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1、2023 年深度行业分析研究报告 VYlZhURUjXiXsRtQnPbRdN6MsQmMpNnOjMpPsOkPoMrQbRoPoOxNrRnPuOrRqR 3 目录 一、工业自动化:千亿级赛道,周期与成长共舞.6 1.1 工业自动化下游应用场景丰富.6 1.2 需求与制造业挂钩,千亿市场持续扩容.6 二、行业拐点将至,国产替代进程有望提速.11 2.1 中长期成长逻辑不改,新一轮景气周期有望开启.11 2.2 行业现状:先进制造+“双碳目标”催化,关注下游结构性机会.15 2.3“价格+本地化服务+响应速度”三重优势下,本土品牌有望崛起.17 三、工控产品情况:国产品牌份额加速提升.21
2、3.1 变频器:22 年增速有所下滑,低压变频国产厂商持续扩张.21 3.2 伺服:22 年市场规模有所下滑,通用伺服汇川地位稳固.26 3.2 PLC:大型 PLC 市场仍受外资垄断,中小型 PLC 国产替代加速.29 3.3 HMI:增长势头良好,国产品牌竞争力凸显.32 3.4 DCS:中控技术为绝对龙头.33 3.5 PC-based:整体市场保持较快增长,国内品牌占据主导地位.35 3.6 步进系统:国内企业主导,主要满足低负载/低速市场.35 3.7 CNC 数控系统:国内替代空间大,看好国内工控龙头切入.36 3.8 工业机器人:市场空间较大.38 3.9 工业软件:研发设计类亟
3、待突破,整体国产化率较低.41 四、重点标的情况.43 4.1 汇川技术:穿越周期,工控龙头韧性十足.43 4.2 麦格米特:平台型企业典范,多极发展打开增长空间.44 4.3 英威腾:优秀工控行业方案提供商,第二曲线成长加速.45 4.3 蓝海华腾:聚焦电驱动+工业自动化,换电重卡发展趋势下持续受益.45 五、风险因素.47 图 表 目 录 图表 1:工控下游市场划分.6 图表 2:工控产业链情况.6 图表 3:工业自动化市场规模变化.7 图表 4:中国通用设备和专用设备工业增加值当月同比情况(%).7 图表 5:分OEM 和项目自动化市场情况(亿元).8 图表 6:2021 年 OEM 下
4、游市场情况.8 图表 7:2021 年项目型市场下游情况.8 图表 8:2021 年 OEM 市场分行业自动化市场规模及增速.9 图表 9:2021 年 OEM 市场分行业自动化市场规模及增速.9 图表 10:工业自动化主要产品情况.10 图表 11:中国制造业就业人数和人口结构.11 图表 12:中国城镇就业人员年平均工资.11 图表 13:全国就业人员受教育程度构成:总计:大学本科(%).11 图表 14:中美两国制造业人均增加值(万美元).11 图表 15:中国工业企业产成品存货同比变化(%)和产成品库存(亿元).12 图表 16:中国中长期贷款利率 1-3 年(%).13 图表 17:
5、中期借贷便利(MLF)1 年利率(%).13 图表 18:中国工业企业产能利用率(%).13 图表 19:中国 PPI 和 CPI 情况(%).13 图表 20:中国 PMI 指数(%).14 图表 21:中国 PMI-新订单情况(%).14 图表 22:中国 PMI-产成品库存情况(%).14 图表 23:中国自动化市场规模变化.15 图表 24:OEM 行业 2022 年第三季度自动化产品同比增长情况.15 图表 25:项目型行业 2022 年第三季度自动化产品同比增长情况.15 4 图表 26:中国金属切削机床产量及同比情况.16 图表 27:中国工业机器人产量及同比情况.16 图表 2
6、8:碳流通及碳中和路径.16 图表 29:国内工控行业本土品牌市占率提高.17 图表 30:国产品牌工业自动化产品线布局情况.17 图表 31:国产与海外伺服性能与价格对比.18 图表 32:2022 年以来主要工业自动化厂商涨价情况.18 图表 33:2022Q1、Q2 主要工控/通用 MCU 交期和价格变化.19 图表 34:西门子部分产品交付周期变化.20 图表 35:交-直-交变频器的工作原理.21 图表 36:变频器的分类.21 图表 37:变频器产业链情况.22 图表 38:变频器上下游对应企业情况.22 图表 39:变频器成本构成.22 图表 40:变频器上游对供应对变频器利润的
7、影响.22 图表 41:2021 年中国高压变频器下游应用领域占比情况.23 图表 42:2021 年中国低压变频器下游应用领域占比情况.23 图表 43:2013-2021 年中国变频器市场规模.23 图表 44:2020-2021 年中国变频器细分市场规模占比.23 图表 45:2017-2025E 年中国低压变频器市场规模(百万).24 图表 46:2013-2022 年我国高压变频器市场规模及预测.24 图表 47:2017-2021 年中国低压变频器市场国产替代情况.25 图表 48:2021 年我国高压变频器 CR5 市场份额占比.25 图表 49:2021 年我国低压变频器 CR
8、5 市场份额占比.25 图表 50:伺服系统工作原理.26 图表 51:变频器主要成本构成情况.26 图表 52:伺服系统的分类.27 图表 53:2021 年伺服系统主要应用领域.27 图表 54:通用伺服系统市场规模(单位:亿元).28 图表 55:2022 前三季度通用伺服市场竞争格局.28 图表 56:专用伺服系统市场规模(单位:百万元).28 图表 57:2020 中国专用伺服市场份额情况.28 图表 58:PLC 工作原理.29 图表 59:PLC 按输入/输出接口点数分类.29 图表 60:PLC 产业链情况.30 图表 61:PLC 在工控中属于承上启下作用.30 图表 62:
9、2018-2022 年中国 PLC 市场规模.30 图表 63:2021 年我国 PLC 市场规模结构.30 图表 64:小型 PLC 主要应用场景.31 图表 65:中大型 PLC 应用场景.31 图表 66:2021 年中国中大型 PLC 市场竞争格局.31 图表 67:2021 年中国小型 PLC 市场竞争格局.31 图表 68:2022 年上半年中国 PLC10 强.32 图表 69:PLC 和 HMI 的关系.32 图表 70:中国 HMI 市场规模.33 图表 71:2019 年中国 HMI 竞争格局.33 5 图表 72:DCS 网络结构图.33 图表 73:中国 DCS 市场规
10、模(亿元).34 图表 74:中国 DCS 细分市场情况.34 图表 75:中控技术在 DCS 市场份额情况.34 图表 76:运动控制器分类.35 图表 77:通用控制器市场规模.35 图表 78:步进电机和伺服电机区别.36 图表 79:步进电机原理.36 图表 80:CNC 数控系统下游应用场景.37 图表 81:中国 CNC 系统市场销售情况.37 图表 82:中国 CNC 系统市场规模(亿元).38 图表 83:中国 CNC 系统国产替代空间(亿元).38 图表 84:工业机器人分类.38 图表 85:工业机器人产业链.39 图表 86:全球工业机器人应用领域(百万美元).39 图表
11、 87:我国工业机器人市场规模.40 图表 88:22H1 中国市场工业机器人出货 TOP20.40 图表 89:本土集成商加速向中高端应用集成渗透.41 图表 90:20172021 年中国工业机器人市场份额变化.41 图表 91:工业软件分类.41 图表 92:中国工业软件市场规模.41 图表 93:2019 年国内工业软件国产化率情况.42 图表 94:汇川技术业务情况.43 图表 95:汇川技术业务上、下游行业之间的关联性.44 图表 96:汇川技术工业自动化整体解决方案.44 图表 97:麦格米特主要产品.44 图表 98:英威腾业务情况.45 图表 99:蓝海华腾主要产品.46 6
12、 一、工业自动化:千亿级赛道,周期与成长共舞 1.1 工业自动化下游应用场景丰富 工业自动化是指将自动化技术运用在机械工业制造环节中,实现自动加工和连续生产,提高机械生产效率和质量,释放生产力的作业手段,用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产,在工业生产自动化条件下,人只是间接地照管和监督机器进行生产。从下游应用来看,可以分为 OEM 和项目型市场;1)O OEMEM 市场市场:工厂自动化(FA),用于离散工业。主要是标准化、批量生产的机械市场,客户是设备生产商,一些小量、定制的非标准大型装备,不纳入到这个范畴。主要行业有纺织机械、包装机械、起重机械、食品机械、塑料机械、橡胶机械、机床工具
13、、电梯、印刷机械、暖通空调、电子设备制造业、风电、太阳能、造纸机械、交通运输工具、建筑机械、矿用机械、电源设备等。2)项目型市场项目型市场(EU)EU):流程自动化(PA)。主要是控制流程工业的生产过程,实现连续生产和加工,包括冶金、化工、电力、汽车、石化石油、市政、建材、公共设施、造纸、矿业等。图表图表 1 1:工控下游市场划分工控下游市场划分 市场划分市场划分 定义定义 客户类型客户类型 OEM 型市场 面向批量生产自动化、智能化制造装备的客户 纺织机械、包装机械、起重机械、食品机械、塑料机械、橡胶机械、机床工具、电梯、印刷机械、暖通空调、电子设备制造业、风电、太阳能、造纸机械、交通运输工
14、具、建筑机械、矿用机械、电源设备 项目型市场 工程整体自动化系统的设计和实施 冶金、化工、电力、汽车、石化石油、市政、建材、公共设施、造纸、矿业 资料来源:信达证券研发中心 工控产品按照功能主要可以分为控制层、驱动层和执行层三个层次工控产品按照功能主要可以分为控制层、驱动层和执行层三个层次。从产业链来看,工控可以分为上游、中游和下游,上游主要是 PCB、绝缘材料、元器件、芯片等原材料,下游是 OEM和项目型市场。中游按照功能不同可以分为执行、驱动、控制和运行监视类:控制层实现对任务的分析、处理和分配,如 PLC、DCS 等;驱动层将控制层的任务进行解码,变成能被电机、阀门等能够识别的信号,如变
15、频器和伺服驱动器等;执行层则执行相应的任务,包括电机、阀门等。图表图表 2 2:工控产业链情况工控产业链情况 资料来源:信达证券研发中心整理 1.2 需求与制造业挂钩,千亿市场持续扩容 工控行业由于需求与制造业息息相关,与宏观经济运行情况较为关联工控行业由于需求与制造业息息相关,与宏观经济运行情况较为关联。工控行业是制造业的上游行业,收入增长驱动取决于制造业的投资活动,具有较强的顺周期特征。从整体市场来看来看,工业自动化市场与制造者设备增加值强相关,波峰波谷较为一致,与工业投资活动和经济波动联系较大。举例来看,2008-2011 年,金融危机后,国内 GDP 增速开始恢复,整体工控 7 市场保
16、持较高增速;而到了 2012 年经济增长开始降速,供给侧过剩,设备投资增长处于较低区间;2016 年,供给侧改革出清了过剩产能,设备增速有所恢复。图表图表 3 3:工业自动化市场规模变化工业自动化市场规模变化 资料来源:工控网,信达证券研发中心 图表图表 4 4:中国通用设备和专用设备工业增加值当月同比情况(中国通用设备和专用设备工业增加值当月同比情况(%)资料来源:wind,信达证券研发中心 从下游市场来看,项目市场占比较高从下游市场来看,项目市场占比较高。参考睿工业数据,我国 2021 年自动化市场为 2923 亿元,其中项目自动化市场为 1721 亿元,占比为59%,OEM 自动化市场为
17、 1202 亿元,占比为 41%。从具体下游市场来看,OEM 市场 2021 年增速较快,为 28%,主要是工业机器人、电池、半导体等新兴行业增速较快;项目型市场 2021 年增速为 10%,冶金、化工等行业保持快速增长,汽车、市政等行业有所下跌。-10.00%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%0500100015002000250030002008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021工业自动化市场规模(亿元)YOY-20.00-15.00-1
18、0.00-5.000.005.0010.0015.0020.0025.0030.00工业增加值:通用设备制造业:当月同比工业增加值:专用设备制造业:当月同比 8 图表图表 5 5:分分 O OEMEM 和项目自动化市场情况和项目自动化市场情况(亿元)(亿元)资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心 图表图表 6 6:2 2021021 年年 O OEMEM 下游市场情况下游市场情况 图表图表 7 7:2 2021021 年项目型市场下游情况年项目型市场下游情况 资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心 资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心 9 图表图表 8 8:20212021 年年
19、 OEMOEM 市场分行业自动化市场规模及增速市场分行业自动化市场规模及增速 资料来源:工控网,信达证券研发中心 图表图表 9 9:20212021 年年 OEMOEM 市场分行业自动化市场规模及增速市场分行业自动化市场规模及增速 资料来源:工控网,信达证券研发中心 备注:横坐标轴代表 2017-2021 年细分行业的复合增长率,纵坐标轴代表 2021 年各行业的增长率,气泡大小代表 2021 年各行业自动化产品的市场份额 从具体产品来看,控制层、驱动层和执行层中从具体产品来看,控制层、驱动层和执行层中PLCPLC、D DCSCS、伺服系统、低压变频器、伺服系统、低压变频器、C CNCNC等市
20、场等市场规模较大规模较大,其中 21 年PLC 市场规模为158 亿,同比增速 21%;工控机市场规模120亿,同比增速 14%,低压变频器市场规模 283 亿,同比增速 20%;伺服系统 233 亿,同比增长 35%;CNC 市场 144 亿,同比增长 33%。10 图表图表 1010:工业自动化主要产品情况工业自动化主要产品情况 类别类别 具体产品具体产品 产品介绍产品介绍 20212021 年市场规模及增速(亿元)年市场规模及增速(亿元)增速增速 控制类 PLC 通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程 158 21%DCS 以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示
21、操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统 111 25%工控机(IPC)基于 PC 总线的工业电脑,可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行 120 14%HMI 系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介,它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换 53 30%组态监控软件 数据采集与过程控制的专用软件,是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具/驱动类 低压变频器(LVD)电压等级低于 690V 的可调输出频率交流电机驱动装置 283 20%中高压变频器(MVD)电压等级在
22、1.1kV 以上的大型交流电机驱动装置 55 20%直流驱动(DCD)直流电动机的驱动装置/软启(SS)使电动机可以平稳起停的电机控制设备/运动控制类 通用运动控制(GMC)运动控制中的一部分,是指机器的位置或速度是由像液压泵、线性致动器或是电动马达(例如伺服驱动器)之类的设备所控制。233 35%CNC 能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,通过计算机将其译码,从而使机床执行规定好了的动作 144 33%反馈类 传感器 能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。/压
23、力仪表 在工业生产过程中,对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表/温度仪表/物液位仪表/流量仪表/在线水质分析仪 检测分析水质和气体成分的仪器/在线气体分析仪/执行机构 调节阀(AV)用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数 81.25 13%接触器(LVC)工业电中利用线圈流过电流产生磁场,使触头闭合,以达到控制负载的电器 120.2 13%其他 开关电源 一种高频化电能转换装置,将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流/工业交换机 应用于工业控制领域的以太网交换机设备/按钮指示灯 指示工业设备当前状态的装置/继电器 一种电控制器件
24、,是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时,在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器/设备安全 对设备起到保护作用的一类装置/过程安全 应用于重大危险源处等需要安全保护及自动联锁保护场合的控制系统/资料来源:工控网等,信达证券研发中心整理 11 二、行业拐点将至,国产替代进程有望提速 2.1 中长期成长逻辑不改,新一轮景气周期有望开启 人口红利消退叠加劳动力价格上升趋势下,制造业自动化水平有望提升人口红利消退叠加劳动力价格上升趋势下,制造业自动化水平有望提升。从宏观数据来看,一方面,我国 15-59 岁人口占比呈现下降趋势,2022 年占比为 62.23%,相比 2011 年下降6
25、.57pct,人口红利逐渐消退,与此同时,制造业就业人数也呈现下降,2021 年仅为 3828 万人。另一方面,我国劳动力就业平均工资逐年上涨,2021 年城镇就业人口年平均工资为 10.68 万元,同比上升 9.7%,而以美国为例,参考中国信通院数据,2001-2018 年美国人均实际工资复合增速仅为 0.88%。我们认为伴随我国企业用工成本的快速增加和人口红利的退坡,提高自动化水平降本增效有望成为未来制造业发展趋势。图表图表 1111:中国制造业就业人数和人口结构:中国制造业就业人数和人口结构 图表图表 1212:中国城镇就业人员:中国城镇就业人员年年平均工资平均工资 资料来源:wind,
26、信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 我国制造业人均增加值与美国仍有差距,未来依然有增长空间。从数据来看,我国制造业人均增加值 2021 年为 12.7 万美元,而美国为 20.3 万美元,制造业依然有增长空间。而与此同时我国就业人口受教育程度不断提高,2021 年全国就业人口中大学本科比例超过 10%,大学就业人口逐渐成为就业市场主力,在此其情况下,工程师红利逐渐显现。在双重因素的驱动下,我国制造业自动化转型铸就了基础。此外,考虑疫情影响已经逐步消退,制造业前景有望改善,对投资自动化产线和设备的需求有望提升,整体自动化水平或将快速提升。图表图表 1313:全国就:全国就业人
27、员受教育程度构成业人员受教育程度构成:总计总计:大学本科(大学本科(%)图表图表 1414:中美两国制造业人均增加值(万美元):中美两国制造业人均增加值(万美元)资料来源:wind,信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 58.0060.0062.0064.0066.0068.0070.0072.000100020003000400050006000制造业就业人数(万人)人口结构:占总人口比例:15-59岁0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%14.0%16.0%0200004000060000800001000001200002010年2011年2012
28、年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年城镇就业人员平均工资(元)YOY0.002.004.006.008.0010.0012.0020092010201120122013201420152016201720182019202020210510152025中国美国 12 复盘历史:制造业产成品库存降低,工控行业景气度有望回升。复盘历史:制造业产成品库存降低,工控行业景气度有望回升。从我国制造业周期来看,从从我国制造业周期来看,从 2 2000000 开始,我国制造业库存经历了开始,我国制造业库存经历了 7 7 轮周期,平均持续时间是轮周期,平
29、均持续时间是 3 3-4 4 年左右(年左右(3 30 0-4040 个月),目前处于主动去库存阶段个月),目前处于主动去库存阶段。从整个库存周期来看,可以分为四个阶段:1)第一个阶段,被动去库存第一个阶段,被动去库存,当需求开始好转,当期需求大于当期生产,库存开始减少;2)第二个阶段,主动补库存第二个阶段,主动补库存,需求旺盛,生产加速扩张,当期生产大于当期需求,整体库存量(产成品和原材料库存)增加;3)第三个阶段,被动补库存第三个阶段,被动补库存,需求开始放缓,生产也开始放缓,然而当期生产还是高于当期需求,产成品库存依然升高,但原材料库存降低;4)第四个第四个阶段,主动去库存阶段,主动去库
30、存,需求继续下滑,预期开始悲观、生产开始收缩,产成品库存下降。原材料库存也进一步下降。图表图表 1515:中国工业企业产成品存货同比变化(中国工业企业产成品存货同比变化(%)和产成品库存(亿)和产成品库存(亿元)元)资料来源:wind,信达证券研发中心 注:右轴为产成品存货:同比;左轴为存货 信贷是支持企业扩张设备的主要资金来源之一。企业在进行投资决策时,不仅需要考虑是否能提升自身盈利能力,也同样需要考虑外部的资金支持。宏观货币政策的宽松带来融资成本的下降,从而促进企业设备扩张。从企业库存周期来看,对照中期借贷便利(MLF)1年利率,一般去库存周期伴随着信贷的扩张,从而支撑企业渡过较为艰难的主
31、动去库存周期。从目前利率来看,一年期的中期借贷便利已经逐步下降到较低水平,有望对制造业未来扩张起到信贷支持。13 图表图表 1616:中国中长期贷款利率:中国中长期贷款利率 1 1-3 3 年(年(%)图表图表 1717:中期借贷便利:中期借贷便利(MLFMLF)1 1 年利率(年利率(%)资料来源:wind,信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 从今年数据来看,工业企业产能利用率有所提升,受疫情影响,2022 年 12 月增幅不大。我们认为,随着疫情影响的减弱,整体工业企业产能利用率有望提升,同时由于 PPI 向下穿过 CPI,PPI 与 CPI 的剪刀差转正,整体利润有望
32、向制造业集中,从而带动工业企业投资。2023 年政府工作报告提出:推动产业向中高端发展,把制造业作为发展实体经济的重点,保持制造业比重基本稳定,鼓励企业加快设备更新和技术改造,将固定资产加速折旧优惠政策扩大至全部制造业。我们认为制造业有望进入下一轮景气周期,工控行业景气度有望提升。图表图表 1818:中国工业企业产能利用率(:中国工业企业产能利用率(%)图表图表 1 19 9:中国:中国 P PPIPI 和和 C CPIPI 情况(情况(%)资料来源:wind,信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 P PMIMI 指数回暖指数回暖,工控行业景气度有望上行工控行业景气度有望上行
33、。PMI是监测宏观经济走势的先行性指数之一。从制造0.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.001989-021990-121992-101994-081996-061998-042000-022001-122003-102005-082007-062009-042011-022012-122014-102016-082018-062020-042022-022.402.502.602.702.802.903.003.103.203.303.4060.0062.0064.0066.0068.0070.0072.0074.0076.0078.0080.00201
34、6-032016-082017-012017-062017-112018-042018-092019-022019-072019-122020-052020-102021-032021-082022-012022-062022-11-15.00-10.00-5.000.005.0010.0015.0020.002005-012006-032007-052008-072009-092010-112012-012013-032014-052015-072016-092017-112019-012020-032021-052022-07中国:PPI:生产资料:当月同比中国:CPI:当月同比 14 业
35、 PMI 指数的构成上看,2 月制造业 PMI 大幅上行主要由生产指数和新订单指数拉动,显示当前供需两旺是推动制造业景气度上扬的主要动力。生产指数和新订单指数分别为 56.7%和54.1%,较上月上升 6.9 和 3.2 个百分点。从从 P PMIMI 指数可以看出,在生产端和需求端,经济修指数可以看出,在生产端和需求端,经济修复的力度在不断增强,同时复的力度在不断增强,同时 P PMIMI(新订单)(新订单)-PMIPMI(产成品库存)数据显示企业开始进入被动去(产成品库存)数据显示企业开始进入被动去库存状态,我们认为,随着制造业的回暖,工控行业整体景气度有望上行。库存状态,我们认为,随着制
36、造业的回暖,工控行业整体景气度有望上行。图表图表 2020:中国中国 P PMIMI 指数(指数(%)资料来源:wind,信达证券研发中心 图表图表 2121:中国:中国 P PMIMI-新订单情况(新订单情况(%)图表图表 2222:中国:中国 P PMIMI-产成品库存情况(产成品库存情况(%)资料来源:wind,信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.002005-012005-112006-092007-072008-052009-032010-012010-112011-092012-07201
37、3-052014-032015-012015-112016-092017-072018-052019-032020-012020-112021-092022-070.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.002005-012005-112006-092007-072008-052009-032010-012010-112011-092012-072013-052014-032015-012015-112016-092017-072018-052019-032020-012020-112021-092022-070.0010.0020.0030.0040.0050
38、.0060.002005-012005-102006-072007-042008-012008-102009-072010-042011-012011-102012-072013-042014-012014-102015-072016-042017-012017-102018-072019-042020-012020-102021-072022-042023-01中国:PMI:产成品库存 15 2.2 行业现状:先进制造+“双碳目标”催化,关注下游结构性机会 2021 年以来整体工业自动化市场有所承压,行业增速放缓,2022Q3 整体市场增速约 2.4%。行业整体处于磨底期。从下游来看,202
39、2年第三季度项目型自动化市场规模为483亿元,同比增长 7.8%。从 2022 年初延续至今的形式来看,项目型行业增速始终高于 OEM 型行业,2022 年三季度 OEM 自动化市场规模为 265 亿元,同比出现 6%的下滑幅度。图表图表 2323:中国自动化市场规模变化中国自动化市场规模变化 资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心 具体来看:1)项目型市场有所复苏,从三季度来看,化工、汽车、煤矿、市政及公共设施等板块同比增)项目型市场有所复苏,从三季度来看,化工、汽车、煤矿、市政及公共设施等板块同比增幅明显幅明显,在国有资本投资的支持下,市场保持明显增长态势,参考 MIR 分析,由于大宗
40、商品涨价叠加俄乌冲突的影响,推动我国国家储备能力计划落实,我们认为未来项目型市场有望维持较高增速;2)O OEMEM市场出现结构分化市场出现结构分化。传统OEM行业(橡胶、纺织等)虽出现降幅收窄,但仍较为低迷;与民生(食品饮料、制药等),智能装备相关(机器人等)的行业企稳回升;新能源相关(电池、光伏等)的行业,继续保持较快增速。我们认为,随着疫情影响的减弱、供应链恢复正常,和下游需求回升,整体 OEM 市场有望迎来行业拐点。图表图表 2424:OEMOEM 行业行业 20222022 年第三季度自动化产品同比增长情年第三季度自动化产品同比增长情况况 图表图表 2525:项目型行业:项目型行业
41、20222022 年第三季度自动化产品同比增长情年第三季度自动化产品同比增长情况况 资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心 资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心-10.00%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%45.00%0100200300400500600700800900自动化市场规模(亿元)同比增长率 16 机床一般应用在传统制造业上,与传统制造业投资较为相关,而工业机器人与先进制造业投资较为相关,因此可以通过两者数据来反应当期工控产品需求情况。从目前数据来看,受疫情影响,机床类产品产量表现较差,
42、工业机器人 22 年大多数月份仍处于正增长。虽然近几年工业虽然近几年工业机器人市场经历短期波动,但中长期依然有望向好,机器人市场经历短期波动,但中长期依然有望向好,M MIRIR 预测预测 2 2023023 年中国工业机器人增速或年中国工业机器人增速或将提升至将提升至 1 12 2%左右,未来几年仍将保持左右,未来几年仍将保持 2 2 位数增长。我们认为,在产业结构调整趋势下,先进位数增长。我们认为,在产业结构调整趋势下,先进制造业有望成为未来发展重点。制造业有望成为未来发展重点。图表图表 2626:中国金属切:中国金属切削机床产量及同比情况削机床产量及同比情况 图表图表 2727:中国工业
43、机器人产量及同比情况:中国工业机器人产量及同比情况 资料来源:wind,信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 “双碳”政策驱动,新能源产业异军突起。2020 年我国提出,2030 年要实现“碳达峰”,2060 年要实现“碳中和”,“双碳”目前成为我国发展方向之一。从中短期来看,2022 年,国务院印发“十四五”节能减排综合工作方案,方案明确到 2025 年,全国单位国内生产总值能源消耗比 2020年下降 13.5%。中国能源转型已成为大势所趋,要实现“双碳”目标,新能源是重点领域,电力系统的清洁转型是中国实现双碳目标的核心抓手。我们认为,以光伏、风电为代表的新能源,以储能为代
44、表的柔性调频资源,以新能源车等为代表的用电产业链有望长期向好,维持较高景气度,从而带动相应设备的扩产和销售。图表图表 2828:碳流通及碳中和路径碳流通及碳中和路径 资料来源:工控网,信达证券研发中心 -30.00-20.00-10.000.0010.0020.0030.0040.0050.000.001.002.003.004.005.006.007.008.002016-032016-072016-112017-052017-092018-032018-072018-112019-052019-092020-032020-072020-112021-052021-092022-032022
45、-072022-11金属切削机床产量(万台)金属切削机床产量:当月同比(%)-40.00-20.000.0020.0040.0060.0080.00100.00120.000.005000.0010000.0015000.0020000.0025000.0030000.0035000.0040000.0045000.0050000.002016-032016-072016-112017-052017-092018-032018-072018-112019-052019-092020-032020-072020-112021-052021-092022-032022-072022-11工业机器人
46、产量(台)工业机器人产量:当月同比(%)17 2.3“价格+本地化服务+响应速度”三重优势下,本土品牌有望崛起 工控行业产品国产替代趋势明显。工控行业产品国产替代趋势明显。近年来,国内工控厂商的研发能力和综合实力显著增强,获得了进口替代方面的很多机会。根据 MIR 睿工业数据,2021 年在中国低压变频器、伺服、传感器、小 PLC 市场中,本土品牌份额均有提升,以伺服市场为例,本土品牌市占率由 2016 年的 27.6%提升至 2021 年的 43.3%。图表图表 2929:国内工控行业本土品牌市占率提高:国内工控行业本土品牌市占率提高 资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心 国产品牌国产
47、品牌 VS 海外品牌海外品牌 产品对比:海外品牌产品线更加完备;国产品牌广度提升,整体性能逐步接近海外产品。产品对比:海外品牌产品线更加完备;国产品牌广度提升,整体性能逐步接近海外产品。从产品线角度来看,海外品牌由于积淀更加深厚,经过多年发展,已经形成多个综合型工业自动化行业巨头,产品线覆盖面更广一些。而国产品牌近几年发展较快,企业产品线逐步扩张。以汇川技术为例,其产品覆盖了变频、伺服、可编程逻辑控制器、人机交互、传感器、电机、CNC 控制器、工业机器人等,产品线广度逐渐提升。图表图表 3030:国产品牌工业自动化产品线布局情况国产品牌工业自动化产品线布局情况 类别类别 具体产品具体产品 汇川
48、技术汇川技术 英威腾英威腾 麦格米特麦格米特 蓝海华腾蓝海华腾 中控技术中控技术 禾川科技禾川科技 控制类&驱动类 PLC&HMI PAC DCS 工控机(IPC)工业软件 变频器 运动控制类 通用运动控制 CNC 反馈类 传感器 工业视觉 压力仪表 温度仪表 其他 调节阀(AV)伺服/汽车电机 工业机器人 逆变器 18 电梯控制 工业电源 UPS 新能源车电控 资料来源:各公司官网等,信达证券研发中心 从性能和价格层面分析,国产价格相对较低,同时性能与海外相接近从性能和价格层面分析,国产价格相对较低,同时性能与海外相接近。以伺服系统为例,国内伺服系统与海外差距缩小,价格相对较低。伺服的性能主
49、要观察四个指标,编码器精度、电机过载能力、最高转速以及速度频率响应的能力。对比国内外伺服性能可以看出,松下综合表现较好。国内厂商方面,汇川优势明显,各项指标与安川接近,不过价格上国产更具优势。总体来看,国产伺服在中低功率上,基本与海外处于同一水平线,产品性能接近海外水平。图表图表 3131:国产与海外伺服性能与价格对比国产与海外伺服性能与价格对比 汇川 英威腾 安川 三菱 松下 SV660 DA300-7 系列 MELSERVO-J4 MINAS-A6 编码器精度 23 23 24 22 23(bit)过载能力 3.5 3 3.5 3 3.5(最大转矩)最高转速 6000 5000 6000
50、6000 6500(rpm)速度频率响应 3 3 3.1 2.5 3.2(kHz)价格(RMB)2200 2000 2600 2500 2500 资料来源:各公司官网等,信达证券研发中心 服务对比:国内响应速度和定制化更好,交付较为及时服务对比:国内响应速度和定制化更好,交付较为及时 供应链短缺情况下,海外厂商多次涨价。2021 年以来,工业自动化市场规模提升明显,但自动化厂商却饱受原材料涨价、上游芯片供应影响,面对成本变高、订单众多、供货周期变长等压力,2021 年以来多家企业涨价,以 2022 年为例,海外头部自动化企业多次涨价,单次涨价幅度较高,国产品牌性价比提升。图表图表 3232:2
51、 2022022 年以来主要工业自动化厂商涨价情况年以来主要工业自动化厂商涨价情况 厂商厂商 系列产品系列产品 涨幅涨幅 生效日期生效日期 ABB ACS800 变频器相关配件等 3-10%2023/1/1 罗克韦尔 伺服驱动器、电机、变频等 1-23%2022/12/4 三菱电机 驱动控制设备、工业机器人等 10-20%2023/2/1 西门子 SINAMICS V20 等 3-12%2022/12/1 丹佛斯 VACON 品牌的所有产品 5%2022/10/1 三菱电机 PLC、变频、伺服等 6%2022/10/1 施耐德 大型 PLC 等 8%2022/9/1 施耐德 变频、伺服 LXM
52、32 等 5%-15%2022/7/29 台达 运动控制、变频、伺服、机器人等 3-10%2022/6/11 19 台达 逻辑控制器 6%2022/5/17 ABB ACS2000、ACS800 模块、备件 3-20%2022/6/1 西门子 低压标准电机等 3-12%2022/5/9 松下 传感器、PCL 1-10%2022/5/2 汇川 变频、伺服等 3-10%2022/4/15 禾川 变频、SV 系列等 3-10%2022/4/15 施耐德 Modicon M171 等产品 10-40%2022/4/1 ABB 发电机 9-15%2022/3/10 ABB ACS880 系列产品 8%2
53、022/3/1 ABB 伺服/PLC 等 6-10%2022/1/6 台达 M300 系列 2-5%2022/1/5 三菱电机 A800 等 5-6%2022/1/1 资料来源:MIR 睿工业,信达证券研发中心 MCU 等交期拉长等交期拉长。参考芯八哥数据,从工控类 MCU 市场来看,在正常情况下的交期基本在14-20周左右,供货周期自2020Q2开始逐渐拉长,2021Q4开始,头部大厂中德仪、瑞萨、NXP、ST、英飞凌交期均进一步拉长,到 2022Q1 部分工控类产品最长交期超过 52周。同时部分海外自动化大厂拉长交付周期,以西门子为例,2021 年末上调了部分产品的交付。在海外元器件交期拉
54、长的情况下,国内品牌竞争力有望进一步提升,国产替代进度有望进一步加速。图表图表 3333:2022Q12022Q1、Q Q2 2 主要工控主要工控/通用通用 M MCUCU 交期和价格变化交期和价格变化 供应商供应商 产品产品 Q1Q1 交期交期/周周 Q2Q2 交期交期/周周 交期趋势交期趋势 价格趋势价格趋势 德仪 8 位 MCU 配货状态 配货状态 上升 上升 32 位 MCU 配货状态 配货状态 上升 上升 瑞萨电子 8 位 MCU 40-45 52 上升 上升 32 位 MCU 40-45 52 上升 稳定 意法半导体 8 位 MCU 配货状态 紧缺 上升 上升 STM32FO 配货
55、状态 紧缺 稳定 上升 STM32F1 配货状态 紧缺 稳定 上升 STM32L 配货状态 紧缺 上升 上升 32 位 MCU 配货状态 紧缺 上升 上升 英飞源 8 位 MCU 45 45-52 上升 稳定 32 位 MCU 45 45 上升 稳定 微芯科技 8 位 MCU 52+52+上升 上升 32 位 MCU 52+52+上升 上升 思智浦 8 位 MCU 配货状态 紧缺 上升 上升 32 位 MCU 配货状态 紧缺 上升 上升 资料来源:芯八哥,信达证券研发中心 20 图表图表 3434:西门子部分产品交付周期变化西门子部分产品交付周期变化 产品产品 交货周期交货周期 S7-1500
56、 CPU 180 个工作日 ET200 MP 80 个工作日 S7-300 CPU 110 个工作日 S7-300 IO 155 个工作日 ET200 SP 150 个工作日 S7-1200 CPU 75 个工作日 触摸屏 精智面板 185 个工作日 IPC 工控机 100 个工作日 资料来源:烨田电气,信达证券研发中心 相比海外品牌,国产企业响应速度相比海外品牌,国产企业响应速度和定制化能力和定制化能力成优势成优势。国产品牌具有较强的响应的能力和定制化能力,相比海外企业有以下四大优势:1)紧跟碳中和、先进制造等国家战略,重点攻略新能源锂电、光伏等行业。2)营销模式上,本土公司营销理念更为贴合
57、市场需要。3)供应链方面,本土公司应对更加灵活。4)本土公司产品研发紧跟市场需求,产品迭代速度快,效果好。21 三、工控产品情况:国产品牌份额加速提升 3.1 变频器:22 年增速有所下滑,低压变频国产厂商持续扩张 变频器变频器是是一种电力控制设备,可以分为低压变频器和高压变频器一种电力控制设备,可以分为低压变频器和高压变频器。变频器应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部 IGBT 的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需
58、要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。分类来看:1)按照电压等级,变频器可以分为中/低压变频器和高压变频器,低于 3KV 的归为中低压变频器(低于 690V 的为低压变频器),高于 3KV 的归为高压变频器,两者适用电箱有所差别,但原理相同,低压变频器对于电力电子器件和变压器的容量要求相对较低,具有成熟的一致性的拓扑结构,而高压变频器拓扑结构较多,较为复杂;2)按照变换频率的方法也可以分成交-交型变频器与交-直交型变频器。图表图表 3535:交交-直直-交变频器的工作原理交变频器的工作原理 图表图表 3636:变频器的
59、变频器的分类分类 资料来源:电子发烧友,信达证券研发中心 资料来源:华经情报网,信达证券研发中心 变频器行业上游由各类原材料及零部件生产行业组成,其中主要的零部件有变压器、IGBT、冷却风机、电阻、电容等、从成本构成来看,原材料是产品的主要构成,IGBT与 PCB板成本占比较大,IGBT 的成本占到了整个生产成本的约 26.5%,PCB 占到了 31.5%。IGBT 由于国产化程度相对较低,国外供给较高,且供应存在不确定性,对变频器的利润影响程度较大。22 图表图表 3737:变频器产业链情况变频器产业链情况 图表图表 3838:变频器变频器上下游对应企业情况上下游对应企业情况 资料来源:前瞻
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