微型轴承是微特电机的核心零部件,微型轴承的质量、寿命等因素将直接影响设备工作状态和使用寿命,因此下游厂商对轴承零部件供应商的工艺技术水平及质量保证能力有较高要求。长期以来,微型轴承制造的基本技术和工艺已较为成熟,但随着下游应用领域不断拓展、新兴应用场景不断出现,微型轴承生产面临提升性能、更新迭代的技术要求。
微型轴承制造的技术水平具体体现在应用方案设计和生产制造两个环节。
应用方案设计主要指由于不同应用场景对于微型轴承性能要求存在较大差异,微型轴承生产企业必须熟悉客户所在不同行业的应用场景,并具备较强的设计制造能力与丰富的经验,对产品的规格型号、原材料类型、结构参数均进行对应调整,以满足下游客户对轴承产品的定制化需求。
生产制造主要指微型轴承生产工艺复杂,涉及切削、热处理、一次研磨、二次研磨和装配等工序,每道工序又由数量较多细分工序构成,生产要求较高。生产企业需掌握机械设计、机械加工、计算机软件、电气工程等多个学科领域的专业知识,还涉及机器人控制、工厂自动化、模拟仿真、检测测量等多项技术领域,需要较强的技术应用和集成能力。产品最终的性能与稳定性取决于各项生产制造技术的综合应用水平。
2、行业壁垒
(1)市场壁垒
微型轴承行业下游客户分散、应用领域较广、市场规模较大,微型轴承产品性能和使用寿命会直接影响下游制造企业所生产产品的稳定性,因此下游客户会基于微型轴承使用的稳定性、可靠性、保障性等因素选择合格供应商。潜在进入者进入下游客户供应链体系不仅需要经过客户较为严格和较长周期的产品验证,还需要具备较高的产能和规模以保障客户的供应需求,快速的技术方案响应以满足客户持续变化的产品需求,柔性灵活的生产管理以匹配客户对各类产品的交付要求,进入壁垒较高。
(2)技术和人才壁垒
对于生产工艺而言,微型轴承生产工艺复杂,涉及切削、热处理、一次研磨、二次研磨和装配等工序,每道工序又由数量较多细分工序构成,生产要求较高。受制于
来自日本、美国和瑞典的全球八大轴承企业的技术垄断,市场上尚无标准的微型轴承生产线可以选用,可专用于微型轴承生产的机器设备亦不成熟,尤其是在一次研磨、二次研磨、装配等重要工序环节,可采购的设备类型大多是通用器械,仅可实现微型轴承生产的基本功能,难以满足对微型轴承批量生产所需要的效率、稳定性和一致性等要求。
对于产品类型而言,微型轴承下游用领域几乎涵盖所有工业板块,不同客户由于使用场景各异,对微型轴承的精度等级、噪声等级、游隙大小、防锈性能、润滑性能、耐磨性能、接触疲劳强度、硬度等指标要求不尽相同。微型轴承生产厂商需根据客户需求进行快速响应,并提供定制化解决方案。
对于人才储备而言,微型轴承企业需要储备具有丰富行业实践经验的技术型人才,并不断提升自身的技术水平和研发能力。而行业新进入者由于没有长期的聚焦性研究和丰富的人才储备,技术水平往往难以适应行业整体的发展趋势。
产品的多样性和特殊性、生产工艺的复杂性、客户定制化的需求、人才储备的长期性对企业的研发、生产方面形成了较高的技术和人才壁垒。
(3)资金壁垒
微型轴承行业属于资金密集型行业,从厂房建设、生产线投入、原材料采购、技术与工艺研发、市场渠道布局及订单执行都需要大量的资金支持。一方面,由于厂房建设、生产线投入均需要在前期投入大量资金;另一方面,下游大型优质企业客户一般有一定账期,需要进入企业具备较高的资金规模和资金周转效率,因此行业的新进入者将面临较高的资金壁垒。
3、行业技术发展趋势
(1)国内制造水平逐步提高
经过多年发展,我国轴承工业已形成独立完整的工业体系,我国已是世界轴承生产大国,但还不是世界轴承强国,产业结构、研发能力、技术水平、产品质量、效率效益都与国际先进水平有较大差距,尤其是高端轴承领域,全球八大轴承企业占据了主要的市场份额。近年来,国内制造业历史上形成的“重主机、轻部件”的传统思路发生了改变,提升制造水平成为国内制造业的主流发展方向,我国机械设备零部件在技术工艺研发、产品生产制造等方面实现了重大突破。
在微型轴承领域,从供应侧角度来看,中国头部微型轴承生产企业基于行业通识和长期研发、生产实践,在生产效率、产品良率不断追赶国际领先厂商步伐,所生产产品在精度与噪声等级等核心性能指标上已接近或达到国际一流微型轴承企业水准,同时凭借产品性价比、本土化快速响应服务等优势,获得下游客户的认可,取得良好的市场地位。从需求侧角度来看,近年来得益于产业政策扶持、国内下游厂商对供应链稳定的看重,国内制造水平显著提高。
同时,叠加市场总量持续增长,国内微型轴承制造水平将逐步提高,本土龙头微型轴承企业将迎来更加广阔发展空间。
(2)应用场景逐步拓宽
微型轴承作为重要的基础工业品,也是构成微特电机的重要部件,被广泛应用于智能家居、消费电子、工业装备与机器人零部件、汽车制造、医疗器械与仪器仪表等众多领域。近年来,随着新兴应用场景的不断涌现,微型轴承行业正在面临成熟产品的迭代创新与新兴产品的技术突破。
例如,智能家居领域中的扫地机器人、洗地机、高速吸尘器、高速电吹风和空气净化器等产品,消费电子领域中的云台相机、消费级无人机、消费级 3D 打印机、安防摄像头等产品,人形机器人与具身智能领域中的灵巧手,高端医疗器械领域的牙科手机、自动注射器、心脏起搏器、人工心脏、呼吸机、医用泵、微型手术机器人等产品,热管理系统领域的数据中心服务器风冷、液冷系统等产品,汽车制造与自动驾驶领域中的汽车大灯、激光雷达、座椅通风系统等产品,以及新能源领域中的充电桩、光伏逆变器等产品均需要使用微型轴承。
众多应用场景对散热、驱动、旋转、控制等核心性能的需求,为微型轴承提供了更广阔的市场空间、应用空间和更高水平的技术挑战。
(3)产品定制化、生产柔性化程度逐步提升
随着新兴应用场景的不断涌现以及下游领域微型化、智能化的发展趋势,下游产品更新迭代较快,微型轴承生产企业需要紧跟行业研发动态、掌握新技术,定制化调整产品的材质、尺寸、参数,甚至从原料端配合客户,设计出符合客户个性化需求的产品。未来微型轴承的生产也将由大批量单一生产逐渐向满足客户需求的大批量、中批量、多品种小批量相结合的柔性化生产所转化。微型轴承行业内企业正在向提升快速开发响应能力、提高产品性能、丰富产品种类、结合客户需求为客户打造综合解决方案的方向发展。
(4)关键组成部件自研自产
微型轴承主要由内外轴承套圈、轴承球、保持架、卡簧、防尘盖等部分组成,且由于微型轴承生产工序繁多且复杂,国内微型轴承生产厂商通常直接采购成品轴承套圈进行后续一次研磨、二次研磨,并直接外购轴承球、保持架、卡簧、防尘盖进行组合装配。
由于高品质微型轴承对于各参数要求极为严格,其关键组成部件内外轴承套圈、轴承球、保持架、卡簧、防尘盖等均对微型轴承品质起到至关重要的作用。具备关键组成部件自主研发、设计、生产能力的企业可通过产业链的纵向延伸,实现内部协同、降低采购成本和缩短交货周期,快速满足客户的订单需求;同时,关键部件的全链条自产、生产工艺的持续改进优化可进一步降低产品生产成本、提高成品良率,对产品的质量控制也可以全面延伸至组成部件生产的各个环节,进一步提升企业的竞争力。
4、行业发展态势和竞争格局
现代轴承业起源于 18 世纪的工业革命,成熟于 20 世纪的两次世界大战期间和战后的快速恢复时期,来自日本、美国和瑞典的全球八大轴承企业均在这一阶段实现了快速扩张,其中包括后来对全球微型轴承市场实现垄断的两家日本企业日本精工(NSK)和美蓓亚三美(NMB)。
我国的微型轴承产业起步较晚,改革开放前期美蓓亚三美(NMB)、日本精工(NSK)凭借先进技术与丰富市场经验登陆中国,并迅速将我国微型轴承中高端市场垄断。我国民营微型轴承企业长期以来在产品一致性、生产效率、企业管理等方面与前述日本企业存在一定差距,数量众多的民营微型轴承企业只能在应用场景相对简单(主要体现为转速要求相对低、稳定性要求相对低、使用寿命相对短)的电动玩具、传统家电等领域开展竞争。
进入 21 世纪,国务院、工业和信息化部等陆续提出要求重点布局重大装备零部件的战略,支持在关键工业零部件领域加速提升制造水平,我国微型轴承行业迎来重要发展机遇。我国机械工业“十三五”发展规划指出,机械基础零部件的主攻方向是提高精度和可靠性、重点发展严重制约高端主机和重大装备自主化的高端轴承等关键基础零部件,部分有实力的本土企业凭借资金与制造工艺的优势大力投入高端微型轴承产品的研发,微型轴承行业迎来创新时期,进一步向精密化、高端化的趋势发展。
当前,我国进入“十四五”发展新时期,轴承行业积极响应“十四五”规划中加强产业基础能力建设的要求,推动与我国战略性新兴产业和制造强国战略重点发展领域相配套的高端轴承的“研发-工程化-产业化”进程。基于此背景,我国微型轴承行业在加强产业基础能力建设的进程中发挥着愈加重要的作用,行业集中度有望进一步提升,逐渐步入向前述国际垄断厂商挑战并开展市场化竞争的发展阶段。
从市场竞争格局来看,在微型轴承领域,全球微型滚珠轴承核心厂商包括美蓓亚三美(NMB)、日本精工(NSK)、斯凯孚(SKF)等,市场整体呈现较为明显的寡头垄断竞争格局。在国内微型轴承市场,以美蓓亚三美(NMB)为代表的国际轴承巨头依靠品牌、技术和市场先发优势,占有了国内微型轴承的主要市场,其他市场部分则被国内中小型轴承厂商占据。
在产品质量上,国内市场参与者之间存在较大差异,除部分国内头部厂商外,其他轴承厂商在高端微型轴承领域难以保证较高的良品率,缺乏竞争能力,产品大多供应给对轴承性能要求较低的客户,但中国头部微型轴承生产企业正在逐步追赶前述国际轴承巨头企业。
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