机床行业的国产化率在很大程度上取决于其核心零部件的国产化情况。本文重点梳理了数控系统、主传动系统、伺服进给系统、导轨、位置检测装置等核心装置及其内部零部件的均价、技术要求、市场规模及国产化情况。总体上看，数控系统、电主轴、滚珠丝杠、导轨、位置检测装置等合计国内市场空间近 250 亿元，外资品牌占据主导地位，尤其在高端机床用零部件，国产替代空间较大。
数控系统是机床“大脑”，市场规模达百亿，国产化率仅 20%，国产替代空间大。数控系统的主要任务是对刀具和工件之间的相对运动进行控制，是实现加工过程自动化之关键。平均来看，数控系统约占机床价格比重约为15.4%。从均价来看，数控系统中，数控装置均价约为 3884 元/台，价格最高，伺服驱动单元、电机均价在 1600 元/台左右，其中主轴伺服驱动单元、电机价格较高，数显装置均价在 170 元/台。目前，根据纽威数控招股书、秦川机床公告，我国 80%以上的数控机床的数控系统仍然使用进口产品，其中，国外品牌在中高端数控系统市占率约为 70%，高端系统占 90%以上，发那科、西门子是主要进口品牌，国内企业华中数控、广州数控、苏州新代等市占率不断提升。
主传动系统：高效高精度加工催生电主轴技术，市场规模近 50 亿元。主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，主要包括电动机、传动系统、主轴部件三部分。数控机床最早使用低速大扭矩、大功率、刚性好的机械主轴，但终端市场对高效率、高精度、高可靠性的加工要求催生了电主轴的诞生。
据 QY Research 数据，2022 年全球电主轴市场空间约为 94 亿元，国内约为48 亿元，瑞士 Fisher、IBAG 公司、德国 Kessler 公司、英国西风为全球主要电主轴品牌，日本、中国台湾品牌在大陆市场也占有较大市场份额，国内市场电主轴的核心生产商有昊志机电、Celera Motion、Fisher、普森精密主轴、江苏星辰等，前三大厂商市占率约为 23%。在众多关键核心零部件中，电主轴市场集中度相对较低，竞争相对充分，或成为国产替代较早突破领域。
伺服进给系统：连接数控装置与机床本体的关键环节。伺服进给系统由伺服驱动器、伺服驱动装置、机械传动机构、执行部件组成。其传动方案主要有两种，其中，旋转电机+滚珠丝杠是机床中最常用传动方案，据华经产业研究院数据，2022 年全球滚珠丝杠市场规模约为 136 亿元，国内约为 28 亿元，2023 年全球滚柱丝杠市场规模约为 22 亿元，国内 1.9 亿元。滚珠丝杠的核心厂商主要有 NSK、THK、SKF、博世力士乐、Kuroda、舍弗勒等，CR5市占率达到约 46%，日本和欧洲滚珠丝杆企业占据了全球约 70%的市场份额。国内市场中，大陆企业市占率仅为 25%，布局企业主要有南京工艺装备、山东博特精工、山东华珠机械、秦川机床（陕西汉江机床）、贝斯特、恒立液压等。
导轨对运动部件起导向和支承作用，对机床加工精度有重要影响。导轨可以分为滚动导轨（滚珠、滚珠型导轨）、滑动导轨、静压导轨。其中，滚动导轨灵敏度及定位精度高，滑动导轨结构简单、刚度好，是机床中最常用的两种导轨。据 QY Research 数据，2020 年全球直线导轨市场规模约为 147亿元，国内约为 38 亿元，主要生产企业有日本 THK、NSK、中国台湾上银、博世力士乐、舍弗勒等，CR5 超过 78%，与滚柱丝杠相似，导轨的市场集中度也较高。秦川机床、恒而达、贝斯特等企业布局直线导轨领域。
位置检测装置：决定机床加工精度之关键，光栅为主要测量装置。精密测量技术主要包括角度测量、位移测量两种，旋转变压器、脉冲编码器多用于角度测量，光干涉仪、光栅测量仪是实现高精度、高分辨率的两种位移测量方式。目前，光栅测量系统在整个测量领域里市场份额可以占到 80 %以上，在整个测量领域中有着不可替代的地位。据 QY Research 数据，2021 年全球光栅尺市场销售额达 46 亿元，一般一个五轴的加工中心会用 XYZ 轴，加2 个旋转轴，其中旋转轴用角度传感器，对应国内高端光栅尺的年需求约为十几万支。目前国际上生产光栅尺的企业主要有德国海德汉、西班牙发格（FAGOR）、英国雷尼绍、日本三丰等。这些企业都已经实现 nm 级分辨率，甚至是 pm 级。目前国内应用最多的是增量式光栅尺，但绝对式光栅尺在国内目前成熟的产品很少，大部分都需要进口。长春奥普光电控股子公司禹衡光学生产的光栅尺在机床领域可以满足高端数控技术需求。$机床ETF(SZ159663)$ $伟创电气(SH688698)$ $亚威股份(SZ002559)$
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