提起“刀”,,不由得讓人想到近日沸沸揚揚的某菜刀事件,,甚至還出現(xiàn)了“中國人不會用菜刀”的言論,。
很顯然,從石器時代的“石刀”,,到青銅器質(zhì)的“刀,、劍”,再到近現(xiàn)代常見于廚房,、攤位的各類刀具,,國人在用“刀”這件事情上,有著悠久的歷史與豐富的經(jīng)驗,,文思豆腐,、蓑衣黃瓜、燈影牛肉等經(jīng)典名菜,,也并非每個“米其林大廚”都能做出來,。
不過,有一種特殊的“刀”,,與日韓及歐美發(fā)達國家相比,,我們在制造水平上,確實還存在一定的差距——數(shù)控刀片,。
作為數(shù)控機床的“牙齒”,,數(shù)控刀片需要在硬度、韌性,、耐磨性,、耐熱性多個方面保持優(yōu)異的性能。歷經(jīng)多年發(fā)展,,中鎢高新(株洲鉆石),、華銳精密、歐科億等國內(nèi)龍頭企業(yè)部分產(chǎn)品,,已經(jīng)實現(xiàn)了對日韓同行的追趕,,然而航空航天此類超高端領域,,依舊被國外企業(yè)占據(jù)著主要市場份額。
和很多存在“卡脖子”風險的行業(yè)一樣,,數(shù)控刀具的國產(chǎn)替代之路已然取得了不錯的進展,,但道阻且長。
那么,,數(shù)控刀片有多重要,?“國內(nèi)領先”與“世界領先”的距離有多大?國產(chǎn)替代何時能實現(xiàn),?
數(shù)控刀片有多重要,?
數(shù)控機床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要裝備,制造技術進入數(shù)控加工的新時代,。以“高精度,、高效率、高可靠性和專用化”為特點的數(shù)控機床和加工中心等高效設備蓬勃發(fā)展,。
從數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)鏈來看,,上游包括數(shù)控機床技術、數(shù)控機床主體,、電氣元件,、傳動系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等核心零部件及系統(tǒng),;中游包括加工中心,、金屬切削、特種加工,、成型加工和其他部分,;機床下游應用廣闊,幾乎涵蓋整個制造業(yè),,隨著我國汽車產(chǎn)業(yè),、軍工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,以及世界模具制造業(yè)有向亞洲轉移的趨勢,,中國成為數(shù)控機床最大的潛在市場,。
總的來說,現(xiàn)代制造業(yè)中,,小至筆尖,、玩具,大到飛機輪船,,很多產(chǎn)品的零部件需要用機床進行切削加工,,機床上的刀片正是實現(xiàn)切削功能的“牙齒”,是機床必不可少的配套部件,。
我國是一個制造業(yè)大國,,自2010年以來,,制造業(yè)規(guī)模已連續(xù)11年位居世界第一,2021年增加值規(guī)模達到31.4萬億元,,占全球比重接近30%,。
圖源:安信證券相關研報
從上圖可以看到,,以機床為紐帶,刀具下游應用產(chǎn)業(yè)十分廣泛,,幾乎涵蓋了制造業(yè)的方方面面,。
2016年至2020年,國內(nèi)切削刀具市場規(guī)模從313億元增長至446億元,,復合年均增長率(CAGR)為8.53%,,遠高于同期全球市場規(guī)模2.83%的增速,。2021年,,該數(shù)字進一步增長至477億元。
不僅于此,,隨著我國產(chǎn)業(yè)升級的不斷推進,,精度更好,功能更加精細,、全面的數(shù)控機床正在取代普通機床,。特別是汽車制造、精密模具,、軌道交通,、石油化工、航空航天等中高端領域,,數(shù)控機床的作用更加不可替代,。
圖源:東興證券相關研報
以金屬切削機床為例,,東興證券研報數(shù)據(jù)顯示,2000年,,我國機床數(shù)控化率僅為7.79%,,2012年超過25%,2021年已經(jīng)達到41.11%,。
金屬切削刀具又可分為高速鋼刀具,、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具和超硬刀具四大類,。高速鋼刀具技術門檻較低,、價格便宜,,但硬度、耐磨性,、耐熱性相對較差,。相比之下,具有硬度高,、耐磨,、強度和韌性較好、耐熱,、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能的硬質(zhì)合金刀具在歐美日等發(fā)達國家刀具消費中占據(jù)主導地位,,占比約為70%左右,占我國刀具消費比例則為60%左右,,且呈現(xiàn)上升趨勢,。
圖源:華銳精密《招股說明書》
行業(yè)紅利給企業(yè)成長帶來了良好土壤,。
2021年,以硬質(zhì)合金刀具研發(fā),、生產(chǎn)為主的數(shù)控刀具龍頭企業(yè)華銳精密(688059.SH)實現(xiàn)營業(yè)收入4.85億元,,實現(xiàn)歸母凈利潤1.62億元,扣非凈利潤1.52億元,,2017年至2021年營收與歸母凈利潤CAGR分別為38%,、51%。
同時間段,,另一家龍頭公司歐科億(688308.SH)營收,、歸母凈利潤CAGR亦分別高達23%、49%,。其中2021年實現(xiàn)營業(yè)收入9.9億元,,歸母凈利潤和扣非凈利潤分別為2.22億元、1.95億元,。
另據(jù)機床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),,發(fā)達國家數(shù)控化率接近80%。其中日本機床數(shù)控化率超過90%,、美國超過80%,、德國超過75%,這意味著我國數(shù)控機床滲透率依舊有著較大的上漲空間,。
東興證券分析稱,,隨著我國產(chǎn)業(yè)結構轉型升級,數(shù)控金屬切削機床占比持續(xù)提升,,未來空間闊,。而受益刀具性能和機床數(shù)控化率雙提升,,硬質(zhì)合金刀具“十四五”期間市場規(guī)模CAGR為9.07%。
刀具界三大陣營
國際刀具行業(yè)競爭格局分為三個陣營,,歐美刀具企業(yè)(第一陣營),,日韓刀具企業(yè)(第二陣營)以及國產(chǎn)刀具企業(yè)(第三陣營):
第一陣營為以山特維克和伊斯卡等為代表的歐美刀具企業(yè)。歐美刀具企業(yè)定位于為客戶提供完整的刀具解決方案,,在高端定制化刀具領域始終占據(jù)主導地位,。
第二陣營是以三菱材料和克洛伊等為代表的日韓刀具企業(yè)。日韓刀具企業(yè)定位于為客戶提供通用性,、穩(wěn)定性和性價比高的產(chǎn)品,,在高端制造業(yè)的非定制化刀具領域贏得了眾多廠商的青睞。
第三陣營是以株洲鉆石和歐科億等為代表的中國刀具企業(yè),。
IR 統(tǒng)計結果顯示,,2020年國內(nèi)硬質(zhì)合金刀具市場 CR10僅21.4%,2021年國內(nèi)硬質(zhì)合金刀具市場 CR10為24.4%,,同比2020年提高了3pct,,可見國內(nèi)市場集中度低,競爭格局相對分散,,進口依賴度高,。山特維克在國內(nèi)市場占據(jù)最高的份額,,國產(chǎn)廠商在市場份額 Top10中僅擁有三個席位,,主要通過差異化的產(chǎn)品策略和價格優(yōu)勢搶占中低端市場份額,除了株洲鉆石外,,其他國產(chǎn)企業(yè)市場份額僅不足1%,。
“國內(nèi)領先”與“世界領先”的距離
華銳精密、歐科億,、廈門鎢業(yè)(600549.SH)旗下廈門金鷺,,以及中鎢高新(000657.SZ)旗下株洲鉆石等企業(yè),構成了國內(nèi)數(shù)控刀片領域的第一梯隊,,技術水平處于“國內(nèi)領先”狀態(tài),。不過,與以歐美公司為主的“世界領先”相比,,還有著一定差距,。
我國刀具(刀片)制造行業(yè)起步較晚、基礎薄弱,,一直以來,,國內(nèi)中高端數(shù)控刀具市場被歐美、日韓刀具企業(yè)所占據(jù),。
這其中,,以瑞典山特維克,、以色列伊斯卡和美國肯納金屬等歐美企業(yè)為主的第一陣營,,在技術上處于持續(xù)領先狀態(tài),,能夠為客戶提供完整的刀具解決方案。這部分企業(yè)占據(jù)著航空航天市場等高端,、超高端市場主要份額,,且能夠提供相應的定制化服務。
三菱,、京瓷,、特固克和克洛伊等日韓廠商形成第二梯隊,屬于“單項尖兵”,,擁有各自的拳頭產(chǎn)品,,如歐士機的絲錐、三菱的銑刀,,性價比一般高于歐美企業(yè),,但缺乏整體解決能力,主要服務于高端制造業(yè)的非定制化領域,。
株洲鉆石,、歐科億、華銳精密等國內(nèi)優(yōu)秀公司組成了第三梯隊,,得益于政策助力,,以及持續(xù)的研發(fā)投入,這些企業(yè)追趕速度較快,,在中端產(chǎn)品上,,部分產(chǎn)品性價比已超越原有主導的日韓企業(yè)。
一方面,,是逐步縮小的技術指標差距,。
材料性能上,部分國產(chǎn)刀具涂層刀片在基體硬度和韌度,、涂層硬度和膜基結合力等方面的綜合性能已經(jīng)達到歐美日韓等國際頭部刀具企業(yè)的產(chǎn)品水平,。
行業(yè)人士介紹,圖中四項指標,,一般情況下“維氏硬度”,、“斷裂韌性”指標越大,硬度和韌性越好,;“納米壓痕”,、“大載荷劃痕”指標越小,硬度越強。當然在制造環(huán)節(jié),,還是要依照具體工件的適配范圍選擇相應刀具,。
切削性能上,華銳精密,、歐科億部分產(chǎn)品同樣能夠媲美日韓企業(yè),,且不斷與歐美水平靠近。表面粗糙度越低,,說明表面越光滑,。
另一方面,雖然整體來看,,國產(chǎn)刀具的壽命要比進口品牌低10%至20%,,但價格能夠便宜50%左右。再加上一些國外廠商由于新冠疫情影響了生產(chǎn),、運輸,,進一步提升了國產(chǎn)刀片、刀具的國內(nèi)市場份額,。
2021年,,華銳精密刀片產(chǎn)能合計6300萬片,產(chǎn)量7958.6萬片,,銷量8233.81萬片,,產(chǎn)能利用率及產(chǎn)銷率分別為126.33%、103.46%,,足見產(chǎn)品的市場認可度,。
另外,2015年以來,,我國進口刀具占比逐年降低,,由37.2%降至28.9%,,從側面反映了數(shù)控刀具自給能力逐步增強,。不僅于此,技術差距縮小后,,憑借成本優(yōu)勢,,國內(nèi)企業(yè)亦開始“出海”,,反向打入日韓市場,。
例如2017年時,華銳精密境外收入僅為149.39萬元,,2021年已經(jīng)增長至1864.59萬元,,客戶來自印度、土耳其、俄羅斯,、越南,,以及韓國。
不過,,德邦證券數(shù)據(jù)顯示,,雖然刀具進口總額占比逐年減少,但進口均價卻呈上升態(tài)勢,,原因即在于國產(chǎn)替代尚在中端產(chǎn)品區(qū)間加速,,高端產(chǎn)品還有待突破。中國機床工具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)即顯示,,2020年我國進口刀具規(guī)模為131億元,,絕大部分是現(xiàn)代制造業(yè)所需的高端刀具。
研發(fā)之路任重道遠
從全面落后到追趕日韓,,離不開各家企業(yè)對研發(fā)的重視,。
2017年至2021年,歐科億研發(fā)費用率在3.83%至5.09%區(qū)間,,中鎢高新為2.14%至3.7%,,廈門鎢業(yè)則一直保持在4%以上。
圖源:安信證券相關研報
成立于2007年3月的華銳精密在幾家公司中相對年輕,對于研發(fā)投入同樣重視,,過去五年,,其研發(fā)費用率分比為5.69%、5.57%,、6.57%,、6.33%、5.13%,,在行業(yè)內(nèi)處于較高水平,。
文章第一部分提及,隨著技術發(fā)展,,硬質(zhì)合金刀具逐步取代高速鋼刀具成為主流,。而近年來,陶瓷刀具及超硬刀具的性能同樣在不斷優(yōu)化,,存在擠占硬質(zhì)合金刀具市場的可能,。
為此,華銳精密正在進行超細納米硬質(zhì)合金基體與高性能金屬陶瓷刀片的項目研究,。2021年登陸科創(chuàng)板時,,公司募資項目用途即有“500萬片金屬陶瓷數(shù)控刀片”產(chǎn)能建設。
除此之外,華銳精密也在推動航空難加工材料切削加工涂層刀具開發(fā),。
早在2009年,,按制造業(yè)行業(yè)分類,航空航天在全球刀具銷售規(guī)模中占比已達12%,。
巧合的是,,同樣是在2007年立項的國產(chǎn)大飛機“C919”,不久前圓滿完成交付用戶后的首次飛行試驗,,在商業(yè)化道路上邁出了關鍵性一步,。7月初,空客與國內(nèi)國航,、東航,、南航三大航司簽下近2500億元A320neo飛機大單,這些飛機將有不少零部件在國內(nèi)制造完成,,并在空中客車(天津)總裝公司完成總裝,,我國航空航天領域正迎來大發(fā)展階段。
與之對應的,,卻是上游制造設備的薄弱,,如DST智能柔性五軸加工設備、臥式/六軸數(shù)控加工中心等重要設備,,以及前文所提高端刀具,,很多都需要自國外進口。
這對我國刀具企業(yè)來說,,既是挑戰(zhàn),,亦是機遇。
國泰君安證券研報分析,,國產(chǎn)設備匹配國產(chǎn)刀具剛需確定,,設備端的國產(chǎn)化進程會對部件形成傳導,且航空航天等戰(zhàn)略意義較強的領域內(nèi)部有相對明確的國產(chǎn)替代指引,。同時,,鑒于國家經(jīng)濟政策對新能源等景氣行業(yè)發(fā)展的推動,政府對航空航天等產(chǎn)業(yè)的高度重視,,這些行業(yè)的飛速發(fā)展 勢必將帶動高端切削刀具需求的增長,。
來源:野馬財經(jīng),安信證券,,每日財報