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工业4.0,人工智能狂潮正在席卷制造业|500强系列报告猎与杀

工业4.0,人工智能狂潮正在席卷制造业|500强系列报告

各国政府竞相逐鹿智能制造伴随着物联网、人工智能、机器人、大数据等技术的发展,智能化狂潮正在以极大的声势席卷全球工业制造行业。以制造强国德国为先驱,2011 年工业 4.0 的概念首次在汉诺威工业博览会被提出,随后迅速成为大众瞩目的话题,并在 2013 年汉诺威工业博览会上被正式启动。随后,德国联邦政府于汉诺威成立「工业 4.0 平台」。在美国,通用电气于 2013 年 6 月提出工业互联网革命,以开放、全球化的网络连接人、机器及数据,以此创造数字化工业未来。中国在 2015 年正式印发《中国制造 2025》,并随后陆续出台《积极推进「互联网+」行动指导意见》《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《智能制造发展规划 (2016-2020)》等战略文件,全面推进制造强国战略。此外,英国、日本、澳大利亚等制造业国家也纷纷出台推动智能制造发展的相关政策。智能化冲击下的工业巨头在智能制造的概念冲击着全球工业领域时,行业对技术的关注点也频频更新,覆盖物联网、大数据、云计算、沉浸式技术(AR/VR)、人工智能等。在此趋势下,全球各大工业巨头在各自的智能转型战略中各显神通。以日立、三菱等企业为首的日本制造业巨头在智能技术的研发与应用中投入了大量资源,山东魏桥、恒力集团、中船重工等中国企业也基于多种技术打造各自的智能生产线。此外,也有企业如通用电气在智能转型中出现失误,但其工业数字化软件 Predix 同样拥有极大亮点。行业巨头不约而同发布智能战略在智能制造的浪潮下,工业制造行业巨头纷纷布局人工智能。经机器之心整理分析,2013-2018 年上榜《财富》全球 500 强榜单的企业中,共有 26 家工业制造领域巨头已开始尝试采用人工智能技术。该趋势自 2015 起保持逐年上升的状态。其中较为热门的人工智能技术包括机器学习、深度学习、计算机视觉以及在机器人、物联网、云计算等方面的泛化应用,覆盖排产、质检、维护、管理等场景。在此背景下,机器之心产业研究团队推出了《工业4.0,工业物联网,智慧工厂的核心——AI+工业制造行业研究报告》。报告针对生产效率、质量控制、设备维护及其他工业制造领域共划分出九大场景,同时收录多家工业制造领域全球 500 强企业对人工智能的落地案例,从技术与实际应用层面探讨各大企业的智能战略重点。在此之上,报告基于行业现状探讨了人工智能在工业制造领域的应用局限性,并对其未来发展趋势做出展望。报告目录如下:报告如何获取?《工业4.0,工业物联网,智慧工厂的核心——AI+工业制造行业研究报告》是机器之心产业研究团队推出的《全球 500 强上市公司人工智能技术应用分析系列》系列报告之一。本系列报告全部被收录于人工智能领域专业信息及数据平台「机器之心Pro」。访问「机器之心Pro」,认证成为专业用户,即可免费获取报告。pro.jiqixin.comPC访问,体验更佳

褰裳

专用设备行业研究报告

研究报告内容摘要:1。事件根据中国工程机械工业协会行业统计数据,2020年1-8月纳入统计的25家主机制造企业,共计销售各类挖掘机械产品210474台,同比涨幅28.8%;国内市场销量190222台,同比涨幅29.7%。2020年8月,共计销售各类挖掘机械产品20939台,同比涨幅51.3%。国内市场销量18076台,同比涨幅56.3%。2。我们的分析与判断(一)工程机械累计销量涨幅扩大,三季度销量淡季不淡根据中国工程机械工业协会挖掘机械分会行业统计数据,国内市场方面,2020年8月份小挖(<18.5t)销量10142台,同比涨幅51.5%;中挖(18.5-28.5t)销量5391台,同比涨幅80.5%;大挖(≥28.5t)销量2543台,同比涨幅35.1%。1-8月份小挖(<18.5t)累计销量116082台,同比涨幅32.6%;中挖(18.5-28.5t)累计销量49011台,同比涨幅28.3%;大挖(≥28.5t)累计销量20889台,同比涨幅20.3%。三季度是挖机销量传统淡季,8月份,大中小挖销量同比增长势头相较7月有所回落,但累计大中小挖累计销量同比涨幅扩大1.5%、4.4%、1.6%,增长势头不减,我们认为主要是政策托底使基建投资等景气度较高所致。<>国家统计局发布,8月份,制造业PMI为51.0%,比上月略降0.1%,在调查的21个行业中,有15个行业PMI位于景气区间。制造业稳步恢复,基本面继续改善。总体来看,我国经济基本面稳中向好,逆周期调节效果逐渐凸显,下游需求稳步回暖,随着对新冠肺炎的防控逐步进入常态化,我们对工程机械9月份及全年销量持乐观预期。(二)国产龙头份额稳中有升,海外疫情短期影响出口经过行业低迷期的洗牌,工程机械市场集中度进一步提升,加上设备更新换代的需求(2009-2013年销量高峰期产品基本需要更新),行业走出低谷,整体盈利水平改善较为明显。三一挖机:据公司半年报,上半年三一挖掘机共销售4.3万台,市占率达25.5%,稳居国内第一,营收为186.49亿元,同比增长17.22%。徐工挖机:上半年铲运机械营收同比增加30.91%,挖掘机市场占有率同比增长0.9%稳居国内市场前两强,市占率超过18%。国产工程机械龙头份额相对稳定、同比上升,我们预计未来也将持续保持龙头地位。8月份,国内市场销量为18076台,同比上涨56.3%;出口销量2277台,同比涨幅25.7%。1-8月,国内市场累计销量190222台,同比涨幅29.7%,出口累计销量同比增长20.8%,国内市场累计销量同比涨幅超过出口市场。国内厂商中高端产品竞争力提升,也带动了国产工程机械产品在海外尤其是“一带一路”相关国家和地区的销售,我们预计工程机械出口将成为支撑整体销量的重要组成部分。但由于海外疫情现状仍不乐观,工程施工停滞可能短期影响工程机械出口销量。(三)8月开工小时数同比提升,工程机械全年需求延期释放根据小松KOMTRAX数据,可以看出各地复工复产已有显著成效,重点项目正积极有序开工,挖掘机产业链下游开工始终保持高景气度。6-8月小松挖机开工小时数分别为126.4、126.1和130.3小时/月,相比于去年同期分别同比增长1.9%、-3.1%和0.9%,仅7月受恶劣气候影响有所下滑,反映了国内生产生活已基本恢复正常。据政府工作报告,今年拟安排地方政府专项债券3.75万亿元,比去年增加1.6万亿元。1-8月地方专项债累计发行2.89万亿元,完成全年额度的77.07%,剩余8600亿元。由于一万亿特别国债在7月份发行完毕,加之财政部要求确保新增专项债券10月底前发行完毕,8月地方债发行规模大幅回升,总发行规模创下历史第二高位,仅次于今年5月份的1.3万亿元。随着下半年剩余专项债的投放确保投资保持平稳,工程机械全年需求确定性强,我们认为以传统基建为基,叠加新基建助力,此前延后的需求正在逐步释放。项目的审批与建设加速,将使未来的项目建设进度保持一定强度,我们预计工程机械板块未来仍将保持较高景气度。3。投资建议对于工程机械版块,我们预计2020年行业有望继续保持较高景气度,看好行业龙头三一重工(600031.SH)及核心零部件供应商恒立液压(601100.SH)和艾迪精密(603638.SH)。4。风险提示基建投资增速不及预期、房地产开发投资增速下滑、市场竞争加剧等。(文章来源:华泰证券)

负二代

亿欧智库发布《2019-2020中国制造业转型趋势研究报告》

此份报告依托亿欧智库对中国制造业的长期研究与分析,阐述了中国制造业的发展现状、宏观环境及面临的挑战。进而分析中国制造业转型发展的破局之路,并辅以典型实践案例进行解读。图片来自“Unsplash”随着中国制造稳定发展,消费支出对GDP拉动作用明显,中美贸易一定程度影响出口环境,中国制造业进入了以内需消费为主要动力的发展阶段。但目前中国仍面临劳动力成本上升、制造业附加值较低、多样化市场需求无法有效满足等问题,以消费品制造业为代表的中国工业正在进行新一轮转型升级。因此亿欧智库撰写并发布了《2019-2020中国制造业转型趋势研究报告》,基于对中国制造业发展历程及国际竞争力的梳理分析,从劳动力、技术、市场角度剖析中国制造业面临的重要挑战,针对挑战提出中国制造企业进行转型升级的发展趋势,并分析案例阐述中国制造业转型升级的实践道路上的有效渠道和方法,希望可以为中国制造企业提供参考。一. 中国制造业的发展现状2014-2018年制造业增加值稳步增长,对GDP的贡献比例维持在30%左右,制造业对中国经济增长依然起到重要支撑作用,2016年国家开始推行供给侧结构性改革,中国制造业进入新的发展阶段。消费品制造业总规模在20万亿以上,利润率水平位于制造业整体均值以上,在中国制造业中占据重要地位。中美贸易摩擦的影响正逐渐向消费品领域蔓延,出口导向型的消费品制造业企业面临相对严峻的外部环境。二. 中国制造业面临的三大挑战基于中国制造业的发展现状,亿欧智库认为中国制造业升级面临的挑战包括:劳动力成本上升,产品附加值提升困难,消费多样化需求无法被有效满足。1. 劳动力成本上升:中国制造业企业用工成本逐步上升,2008-2018十年间增长近两倍。在全球市场竞争中,中国制造业的劳动力成本优势减弱,劳动密集型企业面临严峻竞争。不仅如此,中国的老龄化趋势导致劳动力总供给正逐年减少,而制造业劳动力存在外流趋势,劳动力供给压力进一步增强。2. 产品附加值提升困难:中国制造业产能利用率低,主要消费品制造业处于产能过剩状态,企业存货周转率水平整体较美国存在差距,流动性较差。近年来,中国在技术研发方面虽然取得显著成就,但是R&D强度与发达国家相比仍显薄弱,这就导致提升产品附加值的动力不足。纵观消费品制造业的全球价值链,中国制造企业嵌入中低端环节,缺乏定价权和获利空间,面临“低端锁定”的困局。3. 消费需求多样化无法被有效满足:零售渠道变革,线上线下消费渠道趋向高度整合,海量信息与选择使得消费者在供需市场中更具主动权。同时,消费者乐于尝新,不同消费群体呈现需求多样化。中国制造企业在产品创新,增加用户粘性等方面面临巨大挑战。三. 中国制造业升级发展趋势针对中国制造业面临的三大挑战,亿欧智库提出制造业升级的发展趋势:1. 通过技术应用提高生产效率:新技术的发展推动中国制造业企业从传统制造向智能制造转型,核心载体为由ICT企业、大数据及软件企业和装备自动化企业助力并衍生出的智能工厂。在生产制造、质量管控、决策管理和研发设计等环节优化流程,提升效率和品质。在智能化趋势下,制造企业必须根据其技术应用的实际情况选择相应策略,逐渐提升工厂的数字化与智能化水平。2. 通过品牌培育提升产品附加值:传统劳动密集型制造企业多以OEM代工模式为主,产品表现出可替代性强,附加值低等问题。近年来,中国制造企业注重自主研发和产品创新,通过培育自主品牌,提升产品竞争力,创新营销模式等手段提升产品附加值水平,涌现出以植观、钟薛高、完美日记等为代表的各类新锐国货品牌。3. 通过互联网电商平台赋能制造工厂:优质电商平台将消费者个性化及多样化的需求传递给制造企业,数据系统的全环节打通使消费大数据有效传导至生产决策端,指导企业实现柔性生产。四. 中国制造业升级代表案例根据报告提出的发展趋势,筛选具有代表性和实践性的企业及模式进行分析。1. 网易严选:网易严选通过直连消费者与生产商,一方面减少中间环节,为消费者提供高性价比的商品,另一方面与生产商共享对消费者的需求洞察,促使生产商调整产品和生产计划,以更好地应对市场需求。亿欧智库选取与网易严选展开深度合作的代表性制造企业,以访谈的形式深入了解合作模式和成效。详细内容可点击报告全文阅读。2. 酷特智能:酷特智能隶属于红岭服装集团,成立之初是传统OEM服装代工厂,在发展过程中积极探索大数据驱动的定制化生产模式,成功转型为大数据驱动的C2M企业,并搭建智能服务平台,助力其他制造企业转型升级。3. 杰克缝纫机股份公司:主营缝纫机的缝前和缝中设备,专注缝制设备研发制造,已经成为中国缝制机械龙头企业。其自动化缝纫机设备在硬件方面对制造企业进行赋能,提高工厂的生产能力,为柔性生产提供基础。五. 总结与展望在劳动力成本上升、产品价值链中附加值较低、无法满足个性化消费需求等问题的压力下,通过智能化生产线改造提高生产效率,通过柔性生产提高生产灵活性,在互联网大数据的帮助下积极寻求合作和市场突破,是中国制造转型升级的必由之路。更多详细内容,点击链接下载完整报告:《2019-2020中国制造业转型趋势研究》

连锁信

机械行业深度报告:跟随工程机械的β,追寻高端制造的α

获取报告请登录【未来智库】。一、疫情冲击弱化,业绩复苏快,估值仍合理(一)机械行业疫情后期订单复苏快,整体表现强于大盘机械行业上半年表现整体优于大盘,截至 2020 年 9 月 17 日,机械指数涨幅为 21.81%, 上证指数涨幅 6.0%,沪深 300 涨幅 11.57%。机械行业子板块分化明显,其中工程机械、通用 及专用设备表现较好,而运输设备和金属制品涨幅大幅落后于机械指数。新冠疫情后,受益于逆周期调节、专项债的加速发放等措施,各类工程项目复工复产水平 快速恢复,对工程机械需求形成了一定支撑,因此子板块表现强势。工程机械在稳基建的预期 之下,工程机械出货量保持高景气度,尽管近期预期有所弱化,但在挖机销量高增长的驱动下 预计将续保持强势,预计未来仍将保持在较好的增长态势。而通用和专用设备板块中,具有成长属性的机器人和光伏设备分项分别贡献了超额收益。从二季度各子板块的订单恢复情况看,工程机械不仅营业收入环比强势复苏,同比数据也大幅 上涨。另外,由于具备成长属性的锂电设备、光伏设备、半导体设备等均迎来行业的重要节点, 行业景气度向上,带动专用机械和通用设备板块估值在 5 月出现回升,二季度保持上升趋势。(二)工程机械和高端设备带动行业上行,整体估值仍处于合理区间工程机械与高端设备(锂电设备、光伏设备、半导体设备)盈利能力高于机械行业平均水 平。从历史数据上看,机械行业销售净利率季节性较强,一般而言,销售净利率下半年高于上 半年。工程机械:重新进入行业景气度上行通道,2009-2013 是工程机械上一个销售高峰期, 板块净资产收益率处于高位,高出行业平均一倍有余,今年工程机械由于更新及新机需求较大, 子板块重回高资产收益率区间。高端设备:从近三个季度数据看,锂电设备、光伏设备 ROE 明显高于机械行业平均,而半导体设备 ROE 略低机械行业平均。受新冠疫情及季节性波动影 响,2020 年 Q1 机械行业 ROE 环比下降明显,Q2 开始复苏。随着疫情对行业的影响逐渐消解, 以及下半年 ROE 季节性提升,预计四季度工程机械与高端设备 ROE 表现向好。机械行业整体销售净利率上行主要是由是工程机械与高端设备行业的高盈利能力所拉动 的。工程机械行业销售净利率低于机械行业平均水平的时期,基本与 ROE 低于机械行业平均 水平的时期重合。高端制造设备方面,锂电设备、光伏设备、半导体设备的销售净利率在近三 个季度均较明显地高于机械行业平均值。高端设备资产负债率低于行业平均,影响 ROE 表现。工程机械:除在 2016-2017 年机械 行业平均资产负债率水平大幅上升,其他期间内,工程机械行业资产负债率均高于行业平均水 平。高端设备资产负债率普遍低于机械行业平均水平。近三个季度,机械行业平均资产负债率 在 55%左右,光伏设备、锂电设备资产负债率在 50%-55%之间,而半导体设备资产负债率尤 低,基本低于 45%,这也正是半导体设备销售净利率高于行业平均、而 ROE 低于平均的原因 之一。从估值水平来看,机械行业市盈率总体已经处于 2010 年以来 59.07%分位,整体处于较为 合理的估值区间内,而工程机械、高端设备子板块表现较为分化。其中,工程机械板块估值水 平处于 2010 年以来 63.07%分位,2019 年以来 72.24%分位,处于历史中等偏上水平,但我们认为仍处于合理区间。锂电设备、光伏设备估值已基本达到近期的历史高位,分别处于 2019 年以来 87.75%、98.97%分位;半导体设备市盈率目前为 2019 年以来 19.38%分位,处于历史 低位,未来有一定的上升空间。二、机械行业总体运行触底反弹,子板块景气度分化(一)机械行业是制造业的基础性行业在国民经济体系中,机械设备行业位居产业链中游,产品种类繁多,应用广泛,在制造业 各环节中具有不可代替的地位。机械设备行业上游为钢铁、有色等原材料行业,下游为汽车、 新能源、房地产、能源、环保、纺织、农业生产、交通运输等行业提供机械设备,细分子行业 众多,针对的下游应用不尽相同,因此细分子行业分化程度较大。机械设备行业包括专用设备制造业、通用设备制造业、运输设备制造业、仪器仪表制造业 等。其中,专用设备包括工程机械、重型机械、冶金矿采化工设备、楼宇设备、环保设备、印 刷包装机械、纺织服装设备和农用机械等;通用设备包括机械基础件、机床工具、制冷空调设 备、磨具磨料和内燃机等,运输设备包括轨交设备、海工船舶设备等。我国机械工业规模已居全球第一,但存在大而不强、自主创新能力薄弱、核心技术与关键 零部件对外依存度高、服务型制造发展滞后等问题。但机械行业子行业众多,不同子行业之间 差别较大,机床、造船、工程机械、油服装备、电梯等发展属于成熟期,其增长与宏观经济增 长高度相关,表现出较强的周期属性;而机器人、锂电设备、半导体设备等发展处于成长期, 国产替代、及下游需求对中游机械设备的驱动作用明显。(二)制造业基本面继续改善,高端制造已率先复苏1. 受益于地产与基建投资的双重影响,固定资产投资降幅继续收窄机械类公司的产品多为资本品,主要为下游扩产所用,所以与下游行业景气度和需求直接 相关。经济增长下行压力较大的背景下,下游资本开支减少。整体上看,2015 年以来固定资 产投资同比增速呈现下滑的态势。2020 年 1-8 月,固定资产投资增速同比仅下滑 0.3%,降幅 环比收窄 1.3%,依然是受益于地产与基建投资的双重影响,但前期由于疫情造成的大幅下滑 已实现反转,四季度有望回升至上年同期水平。2. 基建投资增速回升明显,看好四季度继续发力2020 年 1-8 月,基建投资增2.02%,较前值继续提升 0.83%。2020 年 5 月,政府工作 报告中首次提出了“两新一重”建设,即加强新型基础设施建设,加强新型城镇化建设,加强交 通、水利等重大工程建设。为确保项目资金,报告提出今年拟安排地方政府专项债券 3.75 万 亿元,比去年增加 1.6 万亿元。据财政部披露,1-8 月财政部已经发行累计专项债 2.90 万亿元, 已完成全年计划的 77%,创同期历史新高,而余下的专项债预计在 10 月底将全部发行完毕。尽管随着疫情的逐步缓解,经济逐步复苏,市场对于基建投资逆周期的预期有所弱化,但 从前瞻性指标来看,8 月重卡、挖机销量分别达 12.8 万辆、2.1 万台,同比分别增长 75%、51.3%, 仍然保持强劲增势,其中挖机销量连续五个月同比增速超 50%。在下半年重大项目加速建设 的背景下,我们预计下半年基建投资将进一步发力。3. 竣工周期与销售向好拉动地产投资转正,调控预期加强较为宽松的外部环境推动地产投资加速复苏。由于外部环境较为宽松,各房企开工节奏不 断加快,开发投资逐步复苏。2020 年 1-8 月房地产开发投资完成额同比提高 4.6%,较前期增 加 1.20%,进一步实现深 V 型复苏。2020 年 1-8 月商品房销售面积达 98486 万平方米,同比下降 3.3%,降幅环比收窄 2.5 个百分点;其中住房销售面积 87200 万平方米,同比下降 2.5%,增速环比收窄 2.5 个百分点, 商品房和住房销售面积均有大幅回升,同比降幅快速收窄。销售端主要同样受到按揭贷款发放、 购房刚性需求释放因素影响,反映了国内房地产市场的韧性。我们认为,竣工周期与销售向好 能进一步驱动地产投资复苏。但与此同时,在“房住不炒”的基本政策指引下,以深圳、杭州为 代表的区域已启动更严格的限购政策,未来长期地产的投资预计将呈现稳中有升的趋势。4. PMI 连续六个月处于荣枯线以上,预计制造业复苏将提速从前瞻性的指标 PMI 来看,2020 年 8 月的 PMI 为 51.00,较上期小幅回落 0.1,已经连续 6 个月高于荣枯线。(三)政策推动制造业高质量发展(略)(四)专业设备的复苏相对更为强势1. 工业与制造业受疫情的影响逐渐恢复2020 年 1-8 月,工业增加值同比上升 0.4%,为今年以来首次转正,较前值降幅收窄 0.8%; 制造业同比增加 0.9%,较前值增加 0.8%。其中,通用设备累计同比下降 1.2%,降幅收窄 1.5%, 为今年以来首次转正;专用设备增速保持相对强势复苏,同比增长 4.6%,增速扩大 0.5%。我 们依然维持原先的判断,工业增加值受疫情影响逐步恢复,各细分领域内部分化,其中包含大 量高端制造的专用设备的复苏最为强劲。2. 专用设备盈利改善继续改善,行业业绩有望进一步提升2020 年 1-7 月,通用设备行业营业收入同比下降 3.1%,较上期降幅收窄 1.7%;利润同比 上升 3.2%,较上期提升 4.3%。专用设备营业收入增速扩大,实现同比增长 2.5%,利润增速继 续提升,实现同比增长 24.1%。由于专用设备包含主要的高端制造,从其盈利状况的改善来看, 可以看到下游高技术制造业的景气度呈向好的趋势。光伏、锂电等新能源需求逐步复苏;手机、平板、可穿戴装备等需求保持较强韧性,7 月 电子信息制造业工业增加值同比增长 11.8%,固定资产投资完成额同比增加 10.7%,国内 3C 产业链整体向好;7 月汽车制造业工业增加值同比上升 21.6%,较前值上升 8.2%,我们预计来汽车、家电等制造业的投资也有望提速。因此,我们认为 2020 年下半专用设备领域将继续 保持较好的盈利趋势,未来业绩有望进一步提升。3. 海外出口对工程机械等装备影响相对较小我们认为,中国是制造业大国,工业产值位居全球前列,但核心技术和高端产品对外依存 度较高,与世界制造强国之间还存在较大差距,高端数控机床、工业机器人等产品仍需要大量 进口。具体到工程机械、轨交装备、工业机器人、数控机床等具备代表性的中国高端装备制造 业,我们发现出口额/量占销售总额/量的比例较小,出口到美国的数量更小,像工业机器人核 心零部件、高端数控机床,中国仍需要从国外大量进口,因此,海外出口的下降对中国高端制 造影响较小,并能一定程度上加速高端装备国产化进程。受疫情冲击,机械企业的生产经营普遍遭遇了较大冲击,导致今年以来机械行业出口指标 下降较为严重,随着国产生产生活逐渐恢复常态,疫情对出口的负面影响正在减弱。2020 年 1-2 月,全国机械工业出口交货值累计同比下降 20.45%,至 2020 年 7 月出口交货值累计同比 下降 6.35%,降幅显著收窄。其中,工程机械出口在疫情期间表现出一定的韧性,1-3 月出口 交货值累计同比增长 10.67%;工业机器人出口在疫情后复苏明显,1-7 月出口交货值累计同比 增长 9.48%。根据美国国际贸易委员会的统计,中国出口美国的产品中占比最大的为电子产品,2018 年占比为 39%;此外机械、电气设备及家电等合计出口额为 593 亿美元,占比为 11%;纺织品占比 9%,化学产品占比为 7%。因此我们认为,尽管全球疫情以及国际形势面临挑战,但 对作为核心的机械设备影响相对有限。(五)细分子行业景气度分化1)工程机械在基建和地产投资驱动下,确定性较高。基建:2020 年 1-8 月,基建投资增 速为 2.02%,较前值继续提升 0.83%。1-8 月财政部累计发行专项债 2.90 万亿元,已完成全年 计划的 77%,创同期历史新高而余下的专项债预计在 10 月底发行完毕。在下半年重大项目加 速建设的背景下,我们预计下半年基建投资将进一步发力。较为宽松的外部环境推动地产投资 加速复苏。地产:房企开工节奏不断加快,开发投资逐步复苏,2020 年 1-8 月房地产开发投 资完成额同比提高 4.6%,较前期增加 1.20%,实现深 V 型复苏,预计竣工周期与销售向好能 进一步驱动地产投资复苏,未来长期地产的投资预计将呈现稳中有升的趋势。2)高端制造受益于投资景气度向上,成长性较高。高技术制造业投资增速恢复,景气度加速提升,专用设备 行业盈利已率先改善,看好锂电、光伏等设备等。2020 年 1-8 月,工业增加值受疫情影响逐 步恢复,各细分领域内部分化,其中包含大量高端制造的专用设备的复苏最为强劲,营业收入 同比增长 2.5%,利润增速同比增长 24.1%。由于专用设备包含主要的高端制造,从其盈利状 况的改善来看,可以看到下游高技术制造业的景气度呈向好的趋势。7 月 3C 制造业工业增加 值同比增长 11.8%,固定资产投资完成额同比增加 10.7%,国内 3C 产业链整体向好;7车制造业工业增加值同比上升 21.6%,较前值上升 8.2%,我们预计未来汽车、家电等制造业 的投资也有望提速。因此,我们认为四季度专用设备领域将继续保持较好的盈利趋势,未来业 绩有望进一步提升。我们预计工程机械、光伏设备、锂电设备、半导体设备、油气装备及服务将维持高景气度, 轨交、工业机器人景气度有望反弹,农机、电梯景气度下滑,具体如下表所示。三、基建托底工程机械稳步发展,高端智能制造或是未来制高点(一)工程机械:基建及地产双驱动,确定性较高2020 年新冠疫情的爆发对我国经济造成了严重但较为短期的影响,在疫情防控逐渐步入 常态化后,积极的财政政策、基础设施建设的持续推进等逆周期调节措施大概率仍是对冲经济 下行的重要手段。固定资产投资是拉动工程机械的主动力,对工程机械的需求起着决定性的作用。从历史数 据来看,挖掘机销量与固定资产投资,尤其是房地产开发投资完成额相关性较高。例如,在 2008 年三季度至 2009 年一季度,房地产开发投资明显下滑,同期挖机销量大幅下降,最高单 季下滑 29.74%;而在 2015 年四季度至 2017 年二季度房地产投资恢复的期间,挖机销量大幅 提升。在基建作为稳经济持续发力、地产受宽松环境逐步复苏的情况下,我们认为工程机械四 季度的需求确定性仍然较高。经过行业低迷期的洗牌,工程机械行业市场集中程度已较高,国产品牌市占率有所提升, 整体盈利水平改善较为明显。从主要企业的挖掘机销量占比来看,三一、徐工、柳工和山东临 工等中国企业销量占比自 2014 年起稳步提升。在选择的 8 家挖掘机龙头企业中,中国企业的 销量从占比已达到六成以上,三一和徐工占据近 40%的挖掘机市场。三一挖机:据公司半年 报,上半年三一挖掘机共销售 4.3 万台,市占率达 25.5%,稳居国内第一,营收为 186.49 亿元, 同比增长 17.22%。徐工挖机:上半年铲运机械营收同比增加 30.91%,挖掘机市场占有率同比 增长 0.9%稳居国内市场前两强,市占率超过 18%。国产工程机械龙头份额相对稳定、同比上 升,盈利能力增强,我们预计未来也将持续保持龙头地位。从整个挖掘机的终端数来看,不论是新机或者二手机销量都处于较高水平,疫情对工程机 械销量的负面影响已基本消除。从小松的开工小时数及铁甲网对各省份挖掘机平均工作小时数 的统计,也反映出全国各地复工复产率已达到较高水平,工程施工正稳步推进,预计四季度施 工热度不减。据政府工作报告,今年拟安排地方政府专项债券 3.75 万亿元,比去年增加 1.6 万亿元。1-月地方专项债累计发行 2.89 万亿元,完成全年额度的 77.07%,剩余 8600 亿元。由于一万亿 特别国债在 7 月份发行完毕,加之财政部要求确保新增专项债券 10 月底前发行完毕,8方债发行规模大幅回升,总发行规模创下历史第二高位,仅次于今年 5 月份的 1.3 万亿元。据基建通统计,2020 年 8 月份超 11000 亿元的重大铁路、公路、地铁以及机场等项目发 布了最新动态,其中包括可行性研究报告、初步设计、工程核准等的批复以及评审会召开等, 涉及到的项目约 77 项。随着下半年剩余专项债的投放确保投资保持平稳,工程机械全年需求 确定性强,我们认为以传统基建为基,叠加新基建助力,此前延后的需求正在逐步释放。公路、 铁路等项目的审批与建设加速,将使未来的项目建设进度保持一定强度,我们预计工程机械板 块未来仍将保持较高景气度,国产中高端产品竞争力逐步提升,行业龙头份额稳步增长。(二)高端制造专用设备:投资与盈利持续改善,业绩有望进一步提升1. 锂电设备:产品力提升助力销量快速反弹,电池扩产大幕有望徐徐拉开后疫情时代,新能源汽车销量迅速复苏。受补贴退坡影响,2019 年下半年国内新能源销 量增速下滑,2020 年初的疫情进一步冲击新能源汽车产销。而随着疫情的结束,新能源汽车 销量增速逐步上升,8 月销量达 10.9 万辆,同比增长 25.8%,已连续两个月保持正增长。受益 于需求端景气度提升,动力电池装机量于 6 月出现拐点,8 月装机总量达 5.11GWh,同比增长 40.31%。参考智能手机发展历程,2020 年的新能源汽车如同 2008 年智能手机,处于爆发前夜。2008 年 6 月,苹果发布 iPhone 3G,这是首款支持第三方应用的苹果手机,同年 10 月,HTC 公司 生产了第一台安卓手机“T-Mobile G1”。值得注意的是,当时的消费者仍在关注外观尺寸、触 摸屏、全键盘等问题,甚至许多主流科技媒体都没有意识到 Android 和 iOS 智能系统将在未来 带来革命性变革。直到 2010 年“再一次,改变一切”的 iPhone 4 发布,手机从通讯设备变成了 集通讯、娱乐、办公为一体的智能化信息终端,全球智能手机迎来爆发式增长。全球自动化驾驶提速,领跑者有望催化智能化时代的到来。2020 年国家发改委发布《智 能汽车创新发展战略》,支持车联网及自动驾驶开展,北京、深圳和武汉等多个地方政府开启 自动驾驶载人测试,海外方面,多家互联网巨头在加州进行无人出租车队的公开道路测试,全 球智能化正在提速。我们认为,在特斯拉就如同智能手机时代的苹果,利用其产品与技术优势, 催化产业的创新,加速智能化时代的到来。新能源汽车作为智能化的核心受益产品,未来有望迎来行业的黄金十年。过去十年新能 源汽车虽然在技术上进步明显,但其销量并没有爆发式的增长,其原因本质上是消费者缺少必 须选择新能源车的理由。在目前的智能化程度下,新能源汽车犹如功能手机时代的触摸屏,可 以替代键盘但并非必须。随着汽车智能化的推进升级,其简单的动力结构、精简的底盘设计、 高度集中的 E/E 架构以及各模块的软硬件分离,将使更适合打造为智能化基础平台,犹如智能 手机时代的触摸屏,可能未来成为车企以及消费者唯一的选择。我们以“新能源车销量=全球汽车总销量*电动汽车渗透率”为基础,从国家、车企的两 个维度进行拆分,对未来十年的新能源车销量进行预测,并与各大机构的预测数据进行比较 研究。从各个车企集团的数据看,我们预计到 2025 年全球电动汽车渗透率为 16.54%,对应销 量达到 1643 万辆;2030 年渗透率有望达到 34.09%,总销量为 3707 万辆。分车企的预测值高 于分国家的预测值,这是由于车企发展规划更为激进以及假设较为理想所导致,符合预期。我们还梳理了 IEA、Just Auto、LMC 以及 BNEF 等各大机构对于未来新能源车的展望和 规划,发现各大机构普遍预期在同一范围内。从全球各大机构的预测来看,预计到 2025 年市 场电动车销量占全部汽车比率将达到 12%-15%左右,到 2020 年全球电动汽车渗透化率实现 20%-21%。对于 2025 年的预测,彭博与国际能源署存在一定的分歧。彭博对于中国市场的销量预测 仅为 286 万辆,对应市场渗透率仅 9.8%。考虑到工信部的 25%的指引,我们认为其可能 低估了国内市场的增长潜力。欧洲市场方面,考虑到 2020 碳排放政策并未延期以及可能采用 降低增值税作为刺激手段,我们认为其 2025 年销量有望突破 350 万辆,渗透率超过 20%,高 于相关机构预期。对于美国、日本以及其他地区,我们的预期均处于各机构预测的区间内。电动车带电量有望持续增长。且存在超预期的可能性。根据 IEA 的预测,全球电动车的 带电量将延续增长趋势,直至主流纯电动车续航里程达 350-400km。按照这个目标来进行测算, IEA 预计 2030 年纯电动车的带电量将达到 80KWh,插电混动达 15-20KWh。我们以往年数据 为基础,利用线性回归模型分析未来趋势,预测结果与 IEA 基本一致。但从目前趋势来看, 国内长安、广汽、BYD 等车企推出的纯电、插电带电量已超过这一目标,特斯拉发布的超级电池计划将有望使电动车续航突破 1,000km。因此,在电池龙头继续加大研发的背景下,我们 认为未来单车带电量可能超预期增长。在电动车销量与整车带电量双双增长的驱动下,我们预计未来十年动力电池需求将呈井 喷式增长。我们以第一章测算的全球电动化率(中性)为基础,并进一步将其拆分为纯电动渗 透率与插电混动渗透率。通过“全球动力电池需求量=纯电汽车销量*纯电动型带电量+插电混 动汽车销量*插电混动型带电量”来测算全球动力电池需求量。从结果来看,我们预计 2025 年、2030 年全球动力电池需求量分别将达到 680GWh 和 2183GWh。需要特别指出的是,根据高工锂电(CGII)发布的数据,2019 年全球新能源汽车销售约221 万辆,动力电池装机量约 115.21GWh;这与我们测算的数据(销售 208 万辆,搭载 84.8GWh) 存在一定的差异。我们认为这可能是两方面因素导致:1)由于存在库存的影响,装机较销量 具有明显的前置性;2)我们以 IEA 发布的单车带电量(纯电 50kWh/辆)作为基础进行估计, 该数据可能过于保守,低于 CGII 的预测基础。行业龙头宁德时代 25 亿入股设备商,为未来扩产打下重要基础。9 月 14 日,先导智能公 告公司拟募资 25 亿元,投资于先导高端智能装备项目等,宁德时代认购了此次发行的全部股 份。宁德时代的战投验证了其先前提出的整合扩张产业链的计划,以便在未来的扩产中确保设 备商的优先供应。可以预期的是,在宁德时代对产业链进行深度布局后,或将加速产能扩张。行业扩产大幕正徐徐拉开,预计设备市场空间将保持稳步增长。我们梳理了全球主要的 电池龙头——宁德时代、比亚迪、松下、LG 化学、三星 SDI、SKI 以及 Northvolt 的产能规划, 可以看到由于龙头的计划比较激进,预计到 2025 年产能合计将达 900GWh(不考虑报废)。锂电设备市场保持稳中有升的趋势,成长性将大于周期性。根据我们的模型测算,未来 全球锂电设备市场可分为三个阶段。2020-2022 年受锂电厂商扩产驱动,锂电设备市场快速增 长,随后进入相对平稳期。2026 年以后随着需求端加速启动,市场再度快速增长,预计 2030 年市场规模达 470 亿元。我们看好深度绑定 CATL、LG 等全球核心龙头制造企业未来机会。一方面,由于电池企 业与设备商的高度粘性使其能锁定龙头扩厂订单,另一方面与全球龙头的合作有助于设备商在 早期介入了新产品和新工艺的研发,藉此保持行业领先的技术水平,确保市场竞争地位。以国 内龙头的先导智能为例,在锁定 CATL 中、后段设备订单的同时,还获得了欧洲龙头 Northvolt 的大额订单,并在 LG 化学的国内工厂获得了突破。我们看好在未来全球的电动化浪潮下国内 设备企业的长期成长空间。2. 光伏设备:产业链价格上涨不改需求向上,HJT 成熟度持续提升国内光伏装机快速复苏,看好下半年项目加速落地。伴随着疫情结束,国内光伏增速快 速回升,1-7 月国内光伏新增装机 13.01GW,同比下降 2.75%。根据全国新能源消纳中心公布的数据,2020 年新增光伏消纳能力高达 48.4GW。在消纳具有保障的前提下,光伏项目有望逐 步落地。根据初步的统计,考虑到 2019 年平价、竞价项目的延期结转,以及剩余的特高压、 领跑者项目建设完毕,预计全年装机仍有望实现 40-45GW,下半年项目加速落地。全球项目正逐步复苏,预计新增装机仍将保持正增长。海外方面,二季度疫情爆发导致 项目装机进度延后,但随着各国复工复产后需求逐渐修复。根据 BNEF 的最新预测,2020 年 全球光伏新增装机有望达 127GW,尽管比此前预测 159GW 的装机大幅下调,但相较于 2019 年的 118GW 仍将保持 7.85%的增速。单晶硅料产能波动导致 Q3 价格大幅上涨,并逐步向下游传导。7 月底由于西北硅料企业 的偶发事故,行业龙头的检修,以及新冠疫情期间的运输受限,硅料供应出现部分的短缺。在 国内光伏装机提速的背景下,供需短期失衡导致硅料价格出现大幅度上涨。随后,价格上涨的 压力逐步向下游传导,从而带来全产业链的上涨。产业链价格的上涨引发市场对于需求延后的担忧,但即使如此,下游需求仍然旺盛。产 业链价格的上涨作为短期冲击,对整个行业并不利好。市场上也曾经出现过担心,认为价格上 涨会影响到终端发电项目的收益率,降低第四季度装机需求或者使得需求递延。但实际上,项 目延期会减少电价补贴。即使部分项目可能会因产业链价格上涨而观望,但其年内完成度预计 仍将相对较高。再加之海外市场需求的反弹和回暖,在大量项目的安装带动下,下游需求在产 业链价格上升的情况下仍然强劲。这扩张了整个行业的市场空间。光伏产业仍处于快速成长期,市场驱动力将促进其未来五年的高速发展。在过去,光伏 产业的发展主要受益于政策的驱动力,来自政府的补贴为其发展提供了重要支撑。而自从 2018 年“531 新政”后,补贴力度被削弱,市场中企业降低了对补贴的依赖。在这一背景下,发电 成本降低这一内在经济性成为了助推需求增长的重要动力。目前,发电成本的大幅下降,“光 伏发电平价时代”已经开启,其相较于常规能源的竞争力即将显现。根据 NearZero 研究机构 的预测,光伏发电成本下降趋势将持续到 2025 年。基于低成本的核心市场竞争力能够保证光 伏行业的快速发展趋势更加稳定。在乐观估计下,全球新增光伏装机量能达到 178.7GW。“十四五”光伏规划超预期,未来市场增长有保证。国家能源局《关于做好可再生能源发 展“十四五”规划编制工作有关事项的通知》指出了 2030 年非化石能源占一次能源消费比重 目标为 20%。在 2019 年,我国该比重已达 15.3%,提前一年完成“十三五”规划所提出的“2020 年非化石能源占一次能源消费比重 20%”这一目标。由于目标的提前达成,加之光伏发电成 本的进一步降低,“十四五”规划中留给新能源的份额将超出预期,这也支撑起了未来光伏发 电的新增装机容量。光伏制造业标准趋严,行业龙头加码新技术。2020 年 5 月工信部发布《光伏制造行业规 范条件(2020 年本)》(征求意见稿),其中提出对于新增以及改扩建产能,多晶、单晶电 池的效率不得低于 20%、23%。而根据光伏协会发布的光伏产业发展路线图,目前国内多晶、 P 型单晶的行业平均效率分别为 22.3%、19.3%,与这一目标尚存差距。目前,行业龙头一方 面会选择较为成熟的 PERC+强化产线效率,另一方则加码异质结(HJT/HIT)电池项目,行业 整体项目建设加速推进。HJT 技术逐步成熟,产业趋势越发清晰。异质结 HJT 电池具备转换效率高和发电能力强 等多重优势,受到了产业资本的高度关注。除此之外,HTJ 优异的性价比也随着时间推移逐步 体现。根据 Solar zoom 新能源智库测算,虽然 HJT 电池的生产成本仍然高于 PERC 电池, 但其修正成本已经低于 PERC,且未来该成本优势将持续拉大。在 HJT 技术的性价比优势下, 国内多个 HJT 发电项目正在加速,未来将引来高峰,有望实现对 PERC 产能的替代。国外设备龙头逐步退出竞争,实现 HJT 领域核心技术突破后的国内设备龙头有望分享全 球市场红利。6 月 19 日,瑞士光伏设备制造商梅耶博格发布公告称,公司将从 HJT 生产设备 的供应商转变为太阳能电池和组件制造商,其原因为公司近年来无法从其技术领先地位中获利。 梅耶博格发展方向的根本性变化让出了其在全球占据了至少三年的技术领先地位。而同时,国 内的迈为股份在 2020 上半年实现研发投入 0.59 亿元布局 HJT 整线设备解决方案,另外还在 光伏激光设备和 OLED 面板设备领域进行拓展。捷佳伟创的 HJT 设备国产化也在顺利推进, 制绒清洗设备研发、RPD 设备研发和金属电极丝网印刷线研发已在 2019 年基本完成。可以预 期,如果光伏完整产业链在中国基本布局,未来这两家设备公司将面临着巨大的机遇,进一步 加快国产替代,甚至领跑全球。3. 半导体设备:国内市场占比持续提升,先进制程有望加速国产替代总体来看,全球半导体市场规模呈波动上升趋势,仅在 2009 年全球金融危机及 2019 年贸 易战环境下出现较为明显的下滑。 预计 2020 年全球市场规模将达到 4330 亿美元,同比增长 5.9%。中国是全球最大的半导体消费市场,消费量占全球的比重超过 40%。根据中国半导体 行业协会统计,2019 年中国半导体产业市场规模达 7562 亿元,同比增长 15.77%。集成电路是半导体产业的核心,全球半导体市场呈波动上升。从半导体产品构成来看,2018 年,半导体相关产品销售总额为 4687.78 亿美元,其中集成电路销售总额达 3932.88 亿美元, 占比达 84%,集成电路产品在行业内具有绝对优势地位。SEMI 报告指出,2019 年全球半导体 材料市场销售额为 521.2 亿美元,小幅下降-1.1%。分区来看,中国台湾、韩国、中国大陆、 日本、北美、欧洲半导体销售额分别为 113.4 亿美元、88.3 亿美元、86.9 亿美元、77.0 亿美元、 56.2 亿美元、38.9 亿美元,分别占全球半导体材料市场份额的 22%、17%、17%、15%、11%、 7%、中国大陆是 2019 年各地区中唯一增长的半导体材料市场,销售规模位居全球第三。内循环倒逼半导体产业链加速发展,加速国产替代进程。半导体制造是目前中国大陆半导 体发展的薄弱环节,电脑 CPU、手机 SOC/基带等高端芯片国内已有替代,但性能与国际巨头 产品仍有差距。在目前状况下,国家先后出台《国家集成电路产业发展推进纲要》、《鼓励集 成电路产业发展企业所得税政策》等政策,从税收、资金等各个维度为半导体产业给予扶持, 支持力度空前。在内循环的大背景下,倒逼国内企业加速产业升级发展,加速国产替代进程, 实现自主创新。优质企业已实现一定程度的技术突破,未来保持快速追赶态势,看好其发展潜 力。根据 SIA 数据,全球半导体下游终端需求主要以通信类(含智能手机)占比为 31%,PC/ 平板占比为 29%,消费电子占比 14%,汽车电子占比 12%。2019 全球半导体市场受周期性波动影响下行,全球与中国半导体销售额均处于负增长。但随着 5G 手机、新能源车等需求端的刺激,自 2019 年四季度起,行业景气度已逐步回升。 虽然在新冠疫情严重的期间,半导体需求终端如 PC、平板电脑,出货量有所下滑,然而同期 半导体销售额保持了良好的复苏趋势,2020 年二季度全球与中国半导体销售额同比增长 5.1% 与 4.7%。随着需求端产量或出货量的回升,预计半导体销售额将进一步提升。2019 年全球半导体设备销售额下滑,中国保持稳步增长。根据 Semi 公布的数据显示,2019 年全球半导体设备销售额 598 亿美元,同比下降 7%。其中中国台湾以 171.2 亿美元的销售额 成为半导体设备的最大市场,年增率高达 68%;中国大陆则以 134.5 亿美元(+3%)的销售额 继续保持着第二大半导体设备市场的地位,且占比持续上升。根据 SEMI 的预测,到 2021 年 中国半导体市场规模将有达 164.4 亿美元,成为全球第一大市场。尽管国内半导体设备市场空间较大,但国产设备的占比仍较低。根据中国电子专用设备工 业协会的数据,2018 年国产半导体设备销售收入达到 123.8 亿元,国产自给率达 13.7%。 由 于中国电子专用设备工业协会统计的数据包括集成电路、LED、面板、光伏等设备,实际上国 内集成电路设备的国内市场自给率仅有 5%左右,在全球市场仅占 1-2%,技术含量最高的集成电路前道设备市场自给率更低。刻蚀环节率先突破,看好国产化设备发展空间。中微公司率先突破 5nm 制程设备,成为 国内设备领跑者。刻蚀设备是晶圆制造的核心工艺设备,从设备价值量的比率来看,光刻、刻 蚀、薄膜沉积设备价值量占晶原制造环节的比率分别达到 23%、24%、18%。中微半导体设备 高端刻蚀设备已在各大国际知名厂商的 65nm 到 7nm 产线,开发出 5nm 刻蚀设备已获得批量 订单;北方华创则在 2019 年 12 月与上海 ICRD 在 14nm 核心工艺技术实现突破。先进制程的国产化驱动下,为国内设备带来重大发展机遇。由于 7nm 制程的顺利,5nm 进入量产阶段,台积电计划 2020 年资本开支达 150-160 亿美元。国内方面,中芯国际计划在 2020Q4 启动 7nm 芯片生产,长江存储也在 4 月宣布了 128 层的 3DNAND 研发成功,跻身存 储芯片的全球领先梯队。2018 年后,长江存储科技有限公司的主要招标目标为芯片制造设备和控制、分配、废物处理系统,也有部分的招标是在硅片制造与芯片封装。相较于 2018 年前,长江存储在控制分 配与废物处理系统上关注更多。从制造商国别及地区的角度来看,国内制造商的中标数量是最 多的,其次为日本、德国、韩国、英国、美国等。从设备所属生产环节的角度看,中国制造商 的供给主要集中于芯片制造,日本则是在硅片制造上稍多于中国,德国与英国的供给则基本上 都是控制分配与废物处理系统,韩国与美国主要是芯片制造与控制分配废物处理系统。在芯片制造环节内,中国制造商与日本制造商贡献了大部分的中标。中国制造商绝大多数 中标的是刻蚀设备,日本厂家在光刻设备与薄膜沉积设备中标上明显地多于其他任何国家与地 区,中国香港中标的大部分为去胶设备,新加坡的薄膜沉积设备数量仅次于日本,韩国基本上 都是前道量检测仪器,而美国是以薄膜沉积与前道量检测为主。在硅片制造行业,日本与马来西亚的中标设备数量冠绝其他地区,两国都是以晶圆检测仪 器为主,中国制造商的设备数量略低,主要以晶圆清洗设备为主,美国则同样是以晶圆检测为 主,新加坡基本上都是抛光设备,中国台湾则是以研磨设备为主。芯片封装环节中,韩国、马 来西亚、日本与美国数量较多,但各个国家的侧重点又有所区别。韩国的大部分中标设备为封 装环节所需,其余为成品检测,美国的情况与韩国类似;马来西亚与日本都是以成品检测为绝 大部分。在芯片制造环节中,中国制造商以刻蚀设备为带动点占领了大部分的份额,但是光刻 设备大部分依靠日本厂商,薄膜沉积、前道量检测等设备则依靠日本、瑞士、新加坡、韩国与 美国等国。总体来说,由于半导体设备的验证周期长,技术壁垒高,设备商与晶圆厂具有紧密的合作 关系。在外部形势复杂化,产业链安全的需求驱动下,国产设备迎来重大发展机遇。尽管在光 刻等环节国内技术仍无法满足先进制程的要求,但在清洗、刻蚀、抛光、检测等细分领域已经 出现了部分优质厂商。近年来长江存储、中芯国际、华虹半导体等厂商的招标订单中国产设备 占比持续增加,行业增长具有强确定性。……(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:银河证券,李良、范想想)如需完整报告请登录【未来智库】。

老牛仔

铁路设备行业深度研究报告:2020,不一样的轨交周期

如需报告请登录【未来智库】。一、不一样的轨交周期,铁路投资 8000 亿不再是核心投资参考指标轨交分为大铁路市场和城市轨道交通市场,过去的 15 年间经历了 2 轮典型的由高铁建设带来的增量周期。第一轮 (2008-2010)由投资拉动,基建相关更为受益,第二轮(2013-2015)侧重设备交付,叠加进口替代,车辆及零部件 弹性大。当前时点,我们认为,动车组将再迎来一轮交付高峰,而城轨市场仍为增量市场,二者叠加将呈现不一样 的轨交周期。(一)复盘:轨交历经两轮增量周期,龙头股票水涨船高 1、铁路投资快速增长告一段落,未来几年投资额趋于稳定 自 2014 年开始,我国铁路建设投资每年稳定在 8000 亿元左右,2020 年全国交通运输工作会议召开,会上明确,2020 年交通运输将完成铁路投资 8000 亿元,短期内投资规模不会改变。由此可知,轨交市场会继续稳健发展,而从另一 个角度也说明,增量市场无法像以前一样快速扩张,未来几年铁路投资 8000 亿不再是核心投资参考指标。2、两轮经济周期关乎轨交周期,相关企业借势起飞 纵观过去 10 年历史,基建投资总在特定的历史时期起到其“稳经济”的宏观调控作用,比较显著的是 2008-2009 以 及 2012-2013 两个时期。 2008 年-2009 年之间,由于四万亿的作用,基建投资增速从 2018 年 2 月份的最低点(3.56%) 回升至 2019 年 6 月份的高点(50.78%),绝对值从 2008 年的 3.84 万亿提升至 2009 年的 5.47 万亿。2012-2013 年之 间,基建投资增速从 2012 年 2 月份的最低点(-2.63%)回升至 2013 年 8 月份的高点(24.74%),绝对值从 2012 年 的 7.72 万亿提升至 2013 年的 9.36 万亿。通过比较研究,每次基建投资回升都面临相同的宏观环境:外部冲击、房地产调控、资金面趋紧,宏观经济数据整 体表现疲软。2008 年面临次贷危机引发的全球金融危机、2010 年欧盟发生欧债危机,欧洲经济增速下滑,影响了与 中国的贸易额。且两次基建投资回升中,轨交(铁路+地铁)均在其中扮演了重要角色。 第一轮轨交周期:四万亿带动下的高铁建设全面开花 在 2008 年金融危机的大背景下,政府投入 4 万亿救市,适逢国内基础设施建设步入成熟期,铁总发布了《中长期铁 路网规划(2008 年调整)》,提出“四纵四横”,高铁网络快速布局,资金迅速向高铁基建板块聚拢,推动第一轮轨交市场快速扩张。晋亿实业、时代新材等与高铁轨道铺设相关的企业受益,在 2008-2011 年股价上扬。在第一轮全国铁路投资快速增长的大背景下,对主营业务的分拆显示,时代新材和晋亿实业的铁路相关业务均有显 著提升。时代新材是国内唯一的国家轨道交通高分子材料及制品检测中心,形成了材料技术、系统与结构、工艺装 备、检测分析等核心技术,实现了新材料领域和产品结构技术相结合的重大突破。晋亿实业是国内紧固件行业龙头 企业,主营各类紧固件产成品、中间产品的研发、生产和销售。 第二轮轨交周期:高铁名片享誉全球,车辆国产化率迅速提升2011 年温甬铁路事故后,高铁领域投资放缓,但随着高铁线路不断通车,高铁给人们出行带来的便利不断显现,高 铁网络化布局并没有中段, 2014-2015 年是高铁的第一轮通车高峰期,两年通车里程分别达到 5491 公里、 3306 公里, 通车高峰带来车辆交付数高峰,两年车辆交付数分别达到 453 组、473 组,加上南北车合并事件催化,中国中车作 为整车龙头企业在次轮股价腾飞。同时,中国高铁技术在应用中不断进步,自主化程度越来越高,高铁核心配件的 进口替代加速,以康尼机电、鼎汉技术、永贵电器为代表的轨交零部件企业也实现了股价的大幅上涨。中国中车作为全球规模最大且技术领先的轨道交通装备供应商,是反应第二轮轨交增量周期的代表企业,加入北车 轨交业务回溯调整后,显示其铁路设备相关业务在 2013-2015 年迎来快速增长。公司主营业务涉及铁路机车车辆、动车组、城轨车辆等。公司坚持自主创新、开放创新和协同创新,持续完善技术创新体系,不断提升技术创新能力, 建设了世界领先的轨道交通装备产品技术平台和制造基地,以高速动车组、大功率机车、铁路货车、城市轨道车辆 为代表的系列产品。业务持续性和高弹性是第二轮轨交周期中和核心标的选择思路,通过业务拆分显示,几家主营轨交车辆配套设备企 业在第二轮轨交周期表现优异。鼎汉技术是一家从事轨道交通高端装备研发、生产、销售和服务的高新技术企业, 其主营业务发展可分为两个阶段:第一阶段主要产品为通信电源系统、信号电源系统等多项轨交电源系统,第二阶 段主要通过并购的方式切入车辆装备。康尼机电于 2014 年上市,主营业务为轨交门系统及轨交装备配套产品,自上 市后其轨交业务业绩稳健增长,城轨门业务始终占据半壁江山,动车门实现进口替代后市占率不断提升。永贵电器 主营轨交连接器,轨交业务在 13-15 年快速增长,其自主研发的轨交连接器打破国外垄断。3、增量逻辑不同,促成两轮轨交周期 第一轮轨交周期:高投资促迎基建高峰,基建标的企业首先受益。2008-2010 的铁路投资额分别为 4168 亿元、7013 亿元、8426 亿元,其中 2008 年和 2009 年投资同比增长 65%和 68%,形成了铁路投资快速增长的局面,铁路资金快 速涌入基建市场。轨交项目一般持续 4-6 前,前三年为基建部分,包括轨道采购与铺设、桥梁、隧道、车站的建设 等,约占总投资的 40-50%。在基建方面,工程机械、桥梁及隧道专用钢铁、水泥、电力、建筑材料、工程承包等直 接受益;在铺轨环节,轨道专用钢材、轨道加工生产、轨道减震部件、紧固件等均从中受益。第二轮轨交周期:设备需求高,车辆配套装备市场机会大。机车车辆的购置(包括铁路机车、车辆的整车和配件) 约占总投资额的 10-15%,同样占据不小市场份额。在车辆和配套设施采购环节,机车及车厢生产商,钢铁、车轴、 轴承、座椅、信息信号设备、计算机控制系统将受益。(二)投资逻辑发生变化,铁路关注结构性与存量市场,城轨仍是增量市场 1、详细拆解建设周期,从通车高峰期推断市场增长点 (1)轨交建设可分四阶段,整个周期约为 4-6 年 铁路和城轨建设均可以根据 4-6 年的建设周期分为四个阶段。 阶段一:立项设计。分为初步设计和施工图两个子阶段。初步设计阶段是指在在批准的可行性研究报告的基础上开展定测、现场调查,通过局部方案比选最优方案,施工图 设计阶段是指在初步设计的基础上组织开展补充定测、施工设计,并组织编制施工图投资检算和施工图审核。 阶段二:站前土建工程。分为开工准备和开工建设两个子阶段。开工准备阶段主要工作包括组织施工及监理招标、签订征迁实施协议、编制上报开工报告等。开工建设阶段主要工 作包括组织队伍进场、组织技术交底、组织征地拆迁及三电迁改、组织单位工程验收等。 阶段三:站后机电工程(四电集成)。 四电集成就是电气化铁路必备四大系统:通信、信号、电力、牵引供电。这些四电工程通常由至少 20 多个子系统所 构成,在铁路沿线,与站前主体工程(路基、桥梁、隧道等)紧密结合。 阶段四:车辆交付,联调联试。 铁路基础建设完备后就要进行轨交车辆交付和联调联试。联调联试是指利用轨检车、综合检测列车、试验列车按照 大纲要求对列车运行状态下的工程质量全面检查确认,并通过运行试验对整体系统在正常和非正常运行条件下的行 车组织、客运服务以及应急救援等进行检验的过程。(2)回顾高铁和城轨通车里程的年增加量,总体呈上涨趋势且存在显著高峰期。 高铁在国家两轮五年计划的驱动下,在 2014 年和 2019 年出现显著里程增长。截至 2019 年底其中高铁里程约为 3.5 万公里稳稳位列世界第一。城市轨道交通呈现出稳步增长的态势,且同样反映出“十二五”和“十三五”计划的周 期性,在每个五年计划的后半程出现通车高峰。2019 年末全国城市轨道交通(不含有轨电车)运营线路达到 6426.84 公里,成为世界城市轨道交通大国。其中拥有地铁运营线路的城市 38 个,城市之多和线路之长都位居世界首位。(3)通车高峰结合轨交建设周期,回溯重点企业业绩可发现结构性投资机会 阶段一:立项设计。城轨设计的公司为城建设计公司,它是为城市轨道交通、综合交通枢纽、地下空间开发、工业 与民用建筑、市政、桥梁和道路工程建设等项目提供多样化服务的综合性勘察设计咨询单位,其主营业务有持续性需求,业绩呈现稳定上涨态势。阶段二:站前土建工程。中国中铁为基建阶段标的公司,铁路建设业务表现符合铁路建设周期。从 2014 年和 2019 年两个通车高峰年可倒退两轮土建阶段约为 2010 年和 2015 年。中国中铁具有中国国家住房与城乡建设部批准的铁 路工程施工总承包特级资质、隧道工程和城市轨道交通工程专业承包资质,公司业务范围涵盖了几乎所有基本建设 领域,其中主营业务为基建建设,而其中铁路建设占了大头。阶段三:站后机电工程(四电集成)。中国通号自 2016 年上市后主营业务稳步增长。从 2019 年这个通车高峰年可 以推出 2017 年左右是站后机电工程建设的高峰期,而中国通号专注于轨交信号控制系统技术的研究与探索,满足站 后机电工程建设相关要求,其主要业务包括:1)设计集成,主要包括提供轨道交通控制系统相关产品的系统集成服 务及为轨道交通工程为主的项目建设提供设计和咨询服务;2)设备制造,主要包括生产和销售信号系统、通信信息 系统产品及其他相关产品;3)系统交付,主要包括轨道交通控制系统项目施工、设备安装及维护服务。阶段四:车辆交付,联调联试。中国中车作为整车标的企业,第二轮车辆交付周期中动车组业务迎来快速增长。高 铁通车当年为动车组交付高峰期,动车组订单设备周期在 1 年之内,地铁通车前半年到一年同样为地铁车辆的交付 高峰期,但根据地铁业务的不同设计规划,地铁车辆设备订单周期可能长达 2-3 年。中国中车是目前全球规模最大、 品种最全、技术领先的轨道交通装备供应商,以高速动车组、大功率机车、铁路货车、城市轨道车辆为代表的系列 产品,从通车高峰年倒推出的车辆交付期中,中国中车铁路城轨装备相关业务均有良好表现。2、轨交车辆保有量攀升,创造存量市场需求 各类轨交车辆保有量均屡创新高。预计截至 2019 年末,铁路车辆的保有量达到动车组 3534 标准组,机车拥有接近 2.2 万台,客车 4.7 万辆,货车超过 85 万辆,城轨车辆保有量达到 3.5 万辆。预计到 2020 年,动车组保有量将接近 4000 组,机车保有量超过 2.2 万台,客车保有量超过 4.8 万辆,货车保有量超过 90 万辆;到 2025 年,动车组保有 量将超过 5000 组,机车保有量 2.6 万辆,客车保有量 5 万辆,货车保有量超过 110 万辆。2016 年以来,我国工业通过供给侧改革逐步完成了产能去化,制造业粗放式投资的时代已经过去,传统制造业升级 趋势明显。设备行业与下游制造业投资需求紧密相关,具有较强的周期属性,机械设备公司尤其是轨交行业的公司 往往被贴上周期股的标签。随着制造业投资增速放缓,步入稳态,铁路市场需求的增量逻辑正在被逐步弱化,存量需求逐步占据主导地位。在整个轨交领域,维修更新时间较短(即所谓耗材)的零部件产品以及与运营维保相关的 业务将随着保有量市场的增长而增长。3、关注增量市场——城市轨道交通 2020 年受疫情影响,全年经济增长承压,逆周期调节有望发力,“新基建”成为拉动投资扩大需求的方向。新基建 涉及七大领域,其中“城际高速铁路和城际轨道交通”赫然在列。从我国人口布局来看,城市轨道交通发展潜力巨 大。截至 2018 年底,我国城市轨道交通运营里程为 5761 公里,其中地铁 4354 公里,远期规划城市轨道交通里程达 3.5 万公里,其中地铁 2.7 万公里。按目前项目进展情况,十四五新增运营里程相比十三五将再上一个台阶,城轨市 场仍处于增量阶段。二、短期:2020 将迎来动车组交付弹性之年,地铁仍为增量市场新增通车里程维持高位,动车组缺口进一步扩大,2020 年有望迎来设备交付弹性之年。城轨发展潜力大,仍为增量 市场,远期规划城市轨道交通里程达 3.5 万公里,其中地铁 2.7 万公里。按目前项目进展情况,十四五新增运营里程 相比十三五将再上一个台阶。(一)高铁市场:通车高峰期带动车辆设备交付高峰 2019 年新增高铁通车里程达历史次高,带来新增车辆设备需求。2019 年高铁投产新线 5474 公里,为历史次高,最 高为 2014 年 5491 公里,其中包括兰新线的 1786 公里,兰新线由于地理位置特殊里程长但配车密度低,2019 年的 通车里程对应的车辆需求量实质应为历史最高的一年。未来三年高铁通车里程仍维持高位,动车组缺口进一步扩大,2020 年有望迎来设备交付弹性之年。截至 2019 年底 高铁运营里程为 35378 公里。动车组由于 2019 年复兴号 CR300 新车型未如期落地交付数低于预期,新增车辆数预 计不足 300 组,则截至 2019 年底动车组保有量约为 3500 组,车辆密度为 0.79 辆/公里,远低于近三年平均水平 0.9 辆/公里,车辆缺口进一步扩大。通过自下而上的梳理,我们预计未来三年(2020-2022 年)高铁平均通车里程超过4000 公里,仍然处于高位。按照保守假设 0.8 辆/公里的配车密度,则未来三年需新增动车组 1212 组,平均每年 404 组。其中,2020 年为补缺口(交付推迟的 CR300)叠加通车增长,或为弹性最高的一年。高铁取代普铁承担客运任务,客运量占比逐年提升,车辆密度进一步提升是未来趋势。自 2008 年高铁逐步运营,客 运量和客运周转量逐年攀升,替代普铁成为承担客运的主要力量。 2018 年高铁客运量占铁路客运量总比重达到 60.9%, 且有进一步提升的趋势。京沪高铁上市,作为连接全国前二大城市的主干线,未来配车将逐步采购 17 编组动车组来 取代其他编组,以提升运能。高铁车辆密度有望进一步提升。(二)城轨市场万亿空间,十四五通车里程再上台阶1、十二五以来城轨市场蓬勃发展十二五以来我国城轨市场蓬勃发展,地铁是我国城市轨道交通最重要的组成部分。根据中国城市轨道交通协会的统 计,截至 2018 年末,中国内地已开通城市轨道交通包括地铁、轻轨、单轨、市域快轨、现代有轨电车、磁浮交通、 APM 七种制式。其中,地铁运营线路长度达 4354 公里,占比 76%,具有绝对的主导地位,其次是市域快轨(占比 11%)和现代有轨电车(占比 6%)等其他城轨制式。我国第一条地铁线路于 1969 年在北京运营,经过之后 40 年发展,截至 2010 年地铁运营里程为 1167 公里,十二五 期间的 5 年全国新增地铁通车里程 1257 公里,开始上台阶式发展。2、新增通车里程再迎高峰,十四五再上台阶,远期发展空间大 预计十三五新增 3941 公里,2019-2020 年为通车高峰。根据自下而上的线路梳理,预计 2019 年新增地铁通车里程 937 公里,2020 年新增通车里程 1208 公里,同比增速分别达到 76.69%、28.98%。十四五新增通车里程有望再上台 阶,预计 2021 年新增通车 1594 公里。从我国人口布局来看,城市轨道交通发展潜力巨大,地铁远期规划 2.7 万公里。地铁车辆需求量测算:根据以前年份的地铁通车里程数和车辆保有量计算,我国历年地铁通车密度均高于 6 辆/公里 的水平。保守估计,按照 6 辆/公里的通车密度计算,2020-2021 年地铁车辆新增需求将分别达到 7250 辆/9564 辆。3、52 号文推动城轨多层次有序发展,中小运量制式城轨发展空间广阔 国务院于 7 月 13 日发布《关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》(即 52 号文),提高了城市修建地 铁及轻轨的条件。相比原来的 81 号文,52 号文主要变动有:一般公共预算收入方面,地铁的门槛由原来的大于等 于 100 亿元,变为大于等于 300 亿元;GDP 方面,地铁的门槛由原来的大于等于 1000 亿元,变为大于等于 3000 亿 元;人口方面,数字没有改变,但把“城区人口”变为“市区常住人口”。52 号文实质不是收紧,而是要求城轨分制式有序发展。此次新规不能简单认为是收紧,而是明确什么样的城市应该 发展何种制式的城轨,划清界限之后,所有城市可明确对号入座。城市轨道交通分为多种制式,不同制式适用不同 的运量。大运量制式如地铁一般用于客流量较大的地区,而轻轨、跨座式单轨、中低速磁浮等则属于中小运量制式, 适用于客流量较小的地区。新规实际上是要求各地按照经济适用原则,合理选择系统制式,控制工程投资,从而提 高城市轨道交通投资效益。长期来看中小运量的城轨制式发展空间广阔。据测算,每年一二三线城市的交通客流量大约以15%-16%的速度增长, 而道路的增长只有 2%-3%,城轨由于大多以地下或高架方式铺设,发展潜力巨大。随着二三线城市迅速发展,交通 压力也会逐渐增大。由于许多二三线城市人口尚未达到建造地铁的标准,中小运量制式的城轨具有较大市场空间。 另外一线城市郊区的加密需求也在增加。目前在一线城市的城轨建设中,对郊区的覆盖尚有欠缺。而由于郊区客流 量小,若是建地铁将会造成资源浪费,因此一线城市在进行郊区加密线建设时,对中小运量制式的城轨(如轻轨、 跨坐式单轨等)的需求也将会增加。虽然对比地铁,其他制式城轨的造价小很多,但主要影响的土建阶段的投资额, 车辆设备的采购不会因制式结构转变受到太大影响,所以整个市场长期前景十分乐观,利好车辆设备以及相关配套 自动化设备。 三、长期:更新和运维是“卖水者”市场长期角度来看,轨交市场必将从增量转向存量,中国是轨交大国,对标海外,行业内“卖水者”受益。随着新增量 增速趋缓,而存量市场越来越大,行业需求的增量逻辑将被逐步弱化,存量需求逐步占据主导地位。这样的行业是 能够诞生“卖水者”的行业。所谓卖水者,是指那些提供的产品或服务能够穿越经济周期,实现长期稳定收益或增 长的公司。轨交零部件和运营维保企业就是行业里的卖水者,在庞大的存量规模且存量市场不断增长下,卖水者的 业务将随之增长。轨交零部件在增量市场逐渐进入平稳期的市场环境下,依靠庞大的存量市场依然有更换需求。运 营维保业务随着运营线路里程数的增加而增加。(一)庞大轨交存量,寻找存量逻辑受益方向 1、车辆大修周期至,零部件市场潜力大 上一轮集中购置的车辆正逐步进入大修期。我国高铁动车组于 2008 年投入运营,第一轮采购高峰为十二五末的 2014-2015 年,按照中车公布的高级修检修表披露的检修时间,高峰期投入运营的车辆将在近两年步入检修。城轨地 铁的维修分为架修和大修,架修时间是 5-7 年或 60-80 万公里;大修翻倍,时间为 10-15 年或 120-140 万公里。我国 城市轨道交通在十二五期间实现了上台阶式的发展,车辆保有量迅速提升,十二五期间投入运营的车辆也在近两年 逐步步入架修。庞大的车辆保有量孕育广阔的零部件市场机会,随着车辆进入大修期,后市场空间将远大于新造需求。动车组和地 铁车辆的零部件大致可分为车身系统,电气系统,牵引系统,控制系统和转向系统。动车组和地铁车辆零部件的更 新周期都有所不同,基于我们对不同零部件更新周期的了解,多数动车组和地铁车辆零部件将在大修期进入维修替 换周期,叠加过去 10 年动车组和地铁车辆增量的规模效应,我们预计未来零部件维修替换市场将超越新增市场,零 部件供应公司,尤其是整合能力强的零部件供应公司将有望从中受益。增量释放叠加存量更新,未来两年,我国动车零部件年均市场空间超 370 亿元。基于我们对动车组零部件价格测算 和各个零部件维修替换周期的了解,以及对未来新增动车组的估计,可以推算出 2020-2021 年动车组主要零部件总 市场空间为 352.6 亿元和 403.3 亿元。未来两年,城轨零部件系统年均市场空间 180 亿元。城市轨交方面,基于对零部件价格、替换周期以及未来新增城 轨数量的估计,考虑新增和替换需求,我们预计 2020-2021 年城市轨交零部件系统市场空间将分别达到 163 亿元和 195 亿元。零部件供应认证周期长,招标门槛高:铁路及城轨系统对零部件的可靠性和性能要求高,需要经过严格的测试和试 运行才能获得资质认证,认证周期长,且铁总招标时会对部分关键零部件的供应商的过往供应业绩提出明确要求, 只有具备稳定可靠供应业绩的厂商方能获得招标资格。因此,已经通过认证并形成稳定供货能力的零部件企业能够 持续抢占增量市场,并且出于系统运行稳定性和安全性的考虑,车辆制造企业一般会与零部件厂商保持长期稳定的 合作关系,不会轻易更换,存量市场竞争格局相对稳定。国产替代稳步推进:2012 年以前处于技术保护期,基本被国外品牌垄断,2012 年以来开展中国标准动车组设计研制 工作,动车组相关核心零部件国产化进程加速。2、结合产业链发展,轨交运维市场步入扩张期 轨道交通行业产业链可以分为建筑施工、车辆制造、运营维修保养后市场三大环节。过去十年,是我国轨道交通行 业的大规模投资建设期,是建筑施工和车辆制造环节企业的黄金发展期,在相应领域均诞生了营收数千亿、市值超 千亿的大型企业:中国铁建、中国中车。展望未来,伴随着轨道交通运营线路里程的持续增长,我国运营维修保养 后市场料将步入黄金发展期。过去十年是我国轨道交通的大规模投资建设期,2000 年全国铁路基本建设投资总计仅为 517 亿元,而 2014 年以后 年投资总额均超过 8000 亿元,与 2000 年相比年投资额增长超过 15 倍。城市轨道交通方面,年投资额仍呈快速增长 态势,2018 年完成投资额超过 6000 亿元,同比增长接近 20%。大规模投资建设期呈现出的行业状态为工程施工市 场容量远大于车辆制造和运营维保。展望未来,铁路投资从 2014 年之后进入平稳期,预计未来将逐渐进入收缩期; 城市轨道交通仍处在投资建设高峰期,未来十年新建投资额仍能保持稳定增长,但十年之后随着建设的日益完善和 成熟,年新增投资额也将进入平稳期。随着投资建设的逐渐完成,运营维保线路将持续增长,运营维修保养后市场 有望成为轨道交通行业最具发展前景、空间最大的产业环节。(二)海外轨交产业变迁看轨交投资逻辑变化 1、从美日德看海外成熟铁路现状,已发展为存量市场 海外基建潮早于中国,成熟市场铁路总里程已不升反降。美国第一条铁路诞生于 1830 年,至今已走过了近 180 年的 发展历程。20 世纪 20 年代,美国完成了大规模铁路建设。1916 年,美国铁路总里程达到历史最高峰,约 41 万公里。 此后,铁路经营状况迅速恶化,大量线路被拆除和封闭,路网长度不断缩减,但迄今仍以约 22.1 万公里(13.7 万英 里)的线路里程遥居世界各国铁路路网规模首位。日本第一条铁路——京滨铁路(新桥—横滨)于 1872 年建成,目 前形成由 JRs 线路和其他轨道交通方式线路组成的网络。日本也是世界上第一个发展高速铁路的国家,1964 年世界 上第一条高速铁路——东海道新干线建成通车,在此后的 40 余年间,新干线线路不断发展。20 世纪初,德国铁路 网已基本形成。二战后,路网规模大为缩小。德国于 1971 年开建其第一条高速铁路线路(汉诺威-维尔茨堡),并 于 1991 年开通运营。2、海外轨交市场积极寻求合并,形成高度集中度的市场格局 从世界范围来看,轨交装备不论是整车还是零部件市场均呈现高度集中的态势。目前,行业内轨交整车巨头包括中 国中车、加拿大庞巴迪、法国阿尔斯通、德国西门子以及日本日立等,零部件巨头包括德国克诺尔和美国西屋制动。 纵观海外轨交巨头的发展史,并购整合是一大趋势,近期,法国阿尔斯通拟收购加拿大公司庞巴迪旗下轨交业务主 体,若收购顺利,将催生出一个铁路制造业巨头,其营业收入将仅次于中国中车。世界轨交整车巨头发展以及对中国的启示 (1)德国西门子:交运部门稳定发展,业绩位居世界前列 西门子交通(SIEMENS Mobility)是西门子旗下的交运业务子公司。作为 160 多年来运输解决方案领域的领导者,西门 子交通不断创新其在机车车辆、铁路自动化和电气化、智能交通系统以及相关服务等核心领域的产品组合。通过数 字化,西门子交通使全球的轨交运营商能够使基础设施智能化,在企业运营周期内可持续地创造收益,增强乘客体 验并保证可用性。截至 2019 年 9 月 30 日的 2019 财年,西门子交通实现收入 89 亿欧元,在全球拥有约 36800 名员 工。利用先进的技术优势,西门子的轨交业务不断走向海外市场。西门子 2019 年轨交业务显示,其整车业务和基础设施约占 50%,另外一半交运业务由车辆零部件、智能交通、服 务等其他业务组成。随着德国高铁里程逐渐走向稳定,德国轨交市场不再处于高速增长阶段,西门子交通现阶段业 务可以体现其整车业务比重不再是最主要的轨交业务。西门子交通积极发展其他轨交业务,在干线铁路方面,西门 子交通提供先进的信号系统、机车、高速列车关键零部件以及维修维护服务;在城市轨道交通方面,西门子交通成 功参与了北世界各地的轨交项目,包括国内的北京、上海、广州、深圳、南京等城市;在道路交通领域,西门子城 市交通控制系统、智能交通解决方案及停车管理系统已帮助众多国家主要城市提高道路交通效率。(2)法国阿尔斯通:剥离业务专注轨交,收购庞巴迪进行中 阿尔斯通公司(原名通用电气阿尔斯通)是为全球基础设施和工业市场提供部件、系统和服务的主要供应商之一, 也是全球轨交设备行业的领军企业。公司业务覆盖轨交设备各细分领域,包括轨交车辆、信号、系统和服务等,为 客户提供完整的轨道交通解决方案。纵观阿尔斯通的发展历史,公司从收购扩张到剥离转型,阿尔斯通开始专注轨 交业务。 阶段一:兼并扩张,覆盖业务广。 阿尔斯通诞生于公司合并,形成多样化业务。1826 年,阿尔萨斯机械工程公司(SACM)的成立,其主要业务为铁 路机车的建造。1928 年,阿尔萨斯机械工程公司与托马斯-休斯顿法国公司(CFTH)公司合并为阿尔斯通公司,现 阶段公司拥有轨交设备、锅炉印刷设备、压缩机等广泛的业务。轨交技术持续提升,拓展船舶制造业务。20 世纪 50 年代,公司的 CC7100 型机车以其优秀性能、高可靠性,以及在 1954 年、1955 年先后两次打破铁路车辆最高速度的世界纪录,成为法国在第二次世界大战之后最著名的电力机车车 型之一,其改进型更被出口至多个国家。1958 年,阿尔斯通进入中国市场,建立了中国第一条电气化铁路——宝成 铁路。1976 年,阿尔斯通与大西洋船厂合并为阿尔斯通——大西洋公司,增加船舶制造业务。轨交,电力逐渐发展为公司两大核心业务。1989 年,阿尔斯通开始积极扩张电力方面业务:收购了 ACEC 交通运输 部门;和 英国通用电气的电力业务合并成为通用电气阿尔斯通;收购了英国铁路车辆生产商都城嘉慕(Metro Cammell)。 1994-1997 年,阿尔斯通收购了德国铁路机车供应商 LHB,1998 年公司继续收购了法国电气工程承包公司西技莱克 (Cegelec)。 阶段二:剥离累赘业务,谋求转型。 阿尔斯通遇业务困境,面临亏损。2003 年,阿尔斯通发现自身的经营状况开始进入了恶性循环之中,此种状况可以 追溯到当时刚从ABB收购的燃气轮机存在严重设计缺陷,而后公司改进ABB燃气轮机的工作又陷入重大技术瓶颈, 不得不延迟产品制造,使公司订单大量被取消在商业和财务方面面临困境。2001 年,公司亏损 1.39 亿欧元,2002-2003 年,公司净亏损更是分别高达 14.32 亿欧元和 18.36 亿欧元。战略转型,剥离业务。从 2003 年-2015 年,阿尔斯通开始采取持续的业务剥离和转型举措。2003 年公司开始的战略 方向从之前的轨交和电力扩展为轨交和能源,2003-2005 年,公司收购数量相比以往大量降低,同时剥离了工业汽轮 机、输配电业务、电力转换业务等。与此同时,当时的阿尔斯通董事长柏珂龙宣布了连续两次增资的决定,让未来 的投资者对公司保持信心。 阶段三:专注轨交业务发展。 从 2015 年开始,阿尔斯通转型成为仅专注于轨交设备业务的轨交设备供应商,致力于成为轨交行业巨头。2016 年, 阿尔斯通积极谋求与西门子的合并,但好景不长,在 2019 年该合并案因涉嫌垄断被欧盟否决。2018 年,阿尔斯通 发公告称计划出售与美国通用电气公司在 2015 年成立的三家能源合资公司中持有的股份,将其所有股权全部转让给 通用电气,总金额达 25.94 亿欧元,这也标志着阿尔斯通将完全致力于轨交产业的发展。目前,阿尔斯通正计划现 金收购庞巴迪的轨交业务部分,该收购案正在进行中。阿尔斯通收购庞巴迪进行中,从海外轨交巨头看发展模式2020 年 2 月 17 日,阿尔斯通发布公司公告,称已与加拿大公司庞巴迪就收购其旗下轨交业务主体(Bombardier Transportation)的 100%股权事项签署了谅解备忘录,该收购若顺利进行完成,营业收入将排名世界第二,将形成又 一世界轨交行业巨头,与业务排名第一的中国中车形成抗衡局面。(3)海外整车巨头的发展对中国中车的启示 中国中车的主要业务与阿尔斯通和庞巴迪相似,为轨交车辆装备业务。此外中车自 2015 年开始积极贯彻新发展理念, 以战略性新兴产业尤其是高端装备制造业为主攻方向,依托轨道交通装备核心能力,大力发展新能源、新材料、生 态环保、工业互联网等相关多元业务,新产业成为公司新的业务方向。中国中车的服务业务比重不高,发展空间大。未来国内以中国中车为首的中国轨交企业应该重视轨交服务业发展, 根据中国国情,按照“做强实体经济”的要求,坚持“产融结合、以融促产”,加强统筹协调,突出风险防范,规 范打造金融服务平台、投融资平台和金融租赁平台,推进制造业与服务业融合发展,促进轨道交通核心业务快速发展。探索互联网+服务,加快供应链服务平台建设,发展智慧物流,拓展供应链贸易,推进现代物流服务业务规范发 展。中国中车轨交业务基本集中在中国大陆,海外空间广阔。阿尔斯通和庞巴迪的轨交业务将近一半分布在欧洲,此外 还有亚洲,美国等世界其他国家,而中国中车 90%的业务集中在中国大陆。背靠中国这个大市场,中国中车取得了 快速发展,但参考国际成熟轨交巨头经营模式可以看到,拓展海外市场将是未来大方向。分洲际看,亚洲和欧洲仍 是未来高速铁路的主要增量市场。根据世界铁路联盟 2017 年 4 月发布的《High Speed Lines In the World》报告,亚 洲、欧洲高速铁路远期规划里程分别达 1.51 万公里和 1.16 万公里,分别占全球高速铁路远期总规划里程的 44%和 33%,因此亚洲和欧洲将是未来高速铁路的主要增量市场;另外,非洲和北美洲高铁未来规划里程也分别达 2870 公 里和 2619 公里,尽管相对亚洲、欧洲市场规模较小,但仍不容忽视。阿尔斯通近几年业务情况显示,其整车业务占比开始下降,车辆配套系统业务逐渐上升。随着法国高铁里程逐渐走 向稳定,轨交市场增量逻辑已不适用,作为轨交巨头的庞巴迪近几年开始逐步缩减整车业务所占比重,积极拓展零 部件和车辆配套系统市场,在存量市场中寻找发展方向。世界轨交零部件巨头发展以及对中国的启示 (1)德国克诺尔:生于德国铁路黄金时代,制动系统起家,并购打造国际领先的轨交零部件企业 克诺尔集团(Knorr-Bremse),总部设在德国慕尼黑,是世界领先的轨道车辆和商用车辆制动系统的制造商。克诺 尔集团是技术发展方面的先驱,早在 114 年之前便对现代制动系统的研发、生产、销售和服务起到了显著地引导作 用。2018 年,集团的销售额为 66.16 亿欧元,全球雇员人数达 28,500 以上。 生于德国铁路黄金时代,以制动系统起家 1905 年,工程师乔治克诺尔在柏林创办了克诺尔制动系统有限公司。公司成立之时正值德国铁路快速发展的“黄金 时代”,1840 年-1917 年德国的铁路总里程数由 549 公里增长至 61159 公里,77 年内增长 110 倍,实现爆发式增长。成立之初,公司致力于货运列车现代制动装置的研发,并取得突破。1918 年,公司成功为货运列车开发了压缩空气 制动装置,并与普鲁士国家铁路公司签订供货协议,帮助公司取得了最初的商业成功。在这之后克诺尔继续在制动 系统领域积极研发,并逐渐发展成为欧洲轨道车辆领域内最大的制动器制造商。至 1955 年,已有 28 万台公司生产 的快速列车制动器在 17 个国家被广泛使用。 设立子公司+并购,打造国际领先的轨交零部件企业 1945 年,二战之后公司位于柏林的总工厂被充公并被拆卸,仅剩员工保留下来的少数设计图纸。1946 年,公司在 Volmarstein 重新设立工厂,并于 1953 年将总部迁至慕尼黑。1949 年,在马歇尔计划的援助下,德意志国家铁路公 司新造 18000 辆货车,并均配备了克诺尔公司的制动器,一举帮助克诺尔公司渡过难关,重新焕发生机。1960 年至 1980 年,公司的 KE 控制阀成为新的国际铁路联盟标准,并凭借用于轨道车辆的 AAR DB-60 阀进入美国市场。经过多元化和国际化的兼并收购,克诺尔集团的业务现已遍及世界各大洲—30 个国家的 100 多个地区。 过去 20 年收入利润稳步提升目前,克诺尔形成了轨道车辆系统业务部及商用车系统业务部两大业务:轨道车辆系统业务部和商用车系统业务部。轨道车辆系统业务部,是为用于城市交通的传统车辆,例如,地铁和电车,还包括货运列车、机车和客运列车及高 速列车配备了最先进的产品。除了制动系统之外,其还包括了智能登车系统、空调设备、电力供应系统、控制组件、 玻璃刮水器、月台屏蔽门、摩擦材料以及驾驶员辅助系统。此外,克诺尔还提供驾驶模拟装置和电子学习系统,旨 在为列车工作人员提供最好的培训。全球市场轨交制动系统克诺尔中市占率约为 50%。制动系统、门系统市占率第 一,HVAC(暖通系统)市占率第二。商用车系统业务部向客户提供卡车、客车、挂车和农用设备的制动系统,市占率稳居第一。在底盘系统业务领域, 克诺尔集团不仅仅在电子控制和辅助驾驶系统方面,同时还在供气系统方面处于领先地位。除制动系统外,其它产 品线包括传动线系统以及柴油发动机的扭转振动减振器。克诺尔收入保持稳定增长,远超行业。2012-2018 年年均复合增长率为 8%,远超行业的 2%的水平。由于受到金融 危机的冲击,2009 年克诺尔营业收入小幅下滑,2018 年实现总营收 66.16 亿欧元,其中轨道车辆系统实现营收 34.62 亿欧元,商用车辆系统实现营收 31.60 亿欧元。盈利能力较强,净利率总体保持上涨趋势。近年来克诺尔毛利率水平保持在 26%-28%之间,得益于公司在不断并购 后成功整合带来的规模效应,其盈利能力在过去二十年中也得到大幅提升,净利率由 2000 年前后的 3%上下提升至 如今的 10%上下。 2018 年上市成为德国近年来最大 IPO,市值超千亿 2018 年 10 月 12 日,克诺尔在德国法兰克福证券交易所上市,成为近年来德国最大的 IPO 项目,上市后短时间内市 值突破千亿人民币。(2)西屋制动:世界轨交装备行业奠基者,相继并购法维莱、GE 运输两巨头美国西屋制动公司(Wabtec)是北美最大的铁路产品和服务的供应商之一,具有 140 余年历史,目前在全球 50 多个 国家拥有 27000 余名员工。公司以空气制动机起家,现在为货运铁路、客运铁路和工业客户提供各类解决方案,是 铁路机车车辆的龙头供应商,在铁路摩擦制品、空调和受电弓方面全球领先。历史悠久,并购助推产品种类谱系化 西屋制动的历史可追溯至 1869 年,距今已近 150 年。1869 年乔治·威斯汀豪斯发明了世界上首个空气制动装置, 并创立西屋公司。成立以来,公司始终致力于在轨道交通装备领域的研发和创新,到如今公司已拥有 3000 多项有效 专利及规模达 1500 多人的工程师团队。2016 年,西屋制动以约 18 亿美元价格收购法国铁路设备生产商法维莱。法维莱约在 90 年前成立,收入约为 12 亿 美元。合并后的西屋法维莱成为世界最大铁路设备制造商之一,2018 年年度营收在 44 亿美元左右。2019 年,西屋法维莱与通用电气旗下的运输业务(GE Transportation)合并,交易价值 110 亿美元。合并后的公司 预计 2019 年收入将超过 80 亿美元。此次合并将西屋制动的铁路货运、铁路客运和电子产品与 GE 运输在机车、采 矿、船舶、固定式电力和钻井等行业一流的设备、服务和数字化解决方案结合起来,使得西屋制动成为一家财富 500 强公司,以及全球运输和物流领域的领导者。通过持续的兼并收购,西屋制动公司产品谱系全面,产品线包括机车、货车和客车车辆的零部件。其产品几乎可以 在所有的美国机车、货车、地铁车辆和公共汽车以及全球范围内的这些交通工具上找到。西屋制动在欧洲、美洲及 亚太地区 30 多个国家设有工厂及运营机构,产品销往逾 100 个国家,公司营业收入中 66%来自海外。 收入利润持续增长 2018 年,西屋制动总营收为 43.64 亿美元,1993-2018 年 CAGR 为 11.5%。业务结构中,西屋制动的特色产品和电子 产品占比较高,占总营收三分之一左右,近年来运输产品在营收中比重大幅提升。西屋制动毛利率一直保持较高水平 30%左右。整体来看,净利率一直保持在 8%左右。2015 年由于收购法维莱,导 致 2016 年管理费用同比增长 15.2%,利润率有所下降。(3)海外轨交零部件巨头的发展对中国市场的启示 从国际视角来看,轨交大国孕育大的零部件企业,且轨交零部件巨头有着相似的发展路径:起源于轨交大国,以制 动系统起家,并通过持续的并购实现公司轨交产品的全谱系化以及国际化,最终成为行业巨头。中国同为轨交大国, 有望诞生类似克诺尔、西屋这样的零部件巨头企业。四、产业链相关上市公司梳理和推荐标的(一)投资建议及产业链重点上市公司梳理 逆周期调节发力,重视低估值的轨交装备板块。2020 年是铁路客运装备、铁路货运装备、城轨装备、维修需求共同 向上的一年,维持轨交装备板块"推荐"的投资评级,重点推荐中国中车(整车龙头,低估值)、华铁股份(内生外 延打造动车组零部件平台型企业)、神州高铁(轨交运维装备龙头转型服务)、交控科技(城轨信号系统龙头,订 单饱满支撑业绩高增长)。(二)核心推荐标的 1、中国中车:轨交装备行业龙头,估值见底有望反弹2、华铁股份:动车领域弹性标的,轨交资源整合者3、神州高铁:全产业链系统装备提供商向运维转型4、交控科技:城轨领域弹性标的,CBTC 细分领域龙头,自主化先行者……(报告来源:华创证券)如需报告原文档请登录【未来智库】。

德力

中国半导体设备行业市场研究报告

第一章:半导体设备行业概述1.半导体设备简介:半导体设备,即在芯片制造和封测流程中应用到的设备,广义上也包括生产半导体原材料所需的机器设备。在整个芯片制造和封测过程中,会经过上千道加工工序,涉及到的设备种类大体有九大类,细分又可以划出百种不同的机台,占比较大市场份额的主要有:光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、测试机、分选机、探针台等。2.半导体设备是半导体行业基石:半导体设备总市值几百亿美元,支撑着全球上万亿的电子软硬件大生态,设备对整个半导体行业有着放大和支撑作用,其确立了整个半导体产业可达到的硬性尺寸标准边际值。因此,半导体设备是半导体制造的基石。3.半导体设备发展驱动因素导体行业持续增长:作为半导体产业的发动机,半导体设备是半导体技术迭代的基石。近年来,半导体行业政策红利不断,随着物联网、可穿戴设备、5G等下游产业的进一步兴起,半导体行业迎来快速发展阶段。2010-2019年,中国集成电路销售额持续以两位数的增速增长,2019年达到7562.3亿元,同比增长15.8%;2020年上半年,销售额为3539亿元,尽管受到疫情的影响,但仍同比增长16.1%。摩尔定律推动行业技术发展:根据摩尔定律演进,每隔18-24个月芯片性能将提升一倍。1971年英特尔发布的第一个处理器4004,就采用10微米工艺生产,仅包含2300多个晶体管。随后,晶体管的制程节点以0.7倍的速度递减,90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm等等相继被成功研制出来,目前正向5nm、3nm、2nm突破。对半导体设备来说,根据半导体行业内“一代设备,一代工艺,一代产品”的经验,半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代产品每更新一代工艺制程,则需更新一代更为先进的制程设备。产业政策有效扶植推进:从政策环境上来看,随着半导体产业不断深化,我国对于半导体设备行业愈加重视。其主要表现在对于整个IC产业链企业的政策优待以及对于半导体设备行业的相关规划与推动。其中较为突出的是《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》项目(02专项),其以专项的形式组织了一批国内半导体设备公司进行了一系列重点工艺和技术的攻关,有效促进了我国半导体设备行业的发展,使得我国半导体设备行业涌现出了一批拥有国际竞争力的龙头企业。资本给产业带来新机遇:2014年6月国务院发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,奠定未来集成电路的战略发展方向,同时提出要设立国家产业投资基金的重要举措。同年9月,在工信部和财政部的指导下,国开金融、华芯投资等共同签署了《国家集成电路产业投资基金股份有限公司发起人协议》和《国家集成电路产业投资基金股份有限公司章程》,大基金正式设立(一期)。大基金一期共募得普通股987.2亿元,同时发行优先股400亿元,基金总规模达到1387.2亿元,以IC制造为主。2019年10月22日大基金二期正式成立,总规模高达2041.5亿元,于2020年3月开始进行实质投资,半导体设备、半导体材料等大基金一期投入相对较少的产业迎来发展机遇。第二章:半导体设备行业发展现状1.全球半导体设备行业发展全球半导体行业周期明显 新一轮上升周期来临:从全球半导体发展情况来看,受宏观经济变化及技术革新影响,半导体行业存在周期性。2017-2019年,全球半导体行业来到了下滑周期。2019年,全球固态存储及智能手机、PC需求增长放缓,全球贸易摩擦升温,导致全球半导体需求市场下滑,全年销售额为4121亿美元,同比下降12.1%。进入2020年,有5G商用化、数据中心、物联网、智慧城市、汽车电子等一系列新技术及市场需求做驱动,将给予半导体行业新的动能。全球半导体设备行业销售额出现下滑:根据国际半导体产业协会SEMI统计数据显示,近年来全球半导体设备销售额呈波动态势,2019年为597.5亿美元,比2018年的645.3亿美元的历史高点下降了7.4%。2020年一季度,全球半导体设备销售额为155.7亿美元,比2019年第四季度减少13%,但与2019年一季度相比,增长了13%。前道设备占据主要市场份额:在一个新晶圆投资建设中,设备投资一般占70-80%。按工艺流程分类,在新晶圆的设备投资中,晶圆加工的前道设备占据主要的市场份额,约85%;封测设备占据约15%的比重,其中测试设备9%,封装设备6%。全球半导体设备产业主要集中在中国台湾及大陆地区:从地区分布来看,2019年中国台湾是半导体设备的最大市场,销售额增长了68%,达到171.2亿美元,占全球市场的比重为28.65%。中国大陆则以134.5亿美元的销售额保持其第二大设备市场的地位,占比为22.51%。排名第三的是韩国,销售额为99.7亿美元,同比下降44%,占比为16.69%。尽管日本,欧洲和世界其他地区的新设备市场萎缩,但北美设备销售额在2019年跃升了40%,达到81.5亿美元,占比升到13.64%,这是该地区连续第三年增长。日美荷品牌占据全球前十大设备制造商地位:目前全球半导体设备市场集中度较高,以美国、荷兰、日本为代表的TOP10企业垄断了全球半导体设备市场90%以上的份额。美国著名设备公司应用材料、泛林半导体、泰瑞达、科天半导体合计占据整个设备市场40%以上份额,而且均处于薄膜、刻蚀、前后道检测三大细分领域的绝对龙头地位。技术领先和近半的市场占有率,任何半导体制造企业都很难完全脱离美国半导体设备供应体系。巨头瓜分细分市场:从半导体设备的各细分行业来看,依旧是被TOP10供应商垄断,应用材料、ASML、东京电子(TEL)头部三家公司合计占比高达60%-90%。其中,应用材料、TEL等企业横跨多细分领域,成为航母级龙头企业。2.中国半导体设备行业发展现状行业市场规模持续增长。根据SEMI数据显示,2013-2019年中国大陆半导体设备市场规模呈现逐年增长态势,增速波动变化。2019年行业实现市场规模134.5亿美元,同比增长2.6%,增速较2018年有所回落。2020年一季度行业实现规模35亿元,较2019年同期增长48%,可见我国半导体设备在2020年初的新冠肺炎事件中受到的影响并不显著。同时,中国大陆半导体设备市场规模占全球市场规模的比重一直在增长,2019年中国大陆在全球市场占比实现22.5%,较2018年增长了2.3个百分点。国产化率仍处于较低水平:虽然中国半导体专用设备企业销售规模不断增长,但整体国产率还处于较低的水平,目前中国半导体专用设备仍主要依赖进口。根据中国本土主要晶圆厂设备采购情况的统计数据,目前中国主要本土晶圆厂设备的国产化情况如下图。前道制程设备占主导地位:从产品细分结构来看,半导体设备主要分为前道制造设备以及后道封装测试设备。根据SEMI数据,2018年国内半导体设备主要集中在前道制程设备,其比重为78%,其中以光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备为主。此外,测试设备在半导体设备的占比为10%,封装设备在半导体设备中的比重约为7%。国内企业规模整体偏小:据中国电子专用设备工业协会的数据显示,2019年中国半导体设备TOP10企业共完成销售收入143.43亿元。2019年中国半导体设备制造商销售收入排列首位的是浙江晶盛机电股份有限公司,其2019年半导体设备销售收入达到28.86亿元,其次为北方华创科技集团股份有限公司,销售收入为28.42亿元。但对标全球半导体设备企业的销售收入来看,我国半导体设备行业内企业规模仍处于较低水平,行业设备需求多依赖于国际品牌。资本市场处于初级阶段:目前,我国半导体设备行业仍在追赶阶段,多数企业成立时间较短,从融资情况来看,2020年我国半导体设备行业企业的融资轮次多处于A轮以及战略投资。可见行业的融资情况仍处于初级阶段,从行业发展的情况来看,未来行业或将吸收更多的资金。第三章:半导体设备行业细分市场分析1.光刻设备光刻设备简介:光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。光刻的本质是把临时电路结构复制到硅片上,这些结构首先以图形形式制作在掩膜版上;光源透过掩膜版将图形转移到硅片表面的光敏薄膜上。光刻工艺主要流程有涂胶、软烘、对准曝光、显影、坚膜烘焙、刻蚀、去除清洗等一系列步骤。 所涉及到的主要设备有光刻、涂布、曝光显影、量测和清洗设备,其中价值量最大且技术壁垒最高的部分是光刻机。光刻机发展历程分析:光刻机发展至今,已经历了5代产品的迭代。第一二代均为接触接近式光刻机,使用光源分别为436nm的g-line和365nm的i-line;第三代为扫描投影式光刻机,光源改进为248nm的KrF激光,实现了跨越式发展,将最小工艺推进至180-130nm;第四代为浸没步进式投影式光刻机,是最具代表性的光刻机产品,1986年由ASML首先推出,采用193nmArF激光光源;第五代为EUV光刻机,采用极紫外光光源,是未来光刻机技术发展的主要方向。2010年ASML推出第一台EUV光刻机NXE:3100, 目前其是全世界唯一一家能够设计和制造EUV设备的厂商。全球光刻机需求量在300台左右:目前全球光刻机被ASML、Canon和Nikon三家供应商包揽。从行业需求来看,全球每年光刻机产出量300-400台,2019年,全球TOP3企业光刻机合计销售量354台,较2018年下降了3.8%。在2019年的354台光刻机设备中,ASML贡献了229台,占据着超60%的市场份额。2020年第一季度,全球光刻机top3企业销售量实现85台。ArF、i-line光刻机是主流:近年来,市场上销售的光刻机主要为EUV光刻机、ArF lm光刻机、ArF Dry光刻机、KrF光刻机和i-line光刻机。从2019年这五类光刻机的销量情况来看,ArF光刻机销量最高,达122台,其中ArF lm光刻机89台, ArF Dry光刻机33台。在这122台中,ASML贡献了大部分的份额。其次为i-line光刻机,销量为116台。光刻机国产化进行时:从中国市场来看,上海微电子装备有限公司(SMEE)是我国国内唯一能够做光刻机的企业。上海微电已经量产的光刻机中,性能最好的是SSA600/200工艺,能够达到90nm的制程工艺,而最新的荷兰ASML公司所生产的N+1光刻机是采用最新的制程,能够达到7nm的程度。因此,国内晶圆厂所需要的高端光刻机完全依赖进口,国产化脚步有待加快。此外,从光刻机工作台、涂布显影、去胶/清洗等其他光刻设备来看,我国在研企业还有华卓精科、芯源微、屹唐半导体等。2.刻蚀设备刻蚀设备简介:刻蚀是利用化学或者物理的方法将晶圆表面附着的不必要的材质进行去除的过程。按照刻蚀工艺划分,刻蚀其主要分为干法刻蚀以及湿法刻蚀,干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀,利用等离子体与表面薄膜反应,形成挥发性物质,或者直接轰击薄膜表面市值被腐蚀的工艺。湿法刻蚀工艺主要是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀,该刻蚀方法会导致材料的横向纵向同时腐蚀,会导致一定的线宽损失。目前来看,干法刻蚀在半导体刻蚀中占据绝对主流低位,市场占比超过90%。全球刻蚀设备市场规模至2025年有望达到155亿美元:近年来,全球刻蚀设备市场快速发展。2013年,全球刻蚀设备市场规模约为40亿美元,随着闪存技术突破,存储市场拉动刻蚀设备需求明显增大,至2019年市场规模突破百亿美元,达到115亿美元。 SEMI预测2025年全球刻蚀设备市场空间达到155亿美元,年复合增速约为12%,市场空间增量主要来自于存储制造对刻蚀设备的需求激增。三大巨头垄断市场:从刻蚀设备主要品牌来看,目前该领域被泛林半导体、TEL、应用材料三家海外巨头所垄断。2019年,三家企业合计占全球刻蚀设备市场90%左右,其中泛林半导体又以50%的市场份额遥遥领先。工艺升级带动刻蚀机用量提升:根据中微公司披露的高阶制程刻蚀工艺来看,由于光刻机在20nm以下光刻步骤收到光波长度的限制,因此无法直接进行光刻与刻蚀步骤,而是通过多次光刻、刻蚀生产出符合人们要求的更微小的结构。目前普遍采用多重模板工艺原理, 即通过多次沉积、刻蚀等工艺,实现10nm线宽的制程。根据相关数据,14nm制程所需使用的刻蚀步骤达到64次,较28nm提升60%;7nm制程所需刻蚀步骤更是高达140次,较14nm提升118%,工艺升级持续推动刻蚀机用量提升。有望率先完成国产替代:从国内市场来看,刻蚀机尤其是介质刻蚀机,是我国最具优势的半导体设备领域,也是国产替代占比最高的重要半导体设备之一。目前我国主流设备中,去胶设备、刻蚀设备、热处理设备、清洗设备等的国产化率均已经达到20%以上。而这之中市场规模最大的则要数刻蚀设备。我国目前在刻蚀设备商代表公司为中微公司、北方华创以及屹唐半导体。中微与北方作为我国两家设备龙头企业,偏重领域有一定区别。3.薄膜沉积设备薄膜沉积设备简介:薄膜的沉积,是一连串涉及原子的吸附、吸附原子在表面扩散及在适当的位置下聚结,以渐渐形成薄膜并成长的过程。薄膜沉积工艺主要有原子层沉积(ALD)、物理式真空镀膜(PVD)、化学式真空镀膜(CVD)三种工艺。全球薄膜沉积设备市场规模至2025年有望达到340亿美元:根据Maximize Market Research数据统计,全球半导体薄膜沉积市场2017年市场空间约为125亿美元,预计到2025年将达到340亿美元,期间以年复合13.33%的速度增长。其中市场将以存储、AMOLED显示屏以及太阳能电站等新兴应用需求的增加为驱动薄膜沉积市场增长的核心动力。CVD设备占据过半市场份额:从半导体薄膜沉积设备主要类型来看,CVD设备占据着57%的薄膜沉积设备市场,领先于其他类型设备;其次是PVD,占比为25%;ALD及其他镀膜设备占据着18%的市场份额。薄膜沉积设备品牌竞争格局分析:从全球市场份额来看,ALD设备龙头TEL和ASM分别占据了31%和29%的市场份额,剩下40%的份额由其他厂商占据;而应用材料则基本垄断了PVD市场,占85%的比重,处于绝对龙头地位;在CVD市场中,应用材料全球占比约30%,连同泛林半导体的21%和TEL的19%,三大厂商占据了全球70%的市场份额。国产薄膜沉积设备取得重大进展:从国内市场看,中国薄膜沉积设备龙头有北方华创和沈阳拓荆。其中,北方华创产品线覆盖CVD、PVD和ALD三类;沈阳拓荆主攻CVD和ALD,目前技术储备均达到28/14nm节点。近年来两家公司分别在技术储备以及客户认证方面取得良好进展。2020年4月7日,北方华创宣布,其THEORISSN302D型12英寸氮化硅沉积设备进入国内集成电路制造龙头企业。该设备的交付,意味着国产立式LPCVD设备在先进集成电路制造领域的应用拓展上实现重大进展。4.清洗设备清洗设备分类——以湿法清洗为主:半导体清洗设备针对不同的工艺需求,对晶圆表面进行无损伤清洗以去除半导体制造过程中的颗粒、自然氧化层、金属污染、有机物、牺牲层、抛光残留物等杂质。按照清洗原理来分,清洗工艺可分为干法清洗和湿法清洗。在实际生产过程中一般将湿法和干法两种方法结合使用,目前90%以上的清洗步骤以湿法工艺为主。在湿法清洗工艺路线下,目前主流的清洗设备主要包括单片清洗设备、槽式清洗设备、组合式清洗设备和批式旋转喷淋清洗设备等,其中以单片清洗设备为主流。——清洗步骤贯穿全产业链:清洗设备直接影响集成电路的成品率,是贯穿半导体产业链的重要环节,在单晶硅片制造、光刻、刻蚀、沉积等关键制程及封装工艺中均为必要环节,约占所有芯片制造工序步骤30%以上,且随着节点的推进,清洗工序的数量和重要性会继续提升,清洗设备的需求量也将相应增加。清洗设备发展现状——行业规模波动幅度较大:根据Gartner统计数据,2018年全球半导体清洗设备市场规模为34.17亿美元,2019年和2020年受全球半导体行业景气度下行的影响,有所下降,分别为30.49亿美元和25.39亿美元,预计2021年随着全球半导体行业复苏,全球半导体清洗设备市场将呈逐年增长的趋势,2024 年预计全球半导体清洗设备行业将达到31.93亿美元。——马太效应明显 行业集中度较高:目前,全球半导体清洗设备市场主要由Screen(日本迪恩士)、TEL(日本东京电子)、Lam Research(美国拉姆研究)和SEMES(韩国)和拉姆研究等日美韩企业瓜分。根据Gartner数据显示,2018年全球排名前四的企业合计占据约98%的市场份额,行业马太效应显著,市场高度集中;其中日本厂商迪恩士以市占率45.1%处于绝对领先地位,而国内清洗设备龙头盛美半导体市占率仅为2.3%。——国内生产企业屈指可数:目前,中国大陆能提供半导体清洗设备的企业较少,主要包括盛美股份、北方华创(002371)、芯源微(688037)以及至纯科技(603690)四家公司。此外,据中国国际招标网统计,在芯片和集成电路制造厂商长江存储、华虹无锡、上海华力二期项目共累计累计采购的200多台清洗设备中,按中标数量对供应商排序,依次是DNS、盛美股份、LAM、TEL以及北方华创,所占份额依次是48%、20.5%、20%、6%和1%,盛美股份在国产清洗设备供应商中排名第一。可见,盛美股份是国内半导体清洗设备行业龙头企业,未来其市场发展空间较大,有望打破外企垄断,扩大市场份额。5.封装设备封装设备分类:典型的半导体封装工艺流程为:划片、装片、键合、塑封、去飞边、电镀、打印 、切筋和成型 、外观检查、 成品测试 、包装出货。与封装流程对应的,整个封装设备包括切割减薄设备、划片机、贴片机、固化设备、引线焊接/键合设备、塑封及切筋设备等。发展现状——行业规模占全球比重持续上涨:据SEMI数据显示,2018年全球封装设备市场规模约为42亿美元,另外根据VLSI数据,半导体设备中封装设备约占7%。假设该占比较稳定,结合SEMI最新数据,可估算得到2019全球封测设备市场空间约为41.86亿美元,2020年有望达到42.56亿美元。同时,根据SEMI数据,国内封装设备在半导体设备中的比重同样约为7%,2019年中国大陆半导体封装设备市场规模约为9.4亿美元,预计到2020年中国大陆半导体封测设备规模约为10.4 亿美元。从中国在全球的比重来看,2018-2020年我国半导体设备规模占全球比重不断上升,2019年约为22.5%。结合封测设备细分产品结构来看,根据VLSI数据,2018年全球半导体封装设备中的贴片机、划片机/检测设备、引线焊接设备、塑封/切筋成型设备等占比较大,分别约为 30%、28%、23%、18%。——市场仍以国际企业占据:目前,在全球封装设备领域的代表性企业包括ASM Pacific、K&S、Shinkawa、Besi等,同时,我国半导体封装设备市场同样被这些国际企业占据,且国产化程度很低。6.测试设备设备分类——测试机比重居于首位:测试设备贯穿于集成电路生产制造流程(包括IC设计、制造以及封测)。晶圆在封装前和封装过程中需进行多次多种测试,如封装前的晶圆测试(WAT测试)、在封测过程中需进行CP测试、封装完成后需进行FT测试等,所涉及设备包括探针台、测试机、分选机等。——测试机比重居于首位:从产品的细分结构来看,根据SEMI数据,2018年我国半导体测试设备中测试机的占比达到63.1%,居于首位;其次分选机和探针台分别占比17.4%和15.2%。值得注意的是,在测试机的细分产品中,存储测试机和SOC测试机占据主要份额,其占比分别达到43.8%和23.5%。——行业规模保持增长:根据SEMI数据,国内测试设备在半导体设备行业的的比重约为10%,据此进行测算得到,2019年中国大陆半导体测试设备市场规模约为13.11亿美元,并预计到2020年中国大陆半导体测试设备规模约为15亿美元。同时从全球角度来看,据Gartner数据,2016-2018年全球半导体测试设备的市场规模呈逐年增长态势,2018年行业规模为56.33亿美元,前瞻根据市场增速进行估算,2019年全球半导体测试设备规模约为65亿美元。——全球企业集中度较高:从企业竞争格局来看,目前全球半导体测试设备产业主要呈现美商Teradyne、日商Advantest、TEL等国际企业垄断的局面;而中国集成电路测试设备市场份额同样被国外企业瓜分,本土企业虽然与国际龙头相比在规模和技术方面仍然存在一定差距,但是近几年进步较大,市场份额逐步提升,相继涌现出华峰测控、长川科技等企业。第四章:半导体设备行业发展趋势分析半导体设备行业发展痛点:融资环境仍不成熟,高端技术和人才的缺乏,国产核心零部件配套能力薄弱,国外出口限制。半导体设备行业发展趋势:设备将向高精度化与高集成化方向发展,各类技术等级设备并存发展,国产化进程加快。半导体设备行业发展前景:随着国际产能不断向我国大陆地区转移,英特尔(Intel)、三星(Samsung)等国际大厂陆续在我国大陆地区投资建厂,同时在集成电路产业投资基金的引导下,我国大陆集成电路生产线建设热情高涨,我国大陆地区对半导体设备的需求巨大。结合全球半导体设备发展趋势以及我国半导体设备国产替代以及下游需求旺盛的多重作用,未来几年,我国半导体设备行业仍将保持高速增长,预计2020-2025年,我国半导体设备行业市场规模将保持在15%左右的复合增长率稳步提升,到2025年,全国半导体设备市场规模将达到298亿美元。报告节选:(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:前瞻产业研究院)

蓍草

潮科技入门指南 | 半导体测试设备行业研究分析报告

编者按:本文作者九鼎投资孟伟、戴宇。孟伟,九鼎投资董事总经理,九鼎半导体产业基金负责人,拥有近15年半导体行业从业及投资经验,曾任职于开翼资本、SK电讯中国基金等半导体产业基金,参与投资管理多个半导体产业链项目,并拥有多年初创半导体公司管理经验,天津大学电子工程专业硕士、学士。戴宇,曾任职于中粮集团和广丰投资,主导或参与投资FPGA、半导体测试设备、工业机器人核心零部件等多个项目,重点关注半导体、智能制造等领域的投资机会,北京大学理学硕士。核心观点行业概览半导体测试是半导体生产过程中的重要环节,其核心测试设备包括测试机、分选机、探针台。其中,测试机是检测芯片功能和性能的专用设备,分选机和探针台是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来的专用设备,与测试机共同实现批量自动化测试。受益于国内封装测试业产能扩张,半导体测试设备市场快速发展。2017年半导体测试设备市场规模为50.1亿美元。随着2018-2020年中国大陆多家晶圆厂陆续投产及量产,国内封测厂将陆续投入新产线以实现产能的配套扩张,将带动国内半导体测试设备行业高速增长。投资机会目前半导体测试设备市场仍由海外制造商主导,少数优秀本土制造商奋起直追。其中,海外制造商泰瑞达、爱德万和科休占全球测试设备市场份额接近85%,同时以华峰测控、长川科技为代表的本土企业已掌握自主核心技术,成功进入国内封测龙头企业供应链体系。自主研发和并购将成为国内测试设备企业的必经之路。预计未来国内会出现5-10家在各自细分市场领先的测试设备企业,通过并购最终形成2-3家国际领先的半导体测试设备企业。目录1、半导体测试设备简述1.1 测试是贯穿半导体生产过程的核心环节1.2 半导体测试的三大核心设备:测试机、分选机、探针台2、行业发展现状和趋势2.1 全球半导体产业稳步增长,中国市场发展强劲2.2 全球半导体制造重心转向中国,拉动国内半导体设备发展2.3 中国封装测试产业快速发展,拉动测试设备市场需求2.4 全球半导体测试设备市场规模达50.1亿美元,中国成主力市场2.5 并购成为半导体测试设备行业主旋律,市场集中度不断提升3、行业竞争格局3.1 测试机:双寡头格局清晰,SoC成为重要战略领域3.2 分选机:集中度相对分散,主要实现与测试机的配套3.3 探针台:研发难度最大,国产化率低,进口依赖度高4 研究总结1、半导体测试设备简述1.1 测试是贯穿半导体生产过程的核心环节半导体的生产流程包括晶圆制造和封装测试,在这两个环节中分别需要完成晶圆检测(CP, Circuit Probing)和成品测试(FT, Final Test)。无论哪个环节,要测试芯片的各项功能指标均须完成两个步骤:一是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来,二是通过测试机对芯片施加输入信号,并检测输出信号,判断芯片功能和性能是否达到设计要求。图1:半导体生产流程资料来源:九鼎投资整理测试环节通常由芯片设计公司委托晶圆厂、封测厂或者第三方测试公司(以下统称测试公司)进行,具体分为两种商业模式:一是芯片设计公司根据产品类型、功能和设计要求等向测试公司指定特定测试设备进行测试;二是如果芯片设计公司的产品属于技术上比较成熟的领域,芯片设计公司会直接委托测试公司,由测试公司根据自身设备排产情况选择相应的测试设备进行测试。因此,测试设备制造商在进行产品开发和渠道拓展时需要兼顾设计公司和测试公司两方的需求。1.2 半导体测试的三大核心设备:测试机、分选机、探针台半导体制造是人类迄今为止掌握的工业技术难度最高的生产环节,是先进制造领域皇冠上的一颗钻石。随着半导体技术不断发展,芯片线宽尺寸不断减小,制造工序逐渐复杂。目前国际上7 nm制程已进入产业化阶段,需要近2000道工序,先进的制程和复杂的工序将持续提升对于先进设备的需求。晶圆制造环节设备包括光刻机、化学气相淀积设备、物理气相淀积设备、刻蚀机、离子注入机、褪火设备、清洗设备等;封装环节设备包括研磨减薄设备、切割设备、度量缺陷检测设备、装片机、引线键合设备、注塑机、切筋成型设备等;测试环节设备包括测试机(ATE,Automatic Test Equipment)、分选机(Handler)、探针台(Wafer Prober)等。这些设备的制造需要综合运用光学、物理、化学等科学技术,目前最先进的设备已经在进行原子级别的制造,具有技术含量高、制造难度大、设备价值高等特点。 在测试设备中,测试机用于检测芯片功能和性能,探针台与分选机实现被测芯片与测试机功能模块的连接。晶圆检测环节需要使用测试机和探针台,成品测试环节需要使用测试机和分选机,具体测试流程如下:(1)晶圆检测环节(CP)晶圆检测是指通过探针台和测试机的配合使用,对晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试,其测试过程为:探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置,芯片的Pad 点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给探针台,探针台据此对芯片进行打点标记,形成晶圆的Map图。(2)成品测试环节(FT)成品测试是指通过分选机和测试机的配合使用,对封装完成后的芯片进行功能和电参数测试,其测试过程为:分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位,被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给分选机,分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。2、 行业发展现状和趋势2.1 全球半导体产业稳步增长,中国市场发展强劲随着PC、手机、液晶电视等消费类电子产品需求不断增加,同时在以先进制造、新能源汽车、物联网、5G、人工智能、云计算、大数据、新能源、医疗电子和安防电子等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下,全球半导体产业持续增长。根据Gartner数据,2017年在存储器市场量价齐升的带动下,全球半导体市场规模同比增长22.2%,达到4,197亿美元,2007-2017年CAGR为3.95%,其中集成电路市场规模为3,402亿美元,占比81.4%。随着全球经济稳步增长,预计未来全球半导体市场规模增速在6%以上。图2:2007-2017年全球半导体市场规模及增速数据来源:Gartner2017年国内集成电路市场规模为14,251亿人民币(折合2,069亿美元),同比增长18.9%,占全球集成电路市场规模的60.8%,2007-2017年CAGR为8.82%(高于全球3.95%的水平),中国已经成为全球最大的集成电路市场。随着产业结构的加快调整,中国集成电路的需求将持续增长,预计未来几年年均增速将达到10-15%,超过全球增长率。图3:2007-2017年中国集成电路市场规模及增速数据来源:中国半导体行业协会(CSIA)注:中国统计口径为集成电路,约占半导体市场规模的80%,其余20%为分立器件、光电子芯片及传感器芯片。2.2 全球半导体制造重心转向中国,拉动国内半导体设备发展全球半导体产能重心转向中国大陆是大势所趋。一方面,中国的市场需求大,但自给率低,供需不平衡;另一方面,中国制造成本较低,且随着技术、人才、产业链资源不断发展,已具备承接产能转移的基础。全球知名半导体企业,如英特尔(Intel)、三星(Samsung)、SK海力士(SK Hynix)、台积电(TSMC)、台联电(UMC)、格罗方德(Global Foundry)等已陆续或计划在我国建设工厂或代工厂。根据SEMI发布的报告,2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座,其中26座设于中国,占全球总数的42%。截至2017年年底,大陆地区12寸晶圆厂产能(按设计产能)为52.5万片/月,约占全球产能的12%。根据业内调研统计,2018~2020年中国大陆12寸、8寸晶圆厂建设投资将达7,228亿元(其中内资晶圆厂投资达5,303亿元,占比73%),年均投资达2,409亿元(其中内资晶圆厂投资达1,768亿元)。表1:大陆正在建设中或规划中的晶圆厂(8寸、12寸)资料来源:九鼎投资整理(截止至2018年8月)随着半导体产业向中国转移,国内半导体设备需求快速增长。SEMI在2018年年中SEMICON West展览会上发布报告,2017年全球半导体设备支出达566.2亿美元,同比增长37.3%,中国半导体设备支出82.3亿美元,占全球的14.5%,预计到2019年,中国半导体设备支出将增长46.6%,达到173亿美元,跻身世界榜首。图4:全球和中国半导体设备市场规模(单位:亿美元)数据来源:SEMI(国际半导体设备材料产业协会),2018.62.3 中国封装测试产业快速发展,拉动测试设备市场需求根据WSTS数据,2017年全球半导体封装测试市场规模为529亿美元,2011-2017年CAGR为2.2%。随着全球半导体制造重心向国内转移,我国封装测试市场的全球市场占有率逐年提升,从2011年31.2%提升至2017年52.0%。2017年国内封装测试市场规模为275亿美元(折合1,890亿人民币),2011-2017年CAGR为9.9%,增速远远高于全球,封装测试已成为我国半导体产业链中最具国际竞争力的环节。图5:全球和中国半导体封装测试市场规模(单位:亿美元)数据来源:全球数据来自WSTS,中国数据来自Wind(按1美元=6.88 人民币计算),九鼎投资整理受惠于政策资金的大力扶持,我国封测企业逐步开启海内外并购步伐,不断扩大公司规模。其中,长电科技联合产业基金、芯电半导体收购新加坡封测厂星科金朋;华天科技收购美国FCI;通富微电联合大基金收购AMD苏州和槟城封测厂;晶方科技则购入英飞凌智瑞达部分资产。国内封测厂商借助并购潮进入了实力显著提升的快车道,实现了远超同行增长率的快速壮大,已经成为了全球半导体封测行业的重要力量。全球前十大封测厂台湾占据5家、中国3家(长电科技、华天科技、通富微电)、美国以及新加坡各1家。2017年长电科技、华天科技、通富微电三家封测厂销售总额占全球OSAT总收入的19.1%,占全球封测市场总规模的9.8%。同时,随着晶圆厂产能向中国大陆转移,国内封测厂陆续投入新产线以实现产能的配套扩张,预计未来五年内,中国大陆本土封测企业的销售额占全球OSAT总销售额的比例将提高至40%以上,成为全球封测设备销售的最大市场。表2:2018年部分封测产线规划信息资料来源:九鼎投资整理2.4 全球半导体测试设备市场规模达50.1亿美元,中国成主力市场根据SEMI数据统计,2015-2017年全球晶圆加工设备、测试设备、封装设备以及其他设备三年累计销售额占比分别为80%、9%、6%、5%。以此测算,2017年全球半导体测试设备市规模为50.1亿美元,其中,测试机、分选机和探针台占比分别为65%、18%、17%。对应的市场规模分别为33.1亿美元、9.2亿美元和7.8亿美元。测试机根据测试产品类型的不同可以分为SoC测试系统、存储器测试系统、模拟测试系统、数字测试系统、RF测试系统等;分选机根据其工作原理的不同可以分为平移式分选机(Pick & Place)、重力式分选机(Gravity-feed)、转塔式分选机(Turret)等。下表整理了2017年全球半导体测试设备各细分领域市场规模。表3:2017年全球半导体测试设备各细分领域市场规模数据来源:测试机数据来自VLSI,分选机数据来自九鼎投资半导体团队调研整理随着2018-2020年中国大陆多家晶圆厂陆续投建及量产,国内封测厂将陆续投入新产线以实现产能的配套扩张,将带动国内半导体测试设备市场高速增长。根据九鼎投资市场调研分析,2017年国内半导体测试设备市场约42亿人民币(不含存储测试设备),预计2020年国内半导体测试设备市场需求将达到80.6亿人民币(不含存储测试设备)。表4:2018-2020年中国半导体测试设备市场需求测算数据来源:九鼎投资调研2.5 并购成为半导体测试设备行业主旋律,市场集中度不断提升半导体测试设备属于产品线非常丰富、细分领域较多的一个行业,该领域自2000年以后出现了大规模的整合,全球主要参与者减少至5家左右。以全球领先的分选机企业科休(Cohu)为例,其在2008年和2013年分别收购Rasco(主要业务为重力式分选机和平移式分选机)和ISMeca(主营业务为转塔式分选机),丰富了其在分选机领域全系列产品线;2017年Cohu分选机全球市场占有率21.5%;2018年5月Cohu收购全球第二大分选机企业科利登(Xcerra,主要业务为测试机和分选机),进一步将其分选机的全球市场占有率提升至38.5%的同时,填补了其在测试机领域的空白。下表整理了占全球半导体测试设备约80%市场份额的四巨头泰瑞达(Teradyne)、爱德万(Advantest)、科休(Cohu)和科利登(Xcerra)的并购史。表5:全球半导体测试设备行业并购情况资料来源:九鼎投资整理鉴于全球半导体测试设备龙头企业的发展历史,国内企业应把握产业发展黄金窗口期,内生、外延双轮发力。目前国内在一些细分领域已经出现了优秀的测试设备企业,并取得了一定的技术突破,我们认为未来五年内,较高的净利率(20%左右)和较快的增长速度足以支撑一些细分领域优秀的企业上市,预计未来国内会出现5-10家在各自细分市场领先的测试设备企业,通过并购最终形成2-3家国际领先的半导体测试设备企业。3、 行业竞争格局3.1 测试机:双寡头格局清晰,SoC成为重要战略领域2017年双寡头泰瑞达(Teradyne)、爱德万(Advantest)测试机销售额分别为13.7亿美元、12.4亿美元,全球市场占有率分别为41.4%、37.5%,其主要测试机产品为SoC和存储器测试系统。在SoC测试领域,1995年泰瑞达收购Megatest,通过Catalyst和Tiger测试系统成为SoC测试领域的领导者,而爱德万于2011年收购惠睿捷,使其在SoC测试领域迅速提升,2017年泰瑞达和爱德万垄断全球SoC测试机86.2%的市场份额。此外,科利登是除了泰瑞达和爱德万以外极少数具备SoC测试机生产能力的企业,该公司SoC测试系统产品包括X-Series系列、Diamond系列以及新推出的紧凑型的DxV SoC测试系统,2017年测试机营收为1.56亿美元,市占率为4.7%。 在存储测试领域,由于80年代半导体产业由家电进入PC时代催生了DRAM大量需求,日本在原有积累基础上实现DRAM大规模量产,迅速取代美国成为DRAM主要供应国,在此产业转移背景下,爱德万抢先布局存储器测试领域,于1976年推出了全球首台DRAM测试机T310/31,2017年爱德万存储器测试机全球市占率达到59.5%;由于韩国在存储市场的垄断地位,韩企Exicon、UniTest几乎瓜分了剩余大部分的存储测试机市场份额。表6:全球主要测试机企业概况资料来源:九鼎投资整理本土企业通过多年的研发和积累在模拟/数模测试和分立器件测试领域已经实现进口替代,基本完成国产化。其中华峰测控、长川科技、宏测半导体模拟/数模混合测试机年出货量接近700台,约占国内模拟测试机市场份额的85%;联动科技、Juno、宏邦电子分立器件测试机国内市场总份额超过90%。而在SoC领域,本土企业还尚未形成成熟的产品和市场突破,主要原因有两方面:1)SoC芯片集成了微处理器、模拟IP核、数字IP核以及存储器控制接口等功能,不同模块的频率、电压、测试原理均不同。同时,高度集成造成测试的数据量和时间成倍增长,测试功耗也是传统测试项目的2~4倍,因此该类芯片的测试对测试机有更高的要求;2)数字测试模块的核心技术依赖于Firmware(固件)与硬件系统的互相配合,涉及到结构、算法、硬件设计多个领域技术的综合运用,本土企业无法通过简单仿制进行开发,必须通过自主创新重新进行整体系统设计,对相关领域的技术、经验要求更高。表7:本土测试机企业概况资料来源:九鼎投资整理SoC芯片的应用推动了大量SoC测试机的需求,如手机芯片就是集成了CPU、GPU、基带芯片(负责通讯)、图像处理器(ISP)等的SoC。从过去10年的历史发展来看,SoC测试系统占测试机的比例基本稳定在60%以上,这也促使国外测试设备巨头重点布局SoC测试领域。我们认为,随着本土优秀团队的出现和技术的突破,SoC测试机会如同模拟/数模测试机和分立器件测试机逐步实现进口替代,完成国产化。3.2 分选机:集中度相对分散,主要实现与测试机的配套相较于测试机,分选机的行业壁垒相对多样化,其竞争优势侧重有所不用。对于分选机企业来说,实现与测试机的良好配套,满足多样化产品的不同需求,以及形成良好的服务能力是分选机企业的核心竞争力,这也是形成行业较分散格局的重要原因。2017年分选机全球排名前三的企业分别为科休、科利登和爱德万,市场份额分别为21.5%、17.0%和14.0%。2018年5月科休收购科利登进一步提升了全球半导体测试设备市场集中度,至此形成了科休和爱德万市占率分别为38.5%和14.0%的市场格局。在分选机细分领域,也出现了一些突出的企业,如:韩国的Techwing是全球领先的存储芯片测试分选机厂商,其在存储芯片测试分选机领域的市占率超过50%;ASM在转塔式分选机领域的市占率为54%,Epson、Hontech在平移式分选机领域有较高的市场份额。本土分选机企业主要有长川科技(重力式和平移式分选机)、金海通(平移式分选机)、上海中艺(重力式分选机)、格朗瑞(转塔式分选机)等。而在各类分选机中,转塔式分选机国产自给率最低(约8%),主要原因为转塔式分选机是UPH(每小时分选芯片数量)最高的一类分选机,在高速运行下,既需保证重复定位精度,又需保证较低的Jam Rate(故障停机比率),这对分选机设备开发提出了更高的要求。表8:本土分选机企业概况资料来源:九鼎投资整理3.3 探针台:研发难度最大,国产化率低,进口依赖度高除了分选机与测试机,另一类主要测试设备是探针台,其研发难度非常大,目前国产化率低、进口依赖大。虽然国内企业如中国电子科技集团公司第四十五研究所、深圳矽电半导体设备有限公司在探针台制造领域已经获得了一定成果,但还难以抗衡国际企业如日本 东京精密公司、美国QA公司、美国MicroXact公司、韩国Ecopia 公司、韩国Leeno公司在探针台制造领域的优势地位。我国长川科技在现有集成电路分选系统的技术基础上,研发晶圆测试所需的CP12探针台,CP12具备8-12英寸各类晶圆的测试能力,突破了超精密视觉定位、微米级运动控制、高冗余控制系统等技术难关,为未来进入市场打下坚实基础。4、 研究总结半导体测试是半导体生产过程中的重要环节,其核心测试设备包括测试机、分选机、探针台。2017年全球半导体测试设备市场规模为50.1亿美元,行业快速增长且进口替代空间非常大。并购加剧了半导体测试设备市场的集中度,泰瑞达、爱德万和科休占全球测试设备市场份额接近85%,国内以华峰测控、长川科技为代表的本土测试设备企业已掌握自主核心技术,受益国内封装测试业产能扩张,将得到快速发展。我们认为,自主研发和并购将成为国内测试设备企业的必经之路,预计未来国内会出现5-10家在各自细分市场领先的测试设备企业,通过并购最终形成2-3家国际领先的半导体测试设备企业。

红肚兜

工业自动化生产线装备可行性研究报告

项目名称:工业自动化生产线工程项目。承办单位 长春万丰智能工程有限公司(暂定名)注册资本:1亿元。注册地址:长春兴隆综合保税区(长春经济技术开发区内)。经营范围:工业基础设施开发、建设、经营、管理;实业与科技投资、生产、研发、销售。建设地点:本项目拟选场址位于长春兴隆综合保税区,地块位于丙一街以东、甲二街以西、丙八路以南、甲一路以北。建设规模:本项目建成后,年产222套工业自动化生产线装备。建设内容:本项目拟新建厂房、行政主楼、宿舍等,建筑面积共计57460m2,购臵加工、检测等设备638台/套,同时建设配套的供电、供水、暖通等公共设施。建设进度计划:本项目计划从2018年4月开始前期工作,2018年10月动工,2020年9月底竣工验收,建设期30个月。总投资及效益情况:本项目总投资为65167万元,包括建设投资45809万元,流动资金19358万元。所需全部资金拟用自有资金解决。项目财务内部收益率(税后)13.90%,投资回收期(静态,税后)8.56年,项目的盈利能力较好。研究结论与建议:工业自动化生产线装备市场前景良好。项目厂房建设规模合理,设备排布紧凑,工艺稳定,设备先进。项目投资规模合理,各项财务指标较好,具备较好的盈利能力。综上,项目的建设及运营是可行的。为保证项目盈利能力,建议公司在产品系统集成度、智能化方面不断提高,开发新领域客户,落实产品开发资金,掌握技术储备。股东情况:长春经开(集团)股份有限公司(以下简称“长春经开公司”)为本项目建设单位的100%控股股东。股东名称:长春经开(集团)股份有限公司注册资本:46503.288万元公司类型:股份有限公司(上市、民营控股)公司住所:长春市自由大路5188号经营范围:工业基础设施开发、建设、经营、管理;实业与科技投资、生产、研发、销售。长春经开公司原名“长春经济技术开发区开发建设(集团)股份有限公司”,系经长春市经济体制改革委员会长体改联字[1993]129号文批准,于1993年3月以定向募集方式设立的股份有限公司,设立时注册资本为18,000万元。1999年7月经中国证监会证监发字[1999]89号文批准,向社会公开发行境内上市的人民币普通股7,500万股,并于1999年9月在上海证券交易所上市挂牌交易,公司注册资本变更为25,500万元。经过2000年5月实施的送股利润分配方案和2003年6月经中国证监会证监发行字[2003]51号文核准实施配股之后,长春经开公司注册资本增至35,771.76万元。2004年6月公司名称变更为长春经开公司(集团)股份有限公司。2011年6月2日实施每10股转增3股的资本公积转增股本方案,转增后注册资本增至46,503.29万元。截至2017年9月30日,长春经开公司累计发行股本总数46,503.29万股。2020年的具体目标: 智能制造技术与装备实现突破。研发一批智能制造关键技术装备,具备较强的竞争力,国内市场满足率超过50%。突破一批智能制造关键共性技术。核心支撑软件国内市场满足率超过30%。发展基础明显增强。智能制造标准体系基本完善,制(修)订智能制造标准200项以上,面向制造业的工业互联网及信息安全保障系统初步建立。智能制造生态体系初步形成。培育40个以上主营业务收入超过10亿元、具有较强竞争力的系统解决方案供应商,智能制造人才队伍基本建立。重点领域发展成效显著。制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率超过70%,关键工序数控化率超过50%,数字化车间/智能工厂普及率超过20%,运营成本、产品研制周期和产品不良品率大幅度降低。市场分析:工业自动化生产线装备快速增长 工业自动化生产线装备经历高速增长,主要原因是更快的制造业周期和更高的柔性化加工要求。在新的数字化、智能化制造背景下,各种类型的制造企业都需要加快自动化变革,工业自动化生产线装备进入了新的发展时代。工业自动化生产线装备处于机器人产业链的下游应用端,为终端客户提供应用解决方案,其负责工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备的集成,是工业机器人自动化应用的重要组成。只有机器人本体是不能完成任何工作的,需要通过系统集成之后才能为终端客户所用。相较于机器人本体供应商,工业自动化生产线装备供应商还要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、相关项目经验等,提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。从产业链的角度看,机器人本体(单元)是机器人产业发展的基础,而下游工业自动化生产线装备是机器人商业化、大规模普及的关键。本体产品由于技术壁垒较高,有一定垄断性,议价能力比较强,毛利较高。而系统集成的壁垒相对较低,与上下游议价能力较弱,毛利水平不高,但其市场规模约3倍于本体市场。

不忠者

制造行业深度报告:“智慧工厂”是产业升级的必然选择

什么是“智慧工厂”第四次工业革命与“智慧工厂”德国政府首次提出工业 4.0 概念第一次工业革命以蒸汽机的使用为标志,开创了机器代替手工劳动的时代;第二次工业革命的兴起促使人类进入了电气时代;第三次工业革命是科技领域的又一次质的飞跃,信息控制技术的革新推动了社会生产与生活方式。德国政府于 2013 年在汉诺威工业博览会上正式公布“工业 4.0”理念与计划,其同时被确定为《高技术战略 2020》十大未来项目之一,并获得政府 2 亿欧元的资助。工业 4.0 同时也被认为是以信息物理系统(CPS)技术为核心的第四次工业革命。CPS 为工业 4.0 的基础,其深度融合计算、通信以及控制技术,有效实现柔性生产线的实时感知、实时控制以及信息实时存储。工业 4.0 强调在自动化、信息化基础上的高度网络化,其中,自动化体现为大规模采用自动化流水线作业,人力成本得到有效控制;信息化通过企业管理软件系统加以实现,单一软件相互间的协同融合成为趋势;而高度网络化作为工业 4.0 区别于前三次工业革命最重要的特征,通过工业物联网技术实现大数据的挖掘与再增值。工业 4.0 包括九大技术支柱,分别为工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、3D 打印、自动化技术、工业网络安全、虚拟现实以及人工智能。工业4.0关键词工业 4.0 可简单概括为“一个核心、两大主题、三项集成”。一个核心即互联,具体为生产设备间、设备与产品间、虚拟与现实间的互联互通。基于信息物理系统(Cyber-Physical Systems)完成“制造”向“智造”升级,机器、存储系统与生产过程构建成相互交织的工业网络,实现数据的实时交互与储存。作为工业 4.0 的两大主题,智能工厂与智能生产贯穿产业升级全过程。其中,智能工厂主要研究智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现;智能生产指人机互动、智能物流管理、3D 打印等技术在工业生产过程中的应用。下载本文完整报告,请在PC端访问乐晴智库网站 www.767stock.com工业 4.0 的三项集成分别为纵向集成、横向集成以及端对端集成。其中,纵向集成为企业内部的集成,主要解决企业信息孤岛问题,实现生产设备间的互联;横向集成为企业间的无缝衔接与合作,为企业纵向集成的外向延伸;端到端集成为贯穿全社会价值链的工程化数字集成,从而最大程度实现个性化定制,以及产品全生命周期管理。下载本文完整报告,请在PC端访问乐晴智库网站 www.767stock.com智慧工厂的成长路径有三步,依次为包括执行层自动化、管理层信息化以及最终的智能化。作为工业 4.0 的实现途径,智慧工厂的主要特征包括:(1) 利用物联网技术实现设备间高效的信息互联,数字工厂向“物联工厂”升级,操作人员可实时获取生产设备、物料、成品等相互间的动态生产数据,满足工厂 24小时监测需求;(2) 基于庞大数据库实现数据挖掘与分析,使工厂具备自我学习能力,并在此基础上完成能源消耗的优化、生产决策的自动判断等任务;(3) 引入基于计算机数控机床、机器人等高度智能化的自动化生产线,满足个性化定制柔性化生产需求,有效缩短产品生产周期,并同时大幅降低产品成本。(4) 配套智能物流仓储系统,通过自动化立体仓库、自动输送分拣系统、智能仓储管理系统等实现仓库管理过程中各环节数据录入的实时性以及对于货物出入库管理的高效性。(5) 工厂内配备电子看板显示生产的实时动态,同时,操作人员可远程参与生产过程的修正或指挥。德勤在《2016 全球制造业竞争力指数》报告中就先进制造技术在未来重要性的选项按国别进行排名。从结果看,“智能工厂”在美国、欧洲、中国三大地区的重要性排名分别为第 4 位、第 1 位与第 2 位,突显出其在未来智能制造技术中的重要地位。除此之外,预测分析、智能互联产品等技术同样排名靠前,事实上,它们都是“智能工厂”、“智能生产”的重要组成元素。工业 4.0 在各国相继获得实践2015 年 5 月,国务院正式印发《中国制造 2025》,其为我国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领,被视为中国版 “工业 4.0”指导文件。文件提出我国制造业通过“三步走”实现制造强国的战略目标:(1) 第一步:力争用 10 年时间,迈入制造强国行列;(2)第二步:到 2035 年,我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;(3)第三步:到新中国成立 100 年时,制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。由于我国相当部分的制造型企业仍处于“工业 2.0”阶段,工业基础发展阶段的不同决定了与德国提出的“工业 4.0”概念相比,“中国制造 2025”更注重产业与政策升级,而“工业 4.0”对于技术与模式给予更多关注。作为五项工程之一的智能制造工程,文件中明确提出,到 2020 年,制造业重点领域智能化水平显著提升,试点示范项目运营成本降低 30%、产品生产周期缩短 30%、不良品率降低 30%。到 2025 年,制造业重点领域全面实现智能化,试点示范项目运营成本降低 50%、产品生命周期缩短 50%、不良品率降低 50%。除我国的“智能制造 2025”外,英国、美国也相继提出类似德国版“工业 4.0”概念,其包括美国的先进制造业国家战略计划、英国的工业 2050 战略等。 “智慧工厂”是产业升级的必然选择从智慧工厂的必要性讨论,其需求驱动力主要来自三方面,包括产业升级、劳动力成本以及节能环保。一方面,在物联网技术愈发成熟的背景下,信息技术与制造技术发生了高度的融合,为智慧工厂的实现创造了技术支持。另一方面,从企业自身角度出发,伴随着人口红利逐步消失、绿色制造要求趋严等系列因素的倒逼,企业具备足够动力主动升级自动化生产装备,以此提升生产制造综合竞争力,在节能降耗前提下实现生产效率的最大化。就我国具体情况来看, 2015 年国务院印发的实施制造强国战略第一个十年的行动纲领《中国制造 2025》对我国未来 5 到 10 年的制造业主要指标提出要求,从创新能力、质量效应、两化融合、绿色发展四方面对国内制造业企业给出规范建议。举例来说,至 2025 年,我国制造业质量竞争力指数应提升至 85.5,较 2015 年的 83.5上升 2 个点;关键工序数控化率应提升至 64%,较 2015 年上升 31 个百分点;规模以上单位工业增加值能耗应较 2015 年下降 34%等。我国“智慧工厂”发展动力之一:产业升级需求智能制造装备产业主要包括智能测控仪器仪表、数控机床、工业机器人、新型传感器、3D 打印、自动化成套生产线等。根据《智能制造装备产业“十二五”发展规划》,2010 年,我国部分智能制造装备产业销售收入逾 3,000 亿元,但在高档特种传感器、智能仪器仪表、自动控制系统、高档数控系统、工业机器人的市占率低于 5%。《规划》提出,至 2015 年,产业销售收入突破 1 万亿元,至 2020 年实现销售收入 3 万亿元。我国“智慧工厂”发展动力之二:与东南亚国家相比劳动力成本优势消退自 2008 年以来,我国劳动力成本的增速明显快于工业生产效率增速,尤其是2010 年以来,工业部门的平均工资增速均保持着两位数的增长,过去的人口红利随着劳动力成本的快速上升而逐步消失。根据经济学人智库的测算,2013 年至 2020年,国内的劳动力年收入平均增速将保持在约 12%左右,中国在印度、越南、泰国等东南亚国家的人力成本优势已基本不再。权威机构的测算数据显示,我国的制造业劳动成本在 2019 年将为越南的 177%、印度的 218%。当然,从全球范围看,中国的劳动力成本仍处于相对低位,这也是欧美发达国家积极推进工业 4.0 改革创新的重要动力之一。观察 2015 年全球主要制造业国家劳动力成本,德国以 40.5 美元/小时排名首位,而中国为 3.3 美元/小时,行业平均值为18.7 美元/小时。在全球制造业继续向高附加值产品与服务升级转型过程中,制造业强国有望全面受益于对于先进制造技术的持续投入,根据德勤的报告,2020 年美国有望超越中国成为全球制造业排名第一的国家。我国“智慧工厂”发展动力之三:节能减排约束推动绿色制造为我国制造业转型的重中之重。《中国制造 2025》中明确提出全面推行绿色制造,到 2020 年,建成千家绿色示范工厂和百家绿色示范园区,部分重化工行业能源资源消耗出现拐点,重点行业主要污染物排放强度下降 20%。到 2025 年,制造业绿色发展和主要产品单耗达到世界先进水平,绿色制造体系基本建立。2016年,基于《绿色制造工程实施指南(2016-2020 年)》的《绿色制造 2016 专项行动实施方案》印发, 进一步细化了对于构建绿色制造体系的要求。我国工业节能市场占比最大为钢铁行业,其后分别为建材、电力、化工等,其中钢铁、建材与电力占比分别为 18%、13%与 13%。2013 年,国内投入与工业节能技改的总投资额为 246 亿元,其中来自国家财政补贴 18.44 亿元,补贴有所下滑主要由于国家加强了项目审核的力度。从潜在市场来看,根据国家发改委能源研究所的测算,我国通用领域、电力、钢铁等行业的节能潜力分别高达 13,428 万 TCE、5,906万 TCE、2,111 万 TCE,加总主要子行业市场的潜在规模,工业节能市场的容量预计可达 8,863 亿元。“智慧工厂”的三层架构智慧工厂的三维:计划层+执行层+控制层智慧工厂拥有三个层次的基本架构,分别为顶层的计划层、中间层的执行层以及底层的设备控制层,大致可对应为 ERP 系统(Enterprise Resource Planning 企业资源计划)、MES 系统(Manufacturing Execution System 制造执行系统)以及 PCS系统(Process Control System 过程控制系统)。企业的信息化集成可以帮助企业有效解决“信息孤岛”问题,其中 MES 系统为架于计划层与控制层之间的重要桥梁,处于最为核心的位置。一方面,MES 系统对于来自 ERP 系统的预算、采购、生产等各项任务进行再处理,经过细化、分解后及时传递至控制执行层。另一方面,MES 系统通过收集、处理、分析 PCS 系统实时反馈过来的生产数据对下一次可能的生产任务进行优化,并将其及时反馈至顶层计划层。“智慧工厂”下游应用行业分布广泛示范项目加速落地按MES系统分类,智慧工厂下游行业可粗略划分为离散型与流程型。其中,离散型主要包括机械、航空航天、汽车等,指生产过程被分解为诸多加工任务分步完成,一个完整的最终品的装配成品需要以各环节多个零部件在不连续工序下的生产为前提。流程型主要包括石油化工、生物医药、食品饮料、纺织等,指产品生产过程为不间断流程作业,在通过系列的化学、物理变化后最终成品。2015年~2017年,工信部公布的智能制造试点示范项目上榜数量共207个,其中,2017年共98个,示范项目正加速落地。“智慧工厂”三层架构以及对应的市场空间计划层:2016年,全球企业级软件市场3,260亿美元,同比增长3.84%;国内市场1,247.30亿元,同比增长15.50%。MES系统联结计划层与控制层/设备层,为工业软件核心。控制层:工业以太网技术未来或将逐渐代替现场总线技术成为工业通讯主导。2016年,我国工业自动控制系统装置行业市场3,686.47亿元,同比增长9.71%。其中,2016年,国内PLC市场规模约59.6亿元,国内DCS市场规模约60.52亿元。设备层:2016年,我国工业机器人销量达到8.7万台,同比增长26.90%,占全球总销量29.59%。同时,在国产工业机器人大发展背景下,核心零部件供应商迎历史机遇。数控机床方面,消费电子等下游行业需求旺盛,看好CNC设备未来的稳健增长。获取本文完整报告请百度搜索“乐晴智库”。

虞梅

深度报告|全球制造业新趋势

概述在下一轮制造业革命中,3D打印、机器人等科技将改变工厂生产的方式,而企业也将重新考虑其产品以及生产基地。小批量、高度个性化的产品将在流水线完成组装,产品之精良就好比高科技版的传统手工艺品。制造业革命即将到来;未来五至十年内,所有行业的制造企业都将卷入一场争夺战,力争根据客户需求有效地进行生产。客户需要时就可以把定制的产品送到客户手中,以满足客户不同的喜好。企业必须作出战略选择以维持较强的竞争力,投资科技以确保能够持续分析客户偏好和购买习惯相关数据,从而迅速应对市场变化。工厂规模越来越小,交付周期将缩至最短,价值链也将变得更短。制造企业将实行分权式管理,简化缩短供应链,大幅拉近与客户的距离。尽管科技使这一新的制造模式成为可能,但落实这一模式的推动力来自客户。 在新兴市场以及发达地区,客户越发希望产品能够迎合当地的文化偏好,而非同质化的全球品牌及B2B服务。早在20世纪80年代,汽车行业就成为本地化模 式的领导者,日本车企以定制服务打开美国市场。然而,其他行业直到最近才采用这一模式,冰箱、牙膏、家具、服装以及软件行业开始根据各个地区的市场调整自身的产品设计。电子商务的普及改变了客户的体验,人们可以更加了 解有关产品及其竞争者产品的信息、定价详情,并通过同业评论获悉产品质量。史无前例地,客户可以合理要求大规模的厂商为其提供本地化的产品。受益于按需生产模式(point-of-demand model),灵活应变的制造企业会赚得盆满钵满。随着供应系统的反应能力不断提升,当地客户需求也更加清晰,库存管理效率有所提高,大批量仓库产品的运输成本也将随之降低。供应链管理及生产计划的相关费用也将有所削减。在客户需要时,企业若能为客户量身定制最符合其需要的产品,就会收获更高的销售回报。相反,随着按需制造逐渐盛行,拥有全球工厂网络和大型集中的工厂,并采用传统运营系统、组织结构与流程进行管理的企业,可能会发现他们的商业模式已经过时了。放眼全球,本地制造一家小型的美国初创公司Local Motors揭示了未来制造业引人入胜的一面。该公司在全球有五家微型工厂,主要使用3D打印设备生产一款名为Olli的无人驾驶班车,由IBM Watson人工智能技术支持,通过智能手机app叫车,支持声控;一架可载货的空中客车无人驾驶飞机Zelator;全球首辆3D打印汽车Strati,诞生于国际制造科技展上,且仅需44个小时。该车即使不能和跑车媲美,也适于驾驶。不过,Local Motors的3D打印不过是这家公司业务模式中值得研究的冰山一角。 该公司还在一个全球网络平台上利用众包征集产品设计,参与者会在公开的论坛上提出对于集体消费的看法。在Olli的征集活动中,获胜的设计师是一个从未做过工业产品设计的24岁哥伦比亚青年,他不仅获得一笔小额现金奖励和销售提成,还有机会在Local Motors制造团队中继续工作、学习。Local Motors的生产布局计划也同样引人注目。随着微型工厂的概念不断发展,Local Motors将在客户所在地建立新工厂,所生产的每件产品在同类中都是独一无二、完全符合各地客户的喜好与要求。在3D微工厂中,占主导地位的不再是生产规模,而是从工程、设计、零件、劳动及效率上节省的潜在资金。Local Motors称之为“在视野内创造收益”,即公司为工厂所在地的客户提供实用的、有吸引力的定制产品,定价也十分符合产品的独特价值。Local Motors的业务仍处在萌芽阶段,日后的成败还难以预料,但它的核心价值在于推动了行业内生产法则的重大转变,这是各类规模的制造企业在未来数年内不得不考虑的问题。几十年来为了追求更低的生产成本,实现规模经济,制造企业不断扩大工厂布局、使供应链延伸到新兴市场,通过复杂物流网络在世界各地大量分销产品。而今,制造企业发现他们的全球化战略已经丧失了活力。尤其是他们的集中式管理结构、冗长的供应链、缺乏多样性的产品,以及耗时的产品运输。这些都影响着制造企业的区域灵活性,在某些情况下,还会让他们在本地竞争中处于劣势。相反,对于成功的制造企业来说,新的战略原型将基于一个相对简单的想法: 最具效益的制造模式是能够准确把握产量,满足客户需求,留有足够的空间进行本地和个人定制。这一理念的实现很大一部分缘于科技的进步,包括3D打印、工厂创新、电子商务、数据分析、物联网等等。即使市场需求变幻莫测,有了科技的助力,企业总能把握客户兴趣—新兴市场的中产阶级正不断壮大—和客户对特定产品的需求。虽然一些产品的定制化程度将高于其他类别的产品,但鉴于产品质量改善,市场反应加速,工厂规模缩小,交付周期缩至最短,供应链协作得到加强,分权式管理得以实施,总的来说制造企业与客户之间的距离将大大缩短。另外,按需生产模式的影响将超出企业对消费者的领域。B2B领域的供应商也将面临压力,需要提升自身的应对能力,缩短供应链,更积极地服务终端客户,这也是他们的客户(制造企业)完成战略转型的一部分。这意味着一些企业的运营存在问题:当下大量投资拥有众多大型集中式工厂的全球工厂网络,通过传统运营系统、组织机构与流程进行管理的制造企业发现他们运营模式被淘汰的速度超过了预期。但是应变能力最强的制造企业从新模式中收益颇丰。当供应系统更加灵活多变,客户需求越发清晰,库存管理将得以提升,大批量仓储抛弃滞销的存货,产品的运输成本也随之下降。此外,耗资巨大的长期生产计划以及供应链管理的减少,也将为企业节省费用与资源。企业如果能超越竞争对手,生产出最切合客户需求的产品—在关键时刻提供客户所需的产品—其销售利润将会大幅增长。态度转变过去数十年中,全球制造业形成一种定式:通过传统的大批量生产计划实现成本削减目标。在区域中心(通常在制造企业本国市场以外的发展中国家)建立工厂,成为削减劳动力成本,与区域内低成本供应商结成联盟的一个途径;只要在新兴国家投资经营所享受的优惠政策足够克服物流低效以及产品上市时间方面的困难,这一途径便有利可图且意义重大。但在各种趋势的共同影响下,这一战略模式过时了,价值创造从生产转移至下游的客户与产品定制。原因之一是,新兴国家工资上涨和对能源价格波动的担忧削弱了跨国公司通过海外市场获得的竞争优势。因此,众多大型工业企业改变战略,选择迁回美国及欧洲本土市场,终结产品在海外生产后转运回母国的模式。自2010年起,(当年美国制造业的就业率跌落至当代最低点)先前从海外为美国制造企业供应物资的企业通过回流或外商直接投资为美国创造超过33.8万个就业岗位(图一)。图一:最近,政治波动对跨国公司的制造产业布局和供应链决策产生了影响。英美两国的新政府提出了保护主义,释放出全球贸易再度放缓的信号,而过去几年全球贸易一直在走下坡路。部分原因来自贸易自由化进度放缓而对于汇率波动、 新关税或其他以贸易为基础的税收的担忧与日俱增。基于上述现状,选择在产品销售地进行生产更为经济可行,而企业也都采用了这一模式。例如,英国脱欧公投后,英镑应声暴跌,导致企业对外贸易费用上涨,英国食品公司转而与国内供应商合作,力求降低成本。“产地直销” 这一理念在汽车行业越来越举足轻重,雷诺-日产首席执行官Carlos Ghosn对路透社表示:“毫无疑问,我们必须顺应时势。”然而,最重要的是,制造企业与客户之间瞬息万变的关系正是按需生产战略变革的核心推动力,且对变革有着长期的影响。在所有地区的市场,尤其是需求不断增长、中产阶级持续壮大的新兴国家,客户越来越希望得到能够迎合当地文化偏好的产品,而非同质化的全球品牌及B2B服务。尼尔森近期针对61个国家3万名消费者开展的一项调查显示,四分之三的受访者购买产品意向主要基于该产品是否在本地生产。亚太地区、非洲及中东地区的民众更是如此。在对全球企业的调查中,企业也持相同意见,这也加速了产品定制化的进程;从冰箱到牙膏、薯片到软件,所有的产品都根据各个地区的偏好重新设计。尤其是电子商务及其许多在移动互联网上涉及更简单透明交易的分支领域,都颠覆了客户体验,使消费者能够了解更多的有关产品及其潜在竞争者产品的信息、定价详情,并通过同业评论了解产品质量。史无前例地,客户可合理要求主流制造企业为其提供本地化的产品。当企业通过定制化服务满足了客户需求,客户忠诚度也随之提高(图二)。图二:技术促进毋庸置疑,经济与消费趋势助力销售地制造成为大势的同时,其本身也是股不可阻挡的力量。但若没有科技方面的显著突破—按需生产的核心、激发其潜能的关键,经济与消费趋势也就无法发挥其作用,或至少使企业丧失采取对应措施的能力。这一系列新兴科技可大幅简化供应链,缩短产品从工厂送达至客户的路径,也令小批量生产及产品定制化变得更为经济可行。尽管仍然处在起步阶段,但科技已深刻改变了制造业格局,为小规模竞争者开放准入市场;拓展新途径,使企业可以更高效、低成本地为客户提供更优质的定制产品;促使成熟企业培育一系列可持续的本地化制造能力、应用创新生产模式。制造企业制定按需生产框架时可应用的先进科技有以下几类:■ 客户导向型软件这一类先进软件应用技术的形式很简单,最佳代表是苹果公司iPhone的研发以及全球发售的模式。苹果公司只是将iPhone定位为一般硬件装置,可通过程序及应用程式实现个性化设置与持续升级,从而满足个人用户的喜好;苹果公司相信定制化软件将为其产品带来可持续性的价值。在实际中,每位iPhone用户通过苹果公司提供的平台,装载各自所需的第三方开发的针对各区域需求的应用程序,自行完成最终产品的配置,实现用户定制化。苹果公司的这一模式,其他通讯与计算机公司也在采用。这样的模式是客户导向按需服务的相对基础应用,很少涉及软件更深层的技术领域。谈及和按需生产相比更超前却同样可能成真的概念,不得不提及区块链在制造业的影响。(区块链已成为金融服务领域常见的软件机制,用于保证安全的点对点交互,无需第三方中间人介入及验证交易。)在生产领域应用这一技术后,制造企业、供应商及客户可通过区块链网络迅速找到对方,不管是提交1件甚至10万件商品的即时需求,都可建立数字化交易关系。有能力在紧迫交付时间内完成任务的供应商与制造企业(在某些情况下将涉及多个生产者)将共同合作实现客户的需求。■ 数字化工厂配备先进生产硬件与软件的全数字化工厂可完成制造流程与足迹的本地化与自动化,从而简化与缩短供应链。这些高度自动化、重度依赖科技的工厂实质上是新型统包工厂范本,可在任何区域迅速投入使用。自动化可减少对于当地技术型劳动力与培训的需求,同时保证质量稳定性。制造企业在向当地工厂转移更多价值的同时,获得更多的灵活性、有能力提供产品定制化服务将成为可能。为更好地满足中国、非洲以及中东地区客户对于短项目计划周期的要求,美国一家工业设备制造企业拟定并执行了一项生产计划,此计划勾勒了数字化工厂的蓝图。该公司作出这一决策是由于发现有些客户在启动新工厂项目之前只预留了有限的时间,因此通常会购买符合工厂需求的任何市面上销售的工业机器设备,完全不在意品牌。这意味着这些地区的工业设备制造企业只需要将其产品交付周期缩短两周,便可明显提升在当地的市场份额。基于这一发现,该公司执行了一项生产计划:仅在美国生产工业设备的精简框架,而后利用联网计算机辅助设计与数字工程工具,在毗邻其新兴市场客户的定制化中心完成产品的最终装配,如安装附加配件或根据当地客户需求作改动。通过评估企业收集到的大量有关目前运营情况的数据:各区域市场对于自身产品的需求、客户对于产品的使用情况、库存水平、产品性能(通过B2B领域制造并镶嵌在产品中的传感器获取),以及供应链活动,先进的分析技术可深度开发数字工厂及数字按需制造的潜在价值。这些分析成为反映企业生产与供应链近况及其应对客户需求能力的窗口。故此,这些宝贵的数字信息存储(有时也称为智能可视化为弹性灵活的制造足迹奠定了基础,企业可根据不同区域市场的多变需求作出动态应变的生产决策。制药行业是积极探索如何利用数据分析与数字化工厂的领先行业之一。已有一家大型制药企业以及众多制药研究团队投身于研究如何运用智能可视化快速建立便捷式制造软件套件,从而提供满足特定区域市场需求的定制化产品。初始的这类制药工厂仍然处在试运行阶段或正在等待监管审批,但制药企业希望这一模式可帮助减少库存、更好地应对当地需求以及缩短工厂停工期。西门子也采纳类似的应用,将智能可视化与模拟软件结合,在为工业客户建立工厂前通过数字化精密调整工厂工程设计、质量控制、产能利用、设备运行、自动化与生产流程。在这一模拟蓝图的帮助下,西门子协助其客户快速建立高成本效益、高效率的按需生产的工厂,根据输出类型、产量及其他地区要求量身打造。■ 制造创新数十年来众多生产方式中最新颖的当属3D打印,它将小型或大型零部件及最终产品的生产直接交由工厂完成,不论工厂位于何处,也无需负责产品的运输;应用3D打印—通过建立三维元件层生产产品,因而也称作增材生产—可将制造过程中的附加价值引流至当地制造活动中。因此,实施增材制造计划的汽车制造企业可利用3D打印机在几分钟内根据客户的选择制造出特别设计的车前灯,不再需要耗费数周等待供应商的生产与交付。制造企业因此有能力采取更灵活的方式回应客户需求,也更愿意在产品设计与定制化中大胆尝试。目前3D打印的工业应用处于相对基础的层面,在探索增材制造将如何影响(并从多方面引领)按需生产的革命方面也只是管中窥豹。在为国际生产工程学院2015年制造工程智能计算大会(Intelligent Computation in Manufacturing Engineering conference)准备的论文中,三位欧洲学者提出一个观点:3D打印将会使云端生产成为必然。在此场景下,供应商将不再生产实物产品,而是向制造企业出售定制化产品数据,随后制造企业利用3D打印在分散式、本地化的工厂中生产产品。战略框架制造业风云万变,因此企业需要保持自身的灵活性,迅速应对实时变化,寻找最佳途径建立更加客户导向型、更高效的生产模式。我们认为,所有形态的制造企业都必须重新审视自身的供应链,并决定应如何综合利用下文所述的三大生产战略,从而凭借优势抢占市场高地,从容应对按需生产模式的激烈竞争。■ 产品定制化随着批量制造逐渐被定制化生产所取代,众多企业对新型模式持试探性态度。标准产品根据客户实际订单在需求地进行配置,这是产品定制化目前最为保守的形式,产品定制化也因此被认为是开给顾客的空头支票。这一模式涉及的标准产品数量往往有限,且定制化程度较低,例如吉他或手机壳有六种颜色可选,这一现象在很多行业中比较普遍。由于在产品设计上畏手畏脚,企业即使采用这一模式,也不会在按需生产模式中作出更为大胆的创新,因此不可能收获大量的实际利益。现今对生产者而言更可取的是至少成长为成熟的产品装配中心,提供相对多元化的按需制造,为客户提供广泛的选择,而不仅仅是屈指可数的产品种类。很多企业纷纷以不同有趣的形式将这一理念延伸并融入生产运营中。例如,运动鞋品牌商阿迪达斯近期在德国与美国建立Speedfactory,工厂内的工作完全由机器人执行,可迅速生产运动鞋,并在颜色、鞋带、材质、足托、图案刺绣以及品牌标志等方面提供多种定制化方案。IOPscience在印度尼西亚发布了一项有关大规模定制化前景的研究,该研究发现在2014年,德国企业设立了470个基于Web的产品装配系统,美国有超过332个,其他国家的企业也设立了大约200个。然而,这些都不是完全意义上的定制化制造;定制化制造是按需生产模式的终极目标,因为产品的设计不可能完全由个人单独完成。迄今为止,仅有少数类似Local Motors这样进行小批量生产的企业在该意义深远的制造领域中积极探索。要实现这一目标,成为真正意义上的按需制造企业,企业必须全面改革并重新制定其产品生产与设计流程。随着生产日益趋向小批量产出、所需要的运营开支不断减少、效率不断提高,市场上极有可能出现大众市场价格的定制化汽车等产品。■ 科技驱动型生产推动按需制造的科技应用包括工厂模拟、传感器、云端程序、物联网以及3D打印。但真正促进这些应用的,是成熟完善且严谨设计的数据系统,这些系统可生成深度分析,从而支持高效的产品定制化、预测客户喜好。在按需生产环境中,企业网络必须具备迅速连接数以万计客户的能力,自动获取客户订单与需求(无论是生产单个产品,还是按时分批交付)。成功捕捉信息后,这些数据必须直接导入生产系统,系统中的自动生产流程便立刻开始生产。西门子首席执行官Joe Kaeser称,西门子的最终目标是利用客户数据分析— 回应客户需求的预测程序、追踪以往订单及具体喜好、用于维护上市产品的传感器—优化价值链。Kaeser如此说道:“从数据中获得的信息可缩短价值链。生产会变得更快、耗费的成本会更低、灵活性也会更高。企业可大规模地生产某一产品,也可删减价值链中低价值的某些环节。”■ 精益制造的升级基本的精益原则在按需制造时代依然具有重要意义,但必须与新兴科技联手以增强精益方法与成效。在新环境下,制造与供应链的灵活性以及模块化产品设计尤为关键,但会对传统精益模式带来的规模经济效益造成一定的威胁。要克服一次性或小批量制造可能产生的低效,数据分析、传感器、机器人技术、联网技术、制造设备(包括但不限于3D打印)以及云端编程等领域应取得突破以加速定制化生产进程与系统发展,从而保障精益概念,即注重质量、效率、工厂绩效与生产力。在精益领域中,人类在工厂中的地位将不可避免地面对按需制造的考验。传统上,企业采用精益方法来调整与优化流程、规范人员在工厂中的行为与日常活动,最终的目的是杜绝浪费与制程变异。但这一思维将被摒弃,原因在于机器人流程自动化—尤其设计、工程或信息处理等基于软件的活动—能够包容一定程度的低效,这是因为其强大的计算能力可以杜绝轻微浪费或能够更高效工作。换言之,在机器人工厂中,制程变异这个关键的精益指标, 将因为流程自动化迎刃而解。然而,即使在新的精益模式下,人类在价值链的上游依然发挥极其重要的作用。确切来说,既然按需制造依赖高效生产系统以完成定制化生产,那么设计全新的流程、管理流程的执行以及敦促流程的持续完善必然需要人类智慧,即使越来越多的重复性工作将由人交付给机器人与人工智能。要想在建立按需制造工厂后占据优势地位,制造企业必须能够创造性地运用精益原则,让效率更上一层楼:按需制造环境下的成功不仅包括重复性任务的生产力提高,还体现在产品的灵活性与定制化程度随着制造流程处理订单数量的增加而不断提高。在此模式中,人才资源将专攻如何持续改进、微调与创新定制化生产,以及对于简单或复杂客户需求的灵活快速反应。结论现代制造业必然会走向产品定制化,对此企业早已深谙于心。确实,为营造定制化程度更高的制造与服务环境、更好地回应客户需求,企业所倡导的大规模定制化可以说是早期甚至是原始的概念。例如,车主可从某种程度上定制自己的爱车:可自主选择颜色、引擎规格及传动方式等等。这一体系并不是十分完善,但由于科技的步伐赶不上定制化宏图的发展,在没有完全构建新生产模式的情况下,制造企业即可涉足大量定制化领域。但现在情况已完全不同。科技进步与数字化发展正在兴起并迅速影响整个制造环境,令按需生产模式在几乎所有行业中成为必然趋势;而实际上,各行业已经在执行相关应用。最终,大胆创新的客户将可以自主设计Local Motors甚至丰田、本田及通用这样的大企业生产的汽车,并通过3D打印机制造出来。客户在享受真正产品定制化的成果后将会提出更高的要求,为具备定制化能力的企业带来更多收益,也迫使所有想要继续生存的制造企业培养这方面的能力。对按需制造趋势有所准备的企业终将蓬勃发展。但企业必须现在就行动起来,重新审视自身的长期制造战略,采用优化流程、系统与先进科技,制定生产决策,全面变革与客户互动方式,直面行业中的竞争与挑战。爱创客邀请函2017年精彩回顾,点这里!