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通用自动化设备行业专题报告:激光+机器人+注塑机

浏览: 发表时间:2021-01-04 14:16:06

摘要

  通用自动化设备子行业周期性波动较为一致,从成长性来看,工业机器人(2013-2019年CAGR25.76%)>激光(CAGR22.54%)>注塑机(5.41%)>金属成形机床(CAGR为0)。我们认为目前仍处在第五轮库存周期的库存形成/增加阶段,该阶段出现于2019年8月,至今约1年时间,产成品存 货增速除tmt制造业之外均较前轮周期高点有较大距离。补库周期时间一般为1.5-2年,我们认为本轮补库周期尚在途中。

  在工业机器人方面:我们对我国工业机器人进行了市场空间测算,以日本作为对照国,2014-2018年中国制造业GDP是日本的2.8-3.5X左右, 我国工业机器人的理论保有量在2018年约为106万台左右,我国工业机器人实际保有量在2014年仅为18.9万台左右,到2018年约为64.9万台左 右,工业机器人保有量还有很大提升空间。由于机器人回收期不断缩短,我们假设工业机器人加速替代,假设到2020-2023年我国工业机器人 密度分别提升34、34、35、40台/百万人,计算得到2020年我国工业机器人本体市场规模约为341亿元左右,销量有望达到16.2万台,均价约为 21万元/台。

  同时我们认为:差异化+自主化是国内工业机器人行业崛起的必由之径。我国工业机器人下游应用行业正在不断拓宽,自主品牌机器人在努力 寻找差异化发展方向。与此同时,核心零部件自制带动成本下降也是关键,自制化对降成本意义巨大。

  激光器方面:我国激光器+激光设备行业目前合计的市场规模达到了658亿元(2019年),2013年行业仅为194亿,2013-2019年经历长达7年 的正增长。在激光切割方面,激光对于传统切割方式的渗透度约26.26%~30.65%,在激光切割设备中,高功率(1500W以上)占比仅为20.8%;在激光焊接方面,由于成本原因,激光焊接占焊接市场比例较小,目前更多地应用于汽车/电池/精密金属加工/光通讯等。

  超快激光器成为近年来激光市场上最突出的增长点,2015-2019年复合增速为70.5%,而全球激光器市场2015-2019年复合增速仅为11%。2019 年国内从事超快激光器研发生产的企业超过25家,2019年市场空间达到24.5亿元,已成长为相当于国内光纤激光器收入体量30%的市场。

  注塑机行业:注塑成型行业是一个充分市场竞争的行业,注塑机厂家较多,目前,我国注塑机行业已经形成了长三角和珠三角两个产业群,其 中长三角地区以海天国际为龙头,伊之密、震雄等主要集中在珠三角地区,也具备较强的竞争实力。我们对国内主要注塑机上市公司进行了研 究发现,其盈利能力差别大,规模及营业收入也差别明显,反映出注塑机这一行业竞争激烈的状况。

  焊割设备推荐-佳士科技:佳士科技作为国内焊割设备龙头企业,深耕行业多年,是业内为数不多掌握核心技术的领先厂商,其主要产品逆变 焊机销售额逐年增长,同时公司不断开拓国外市场,2019年出口销售占比46%,未来有望复制海外巨头成长之路。目前焊割设备行业市场集中 度较低,高功率焊机市场尚未打开,未来在进口替代方面有较大市场空间。

  1 通用自动化范畴及周期性表现

  通用自动化设备主要属性包括1)通用,2)自动化:

  • 通用:具体含义为设备下游应用领域分布非常广泛,以伊之密为例,其注塑机产品下游应用于至少1个行业,其中, 3C、日用品、家电、汽车等为其主要应用领域;工业机器人下游主要包括3C、汽车整车/零部件、金属加工、塑料 及化学制品等。

  • 自动化:是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在无人或少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检 测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程,一般基于伺服、控制、视觉及执行机构等。

  我们在本篇报告中将激光加工设备、工业机器人、注塑机、数控CNC作为主要的通用自动化设备。

  我国工业机器人行业经历了2008-2017年连续10年的高速发展,从最开始的7.9千台增长至2017年的156.2千台。2018-2019年行业经历调整期,部分是因为2017年行业大干快上、一定程度上透支了后续需求。

  激光器+激光设备行业目前合计的市场规模达到了658亿元(2019年),2013年行业仅为194亿,2013-2019年经 历长达7年的正增长。

  注塑机市场2012-2019年整体呈现增长趋势,但较为缓慢。由于行业没有较为可靠的公开数据,我们选择上市的4家注 塑机设备公司(海天国际、伊之密、力劲科技、盛雄集团)作为代表性公司,合计数据显示2012财年该4家公司的注塑 机业务合计收入为87亿元左右,到2019财年合计为133.7亿元左右,也就是说在8年期间累计增长了53.7%。

  而机床行业本身没有明显成长性。由于没有数控CNC销量的具体统计,我们用金属成形机床进行代替,行业在2013- 2019年整体产量数据呈现下滑趋势。

  虽然子行业成长性有所差异,但周期性波动较为一致。

  • 从成长性来看,工业机器人(2013-2019年CAGR25.74%)>激光(CAGR22.54%)>注塑机(CAGR8.82%)>金属 成形机床(CAGR为0)。

  • 但整体周期波动较为一致,2014、2017年景气度相对较高,2015、2018、2019年景气度相对偏低。

  制造业固定投资增速持续回升,带动工业机器人需求快速释放。

  • 制造业固定资产投资疫情后快速恢复,距正常水平仍有回升空间。制造业整体的固定资产投资额累计同比增速从2月的31.5%恢复至6月的-11.7%,但距离正常水平仍有较大差距。其中,增速回升最快的是计算机、通信及其他电子设备行业 以及医药行业,回落最慢的为汽车行业。

  • 伴随全球疫情在Q3-Q4逐步得到控制,汽车、3C、金属制品、通用/专用设备、医药等行业固定资产投资有望进一步恢复, 从而带动工业机器人需求继续快速释放。

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  整体来看,制造业处在新一轮补库存周期。无论是从汽车,还是从TMT、 电气机械、通用/专用设备制造业等等,均可以从产成品存货同比增速 中看到明显的反弹。

  从历史来看,库存周期约为3-4年左右,主要包括库存清理、库存形成、 库存增加、去库存等四个阶段。我们以汽车行业的库存周期为例:在 2004年至2020年,其共经历5段库存周期,分别为2004.8-2007.11、 2007.11-2011.4、2011.4-2014.11、2014.11-2017.11、2017.11-至今。

  目前仍处在第五轮库存周期的库存形成/增加阶段,该阶段出现于2019 年8月,至今约1年时间,产成品存货增速除tmt制造业之外均较前轮周 期高点有较大距离。第1-4轮库存周期中的补库时间分布为2006.02- 2007.11、2009.9-2011.4、2012.11-2014.11、2016.5-2017.10,一般为 1.5-2年,我们认为本轮补库周期尚在途中。

  2 工业机器人:提升自制率+下游差异化为本土企业突围的关键,核心零配件优秀厂商长期受益

  2.1.工业机器人应用广泛,焊接+装配+涂装领域国产化率低

  2.2.我国工业机器人市场空间测算

  全球工业机器人年供给量持续增高,根据IFR,截止 2019年底全球工业机器人累计安装了270万台套,年 增长12%。我国工业机器人行业自2012年以来发展迅 速,根据国际机器人联合会统计,我国在2013年超越 日本成为工业机器人全球消费第一大国,2018年我国 工业机器人销量达15.4万台,占全球销量36.5%, 2012年至2018年的CAGR达到11.68%。其中18年 行业经历下滑,主要原因系行业在17年新增量巨大, 增速达到79%,一定程度透支了后续年份的行业需求, 以及下游领域的汽车行业、3C行业的需求放缓带来的 负面影响。

  我国工业机器人行业中长期仍存在成长基础,成长性来 自于我国工业机器人的低密度。近年来我国工业机器人 市场急剧扩张,我国工业机器人密度2012年至2018年 的CAGR达到52.80%,2017年超过全球平均水平, 2018年达到万人140台,但仍远低于日本(327台/万人) 和韩国(774台/万人)等制造业强国。由于我国人口老 龄化问题加剧,劳动力成本上升,自动化生产成为制造 业转型升级的必经历程,未来我国工业机器人密度有望 继续大幅上升,市场潜力较高。

  量化维度之一:中国vs.日本,工业机器人保有量还有很大提升空间。

  我们以日本作为对照国,日本为全球重要的制造业国之一,由于机器人的大规模使用,其制造业从业人员占总人口比 例逐步下降,从1999年的9.41%,逐步下降至2015年的7%左右。这说明,工业机器人的应用是解决制造国人口红利 消失的有效途径。

  在我国机器换人过程预计将仍进行较长时间。对比中国与日本2019年数据:1)我国制造业GDP为日本的3.5X,2) 制造业全部从业人员数量为日本的8.7X。这意味着我国制造业对劳动力依赖程度仍然偏高,后续如不持续进行机器人 换人,将面临老龄化+人口红利消失导致的劳动力约束,这就为工业机器人行业奠定了长期发展基础。

  根据IFR数据,日本本土机器人保有量在2014年达到了29.58万台,此后数据缺失,我们假设维持在30万台左右的水平;

  参考日本本土机器人保有量,我国工业机器人保有量理论空间有多大?我们认为需要引入一个调整系数,即中国制造业 GDP产值相较于日本制造业GDP的倍数,因为假设单台工业机器人的平均产能接近,在产值放大的情况下工业机器人的 保有量应该相应提升;

  我们测算得到,2014-2018年中国制造业GDP是日本的2.8-3.5X左右,我国工业机器人的理论保有量在2018年约为 106万台左右;

  我国工业机器人实际保有量在2014年仅为18.9万台左右,到2018年约为64.9万台左右,与理论保有量尚存在较大差距;

  上述测算还未考虑到我国制造业从业人员与日本的劳动生产率差异,如考虑该因素理论保有量更高。

  量化维度之二:工业机器人加速代替人工,更新需求逐步释放,预计到2023年机器人需求有望达到21万台以上。

  首先,工业机器人回收周期持续缩短,助推机器换人速度加快:

  • 已知我国工业机器人的均价在不断降低,2017-2019年国产机器人价格分别为24、23、21万左右,2018-2019年价格 下降4%、9%;而我国制造业人力成本不断提高,2017-2019年制造业工人工资分别为5.8、6.5、7.0万左右,2018- 2019年工资分别提高11%、9%;

  • 我们假设一台机器人可以代替3个左右的人工,机器人每年的成本为折旧费及维护费,折旧期设为6年,2017-2019年 维护费用分别为2.25、2.03、1.82万元/台每年,得到2017-2019年单台工业机器人的投资回收期分别为2.15、1.70、 1.33年,回收周期大幅缩短。

  1)工业机器人当年需求=替代需求+新增需求;2)工业机器人的折旧期约为5-6年,假设t年需面临(t-5)年约30%的 机器人更新替换的需求,比例设定为30%主要系:占比市场30%左右的国产机器人相对海外机器人耐用性较差,假设这 部分机器人到使用年限就必须更新替换;3)新增需求与机器人密度的提升值之间存在一定比例关系,经我们计算得 到,每增加1台机器人销售,工业机器人密度上升0.02%;4)核心假设:对于我国未来工业机器人密度的假设。由于 机器人回收期不断缩短,我们假设加速替代,假设到2020-2023年我国工业机器人密度分别提升34、34、35、40台/百 万人。

  基于上述假设前提,我们得到2020-2023年我国工业机器人的需求量分别为16.2、16.8、19.3、21.3万台,更新需求逐 渐成为重要的需求来源。

  基于上述分析,我们计算得到2020年我国工业机器人本体市场规模约为341亿元左右,销量有望达到16.2万台,均价约 为21万元/台;

  根据埃夫特招股说明书及IFR,工业机器人系统集成行业一般为整机规模的3X左右,因而系统集成市场规模将达到1022 亿左右;

  根据Ofweek工控网数据,多轴工业机器人的成本构成中,机械本体约占22%;伺服系统约占24%;减速器系统约占36%;控制系统约占12%;其他外设约占6%,据此我们可以计算得到国内机器人伺服系统、减速器、控制系统及其他外设的 市场空间分别约为82、123、41、20亿元。

  2.3. 差异化+自主化是国内工业机器人行业崛起的必由之径

  本土机器人在工业机器人行业中的竞争地位较低,海外机器人品牌主导市场。

  根据IFR及长沙智能制造研究总院数据,我们统计得到全球工业机器人主要厂商出货量数据及市占率情况,2018年 数据显示,四大家族机器人占全球机器人出货量的比例达到了58%,其中,发那科2018年销量达到7.3万台,市占 率达到了17.30%。

  我国本体出货量最大的为埃斯顿,全球市占率不及1%,仍有较大提升空间。

  自主品牌机器人努力寻找差异化发展方向。

  • 根据CRIA数据,我国自主品牌工业机器人在汽车领域的应用比例仅为11%,其主要集中在电子(19%)、通用设备 制造业(14%)、金属制品业(14%)、橡胶与塑料制造业(7%)及其他行业(29%);

  • 如果看市占率,我们看到自主品牌机器人2018年在汽车整车及零配件行业的市占率仅为10%,在电子、金属加工行 业的市占率逐步攀升至28.4%、51.8%;

  • 也就是说,本轮制造业复苏中,自主品牌由于下游更为广泛、对汽车依赖度更低,有望更加受益。

  与此同时,我们发现我国工业机器人下游应用行业正在不断拓宽。

  • 汽车整车及零配件为传统最大应用领域,但我国工业机器人在汽车领域的应用占比整体呈现下降趋势,2014年汽车应用占比为 36.41%,到2019年已下降为30.87%;相比而言,日本工业机器人在汽车领域应用比例高达37.01%;

  • 我国工业机器人应用领域正不断向金属加工、3C电子、食品饮料、通用/专用设备以及其他行业拓宽(其他行业包括光伏、锂电、 医药、建筑等);也就意味着受汽车行业景气度扰动程度逐渐下降,新兴行业的涌现提振工业机器人景气度。

  除了差异化竞争,我们认为核心零部件自制带动成本下降更加重要。

  自2000年起,中国工业机器人进出口平均价格呈现出先上升的趋势,在2011年左右达到最高点,此后,价格整体呈下 滑趋势,偶有波动。工业品通过每年一定幅度的价格下降,实现自动化普及,对于传统人工加工方式不断渗透。

  然而,二者之间的价格差距正在缩小,国产机器人价格下滑幅度小于国外。2015-2019年,全球工业机器人均价从32万 下降至26万,下降幅度为18.75%,而国产机器人价格从24.93万下降至21.38万元,下降幅度为14.24%。

  国产机器人价格下降幅度小,而市占率仍低,我们认为主要原因是本土厂商成本优势不显著,而非竞争力大幅提升。

  国产机器人给予代理商/批发商的毛利润空间有待提升。

  我们以10公斤级别的六轴工业机器人为例,发那科/ABB市场价可以达到13-14万元,以中位数13.5万来测算,其给 予代理商、批发商价格为11.5万、10.5万左右,则代理商、批发商毛利空间分别为17.4%、28.6%;

  而国产机器人埃斯顿、新时达的毛利空间相对偏低,其中埃斯顿的代理、批发毛利空间分别为14.7%、21.9%,而新 时达为8.3%、14.7%。埃斯顿与海外机器人差距相对较小,但仍有提升空间。

  核心零部件自主化是关键。国产机器人普遍存在发展时间较短、技术基础薄弱的问题,因而大量国内厂商存在主 要核心零部件均依赖外购的现象,在本体环节仅充当“集成”的角色,这就导致:1)成本居高不下,2)机器人 产品性能差、寿命低等问题;

  四大家族中实力最强的(全球TOP1)发那科在本体环节,除了减速器是外购,其余环节均为自制,而实力最弱的 (全球TOP4)库卡除控制系统自制外均为外购;

  国内机器人厂商开始注重自制,其中埃斯顿自制步伐较为领先,在伺服驱动、伺服电机、控制系统等环节逐步实 现自主化,埃夫特、新松、新时达在伺服和控制系统环节推进进口替代,埃夫特在减速器领域通过收购开始小批 量替换。

  自制化对降成本意义巨大。我们拆分了汇川技术、埃斯顿、拓斯达三家自动化企业成本构成均以原材料为主,占比 高达80-95%,由此可见对于机器人厂商而言,核心零配件采购是非常重要的。

  本体厂商外采核心零配件实际上是一个让渡利润的过程,因为上游享受了较高的盈利水平。以谐波减速器龙头 Harmonic Drive为例,其毛利率一般在45%以上,2018年净利率超过15%,而国内公司绿地谐波的毛利率接近50%, 2019年净利率超过30%。因而,实现关键环节的自制对于降低成本而言意义重大。

  3 激光加工行业:切割具备工业易 耗品属性,拓宽新兴应用场景, 把握具备竞争门槛的环节

  3.1. 激光概念的厘清和分类:激光向低波长+高功率+超快方向延伸

  按照波长来划分,连续光纤激光器一般属于近红外光;IPG指引激光器正在向低波长延伸。

  光纤激光器,按照光的波长来划分,一般是从可见光到近红外光(500nm到1.5μm之间),其特点是:金属对该波长 范围内的光吸收能力较强,近红外光适用于金属加工。

  按照IPG年报指引,激光器正在向低波长延伸,半导体激光器、可见光激光器(蓝光、绿光等)及UV激光器等是其目 前主要拓展的产品。而传统的二氧化碳激光器、固体激光器(铒固体激光器、铥固体激光器等)则属于中红外、远红外 波长范围。

  按照工作方式来划分,光纤激光器又可划分为连续出光、脉冲出光,介于两者之间的为准连续激光。

  连续激光器:出光是连续的,峰值功率达到120KW,主要应用在切割、弧焊、钎焊、打孔等等

  半连续激光器(QCW):本质上还是脉冲出光,但是脉宽较长,峰值功率为23KW,主要应用在切割、弧焊、钎焊、 打孔、金属淬火(提高金属延展性、降低直流电阻),尤其适合在点焊、缝焊以及钻孔应用领域替代灯泵浦YAG激光 器。用途上跟连续激光器有一定重叠。

  脉冲激光器又可划分为纳秒、皮秒、飞秒脉冲激光器等

  • 纳秒激光器(脉宽较长):峰值功率为1MW,主要应 用在薄板的划线、刻蚀,钻孔,表面处理,淬火,打标 等。

  • 纳秒激光器(脉宽较短,以下更适用于微观精加工): 主要用在薄板的淬火、硅片/玻璃的切割等;

  • 皮秒激光器(脉宽达到皮秒级别):峰值功率大于 10MW,主要用于打黑、蓝宝石/玻璃切割,光伏 /OLED切割

  • 飞秒激光器(脉宽达到飞秒级别):峰值功率大于 29MW,金属薄板切割、钻孔,高精度加工,眼科手术 等。

  在工业激光器中,光纤激光器成长性最好,固体激光器近两年有所增长,气体激光器逐步萎缩

  全球范围内,光纤激光器2009-2018年销售规模从1.69亿美元增长至26.03亿美元,按照当前汇率计算约为180亿元, 期间CAGR为35.50%;光纤激光器在工业激光器中的占比从2009年的13.7%上升至51.5%。

  固体激光器16-18年快速增长,从4.7亿美元增长至7.4亿美元左右,期间CAGR为25.5%,主要原因系超快固体激光器 增速较快。

  在所有激光设备的下游用途中,工业加工为最主要应用方向,2019年工业加工在所有激光用途中的占比为40.6%;相较于2018年而言下降4.4pct。

  仪器仪表与传感(更多应用于检测)与科研军事用途成为增速相对较快的领域,其2019年分别占比为8.4%、12%, 相较于2018年分别提高1.4%、5%。

  在工业加工中,按照使用的成熟度划分,打标>切割>焊接>精密加工。

  3.2. 工业激光整体规模及行业变动规律

  我国激光器+激光设备行业目前合计的市场规模达到了658亿元(2019年),2013年行业仅为194亿,2013-2019年 经历长达7年的正增长。

  我们认为工业激光整体属于通用自动化范畴。从成长性来看,工业机器人(2013-2019年CAGR25.74%)>激光 (CAGR22.54%)>注塑机(CAGR8.82%)>金属成形机床(CAGR为0)。但整体周期波动较为一致,2014、 2017年景气度相对较高,2015、2018、2019年景气度相对偏低。

  3.2. 连续激光市场:切割由成长走向成熟、但仍有望保持较快增速,焊接+其他用途接力

  激光加工渗透度:从激光设备与切割焊接设备市场空间来看

  根据我们的估算,我国冷切割设备存量约为16.62万台,热切割设备存量约为10万台;

  而根据中国激光产业发展报告(2019)及我们的估算,到2019年底我国切割用激光设备存量为7~8.16万台;

  不考虑效率差异,激光对于传统切割方式的渗透度约26.26%~30.65%;

  而激光切割在中厚板场景下效率逊于等离子切割设备,因此实际渗透度可能低于上述估算值;

  由于在激光切割设备中,高功率(1500W以上)占比仅为20.8%,高功率对于传统中厚板切割方式的渗透 度更低。

  激光焊接成本较高,决定了其自上而下渗透

  • 激光焊接代表企业联赢激光的设备单价:如果是成套设备(集成机 器人、自动上下料等),设备单价是数十万到上百万不等;如果是 激光焊接机,单价为20万以上;

  • 而传统焊机代表企业佳士科技、上海沪工设备单价:根据沪工招股 说明书,其手动焊机单价为1300-1400元左右,气体保护焊机 (更先进的产品)单价在3500-4000元左右;

  因而,激光焊接目前更多地应用于汽车/电池/精密金属加工/光通讯。

  焊接市场空间大,激光焊接占比较小

  焊接市场空间广阔,根据国家统计局数据,规模以上金属焊接切割厂商年收入合计达到475.46亿(2019年);

  而我国激光焊接市场目前的体量较小。参考中国激光产业发展报告2019,激光加工设备市场在2018年达到605 亿;参考strategies unlimited,2017年激光焊接占整体工业激光器应用的比例为16%。则估算激光焊接设备的 体量约为97亿元(由于激光焊接在国外汽车产业应用更为普遍,因而这一估算可能偏高)。

  3.3. 超快激光器:精密加工应用场景应运而生,快速增长的新兴市场

  传统激光加工处理:起源于入射光子-受激电子-声子转化而成的热能,材料通过固态-液态-气态的三相热熔过程得到逐步去除, 并且其中的热扩散过程会影响加工处理的质量。

  与纳秒及毫秒激光器相比,超快激光器虽然整体功率更低,但由于其直接作用于材料分子震动的时间尺度,在真正意义上实现了 “冷加工”,因此加工精度大大提高。

  超快激光器的应用范围需要厘清,总结而言,其尤其适合脆性非金属材料加工(由波长决定,超快一般为紫外等)以及金属 薄片加工(超快也会有红外,目前成本较高)。

  激光焊接:超快激光器使普通激光难以焊接的特殊材料,如玻璃、陶瓷等实现焊接技术革新和突破。

  举例:飞秒激光玻璃焊接:电子元器件之间的微连接为大难题,传统的胶水粘合虽然可以实现多种材料之间的连接,但其易 老化、热解、易受热膨胀等缺点使得产品的可靠性难以保证;普通长脉冲激光的能量不易被玻璃吸收而且热膨胀易使玻璃碎 裂,并不适合微焊接玻璃等透明材料。超短脉冲激光与透明材料相互作用具有热效应小及非线性吸收的特点,非常适合透明 材料的微焊接,其原理是将高强度的飞秒激光聚焦在两块透明玻璃材料的分界面处,界面处的玻璃经历熔化以及再凝结等过 程,最终使得两块玻璃牢固的结合在一起。

  激光切割:激光切割:超快激光器不断挑战业界最高水准的切割效率,切割质量优于其他激光,满足更多潜在行业的应用需 求。

  举例:全面屏切割:传统切割方法的机械刀轮在异形切割时开始暴露出切割速度慢、精度低、存在较大毛边损伤等问题,激 光切割在上述方面优势明显,但仍然存在一定热影响,超快激光器的激光脉宽进一步缩短,可以使用更小的能量将玻璃切开, 从而对玻璃损伤更小。其他切割:面板制造中OLED偏光片的切割、LED晶片切割等。

  其他激光微加工:蓝宝石和陶瓷是普遍应用于微加工技术和精细加工的材料,然后由于其质地坚硬, 对热敏感,传统制造工艺很难完成,需要通过超快激光器进行微加工处理。

  蓝宝石凹槽铣削:蓝宝石是地球上仅此于钻石第二坚硬的材料,很难用机械的方法来加工,需要用激光 器来切割蓝宝石。

  陶瓷加工:陶瓷材料塑性变小、材料脆性大、易产生裂纹,扩展至脆性断裂,所以在切削加工过程中会 造成崩豁现象,甚至于整个工件报废。通过超快激光器可以完成陶瓷加工精细化处理,减少裂纹产生。

  光伏电池图案蚀刻:超快激光在光伏电池的制造中应用空间广阔。例如在CIGS薄膜电池的制造中,超 快激光可替代原有的机械划线工艺,显著改善划线质量,尤其是对于P2、P3划线环节,可以做到几乎 没有崩边现象,也没有裂纹和残余应力。

  飞秒激光金属箔切割:飞秒激光切割机是指采用脉冲激光时间为飞秒段的超快激光,其加工特性 在于对材料的热影响小,与材料作用时间超短,在某些材料上低于材料分子间的布朗运动时间, 因此热影响超小,也就不会造成超薄金属材料变形、产生毛刺、颗粒粉尘等。

  激光金属蚀刻,打标:相比普通激光器,超快激光器可以进行更精准的蚀刻及标记,更耐腐蚀。

  激光表面处理:激光表面处理是一种烧蚀过程,在该过程中,材料表面吸收聚焦的激光能量来实现 良好的修复、修饰效果。主要应用包括去除金属、玻璃和复合板上的油漆、粘合剂、氧化物、油污 和脱模等。

  航空领域:

  为提高涡轮叶片的性能和使用寿命,进而提高发动机的性能,需要采用气膜冷却技术,这对气膜孔加工 技术提出了极高的要求,2018年西安光机所开发出国内最高单脉冲能量的26瓦工业级飞秒光纤激光器, 并研制出系列化超快激光极端制造装备,实现了航空发动机涡轮叶片气膜孔的“冷加工”突破,填补了 国内空白,这种加工方法较电火花加工等方法精度更高,成品率大大提升。

  超快激光还可应用于纤维增强复合材料的精密加工,加工精度的提升,有助于碳纤维等复合材料在航空 航天等高端领域的应用拓展。

  医疗领域:

  飞秒激光视力矫正:在众多的近视矫正术中,全飞秒激光手术已经成为主流治疗近视眼的方法, 与传统的准分子激光手术相比,全飞秒激光手术具有手术准确度高、无明显疼痛感、术后视觉 效果好等优势。

  心脏支架切割:由于心脏支架壁管极薄,通常采用激光加工代替常规的机械加工。但是,使用 普通激光通过烧蚀融化来加工,这样加工的心脏支架存在毛刺多、切槽宽度不统一、表面烧蚀 严重、筋宽不均匀等一系列问题。近年来,国外企业已经开始采用飞秒激光进行支架切割。

  在医疗美容方面,超快激光可用于去除色素和原生痣、去除纹身等,也可以用来改善肌肤的衰 老情况。

  2019年全球激光器产业市场规模:2019年全球激光器销售额为147.3亿美元,相比2018年的137.6 亿美元销售额同比增长9.9个百分点。中美贸易战得到一定程度缓和,激光产品进出口表现出复出迹象。2019年激光器在科研和军事市场持续扩张,增长率达到21%以上。

  中国激光产业市场规模:2019年中国激光器市场虽然有所增长但与前两年相比增速开始放缓。工业、 信息、商业、医学和科研领域的激光设备市场销售总收入为658亿元,较2018年同比增长了8.8个百 分点。

  超快激光器成为近年来激光市场上最突出的增长点,2015-2019年复合增速为70.5%,而全球激光 器市场2015-2019年复合增速仅为11%。2019年国内从事超快激光器研发生产的企业超过25家, 2019年市场空间达到24.5亿元,已成长为相当于国内光纤激光器收入体量30%的市场。

  激光产业链长、市场规模大,因而有大量的上市、非上市企业。

  近年来的趋势:细分环节的专业化程度越来越高。从竞争激烈程度而言,激光设备大于激光器大于激 光材料/器件。

  4 注塑机行业:公司成长分化明显

  注塑机是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。注塑机通常由注射系统、合模系统、 液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全检测系统等组成,其中注射系统和合模系统尤为关键。

  注塑机的分类方式较多,大体上可以按照驱动方式(液压式、电气式和电液混合式)、塑化方式(螺杆式、柱塞式和螺杆预塑柱塞注 射式)、注射与合模装置轴线(立式、卧式和角式)、锁模力(小型、中型、大型)这四种分类方法来进行分类。

  我国注塑机控制技术的进展:

  • 传统控制方式 :一般采用简单的继电器、接触器控制,控制方式多为开环控制,结构简单,但抗干扰能力差,控制精度低。

  • 可编程序控制器控制方式:20世纪60年代末发展起来的可编程序控制器(PLC)是一种较好的控制装置,较传统方式的抗干扰能力及控 制精度有了很大程度的提高,但它的抗干扰性、可靠性和温度控制精度在有些时候还显得不够理想。

  • 计算机控制方式 :采用计算机进行控制是更为高级的控制方法,这是注塑机控制系统今后的发展趋势。目前,微机控制系统主要包括 单机系统和多机系统两大类型。这两类控制器的结构各有特点,基本能够满足不同层次的需求。

  注塑机技术正朝着节能化、精密化、智能化的方向发展。目前,世界发达国家的注塑机控制技术比较先进、成熟,其特点是普遍采用 实时闭环控制和CRT或LCD显示屏的过程监控,并通过多重处理将尽可能多的处理工作分配给外围装置完成,以提高注塑机内的通讯 能力,减轻主控部分负荷,一定程度上代表了注塑机控制技术的未来走向,也是我国注塑机控制技术的未来走向。

  在全球塑料成型设备行业市场,欧美国家及日本仍然占据领先地位。注重创新和长期发展的积累使得欧美及日本企业生产的注塑机在 高端市场上具有优势。而国内注塑机企业凭借性价比优势,主要集中于中低端市场。注塑机的主要应用领域包括家用电器、汽车工业 和通用塑料工业,下游行业的发展这可能会推动注塑机行业的增长。

  我国已经是塑料机械生产大国、消费大国和出口大国,2012年塑料制品产量增长速度显著下降至8.99%,随后三年增速持续降低, 2015年增速仅1%,随后四年塑料产品产量仍增长增长,增长率不超过4%。考虑到我国对于环保的的要求,预计塑料制品的产品会 继续保持低速增长状态,行业趋于饱和。

  根据中国塑料机械工业年鉴,2017 年全球注塑机市场规模达到 82.11 亿美元,预计 2025 年将达到 104.29 亿美元,年复合增长率 (CAGR)为 3.03%。考虑到我国2012-2017年年均复合增长率达6.29%,预计注塑机行业发展速度趋缓。

  从地区来看,中国、韩国、印度及东南亚、北美地区将成为注塑机的主要市场。北美过去几年的市场地位不可忽视,未来仍然将保持 稳定发展,美国市场的变化将对全球注塑机的发展产生重要影响。欧洲也是重要的地区之一,2017 年市场规模达到 18.71 亿美元, 预计 2025 年达到 22.83亿美元,年复合增长率预计为 2.52%。

  从国际上看,德国、奥地利、中国、日本等国家的塑料成型设备产量占到了全球的大部分产量。其中以德国为 代表的欧洲国家生产的精密注塑机、大型注塑机,以日本为代表的电动注塑机,占据了大部分的高端市场。国 内的注塑机由于发展起步较晚、技术制约等原因,目前主要集中在中低端市场。随着我国模压成型装备技术的 不断进步与革新,与日、欧的差距正在不断缩小,国内龙头企业正在向高端市场不断迈进。高端注塑机市场的 进口替代是趋势,将会为国内塑机企业带来增量,有较大的替代潜力与空间。

  从国内来看,注塑成型行业是一个充分市场竞争的行业。目前,我国注塑机行业已经形成了长三角和珠三角两 个产业群,其中长三角地区以海天国际为龙头,伊之密、震雄等主要集中在珠三角地区,也具备较强的竞争实 力。

  注塑行业产业链广泛,其上游行业即包括钢材、冶金铸造等机械类零部件生产加工行业,也包括液压零件、电子仪器仪表、电子元器 件等传动类和控制类零部件生产加工行业,此外还包括高分子材料、模具等配套工业。上游原材料的技术水平、供给能力、价格波动 对本行业的经营有较大的影响。

  下游行业包括塑料建材、汽车配件、家用电器和3C 产品、物流、包装材料及其他普通塑料制品行业。注塑机行业的周期性与宏观经济 发展的周期性基本一致。

  一方面,塑料制品工业产值的增长直接拉动了注塑机的需求,从而促进注塑机制造业的发展;另一方面,塑料制品需求的不断变化以 及塑料材料研发的推陈出新促使注塑机制造商的技术也不断创新发展。近年来,塑料制品行业需求的不断变化,推动注塑机行业技术 向高精密、高效率、低能耗、环保安全和智能化等方向不断发展。

  注塑机生产厂家较多,主要集中在长三角、珠三角等经济发达地区。其中上市公司主要包括伊之密、海天国 际、震雄集团等。

  海天国际成立于1966年,于2006年11月在香港交易所上市,其主要业务为设计、开发、制造、销售注塑机 及相关部件并提供有关的支持服务,是国内注塑机行业成立较早、规模最大的企业。总市值为279.3亿元, PE(TTM)为14.29,PE(2020 E)14.22。

  伊之密成立于2004年,于2015年在深圳交易所上市,公司一直专注于模压成型专用机械设备的设计、研发、 生产、销售及服务,为客户提供从方案设计、产品制造到维修服务等全方位的个性化解决方案,在其最新的 主营业务收入中,注塑机占比达67.73%,总市值为45.19亿元,PE(TTM)为35.73,PE(2020 E)19.38。

  震雄集团有限公司成立于1958年,于1991年在香港联合交易所上市,总部设于香港,主要的生产及研发中 心设于中、港、台三地,厂房共占地超过80万平方米。是目前全球注塑机销售量最大的生产商之一。总市值 11亿元,PE(TTM)为11.72。

  力劲科技成立于2004年,主营业务主要为压铸机,其次为注塑机、数控CNC,其收入未有明显增长,2019 年财报约为25亿元,2015年财报约为23亿元,总市值为5.8亿,PE(TTM)为158x,利润不足300万人民币。

  注塑成型行业是一个充分市场竞争的行业,注塑机厂家较多,厂家分化较大,盈利能力差别大,主要上市公司中,其规 模及营业收入也差别明显,反映出注塑机这一行业竞争激烈的状况。

  国内主要的上市公司ROE差别也较大,反应出不同公司的盈利能力有差别,其中震雄集团处于较低水平,其近5年来 ROE在5%以内,而伊之密、海天集团的近5年的ROE都在10%以上,处于行业较高水平,表明公司创造利润的能力强。

  国内上市公司的销售方式也有所差别,其中海天国际以区域 代理商销售方式为主,而其他几家公司则以直销为主。销售 方式的不同可能造成销售费用以及销售利润率的不同。

  国内主要上市公司的销售毛利率差别较大,这反应公司销售 策略以及公司的市场地位,较低的销售毛利率可能与公司采 用低价占领市场的策略有关,亦反映出公司在注塑机市场上 的地位不同,市场地位高的企业,其品牌效应和定价权高, 能以较高的价格将产品销售给客户,从而取得较高的销售毛 利率。

  销售净利率的对比反应出来公司的销售费用高低,高的销售 净利率代表了公司的成本的控制强,其在未来的市场竞争中 就占据优势的地位。

  来源:天风证券

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