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刀具行业深度报告:多因素共振打开行业空间国产替代引领发展方向

更新时间  2023-01-19 07:49 阅读

  bob最新官网下载刀具是机械加工中不可或缺的一环。机床是制造机器的机器,在现代化 建设中发挥着重要作用,随着自动化时代的到来,通过应用自动化控制 技术、综合现代精密传动控制技术和精密制造技术的数控机床诞生,实 现了高速度、高精度、高效率、高质量产品制造生产,使机床真正成为 了机械领域的“工作之母”。而刀具是数控机床的重要组成部分,是机 床实现切削功能的核心零部件,具有“高精密、高技术、高性能”的特 点。刀具和机床是两个相对独立却又相辅相成的系统,共同推进现代制 造业的发展。 刀具由刀柄、刀杆(盘)与刀片组成。刀柄、刀杆(盘)的单价在 100-1000 元不等;而刀片的单价是它们的 1/10,平均每几个小时轮替一次,需求 量大,是数控机床在各类机械加工过程中所需的易耗品,广泛应用于汽 车、轨道交通、航空航天、精密模具、能源装备、工程机械、通用机械、 石油化工等各领域的金属加工。

  目前主要的刀具材料包括硬质合金、工具钢、陶瓷和超硬材料(PCD、 CBN)。刀具的质量直接决定了机械制造行业的生产水平,更是制造业 产品质量和提高生产效率最重要的因素。高效的先进工具可以通过提升 加工精度和工件表面质量,提高产品质量和切削加工效率并降低生产成 本。而刀具材料是决定刀具性能的重要因素之一,目前主要的刀具材料 包括硬质合金、工具钢、陶瓷和超硬材料(PCD、CBN),随着工业技 术的发展,各种刀具材料各自发展、相互配合、彼此竞争,通过组合应 用为现代切削加工提供解决方案。四种不同的材质有着各自不同的特点:

  (1) 工具钢:硬度、耐磨性、耐热性相对差,但抗弯强度高,价格便 宜易焊接。刃磨性能好,广泛用于中低速切削的成形刀具(高性 能高速钢切削速度可达 50-100m/min),不宜高速切削。其常用 于钻头、丝锥、锯条以及滚刀、插齿刀、拉刀等刀具,尤适用于制造耐冲击的金属切削刀具。

  (2) 硬质合金:具有硬度高(86-93HRA)、耐磨、强度和韧性较好、 耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是其高硬度和耐磨性,即 使在 500℃的温度下也基本保持不变,在 1000℃时仍有很高的硬 度。硬质合金的强度低于高速钢,不适合冲击性强的工况。其广 泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切 削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材, 也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材 料。

  (3) 陶瓷:高硬度、耐磨性、耐热性、化学稳定性、摩擦系数低、强 度与韧性低,热导率低。其主要适用于钢料、铸铁、高硬材料(淬 火钢)连续切削的半精加工或精加工。

  (4) 超硬材料分为人造金刚石(PCD)和立方氮化硼(CBN):人造金刚石(PCD):最高的硬度和耐磨性,摩擦系数小,导热性好但不 耐温(耐热 800 度),切削速度可达 2500-5000m/min,但价格昂贵,加 工、焊接都非常困难。其主要用于有色金属的高精度、低粗糙度切削, 以及非金属材料的精加工,不适宜切削黑色金属。 立方氮化硼(CBN):高硬度(仅次于金刚石)及高耐热性(耐热 1400 度), 化学性质稳定,导热性好,摩擦系数低,抗弯强度与韧性略低于硬质合 金。立方氮化硼主要用于高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料的 半精加工和精加工,特别是高速切削黑色金属。

  硬质合金刀具综合性能强,兼具硬度和韧性。硬质合金具有高强度和高 耐磨性,是由作为主要组元的难熔金属碳化物和起粘结相作用的金属组 成的合金材料。与工具钢相比,硬质合金具有较高的硬度、耐磨性和红 硬性;与陶瓷和超硬材料相比,硬质合金具有较高的韧性。由于硬质合 金具有良好的综合性能,因此广泛应用于钢(P)、不锈钢(M)、铸铁(K)、 有色金属(N)、耐热钢(S)和淬硬钢(H)材料的加工。随着混合料 配备、模压烧结、研磨加工和涂层等刀具生产重要工艺流程的优化,硬 质合金广泛用于刀具和刀片生产。根据中国机床工具工业协会的统计, 硬质合金刀具产品的主要类型包括硬质合金刀片、铣削刀具、车削刀具、 孔加工刀具等,其中应用于制作刀片的占比最高,接近 50%。

  硬质合金刀具上游企业主要为生产碳化钨粉和钴粉的企业。钨具有硬度 高、熔点高等特性,广泛应用于机械制造行业,属于中国战略性矿产资 源,我国钨资源约占世界储量的 60%左右,产销量稳居世界第一,国内 碳化钨生产企业众多,供应量充足;钴是一种小金属资源,因其耐高温、 耐腐蚀等特性广泛应用于机械制造行业,尽管中国钴资源仅占世界储量 的 1%左右,但钴冶炼工艺处于世界领先水平,且国内企业对主要钴矿 资源国的投资使得钴资源保障能力大大提升。

  下游需求旺盛,耗材属性和分散的下游应用熨平行业周期。刀具行业下 游主要为制造业,根据我国切削刀具按制造业板块的消费规模,汽车、 摩托车、机床工具、航空航天、通用机械、模具及工程机械等行业对刀 具的需求尤为明显,所占比例达到 95.4%,在轨道交通、能源设备和新 能源等高端领域也有一定应用。鉴于国家经济政策对新能源等景气行业 发展的推动,政府对航空航天等产业的高度重视,这些行业的飞速发展 势必将带动高端切削刀具需求的增长。

  购置税优惠超预期下汽车景气上行具备确定性。据第四届切削工具用户 调查分析报告统计,汽车、摩托车/机床工具/通用机械为机床刀具的下 游应用前三,分别占比 20.9%/18.1%/15.1%。汽车上刀具使用较多的是 由缸体、曲轴、连杆、凸轮轴、缸盖五大件组成的发动机,2022 年 4 月 数据显示,汽车销售 118.1 万辆/-47.6%受疫情反复拖累明显,但投资端 累计同比+10.4%维持高位,表明作为生产主体的企业判断需求大概率回 弹,叠加减征 600 亿的新一轮乘用车购置税优惠政策超预期,部分有条 件的城市和地区相继出台促销费政策,汽车景气上行具备确定性,新能 源汽车的发展亦拉动上游零部件需求。同时从模具制造的出货值看, 2022 年世界模具制造业订单有向我国倾斜的趋势,看好高端精密模具成 长性。此外航空航天、通用机械在 2022 年也有看点,工程机械预计全 年增长有限,2022 年 4-5 月的订单状况显示市场形势仍不明朗,3C 等 消费类应用的企稳仍待时日。

  硬质合金刀具行业是技术密集型行业,其生产流程复杂,生产工艺要求 高。硬质合金刀具生产工艺包括模具工序、合金工序、深加工工序和涂层工序等多个工序,且每个工序均由多个不同的环节组成,其制造工序 长、流程复杂、关键质量控制点多,工艺控制难度大,因而行业技术门 槛较高。

  硬质合金刀具生产涉及四大核心技术领域,分别为基体材料、槽型结构、 精密成型和表面涂层: (1) 基体材料:通过成分和结构的调整平衡决定硬质合金的硬度和韧 性,开发出更具有针对性的基体材料是行业研发的重难点,主要 技术环节包括基体牌号开发、碳含量控制和晶粒度控制。 (2) 槽型结构:是切削的直接受力和主要磨损部位,合理的槽型结构 可以减少切削阻力、增强断屑能力,解决金属切削断屑清理问题, 以达到高效切削的加工需求。 (3) 精密成型:影响成型时的压制、烧制及深加工过程中的收缩变形, 进而影响产品的一致性与稳定性,提高产品精度,主要技术环节 包括模具制备、混合料制备、压制成型控制和烧结成型控制。 (4) 表面涂层:表面涂层起到保护和屏障作用,优良的表面涂层可以 延长刀片 20%-30%的使用寿命,主要技术环节包括 PVD 涂层开 发和 CVD 涂层开发。

  核心技术的提升有助于改善硬质合金数控刀片的加工精度、加工效率和 使用寿命等切削性能。通过四大领域核心技术开发满足数控刀片多样化 需求的基体牌号、槽型结构、成型结构和涂层材料,精准控制制备过程, 形成相应的制备工艺参数或控制方法。

  产品终端应用广泛,非标需求提高行业技术壁垒。刀具下游应用广泛, 涉及模具、汽车、机械、轨交、航空航天等诸多行业,产品终端覆盖制 造业多个细分领域。下游复杂的场景和环境导致了客户大量的非标准化 需求,对刀具技术参数提出了多样化要求。而刀具厂商则需要根据客户 的提出的需求对产品重新进行设计和生产,使得原本就非常复杂的生产 流程更加复杂。大量的非标准化需求无疑是对生产厂商设计与生产技术 水平的考验,使得行业的技术壁垒进一步提高。

  硬质合金刀具行业是资金密集型行业,生产设备昂贵,且回报周期较长。 以华锐精密为例,华锐精密招股说明书显示硬质合金刀具主要生产设备 总原值达到 2.36 亿,总净值达到 1.77 亿,国产设备主要用于制料和烧 结工序,而模具、压制、研磨和涂层工序所用设备依赖于进口,导致公 司生产设备价值高昂。根据欧科亿 2022 年的定向增发预案,年产 1000 吨高性能棒材、300 万支整体硬质合金刀具、20 万套数控刀具、500 万 片金属陶瓷刀片及 10 吨金属陶瓷锯齿需要投资 7.5 亿元。行业投资建设 周期较长,根据公司公告,华锐精密数控刀具数字化生产线建设项目投 资建设 周期为 2 年,欧科亿数控刀具产业园项目投资建设周期为 1.5年。

  2.1. 全球刀具市场规模超 2400 亿元,中国市场规模超 400 亿

  全球切削刀具市场规模呈上涨趋势,市场规模超 2400 亿元。根据 QYResearch 数据,2016 年全球切削刀具市场规模达 331 亿美元,2020 年全球切削刀具市场规模达 370 亿美元,2016-2020 复合增长率 2.82%。 2022 年市场规模有望达到 390 亿美元。

  我国刀具市场呈波动上涨趋势,市场规模超过 400 亿元。我国切削刀具 市场消费情况与我国制造业发展水平和结构调整息息相关。受国内投资 增速放缓和需求结构调整影响,2011 年至 2016 年刀具市场规模主要集 中在 312 亿元至 345 亿元的区间。随着“十三五”规划的落地,国内供 给侧结构性改革的不断深化,2018 年切削刀具行业市场规模达到 421 亿 元,相对于 2016 年增长 30.95%。2019 年受中美贸易摩擦以及汽车等下 业下行的影响,我国切削刀具消费额下降至 393 亿元;2021 年市场 规模达到 477 亿元,随着我国制造业的发展和复苏,我国刀具市场规模 有望持续增长。

  从金属的切削方式来看,金属切削主要包括车削、铣削、钻削等工艺方 法: (1) 车削是指加工时工件做旋转运动,刀具在平面内作直线或曲线进 给运动的切削加工方式,通常只有一个切削刃参与切削,形状较 为规则,主要应用于通用机械、汽车、轨道交通、精密轴承、通 用机械、高端卫浴、石油化工等领域。 (2) 铣削是指加工时刀具做旋转运动,工件固定或移动的切削加工方 式,通常是多个切削刃同时参与切削,刀片的尺寸一致性波动对 使用寿命的影响较大,主要应用于精密模具和能源装备等领域。 (3) 钻削是指加工时刀具和工件做相对旋转运动,并沿刀具轴向方向 做相对进给运动的切削加工方式,主要应用于工程机械和新能源 等领域。 三种工艺的刀具当中车削和铣削的占比较高。

  预计 2022 年机床刀具整体增速放缓至+3.5%,硬质合金具备韧性+4.8%。 2022Q1 国内刀具同比增长 3%-5%,2022 年 4 月浙江、江苏需求同比下 滑约 15%,上海疫情管控趋严出货量较少。依据当下的在手订单状况, MIR 预测 2022-2023 年我国金属加工机床将整体+2.9%/-4.5%,此后逐步 回升,对应上游刀具 2022 年增速将回落至+3.5%,其中硬质合金+4.8% 具备韧性。

  数控机床大势所趋,市场需求与产业政策加速推进渗透。随着我国制造 业的发展和进步,市场上的产品规格不断丰富,市场对于高精度、高效 率切削的需求日趋旺盛。《中国制造 2025》提出从制造业大国向制造业 强国转变,最终实现制造业强国的目标,而机床是工业之母,是实施制 造强国战略的有力抓手,因而将高档数控机床列为大力推动突破发展的 重点领域之一,国家和有关部门陆续制定了一系列产业政策以支持数控 机床的发展。

  数控机床市场渗透率提升有望推动刀具市场扩容。在我国刀具产品消费 结构中,传统焊接刀具占据较大比重,随着加工产品的结构复杂化、加 工精度要求的不断提高,我国机床设备正逐步从传统普通机床向数控机 床过渡。我国新增金属切削机床数控化率从 2013 年的 28.83%提升到 2020 年的 42.9%,相对于国际上制造业强国机床数控化率 60%以上水平, 我国金属切削机床的数控化程度的提升空间很大。而数控刀具作为数控 金属切削机床的易耗部件,随着产业结构的升级,无论是存量机床的配 备需要,还是每年新增机床的增量需求,都将带动数控刀具的消费需求。

  硬质合金刀具产值占比逐年提升,已渐成市场主流。刀具材料结构变化 体现了我国制造业发展水平,随着我国制造业持续升级,硬质合金刀具 的产值占比将逐步提高,我国硬质合金刀具产值从 2015 年的 39%提高 到 2019 年的 47%,占比首次超过工具钢刀具。

  2022H2 机床或步入上行通道,刀具行业景气度有望回升。机床被誉为 “工业之母”,代表国家制造业整体水平的高低。通过梳理较长时间的 历史订单与产量数据,我们发现机床的景气周期较为显著,平均约 3.5-4 年,各国情况存在一定差异。日本有大小周期之分,当前处于一个小周 期的尾声,而国内自 2012 年完成工业化以来本质上经历了一段长时间 的波动式下行,且周期时长有所增加,疫情的影响只会令周期迟到但不 会缺席,按此推算 2022H2 起机床或步入上行通道,届时国内制造业很 可能再度呈现供需两旺的局面。而作为工业机床的“牙齿”,刀具是高 档数控机床的重要组成部分,对于提升机床的精密、高速和高效等方面 的性能有直接的影响,机床行业景气度有望随机床进入上行通道而提高。

  我国刀具消费占机床消费比例呈上涨趋势,刀具消费规模仍有较大空间。 刀具的性能很大程度上决定了机械加工质量与生产效率。德国、美国和 日本等制造业强国注重现代数控机床和高效刀具互相协调、平衡发展, 每年的刀具消费规模为机床消费的 50%左右。而 2012 年我国市场的刀 具消费占机床消费比例仅有 14.13%,2019 年达到 25.26%,明显呈上涨 趋势,但还远低于发达国家 50%左右的水平。随着国内终端用户生产观 念逐渐从“依靠廉价劳动力”转向“改进加工手段提高效率”叠加机床 市场的转型升级,我国刀具消费规模仍存在较大提升空间。

  国际刀具行业竞争格局分为三个阵营,欧美刀具企业(第一阵营),日 韩刀具企业(第二阵营)以及国产刀具企业(第三阵营): 第一阵营为以山特维克和伊斯卡等为代表的欧美刀具企业。欧美刀具企 业定位于为客户提供完整的刀具解决方案,在高端定制化刀具领域始终 占据主导地位。 第二阵营是以三菱材料和克洛伊等为代表的日韩刀具企业。日韩刀具企 业定位于为客户提供通用性、稳定性和性价比高的产品,在高端制造业 的非定制化刀具领域赢得了众多厂商的青睐。 第三阵营是以株洲钻石和欧科亿等为代表的中国刀具企业。中国刀具企 业数量众多,竞争实力差距较大,主要通过差异化的产品策略和价格优 势,赢得了较多的中低端市场份额。

  欧美阵营和日韩阵营优势明显,国内阵营面临挑战: 欧美阵营:欧美阵营历史久远,山特维克创立于 1862 年,肯纳金属创 立于 1943 年,欧美阵营品牌知名度高,技术领先优势明显,占据高端 领域主要市场份额,但价格过于高昂。 日韩阵营:日韩阵营发展历史仅次于欧美阵营,三菱材料创立于 1875 年,日本京瓷创立于 1959 年,日韩阵营品牌知名度较高,在我国进口 刀具中占比最大,具有通用性好、稳定性高和价格适中等优势。 国内阵营:国内阵营发展起始时间明显滞后,厦门金鹭创立于 1989 年, 株洲钻石成立于 2002 年,国内阵营技术水平较低,总体以中低端产品为主,具有价格优势,然而随着我国制造业的发展,国内领先的刀具企 业技术不断进步,部分中端产品性能已经达到国际水平,未来发展潜力 充足。

  国内市场竞争格局较为分散,头部集中仍在途。MIR 统计结果显示,2020 年国内硬质合金刀具市场 CR10 仅 21.4%,2021 年国内硬质合金刀具市 场 CR10 为 24.4%,同比 2020 年提高了 3pct,可见国内市场集中度低, 竞争格局相对分散,进口依赖度高。山特维克在国内市场占据最高的份 额,国产厂商在市场份额 Top10 中仅拥有三个席位,主要通过差异化的 产品策略和价格优势抢占中低端市场份额,除了株洲钻石外,其他国产 企业市场份额仅不足 1%。(报告来源:未来智库)

  在产品材料性能层面,国产刀具性能已经与日韩刀具相当,个别产品性 能接近欧美刀具。欧科亿不锈钢加工用数控刀片 OP1215 的各项性能指 标与日本三菱同类产品相当。华锐精密 PVD 涂层刀片与日韩刀具相比 在基体硬度、涂层硬度方面相当,膜基结合力略低;CVD 涂层刀片各方 面性能与日韩、欧美刀具均相当。

  国产刀具主要在稳定性、精度、使用寿命等方面与进口刀具存在差距。 以华锐精密为例,稳定性方面,其车削刀片的波动幅度为 3 件,三菱为 2 件,其铣削刀片的波动幅度为 1M,特固克为 0.5M;精度方面,其表 面粗糙度为 0.25-0.3mm,三菱为 0.23-0.25mm;使用寿命方面,其刀片 磨损值与三菱、特固克极为接近。

  性价比优势凸显,疫情加速进口替代。在关键性能可与日韩刀具比肩的 条件下,产品均价仅为日韩的 40%的国产刀具性价比优势更加突显。新 冠疫情的进一步加快了国产替代的速度。除了产品质量本身以外,国产 厂商在国产替代的进程中最难以克服的是下游厂商和原有欧美阵营与 日韩阵营的粘性;但在疫情背景下,贸易进口更加困难,客户对于供应 的保证日趋重视,而如欧科亿、华锐精密等国产阵营厂商纷纷扩产,有 保证供给的能力,下游厂商加速转向国产阵营厂商。

  存量与增量共振,国产替代中长期替代空间奖金 400 亿。客观上,国产 设备匹配国产刀具刚需确定,设备端的国产化进程会对部件形成传导, 且航空航天等战略意义较强的领域内部有相对明确的国产替代指引。刀 具的国产替代不仅限于已有的 100 多亿进口金额,还存在于中高端刀具 逐年扩张带来的增量空间,存量与增量共振下空间广阔,计算可得,短 期(到 2025 年)刀具的国产替代空间为 314 亿,中长期(到 2030 年) 替代空间为 393 亿。我们做如下关键假设: (1) 2022-2023 年国内刀具市场增长参考 MIR 预测,2023-2025 年每 年保持 5%增速,2025 年后增长进一步稳定,收敛于 3%; (2) 国内中高端刀具渗透率稳步抬升,由 2020 年的 50%(汽车、航 空航天等精加工领域约 30%,模具等粗加工领域高于 70%)抬 升至 2030 年的 60%; (3) 中高端领域内资品牌市占率稳步抬升,但增幅略有下降,由 2020 年的 52%抬升至 2030 年的 74%。

  国内厂商争相扩产,四大厂商 2022、2023 年新增产能 6900、6000 万片。 我国硬质合金刀片厂商主要有中钨高新(株洲钻石、自硬公司)、厦门 钨业(厦门金鹭)、欧科亿、华锐精密,四家公司的扩产计划如下:

  (1) 中钨高新:公司旗下生产数控刀片的公司主要有株洲钻石、自硬 公司两家。根据公开投资者调研纪要,2021 年株洲钻石数控刀 片年产量突破 1 亿片,和自硬公司合计在 2021 年产量达到 1.09 亿片。扩产计划方面,株钻公司 2020 年定增项目使公司年产能 扩张 2000 万片达到 8000 万片,2022 年又启动切削刀具技改项 目,计划新增 1000 万片数控刀片产能。自硬公司计划进行数控 刀片产线 万片。考 虑到株洲钻石在 2021 年实际产能已经突破 1 亿片,假设 2022-2023 年实际产能进一步扩大至 1.1 亿片、1.2 亿片,自硬公 司 2022-2023 年产能分别为 2000 万片、3000 万片。合计来看, 假设中钨高新 2022-2023 年数控刀片产能分别达到 1.3 亿片、1.5 亿片。

  (2) 厦门钨业:公司旗下生产数控刀片的公司主要为子公司厦门金鹭, 2020-2021 年,公司数控刀片产量约为 3285、3817 万片。根据 公开投资者调研纪要,公司目前数控刀片拥有约 5000 万片/年的 产能,年底扩产项目达产后,数控刀片产能预计将达到 6000 万 片/年。因此,假设厦门钨业 2022-2023 年数控刀片产能分别达 到 6000 万片、6000 万片。

  (3) 欧科亿:根据公司年报,公司 2020-2021 年数控刀片产量分别为 5549、8097 万片,假设 2021-2022 年产能分别为 5600 万片、8100 万片。根据公开披露数据,公司 IPO 募投 4000 万片高端数控刀 片项目已进入调试阶段,将于 2022 年上半年开始逐步投产。假 设 2022-2023 年公司数控刀片产能分别为到 1 亿片、1.2 亿片。

  (4) 华锐精密:根据公司年报及招股说明书,公司 2020-2021 年数控 刀片产量分别为 5797 万片、7959 万片,假设产能分别为 5800 万片/年、8000 万片/年。扩产计划方面,结合公司 IPO 募投项目 进展和现有生产线的新增产能提升,假设 2022-2023 年公司年产 能分别为 1 亿片、1.2 亿片。

  (1) 根据中国机床工具工业协会统计数据,2021 年我国刀具市场总 消费规模约为 477 亿元。受疫情影响,依据当下的在手订单状况, MIR 预测 2022-2023 年我国金属加工机床将整体+2.9%/-4.5%, 此后逐步回升,对应上游刀具 2022 年增速将回落至+3.5%。据 此假设国内刀具市场规模 2022 年同比增长 3.5%,悲观、中性和 乐观情况下,2022/2023 年预期同比增速分别为 2.5%/1%、3%/3%、 3.5%/5%。

  (2) 根据《第四届切削刀具用户调查分析报告》,我国 2018 年硬质合 金消费占比达到 53%,相比全球 63%和欧美日 70%的硬质合金 消费占比仍有提升空间。因此,假设悲观、中性、乐观情况下, 2022、2023 年国内硬质合金刀具消费占比分别为 57%、58%。

  (3) 根据《我国硬质合金刀具的市场格局和预测》,机床工具工业协 会统计数据可知,2010 年 110 亿进口刀具中,除 10 亿的高性能 高速钢刀具外,主要是硬质合金刀具。假设目前进口刀具中硬质 合金刀具占比维持在 95%。

  (4) 根据中国机床工具工业协会统计数据,2021 年我国进口刀具规 模为138亿元,间接计算得到硬质合金刀具国产化率为50.92%, 假设在悲观、中性、乐观情况下,2022/2023 年硬质合金刀具国 产化率分别为 52%/53%、52.5%/54%、53%/55%。

  整体上看,2023 年之前,国内硬质合金刀具市场不会出现产能过剩情况。 在 2022、2023 年悲观、中性和乐观三种假设情况下,国产硬质合金刀 具增量需求分别为 8.9/6.9 亿元、11/11.5 亿元、13.1/16.2 亿元。考虑到 2022、2023 年供给端国产厂商扩产规模 8.45 亿元、6.08 亿元,即使在 悲观假设情况下,硬质合金数控刀片国产厂商增产规模仍略小于需求增 量,在中性和乐观假设情况下,则会出现明显的供不应求。

  国产刀具向高端市场延伸,进口刀具市场份额下降明显。近年来,国内 刀具企业在不断引进消化吸收国外先进技术的基础上,研究成果和开发 生产能力得到了大幅提升,国产刀具向高端市场延伸,凭借产品性价比 优势,已逐步实现对高端进口刀具产品的进口替代,加速了数控刀具的 国产化。根据中国机床工具工业协会统计数据,2021 年我国刀具市场总 消费规模约为 477 亿元,进口刀具规模为 138 亿元,绝大部分是现代制 造业所需的高端刀具。2016—2021 年进口刀具占总消费的比重从 37.2% 下降至 28.9%,表明我国数控刀具的自给能力在逐步增强,进口替代速 度加快。

  山特维克目前是全球最大的机床刀具供应商。山特维克于 1862 年在瑞 典成立,1901 年在斯德哥尔摩证券交易所上市,目前已成为全球领先的 跨国先进产品制造商。公司是采矿和岩石挖掘、岩石加工、金属切削和 材料技术领域的工程集团,致力于提供基于数字化、创新和可持续工程 的 优 化 产 品 和 解 决 方 案 。 山 特 维 克 旗 下 有 山 特 维 克 可 乐 满 (Sandvikcoromant)、山高(Seco)、瓦尔特(Walter)和万耐特(Valenit)等知名 品牌,旗下子公司生产的硬质合金、高速钢刀具以及其他材料制品的市 场占有率常年稳居世界第一。

  山特维克在刀具行业世界领先,2021 年全球收入 991 亿瑞郎。近年来公 司营业收入和归母净利润均呈增长趋势,受新冠疫情影响,公司 2020 年业绩出现大幅下滑,2021年业绩迅速拉升,全球收入实现991亿瑞郎。 公司盈利能力维持高位,2021 年归母净利润 145 亿瑞郎,毛利率稳定在 近 40%左右,2021 年达到 40.5%;净利率呈波动上行趋势,2021 年达到 14.6%,较 2020 年上升 4.5pct。

  山特维克技术积累全球领先,可以根据下游需求提供整体解决方案。 2016-2020 年山特维克研发费用保持在 30~40 亿瑞郎,研发费用率近 4%, 研发支出稳定;公司技术处于行业内绝对领先地位,目前有效专利数量 达到 6400 项左右,且每年保持大量专利新增,2016-2021 年公司每年专 利新增数在 800 至 1200 项之间。公司金属切削工具、建筑及采矿业设 备设施、不锈钢材料、特种合金、金属及陶瓷电阻材料以及传动系统等 产品和经验丰富,能够为航空航天、汽车、模具、机械、石化和新能源 等下业提供整体解决方案。

  行业下游环境复杂,非标需求凸显综合解决能力重要性。下业环境 复杂,对刀具技术参数有个多样化的需求。以汽车整体解决方案为例, 其包含变速箱、发动机以及其他零件等多个部分,其中变速箱内又包含 轴、齿轮和换挡套筒等零件;发动机内又包括气缸体、汽缸盖、曲轴、 凸轮轴和连杆等;其他零件中又包括涡轮增压器、壳体、转向节和制动 钳等零件。每个零件对于刀具的参数要求各不相同,因而相比于单一的 刀片刀具制造,更加凸显刀具厂商的综合解决能力。山特维克与下游客 户对接并根据客户需求,为其提供定制化的整体解决方案具发展空间, 这也是以山特维克为代表的欧美企业比日韩、中国企业领先之处。

  随着全球刀具行业技术水平的逐渐提升,综合解决能力逐渐成为行业未 来的发展方向。领先的技术水平是企业成为行业龙头不可或缺的条件, 但随着行业技术水平的整体提升,刀具企业综合解决能力的重要性越发 明显。综合解决能力能有效的提高价值量并增强与客户粘性,山特维克 在与下游客户的对接中,基于领先的技术储备,山特维克不仅仅是销售 刀具,而是可以根据客户的需求,从整体上提供解决方案,进一步的提 高了发展空间;另一方面,综合解决方案又能有效的提高与客户的粘性, 从而进一步加强自身竞争力。长期来看,从产品技术优势到综合解决方 案能力的跨越,是从头部公司成长为巨头的关键一步。(报告来源:未来智库)

  全球切削刀具市场规模超国内市场规模 5 倍,更加看重整体解决方案供 应能力,价值量更高。2020 年全球切削刀具市场规模达 370 亿美元,超 过国内市场规模的 5 倍。国际客户不仅对刀具的技术指标有更高的要求, 对于综合解决方案供应能力也有更高的需求,附加值也就更高。对于国 内厂商而言,在深耕国内市场的同时,必须加大海外业务拓展力度,打 开长期成长空间。 国内头部刀具厂商在稳固国内市场持续国产替代的同时,不断加大海外 业务拓展力度: 中钨高新旗下株硬欧洲公司“钻石牌”硬质合金成功跻身欧洲市场,获 得欧洲市场广泛认可。 华锐精密不断完善海外流通经销商布局,提升产品海外认知度,为公司 未来参与国际竞争打下基础。

  碳化钨在硬质合金刀具中,成本占比超过 80%。原材料成本占比高公司 主要原材料为碳化钨和钴粉,其中碳化钨在原材料中的用量占比约 86%。

  硬质合金行业上下游整合的趋势增强。硬质合金及工具行业属于硬质合 金产业链中的中下游,其上游为钨、钴等金属化合物和粉末的开采及冶 炼行业,下游为机械加工、石油和地矿挖掘、汽车制造和航空航天等应 用领域。由于硬质合金细分产品数量众多,下游应用领域广泛,长期以 来各细分市场间存在一定的壁垒。上游原材料价格波动对刀具生产企业 的生产、销售影响较大,行业企业需要通过不断强化上游产业链一体化 布局来降低原材料波动对企业经营的影响,形成产业链上下游协同发展 的竞争格局,增强市场竞争能力。

  中钨高新是五矿集团旗下钨产业一体化管理运营的平台型企业,管理及 运营着集矿山、冶炼、加工与贸易于一体的完整钨产业链,主要从事硬 质合金和有色金属及其深加工产品的研发、生产和销售。中钨高新规模 庞大,旗下子公司实力强劲,包括株洲硬质合金集团、硬质合金切削刀 具综合供应商株洲钻石、PCB 用精密微型钻头及刀具综合供应商金洲精 工、中国钨基硬面材料领域的领导者自贡硬质合金公司以及钨粉末制品 基地南昌硬质合金公司,均是行业内领先企业。

  中钨高新的主营产品硬质合金、切削刀片及刀具、化合物及粉末以及其 他产品。产品覆盖了硬质合金产业链的上游以及下游,并且广泛应用于 下游领域,如汽车制造、数控机床、航空航天、军工、机械模具加工、 IT 产业加工、船舶、海洋工程装备等制造加工领域。 中钨高新营收稳定增长,2021 年归母净利润高增。中钨高新 2021 年营 收为 121 亿元,同比增长 21.9%;归母净利润为 5.28 亿元,同比增长 138.6%。2021 年,由于国外受疫情影响严重,加之产业链向中国转移, 中钨高新的营业收入和归母净利润有显著的上升。切削刀具销售收入增 长了 5 亿元,贸易及装备销售收入比去年增长了 1 亿元左右,业绩表现 亮眼。分业务中,刀片及刀具毛利率最高,尽管 2021 年有下降趋势, 但是仍然保持了 35.4%的高位,主营产品盈利能力较强。

  公司注重研发投入,研发实力强大。中钨高新研发费用率近三年稳定在 3%以上,2021 年研发投入达 4 亿元,研发支出持续增加。中钨高新拥 有硬质合金行业唯一的国家重点实验室,2021年专业研发人员1073名, 占公司员工数量 12.8%,其中本科及以上有 917 人,专业素养较高。2021 年公司获得授权专利 163 项,其中发明专利 49 项;截至 2021 年末,公 司累计持有有效专利 1487 项,其中发明专利 571 项,海外专利 16 项。 中钨高新强大的研发实力为其产品的升级以及新产品的开发奠定了坚 实的基础。

  中钨高新产能持续扩张,继续开拓国内外市场。中钨高新株钻的产能约 为 1 亿片数控刀片,金州产能 5 亿只微钻,自硬产能 1000 万片数控刀 片,已占据国内重要市场。随着中国疫情防控的加紧和产业链的移出, 中钨高新拟加速拓展海外市场。数控刀片和微钻均有产能扩张计划,并 且整改整体刀具产线,加速产品的生产以及升级。 公司产能扩张稳步推进。2021 年公司数控刀片产量 1.09 亿片,2022 年 计划新增数控刀片年产能 2000 万片,株钻公司将新增精密切削刀片产 能 1000 万片,主要应用于航空航天和汽车领域。

  布局光伏钨丝,有望打开新的成长曲线。光伏产业持续高景气,硅片需 求高增,带动金刚线市场需求保持快速增长。行业进步使得对金刚线线 径不断提出更高要求,钨丝凭借其优秀的物理特性,有望承接切割丝母 线 日,中钨高新第九届董事会审议通 过了《关于自硬公司新增年产 100 亿米细钨丝扩能改造项目的议案》, 同意自硬公司成都分公司自筹资金 9792 万元,用于建设新增年产 100 亿米主要用于光伏行业的高强度细钨丝生产线 年底投产,有望为公司打开新的成长曲线. 欧科亿:锯齿刀片龙头企业,数控刀具高速增长未来可期

  欧科亿成立于 1996 年,是一家专业从事硬质合金制品和数控刀具产品 的研发、生产和销售,具有自主研发和创新能力的高新技术企业,于 2020 年 12 月 10 日在上海证券交易所科创板成功挂牌上市,是首家以硬质合 金刀具为主营业务的科创板上市公司。公司是国内规模最大的锯齿刀片 企业,硬质合金锯齿刀片产品工艺技术位居国内前列,自 2011 年开始, 公司依托成熟的硬质合金制品生产经验,将业务延伸至数控刀片制造领 域,打开第二成长曲线,形成产业协同优势,现已发展成为国产数控刀 片的主要制造商之一。

  公司产能持续扩张,助力业绩高速增长。2021 年公司数控刀片产量超过 8000 万片,已经成长为国内硬质合金数控刀具民企龙头。预计 2022 年 公司产能有望进一步增长到 1 亿片以上的水平,进一步打破制约公司业 绩释放的重要因素。根据公告,公司拟定向增发 8 亿元用于数控刀具产 业园建设(6 亿元)和流动资金补充(2 亿元)。产业园项目预计投资金 额 7.49 亿元,建设期 18 个月,新增 1000 吨高性能棒材、300 万支整体 硬质合金刀具、20 万套数控刀具、500 万片金属陶瓷刀片及 10 吨金属 陶瓷锯齿产能。满产后预计每年新增年收入 6.4 亿元,净利润 1.3 亿元。

  华锐精密是国内先进的硬质合金切削刀具制造商,主要从事硬质合金数 控刀片的研发、生产和销售业务。公司专注于硬质合金数控刀片研发与 应用,不断追求硬质合金数控刀片整体性能的提升和制造工艺的优化, 形成了在基体材料、槽型结构、精密成型和表面涂层四大领域的自主核 心技术,开发了车削、铣削、钻削三大系列产品。公司核心产品在切削 性能方面处于国内先进水平,特别是铣削刀片已形成显著竞争优势。公 司已成为国内硬质合金切削刀具的领先制造商,被评为国家级高新技术 企业,是工业和信息化部认定的“专精特新‘小巨人’企业”。

  华锐精密主要产品为硬质合金刀具。硬质合金数控刀具是公司主要产品, 按切削方式可分为车削、铣削和钻削三大系列,硬质合金刀具作为数控 机床执行金属切削加工的核心部件,广泛应用于通用机械、汽车、轨道 交通、航空航天、精密模具、新能源等领域的金属材料加工。2021 年组 建直销团队加大直销客户开发力度,目前已在航空航天领域的重点客户开发 取得进展。 华锐精密营收增长稳定,2021 年业绩表现亮眼。公司 2021 年营业收入 为4.85亿元,同比增长55.5%;归母净利润为1.62亿元,同比增长82.4%。 华锐精密 2021 年营收大幅上升,得益于国外疫情的以及产业链转移的 影响,订单充足,产能得到充分释放。

  华锐精密注重研发,积累硬质合金领域四大核心技术。华锐精密秉承“自 主研发、持续创新”的发展战略,专注于硬质合金数控刀片研发与应用, 不断追求硬质合金数控刀片整体性能的提升和制造工艺的优化。公司研 发费用逐步提升,2021 年研发费用近 0.25 亿,研发费用率始终维持在 5%以上。2021 年,公司新获得专利 13 项,其中发明专利共 7 项,实用 新型专利 4 项,外观设计专利 2 项,截至 2021 年末,公司拥有授权专 利 46 项,其中发明专利 17 项。2021 年研发人员共 91 人,占公司总人 数的 16.49%,其中本科及以上的有 67 人,覆盖了硬质合金数控刀片、 刀体和整体刀具等研发领域。公司积累了基体材料、槽型结构、精密成 型和表面涂层四大领域核心技术,自主设计能力强,有助于新产品的开 发以及升级。

  沃尔德是一家主要从事超硬刀具及超硬材料制品研发、生产和销售业务 的高新技术企业。2006 年公司前身昊奇创新成立于中关村电子城科技园 区,2008 年正式更名为北京沃尔德,2015 年完成股份制改造,2019 年 于上海证券交易所科创板挂牌上市。沃尔德以玻璃切割工具、超硬切削 刀具、PCD 拉丝模芯、国外来料加工业务为主,始终在超硬材料领域深 耕细作,产品广泛应用于消费电子、汽车制造、工程机械、航空航天、 能源设备等行业。

  沃尔德不断加大研发投入,全面提升产品创新能力。公司研发费用逐步 提升,2021 年研发费用近 0.28 亿,研发费用率始终维持在 6%以上,2021 年研发费用率上升至 8.7%。2021 年,公司新获得国内外专利 44 项,其 中发明专利 5 项,实用新型专利 29 项,外观专利 10 项,截至 2021 年 末,公司已拥有国内外专利 239 项,其中发明专利 35 项,实用新型专 利 176 项,外观专利 10 项。2021 年研发人员共 111 人,占公司总人数 的 15.21%,其中本科及以上的有 58 人。公司不断加大对专利研发的投 入力度,全面提升公司在超硬刀具方面的创新能力,更好更全面地服务 于客户,公司自主研发的核心技术主要分为“超硬材料激光微纳米精密加 工技术”、“真空环境加工技术”、“PCD 超薄聚晶片及复合片精密研磨及 镜面抛光技术”、“自动化设备研制技术”四类。

  新锐股份成立于 2005 年 8 月,拥有苏州和武汉两个一线城市研发、生 产、制造基地,控股美国 AMS、澳洲 AMS,是一家专注于硬质合金制 品与矿用凿岩工具及矿山服务,集研发、制造、销售、服务为一体的国 际化制造服务商,2021 年荣获“国家专精特新小巨人”认定,同年 10 月 在上海证券交易所科创板正式挂牌上市。公司坚持国际化、现代化、制 造服务一体化的方向,坚持实施海外发展战略、跨国发展和积极参与“一 带一路”国家经济战略,竭力打造硬质合金及矿用凿岩工具世界知名品牌。

  新锐股份的主营产品为硬质合金、硬质合金工具和配套产品。公司的主 要产品包括硬质合金、硬质合金工具,以及根据客户需求提供的配套产 品。在硬质合金工具领域,公司产品定位中高端,矿用牙轮钻头国内市场 销量份额遥遥领先,在澳洲及南美洲矿山市场占有率位列前三,并进入了头 部四大铁矿公司的供应体系,具备与山特维克、阿特拉斯等跨国公司在该细 分市场竞争的实力,是矿用硬质合金龙头企业,随着公司募投项目投产陆续 落地,有望继续拓展新的市场,提升市占率,巩固加强龙头地位。产品应 用覆盖矿山采掘、石油钻井、工程机械、金属切削机床、汽车制造、电 子信息和航天军工等行业。 2021 年新锐股份营收企稳回升,归母净利润增速回落。面对不断反复的 新冠疫情和复杂多变的市场环境,公司不断提升产品质量和综合服务能 力,扩大产能建设,2021 年实现 8.94 亿元营业收入,同比增长 22.6%; 归母净利润实现 1.36 亿元,同比增长 19.4%。

  公司注重研发投入,研发实力较强。新锐股份研发费用率近三年稳定在 5%的水平,2021 年研发费用达 0.43 亿元,研发支出持续增加。公司 2021 年有专业研发人员 91 名,占公司员工数量 11.4%,其中本科及以上有 75 人,专业素养较高。2021 年公司获得授权专利 10 项,其中发明专利 3 项,实用新型专利 7 项;截至 2021 年末,公司累计获得国内专利授权 164 项,获得国内发明专利授权 43 项,实用新型专利 121 项。新锐股份 不断增加研发投入,为公司通过技术创新和新产品开发的双轮驱动,聚 焦硬质合金的中高端应用领域奠定基础。

  产业链一体化发展,转型矿山耗材综合解决方案供应商。公司以性能优异 且性价比高的牙轮钻头为基进入海外矿山巨头供应链,客户端的需求反馈也 能反哺硬质合金的研发与创新。公司收购了澳洲 AMS 并设立了美国 AMS, 在加强对矿山企业销售渠道的控制力之余,获得了对矿山企业提供综合服务 的渠道和经验,以此为根本公司向海外大型矿山企业提供开采、勘探耗材的 综合解决方案。依托产业链一体化优势,公司逐步转为以客户系统性需求为 中心,积极调整产品结构,强化配套服务,努力由单一的工具制造商转变成 为综合服务商。 并购株洲韦凯布局数控刀具,未来成长可期。株洲韦凯掌握数控刀片基 体材料、槽型结构、精加工、表面涂层等生产工序核心技术,2021 年产 能约为 800 万片。2022 年 1 月,公司收购其 66%股权,积极布局数控刀 片业务。并购完成后,公司将充分发挥协同效应,在资金、技术、市场 等方面助力株洲韦凯,受益于数控刀片国产替代浪潮,进一步增强公司 在硬质合金切削刀具领域的技术积累和实力,完善硬质合金产业布局, 提升公司的经营效益与持续发展力。