机械行业专题报告：从底层逻辑把握制造业投资机会
（报告出品方：华安证券）
前言
机械板块投资机会分为五大主线:
国产替代:底层逻辑分两类，一类是供应链安全，代表性板块有半导体设备、核心零部件;另一类是制造业比较优势， 代表性板块有板式家具、缝纫设备。
机器替人:底层逻辑是人工红利加速消失叠加劳动力成本上升，代表性板块有工程机械(挖机、叉车、AWP等)、工业机 器人、机床等。
消费升级:底层逻辑是让人们的生活更美好，代表性板块有电动两轮车、电动升降桌、护理床、服务机器人。
新能源革命:底层逻辑是绿色经济，能源替代，从传统能源到新能源，代表板块有光伏设备、锂电设备。
制造业服务化:底层逻辑是中国制造业全球化品牌输出，代表板块是检测服务设备。
一、机械行业投资主逻辑：时代背景孕育行业机会
1.1 机械行业“大而杂”，处于产业链中游，下游众多
机械企业多为设备制造商，为下游客户提供设备供给，承接了从原材料生产，到终端消费者、企业、政府、军队的生产制造装备的供应工作。从行业分类来看，一级大类行业有六个，二级子行业有27个，呈现“大而杂”的局面。一般逻辑是：下游行业的需求回升→资本开支加大→机械行业景气度提升，下游行业众多决定了机械设备行业投资机会多且分散，需要按照底层逻辑，精选赛道和个股。
1.2 时代背景孕育行业机会
我们复盘了机械行业指数与沪深300指数走势对比图，在过去几轮大的时代背景下，机械行业不同阶段有不同的投资机会，整体投资机会由单一到多样化，尤其是2018年以来，呈现“多点开花”局面。
1.3 未来的投资机会在哪里？
➢ 从短期看(1~2年）：疫情使市场需求和行为方式发生了巨大变化，促使制造业产生出新生态、新模式，对国内制造业的影响挑战与机遇并存。
① 挑战：疫情导致人员流动少，招工难现象；全球供应链关系受到冲击，核心零部件仍受制于人
② 机遇：疫情加速行业低端产能出清，格局优化，强者恒强；制造业升级，机器替人加速；全球供应链终端，给国产设备加速替代迎来宝贵窗口期。
➢ 从中期看（3~5年）：经济增速换挡，高速增长转向高质量发展，传统制造与新兴成长共舞。GDP降速，制造业板块更强调高质量结构性发展，传统->高科技，投资驱动->消费升级驱动，中美贸易摩擦->内循环、能源更换（传统能源->新能源）。在此背景下，催生了国产替代、机器换人、消费升级、新能源、制造业品牌全球化输出的机会。
➢ 从长期看（8~10年）：未来十年，人口红利加速消失叠加劳动力成本持续高增长背景下，机器替人趋势越发明显。同时，随着工程师红利的释放，未来制造业将由“做大” 到“做强” ，转型升级，迎来“黄金十年”。
1.3.1 短期：后疫情时代，制造业机遇与挑战并存
疫情使市场需求和行为方式发生了巨大变化，促使制造业产生出新生态、新模式，对国内制造业的影响挑战与机遇并存。
1.3.2 中期：经济增速换挡，高速发展转向高质量发展
GDP降速，制造业更强调高质量结构性发展，传统->高科技，投资->消费，中美贸易摩擦->内循环、能源更换（传统能源->新能源）。催生了国产替代、机器换人、消费升级、制造业品牌全球化输出的机会。
1.3.3 长期：未来十年，人口红利消失叠加劳动力成本上行背景下，机器替人趋势会加速
1960-1969年年均新出生人口：2478万人；2000-2010年年均新出生人口：1629万人，有年均1000万人的缺口，而随着劳动力成本提高，劳动力人口变少，机器替人只会越来越明显。在此背景下，机器替人属性的生产工具销量仍有持续创新高的趋势，比如挖机、叉车、工业机器人等。
1.4 投资策略：大浪淘沙 聚焦龙头
我国经济体量庞大，机械众多子行业已进入存量市场，在此背景下，龙头企业凭借资金优势、规模优势、研发创新等，不断铸就更高护城河，投资更加偏向头部化，我们梳理了2020年Q3主动股票型基金机械板块持仓，前三家公司分别是三一重工、汇川技术、北方华创，后续我们将以这三个子行业为例，来进行具体阐述。
二、机器换人&更新需求&全球化
1. 销量超预期的原因：不管是挖机、起重机、还是叉车，进入Q3传统淡季，都呈现出“淡季不淡”的局面，销量增速持续超预期。究其原因，我们认为，受到疫情影响，2020年出口和更新需求均表现较一般，销量超预期背后的核心驱动力是由固定资产投资带动的新增需求以及行业自身内生性增长（供给催化的需求）
2. 需求未来展望：从短期（销量、开工率）、中期（机器替人+更新需求安全垫）、长期（城镇化建设+出口）三个维度看，我们认为工程机械行业景气度仍将持续，2021年挖机行业仍有望实现正增长，未来在高基数背景下，行业有可能会出现下滑，但波动幅度有限，整体会保持平稳状态。销量波动变小，反映在上市公司业绩上，业绩的持续性和稳定性会提高，这也是市场愿意给龙头高估值的原因，近期以三一、恒立为代表的龙头企业，市值不断创新高，也是直接的反映。
3. 存量市场，抱紧龙头。工程机械行业已经从增量市场转化为存量市场，存量市场博弈中，龙头企业将依靠产品本身优势（性能、服务等）+供应链优势（规模效应，更低成本，议价能力强）+资金优势（有资本投资研发），不断抢占市占率，且依靠创新驱动，建立更深的品牌护城河，经过价格战洗牌后，行业格局更加优化，强者恒强，剩者为王。
三、海外供应链受阻迎本土化机遇
3.1 工业自动化复苏背后逻辑梳理及持续性分析
1、制造业设备投资具有较强的周期属性，工业自动化周期则是制造业设备投资周期与自身产业成长性的叠加，不同设备呈现了差异化的周期成长性。参考日对华机床出口数据，国内制造业设备投资周期在3-4年左右，每一轮景气度高点区间对应的年份都是宏观经济较好的时间区间，设备投资属于制造业固定资产投资的一环，而GDP增速领先于固定资产投资。对比工业机器人与金属切削机床产量增速，景气度向上时工业机器人增长弹性远超金属切削机床，逻辑在于“机器换人”。
2、国内制造业投资处于显著的周期上行阶段，高新技术产业领跑工业增加值。10月制造业PMI指数51.4，制造业仍然处于高景气区间，工业企业利润处于高景气去见工业机器人产量同比增长38.5%，金属切削机床产量同比增长29%，增速继续向上。制造业1-9月累计同比增长-2.8%，而高技术产业和战略性新兴产业工业增加值增长同期达到3.1% 。
3、海外疫情催生制造业回流，3C+新能源+机器人是今年工业自动化主要驱动力。海外疫情爆发挤压供应链至国内，催生制造业回流，带来二次补库存需求，拉动了内资制造业资本开支。同时以半导体、光伏、锂电、3C等新经济领域带来了高端产品-机器人、伺服、PLC的高速增长。
4、中美贸易摩擦与疫情加速进口替代，关注高端制造领域的突破。疫情背景下，外资品牌交付能力较弱，而内资品牌具备本土供应链优势，交付能力领先外资。同时中美贸易摩擦背景下，核心供应链环节加速进口替代。
3.2 制造业投资复苏背后逻辑梳理及持续性分析
➢ 制造业设备投资与宏观经济关联性大，具有显著的周期性特征
制造业设备投资具有较强的周期属性，和宏观经济紧密关联。每一轮同比增速的高点区间对应的年份都是宏观经济较好的时间区间，自2006年以来分别为2007、2010、2014、2017。设备投资属于制造业固定资产投资的一环，将GDP增速与制造业固定资产投资完成额对比发现，GDP增速领先于固定资产投资。
◆ 国内制造业投资处于上行周期，通用设备呈现差异化的周期成长性
➢ 国内制造业投资周期一般在3-4年左右。以机床为例，2014年至2018年景气度高点3.5年，后受贸易摩擦影响，跟随宏观经济下行，直到2018年底筑底。随着贸易摩擦缓和以及信贷宽松，2019年Q4降幅显著收窄。受疫情影响2020年Q1增速再次向下，疫情缓解后，5月份开始日对华机床出口再度回升。
➢ 工业自动化周期是通用设备周期与自身产品阿尔法、产业周期的叠加，因此不同的工业自动化领域呈现了差异性的周期成长。对比工业机器人与金属切削机床，景气度向上时候工业机器人弹性远高于金属切削机床，逻辑在于“机器换人”。
3.3 装备制造业跟踪体系
◆ 宏观：经济持续复苏，工业企业利润进入上升通道，制造业投资边际改善
➢ PMI向上，国内经济继续修复。10月 PMI 为 51.4%，较上个月微降0.1个百分点，制造业仍然处于高景气区间，其中生产指数略有回落，新订单指数与上月持平。
➢ 工业企业利润进入上升通道，上市企业盈利持续改善。工业企业利润自持续增长，2020 年 10 月，全国规模以上工业企业利润增速同比增长10.1%，增速较8月回落9.0个百分点，仍然保持在高速增长区间。
◆ 中观：工业机器人与金属切削机床产量数据，显示制造业设备投资复苏
➢ 机器人与机床作为工业母机，产量增速波动反映了制造业企业资本开支的意愿，2020年3月开始工业机器人与金属切削机床产量持续回升。受制造业投资增速下滑的影响，工业机器人产量自2018年9月进入下滑通道，2019 年 12 月，中国工业机器人产量 2万台，同比增长 15.3%，持续 3 个 月增速为正且持续提升。但是受疫情影响，2020 年 1-2 月工业机器人产量同比下滑，疫情缓解后，工业机器人产量增速 持续回升，10 月工业机器人产量增速进 一步提高到 50.6%。2020年10月金属切削机床产量增速回升至20.6%，增速较8月提升8.8个百分点。
◆ 微观：日本对华出口数据显示自动化需求回暖
➢ 日本对华机床出口2020年9月同比增长89.9%，较8月上升49.1个百分点，2020Q2日本对华工业机器人出口同比回正41.48%
3.4 工控自动化需求由投资向消费驱动转变，高新技术产业领跑工业需求
➢ 工业增加值受疫情影响波动较大，高新技术产业持续领跑工业行业。制造业1-9月累计同比增长-2.8%，而高技术产业和战略性新兴产业工业增加值增长同期达到3.1% 。
➢ 2016年开始OEM市场首次超过项目型市场，标志着工控自动化驱动因素逐步从投资性属性转向消费型驱动。项目型市场和OEM市场需求端和产品结构差异较大，项目型市场来源于大型流程工业自动化系统，偏向于投资驱动，终端市场以重工业、基建等内需为主，OEM市场以纺织、机床、机器人、3C、半导体等市场化需求拉动，终端消费导向性强，受内需与出口双重影响。
◆ 2020年新兴产业景气度远高于传统制造业
➢ 根据MIR 睿工业统计，新兴行业中3C和工业机器人同比转正，主要因华为、苹果等厂商5G手机销量火爆，持续提升3C行业设备替换需求；疫情带来的复工难促使更多企业加快自动化升级改造、推进机器换人。
➢ 传统行业中工程机械增速将是最高，为拉动经济增长，基础设施投资加快，1-9月份中国已销售挖掘机23.65万台，同比增长32%，超过去年全年水平；机床行业因口罩机相关的机加工机床、3C电子相关的激光加工机、用于基站精密零部件生产加工的机床需求较好，2020年将同比转正。2020年部分传统行业受益于疫情，市场增速也将同比转正，例如制药机械、与卫生纸、消毒纸巾相关的纸巾机械、防疫用品相关的包装机械等。
四、半导体设备——因供应链安全加速国产替代
4.1 半导体设备板块投资底层逻辑
半导体设备投资的核心逻辑在于供应链自主可控带来的国产替代：
1、国产替代的基础：摩尔定律发展放缓，5G+AIOT场景下非尖端制程工艺重新焕发生机，半导体设备国产替代迎来窗口期。
2、国产替代的空间：SEMI预测2021年中国大陆地区半导体设备市场超千亿人民币，本土自主晶圆厂半导体设备平均国产化率尚不足15%，且以非关键（Non-Critical）工艺为主，国产替代空间巨大。
3、国产替代的意义：半导体设备的产值虽不能说极高，但却具有极大的附加值和产业生态支撑作用，其自主可控关乎整个电子信息产业生态安全。全球贸易摩擦不确定性因素仍为消除，半导体设备国产化势在必行。
4、国产替代的契机：
①疫情催化以5G、人工智能、物联网为代表的新一代信息技术的加速应用，带动诸如辅助驱动、电源、人机接口、射频等芯片出货量，半导体市场需求呈现“破碎化”趋势。
②中国大陆承接半导体制造产能转移重心，国内自主晶圆厂开启扩产潮。SEMI预测2021年全球半导体设备销售额达668亿美金创历史之最，中国大陆取代韩国成为最大设备市场，利好国产设备。
③新国际形势下，国家出台强政策支持半导体产业发展，全产业链自主可控成为全社会共识。
④中美贸易摩擦以来国内半导体产业链不确定性增加，国内晶圆厂出于供应链安全角度考虑，对国内设备供应商的认证意愿相比过去已大大增强。
4.2 国产替代的基础——摩尔定律发展放缓，5G+AIOT场景下非尖端制程工艺重新焕发生机
半导体产业的核心在于制造，制造的核心是工艺，工艺的核心是设备和材料。半导体设备与材料与工艺的发展是相辅相成，相互制约的关系。一方面根据半导体行业内“一代设备，一代工艺，一代产品”的经验，一代半导体设备是一代工艺发展的前提。另一方面，摩尔定律逐渐逼近物理和经济极限，工艺的发展具有放缓趋势，为国内半导体设备企业追赶国际大厂赢得宝贵的“窗口期”。从“特征尺寸”来说，由于先进工艺节点的建厂成本呈指数级增长，当前全球也仅有中国台湾地区台积电、韩国三星等个别玩家可以继续投资7nm以下工艺的研发和生产线建设。从“晶圆尺寸”来说，自2001年出现12英寸硅片以来，由于费用投入过大问题，何时向18英寸发展仍是未知之数。而与此相对应的是，AIOT场景驱动下，诸如辅助驱动、电源、人机接口、射频等芯片，其需求呈现出一种“品多量小”的形态，单一子品类的出货量常不足1KK，且无需使用最尖端的制程工艺，使用12吋线生产性价比一般，8吋线重新焕发生机。在这样的情形下，为国产设备验证从易到难，逐步提高设备的稳定性，提供了宝贵的练兵机会。
4.3 国产替代的空间——本土产线平均国产化率尚不足15%，未来国产替代空间巨大
4.4 国产替代的意义—全球贸易摩擦仍未消除，半导体设备是半导体产业国产替代的“深水区”
在整个电子信息产业中，半导体设备的产值虽不能说极高，但却具有极大的附加值和产业生态支撑作用，其自主可控关乎整个电子信息产业生态安全。1996年7月12日，以发达国家为首的33个国家签署了《瓦森纳协议》，协议主要限制中国等国家获取高科技技术的途径，半导体设备则是长期备受关注的管制品种，对华出口往往落后一至两个代际。国内的IC生产线主要采用的仍是进口设备，被“卡脖子”十分危险，推进国内半导体设备国产化已刻不容缓。
4.5 国产替代的催化剂：① 5G、AIOT驱动半导体终端市场开启新一轮成长
4.5 国产替代的催化剂：②中国大陆承接半导体制造产能重心，国内晶圆厂开启扩产潮
➢ SEMI预测：全球半导体设备销售额2020将达608亿美元，yoy+5.5%，2021年将达到668亿美元的新高。➢ 中国设备市场的全球占比持续提升，2021年有望达到世界之首，取代韩国成为最大设备市场。
➢ 2019年Q2起大陆自主晶圆厂进入投产高峰期，未来三年半导体设备需求迎来爆发式增长。根据2017年至今大陆自主晶圆厂开工以及投产情况统计，测算未来19-22年半导体设备累计总投资在700亿美元左右，同比2018年120亿美元有很大增长空间，晶圆厂本身扩产有降本的采购需求，有利于国产化率的提，2018年国产化率不到15%，提升空间巨大。
4.5 国产替代的催化剂——③国家出台专项政策支持半导体设备行业的发展
4.5 国产替代的催化剂——④出于供应链安全角度考虑，国内晶圆厂对国产设备的认证意愿大大增强
现代先进的IC制程大约400-500道，一种设备仅负责其中一道或几道。评估新设备除了要花大量的人力物力之外，还需要花费大量验证时间（甚至牺牲部分产能）与其他息息相关的制程步骤其它设备商的产品进行“一致性”整合，同时一台新设备一旦出现问题可能导致整条生产线无法运作，报废的产品价值可能远超过新设备能提供的经济价值。因此除非原供应厂商产品出现重大技术缺陷或新设备具备突破性进展，几乎没有晶圆厂商愿意花大量人力、时间并承担新设备上线风险去评估新的设备。不过对国内半导体设备厂商而言，中美贸易摩擦以来国内半导体产业链不确定性增加，国内晶圆厂出于供应链安全角度考虑，对国内设备供应商的认证意愿相比过去已大大增强。
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