研究与观点

逆变焊机行业踏入转型期

逆变是把直流电改变为交流电的过程,采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。工作过程为:工频交流-直流-高频交流-变压-直流。逆变电源是逆变焊割设备的主要设备(逆变焊割设备由逆变电源与外接设备组成)。

一、 逆变焊机行业的发展历程

中国逆变焊机行业虽然只有短短十几年的发展历程,但是发展迅速,部分高端产品已经开始走向全球市场。

中国逆变焊机技术研发起步于20世纪70年代末期。1983年,成都电焊机研究所第一台商品化的ZX7-250可控硅逆变弧焊整流器通过部级鉴定,1983~1991年,清华大学,哈尔滨工业大学,华南理工大学等相继推出各式开关器件的逆变焊机,1992年深圳瑞凌成功研制出110KHZ MOSFET的逆变焊机,并推向市场。2000年,各种IGBT逆变焊机纷纷登台,在头五年里逆变焊机还属于新兴产品,行业基数小,发展较为缓慢。到2006年市场突破10亿元的规模,2007年突破了20亿元的销售额,同时增长率达到了41%,创造了历史近几年的新高。2009年在全球金融危机的形势下,全球逆变焊机市场开始缩水,但中国逆变焊机市场仍然保持着13%的增长速度。2011年中国逆变焊机出口额达到15亿元,占全部销售额的27%。现在中国已经成为了世界上最大的焊接市场主体国,出口量稳步上升,同时出口产品质量和档次也逐步提高,部分技术含量较高的产品已经得到了国际市场认可。

二、 逆变焊机行业的市场规模及增长潜力

中国逆变焊机市场规模2008年为32亿元人民币,2010年为42亿元,2012年约为65亿元,年复合增长率(CAGR)达到20%,增长势头很猛。而相比之下,传统焊机市场规模2008年为95亿元人民币,2010年为92亿元,2012年约为103亿元,年复合增长率(CAGR)只有2%左右,远远低于逆变焊机的增长速度。尽管传统焊机的市场基数较大,但是逆变焊机正在快速传统焊机,2008年逆变焊机的占比只有25%2010年就达到31%2012年约占39%,预计2018年逆变焊机占比可达到62%,接近成熟的国际市场逆变焊机占比(图1)

图1-2008~2018年中国传统和逆变焊机市场规模的比较(亿元人民币)



全球逆变焊机市场的规模目前约为中国逆变焊机市场规模的10倍,但其增长速度缓慢得多,CAGR只有4.3%左右,全球传统焊机市场的增长速度则更慢,CAGR只有1.3%左右。逆变焊机的替代增长也较为缓慢,2008年逆变焊机的占比为65%2012年约为68%,预计2018年逆变焊机占比将增至72%左右(图2)。

图2-2008~2018年全球传统和逆变焊机市场规模的比较(十亿元人民币)



中国逆变焊机市场之所以保持高速稳定增长,主要有五大原因。第一,焊接产品的市场需求历来都是随着钢铁产量和钢材消费量的变化而变化,而中国钢铁行业保持较高增长速度,中国钢产量2000年为1.29亿吨, 2010年就迅速增加到6.26亿吨,CAGR约为17%,高过GDP的增长。第二,中国焊接用钢在钢铁消费中的占比还具有较大的增长空间,工业发达国家的焊接用钢所占比例为60%~70%,而中国焊接用钢占比只有40%~50%,具有较大提升空间,预计到2014年我国焊接用钢量将达3亿吨,相应的焊机的市场规模可达200亿元左右(图3)。第三,逆变焊机相对于传统焊机性能上具有诸多优势,逆变焊机对传统焊机的替代进入加速期;而且逆变焊机相比传统焊机更加环保节能,随着国家对焊割设备“环保、节能”的要求越来越高,逆变焊机面临较好的发展机遇。第四,对比世界发达国家的成熟市场,其逆变焊机的占比水平约为60%~70%,而目前中国逆变焊机占比只有40%左右,还有很大的提升空间。第五,随着全球焊割设备产业向中国转移,中国成为了全球最大的焊机市场主体国,产量逐年上升,出口也逐年增加,国内焊机企业面临难得的发展机遇。

图3-2009~2012年中国焊机市场规模和焊接用钢保持同步增长


预计未来五年,中国逆变焊机市场将保持高速增长(图4)。

图4-2008~2018年逆变焊机的占比迅速提高(%)


三、 逆变焊机的行业结构及其发展趋势

国内逆变焊机生产企业较多,有400家左右,但大部分企业规模偏小,缺乏自主创新、整体技术不成熟,主要依靠仿制行业内其他领先企业的一两种产品机型生存,产品品种单一且品质不稳定,销售限于部分区域市场,品牌知名度低,未形成规模生产,产品生产成本高、可靠性差。

由于中国逆变焊机行业发展还处于初期阶段,整个行业的集中度还不高。在业内企业中,瑞凌实业、山东奥太、北京时代和佳士科技处于第一阵营,其市场占有率总和只有20%左右,而排名前10名的企业市占率总和(CR10)也只有30%左右(图5)。

图5-2010年中国逆变焊机市场各企业的市占率


但是受益于逆变焊机对传统焊机的替代进程加快,逆变焊机领头企业正不断扩大产能与营销服务。比如,佳士科技在深圳坪山投资了25,667万元,新增逆变焊机产能60万台/年,预计年销售收入105,615万,净利润4,280万。瑞凌实业投资了25,284万元用于逆变焊割设备扩产和技术改造,预计项目年均收入48,458万元,净利润5,549万;并投资4,074万元用于营销服务中心及品牌建设,拟在全国范围内建立完善的市场、销售和服务支持体系。

可以预见,未来逆变焊机的行业集中度将会逐渐提高。

焊机设备下游应用广泛,市场空间十分广阔。在高精尖领域有军工、航空、核电、高速铁路等,工业领域有船舶、压力容器、管道工程、石化工程、通用机械制造、电力工程、建筑工程、钢结构、车辆制造等,轻工及民用领域有五金工具、金属家具、门窗、自行车、摩托车、三轮车、汽车维修、建筑装饰施工等。

中国焊机应用主要在船舶制造、钢结构、石油化工、工程机械和汽车等领域的使用比例较高。其中,在钢结构、石油化工和工程机械领域的应用都保持着较高的增长速度,平均增速高过GDP的增长速度(图6)。

图6-2008~2012年我国焊机在应用行业的细分市场规模(十亿元)



四、 逆变焊机行业的盈利水平

行业领头企业的毛利率水平较高,在25%以上,净利率也在10%以上。但是其他企业由于技术水平不高、产品同质化等原因,导致价格竞争激烈,毛利率水平很低(图7)。

图7-2009~2010年佳士科技和瑞凌股份的毛利率


五、 逆变焊机的行业壁垒

中国逆变焊机的主体技术已经成熟,但是要获得高性能、高品质的逆变电源,其技术难度还是比较大。并且,由于产品周期短,更新换代快,要想获得高品质逆变电源,其技术研发难度是非常高的。

对于拥有成熟技术的企业而言,其主要壁垒体现在品牌能力和营销渠道管控方面,尤其是对于主要依靠经销渠道销售的中低端产品而言更是重要。


六、 逆变焊机行业未来的发展方向

全数字化控制技术、焊接工艺支持智能化和绿色环保焊机是未来焊机的发展方向。

全数字化控制技术具有许多优点,能大大提高焊机的控制精度、焊机产品的一致性和可靠性,依靠软件集多种焊接方式于一体,且各焊接方式互不影响,同时也大大简化了控制技术的升级与远程服务。全数字化控制的焊机已经成为进口焊机的主流。但国内的焊接电源仍然以模拟控制技术为主,部分厂家推出的数字化的焊接电源处于简单代替模拟控制的水平,只有少数焊机企业生产全数字化焊机,比如太原星云。

提供成熟可靠的焊接工艺支持是未来焊机的发展方向之一。国外进口焊接电源大都以免费或选配的方式提供了焊接专家系统,允许操作者输入焊接材料、厚度、坡口形式等焊接工艺条件就可自动生成焊接工艺。而国内焊接电源厂家在焊接工艺的研究和积累工作还十分有限,导致智能化和焊接工艺服务上的缺失和脱节,我国的焊接设备大多为纯粹的机器和设备,而没有背负起为焊接用户解决焊接问题的责任,大部分高端市场份额仍然被进口焊机占据。

绿色环保逆变焊机将是更远期的发展方向(图8)。世界呼唤绿色环保节能产品,中国也对焊机的节能环保提出了更高的要求,绿色环保逆变焊机将是逆变焊机重要的发展方向。已经有国际绿色环保焊机企业进入了中国市场,比如苏州米加尼克焊接技术有限公司。绿色环保逆变焊机需要具备五个要素:软开关、PFCEMC、高频化和具备休眠功能。

图8-绿色环保逆变焊机技术



七、 主要结论

逆变焊机行业中国市场规模虽然不大,但是保持着非常高的增长速度,而且中国作为世界最大的焊接市场主体国,出口量在逐年增长,中国高端焊机已经进入国际市场。逆变焊机对传统焊机的替代进入加速期,未来五年是中国逆变焊机市场划分的关键时期。

目前行业集中度也不高,CR1030%左右,但是集中度提高的趋势是明显的。从下游应用领域来看,逆变焊机应用领域十分广泛,其中在钢结构、石油化工和工程机械领域应用得较多,且都保持着较高的增长速度。

行业领头企业的毛利率水平较高,但其他企业由于产品同质化严重导致价格竞争激烈,毛利率水平很低。主要的行业壁垒是研发技术、品牌能力和营销渠道建设。全数字化控制技术、焊接工艺支持智能化和绿色环保焊机是未来焊机的发展方向。©


本文作者系基业昶青董事长助理兼咨询顾问

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