盡管目前四大家族依然在核心技術方面壟斷，但國內工業機器人廠商正在逐步崛起，并將殺入接下來的黃金五年發展期。
在“中國制造2025”戰略布局和勞動力市場結構性短缺的雙重刺激下，我國機器人產業進入高速增長期。中國自2013年起成為世界上最大的工業機器人消費市場， 并保持至今。
國家統計局數據顯示，2017年中國工業機器人產量達13萬臺，同比大增8%。有分析稱，未來3年機器人市場復合增長率將達20%左右，到2020年有望達1511億元。
值得注意的是，2015年前的中國工業機器人黃金發展期，主要受益的是以abb、庫卡、發那科、安川電機為代表的機器人行業全球四大家族等外資品牌。
近年來，隨著機器人本體及核心零部件國產化的推進，成本降低（投資回收期縮短）、人工替代、進口替代的加速，中國工業機器人行業民族品牌龍頭正在迎來黃金時代！
本期的智能內參，我們推薦來自中泰證券的工業機器人國產化推進報告，從當前節點出發，基于市場需求、產業鏈環境和競爭格局，解讀工業機器人國產化進程和機會。
以下為智能內參整理呈現的干貨：
工業機器人進入黃金五年
中泰證券預計未來五年，將是工業機器人持續高速發展的黃金時代，這背后的邏輯在于人工成本的持續上漲，以及機器人帶來的產品質量穩定性。
▲人工成本持續上漲，而機器人售價呈下降趨勢
首先，與人力相比，工業機器人具有低成本、高效率以及24小時工作的特點。近年來，隨著國內勞動力成本不斷上漲，我國制造業勞動力優勢不顯，制造業亟待向智能化轉型，工業機器人呈現強勁發展的態勢。
考慮到機器人平均效率可以替代2名人工，可以24小時工作，目前機器人投資回收周期約為2年。
▲機器人投資回收期顯著縮短
除了成本優勢，工業機器人普遍能達到低于 0.1 毫米的運動精度，且負載能力、穩定性、可靠均優于人力，不僅可以完成高強度精細工序，更能夠保障產品質量的穩定性。比如，采用機器人拋光，成品率可從87%提高到93%。
機器人帶來的產品質量穩定性，使得應用不斷拓展。按下游應用分類，目前汽車制造和電子產業，這兩個對負載和精度要求較高的行業，工業機器人應用最為廣泛。其他應用領域包括橡膠及塑料行業、鑄造行業、食品行業等。
國產的江湖地位
▲工業機器人零部件核心技術企業分為上中下游
工業機器人由機械本體、控制系統、驅動與傳動系統和傳感器組件等基本部分組成，行業上游生產核心零部件（減速器、伺服系統、控制器），中游即本體生產商，下游則是系統集成商（包括單項系統集成商、綜合系統集成商）。
▲中國機器人行業主要上市公司
我國工業機器人產業化起步較晚，與工業機器人“四大家族”（庫卡、ABB、安川、發那科）技術代差明顯 ，目前主要集中在本體和系統集成端（即中下游）。核心零部件方面，目前國內八成以上依賴進口（且采購的成本要比外企自用高三五倍以上），進口替代空間巨大。
▲國內437家工業機器人企業業務分類
過去5年系統集成市場與本體市場的比值持續下降。根據GGII數據，2017年預計國內機器人本體市場約為320億元，系統集成市場約為535億元，核心零部件市場約為210億元；三者比例關系為1:1.7:0.6。（考慮核心零部件約占機器人本體成本70%，機器人本體毛利率為5-15%）。
▲國內本體市場與集成市場： 機器人集成增速低于本體增速
市場：三個積極信號
近年來，中國機器人市場需求快速增長，增長速度和市場份額遠超其他國家，已經連續五年成為全球機器人第一大市場。
▲IFR：中國工業機器人2020年預計將保持20%-25%的增速
根據GGII數據，預計2017年中國機器人銷量達13.6萬臺，同比增長 56%（國家統計局數據：國內產量13萬臺，同比增長81%）；對應本體及集成市場約855億元，同比增長37%。2018年前2個月，產量近1.9萬臺，較2017年前兩月同比增長37%。
據國際機器人聯盟（IFR）預測，到2020年中國的工業機器人銷量將保持20%-25%的增速，全球銷量占比將達40%，坐穩全球第一大市場。
盡管如此，我國工業機器人市場依然處在整體密度較低，主要市場待滲透的情況。與此同時，正在發生的半導體產業鏈轉移，將帶來潔凈機器人需求大幅增長。這三點，是積極信號！
▲機器人密度：中國與韓國、新加坡、德國、美國等仍有較大差距
先來看我國機器人密度：據IFR統計，世界各地的生產自動化正在加速，2017年全球工業機器人密度達到74（每10,000名員工擁有74個機器人單位），我國機器人密度全球排名第23位，仍有很大空間。
龐大的密度上升空間，指向了可期的機器人市場復合增速。
▲預計未來3年機器人市場復合增速20.4% ，到2020年達1511億元
根據《機器人產業發展規劃（2016-2020 年）》，我國預計于2020年前進入世界前十大自動化程度最高的國家，屆時其機器人密度將達到150臺/萬人，較2016年提升121%，對應機器人保有量將達66萬臺，年均需求16.5萬臺。
考慮到到機器人價格下降將刺激市場增長，中泰證券認為未來3年我國機器人銷量有望超出產業規劃目標（接近IFR預測值），2018-2020年銷售額復合增速在18-23%，到2020年機器人本體銷售額有望達到560億元。考慮系統集成與本體比例約為1.7:1，對應系統集成市場在951億元。機器人市場合計1511億元。
據中國智能制造網預測，我國10年內機器人密度即每1萬名工人的機器人數將超過500臺。對應工業機器人保有量達350萬臺，考慮機器人5-10年壽命，年均需求超過50萬臺，年均本體市場空間有望近1000億元，本體加集成市場合計將超過2500億元。
汽車制造和電子電氣兩大主要市場，將給行業帶來高景氣度。
我國工業機器人廣泛應用于汽車、電子、塑料、食品、金屬加工等行業，目前主要以“汽車+電子”雙輪驅動的形式進行發展，兩者合計占到72%的份額。其中3C電子占比從2012年的18%迅速提升至2016年29%。
▲我國電子電氣行業機器人占比持續提升
2016年我國3C產品銷售總額達到9.8萬億元，同比增長8.7%，國內雖然集中了全球約70%的3C產品產能，但自動化程度低，3C行業目前機器人密度僅為11臺/萬員工，而日韓等國家的機器人密度超過1200臺/萬員工。
中泰證券認為3C行業景氣度高、產品周期短和更新換代快、機器人密度提升空間大，未來有望持續高增長。
半導體產業鏈轉移，將帶來潔凈機器人需求的大幅增長。
自2016年起，由于移動應用、物聯網、AI、5G等技術革新共同推動，半導體產業持續向上。由于國家戰略聚焦、產業資本支持，使得以集成電路、面板為代表的半導體產業向大陸轉移。
根據SEMI估計，2017-2020年全球共有62座前端半導體晶圓廠投產，其中26座設于中國大陸，占比達42%。
▲中國12寸芯片制造企業一覽圖
半導體產業的高速發展，帶來了國內自動化設備需求的大幅增長。半導體的生產儲運均在潔凈環境下進行，對機器人的驅動方式等技術要求不同。真空機械手、OHT 等潔凈機器人難進口、受限制、用量大、通用性強，其成為制約了半導體裝備整機的研發進度和整機產品競爭力的關鍵部件。
自動化設備價值量在半導體設備、面板設備中占比約為8%左右，目前全球半導體設備市場達2500億元左右，對應潔凈機器人市場需求在每年約200億元，隨著國內半導體、面板行業快速發展，市場需求有望達全球40%左右。
戰局：巨頭壟斷 國產求突圍
▲機器人四大家族核心優勢及業務模式
在世界工業機器人業界中，以瑞士的 ABB、德國的庫卡、日本的發那科和安川電機最為著名，并稱工業機器人四大家族，目前在全球范圍內市場占有率達到60%。
▲2016年機器人四大家族財務數據及目前市值（單位：億元）
當前國內機器人市場競爭仍然激烈，“四大家族”由于發展機器人較早且較早進入國內市場，近幾年充分享受了國內機器人市場發展的紅利，其產能和出貨量均出現較快增長態勢，在國內市場仍占據主要市場份額。
▲機器人四大家族市場占有率
受限于無法掌握三大零部件核心技術，我國工業機器人三大核心零部件一直都是依賴進口的局面，國內的機器人的產品以中下游為主，毛利率低訂單分散。核心技術的缺失和訂單的非標準化導致了國內傳統工業機器人企業的ROE難以提升。
▲機器人上游核心零部件的占整個產業鏈中價值的70%左右
下面來詳細分析中外工業機器人核心技術，也就是控制器、伺服電機、減速機的差距。
控制器國內外差距最小。
控制器是機器人的大腦，發布和傳遞動作指令。包括硬件和軟件兩部分：硬件就是工業控制板卡，包括一些主控單元、信號處理部分等電路，國產品牌已經掌握；軟件部分主要是控制算法、二次開發等，國產品牌在穩定性、響應速度、易用性等還有差距。
▲國內機器人控制器市場份額
伺服系統外資企業占據絕對優勢。
《中國機器人產業發展白皮書(2016版)》數據顯示，伺服電機和驅動超過80%依賴進口，主要來自日本、歐美。日系品牌憑借良好的產品性能與極具競爭力的價格壟斷了中小型OEM（設備制造業）市場。
▲國內機器人伺服器市場份額
減速器用來精確控制機器人動作，傳輸更大的力矩，目前機器人減速機市場高度壟斷，普及期國產減速機無法實現全面進口替代。
減速器分為兩種，安裝在機座、大臂、肩膀等重負載位置的 RV 減速機和安裝在小臂、腕部或手部等輕負載位置的諧波減速機。RV 減速機被日本納博特斯克壟斷，諧波減速機日本哈默納科占絕對優勢。
▲國內機器人減速器市場份額
但是，經過幾年的發展，國內機器人廠商逐步崛起，目前正在迅速放量，并且在部分核心零部件（伺服電機、控制器等）方面實現了自主研發和市場推廣。
國內機器人本體制造的優勢正在逐步建立，由中低端機器人（例如Scara等）向中高端機器人（如六軸、高精度、重負載）進行產品升級，并且在系統集成服務的市場化應用方面鞏固優勢逐步趕超外資品牌，在行業快速發展的大背景下國產品牌有望逐步崛起。
▲國內企業在機器人核心零部件不斷嘗試突圍
智東西認為，時值全球自動化浪潮和中國制造2025的戰略布局，制造業對工業機器人的需求高漲，而投資者也將在高投資回報、更新快速的龐大市場的驅動下下注機器人布局。盡管目前四大家族依然在核心技術方面壟斷，但國內工業機器人廠商正在逐步崛起，并將殺入接下來的黃金五年發展期。
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