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工業(yè)機(jī)床行業(yè)：刀具加工進(jìn)入“超硬”時(shí)代，受益高端制造升級(jí)放量

2023-01-16 09:57:59 來源:浙商證券作者:諸海濱趙昊【大中小】瀏覽:385次評(píng)論:0條

1、行業(yè)概覽：切削刀具是工業(yè)機(jī)床的“牙齒”，超硬刀具替代普通刀具成為工業(yè)市場(chǎng)趨勢(shì)

1.1、2021年我國(guó)刀具市場(chǎng)規(guī)模達(dá)477億元，國(guó)產(chǎn)化刀具市場(chǎng)份額達(dá)71%

刀具是高檔數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。《中國(guó)制造2025》圍繞實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，明確了九項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)，將高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人列為大力推動(dòng)突破發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，指出要開發(fā)一批精密、高速、高效、柔性數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備及集成制造系統(tǒng)。

而刀具作為工業(yè)機(jī)床的“牙齒”，是高檔數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，對(duì)于提升機(jī)床的精密、高速和高效等方面的性能有直接的影響，以高精度、高效率、高可靠性為特點(diǎn)的現(xiàn)代切削刀具已成為現(xiàn)代制造體系中的高端最終執(zhí)行部件，在機(jī)械加工中發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵作用。

國(guó)產(chǎn)刀具占比逐年提升，2021年達(dá) 71%。

根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)工具分會(huì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)刀具市場(chǎng)總規(guī)模從 2020 年的 421 億元增長(zhǎng)到 2021 年的 477 億元，同比增長(zhǎng) 13.3％。其中國(guó)產(chǎn)刀具約 339 億元，占比 71%，同比增長(zhǎng) 17%；進(jìn)口刀具 138 億元，占比 29%，同比增長(zhǎng) 5.3%。

刀具按照材料可分為硬質(zhì)合金、高速鋼、陶瓷、超硬材料(立方氮化硼、金剛石) 四大類。不同物質(zhì)的刀具因其化學(xué)、物理性能的不同，分別適用于不同的加工場(chǎng)景。

縱觀 2008 年到 2018 年間第二至四屆切削刀具用戶調(diào)查分析報(bào)告數(shù)據(jù)，目前應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金，約占刀具的 53%以上，高速鋼的用量約占 21%以上，隨著難加工材料應(yīng)用的增加，陶瓷刀具和超硬刀具材料的使用量日益增長(zhǎng)，雖然硬質(zhì)合金材料市場(chǎng)份額仍占比較高，但相比往年已逐漸降低，陶瓷、超硬材料刀具都分別有一定的份額提升，份額分別提升至 8%及 14%。這三種材料使用量的變化與切削速度及被加工工件表面精度的提升密不可分。

1.2、超硬刀具逐漸替代硬質(zhì)合金刀具等市場(chǎng)份額，2021 年我國(guó)超硬刀具市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 57.8 億元

超硬刀具是指用立方氮化硼以及金剛石為代表的超硬材料制成的刀具總稱。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷快速發(fā)展，機(jī)械加工工件的結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，加工技術(shù)進(jìn)入“高速、高效、復(fù)合、環(huán)保”的發(fā)展新階段。

同時(shí)，不斷涌現(xiàn)的難加工材料如硬質(zhì)金屬、陶瓷、復(fù)合材料等，對(duì)加工刀具的性能提出了更高的要求，這也促使國(guó)內(nèi)相關(guān)廠商在超硬刀具領(lǐng)域加大了相應(yīng)資金投入和技術(shù)研發(fā)力度。超硬刀具具有高速、高效和高精切削加工的優(yōu)異性能，替代硬質(zhì)合金等普通刀具的發(fā)展趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。

在國(guó)家政策的支持下，超硬刀具行業(yè)正迎來歷史性的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇，根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國(guó)超硬刀具市場(chǎng)規(guī)模 57.80 億元，其中 PCBN 刀具占據(jù)主導(dǎo)地位，規(guī)模為 33 億元，占比為 57%左右，金剛石刀具市場(chǎng)規(guī)模為 24.80 億元，占比 43%左右。

目前，我國(guó)超硬刀具相關(guān)制造企業(yè)已超千家，主要分布于長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲和環(huán)渤海等市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和民營(yíng)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，技術(shù)水平較低的生產(chǎn)企業(yè)為主，高端超硬刀具生產(chǎn)企業(yè)并不多，行業(yè)集中度較低。

根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國(guó)超硬刀具市場(chǎng)中，沃爾德占比為 4%，富耐克占比為 2.9%，威硬工具占比為 1.6%。

隨著我國(guó)制造業(yè)企業(yè)由粗放式生產(chǎn)向精細(xì)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，對(duì)刀具的質(zhì)量、品牌提出更高要求，傳統(tǒng)小型刀具廠商逐步退出，市場(chǎng)份額有望逐步向技術(shù)領(lǐng)先、品質(zhì)更高的頭部企業(yè)集中。

本篇報(bào)告上述介紹了超硬刀具材料分為立方氮化硼以及金剛石兩類，下述將分開詳細(xì)介紹兩類材料的具體情況。

立方氮化硼

立方氮化硼是氮與硼的化合物，是以六方晶系的六方氮化硼為原料，在約 5-7GPa 高壓及 1500℃-1800℃高溫下合成的具備高耐磨、耐高溫、耐腐蝕等特性的新型超硬材料。相較于金剛石，立方氮化硼對(duì)鐵族金屬元素有較大的化學(xué)惰性，是目前已知的加工黑色金屬較為理想的高效、節(jié)能環(huán)保材料。

磨料是指在磨削加工過程中起磨削作用的硬質(zhì)材料的總稱，主要用于制作磨具，也可作為產(chǎn)品直接用于研磨、拋光，磨具主要包括砂輪、砂布和砂紙等。

按硬度不同，磨料可分為超硬磨料和普通磨料，其中超硬磨料主要為立方氮化硼磨料和金剛石磨料，普通磨料主要包括剛玉和碳化硅。立方氮化硼磨料亦是立方氮化硼超硬刀具的主要原材料。

立方氮化硼刀具主要由聚晶立方氮化硼制成，聚晶立方氮化硼是由立方氮化硼作為主要原材料與結(jié)合劑在高溫(1200-200℃)超高壓(4.5-9.0GPa)條件下燒結(jié)而成的聚晶體。

目前，行業(yè)內(nèi)習(xí)慣將聚晶立方氮化硼和聚晶立方氮化硼復(fù)合片統(tǒng)稱為 PCBN。立方氮化硼以六方氮化硼為原材料，六方氮化硼由于其優(yōu)異的性能（如化學(xué)惰性，導(dǎo)熱性，高電阻等）而在不同的垂直行業(yè)中得到了應(yīng)用，會(huì)在未來幾年加速全球需求的創(chuàng)造。

根據(jù)市場(chǎng)研究未來（MRFR）數(shù)據(jù)顯示，全球六方氮化硼市場(chǎng)預(yù)計(jì)在 2017 年至 2023 年以 6.00%的復(fù)合年增長(zhǎng)率發(fā)展，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模從 2017 年的 6.10 億美元達(dá)到 2023 年的 9.17 億美元；根據(jù) QYResearch 調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球立方氮化硼市場(chǎng)規(guī)模大約為 2950 億元，預(yù)計(jì) 2028 年達(dá)到 6138 億元，2021-2028 期間 CAGR 為 11.03%。

2012年之前，國(guó)內(nèi)立方氮化硼的開發(fā)和應(yīng)用尚處于成長(zhǎng)階段，主要原因是立方氮化硼磨料作為一種新材料，客戶對(duì)其認(rèn)知度不高，市場(chǎng)推廣較為緩慢，并且立方氮化硼磨料合成技術(shù)門檻高，制約了其磨料市場(chǎng)的發(fā)展。

2012年后，隨著立方氮化硼磨具在汽車、航空航天、軸承、齒輪等領(lǐng)域的應(yīng)用，其優(yōu)異的加工特性及穩(wěn)定性得到了機(jī)械加工行業(yè)的認(rèn)可，立方氮化硼磨料的核心生產(chǎn)技術(shù)也取得了較大的突破，立方氮化硼磨料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。

金剛石

金剛石按照成因可分為天然金剛石和人造金剛石。天然金剛石是一種稀有、貴重的非金屬礦產(chǎn)，其中質(zhì)優(yōu)粒大、可用于制作飾品的寶石級(jí)金剛石被稱為天然鉆石，礦藏儲(chǔ)量不高且采掘難度較大，無法被大范圍應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。

全球工業(yè)用金剛石主要是人造金剛石，人造金剛石是通過人工模擬天然金剛石結(jié)晶條件和生長(zhǎng)環(huán)境采用科學(xué)方法合成出來的金剛石晶體，不僅具有超硬、耐磨和抗腐蝕等優(yōu)異力學(xué)特性，還具有其他材料無可比擬的熱學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等優(yōu)異性能，屬于高效、高精、半永久性、節(jié)能、綠色環(huán)保型材料，對(duì)其他高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支撐作用極大，享有“材料之王”的美譽(yù)。

目前全球人造金剛石行業(yè)主要有高溫高壓法（HTHP）和化學(xué)氣相沉積法（CVD）兩大類生產(chǎn)方法。

化學(xué)氣相沉積法（CVD）的發(fā)展并非替代高溫高壓法（HTHP），因?yàn)閮烧卟捎猛耆煌暮铣稍砗秃铣杉夹g(shù)，生產(chǎn)出的產(chǎn)品類型和產(chǎn)品特點(diǎn)也各不相同，主要產(chǎn)業(yè)應(yīng)用也側(cè)重在不同的終端領(lǐng)域。

就我國(guó)目前人造金剛石行業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況而言，主要采用高溫高壓法（HTHP），在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，高溫高壓法（HTHP）和化學(xué)氣相沉積法（CVD）預(yù)計(jì)保持共同發(fā)展的態(tài)勢(shì)，這是人造金剛石行業(yè)的基本特色。

金剛石微粉是金剛石單晶經(jīng)過破碎、球磨等加工后形成的微米級(jí)或亞微米級(jí)超細(xì)金剛石粉體，主要用于制造磨削工具，在材料的精細(xì)加工中應(yīng)用普遍，終端應(yīng)用領(lǐng)域側(cè)重精密機(jī)械加工、清潔能源、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。隨著下游金剛石工具產(chǎn)品升級(jí)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，對(duì)金剛石微粉產(chǎn)品性能和品質(zhì)提出更高要求，行業(yè)集中化趨勢(shì)不斷加強(qiáng)。

人造金剛石的工業(yè)應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面，一是利用人造金剛石超硬、耐磨、抗腐蝕的力學(xué)特性，可制作各類金剛石工具，其一般可劃分為鋸切工具、磨削工具和鉆進(jìn)工具，應(yīng)用于金屬及合金材料、高硬脆材料、軟韌材料及其他難加工材料的加工；二是利用人造金剛石在光、電、聲、磁、熱等方面的特殊性能，作為重要的功能性材料，應(yīng)用于電子電器、裝備制造、航空航天、國(guó)防軍工、醫(yī)療檢測(cè)和治療等高科技領(lǐng)域。

金剛石工具廣泛應(yīng)用于石材、玻璃、陶瓷、硅片、硬質(zhì)金屬、合金、寶石、瑪瑙、玉器等各類材料的切、削、磨、鉆，其終端應(yīng)用已涵蓋建材石材、裝備制造、汽車制造、家用電器、電子電器、清潔能源、勘探采掘等諸多領(lǐng)域。

工業(yè)金剛石按照產(chǎn)業(yè)鏈上下游劃分主要分為：上游金剛石單晶、微粉的生產(chǎn)，中游金剛石工具的制備和下游應(yīng)用于礦產(chǎn)、精密制造、光伏、半導(dǎo)體及軍工等領(lǐng)域。

隨著我國(guó)人造金剛石生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，人造金剛石行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展周期。

根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)顯示，2015 年至 2020 年，我國(guó)工業(yè)金剛石產(chǎn)量由 156 億克拉增加至 207 億克拉，CAGR 為 5.7%。根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，截至 2020 年，我國(guó)金剛石單晶產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的 90%以上。

根據(jù)中國(guó)機(jī)床協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國(guó)人造金剛石出口總量 48.1 億克拉，同比大增 49.6%；出口金額 2.12 億美元，同比大增 59.2%；出口目的地國(guó)家和地區(qū)總數(shù)為 66 個(gè)，同比增加 4 個(gè)；前 7 名占出口量和出口額的比例分別為 75%、74%，其他 59 個(gè)占出口量和出口額的比例分別為 25%、26%。前 7 名中，出口印度數(shù)量最多，占比 24%，金額也最多，占 16%。

根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國(guó)金剛石微粉產(chǎn)量為 53.9 億克拉，2018 年后金剛石微粉市場(chǎng)供求保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

未來，隨著智能制造國(guó)家戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，超高速、超精密、智能數(shù)控、精細(xì)加工等先進(jìn)制造技術(shù)不斷創(chuàng)新應(yīng)用，精密機(jī)械加工、清潔能源、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體等新興行業(yè)快速發(fā)展有望帶動(dòng)金剛石微粉產(chǎn)品市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)。

2、競(jìng)爭(zhēng)格局：國(guó)內(nèi)尚未形成行業(yè)龍頭，市場(chǎng)份額有望向富耐克等領(lǐng)跑企業(yè)集中

2.1、全球高端定制刀具市場(chǎng)被歐美占據(jù)，國(guó)內(nèi)超硬刀具企業(yè)集中度低

目前全球超硬刀具行業(yè)呈現(xiàn)寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局。

市場(chǎng)參與者分為三個(gè)梯隊(duì)；其中第一梯隊(duì)是以山特維克、肯納金屬為代表的歐美企業(yè)；第二梯隊(duì)是以住友電氣、京瓷、三星鉆石、新韓金剛石為代表的日韓刀具企業(yè)；第三梯隊(duì)是沃爾德、富耐克、四方達(dá)、威硬工具、奔朗新材、中天超硬為代表的中國(guó)刀具企業(yè)。

歐美刀具企業(yè)方面，目前山特維克、肯納金屬等企業(yè)具有歷史悠久、技術(shù)力量雄厚等優(yōu)勢(shì)，主導(dǎo)高端定制化刀具市場(chǎng)。

日韓刀具企業(yè)方面，相關(guān)產(chǎn)品具有通用性高、穩(wěn)定性好、性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)，在非定制化刀具市場(chǎng)受青睞，代表企業(yè)為日本住友電氣、京瓷、三星鉆石、韓國(guó)新韓金剛石。

國(guó)內(nèi)方面，市場(chǎng)較為分散，整體集中度低。

具體來看，高端應(yīng)用市場(chǎng)由歐美、日韓刀具企業(yè)占據(jù)，特別是用于航空航天、軍工、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域的刀片產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

國(guó)產(chǎn)企業(yè)主要集中在中低端市場(chǎng)，參與者眾多，生產(chǎn)技術(shù)含量較低，小廠商簡(jiǎn)化工藝、拼湊組裝，無標(biāo)、無序生產(chǎn)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

預(yù)計(jì)我國(guó)刀具消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整加速，需求轉(zhuǎn)型推動(dòng)產(chǎn)能升級(jí)，產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)產(chǎn)業(yè)整合與產(chǎn)品升級(jí)，行業(yè)集中度有望提升。

到目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)沃爾德、富耐克、四方達(dá)、威硬工具、奔朗新材、中天超硬等一批領(lǐng)先企業(yè)。

2.2、國(guó)內(nèi)超硬刀具企業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力有所提升，富耐克等企業(yè)行業(yè)領(lǐng)跑

富耐克

公司自設(shè)立以來一直專注于超硬材料行業(yè)，是行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域立方氮化硼 (CBN)的領(lǐng)軍企業(yè)之一，主要從事以立方氮化硼為核心的超硬材料、超硬復(fù)合材料、超硬刀具及制品和培育鉆石的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

公司為工信部第一批專精特新“小巨人”企業(yè)，1997 年成功合成高強(qiáng)度黑色立方氮化硼磨料開始，通過持續(xù)不斷的技術(shù)研發(fā)、裝備升級(jí)和管理創(chuàng)新，形成了以立方氮化硼為主的“超硬材料—超硬復(fù)合材料—超硬刀具及制品”全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品體系，擁有專利 374 項(xiàng)，其中包括發(fā)明專利 93 項(xiàng)。

公司主要產(chǎn)品分為超硬磨料、超硬刀具和其他超硬材料制品。超硬磨料包括立方氮化硼磨料和金剛石磨料；超硬刀具包括立方氮化硼超硬刀具和金剛石超硬刀具；其他超硬材料制品包括金剛石復(fù)合片、切割打磨工具、培育鉆石。

公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、航空、鋼鐵、消費(fèi)電子、智能制造和時(shí)尚消費(fèi)品等領(lǐng)域。

2021 年公司主營(yíng)業(yè)務(wù)收入為 2.94 億元，其中立方氮化硼超硬刀具以及立方氮化硼磨料占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入比例最高，分別為 50.22%、30.39%。

奔朗新材

奔朗新材是一家專注于超硬材料制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，是我國(guó)超硬材料制品行業(yè)的龍頭企業(yè)之一，在全球陶瓷加工金剛石工具細(xì)分市場(chǎng)的份額排名前列。

公司產(chǎn)品包括金剛石工具（含樹脂結(jié)合劑金剛石工具、金屬結(jié)合劑金剛石工具以及精密加工金剛石工具）、稀土永磁元器件以及碳化硅工具等，其中金剛石工具是公司主要產(chǎn)品，主要應(yīng)用于陶瓷、石材、混凝土、耐火材料等硬脆材料的磨削、拋光、切鉆等加工過程，并隨著產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用的拓展，延伸至精密機(jī)械零部件、磁性材料、3C 電子產(chǎn)品等高精密加工領(lǐng)域。公司及子公司新興奔朗均為高新技術(shù)企業(yè)，新興奔朗被認(rèn)定為廣東省“專精特新”中小企業(yè)。

2021 年公司營(yíng)業(yè)收入以及毛利率分別達(dá) 7.73 億元及 44.01%，同比上升 28.84%、2.24pcts。其中樹脂結(jié)合劑金剛石工具以及金屬結(jié)合劑金剛石工具占營(yíng)業(yè)收入構(gòu)成比例最高，分別為 54.05%、29.99%；毛利率分別達(dá) 55.41%、40.44%。

威硬工具

威海威硬工具股份有限公司成立于2000年，一直專注于超硬材料——金剛石（PCD）、立方氮化硼（CBN）與高端硬質(zhì)合金非標(biāo)刀具的研發(fā)與生產(chǎn)。產(chǎn)品廣泛覆蓋應(yīng)用于各種加工中心、加工流水線、專機(jī)等國(guó)內(nèi)外高端設(shè)備上，進(jìn)行汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其零部件的高效、高速、高精度加工。

產(chǎn)品主要包括：車鏜刀、槽刀、加工淬硬鋼刀具、角度成型刀、高速銑刀片、銑刀，可轉(zhuǎn)位刀片、刀具，高精度復(fù)合旋轉(zhuǎn)刀具，硬質(zhì)合金專用刀具等幾大系列。刀具質(zhì)量與穩(wěn)定性國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，替代進(jìn)口，出口歐美。

2021年公司營(yíng)業(yè)收入以及毛利率分別達(dá) 1.02 億元以及 45.43%，營(yíng)業(yè)收入同比上升 21.86%，毛利率同比下降 6.4pcts。其中平面類刀具以及旋轉(zhuǎn)類刀具占營(yíng)業(yè)收入構(gòu)成比例相當(dāng)，分別為 47.44%、52.56%；毛利率分別達(dá) 45.49%、45.37%。

沃爾德

公司 2006 年創(chuàng)立于中關(guān)村電子城科技園區(qū),是一家主要從事超硬刀具及超硬材料制品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，公司重點(diǎn)產(chǎn)品包括各類超高精密及高精密的超硬刀具、CVD 金剛石等超硬材料制品，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的觸摸屏、液晶面板等消費(fèi)電子玻璃的超高精密切割，汽車動(dòng)力系統(tǒng)等核心部件的高精密切削等先進(jìn)制造領(lǐng)域。

公司在包括中國(guó)、歐美、日韓等在內(nèi)的全球范圍內(nèi)與瑞典山特維克集團(tuán)、日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社、日本三星鉆石工業(yè)株式會(huì)社等業(yè)內(nèi)國(guó)際一流品牌企業(yè)直接競(jìng)爭(zhēng)。

公司鉆石刀輪、部分高精密切削刀具打破了國(guó)外一流廠商在行業(yè)內(nèi)的壟斷，實(shí)現(xiàn)了在高端加工領(lǐng)域的進(jìn)口替代，并逐步提升在全球市場(chǎng)的份額。

2021年公司營(yíng)業(yè)收入以及毛利率分別達(dá) 3.26 億元及 49.22%，營(yíng)業(yè)收入、毛利率同比上升 34.73%、1.34pcts。其中高精密刀具以及超高精密刀具占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入比例最高，分別為 56.14%、30.99%；毛利率分別達(dá) 47.44%、61.96%。

3、需求驅(qū)動(dòng)：機(jī)床數(shù)控化滲透率提高+“1+N”下游應(yīng)用布局共同促進(jìn)超硬刀具行業(yè)向好發(fā)展

3.1、高端制造需求促進(jìn)機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，數(shù)控機(jī)床存量替換+國(guó)產(chǎn)替代推動(dòng)

超硬刀具需求增加隨著全球市場(chǎng)對(duì)于制造加工的高端化需求增加，高速度、高精度、高價(jià)值的高檔數(shù)控機(jī)床需求的占比也預(yù)期提高，預(yù)期帶動(dòng)機(jī)床的核心零部件及重要耗材——超硬刀具的需求增加。

機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，根據(jù)九方智投數(shù)據(jù)顯示，在一般的機(jī)器制造中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占機(jī)器制造工作總量的 40%~60%，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基石。

按照運(yùn)動(dòng)控制方法，機(jī)床可分為傳統(tǒng)機(jī)床和數(shù)控機(jī)床，傳統(tǒng)機(jī)床主要通過人工手動(dòng)控制完成切削工作，加工的精度和效率較低，而數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，較好地解決了復(fù)雜、精密、批量、多品種的零件加工問題，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向。

超硬刀具通常安裝在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行對(duì)于下游工業(yè)產(chǎn)業(yè)所需的零部件進(jìn)行精密加工，數(shù)控機(jī)床的工藝操作流程包括零件加工工藝性分析、數(shù)控機(jī)床選擇、確定零件基準(zhǔn)和坐標(biāo)系、零件裝夾緊和定位方式確定、刀具選擇、加工方式和加工路線確定、數(shù)控編程、滿足零件要求、零件試切割、滿足零件要求以及零件實(shí)際加工。

根據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2015-2019 年我國(guó)金屬切削機(jī)床及數(shù)控金屬切削機(jī)床總體呈逐年下降態(tài)勢(shì)，2020 年二者產(chǎn)量扭轉(zhuǎn)下降趨勢(shì)，恢復(fù)增長(zhǎng)。

2021 年我國(guó)金屬切削床產(chǎn)量達(dá) 60.2 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 35.0%；根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量為 27 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 39.9%。

隨著我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)加工精細(xì)度需求不斷提升的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的滲透率在逐年提升。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、智研咨詢、普華有策數(shù)據(jù)顯示，2021 年我國(guó)金屬切削機(jī)床數(shù)控化率已達(dá)到 44.85%，但與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家 80%左右的數(shù)控化率水平仍存在較大差距。

《中國(guó)制造 2025》戰(zhàn)略綱領(lǐng)中明確提出：“2025 年中國(guó)的關(guān)鍵工序數(shù)控化率預(yù)計(jì)從現(xiàn)在的 33%提升到 64%”。

在政策鼓勵(lì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)等因素影響下，未來我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)預(yù)期迎來廣闊的發(fā)展空間。

近年來，國(guó)內(nèi)中高檔數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)成長(zhǎng)起了一批具備一定核心技術(shù)的民營(yíng)企業(yè)，未來將緊跟國(guó)產(chǎn)化替代的浪潮，進(jìn)一步擴(kuò)大高端市場(chǎng)份額。

根據(jù)共研網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2017-2021 年我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)規(guī)模總體保持增長(zhǎng)，2021 年達(dá) 3719 億元，同比增長(zhǎng) 7.08%，在增量替代與存量更新的趨勢(shì)下，我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)未來發(fā)展?jié)摿︔^大，預(yù)計(jì) 2022 年中國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 4024 億元。

3.2、超硬刀具憑借加工效率、精度高等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于下游車輛等行業(yè)零件加工

超硬刀具作為現(xiàn)代機(jī)械加工必不可少的耗材之一，發(fā)揮其加工效率高、使用壽命長(zhǎng)和加工精度高等優(yōu)勢(shì)，下游廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、金屬冶煉、航天航空、礦山機(jī)械和電子信息等產(chǎn)業(yè)的切削加工，推動(dòng)了相關(guān)下游應(yīng)用領(lǐng)域的革命性變革。

下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也反之帶動(dòng)了氮化硼刀具的更新迭代，創(chuàng)造了新的市場(chǎng)需求。

汽車工業(yè)

汽車工業(yè)是我國(guó)超硬刀具最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域，占比約為 70%左右，在國(guó)家政策的支持下，后期超硬刀具市場(chǎng)應(yīng)用將圍繞“汽車+（航空航天/海洋裝備/新材料/高端裝備）”等“1+N”市場(chǎng)發(fā)展強(qiáng)勢(shì)擴(kuò)張。

隨著新能源汽車的逐漸普及，車身輕量化已成為未來發(fā)展的必經(jīng)之路，鋁合金等輕質(zhì)材料在汽車工業(yè)中的運(yùn)用比例迅速攀升，推動(dòng)了我國(guó)超硬刀具行業(yè)快速發(fā)展。超硬刀具主要用于對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、制動(dòng)盤等核心汽車零部件的切削加工。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021 年我國(guó)汽車零部件制造業(yè)營(yíng)收規(guī)模達(dá) 40668 億元。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)、人均收入提高、公路交通設(shè)施不斷完善，我國(guó)汽車工業(yè)規(guī)模預(yù)期保持長(zhǎng)期增長(zhǎng)。汽車及汽車零部件的發(fā)展將為以 PCBN 為主的超硬刀具的需求提供了增長(zhǎng)的市場(chǎng)空間。

消費(fèi)電子

LED 照明產(chǎn)品持續(xù)增長(zhǎng)，推動(dòng)金剛石工具市場(chǎng)空間擴(kuò)大。

LED 作為一種能量轉(zhuǎn)化效率高、壽命長(zhǎng)、多用途和節(jié)能環(huán)保的光源，藍(lán)寶石由于其優(yōu)越的透光性能和耐磨性能被用于 LED 發(fā)光組件的基體。

由于藍(lán)寶石具有硬脆特點(diǎn)且價(jià)格昂貴，在加工過程中通常要求精度高、效率快、材料損失率低、工作環(huán)境潔凈，因此金剛石工具是加工藍(lán)寶石材料的最佳選擇。

根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，我國(guó) LED 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，由2017年6358億元增至2020年8627億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為10.71%，預(yù)測(cè) 2022 年我國(guó) LED 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模可達(dá) 10085 億元。

LED 照明產(chǎn)品已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈形成逐步替代的趨勢(shì)，未來藍(lán)寶石行業(yè)市場(chǎng)空間有望進(jìn)一步擴(kuò)大，推動(dòng)金剛石工具行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

家電制造行業(yè)尤其制冷家電是人造金剛石磨具和刀具的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。

家用空調(diào)、冰箱所使用壓縮機(jī)的三大部件活塞、氣缸、上下軸承座主要使用金剛石工具進(jìn)行加工，全球 70%以上的壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在中國(guó)，市場(chǎng)上約 90%的壓縮機(jī)產(chǎn)自中國(guó)。

制冷家電壓縮機(jī)制造所用金剛石工具原來幾乎全部使用國(guó)外產(chǎn)品，隨著我國(guó)金剛石工具產(chǎn)品質(zhì)量提升，目前已基本替代國(guó)外產(chǎn)品，是超硬材料精密加工中替代國(guó)外產(chǎn)品的成功范例。

鋼鐵加工

立方氮化硼超硬刀具主要用于對(duì)軋輥進(jìn)行粗加工或半精加工，使其達(dá)到預(yù)設(shè)形狀和精度。而軋輥?zhàn)鳛檐堜撋a(chǎn)中的主要消耗備件之一，軋輥消耗成本約為軋鋼生產(chǎn)成本的5%-15%，因此，鋼鐵行業(yè)的市場(chǎng)狀況也直接影響上游耗材超硬刀具的需求。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)生鐵、粗鋼、鋼材的產(chǎn)量分別為8.69、10.35、13.37億噸，為超硬刀具的需求量提供了增長(zhǎng)的市場(chǎng)空間。

并且未來隨著鋼鐵行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，鋼材產(chǎn)品逐漸向高端化方向發(fā)展，從而間接推動(dòng)超硬刀具的穩(wěn)定增長(zhǎng)。

建筑及裝飾

基建和房地產(chǎn)投資規(guī)模擴(kuò)大，超硬刀具可用于石材加工、木材切割，在建材石材領(lǐng)域需求增長(zhǎng)。當(dāng)前，我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)持續(xù)推進(jìn)，城鎮(zhèn)社會(huì)房屋和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資保持較大規(guī)模。

根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)房地產(chǎn)投資規(guī)模自 2011 年的 6.18 萬(wàn)億元增長(zhǎng)至 2021 年 14.76 萬(wàn)億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 9.10%；我國(guó)房地產(chǎn)施工面積自 2011 年的 50.68 億平方米增長(zhǎng)至 2021 年的 97.54 億平方米，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 6.77%。

風(fēng)電行業(yè)

近年來，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)持續(xù)發(fā)展，軸承和齒輪作為風(fēng)電設(shè)備的核心精密零部件，其產(chǎn)品性能的優(yōu)劣與否直接影響風(fēng)電設(shè)備的使用壽命和后續(xù)維護(hù)成本，因此，軸承和齒輪等精密部件經(jīng)常使用立方氮化硼刀具代替?zhèn)鹘y(tǒng)刀具進(jìn)行切割加工。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2021 年風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 328.5GW。