国产工控软件有哪些「工控行业策略国产替代为长期主线关注核心产品细分领域机会」

（报告出品方/作者：西南证券，韩晨，李昂）

核心观点：

国产替代为发展主旋律，行业格局进一步优化。根据各公司业绩拆分测算，预计2022年国内小型PLC、伺服、低压变频 器市场份额分别提升至约20%/46%/44%，同比增长约5/4/2pp。由于工控行业对产品可靠性要求高于成本考虑，因此 国产化率的进一步提升，已经可以证明本土品牌的产品技术正逐步获取市场认可，我们预计23年外资市场份额将进一步 下降。从产品端分析，国产化率速度（伺服>PLC>变频器），且根据各家工控企业的项目在研进度，我们预测在24-25 年有望迎来工控高端领域如中大型PLC、高压变频器的大规模国产替代。此外，个别细分领域如伺服系统出现“内卷” ，在激烈的降本和价格战之后，市场集中度有望提高。

23年有望迎“传统复苏 新兴产业”双轮驱动，工控行业站在新一轮增长起点。22年受疫情反复及宏观经济影响工控 OEM市场增速为-5%，自19年来首次低于项目型市场。根据逐月订单跟踪，传统消费如纺织、物流等下游需求正逐步恢 复，尽管反应到工控设备厂商存在1-2个月的滞后性，短期向上趋势不会变。叠加新能源建设如火如荼，我们认为23年 为工控受益双轮驱动的关键大年。

一体化布局加速企业外延，产品结构逐步完善。内资工控厂商已从“单一产品”实现向“一体化方案”的过渡转型。从 驱动层延伸布局更高精度、更低成本环节（控制层），是工控合理发展逻辑；从硬件电机向软件驱动控制延伸，高附加 值带动企业盈利提升。我们认为，本土工控品牌已逐步具备较为完整产业链，考虑到价格端15%-20%的优势以及更快 的服务响应速度，本土品牌有望加速突围。

宏观指标回暖，工控行业拐点初显

1.1、行情回顾：宏观因素影响较大，行业拐点在即

2022年初至今工控及自动化（长江）指数下降13.8%，Wind全A指数下降16.3%。整体来看，工控设备指数和Wind全A走势接近，均受疫情扰动及海外经济形式波动等影响表现较为低 迷。22Q4工控市场触底反弹，整体优于全市场走势，行业拐点初显。

1.2、人工成本提升 劳动力下降，“机器替人”需求应运而生

人口增长率：根据联合国发布《2019年世界人口展望》报告，全球人口预计2050年增长至97亿；到本世 纪末，全球人口将达到110亿左右，但与此同时全球人口增长率持续下降。劳动力：2020年受疫情影响，全球劳动力人口从2019年的34.68亿人下降至34亿人，2021年恢复至接近 2019年水平，但整体来看全球劳动力人口增速逐步放缓，劳动力短缺情况严重。 制造业人工成本：从我国制造业年平均薪资来看，2021年为9.25万元，同比增长11.7%，整体呈逐年上 升态势，并且通常情况下海外相比于国内人工成本更高。

全球工业机器人：2017-2021年全球工业机器人保有量CAGR为14%，IFR预计2025年全球工业机器人年 安装量达69万台。且根据测算，2021年工业机器人单台均价约3.4万美元，较2019年下降0.9万美元。 综合以上因素，我们认为：全球劳动力短缺及人工成本上升预计为长期趋势，进而导致工业生产中对自 动化设备的需求逐渐提升，而机器人成本有望随规模效应逐步下降，“机器替人”需求应运而生。

1.3、周期性角度：指标回暖，拐点将至

工业自动化与制造业和房地产固投指标关系明确，且工业自动化指标略有超前。 ①第一轮位于2008年四万亿大刺激，带动工控行业加速发展； ②第二轮位于2013年房地产投资反弹带动行业略有恢复； ③第三轮位于供给侧改革后，带动制造业、房地产向好，2022年受政策、疫情影响有所波动。随着23 年国内经济形式恢复，智能制造加速升级，固投指标有望反弹，工控亦有望开启新一轮上行周期。

制造业固定投资加快，设备增量需求提升。2022年10月-2023年2月，我国固定资产投资完成额累计同 比分别为9.9%/9.3%/9.1%/8.1%，其中通用设备累计同比14.6%/14.5%/14.8%/10.5%；电气机械器 材累计同比39.7%/41.4%/42.6%/33.7%。 从历史数据看，自动化设备同比增速与PMI指标关系密切，且近似具备同时性。2022H2全球主要国家 美、日、德PMI指数连续5个月下滑，中国Q3逆势上升，9月向上突破荣枯线，10、11月受到国内疫情 反复影响，PMI 跌至荣枯线以下，但已形成独立于海外的走势。2023年1/2/3月PMI分别为 50.1/52.6/51.9，快速恢复至荣枯线之上。此外，PMI走势与工控行业同比增速具备一定的相关性，工 控市场有望同PMI指数恢复，趋稳向上。

1.4、OEM市场受宏观经济影响波动较大，有望恢复向上

工控下游主要分为OEM市场和项目型市场，项目型市场和OEM市场需求端和产品结构差异较大。 项目型市场：以系统集成、行业定制为主，偏向于投资驱动，受宏观经济波动影响较小，以政府、央企 的资本开支为导向。因此在2022年疫情及宏观经济形式较弱背景下，仍能保持较平稳增长。OEM市场：以纺织、机床、机器人、3C、半导体等市场化需求拉动，终端消费导向性强，受内需与出 口双重影响。23年宏观形式有望复苏，OEM市场有望恢复赶超项目型市场，未来有望市场由投资导向 转变为消费导向。

2022年受经济形式及疫情影响，OEM市场下滑严重，呈现负增长。2022Q1-Q4同比增速分别为4.5% 、-10.2%、-6%、-8.5%。 项目型市场较为稳定。2022Q1-Q4同比增速分别为9.7%、2.7%、10.4%、7%。 预计在疫后消费回暖以及2023年经济稳增长的主基调下，宏观经济有望迎来逐步复苏，进而带动OEM 市场恢复向上。2022年OEM市场仅有电池、工业机器人、制药维持正增长，同比增速分别为25%、2.3%、2%。2022年项目型市场表现平稳，其中涨幅居前的分别为采矿、化工、汽车、市政及公共设施、电力，同 比增速分别为15.4%、14.4%、8.4%、7.7%、7.7%。

细分板块齐头并进，国产替代正当时

2.1、工控行业属于国家战略发展行业

工控自动化上游：是组成工控设备的基础零部件，大体分为半导体元器件以及电子元器件。其中IGBT、DSP芯 片等半导体器件主要依赖进口，占产品成本较高；电阻、电容等元器件，PCB、端子接插件等国内产业链成熟 的零部件则可以实现国内供应。工控自动化中游：实现生产和过程控制自动化装置的工业自动化系统。具体包括控制层（PLC&HMI、CNC） 、驱动层（变频器及一体化专机、伺服驱动）、执行层（伺服电机、阀门）以及感知层（各类传感器）。工控自动化下游：工业自动化系统的下游主要分为项目型市场以及OEM市场。项目型市场包括：电力、冶金、 建材、化工等，OEM市场包括机床工具、纺织机械、3C电子产品制造，医疗设备等。近年OEM市场规模逐渐 增加，项目型市场规模有所缩减，未来OEM市场有望超过项目型市场。

政策向好推动工控自动化行业蓬勃发展。我国工控自动化行业属于高端制造产业的范畴，随着科技和社会的进步，已经 成为国家产业政策重点支持和鼓励的行业，多个政府部门先后出台政策或指导意见，把“制造强国”的理念上升为国家 发展战略之一。为鼓励推进智能制造的有序健康发展，我国先后颁布了一系列鼓励行业发展的法律法规及政策。

2.2、工业自动化为长期趋势，国产替代进程加快

工业自动化是高附加值产业，有望维持平稳增长。工业自动化涉及电力、电子、计算机、人工智能、通 讯、机电等诸多领域，随着工业自动化技术的不断成熟，生产、控制、反馈和辅助装置等工业自动化设 备在机床、新能源、工业机器人、医疗等行业的应用规模不断扩大，工业自动化市场得到了长足的发展 。2022年全球工业自动化市场规模约4575亿元，同比增长5.9%，根据Frost&Sullivan预测，23-25年 CAGR约为6%。

我国工业自动化市场尽管起步较晚，但增速高于海外市场。随着我国工业经济结构调整与产业升级的持 续推进，庞大的制造业市场将为国内工业自动化行业提供良好的发展机遇。同时，我国人口老龄化现象 加剧，劳动人口短缺促使机器替代人工成为长期趋势，进一步推动了市场对工业自动化装备的需求。 2022年我国工业自动化市场规模约为2807亿元，同比增长10.9%，根据工控网预测，2023年同比增速 约为11%，维持快速增长趋势。

2023年海外经济形式存在下滑风险，看好国产替代机会。本土品牌具有供应链灵活、售后服务及时等 特点，且产品价格存在一定优势。2022年受俄乌战争及疫情影响，海外经济形式动荡，外资产品交付 周期普遍延长，更多的中游设备厂商尝试并适用国产品牌，内资工控企业加速弯道超车，2023年国产 化率提升有望超预期。在多数领域国内工控产品技术水平已逐渐接近海外，并且成本优势突出。在小型PLC领域，国内品牌性 价比较高，在能够很好满足目标客户中小企业的需求前提下，价格相对较低，成本端优势明显。PLC是 工控行业技术壁垒较高环节，但近年来国产化率加速提升，意味着内资产品的可靠性正逐步被市场所认 可，因此在其他如伺服、变频器等国产化率更高环节，产品性能可被进一步证明，本土品牌将凭借价格 优势，持续侵蚀外资份额。

2022年工控掀起涨价浪潮，国内品牌价格优势进一步凸显。受全球芯片、电子器件和其他原材料供应 紧张及成本大幅上升等因素，海外各家工控巨头分别出台涨价计划。2022年初至今，据不完全统计， ABB/西门子公告涨价4次，施耐德3次，三菱/台达2次。尽管在2022H1疫情期间，国内工控厂商也曾有过不同幅度的涨价，但整体来看本土品牌相较于海外仍 存在15%-20%的成本优势，且部分细分领域如伺服系统由于竞争激烈，价格可能进一步下降。总体来 看，伴随产品技术差距不断缩小、可靠性验证过关，本土品牌市占率有望进一步提升。

2.3、PLC：工控系统“大脑”，国产替代空间大

我国PLC市场的发展历经三个阶段，已步入稳定增长期。进入21世纪，国内经济的高增长带动了PLC市 场需求的快速提升，其应用逐渐渗透到工业生产的各个角落。1）2009-2013年为下探调整期：受金融 危机、生产成本上升等因素PLC市场首次出现下滑，2013年得益于食品、包装电梯等OEM市场回暖， PLC市场开始复苏；2）2014-2017为动荡调整期：前期受宏观经济形势影响市场萎缩，后期在供给侧 改革、国家政策共同作用下开始回暖；3）2018年后为稳定增长期：随着国内PLC研发投入的加大，本 土品牌逐渐打破外资长期垄断的局面。2022年我国PLC市场规模预计约为182亿元，同比增长约15%。 随着智能化需求逐渐引领中高端应用PLC市场发展，结合国家要求产业“自主可控”，预计未来维持稳 定增长。

近年来，PLC在我国锂电、冶金、电力、纺织机械、物流设备等行业应用活跃，具有较大市场潜力，目 前中大型/小型PLC市场份额各接近50%。

中大型PLC为内资下一重点攻克方向。中大型PLC主要用于项目型市场如电力、矿业、冶金等，要求较 复杂的控制能力和较强通讯联网功能，1台PLC支持更多的轴，可以带动更多的驱动器、变频器。整体 而言，大、中型PLC技术壁垒较高，且产品质量关系到使用方整个工厂自动化生产的稳定性和可靠性， 因此目前客户更倾向于外资品牌产品。但伴随内资小型PLC逐渐起量，中大型PLC加速研发，国产化率 有望逐步提升。

2.4、伺服系统：市场竞争“内卷”，降本 技术迭代为核心驱动力

伺服系统为工控细分板块增速较快环节，有望维持高增。近年来，我国制造业的快速复苏，促进了伺服 系统及运动控制类产品的快速增长。2020年，受口罩机需求的大幅提升，间接带动伺服市场规模的扩 大。根据汇川2021年年报，2021年我国通用伺服系统市场规模同比增长35%。未来，随着工业机器人 行业的深化、工业自动化程度进一步提升和智能制造的深入推进，伺服系统市场将会出现新一轮的爆发 式增长。

伺服系统核心在于降本，具备原材料自制能力厂商有望率先突围。伺服系统分为伺服驱动器和伺服电机 ，通常编码器内嵌于伺服电机中，且各厂商获取编码器的方式不一。市场上主流编码器分为光编和磁编 ，通常来说光编/磁编的选取视产品应用领域和客户的需求而定，光编适用于精度要求更高的场合，且 价格更贵。整体而言，工控设备商外购编码器的价格约为自制的一倍，因此在伺服行业整体“内卷”的 趋势下，编码器自研有助降本。

伺服为国产化率较高环节。国内工控巨头汇川以变频器技术同源发展伺服，根据MIR数据，汇川伺服系 统市场份额从2015年的5.7%提升至2022年Q3的20.9%，荣登全球第一的宝座，市占率领先于第二名 西门子10.6pp。对比曾占据中国市场一时的松下、安川等企业，国产伺服已获市场认可，未来渗透率 有望进一步提升。伺服下游多为高精度需求行业。伺服系统为闭环系统，通过反馈控制方式，不断地监测执行器的状态并 根据其状态实时调整电机的输出信号，从而实现对设备的高精度控制，因此主要应用于半导体、机床、 工业机器人、电池等高精度要求行业，受益下游新兴产业高景气发展，伺服系统规模有望维持高增。

2.5、变频器：国产化率较高，节电政策带动需求提振

我国变频器市场规模呈向上增长趋势。随着我国工业生产规模的不断扩大，我国变频器市场整体规模呈 向上增长态势。2017-2022年，我国低压/高压变频器市场规模CAGR分别约为9.9%/4.9%。根据前瞻 产业研究院预测，未来变频器将在电力、冶金、煤炭、石油化工等领域保持稳定增长，并在市政、轨道 交通、电梯等领域需求进一步增加，进而带动农市场规模扩大，预计未来几年整体增幅将保持在10%左 右。

节电政策驱动变频器需求提升。2021年11月，工信部、市场监管总局联合印发《电机能效提升计划（ 2021-2023年）》，计划明确了：到2023年高效节能电机年产量达到1.7亿千瓦，在役高效节能电机占 比达到20%以上，实现年节电量490亿千瓦时，减排二氧化碳2800万吨等。制造业节能减排政策会具 体落实到工控产品中风机、压缩机等变频调速优化以及配套的电机设备，节能空间可达30%。在双碳 推动下，异步电机将转向高效电机，所有的高效电机都要配电磁技术，目前低压变频器规模只有300多 亿，远小于电机规模，因此随着能效提升，变频器配比会增加。

2.6、一体化布局方向明确，二线工控厂商有望加速突围

选取部分国内工控企业进行产品分拆，发现工控一体化布局战略已然明确，几乎所有厂家均实现从控制 层到执行层全覆盖，但各家发展历程不尽相同。部分企业从硬件电机向软件驱动控制“自下而上”拓展 ，例如鸣志电器、雷赛智能等；亦有“自上而下”一体化布局，并且其中更多的是从驱动层向控制层延 伸。

受益传统消费复苏，新能源提振增量需求

3.1、工控下游应用领域广泛

根据工控下游应用，可大致分为新兴产业和传统产业。近年来，新兴产业呈快速发展趋势，2022年受 疫情及海外经济形式波动影响，传统消费板块受损严重，2023年有望逐步恢复。对应到工控企业，建 议关注受益传统消费复苏及新兴业务的增量变化。

3.2、光伏

光伏装机高景气带动设备需求增长，进而带动工控在光伏领域放量。2022年全球光伏新增装机规模约 230GW，预计2023年增速达50%，未来3年复合增长约30%。 国内光伏产能占全球份额超80%，目前光伏各环节都处于快速扩产中。根据CPIA数据，2021年我国光 伏设备市场规模为400亿元，同比增长42.9%，未来有望受益光伏行业高景气维持较高增长。具体来看 ，光伏上游生产设备主要包括硅料设备（8%）、硅片设备（41%）；中游包括电池片设备（37%）、 组件设备（14%）。

一个完整的晶体硅太阳能产业链是由高纯多晶硅制造→硅片切割→太阳能电池芯片封装→光伏发电组件封装→ 系统安装及服务等环节组成。其中硅片制造主要包括单晶炉、切方机、多线切割机等；电池片制造包括扩散炉 、刻蚀机、PECVD等；组件制造主要有串焊机、汇流焊接机等，以及各环节最后的检测、分选机。光伏行业通用产品较多，工控自动化解决方案应运而生。例如在金刚砂线电镀解决方案中，汇川基于 EtherCat总线解决方案完成整套系统拓扑搭建和工艺实现，通过张力控制算法建立工艺模型，实现电 镀、收放卷轴控制、排线的逐步实现。

3.3、锂电

受益于全球节能减排趋势及新能源汽车的快速增长，锂电池设备市场规模与日俱增。根据工艺流程，锂电池生产主要分为前段（极片制造）、中段（电芯制造）、后端（检测组装），占比分别约为44%、36%、20%。①全球：2021年全球锂电设备市场规模为952亿元，同比增长67%。全球锂电设备生产主要集中在中国、日本与韩国，日韩企业凭借丰富的机械加工经验较早的进入到锂电设备领域，日韩企业多以单一设备为主，优势集中在前段极片制作与中段电芯组装环节。②国内：根据GGII数据显示，2021年我国锂电设备市场规模为588亿元，2017-2021年CAGR为27.4%主要系新能源汽车渗透率持续攀升，头部电池企业扩产加速，叠加储能领域高速发展，支撑锂电设备需求持续增长，预计2023年有望超1000亿元。

伴随着锂电池产业的繁荣发展，带动了锂电池生产设备行业自动化方案的迅速提升，在锂电池生产工艺 中对高效率、精确张力、高速效应等指标提出高要求，进而提供更为稳定可靠高性价比的锂电池产品。 例如禾川的制片机放收卷张力来源基于16位模拟量，张力精度稳定在0.08-0.15Mpa；应用EtherCat网 络架构生产速度可以达到80PCS/min以上。我国锂电设备行业起步较晚，但随着企业研发力度和投产 较大，部分国产设备在生产效率、精准度方面已逐渐接近 甚至于超过国际，2021年我国锂电设备国产化率已超 85%。伴随国内工控产品可靠性逐步验证，叠加成本端优 势，国产化率有望进一步提升。

3.4、半导体

市场需求增长 政策扶持，我国半导体行业增长势头正盛。目前我国已成为全球半导体产业规模最大市 场，占比35%。随着国内半导体配套产业链的逐渐完善，未来国产替代是产业长期趋势。根据SEMI预 测，2023年我国半导体设备规模有望达3032亿元，2017-2023年CAGR约33%，持续高景气，进一步 带动工控设备在半导体行业的需求提升。 半导体设备主要分为①晶圆制造设备：光刻机、薄膜沉积设备、CMP设备、刻蚀机、清洗设备等（前 道工序 后道工序Ⅰ），价值量占比约85%；②封装测试设备：切割机、焊线机、探针台、分选机、测 试机等（后道工序Ⅱ），价值量占比约15% 。

半导体产业链主要分设计、制造和封测环节，其中国外以IDM模式为主，国内以设计和制造分开为主。 原材料经过单晶制造后获得的单晶硅片，经过前道工艺得到晶圆，再经过两部后道工艺相继得到完整裸 芯片和分立器件。

3.5、工业机器人

工业生产“机器替人”为长期趋势，工控核心零部件需求提振。上游零部件作为原材料对于工业机器人 极为重要，三大核心零部件减速器（成本占比35%）、伺服系统（25%）、控制系统（10%）；中游 为机器人本体（15%）。全球范围工业机器人领域：欧美日领先，中韩加紧布局。近年来，欧美日借助具有国际竞争力的汽车、 电子产业行业的领先经验，发展较快。中国、韩国等亦在加紧布局机器人产业的发展。受2018年下游 汽车和3C不景气影响，2019年工业机器人出货量有所下滑。2020年爆发的新冠疫情的影响加速了制造 业企业自动化水平提升的进程，以减少在突发事件下对于人工的依赖，整体而言机器人产业长期向好的 趋势不会改变，根据MIR预测，2023年全球工业机器人销量有望同比增长约12%。

3.6、新能源车

新能源车电驱动为车辆核心部件，受益新能源车爆发增长“大三电”迎来快速起量，但乘用车市场竞争 环境较为激烈。此外，电车中其他环节如激光雷达、人车交互系统所需自动化产品以及商用车电动化亦 有较大增长空间。

3.7、纺织

22年纺织行业需求低迷，Q4出现好转。2022年，受到市场需求不足、国内疫情散发频发、原料成本高 位等因素影响，纺织行业综合景气情况有所波动。根据中国纺织工业联合会调查数据，2022年纺织行 业综合景气指数持续位于50荣枯线以下，前三个季度分别为42.6%、46.3%和44.3%。四季度，随着国 家防疫政策因时因势调整、市场消费呈现季节性增长，纺织企业经营信心有所改善，带动行业景气指数 回升至47%。 设备厂商复苏具有时间滞后性，因此我们认为对应到工控厂商的纺织领域，预计23Q2有望逐步恢复向 上。

3.8、物流

物流行业拐点显现，对应设备端有望恢复向上。受2022年底疫情冲击，2023年1月中国物流景气指数 （业务总量）为44.7，下跌至阶段性低点。节后物流行业修复明显，2/3月指数分别回升至50.1/55.5， 景气度拐点显现。 工控在物流行业应用广泛，如伸缩机、DWS、摆臂式/模组带式/摆轮式分拣机、输送机、单件包裹分 离器、交叉带分拣机等，预计伴随物流行业景气复苏，将带动物流工控设备需求恢复向上。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】「链接」