下游需求旺盛，金屬3D打印產業(yè)再迎大爆發(fā)

作者： 金基統、陳佳鑫

報告摘要
增材制造產業(yè)政策頻發(fā)，頂層設計日益完善

國家層面，增材制造產業(yè)政策頻繁發(fā)力。2017年12月，工信部、發(fā)改委等十二部門聯合印發(fā)《增材制造產業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020）》，國家希望通過3D打印技術與傳統制造業(yè)的結合，來推動制造業(yè)的轉型與發(fā)展，實現智能制造。地方政府層面，成立了20多個3D打印產業(yè)聯盟和產業(yè)基地，以及發(fā)起設立產業(yè)基金，加速增材制造產業(yè)計劃落地實施。


增材制造產業(yè)仍將處于高速增長期，下游應用市場巨大
從產業(yè)周期來看，全球增材制造產業(yè)仍處于高速增長期。根據前瞻研究院預測，未來5年全球增材制造產業(yè)將保持27.3%的年復合增長率，中國增材制造產業(yè)將保持38%的年復合增長率。行業(yè)空間看下游，下游看個性化定制。3D打印行業(yè)雖然增長較快，但跟它應用領域的規(guī)模相比，依然不值一提，占比還遠達不到1%，3D打印最大的優(yōu)勢在于個性化定制。


增材制造產業(yè)競爭加劇，國內增材制造市場方興未艾
當前，由于大量企業(yè)進入增材制造領域，全球范圍內的產業(yè)競爭加劇。以Stratasys、3DSystems和GE公司為代表的行業(yè)巨頭通過持續(xù)并購來提升競爭力和全產業(yè)鏈布局。雖然我國增材制造產業(yè)取得了長足進步，但是整體上還是呈現“小、散、弱”的狀態(tài)，未來產業(yè)內并購重組會加劇。

金屬增材制造潛力無窮，進口替代市場巨大
金屬增材制造技術是3D打印領域最具前途的先進制造技術之一，它完美的解決了一些傳統制造技術的難題。2017年，全球一共銷售了1768臺金屬3D打印機，相比較2016年的983臺，同比增長了80%。在該領域，我國在設備端已經與國際先進水平接軌，但是在專用新材料領域，我國發(fā)展仍然滯后，未來國內金屬3D打印材料進口替代市場潛力巨大。

1、產業(yè)鏈介紹
增材制造產業(yè)上游包括專業(yè)材料供應商、模型設計公司和設備生產商等。中游為產品制造商。下游包括工業(yè)機械、航天航空、汽車領域和民用消費等應用終端。其中材料供應商、設備供應商和模型設計是產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，也是整個產業(yè)鏈創(chuàng)造價值最大的部分。

2、增材制造產業(yè)政策頻發(fā)，頂層設計日益完善
國家政策頻發(fā)，助力增材制造產業(yè)飛速發(fā)展。2013年5月，3D打印選入國家863計劃，國家提供4000萬元作為研究基金來支持3D打印核心技術的發(fā)展，北京投入了15億元支持3D打印技術。2015年2月，工信部正式發(fā)布《國家增材制造產業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016）》，緊接著5月份國務院印發(fā)《中國制造2025》，增材制造上升到國家政策戰(zhàn)略層面。另外，2017年12月，工信部、發(fā)改委等十二部門聯合印發(fā)《增材制造產業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020）》，與前面政策遙相呼應，保持了政策的持續(xù)性。這些政策的背后，是國家希望通過3D打印技術與傳統制造業(yè)的結合，來推動制造業(yè)的轉型與發(fā)展，實現智能制造。

地方政策陸續(xù)實施，加速增材制造產業(yè)計劃落地。自2013年起，各地政府相繼出臺了一系列政策和行動。如陜西省成立3D打印產業(yè)技術創(chuàng)新聯盟，發(fā)起設立產業(yè)基金，重點投資于3D打印設備的研究和產業(yè)化；成都市發(fā)《成都3D打印產業(yè)技術路線圖》等。到目前為止，國內各級政府設立了大大小小20多個3D打印產業(yè)聯盟和產業(yè)基地，通過土地支持、財政補貼和基金支持等，促進3D打印相關技術的養(yǎng)發(fā)，幫助3D打印中小企業(yè)成長和發(fā)展。

3、增材制造產業(yè)仍將處于高速增長期，下游應用市場巨大

3.1從產業(yè)周期來看，全球增材制造產業(yè)仍處于高速增長期
全球增材制造產業(yè)產值從2012年的22億美元增長到2017年的78億美元，六年時間增長了近四倍。根據前瞻研究院預測，未來5年全球增材制造產業(yè)將保持27.3%的年復合增長率，到2021年，全球增材制造產業(yè)產值可達到212億美元。中國增材制造產業(yè)經過二十多年的發(fā)展，產業(yè)規(guī)模實現快速擴張，2017年，中國增材制造產業(yè)產值16.7億美元，比2016年同比增長40.33%。根據前瞻研究院預測，中國增材制造產業(yè)將保持38%的年復合增長率，遠超全球增材制造產業(yè)增長速度。

3.2行業(yè)空間看下游，下游看個性化定制

下游3D打印應用市場進入高速增長期。一種創(chuàng)新產品的發(fā)明到其普及往往是一個比較漫長的過程，1970鋰電池就被發(fā)明了，可是直到1991年索尼公司才真正生產出首個商用的鋰電池，后面隨著技術地不斷完善及各類電子產品快速地發(fā)展才真正開始大規(guī)模普及。3D打印其實已經是上個世紀的產物了，1988年，3D Systems公司推出了世界上第一臺商用3D打印機，比鋰電池還早，但由于技術復雜性高、成本高企等問題，成本高企未能跟鋰電池一樣普及那么快，但如果站在一個更大的角度來看，兩者的發(fā)展趨勢是一樣的，只是速度快慢而已，3D打印以前只是以一種較慢的速度在發(fā)展，但目前我們認為3D打印正迎來一個速度的轉折點，未來的發(fā)展速度可能超乎所有人的想象。

3D打印行業(yè)雖然增長較快，但跟它應用領域的規(guī)模相比，依然不值一提，占比還遠達不到1%，傳統的流水線生產依然是主要的生產方式。也因此，擁有巨大的增長空間，中間或許會遇到瓶頸，但20年內都是看不到天花板的。特別是3D金屬打印，其應用范圍要比其他材料廣泛的多。

個性化定制是3D打印無語倫比的競爭力。工業(yè)4.0最重要的作用就是充分滿足消費者的個性化需求，隨著中國等發(fā)展中國家工業(yè)的成熟，目前全球工業(yè)思考的已不再是從無到有這個問題了，而是怎樣從有到更好的問題，本來擁有一輛汽車代步就很滿足了，現在有錢了，就想追求外形個性炫酷的跑車，這是人的本性。目前全球大部分工業(yè)都面臨產能過剩的問題，大規(guī)模地生產已經無法為這個社會創(chuàng)造更多地價值了，工業(yè)發(fā)展有變緩地趨勢，那工業(yè)未來的增長點在哪，業(yè)內普遍認為，唯有提高工業(yè)的附加值才是未來真正的增長點。

那怎么提高提高附加值，在原有產品地基礎上加入個性化，按客戶的特殊需求去定制產品，這就是目前被認為最有效的一種方法。個性化意味著要柔性+小規(guī)模生產，這樣以往的流水線生產就存在很大的問題，第一，流水線難以柔性生產；第二，一種個性化產品對應一條流水線，需要不斷地變更流水線，在生產規(guī)模小的情況下顯然成本太高。這種情況下3D打印可以很好地解決傳統流水線的痛點，第一，3D打印可以輕松打印出任何個性化的產品，只要你想的出來，就能打印出來；第二，無需變更流水線，只需用電腦重新設計一個模型即可。

3D打印最大的優(yōu)勢在于其超廣的應用范圍，只要你能設計出，他就能打印出來，特別是對以下類型的產品，優(yōu)勢十分明顯：第一，復雜性產品：例如精密零部件，普通的流水線生產所需的流程十分繁雜，一個環(huán)節(jié)出錯既導致產品不合格，而且搭設這樣的流水線所需的成本很高，而精密零部件通常又是小規(guī)模生產，無法攤低成本。第二，個性化產品：如果覺得復雜性產品的應用空間還不夠大的話，那個性化產品的3D打印應用絕對具有想象空間，因為幾乎所有產品都可以追求個性化，不僅是終端消費品需要個性化定制，工業(yè)企業(yè)的生產設備也需要個性化定制，而且這種需求正變得越來越大。

4、全球增材制造產業(yè)競爭加劇，國內增材制造市場方興未艾

當前，由于大量企業(yè)進入增材制造領域，全球范圍內的產業(yè)競爭加劇。以Stratasys、3DSystems和GE公司為代表的行業(yè)巨頭通過持續(xù)并購來提升競爭力和全產業(yè)鏈布局。Stratasys通過全球并購打造完整產業(yè)鏈，并成為行業(yè)龍頭。2012年，Stratasys與Object公司合并，奠定了Stratasys公司行業(yè)領導者的地位。2013年，Stratasys收購消費級增材制造市場著名廠商Makerbot，擴大市場份額。2014年，Stratasys收購全球最大的3D設計分享網站GrabCAD，布局上游產業(yè)。2015年，Stratasys收購增材制造咨詢公司Econolyst，并成立Stratasys Strategic Consulting公司，布局增材制造咨詢行業(yè)。也是在這一年，Stratasys在中國市場也進行了一場收購，收購了Stratasys在中國市場的渠道合作伙伴智誠科技，這一收購有利于擴大Stratasys在中國的影響力。2016年，Stratasys還宣布向大尺寸3D打印機生產商、來自以色列的Massivit3D打印技術公司注資。

當前我國國內增材制造市場方興未艾。根據中國增材制造產業(yè)聯盟發(fā)布的《中國增材制造產業(yè)發(fā)展報告（2017）》，我國國內增材制造產業(yè)已經初步形成了以環(huán)渤海地區(qū)、長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)為核心，以中西部地區(qū)為紐帶的產業(yè)空間發(fā)展格局。環(huán)渤海地區(qū)的增材制造產業(yè)發(fā)展處于國內領先地位，長三角地區(qū)已經初步形成了包括增材制造設備研發(fā)、生產、應用服務及相關配套設備的增材制造產業(yè)鏈，珠三角地區(qū)的增材制造產業(yè)發(fā)展更側重于應用服務，主要分布在廣州、深圳、珠海和東莞等地。此外 ，陜西、湖北、湖南等省份是我國增材制造技術和產業(yè)化重鎮(zhèn)，集聚著一批龍頭企業(yè)。

雖然，在《國家增材制造產業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016年）》等相關政策的支持下，我國增材制造產業(yè)取得了長足進步，但是整體上還是呈現“小、散、弱”的狀態(tài)。據不完全統計，我國現有增材制造企業(yè)有幾百家，而且大部分都是初創(chuàng)型企業(yè)，缺少規(guī)模大、實力強、具有全球競爭力的龍頭公司，國內規(guī)模最大的增材制造企業(yè)是杭州先臨三維科技股份有限公司，2017年的收入也只有3.63億元，不到全球3D打印龍頭企業(yè)Stratasys的8%。我們認為，未來國內的增材制造產業(yè)也會面臨并購重組浪潮，也只有通過產業(yè)并購，中國增材制造企業(yè)才可以整合力量，與國外巨頭爭搶市場。

5、 金屬增材制造潛力無窮，進口替代市場巨大

金屬增材制造技術是3D打印領域最具前途的先進制造技術之一，已經成為航空航天、汽車等高端設備制造及修復領域的重要技術手段。 金屬增材制造技術完美的解決了一些傳統制造技術的難題，第一，相比傳統零件制造方法，金屬增材制造可以不受復雜結構的限制，能夠制造出傳統制造技術無法制造的復雜外形與結構；第二，金屬增材制造可通過無模具的快速成型，大幅減少前期的模具設計加工和后期的凈型輔助加工，使得單件試制、小批量生產周期和成本降低；第三，相比傳統的零件制作，一次成型的金屬增材制造技術可以對材料達到近乎100%的利用率，這無疑大量節(jié)約了零件的制造成本。

從需求端來看，金屬3D打印機需求旺盛。根據Wohlers Associates Inc.公司發(fā)布的《Wohlers2018年度報告》，2017年，全球一共銷售了1768臺金屬3D打印機，相比較2016年的983臺，同比增長了80%，而2017年增材制造行業(yè)整體才增長了21%。從市場應用規(guī)模來看，金屬增材制造也占據著大部分增材制造市場份額。預計在2023年，金屬增材制造市場份額將占所有增材制造市場份額51%。

在金屬增材制造領域，我國在設備端已經與國際先進水平接軌，但是在專用新材料領域，我國發(fā)展仍然滯后。面臨材料選擇局限性較大，品種少，供應商少，高性能材料嚴重依賴進口的現狀。目前，由于金屬3D打印材料技術壁壘高，生產困難，導致市場產量嚴重不足，國內金屬3D打印材料大部分都依賴進口。未來國內金屬3D打印材料進口替代市場潛力巨大。

作者： 金基統、陳佳鑫

來源：新三板智庫