通用自动化设备行业专题 告：激光+机器人+注塑机

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 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。

? 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 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。

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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 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 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。