本文来自微信公众号“大信创圈”，作者/信小创。
一
工业自动化：千亿级赛道，周期与成长共舞
工业自动化下游应用场景丰富
工业自动化是指将自动化技术运用在机械工业制造环节中，实现自动加工和连续生产，提高机械生产效率和质量，释放生产力的作业手段，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产，在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。从下游应用来看，可以分为OEM和项目型市场；
1）OEM市场：工厂自动化（FA），用于离散工业。主要是标准化、批量生产的机械市场，客户是设备生产商，一些小量、定制的非标准大型装备，不纳入到这个范畴。主要行业有纺织机械、包装机械、起重机械、食品机械、塑料机械、橡胶机械、机床工具、电梯、印刷机械、暖通空调、电子设备制造业、风电、太阳能、造纸机械、交通运输工具、建筑机械、矿用机械、电源设备等。
2）项目型市场(EU)：流程自动化(PA)。主要是控制流程工业的生产过程，实现连续生产和加工，包括冶金、化工、电力、汽车、石化石油、市政、建材、公共设施、造纸、矿业等。
工控下游市场划分
工控产品按照功能主要可以分为控制层、驱动层和执行层三个层次。从产业链来看，工控可以分为上游、中游和下游，上游主要是PCB、绝缘材料、元器件、芯片等原材料，下游是OEM和项目型市场。中游按照功能不同可以分为执行、驱动、控制和运行监视类：控制层实现对任务的分析、处理和分配，如PLC、DCS等;驱动层将控制层的任务进行解码，变成能被电机、阀门等能够识别的信号，如变频器和伺服驱动器等;执行层则执行相应的任务，包括电机、阀门等。
工控产业链情况
市场保持较高增速；而到了2012年经济增长开始降速，供给侧过剩，设备投资增长处于较低区间；2016年，供给侧改革出清了过剩产能，设备增速有所恢复。
工业自动化市场规模变化
中国通用设备和专用设备工业增加值当月同比情况（%）
从下游市场来看，项目市场占比较高。参考睿工业数据，我国2021年自动化市场为2923亿元，其中项目自动化市场为1721亿元，占比为59%，OEM自动化市场为1202亿元，占比为41%。从具体下游市场来看，OEM市场2021年增速较快，为28%，主要是工业机器人、电池、半导体等新兴行业增速较快；项目型市场2021年增速为10%，冶金、化工等行业保持快速增长，汽车、市政等行业有所下跌。
分OEM和项目自动化市场情况（亿元）
（左）2021年OEM下游市场情况
（右）2021年项目型市场下游情况
2021年OEM市场分行业自动化市场规模及增速
2021年OEM市场分行业自动化市场规模及增速
从具体产品来看，控制层、驱动层和执行层中PLC、DCS、伺服系统、低压变频器、CNC等市场规模较大，其中21年PLC市场规模为158亿，同比增速21%；工控机市场规模120亿，同比增速14%，低压变频器市场规模283亿，同比增速20%；伺服系统233亿，同比增长35%；CNC市场144亿，同比增长33%。
工业自动化主要产品情况
二
行业拐点将至，国产替代进程有望提速
中长期成长逻辑不改，新一轮景气周期有望开启
人口红利消退叠加劳动力价格上升趋势下，制造业自动化水平有望提升。从宏观数据来看，一方面，我国15-59岁人口占比呈现下降趋势，2022年占比为62.23%，相比2011年下降6.57pct,人口红利逐渐消退，与此同时，制造业就业人数也呈现下降，2021年仅为3828万人。另一方面，我国劳动力就业平均工资逐年上涨，2021年城镇就业人口年平均工资为10.68万元，同比上升9.7%，而以美国为例，参考中国信通院数据，2001-2018年美国人均实际工资复合增速仅为0.88%。我们认为伴随我国企业用工成本的快速增加和人口红利的退坡，提高自动化水平降本增效有望成为未来制造业发展趋势。
（左）中国制造业就业人数和人口结构
（右）中国城镇就业人员年平均工资
我国制造业人均增加值与美国仍有差距，未来依然有增长空间。从数据来看，我国制造业人均增加值2021年为12.7万美元，而美国为20.3万美元，制造业依然有增长空间。而与此同时我国就业人口受教育程度不断提高，2021年全国就业人口中大学本科比例超过10%，大学就业人口逐渐成为就业市场主力，在此其情况下，工程师红利逐渐显现。在双重因素的驱动下，我国制造业自动化转型铸就了基础。此外，考虑疫情影响已经逐步消退，制造业前景有望改善，对投资自动化产线和设备的需求有望提升，整体自动化水平或将快速提升。
（左）全国就业人员受教育程度构成:总计:大学本科（%）
（右）中美两国制造业人均增加值（万美元）
复盘历史：制造业产成品库存降低，工控行业景气度有望回升。
从我国制造业周期来看，从2000开始，我国制造业库存经历了7轮周期，平均持续时间是3-4年左右（30-40个月），目前处于主动去库存阶段。从整个库存周期来看，可以分为四个阶段：
1）第一个阶段，被动去库存，当需求开始好转，当期需求大于当期生产，库存开始减少；
2）第二个阶段，主动补库存，需求旺盛，生产加速扩张，当期生产大于当期需求，整体库存量（产成品和原材料库存）增加；
3）第三个阶段，被动补库存，需求开始放缓，生产也开始放缓，然而当期生产还是高于当期需求，产成品库存依然升高，但原材料库存降低；
4）第四个阶段，主动去库存，需求继续下滑，预期开始悲观、生产开始收缩，产成品库存下降。原材料库存也进一步下降。
中国工业企业产成品存货同比变化（%）和产成品库存（亿元）
信贷是支持企业扩张设备的主要资金来源之一。企业在进行投资决策时，不仅需要考虑是否能提升自身盈利能力，也同样需要考虑外部的资金支持。宏观货币政策的宽松带来融资成本的下降，从而促进企业设备扩张。从企业库存周期来看，对照中期借贷便利(MLF)1年利率，一般去库存周期伴随着信贷的扩张，从而支撑企业渡过较为艰难的主动去库存周期。从目前利率来看，一年期的中期借贷便利已经逐步下降到较低水平，有望对制造业未来扩张起到信贷支持。
（左）中国中长期贷款利率1-3年（%）
（右）中期借贷便利(MLF)1年利率（%）
从今年数据来看，工业企业产能利用率有所提升，受疫情影响，2022年12月增幅不大。我们认为，随着疫情影响的减弱，整体工业企业产能利用率有望提升，同时由于PPI向下穿过CPI，PPI与CPI的剪刀差转正，整体利润有望向制造业集中，从而带动工业企业投资。2023年《政府工作报告》提出：推动产业向中高端发展，把制造业作为发展实体经济的重点，保持制造业比重基本稳定，鼓励企业加快设备更新和技术改造，将固定资产加速折旧优惠政策扩大至全部制造业。我们认为制造业有望进入下一轮景气周期，工控行业景气度有望提升。
（左）中国工业企业产能利用率（%）
（右）中国PPI和CPI情况（%）
PMI指数回暖,工控行业景气度有望上行。PMI是监测宏观经济走势的先行性指数之一。从制造业PMI指数的构成上看，2月制造业PMI大幅上行主要由生产指数和新订单指数拉动，显示当前供需两旺是推动制造业景气度上扬的主要动力。生产指数和新订单指数分别为56.7%和54.1%，较上月上升6.9和3.2个百分点。从PMI指数可以看出，在生产端和需求端，经济修复的力度在不断增强，同时PMI（新订单）-PMI（产成品库存）数据显示企业开始进入被动去库存状态，我们认为，随着制造业的回暖，工控行业整体景气度有望上行。
中国PMI指数（%）
（左）中国PMI-新订单情况（%）
（右）中国PMI-产成品库存情况（%）
行业现状：先进制造+“双碳目标”催化，关注下游结构性机会
2021年以来整体工业自动化市场有所承压，行业增速放缓，2022Q3整体市场增速约2.4%。行业整体处于磨底期。从下游来看，2022年第三季度项目型自动化市场规模为483亿元，同比增长7.8%。从2022年初延续至今的形式来看，项目型行业增速始终高于OEM型行业，2022年三季度OEM自动化市场规模为265亿元，同比出现6%的下滑幅度。
中国自动化市场规模变化
具体来看：
1）项目型市场有所复苏，从三季度来看，化工、汽车、煤矿、市政及公共设施等板块同比增幅明显，在国有资本投资的支持下，市场保持明显增长态势，参考MIR分析，由于大宗商品涨价叠加俄乌冲突的影响，推动我国国家储备能力计划落实，我们认为未来项目型市场有望维持较高增速；
2）OEM市场出现结构分化。传统OEM行业（橡胶、纺织等）虽出现降幅收窄，但仍较为低迷；与民生（食品饮料、制药等），智能装备相关（机器人等）的行业企稳回升；新能源相关（电池、光伏等）的行业，继续保持较快增速。我们认为，随着疫情影响的减弱、供应链恢复正常，和下游需求回升，整体OEM市场有望迎来行业拐点。
（左）OEM行业2022年第三季度自动化产品同比增长情况
（右）项目型行业2022年第三季度自动化产品同比增长情况
机床一般应用在传统制造业上，与传统制造业投资较为相关，而工业机器人与先进制造业投资较为相关，因此可以通过两者数据来反应当期工控产品需求情况。从目前数据来看，受疫情影响，机床类产品产量表现较差，工业机器人22年大多数月份仍处于正增长。虽然近几年工业机器人市场经历短期波动，但中长期依然有望向好，MIR预测2023年中国工业机器人增速或将提升至12%左右，未来几年仍将保持2位数增长。我们认为，在产业结构调整趋势下，先进制造业有望成为未来发展重点。
（左）中国金属切削机床产量及同比情况
（右）中国工业机器人产量及同比情况
“双碳”政策驱动，新能源产业异军突起。2020年我国提出，2030年要实现“碳达峰”，2060年要实现“碳中和”，“双碳”目前成为我国发展方向之一。从中短期来看，2022年，国务院印发《“十四五”节能减排综合工作方案》，方案明确到2025年，全国单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%。中国能源转型已成为大势所趋，要实现“双碳”目标，新能源是重点领域，电力系统的清洁转型是中国实现双碳目标的核心抓手。我们认为，以光伏、风电为代表的新能源，以储能为代表的柔性调频资源，以新能源车等为代表的用电产业链有望长期向好，维持较高景气度，从而带动相应设备的扩产和销售。
碳流通及碳中和路径
“价格+本地化服务+响应速度”三重优势下，本土品牌有望崛起
工控行业产品国产替代趋势明显。近年来，国内工控厂商的研发能力和综合实力显著增强，获得了进口替代方面的很多机会。根据MIR睿工业数据，2021年在中国低压变频器、伺服、传感器、小PLC市场中，本土品牌份额均有提升，以伺服市场为例，本土品牌市占率由2016年的27.6%提升至2021年的43.3%。
国内工控行业本土品牌市占率提高
国产品牌VS海外品牌
产品对比：海外品牌产品线更加完备；国产品牌广度提升，整体性能逐步接近海外产品。从产品线角度来看，海外品牌由于积淀更加深厚，经过多年发展，已经形成多个综合型工业自动化行业巨头，产品线覆盖面更广一些。而国产品牌近几年发展较快，企业产品线逐步扩张。以汇川技术为例，其产品覆盖了变频、伺服、可编程逻辑控制器、人机交互、传感器、电机、CNC控制器、工业机器人等，产品线广度逐渐提升。
国产品牌工业自动化产品线布局情况
从性能和价格层面分析，国产价格相对较低，同时性能与海外相接近。以伺服系统为例，国内伺服系统与海外差距缩小，价格相对较低。伺服的性能主要观察四个指标，编码器精度、电机过载能力、最高转速以及速度频率响应的能力。对比国内外伺服性能可以看出，松下综合表现较好。国内厂商方面，汇川优势明显，各项指标与安川接近，不过价格上国产更具优势。总体来看，国产伺服在中低功率上，基本与海外处于同一水平线，产品性能接近海外水平。
国产与海外伺服性能与价格对比
服务对比：国内响应速度和定制化更好，交付较为及时供应链短缺情况下，海外厂商多次涨价。2021年以来，工业自动化市场规模提升明显，但自动化厂商却饱受原材料涨价、上游芯片供应影响，面对成本变高、订单众多、供货周期变长等压力，2021年以来多家企业涨价，以2022年为例，海外头部自动化企业多次涨价，单次涨价幅度较高，国产品牌性价比提升。
2022年以来主要工业自动化厂商涨价情况
MCU等交期拉长。参考芯八哥数据，从工控类MCU市场来看，在正常情况下的交期基本在14-20周左右，供货周期自2020Q2开始逐渐拉长，2021Q4开始，头部大厂中德仪、瑞萨、NXP、ST、英飞凌交期均进一步拉长，到2022Q1部分工控类产品最长交期超过52周。同时部分海外自动化大厂拉长交付周期，以西门子为例，2021年末上调了部分产品的交付。在海外元器件交期拉长的情况下，国内品牌竞争力有望进一步提升，国产替代进度有望进一步加速。
2022Q1、Q2主要工控/通用MCU交期和价格变化
西门子部分产品交付周期变化
相比海外品牌，国产企业响应速度和定制化能力成优势。国产品牌具有较强的响应的能力
和定制化能力，相比海外企业有以下四大优势：
1）紧跟碳中和、先进制造等国家战略，重点攻略新能源锂电、光伏等行业。
2）营销模式上，本土公司营销理念更为贴合市场需要。
3）供应链方面，本土公司应对更加灵活。
4）本土公司产品研发紧跟市场需求，产品迭代速度快，效果好。
