特集团、德国大众及国内南汽集团、汽车水泵行业、制动器行业等。

6、西门子

德国西门子股份公司创立于1847年，是全球电子电气工程领域的领先企业。西门子数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，西门子数控系统SINUMERIK发展了很多代。目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型，840D主要应用于五轴联动数控机床。西门子的数控系统将自动化、技术能力和数字化组合起来，形成个性化的解决方案，从而提高生产率。该数控系统是单个零件或批量生产的优秀解决方案，适用于简单工件或复杂工件。

（二）境内主要公司

1、华中数控300161.SZ

公司坚持“一核三体”的发展战略，即“以数控系统技术为核心，以机床数控系统、工业机器人、新能源汽车配套为三个主体”。公司研制了华中8型系列高档数控系统新产品，已有数百台套与列入国家重大专项的高档数控机床配套应用；具有自主知识产权的伺服驱动和主轴驱动装置性能指标达到国际先进水平，自主研制的5轴联动高档数控系统已有数百台在汽车、能源、航空等领域成功应用。

2022年实现收入、净利润金额分别为16.63亿元、0.06亿元，毛利率、净利率分别为34.06%、0.35%。最新市值90亿，以2023盈利预测计算的市盈率87倍。

2、海天精工601882.SH

数控龙门机床龙头企业，目前已形成以大港精工、堰山精工、大连精工为主体的三大生产集群；主导产包括龙门镗铣、卧式加工中心、数控车削中心、大型卧式镗铣床、数控床等5大系列、200多个品种。产品广泛服务在汽车、机车、船舶、机械、电力、模具、柴油机等行业。

2022年实现收入、净利润金额分别31.77亿元、5.21亿元，毛利率、净利率分别为27.31%、16.39%。最新市值153亿，以2023盈利预测计算的市盈率24倍。

3、日发精机002520.SZ

公司是浙江省机械行业的骨干企业和原国家机械部数控机床重要制造基地、国家级CIMS工程示范企业、国家级高新技术企业，也是国内唯一一家能够同时生产立式数控车床、卧式数控车床、立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心和落地式镗铣床的企业。

2022年实现收入、净利润金额分别21.39亿元、-15.29亿元，毛利率为26.54%。最新市值45亿，以2023盈利预测计算的市盈率倍。

4、亚威股份002559.SZ

公司是国内中高端金属板材成形机床行业的领先企业之一。研发制造销售数控转塔冲床、数控折弯机、数控激光切割机、金属平板加工自动化系统、金属卷板加工自动化生产线、线性和水平多关节机器人等高端、智能、自动化产品。

2022年实现收入、净利润金额分别18.30亿元、-1.70亿元，毛利率为24.60%。最新市值43亿，以2023盈利预测计算的市盈率25.3倍。

5、科德数控688305.SH

公司是从事高端五轴联动数控机床及其关键功能部件、高档数控系统的研发、生产、销售及服务的高新技术企业，主要产品为系列化五轴立式(含车铣)、五轴卧式(含车铣)、五轴龙门、五轴卧式铣车复合四大通用加工中心和五轴磨削、五轴叶片两大系列化专用机床，以及服务于高端数控机床的高档数控系统，伺服驱动装置，系列化电机，系列化传感产品，电主轴，铣头，转台等。

2022年实现收入、净利润金额分别3.15亿元、0.60亿元，毛利率、净利率分别为42.40%、19.13%。最新市值80亿，以2023盈利预测计算的市盈率70倍。

6、国盛智科688558.SH

公司是国内领先的金属切削类中高档数控机床以及智能自动化生产线提供商，主要根据下游精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、汽车、3D打印、生物医药、工程机械、工业阀门等终端领域客户的应用需求提供智能制造一体化解决方案。根据国盛智科招股说明书，2017—2019年五轴联动数控机床销售台数分别为1台、7台、5台，实现销售收入分别为334.19万元、804.98万元、1,008.74万元，占数控机床销售收入比重分别为1.05%、1.80%、2.44%。

2022年实现收入、净利润金额分别6.31亿元、0.59亿元，毛利率、净利率分别为31.86%、9.36%。最新市值40亿，以2023盈利预测计算的市盈率16.5倍。

7、拓斯达300607.SZ

公司坚持“让工业制造更美好”的企业使命，深度研发视觉、控制器、伺服驱动三大底层技术，不断打磨以工业机器人、注塑机、CNC为核心的智能装备，打造以核心技术驱动的智能硬件平台，为制造企业提供智能工厂整体解决方案。

子公司埃弗米作为国产高端五轴数控机床稀缺标的，埃弗米研发并投入市场的产品主要包括五轴联动数控机床、高速加工中心、数控磨床等数控机床产品，以及主轴、转台、摆头、齿轮头、动力刀塔等核心零部件。报告期内，数控机床业务实现营业收入22,326.13 万元，同比增长148.08%，毛利率26.98%，同比增加9.06个百分点。从控股子公司埃弗米自身业务来看，2021年营收约为1.4亿元，2022年实现同比增长约59%。

报告期内，五轴联动数控机床签单量超160台，同比增长超60%，出货量超130台，同比增长100%以上，保持快速增长。目前，埃弗米订单排产仍处于饱满状态，截至2022年12月31日，埃弗米在手订单超过1.6亿元。

2022年实现收入、净利润金额分别49.83亿元、1.68亿元，毛利率、净利率分别为18.55%、3.37%。最新市值63亿，以2023盈利预测计算的市盈率27倍。

8、上海拓璞

公司主要面向航空航天领域提供智能制造装备和工艺解决方案，产品主要包括五轴联动数控机床、航空航天部/总装智能装备和智能化生产线等。公司业务覆盖航空航天领域智能制造装备及其工艺方案设计、研发、生产、安装、服务的完整过程。其中，五轴联动数控机床业务占比在50%以上。

2019年实现收入2.27亿元，亏损1300万。公司毛利率36.85%。

9、北京精雕

北京精雕集团是一家专注于精密数控机床研发、生产和销售的民营高科技企业，主营产品为精雕数控加工中心（简称精雕机）。成立于1994年，现有员工5100余人，技术人员2800余人，其中基础技术和产品研发人员900余人，2018年底，集团接受国务院批准设立的“京津冀产业协同发展投资基金”的战略投资。