谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 1 证券研究报告 行业 研究 /深度研究 2018 年 09 月 12日 机械设备 增持（维持） 专用设备 增持（维持） 肖群稀 执业证书编号： S0570512070051 研究员 0755-82492802 xiaoqunxihtsc 章诚 执业证书编号： S0570515020001 研究员 021-28972071 zhangchenghtsc 黄波 0755-82493570 联系人 huangbohtsc 关东奇来 021-28972081 联系人 guandongqilaihtsc 时彧 联系人 shiyu013577htsc 1机械设备 : 布局国产半导体设备的历史性机遇 2018.09 2机械设备 : 8 月销量符合预期 2018.09 3机械设备 : 行业周报（第三十六周）2018.09 资料来源： Wind 拓展应用 市场 ，攻坚核心技术 工业机器人“四大家族”发展经验探讨 拓展应用市场，攻坚核心技术，长期看全产业链布局 我们 2018 年 9 月 6 日 发布的 工业机器人行业： 曲折中前行，看好国产龙头突围 报告指出，外资品牌发力中国市场，国产品牌显著承压，工业机器人国产化之路曲折往复。本篇报告 中， 我们着重分析工业机器人“四大家族”（发那科 /ABB/安川 /库卡）的市场开拓和技术优势，挖掘可供国产品牌借鉴之处和投资思路。总结如下： 1）立足于市场横向拓展，从非标领域向标准化领域渗透，关注新松机器人、拓斯达； 2） 立足于核心技术突破，强化成本 和供应链 把控， 关注埃斯顿、汇川技术 ； 3） 中长期来看， 全产业链布局或是 国产品牌的 共同目标。 市场开拓： 高端领域先发优势，拓展中高端市场巩固领先地位 “四大家族”把握 1970 年代的汽车产业升级， 大力发展工业机器人业务，建立先发优势。 汽车行业 一 直是工业机器人首要应用 领域，年报数据显示，汽车行业对 库卡收入贡献比例分别达到 50%（ 2017 年） ，对安川达到60%70%（ 2016 财年） 。 与此同时， “四大家族” 凭借着 深厚 技术 积累 ，将工业机器人应用领域拓展到 3C、塑料橡胶、食品饮料、金属加工等领域，进一步巩固全球领先 地位。 据中国报告网和前瞻产业研究院数据，发那科、ABB、安川和库卡 2017 年合计占据全球约 50%的 销量 份额， 2016 年在中国 销量 份额达到 60%。 技术为王： 产业链布局各有侧重，高研发投入构建 竞争 壁垒 工业机器人的完整产业链包含核心零部件、本体和系统集成三大环节，其中核心零部件环节技术含量 与 价值 相对更高 。 “四大家族”均进行了全产业链布局，但是从 营收结构上来看， 各有 侧重点：发那科和 ABB 的业务 环节较为均衡，库卡侧重集成应用，而安川 的伺服电机和控制器业务占比较大。不同的布局模式导致了毛利率的显著差异：发那科 >ABB安川 >库卡。2017 年， ABB/发那科 /库卡 /安川的研发投入分别为 13.65/3.91/1.45/1.66亿美元， 高额的投入带来了其他公司 短期内 难以企及的专利数量，构建 竞争壁垒。同时紧跟智能时代步伐，积极拥抱 AI/物联网等新兴技术。 “四大家族”经验视角下的投资思路： 市场 +技术 +全产业链布局 基于“四大家族”的下游市场拓展 +上游技术攻坚的发展经验，我们认为：1）把握行业机遇，进行提前布局的企业，有望在细分行业形成先发优势，建议关注新松机器人、拓斯达； 2）具备一定研发实力且持续投入的企业，有望在缩小与国际品牌的技术差距，实现国产替代，建议关注埃斯顿、汇川技术； 3）中长期来看，全产业链布局或是国产品牌的共同目标。 风险提示： 宏观经济下行导致下游投资缩减；产品研发与产业化进度不及预期。 (38)(25)(12)21517/09 17/11 18/01 18/03 18/05 18/07(%)机械设备 专用设备 沪深 300一年内行业 走势图 相关研究 行业 评级： 行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 2 正文目录 市场开拓：“四大家族”的崛起与发展 . 4 “四大家族”初期主营业务各不相同 . 4 在汽车产业升级中崛起 . 5 借力中国 3C 产业升级实现进一步扩张 . 7 技术为王： “四大家族 ”的核心竞争力 . 9 产业链布局各有侧重：从营收结构来看 . 9 技术优势的形成非朝夕之功：从研发投入来看 . 11 紧跟智能时代步伐，积极拥抱新兴技术 . 14 “四大家族”经验视角下的投资思路：市场 +技术 . 16 借鉴“四大家族”成功经验 . 16 立足于市场 横向拓展，关注新松机器人、拓斯达 . 16 立足于核心技术突破，关注埃斯顿、汇川技术 . 17 殊途同归，谋求全产业链发展 . 18 风险提示 . 20 图表目录 图表 1： “四大家族” 2017 年全球销量份额超 50% . 4 图表 2： “四大家族” 2016 年中国销量份额近 60% . 4 图表 3： “四大家族” 1970 年代开始进军工业机器人 . 4 图表 4： 第一台工业机器人 Unimate . 5 图表 5： 通用汽车公司的点焊机器人 . 5 图表 6： 1970 年代日本制造业从业者数量出现停滞 . 5 图表 7： 1970 年代日本私营部门员工薪酬出现大幅上涨 . 5 图表 8： 日本在 1970 年代成为第一汽车制造大国（图为年销量数据） . 6 图表 9： 全球汽车行业工业机器人销量及占比 . 6 图表 10： 库卡机器人订单行业分布 . 6 图表 11： 中国工业机器人销量增速始终高于全球增速 . 7 图表 12： 中国市场销量占比 2017 年攀升至 36% . 7 图表 13： 全球智能手机出货量迅速增长 . 7 图表 14： 中国电子产品产量增长 . 7 图表 15： 2016 年全球主要企业 3C 智能机器人产量（未统计发那科） . 8 图表 16： “四大家族”近年在中国的布局 . 8 图表 17： 2016 年国内伺服系统销量份额分布 . 9 图表 18： 2016 年国内工业机器人控制器市场份额分布 . 9 图表 19： “四大家族”的完整产业链 . 9 图表 20： ABB 的营收结构 . 10 图表 21： 库卡的营收结构 . 10 行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 3 图表 22： 发那科的营收结构 . 10 图表 23： 安川的营收结构 . 10 图表 24： 发那科毛利率遥遥领先 . 10 图表 25： “四大家族”不同布局侧重决定了毛利率高低 . 11 图表 26： ABB 研发投入及增速 . 11 图表 27： 库卡研发投入及增速 . 11 图表 28： 发那科研发投入及增速 . 12 图表 29： 安川研发投入及增速 . 12 图表 30： “四大家族”研发投入占营收比例 . 12 图表 31： 截至 2017 年，全球工业机器人专利分布 . 13 图表 32： 截至 2017 年，工业机器人零部件专利分布 . 13 图表 33： 截至 2017 年，全球工业机器人专利申请量 Top15 . 13 图表 34： 工业机器人中国专利申请量 Top12 . 13 图表 35： 工业机器人零部件端中国专利申请量分布 . 13 图表 36： ABB 的协作机器人双臂 YuMi . 14 图表 37： 库卡的协作机器人 LBR iiwa . 14 图表 38： 发那科的协作机器人 CR-35iA . 14 图表 39： 安川的协作机器人 MotoMINI . 14 图表 40： “四大家族”的新兴科技战略措施 . 15 图表 41： 新松机器人的应用渠道不断拓展 . 16 图表 42： 拓斯达工业机器人业务保持高增长 . 17 图表 43： 拓斯达工业机器人业务营收占比不断扩大 . 17 图表 44： 埃斯顿机器人业务保持高增长 . 17 图表 45： 埃斯顿机器人业务营收占比逐年提高 . 17 图表 46： 汇川技术伺服系统营收迅速增长 . 18 图表 47： 机器人产业布局 . 18 图表 48： 埃斯顿全产业链布局 . 19 行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 4 市场开拓 ：“四大家族”的崛起与发展 工业机器人 “四大家族”把握 70 年代的汽车产业升级， 开始发展工业机器人，并将其应用领域从汽车产业拓展到如 3C、塑料橡胶、食品饮料、金属加工等领域， 奠定 全球领先的 市场地位。 据中国报告网和前瞻产业研究院数据 ，发那科、 ABB、安川和库卡 2017 年合计占据全球约 50%的 销量份额， 2016 年在中国销量份额达到 60%。 图表 1： “四大家族” 2017 年全球 销量 份额超 50% 图表 2： “四大家族” 2016 年中国 销量 份额近 60% 资料来源：中国报告网，华泰证券研究所 资料来源：前瞻产业研究院，华泰证券研究所 “四大家族”初期主营业务各不相同 前期业务和技术能力的积累奠定 发展基础 。 上世纪 70 年代 ，“四大家族” 开始涉足工业机器人 本体 领域。 1973 年，库卡开发出 全球首台 电机驱动的六轴工业机器人 FAMULUS；1974 年， ABB 研发了 全球首 台全电控式工业机器人 IRB6；同年，发那科也发布了第一台工业机器人； 1977 年，安川 基于自身电机领域的基础，推出了全日本第一台全电式工业机器人 MOTOMAN。 图表 3： “四大家族” 1970 年代开始进军工业机器人 公司 初始业务 机器人业务起始年份 标志 库卡 焊接业务 1973 年 第一台电机驱动的六轴工业机器人 FAMULUS ABB 电力电气 1974 年 第一台全电控式机器人 IRB6 发那科 数控系统 1974 年 开发了 公司 第一台工业机器人 安川 工业电机 1977 年 全日本第一台全电式工业机器人 MOTOMAN 资料来源：上述公司官网、华泰证券研究所 德国库卡 最初从事的是焊接业务。 公司成立于 1898 年， 库卡在焊接领域有众多技术创新，包括摩擦焊技术、定角摩擦 焊技术以及第一台磁力焊接机等。 1956 年，库卡为大众汽车集团建立第一条多点焊接生产线； 1971 年为戴姆勒 -奔驰公司建立欧洲第一条运用了机器人的焊接生产线。通过焊接业务的合作，公司与众多国际汽车巨头紧密 合作 ，客户包括 通用汽车、 克莱斯勒 、福特、 宝马、奥迪、奔驰、 保时捷、 法拉利等。 日本发那科 从 数控系统 研发 开始 。 公司 最早为 1956 年成立的富士通自动化数控部门，于 1972年正式从富士通剥离。凭借着数十年的技术积累，发那科在 数控系统市场中占据着龙头地位，据 Transparency Market Research 数据显示，其 2015 年的全球 销量 份额 达到了 25%。 ABB 在电力电气领域成绩斐然。 公司 由欧洲两家电力巨头 ASEA 和 BBC Brown Boveri在 1988 年合并而成。 合并之前，两家巨头在电力电气领域成绩斐然。其中 ASEA 在 1972年修建了瑞典的第一座核电站，而 BBC Brown Boveri 则在 1984 年为世界第二大水电站伊泰普水电站修建了第一台发电机组。 从其 2017 年报数据来看 ，电网和电气产品仍然是公司的核心业务，两者合计营收占比达到 56.81%。 发那科16%ABB14%安川12%库卡11%其他47%发那科18%ABB13%安川12%库卡14%其他外资10%国产品牌33%行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 5 日本 安川电机一直以 变频器、控制器等 工业用电器为主要业务。 公司 成立于 1915 年 ， 在机器人的零部件端（伺服电机和控制器）有着深厚的技术积淀。 公司 2013-2017 年 报 数据显示 ，运动控制业务（包括伺服电机、控制器等）始终贡献公司营收的最大份额，稳定在45%左右。 在汽车产业升级中崛起 工业机器人产业 在 1970 年代 发展壮大 ，我们认为这离不开技术 成熟 、需求和政策的 双重推动 。 1970 年代工业机器人技术渐趋成熟。 世界上第一台工业机器人于 1959 年由美国 Unimate公司发明， 随着计算机技术的迅速发展，工业机器人技术也得到了大步提升。 1965 年，麻省理工学院的 Roborts 研发的机器人系统就已经装备了视觉传感器，并能识别与定位简单积木。 与此同时，机器人也开始从实验室走向工厂，通用汽车公司在 1961 年安装首台工业机器人， 1969 年安装首台点焊机器人， 90%的车身焊接工作由机器人完成，生产效率 获得大幅 提升。 Unimate 的 产品于 1967 年进入欧洲， 1969 年进入 日本，渐趋成熟的工业机器人技术开始在全世界范围 内 扩散和得以应用。 图表 4： 第一台工业机器人 Unimate 图表 5： 通用汽车公司的点焊机器人 资料来源： IFR、 华泰证券研究所 资料来源： IFR、 华泰证券研究所 日本和欧洲的 经济高速发展，劳动力紧张。 1970 年代，日本和德国经济蓬勃发展，日本的名义 GDP 保持每年 10%以上 的增速，而德国 的增速也保持在 8%左右 。紧张的劳动力和落后的生产效率已经成为制约经济发展的重要因素。劳动力的紧张导致了人力成本的急速上涨，加重企业负担，产业升级成为必然选择。 图表 6： 1970 年代日本制造业从业者数量出现停滞 图表 7： 1970 年代 日本私营部门员工薪酬出现大幅上涨 资料来源：日本统计局 、 华泰证券研究所 资料来源：日本国税厅 、 华泰证券研究所 (8)(6)(4)(2)0246802004006008001,0001,2001,4001,6001953195519571959196119631965196719691971197319751977197919811983198519871989(%)(万人 ) 日本制造业从业者数量（万人）日本制造业从业者数量同比（ %）0510152025300501001502002503003504001953195519571959196119631965196719691971197319751977197919811983198519871989(%)(万日元 ) 私营部门员工年薪 (万日元 )私营部门员工年薪同比 (%)行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 6 1970 年 代日本成为 全球 第一汽车生产国 ， 汽车产量迅速增长， 汽车行业 自动化需求 强烈 。全球汽车产业在 1950-1960 年代迅速增长，德国和日本的汽车产量分别从 1950 年的 30万辆和 3 万辆增长到 1970 年的 384 万辆和 529 万辆。到了 70 年代，由于石油危机的出现 ，相对于美国的大型豪华汽车，小型的日本汽车更加节油，也更受市场欢迎，日本借此超过美国成为世界第一汽车生产国。同时，欧洲也开始转向生产更多的小型节油汽车。石油危机导致生产成本上升，叠加劳动力价格的上涨，汽车产业的自动化升级迫在眉睫。从而，庞大的汽车产业为工业机器人的应用提供了广阔的市场空间。 图表 8： 日本在 1970 年代成为第一汽车制造大国 （图为年销量数据） 资料来源： Wind、 华泰证券研究所 汽车行业 一直是 工业机器人 首要 应用行业。 工业机器人的应用已从汽车行业 延伸至 电子电器、金属加工、橡胶塑料和食品饮料等领域，但汽车行业 保持着 首要应用行业的地位。以库卡为例，据其 2017 年报披露，汽车相关业务对全年营收的贡献近 50%； 机器人本体 订单中 ，汽车行业仍是重要来源，占比 40%左右 ； 2016/2017 年 机器人本体部门订货出货比分别为 1.1/1.02，汽车行业订单金额分别为 4.42/4.26 亿欧元，据此 推算， 2016/2017 年汽车行业的营收可达 4.02/4.18 亿欧元，占其机器人本体营收 44.5%34.8%。与之相似，安川电机 2016 财年报显示 ， 汽车行业相关业务占到了其整个机器人业务的 60%70%。 图表 9： 全球汽车行业工业机器人销量及占比 图表 10： 库卡机器人订单行业分布 资料来源： Wind、 华泰证券研究所 资料来源： 库卡 2017 年年报 、 华泰证券研究所 政府政策 鼓 励发展和推广 机器人 的应用 。 1970 年代 日本政府对中、小企业实施了一系列经济优惠政策， 包括 1）由政府银行提供优惠的低息资金； 2）鼓励集资成立机器人长期租赁公司； 3） 新设备 享受 40%折扣优惠 +13%价格补贴； 4）国家 出资对小企业进行应用机器人的专门知识和技术指导。 在这一系列措施的支持下，企业的资金负担大大减轻，日本的机器人产业得以迅速发展。而在欧洲，政府也推出了相关政策。 以德国为例， 1970年代 德国政府在“改善劳动条件计划”中对机器人使用做出强制规定：部分有毒有害的危02004006008001,0001,2001,4001,6001950 1960 1970 1980 1990 1995(万辆 )美国 日本 德国01020304050024681012200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016(%)(万台 )x 10000汽车行业工业机器人销量（台）汽车行业工业机器人销量占比（ %）0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2013 2014 2015 2016 2017汽车 非汽车工业 服务机器人行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 7 险工作岗位必须使用机器人，这种行政手段真正将机器人推向市场。 德国 后于 1985 年提出“向智能机器人领域进军” 计划 ， 使机器人 普遍 应用于德国的各个产业。 借力 中国 3C 产业升级 实现进一步 扩张 2017 年 中国占 全球的销量比例 攀升 至 36%。 在 中国这一轮 制造业 产业升级中， 自动化改造作为 主要抓手，工业机器人的需求 放量 。 IFR 数据显示， 2012-2017 年，中国市场工业机器人的 年 销量从 2.3 万 台增长到 14.1 万台， 增长 近 6 倍， 年同比 增速 大幅 超 过 同期全球 水平 。 2013 年，中国成为世界第一大 工业 机器人消费国。 据 IFR 数据，中 /韩 /日 /美 /德五国 连续多年 消化了全球工业机器人 3/4 的 销量 ；同时， 中国 销量的全球 占比在 2017 年达到 36%，全球工业机器人的主要市场已经转移至中国。 图表 11： 中国工业机器人销量增速始终高于全球增速 图表 12： 中国市场销量占比 2017 年攀升至 36% 资料来源： Wind、 IFR、 中国机器人产业联盟 、 华泰证券研究所 资料来源： IFR、 华泰证券研究所 以智能手机为代表的电子产品的迅速普及带动了 3C 行业的市场体量增长。 据 IDC 数据，智能手机作为 3C 行业的主要增长极，全球出货量从 2009 年的 1.73 亿台增长到了 2017年的 14.62 亿台， CAGR 达到了 30.53%， 2016 年的巅峰出货量达到了 14.7 亿台。据工信部数据， 2017 年中国生产智能手机达 14 亿部，考虑统计口径的区别， 我们 估计中国的智能手机产量全球占比超过 90%。受手机产量的增长带动，中国电子产品的产量增长也十分迅速， 2011-2017 年，计算机的产量稳定在 3 亿台左右，而家用视听产品则从 1.07 亿部增长到了 1.72 亿部， CAGR 为 8%。 图表 13： 全球智能手机出货量迅速增长 图表 14： 中国电子产品产量增长 资料来源： IDC、 华泰证券研究所 资料来源：中国产业信息网 、 工信部 、 华泰证券研究所 3C 产品升级换代速度快， 对 生产线 提出 高柔性化需求。 3C 产品体积小、绝对精度要求高（例如 PCB 板插件）， 且 以 精细化、轻薄化 为方向 ，对工艺设备的要求越来越高， 3C 制造 行业 也向 敏捷制造、柔性制造、精益制造的方向发展 。 而这正符合工业机器人的特点：高敏捷性 、高柔性、高精度。 同时， 3C 行业 相关的零部件制造技术以及整机装配技术（例(10)01020304050607005101520253035402011 2012 2013 2014 2015 2016 2017(%)(万台 )x 10000全球销量（台） 中国销量（台）全球销量同比（ %） 中国工销量同比（ %）0510152025303540中国 韩国 日本 美国 德国 其他(%)2015 2016 2017(20)02040608010002468101214162009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017(%)(亿台 ) 全球智能手机出货量（亿台）全球智能手机出货量同比（ %）0510152025302011 2012 2013 2014 2015 2016 2017(亿部 )手机 计算机 家用视听产品行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 8 如手机的外壳、玻璃、盖板等），其工艺和设备都相当成熟，加工内容重复度高，劳动强度高，符合自动化改造特征。 3C 行业 给“四大家族”带来了进一步发展的机会，尤其是在中国市场的扩张。 据 QYR机械研究中心统计 ， 2016 年库卡 /安川 /ABB 的 3C 智能机器人产量分别达到2,199/2,182/2,108 台，位居 3C 智能机器人产量前三甲 （ 不含发那科 ） 。“四大家族”凭借着技术积淀，在 3C 行业的应用中依旧占据 着 先发优势。 图表 15： 2016 年 全球 主要企业 3C 智能机器人 产量 （未统计发那科） 资料来源： QYR 机械研究中心 、 华泰证券研究所 “ 四大家 族” 积极布局 在华业务 。 “四大家族” 拓展 中国市场 主要采取 两类 措施： 1） 和中国企业合作，方便开辟新的应用渠道，例如 库卡被美的收购，安川与美的成立合资公司 广东安川美的 工业 /服务 机器人有限公司； 2） 扩张在中国的产能，例如库卡希望在 2019 年将在华产能提高到 5 万台 /年，发那科开工宝山二期工厂，安川扩建常州和沈阳的第三工厂。 图表 16： “四大家族”近年在中国的布局 公司 近年在中国的布局措施 ABB 2018 年在重庆新开业了继珠海和青岛后的第三家在华应用中心，旨在为重庆和西部地区客户提供从应用开发、前段销售、系统集成到客户服务的全价值链业务支持，重点满足汽车制造、 3C 产品制造、装备制造和消费品制造等领域对工业机器人快速增长的市场需求。 库卡 2014 年计划在广东顺德中德工业服务区建立首个中国研发基地。 2017 年初，美的完成对库卡的收购，加快中国市场的扩张。 2018 年 1 月在上海投产第二家工厂，将年产能提高至 2.5 万台。 将在 2019 年底之前在广东新建工场，将在华的生产能力提高至 5 万台。 发那科 2014 年 12 月，上海发那科机器人有限公司的宝山二期工厂开工。 2018 年，上海发那科机器人有限公司和广州黄埔区、广州开发区合作，在广州科学城兴建全新的工厂，并成立全资子公司 广州发那科机器人有限公司。 安川 2015 年，与美的合资成立两家子公司：广东安川美的工业机器人有限公司，广东安川美的服务机器人有限公司。 2017 年，扩建江苏常州第三工厂，生产能力扩大至 1500 台 /月。 2017 年，扩建沈阳第三期工厂。 资料来源：以上各公司官网、高工机器人网、华泰证券研究所 05001,0001,5002,0002,500库卡安川ABB 新时达川崎重工雅马哈史陶比尔新松爱普生柯马优傲埃斯顿上银科技三菱电机李群自动化(台 )行业 研究 /深度研究 | 2018 年 09 月 12 日 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 9 技术为王： “ 四大家族 ” 的核心竞争力 产业链布局各有侧重：从营收结构来看 掌握核心零部件技术， 把控 成本 。 完整的工业机器人产业链包括上游的零部件端、中游的机器人本体以及下游的集成应用。 IFR 数据显示， 机器人的成本 主要集中在零部件端，其中 核心零部件的比例 在 70%左右 ， 减速器 /伺服电机 /控制器占比分别为 36%24%12%。控制器 领域 ， “ 四大家族 ” 全部实现自给自足 。伺服电机 领域 ，安川是