核心觀點：

　　機床刀具是工業消費品，賽道好空間大，國產刀具行業有較大提升空 間。刀具是機床加工中使用的耗材，需求較為穩定，周期性較弱。根 據華銳精密招股書，全球市場規模超過 300 億美元，國內約 400 億元。 根據山特維克與肯納金屬年報，全球市場高端應用集中在航空、汽車 領域與歐美地區。根據華銳精密及歐科億招股書披露，國內刀具消費 占機床消費比例約 25%，低于發達國家的 50%;硬質合金刀具中刀片 占比約 50%，亦低于發達國家。隨著產業升級及機床數控化率提升， 國內整體刀具消費及數控刀片市場均有較大提升空間。

　　市場競爭圍繞產品與服務，高端直銷為主，中端經銷為主。數控刀片 核心技術包括基體材料、結構設計、精密成型、涂層等環節。刀具對 加工質量、成本與銷量有直接影響，同時需根據加工材質、加工工藝 的不同進行針對性設計，種類繁多。高端市場需提供整體解決方案， 以直銷為主，山特維克一方面布局全球培訓、配送、售后網絡，一方 面利用數字化技術賦能非標定制。中端市場綜合比拼產品性能與價格， 日韓及國內企業以經銷為主。

　　國產刀具性能已與日韓產品相當，進口替代有望加速。進口產品第一 梯隊為山特維克等歐美企業，第二梯隊為三菱等日韓企業。國產刀具 性能上已與日韓刀具相當，尚弱于歐美刀具，在產品力角度已具備部 分進口替代條件。部分國內企業如華銳精密、歐科億等采取產品集中 攻關，銷售嘗試新模式等策略，取得較快成長。根據行業各公司招股 書與年報數據，2017 年至 2020 年，華銳精密與歐科億數控刀片產量 年復合增長率分別為 33%和 40%。若考慮株洲鉆石與廈門金鷺在內， 四家國內主要企業數控刀片產量 2017 年至 2020 年從 1.2 億片提升至 2.3 億片，年復合增長率約 22%。

　　一、機床鋒刃：刀具系統

　　(一)直接作用于工件，硬質合金數控刀片占據主流

　　機床主軸通過切削刀具作用于工件，刀具可根據材質與結構分類。機床是工業母機， 刀具則是機床直接作用于工件的鋒刃，對整體加工效果有重要影響。機床主軸與刀 具系統間一般由工具系統連接，刀具系統根據材質的不同可分為工具鋼、硬質合金、 陶瓷、超硬材料刀具，根據結構的不同可分為可轉位刀具、整體刀具、焊接刀具。

　　硬質合金各項性能較為均衡，在材質中占據主流。切削刀具材質主要包括工具鋼、 硬質合金、陶瓷、超硬材料等，各類材料具有不同優劣勢，如工具鋼的耐沖擊性較 好、硬度相對較差，陶瓷材料的化學穩定性高、強度與韌性低，超硬材料硬度最高、 斷屑性能不佳。硬質合金由作為主要組元的難熔金屬碳化物(如碳化鎢)和起粘結 相作用的金屬(如鈷)組成，硬度、耐磨性、強度及韌性指標較為均衡，可用于車 銑鉆等多種工藝，鑄鐵、有色金屬、不銹鋼等多種材料的加工。

　　全球及國內硬質合金占比分別為63%和53%，國內占比有進一步提升空間。根據華 銳精密招股說明書披露，世界及國內切削刀具中，硬質合金占比分別為63%和53%。 硬質合金國內外占比差異部分與產業結構有關，如根據沃爾德招股書，國內消費電 子行業發展較快使得適用于屏幕切割的超硬材料占比上升。隨著國內經濟的進一步 發展與汽車、航空航天等高端裝備行業的突破，硬質合金材料占比有望向世界平均 水平靠近。

　　相比整體或焊接刀具，刀片靈活性及經濟性較好。焊接刀具與整體刀具均一體參與 切削，發生磨損后需要重新磨制或直接報廢。可轉位刀具系統由固定刀桿和可替換 和轉位的刀片組成，靈活性及經濟性較好。海外龍頭刀片銷售占比較高，以山特維 克為例，2018年刀片銷售與圓柄刀具銷售的比例約為3:1。根據歐科億招股說明書披 露，2019年刀片銷售約占硬質合金刀具銷售的50%。隨著國內刀片行業發展及機床 數控化率提升，國內刀片銷售占比有望向上提升。

　　(二)全球市場超過 300 億美元，汽車與航空應用較多

　　全球市場超過300億美元，20年受疫情影響下滑，亞洲市場恢復較快。根據華銳精 密招股書，2016年-2018年全球切削刀具消費額分別為331億美元、340億美元和349 億美元，穩定在300億美元以上。根據山特維克年報，2020年刀具業務受疫情影響， 銷售額為35.4億美元，較2018年下降約25%，但亞洲中端市場從20Q2開始率先復蘇。 從國內金屬切削機床產量情況看，2019年受貿易戰因素影響景氣度較差，2020年克 服疫情影響后景氣提升較快，月產量累計增速在2020年10月由負轉正，對刀具消費 產生拉動作用。

　　高端刀具：市場集中在汽車、航空產業與歐美地區。根據山特維克年報披露，高端 刀具市場競爭主要在山特維克、肯納金屬及伊斯卡間進行，中端市場的競爭者還包 括日本三菱、中國株鉆等。根據山特維克及肯納金屬年報，行業方面，除通用機械 行業外，汽車、航空是刀具消費量最大的細分行業，收入占比合計約40%。在受疫 情影響前，山特維克航空業務收入提升較快，由2015年的4.8億美元增加至2019年 的7億美元，貢獻了同期刀具收入增量的63%。地區方面，歐美是主要市場，收入占 比合計在70%以上。

　　中端刀具：日本銷售額保持穩定，硬質合金占比顯著上升。日韓刀具是中端市場的 代表，包括三菱綜合材料、京瓷、特固克、克洛伊等公司。根據Bloomberg數據， 2011年-2019年，日本機床刀具銷售額由3868億日元增長至4560億日元，年復合增 長率為2.1%。同期，硬質合金刀具銷售額年復合增長率為3.3%，收入占比由59%增 長至65%。

　　(三)國內市場規模約 400 億元，制造業升級帶來增長契機

　　國內市場規模約400億元，作為耗材受周期影響較小。根據歐科億招股書數據，2005 年至2011年，國內刀具市場與金屬切削機床市場共同經歷了快速增長，刀具市場規 模由137億元增至400億元，年復合增長率為19%。2011年后，國內金屬切削機床經歷產業調整，產量由2011年的86萬臺下降為2019年的42萬臺，刀具作為耗材，受周 期影響較小，消費額維持在400億元的規模。

　　數控化率提升、消費占比提升帶來增長契機，數控刀片首先受益。刀具的性能很大 程度上決定了機械加工質量與生產效率，現代數控機床需與高效刀具互相協調、平 衡發展。根據華銳精密招股書披露，德國、美國、日本等制造業強國的機床數控化 率在60%以上，刀具消費規模為機床消費的50%。2019年，中國金屬切削機床數控 化率為38%，刀具消費額占機床消費的25%，處于快速提升階段，但仍與發達國家 存在較大差距。

　　在我國刀具產品消費結構中，由于我國機械加工的機床數控化水平較低，數控刀片 占比較低。根據歐科億招股書披露，國內硬質合金刀具產品中刀片與其他刀具的比 例約為1:1，而山特維克2018年數據為3:1，預計國內數控刀片消費將首先受益于制造業升級，增長空間廣闊。

　　進口刀具金額保持穩定，占比逐漸下降。根據華銳精密招股說明書披露，中國刀具 進口規模保持在130億元左右，2015年前，進口占比有所上升，反映了下游制造業 升級，對高端產品需求增加。隨著國內包括華銳精密、歐科億在內的新興企業涌現， 國產替代啟動，進口占比由2015年的37.2%逐步下降至2019年的34.6%。

　　二、抽絲剝繭：刀具行業的競爭邏輯

　　(一)產品端：材料與工藝構成繁多品類

　　刀具產品主要根據工件材料、切削工藝進行分類。切削刀具直接作用于工件，不同 工件材質及不同切削工藝都對切削刀具產生不同需求，形成繁多的產品種類。如按 工件材質區分，可分為鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬、耐熱合金、淬硬鋼等，如按 切削工藝區分，可分為車削、銑削、鉆削等。

　　工件材料中占比較高的是普通鋼、難切削材料(不銹鋼、耐熱合金等)，需進行基 體、結構、涂層等方面的針對性研發。根據歐科億披露，工件材料根據ISO標準可 分為鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬、耐熱合計、淬硬鋼等六組，其中普通鋼使用占 比最高為30%，不銹鋼、耐熱合金等難切削材料使用占比為23%。為適應不同工件 材料的加工要求，刀具廠家需在基體材料、結構與涂層方面進行針對性研發，如歐 科億主要針對鋼材切削開發了通用槽型、梯度結構基體、高耐磨低摩擦化學涂層等。

　　切削工藝中車削、銑削占比較高，刀具工藝特點不同。機床金屬切削工藝包括車削、 銑削、鉆削、鏜削等，其中車削與銑削占比較高。根據Wind數據，在德國金屬機床 產值中，車削、銑削各占16%和11%，部分兼具車削、銑削工藝的加工中心占25%， 合計為52%。車削工藝中工件做主運動，通常只有一個切削刃參與切削，銑削工藝 中，刀具做主運動，通常有多個切削刃同時參與切削，該種工藝的區別使得車削刀 片與銑削刀片在結構、輪廓、生產精度控制、涂層技術等方面均存在區別。

　　(二)渠道端：直經銷并存，高端需求定制化

　　刀具成本占比一般較低，少數用戶超過5%，消費額舉足輕重。以航亞科技為例，其主 要產品是航空發動機零部件，工件材質主要為鈦合金等難切削材料，其刀具采購額 占營業成本的比例約在12%左右。若我們假設每個企業營業成本一致，經簡單估算， 刀具成本占比在5%以上企業的刀具消費額是所有成本區間企業中最多的，占整體刀 具消費額的比例在30%左右。

　　高端市場以直銷為主，中低端市場以經銷為主，客戶庫存量較少。根據第四屆切削 刀具用戶調查報告，約有30%的刀具系直銷，60%為經銷，還有9%為電商銷售，在 整體市場中，經銷占據主要地位。中低端市場以經銷為主，根據華銳精密招股書， 數控刀具業務中經銷占比均在80%以上。高端市場以直銷為主，根據山特維克年報， 其收入中55%-60%為直銷，其中在亞洲市場高端產品為直銷，中端產品為經銷。

　　(二)生產端：多環節、高投入

　　數控刀片核心技術包括基體材料開發、結構設計、精密成型、涂層四大環節，細節 技術不同企業各有側重。基體材料技術可細分為牌號開發及穩定性控制技術，結構 設計主要是槽型設計，精密成型可細分為模具制備、混合料制備、壓制成型控制、 燒結成型控制、磨削加工技術，涂層可細分為PVD涂層開發、CVD涂層開發技術。 刀具企業一般均具有著四大技術環節，但在具體細節上各有側重，若比較華銳精密 與歐科億的精密成型環節，除壓制、燒結等共同環節外，華銳精密更加強調模具制 備，歐科億更加強調磨削加工。

　　數控刀片生產環節主要包括配料、壓制成型、燒結成型、深加工、涂層等，進口設 備投資較大。數控刀片的生產環節與核心技術環節存在對應關系，配料、壓制、燒 結共同實現基體材料技術，壓制、燒結、深加工共同實現結構設計與精密成型技術。 根據華銳精密與歐科億招股書，其主要生產設備投資較大，年產能單位投資額約4 元/片，占產品單價的約70%，除燒結爐實現國產，壓機、磨床、PVD涂層爐、CVD 涂層爐等主要設備仍需要從德國、瑞士、日本等國進口。

　　華銳精密與歐科億在設備投資上大方向一致，細節有所差異。華銳精密與歐科億的 基本工藝流程一致，主要設備在種類上一致，受產品結構與具體工藝路線影響在細 節上有所差異。如在精密成型方面，歐科億對磨床投資較多，在涂層方面，華銳精 密的銑削刀具較多，因此對PVD涂層爐的投資較大。

　　行業整體的投資較重，資產周轉率較低。主要公司總資產周轉率均均低于1，其中山 特維克、肯納金屬高于0.8，領先與株洲鉆石、歐科億、華銳精密等國內企業，體現 了較高的運營效率與產品附加值。

　　成本主要由直接材料與制造費用構成，原材料價格影響可控。華銳精密與歐科億在 刀具業務方面均呈現出以直接材料與制造費用為主的成本結構，直接材料與制造費 用各占營業成本的40%-50%，其余10%為直接人工成本。華銳精密的主要原材料為 碳化鎢及鈷粉，占營業成本的比例分別約為30%及10%，其中占比最高的碳化鎢近 年市場價格保持穩定，價格變動一般不超過20%，對利潤總額的影響約10%，鈷粉 價格變動相對較大，但占成本比例較低，原材料價格對盈利能力的影響相對可控。

　　三、精益求精：國產替代正當時

　　(一)他山之石：海外巨頭成長之路

　　刀具業務圍繞產品及服務展開，山特維克兩翼并進鑄就龍頭地位。刀具直接作用于 切削工件，其性能與加工質量、效率有直接關系，對產品性能要求較高;同時刀具 又與工藝緊密聯系，需根據工件材質、切削參數等進行選擇，種類繁多，服務也非 常重要。產品與服務是海外刀具巨頭發展的兩條主線。以山特維克為例，其產品革 新圍繞材質、結構與涂層，先后推出了機械加緊可轉位刀片、伽馬涂層、模塊化工 具系統、金剛石涂層、氧化鋁單晶涂層等新產品;其服務早期圍繞銷售渠道展開， 逐步建立了完善的培訓、配送及售后體系，后續重點推進數字化與定制化服務，通 過刀具選擇程序、加工模擬程序等提升了非標定制的效率與經濟性。

　　山特維克業務廣泛，近年重新聚焦盈利能力較強的刀具業務。與諸多跨國公司類似， 山特維克的業務廣泛，除刀具業務外，還包括材料業務、礦山業務等，刀具業務收 入占比在2011年約為30%。刀具業務盈利能力較強，營業利潤率一般高于公司整體， 2012年后山特維克重新聚焦刀具業務，主要是整合放棄了部分礦山業務。2019年， 刀具業務收入占公司40%，營業利潤占公司63%，是公司無可置疑的核心業務。

　　刀具業務的資本驅動性較強，收入與資產同步擴張。刀具業務資產較重，業務發展 離不開資產投入。2004年至2019年，山特維克機械加工業務收入由26億美元增加至 44億美元，年復合增速為3.4%，資產同步擴大，收入/資產保持在1.1左右，折舊攤 銷占營業收入比例保持在5%左右。除少數年份因宏觀環境變化，導致收入下滑、盈 利承壓外，山特維克刀具業務多數年份的盈利能力較好，營業利潤率保持在 20%-25%。

　　提供整體解決方案，行業覆蓋廣泛。根據山特維克官網，其具備為航空航天、汽車、 石油天然氣、醫療、模具、發電、風電等領域提供整體解決方案的能力。山特維克 的整體解決方案建立在具體零部件加工的基礎上，覆蓋廣泛，以汽車為例，其業務 涵蓋變速箱生產中涉及的軸、齒輪等，發動機生產中涉及的缸體、缸蓋、曲軸、連 桿等，其他零部件中的殼體、轉向節、制動鉗等

　　整體解決方案的提供依托于全面產品線。單一零部件的加工需經若干工序，需要不 同的機床刀具，山特維克全面的產品線支撐了其整體解決方案。以航空鈦合金整體 葉盤為例，山特維克可為高進給側銑、半精加工點銑、深槽插銑、鉆削提供適用刀 具，并配套了適合小尺寸深入加工的刀桿系統。

　　并購進一步完善產品線。在發展過程中，山特維克收購了多家公司，主要包括法國 Safety S.A.(1971年收購)，德國瓦爾特(2002年收購)，挪威Teeness(2008年 收購)，Precorp(2013年)。伊斯卡的母公司IMC集團(伯克希爾哈撒韋旗下)的 并購路徑更為清晰，其整合了多家刀具公司，形成了全面與特長兼顧的布局，除產 品線全面的伊斯卡外，還包括擅長重型銑削、鏜削的Ingersoll，擅長汽車發動機鋁加工工具的It.Te.Di，擅長石油領域用螺紋刀具的Tool Flo等。

　　(二)望其項背：國產刀具性能已與日韓產品相當

　　硬質合金數控刀具通常包含材料性能及切削性能兩個維度，材料性能包含基體硬度、 涂層硬度和沖擊韌性等，一般而言硬度越高，沖擊韌性就越差，通常要根據刀具的 具體應用領域平衡其硬度和韌性。切削性能則包含耐用度、加工效率和加工精度， 直接關系到切削加工的質量、效率與成本。材料性能與切削性能是相互聯系的，一 般來說材料性能越好，切削性能也越好，在很多情況下刀具性能無法簡單通過硬件 指標體現，需在實際切削中展現。國內部分廠商的刀具性能目前已與日韓刀具相當， 仍落后于以山特維克為代表的歐美刀具。

　　材料性能指標上國產刀具與進口產品已處于同一水平。根據華銳精密披露，其PVD 與CVD涂層刀具在硬度、韌性指標上與進口產品基本一致，PVD涂層刀具在反映涂 層合金結合強度的大載荷劃痕指標上略弱于三菱、特固克等日韓產品，總體性能指 標處于同一水平。

　　切削性能方面國產刀具與日韓刀具相當，尚落后于歐美刀具。根據歐科億披露，其 刀具在切削力、斷屑、磨損、加工精度等方面已與三菱、泰珂洛等日韓刀具相當， 但仍與山特維克等歐美刀具存在差距。 在切削力方面，在不同參數下切割不銹鋼時，歐科億與三菱產品在X、Z、Y軸方向 上的切削力基本相當，處于同一水平。

　　在磨損方面，歐科億與三菱產品在切割不銹鋼時表現相當，加工時間達到24分鐘時 磨損超過0.3毫米，出現崩刃等現象;歐科億與泰珂洛產品在切割鋼件時表現相當， 在加工長度達到42米時磨損超過0.3毫米，出現崩刃等現象，但山特維克刀具在上述 工況下磨損較小，仍能正常加工。

　　在加工精度方面，在選取的切割不銹鋼及鋼件的工況下，歐科億與三菱及泰珂洛產 品互有優劣，整體表現相當，山特維克產品則在各工況中表現較好。

　　(三)蓄勢待發：國產刀具企業快速成長

　　海外刀具巨頭市場份額較高，國內企業近年成長較快。根據華銳精密披露，歐美數 控刀片生產起步于20世紀40年代，國內1988年才從山特維克引進了第1條硬質合金 數控刀片生產線。歐美刀具企業在國內市場競爭中仍處于第一梯隊，日韓企業處于 第二梯隊，2018年，國內企業中除株洲鉆石外，市占率均小于1%。近年來國內企業 增長較快，華銳精密與歐科億兩家民營企業尤其突出，2017年至2020年產量分別增 長了175%和136%。結合廈門金鷺與株洲鉆石披露數據估算，2017年至2020年，四 家國產頭部企業數控刀片產量由1.2億片增長至2.3億片，年復合增長率約22%

　　產品突破路徑：集中攻關。數控刀片根據工藝與加工材質的不同具有繁多的類別， 對后發企業來說，集中攻關，以一點突破帶動整體突破是可行的策略。歐科億著眼 于工件材質，首先完成鋼件的攻關，接下來依次開拓不銹鋼及鑄鐵材質業務。華銳 精密著眼于切削工藝，首先在銑削方面取得突破，隨后帶動市場空間更大的車削業 務。集中攻關使國內企業取得了最初的市場突破，但無論是開拓高端市場，還是提 供整體解決方案，都要求國內企業下一步提升產品的全面性。

　　銷售路徑：嘗試新模式。刀具傳統銷售模式為直銷與經銷，其中直銷面向終端用戶， 經銷面對代理商。歐科億與華銳精密在市場開拓過程中進行了新銷售模式的嘗試， 歐科億利用部分工具企業的客戶資源優勢，開拓OEM/ODM業務，促成了銷量的快 速提升;華銳精密打破行業慣例，嘗試開展專賣店業務，在產品推廣策略、考核政 策、技術支持方面與一般經銷有所區別，致力于提升公司在終端用戶中的影響力。

　　資本市場助力行業進一步發展。2020年對刀具行業來說是資本市場大年，株洲鉆石 通過上市母公司定增募資擴產，華銳精密與歐科億成功實現科創板IPO。在具備市場 契機與資金保障的情況下，主要刀具廠商紛紛進行擴產，在硬質合金數控刀片方面 包括株洲鉆石2000萬片、華銳精密3000萬片、歐科億4000萬片、廈門金鷺4000萬 萬片，合計1.3億片，約占這4家企業2020年產量的50%。成功科創板上市的歐科億 與華銳精密均規劃了研發中心項目，目前在研項目既包括涂層、超細納米、金屬陶瓷等基礎研究，也包括航空加工、高溫合金加工、小零件加工等國內急需的應用研 究，若實現技術突破，將進一步加快進口替代的速度。

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