世界高端装备制造产业链分析

  高端装备制造产业技术壁垒高、带动能力强，易于形成产业集群，可明显提升一个国家或地区的核心竞争力，因此，高端装备产业成为各个国家和地区的必争之地。本文从产业链特征和产业链构成两个维度对世界高端装备制造产业链进行分析。

  高端装备制造业的产业链长且复杂，集制造业之大成，集中反映一个国家科技和工业的发展水平。

  高端装备制造产业链同时涉及材料、研发、生产、销售、行业应用与服务等诸多环节，在生产制作的完整过程要求具有高精密度、高安全性和高稳定度。

  以航空为例，航空制造产业链有航空零部件制造、发动机与航电等系统制造、新材料开发、飞机总装、实验试飞、维修等多个环节和产业。同时，一架大飞机有六百万个零件，单一的厂家根本没办法完成全部的生产任务，因此形成了全世界内上万家企业一同完成一架飞机的产业链格局。

  高端装备制造业的国际分工呈现有突出贡献的公司主导产业高质量发展，无形生产控制有形生产，知识技术创造新兴事物的能力强的国家主宰和控制知识技术创造新兴事物的能力弱的国家等特点，从而形成由欧美日发达国家、新兴经济体、欠发达及落后国家共同构成的中心-边缘环状国际分工格局。

  欧美等发达国家处于高端装备产业核心层，拥有强大的产业高质量发展基础，先进的研发技术水平和资本运作能力，制定产业标准的话语权，企业品牌、设计与全球销售的控制权，在产业分工中获得较高利润回报。如德国、美国、日本等核心层发达国家，掌控核心技术与关键零部件高的附加价值环节。

  新兴经济体处于高端装备产业中间层，以劳动密集型为主，依靠廉价的劳动力要素参与国际代工或以贸易方式切入全球价值链，从事全球价值链低端的加工、制造、生产和装配环节，缺乏高端装备制造的核心技术，产业利润微薄，长期被锁定在全球价值链的中低端环节。

  高端装备制造产业链可分为上游、中游和下游三部分。上游主要是高端装备的原材料，这中间还包括钢铁、铝材、橡胶、塑料等基础原材料和高强度特种钢、碳纤维复合材料等新材料；中游包括零部件和整机制造；下游主要是高端装备的应用客户。

  高端装备制造产业的上游大致上可以分为原材料和新材料：高端装备制造产业原材料主要有钢铁、铝材、橡胶、塑料等。在航空装备产业，原材料主要有钢铁、铝合金材料、高温合金等；轨道交通装备领域，所需原材料为钢铁、铜及铜合金、塑料等；高技术船舶领域，所需原材料为碳素钢、合金钢、铸铁、橡胶，智能装备产业所需原材料为钢铁、电子元件、镁铝合金、铸压铝合金等。

  高端装备制造产业所需新材料主要有高强度特种钢、碳纤维复合材料、纳米材料、特种陶瓷等。在航空装备产业，所需新材料为碳纤维复合材料、钛材料、高性能特种陶瓷、高性能聚合物纤维等；轨道交通装备产业，所需新材料为汝铁硼永磁材料、奥氏体-贝氏体双相铁路道岔用钢等；高技术船舶领域，所需新材料有高性能复合材料、纳米材料、新型高分子材料；智能制造产业，所需新材料为高性能齿轮钢、高标准轴承钢、高强度结构钢等。

  新材料大范围的应用于高端装备，成为高端装备制造业的基础。在航空、高铁等高精尖制造领域，新材料的应用成为产业高质量发展的重要推动力。新材料的生产和研发主要由欧美日企业掌控，我国新材料研发和应用与欧美日差距较大，欧美日世界级公司集团凭借其研发技术、资金和人才等优势不断向新材料领域拓展，在高的附加价值新材料产品中占据主导地位。比如，小丝束碳纤维的制造基本被日本的东丽、东邦、三菱和美国的赫氏所垄断，而大丝束碳纤维市场则几乎由美国的福塔菲尔公司、卓尔泰克公司、阿尔迪拉公司和德国的SGL公司四家企业所占据；美铝、德铝、法铝等世界先进企业在高强高韧铝合金材料的研制生产领域居世界主导地位；美国的钛美特、RMI和Allegen Teledyne等三大钛生产企业的总产量占美国钛加工总量的90%，是世界航空级钛材的主要供应商。

  以碳纤维技术为例，碳纤维具备优秀能力的导电、抗磁化、耐高温和耐化学侵蚀的性能，被认为是综合性能最好的先进材料，在各领域中的应用推广非常迅速，尤其是在航空航天中起着十分重要的作用。日本是碳纤维技术最发达的国家，东丽、东邦和三菱丽阳三家企业的碳纤维产量约占全球70～80%的市场占有率。美国佐治亚理工学院研究小组在2015年突破了原丝制备技术，使其弹性模量提升了30%，使美国继日本之后，变成全球上第二个掌握第三代碳纤维技术的国家。欧洲碳纤维产业在20世纪七八十年代紧随日本和美国发展起来，德国SGL公司是欧洲唯一一家在世界碳纤维市场上占据主要份额的公司。第一代碳纤维技术以上世纪六十年代东丽公司的T300和赫氏公司的AS4低强低模碳纤维为代表。日美在大范围的应用的第二代碳纤维产品上性能相当，以东丽公司的T800和赫氏公司IM7的高强中模碳纤维系列为代表。日美从两条不同的途径突破了碳纤维技术瓶颈，相继研发出第三代高强高模碳纤维。长期以来中国碳纤维消费严重依赖进口，且价格居高不下，目前我国正逐步突破第二代碳纤维技术封锁，建成中国自主研发的千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系，实现高强度碳纤维的国内大规模量产。

  高端装备制造产业的中游最重要的包含零部件和整机制造：高端装备产业所需核心零部件主要有发动机、减速器、伺服器、控制器、数控系统等。航空装备产业，所需核心零部件主要有发动机、飞控系统、起落架、航电系统等；轨道交通装备产业，所需核心零部件主要有制动装置、转向架、受电弓、连接器、轴承；高技术船舶产业，核心零部件为船舶主机、推进器、离合器、耦合器、联轴器等；智能装备领域核心零部件有主轴、丝杠、减速器、控制器、交流伺服电机等。

  高端装备产业所需零部件数量巨大，如生产组装一架波音747飞机需要近600万个零部件，每天有15列轨道车进出工厂运送零件。零部件数量巨大导致供应商公司数庞大，波音飞机的零部件由70多个国家的545家供应商生产，机体、机身、发动机、通信与导航系统、飞行控制管理系统等均由不同供应商提供。高端装备产业的核心零部件主要由欧美日掌控，例如美国制造企业在电气设备、工程机械、自动控制系统等领域居于世界领头羊，奠定了其在航空等行业的竞争优势。德国装备制造商在32个细分装备领域的16个领域居于世界第一，掌握着这些领域的主导权。在智能装备中的数控机床，我国数控系统、数控刀架等最核心、附加值最高的几乎全部采用高档进口部件，国内机床企业只做床身、立柱等结构大件和一些辅助配件，机床企业只是将这些零部件进行组装、调试和销售。

  以航空装备和轨道交通装备产业为例，航空发动机素有现代工业皇冠上的明珠之称，具有高技术、高投入、高风险、高壁垒的特性。在发动机领域，由GE、罗尔斯·罗伊斯、普拉特·惠特尼三大发动机制造商以及三者的合资公司共同垄断市场。其它飞控系统、航电系统、起落架等核心零部件也大部分被欧美企业所掌握。轨道交通装备制造业是我国高端装备制造领域自主创新程度最高、国际创新竞争力最强、产业带动效应最明显的行业之一。在轨道交通装备产业，我国企业掌握的核心零部件比例较其它产业更高，国内公司能够参与到各类核心零部件的竞争之中。

  高端装备制造产业的整机制造是产业链中的核心环节，具有高集中度、高壁垒的特点，是驱动产业高质量发展的核心主导力量，居于产业链的核心层。

  高端装备整机制造业集中度非常高，且行业壁垒非常高。究其原因有两点：首先，整机制造业是典型的重资产和高技术行业，行业壁垒很高，需要非常高的前期投入和持续研发创新，这就需要企业的规模足够大，居于垄断性的行业话语权，小企业没办法生存。其次，整机制造所涉及的领域多关系国民经济命脉及国家安全，例如航空航天装备、卫星、高技术船舶等均涉及军工领域，这些领域均有国家扶持背景，行业进入壁垒非常高。

  未来高端装备整机制造业的集中度还将进一步加剧。未来没办法形成规模优势的中小型整机企业将逐渐被淘汰出局或被并购，产业资源进一步向行业寡头集中。

  高端装备制造产业链下游应用场景涉及到国民经济的基础领域，具有产品金额较大、客户相对集中的特点。

  一方面，高端装备制造主要使用在于航空、铁路、海运等物流运输领域，对国民经济与产业高质量发展的优化布局有很重要的战略意义。

  另一方面，高端装备制造的下游客户相对集中，具有客户企业体量大、订单金额高等特点。例如我国铁路产品的消费者集中在中国铁路总公司，基本覆盖了中国全部的高铁订单；高技术船舶产品主要购买者为海运物流等巨头企业，海工装备主要客户为中石油、中石化以及国际石油巨头企业。

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