2023年機械行業(yè)市場簡析

2023年機械行業(yè)市場簡析01.總體策略工業(yè)化基本完成，制造業(yè)總體固定資產(chǎn)投資增速放緩2020年我國已經(jīng)基本實現(xiàn)工業(yè)化。根據(jù)中國社會科學院經(jīng)濟研究所的劃分，工業(yè)化水平指數(shù)達到100就表明全面實現(xiàn)工業(yè)化，而2020年中國整體工業(yè)化水平指數(shù)93，工業(yè)化已基本實現(xiàn)。制造業(yè)固定資產(chǎn)投資增速放緩。在整體工業(yè)化水平較高的基礎上，國內(nèi)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額累計同比除2020年-2022年由于疫情影響有所波動外，呈現(xiàn)增速放緩趨勢。更應關注固定資產(chǎn)投資加速的細分領域。海外需求收縮，我國制造業(yè)潛在市場空間縮小國際需求收縮或?qū)ξ覈圃鞓I(yè)產(chǎn)生影響。從最新公布的各項數(shù)據(jù)來看，美國、德國、英國等國家的經(jīng)濟衰退跡象日漸凸顯。根據(jù)ISM（美國供應管理協(xié)會）公布的數(shù)據(jù)，美國、德國5月制造業(yè)PMI分別從4月的47.1、44.5下降至46.9、43.2，其中美國5月新訂單分項從4月的45.7下降至42.6，預示著需求繼續(xù)放緩。制造業(yè)出口依存度高，設備潛在市場空間縮小。我國出口依存度較高的行業(yè)分別為TMT設備(46.43%)，紡織（36.23%），儀器儀表（32.28%），電氣機械和器材（21.45%）等，需求減弱也會對上游設備產(chǎn)生影響。工程師紅利仍然雄厚，高科技是制造業(yè)發(fā)展必然方向工程師紅利雄厚。近20年來，我國普通本?？婆c研究生畢業(yè)人數(shù)分別由2003年的187.1萬人、11.1萬人上升至2022年的967.3萬人與86.2萬人。人口素質(zhì)的大幅度提升，意味著我國未來“工程師紅利”將得到持續(xù)釋放，對于我國經(jīng)濟質(zhì)量、科技水平提升將起到重要支撐。高科技是制造業(yè)發(fā)展必然方向。參考日本的工程師紅利發(fā)展過程，二戰(zhàn)后，從軍工廠出來的工程師開始轉(zhuǎn)向民用領域，促進了日本經(jīng)濟恢復，這是第一波工程師福利。隨后，日本推出了《新長期五年計劃》等政策，大量擴建理工大學，擴招理工學生。此后的20年左右時間，理工科教育改革幫助制造業(yè)快速崛起，日本的汽車、電子、半導體等高端制造業(yè)迅速壯大。近30年來，日本制造業(yè)整體增速明顯放緩，但已基恩士、愛德萬為代表的高科技設備仍然錄得強勁增長。02.自主可控半導體：全球半導體資本支出疲軟，國內(nèi)晶圓廠逆勢擴張受消費電子需求較弱影響，全球半導體市場增速放緩，ICInsights預計2023年全球半導體資本支出約1466億美元，同比下降19%。然而，國內(nèi)晶圓廠逆勢擴張。預計中國大陸未來5年（2022年-2026年）還將新增25座12英寸晶圓廠，總規(guī)劃月產(chǎn)能將超過160萬片。截至2026年底，中國大陸12英寸晶圓廠的總月產(chǎn)能將超過276.3萬片。半導體：先進制程成為競爭制高點，推動晶圓制造設備開支顯著提升半導體設備銷售額創(chuàng)造新高，國內(nèi)市場占比位居第一。數(shù)字經(jīng)濟推動半導體芯片技術持續(xù)迭代，并逐步向精密化、微小化發(fā)展，高端半導體設備的重要地位日益凸顯。根據(jù)SEMI報告，預計2022年全球半導體制造設備的銷售額創(chuàng)新高，達1076億美元，其中，中國大陸地區(qū)市場規(guī)模位居全球第一，達到283億美元。線寬微縮和3D堆疊等先進制程工藝顯著拉動晶圓制造設備投資。應用材料公司材料顯示，先進制程的推進顯著提高晶圓制造設備的投資額。3DNAND領域，堆疊化工藝每萬片晶圓產(chǎn)能投資額較平面工藝同比增長了近60%。DRAM領域，14nm-16nm工藝較25nm工藝的每萬片晶圓產(chǎn)能投資額同比增長了近40%；邏輯代工領域更為顯著，7nm工藝較28nm工藝的每萬片晶圓產(chǎn)能投資額同比增長了近一倍，且7nm工藝的邏輯代工每萬片晶圓產(chǎn)能投資額接近存儲的3倍。半導體：刻蝕設備刻蝕是通過化學或物理的方法，在沒有被光刻膠覆蓋的晶圓上進行雕刻，從而呈現(xiàn)出多層的立體微觀電路結(jié)構。隨著先進芯片向FinFET晶體管架構過渡，晶體管結(jié)構復雜度提升，刻蝕次數(shù)進一步增多，對刻蝕工藝精度提出了更高的要求。刻蝕方向是評價刻蝕工藝的重要指標，在濕法刻蝕工藝下，刻蝕方向是均勻的，溶液會同時對縱向和橫向進行刻蝕，導致對部分被光刻膠保護的硅片同樣被腐蝕，從而影響芯片的功能。而干法刻蝕通過用陽離子和自由基取轟擊硅片表面實現(xiàn)刻蝕，并利用陽離子的各向異性更加精準地控制刻蝕方向，較濕法刻蝕精確度更高，為目前主流的刻蝕技術。半導體：后道測試設備后道測試設備可以劃分為自動化測試系統(tǒng)（ATE）、分選機和探針臺，其中自動化測試系統(tǒng)占比較大。后道測試設備注重產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控，并貫穿半導體制造始末。半導體后道測試覆蓋了IC設計、生產(chǎn)過程的核心環(huán)節(jié)，通過分析測試數(shù)據(jù)，能夠確定具體失效原因，并改進設計及生產(chǎn)、封測工藝，以提高良率及產(chǎn)品質(zhì)量。據(jù)Semi數(shù)據(jù)，2022年全球半導體設備市場規(guī)模為1085億美元，后道封測設備市場規(guī)模61億美元，預計到2023年下降13.11%至53億美元，約364.4億元人民幣。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2022年中國占全球半導體設備市場規(guī)模26.6%，據(jù)此計算，預計2023年，國內(nèi)后道封測設備市場規(guī)模達97億元人民幣。機床——自主可控典型賽道機床作為工業(yè)母機，是工業(yè)生產(chǎn)最重要工具之一，產(chǎn)業(yè)鏈包括：上游的機床主體零部件、功能部件、電氣元件和數(shù)控系統(tǒng)等原材料，中游的金屬切割機床、成型機床和特種加工機床等機床制造，下游的應用市場，包括國防、石油化工、汽車產(chǎn)業(yè)、機械行業(yè)等應用領域產(chǎn)業(yè)。機床產(chǎn)業(yè)鏈是自主可控的典型賽道。當前機床行業(yè)下游對于高質(zhì)量、高技術水平機床產(chǎn)品需求迫切，中高檔數(shù)控機床市場需求上升較快，但國內(nèi)高檔機床行業(yè)國產(chǎn)化率低于10%，中高檔機床國產(chǎn)替代空間巨大。機床—進口替代和數(shù)控化趨勢不變數(shù)控機床是未來發(fā)展方向。困擾我國機床的主要問題為精度與不穩(wěn)定，設備正逐步向高檔數(shù)控機床過渡，新增金屬切削機床數(shù)控化率從2015年的31.15%提升到2020年的43.27%，呈現(xiàn)增長趨勢，但仍與發(fā)達國家（70%以上）差距較大。進口替代潛力巨大，科技安全屬性加速整機及核心零部件國產(chǎn)化進程。我國中低檔數(shù)控機床的核心零部件已基本能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化，且產(chǎn)品性能、質(zhì)量與國際先進企業(yè)相比無明顯差異。從長遠看，實現(xiàn)我國高端機床國產(chǎn)化將成為關鍵領域自主可控重中重。當前我國高端機床數(shù)控系統(tǒng)、傳動部件和功能部件等一系列核心零部件主要依賴進口，國產(chǎn)零部件使用率較低，一旦進口受阻，我國數(shù)控機床行業(yè)將陷入被動。五軸機床自主可控進度有望加快五軸聯(lián)動數(shù)控機床國產(chǎn)化率為個位數(shù)。相較于數(shù)控機床整體，五軸聯(lián)動數(shù)控機床整體應用更加集中，航空航天發(fā)動機零部件、飛機翼結(jié)構件關鍵零部件、能源、汽車和醫(yī)療需求占比較高。2017-2018年我國五軸機床的自給率不足5%，2020-2021年因為疫情影響進口，國產(chǎn)化率有所提高。關鍵功能部件難度高，需整體突破，部分國產(chǎn)品牌開始崛起。五軸機床關鍵功能部件如數(shù)控系統(tǒng)、電主軸、轉(zhuǎn)臺等對應技術復雜，制造難度大，且其自主可控需要關鍵部件整體突破，難度極高。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，不斷自主研發(fā)和汲取國外經(jīng)驗，以科德數(shù)控為代表的國內(nèi)企業(yè)已能實現(xiàn)大部分部件的自制。X射線檢測設備X射線智能檢測設備是利用X射線對物體的穿透、差別吸收、感光及熒光作用，將物體各部分的密度分布信息投射到X射線采集和成像裝置上，形成相應的影像，從而觀察物體內(nèi)部構造和情況。X射線智能檢測設備的構造包括X射線發(fā)生裝置、X射線探測裝置和機架等。X射線智能檢測系統(tǒng)可廣泛的應用于醫(yī)療健康、工業(yè)無損檢測和安防等領域。在醫(yī)療領域，數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)根據(jù)應用場景的不同可分為普放數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)、乳腺系統(tǒng)、診斷影像系統(tǒng)（包括C型臂、DSA、DRF、口腔CBCT等）、放療設備、寵物醫(yī)療診斷等；在工業(yè)無損檢測領域，X射線智能檢測設備主要應用于集成電路及電子制造、新能源電池、鑄件焊件及材料檢測、公共安全及其他（如食品安全等）等領域。集成電路及電子制造領域以國外競爭企業(yè)為主由于國外企業(yè)起步早、技術經(jīng)驗積累深厚，相比于中國企業(yè)在技術方面存在一定的優(yōu)勢。根據(jù)沙利文的統(tǒng)計，目前中國X射線集成電路及電子制造檢測設備領域有超過75%的市場被海外企業(yè)占據(jù)，尤其是在X射線高端電子制造及集成電路檢測設備領域。在中國企業(yè)中，根據(jù)沙利文的統(tǒng)計，2021年日聯(lián)科技以約6%的市場占比處于中國企業(yè)領先水平，包括日聯(lián)科技、善思等在內(nèi)的少數(shù)中國企業(yè)進入了該市場，中國市場集成電路及電子制造X射線檢測設備逐步從國外壟斷走向國產(chǎn)替代。我國X射線檢測設備市場空間2026年超240億元新能源電池預計2026年市場規(guī)模接近60億元。根據(jù)沙利文的統(tǒng)計和預測，2021年，X射線檢測設備在電池檢測領域的市場規(guī)模為13.2億元，其中中國設備占主導地位。新能源汽車和儲能行業(yè)的高速增長成為電池行業(yè)X射線檢測設備高速增長最主要的驅(qū)動因素。伴隨著動力電池及儲能企業(yè)產(chǎn)能的高速擴張，X射線檢測設備在該領域的需求量增長迅猛，且設備技術迭代快，預計未來5年（2022年至2026年）年復合增長率將超過28.9%，預計至2026年，X射線檢測設備在整體電池檢測領域的市場規(guī)模將達到58.0億元。03.科技新進展最新變化：CHATGPT接入，有望加速人形機器人進程ChatGPT應用逐漸深入，“AI+機器人”布局再度火熱。今年以來，ChatGPT引發(fā)的AI大模型熱潮，更是為人形機器人的發(fā)展注入了新生機。微軟團隊、谷歌、騰訊、小米、阿里巴巴等企業(yè)紛紛入場。特斯拉機器人取得全方位進展，運動控制能力持續(xù)進化，AI能力大幅提升。馬斯克在得州超級工廠召開了2023年股東大會，會上通過視頻展示了Optimus人形機器人最新進展，包括撿起物品、環(huán)境發(fā)現(xiàn)和記憶，基于AI模仿人類動作，能完成分類物品的復雜任務。人形機器人潛在市場規(guī)模千億級別，且上游零部件占比達70%下游應用領域廣闊，人形機器人市場空間大，增速迅猛。人形機器人下游應用領域按最終用戶可以劃分為涵蓋了教育、醫(yī)療、酒店、公共設施、住宅、零售和其他。根據(jù)StratisticsMarketResearchConsulting的數(shù)據(jù)，2020年全球人形機器人市場估計為5.6億美元，而到2027年預計市場規(guī)模將達到141億美元，CAGR達58.5%。其中，2027年中國人形機器人市場有望達到23億美元，CAGR達56.4%。液冷vs風冷：可滿足PUE1.3要求2022年6月29日，工信部、發(fā)改委等六部門聯(lián)合發(fā)布《工業(yè)能效提升行動計劃》，計劃中規(guī)定到2025年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE，指數(shù)據(jù)中心總耗電量與信息設備耗電量的比值)優(yōu)于1.3。液冷是一種以液體作為冷媒，利用液體流動將數(shù)據(jù)中心IT設備的內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量傳遞到設備外，使IT設備的發(fā)熱部件得到冷卻，以保證IT設備在安全溫度范圍內(nèi)運行的冷卻方式。通過在節(jié)能性、成本、節(jié)地、CPU可靠性、機房環(huán)境等維度對數(shù)據(jù)中心基礎設施的風冷、冷板式液冷和浸沒式液冷技術水平和特點進行對比，可以看出液冷技術相較于風冷方式存在明顯優(yōu)勢，更加節(jié)能、節(jié)地，成本更低，液冷數(shù)據(jù)中心運行更加穩(wěn)定，其中浸沒式液冷技術優(yōu)勢更加明顯，是未來數(shù)據(jù)中心基礎設施的發(fā)展方向。復合銅箔具備多項優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊復合銅箔是以PET/PP等高分子材料作為中間層基膜，通過真空鍍膜等工藝，在基膜上下兩面堆積出雙層銅/鋁導電層所形成的復合材料。結(jié)構方面，復合銅箔表現(xiàn)為“金屬-PET/PP高分子材料-金屬”的“三明治”結(jié)構。相對于傳統(tǒng)銅箔而言，復合銅箔獨特的結(jié)構賦予了其非同尋常的優(yōu)勢：1）高安全性：復合銅箔中間層由高分子材料構成，高分子材料具備不易斷裂的特性，即便斷裂，由于表面金屬層較傳統(tǒng)銅箔更薄，斷裂后產(chǎn)生的毛刺無法達到刺穿隔膜的強度，從而降低了毛刺刺穿隔膜并與電極接觸的風險。其次，高分子基材具有阻燃特性，其金屬導電層較薄，短路時會如保險絲般熔斷，使得電池損壞僅局限于刺穿位點，只形成“點短路”。2）高比能：復合銅箔中間層采用輕量化高分子材料，重量比壓延銅箔降低50%-80%。隨著重量占比降低、電池內(nèi)活性物質(zhì)占比增加，能量密度可提升5%-10%。3）長壽命：高分子材料圍繞電池內(nèi)活性物質(zhì)層形成層狀環(huán)形海綿結(jié)構，在充放電過程中，海綿結(jié)構可吸收極片活性物質(zhì)層鋰離子嵌入脫出產(chǎn)生的膨脹-收縮應力，保持極片界面長期完整性，使循環(huán)壽命提升5%。4）低成本：壓延銅箔為純銅生產(chǎn)制造而成，而復合銅箔采用高分子材料替換部分金屬，原材料成本更低。按PET價格為0.73萬元/噸的單價、銅價6.64萬元/噸（2023年6月5日的數(shù)據(jù)），結(jié)合密度可計算得出6.5μ的復合銅箔及為1.23元/m2，較傳統(tǒng)銅箔減少65.4%的原材料成本。但受限于設備、工藝、材料等的進展，目前量產(chǎn)復合銅箔總成本相對于壓延銅箔尚不具備明顯優(yōu)勢。鈣鈦礦電池原理：非鈣鈦礦層鍍膜可借鑒部分晶硅工藝基本原理：太陽光入射到鈣鈦礦層后隨即被吸收，光子的能量將原來束縛在原子核周圍的電子激發(fā)，使其形成自由電子，由于物質(zhì)整體上必須保持電中性，電子被激發(fā)后就會同時產(chǎn)生一個額外的帶正電的對應物，即空穴。這樣形成一個“電子--空穴對”，電子與空穴分別流向電池的陰極和陽極