国防军工行业金属增材制造：方兴未艾，星辰大海
报告出品方：中信建投
以下为报告原文节选
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一、 全球：欧美发达国家主导行业，工业级竞争格局良好
增材制造行业龙头市场份额较大，新兴企业发展迅速。行业发展早期，以 EOS、SLM Solution、3D Systems、Stratasys 为代表的龙头企业拥有技术和专利优势，抢占了大量市场份额，客户群稳定。2009 年以来随着以 SLM 为代表的一批技术专利陆续到期，一批新兴企业快速涌现，挤占龙头份额。根据 Wohlers Associates，以价格计算，龙头 Stratasys 和 3D Systems 18A/19A/20A 的合计市场份额分别为 13.8%/10.7%/8.5%；以 工 业 级 增 材 制 造 出 货 量 计 算 ， CR3/CR5/CR10 从 17A 的 45.0%/51.6%/64.6% 下降至 21A 的30.3%/41.5%/53.8%，龙头市场份额明显受到新兴企业挤压。
近年来，3D 打印设备制造商的数量增长迅速。根据《Wohlers Report 2022》披露的数据，2021 年，全球有 266 家制造商生产和销售工业 3D 打印系统(价格高于 5000 美元)，与 2020 年相比，增加了 38 家，自 2012 年以来，工业系统制造商的数量增长了近 8 倍；且 2021 年有 39 家公司的工业 3D 打印系统销量超过了 100 套。
这 266 家系统制造商来自于世界各地，其中中国制造商数量从 20 年 26 家增长到了 21 年的 37 家。美国系统制造商同期从 47 家增长到 59 家。
金属增材制造市场头部效应明显。根据 SmarTech Publishing，2017 年 EOS、Concept Laser、SLM Solutions分别占据全球金属增材制造市场份额的 28.0%、18.1%、12.6%，CR3 达 58.7%，市场集中度较高。2016 年 GE收购 Concept Laser 和 Arcam，成为金属增材制造行业头号玩家之一；2022 年 Nikon 收购 SLM Solutions 入局金属增材制造。
国内企业与国外主要竞争对手 EOS、惠普（HP）、SLM solutions 等跨国公司相比，业务体量、行业运营经验、品牌影响力、资源网络、业务覆盖面等方面尚存在一定差距。根据 Wohlers Associates 统计数据显示，2021 年全球增材制造产值（包括产品和服务）152.44 亿美元，其中设备销售收入 31.74 亿美元，SLM Solutions设备销售市场占有率为 2.15%，3D Systems 设备销售市场占有率为 6.89%，华曙高科设备销售市场占有率为1.42%，铂力特设备销售市场占有率为 1.06%。
全球 3D 打印市场美国占据约 1/3，中国 3D 打印市场规模仍然离美国有很大差距。2020 年美国 3D 打印产业规模占全球比重 34.4%，中国为 10.8%。作为 3D 打印起步较晚的中国，近几年，抓紧自主创新和研发，虽然和国外的技术还有一定差距，但也一步步朝着精细化和专业发展。当然，国内巨大的市场潜能，也吸引了不少国外 3D 打印行业巨头的目光和投资，进一步推动了中国 3D 打印产业的发展。
1.1 EOS——全球最大的金属增材制造设备提供商
德国 EOS 成立于 1989 年，是金属和高分子材料工业 3D 打印的领导者。EOS 公司现在已经成为全球最大的金属增材制造设备提供商，产品类型覆盖增材制造设备、打印服务、材料、工艺和咨询服务等。公司实力强劲，2017 年全球市占率达 28%，EOS 公司目前已经成为全球最大的金属增材制造设备提供商。
EOS 所设计的 3D 打印机最初运用于汽车领域，德国慕尼黑的宝马汽车公司是第一个用户。物理学博士Hans J. Langer 于 1989 年成立了 EOS GmbH Electro Optical Systems 公司。在 1990 年，公司开始研发第一款产品，宝马汽车制造商无法在美国市场上找到一种满足其规格的基于树脂的 3D 打印机，因此在 EOS 还只是设计阶段的时候，就为专门满足宝马要求的激光 3D 打印机项目提供了风险投资。1991 年，EOS 交付了 STEREOS400，其能满足慕尼黑汽车制造商的要求与期望。因此，一时之间，EOS 成为首家也是唯一一家欧洲高端快速原型系统供应商。
1992 年，3D 打印在汽车领域的成功吸引了其他汽车制造商的关注，EOS 继续奉行其发展战略，推出了市场上的第二台 3D 打印机 STEREOS600，并提供给奔驰公司使用。1993 年，第一次商业销售 2 台 STEREOS600 给日本日立公司，前两台 EOSCAN 100 分别安装在 BMW 和 IPT Aachen。1995 年，EOSINT S 350 是第一款采用激光烧结技术制作金属砂模的系统，为宝马公司制作金属铸造件。1996 年，EOSINT S 700 砂质激光烧结系统在宝马公司安装。
EOS 持续开拓海外业务，实现业务的持续扩产与上下游整合。1991 年，EOS 在法国开设了第一家分支机构 EOS Electro Optical Systems S.A.。1997 年，意大利公司 EOS s.r.l. Electro Optical Systems 在米兰成立。2000年，在芬兰成立 EOS Oy，用于研究金属材料。2001 年，在英国成立 EOS Electro Optical System Ltd.，在美国成立 EOS of North America, Inc.。在 2005 年，在印度成立 EOS India Branch Office。在 2006 年，在新加坡成立EOS Singapore Pte. Ltd。在 2007 年，在韩国成立 EOS GmbH Korea Branch Office。在 2008 年，EOS 成立开姆尼茨的子公司，专门从事微型激光烧结。在 2010 年，在瑞典成立 Electro optical Systems Nordic AB，面向北欧与波罗的海国家。在 2012 年，在中国香港成立 EOS GmbH Electro Optical Systems Ltd.。在 2013 年，在上海成立 office and technology center。在 2016 年，随着在德克萨斯州开设新办事处，公司在美国的业务得到了扩展。在 2018 年，公司在日本成立 EOS Electro Optical Systems Japan K.K.。
公司主要产品包括 EOS M 290、EOS M 300 系列、EOS M 400、EOS M 400-4 等多种型号，尺寸覆盖250*250*325mm3到 400*400*400mm3，全球装机 4180 多个，面向全球进行服务，且在 15 个国家设有销售和服务办事处。
根据 Wohlers Report 2022，当增材制造服务供应商被问到 2021 年盈利性最强的增材制造设备时，16.8%的供应商首选了来自 EOS 的聚合物粉末床熔融，而同时 EOS 的金属增材制造设备也成为了 9.5%的服务供应商的首选，表明 EOS 在整个增材制造行业中的龙头地位。
1.2 SLM Solutions——技术为王，世界一流金属增材设备商
SLM Solutions（AM3D.DF）是世界领先的金属激光增材制造设备生产商。公司成立于 1996 年，2003 年公司发布首款商用 SLM 打印机 SLM 250，2014 年公司在德意志交易所上市；2016 年曾与 GE Additive 洽谈收购事宜，但最终收购失败；2022 年 11 月尼康（Nikon）宣布完成 SLM Solutions 92.38%的股份的收购。公司实力强劲，2017 年全球市占率达 12.6%。
SLM Solutions Group AG 是一家上市公司，总部位于德国吕贝克，该公司是选择性激光熔化工艺的发明者，于 1996 年获得 SLM 技术专利，专利布局较早奠定发展基础，先发优势抢占增材制造市场。公司专注于开发和分销最具创新性、以生产为导向的金属增材制造系统。SLM Solutions 是第一家将多激光引入 SLM 系统中并将其产业化的公司，是多激光器技术领域先驱，且 100%投入到金属增材制造设备以及材料的研究。SLM解决方案所采用的选择性激光熔化技术，特别是激光束-粉床融合技术（LB-PBF）仍然是增材制造领域的主导技术，其中金属 PBF 是最大的单一创收技术，占系统供应商创收的 40%左右。咨询公司 AMPOWER 将选择性激光熔化(SLM)技术评为金属基增材制造领域最知名的领先技术。在总共 18 种技术中，选择性激光熔化被评估为具有最高的技术成熟度，因此是唯一可以广泛用于工业的技术。此外，根据安装基地的规模，粉末床熔化技术(PBF)的总市场份额为 84%。且 SLM Solutions 的动态产品组合与多激光器系统为客户提供了广泛的利益，以满足他们的需求，从而很好地从这种增长中受益。
公司主要 产品包括 SLM125 、SLM280、SLM500、SLM800、NXG XII 600 多种型号 ，尺寸 覆盖125*125*125mm3 到 600*600*600mm3，，截止 2022 年 9 月，全球装机数量超过 800 台，其中 SLM125、SLM280、SLM500&SLM800、NXG XII 600 装机数量占比为 17%、63%、19%、1%。公司下游客户包括罗尔斯·罗伊斯、BMW、保时捷、波音、空客、博世、NASA 等，客户质量较高。
公司于 2020 年发布的 NXG XII 600 打印机系全球最先进的大尺寸 SLM 打印机之一，打印效率较上一代提升约 500%。该系列打印机配有 12 个激光器，打印速率可达 1000cm3/h，打印尺寸达 600*600*600 mm3，系最先进大尺寸 SLM 打印设备之一。
公司营收自 2012 年以来快速增长，2017 年后陷入调整，2020 年后逐步企稳回升。公司营收自 2012 年的1780 万欧元增长至 2017 年的 8250 万欧元，5 年 CAGR 达 35.85%，但此后营收急速下跌至 2019 年的 4900 万欧元。公司营收下跌或与 SLM 技术专利于 2016 年到期行业竞争加剧，和 3D 打印需求增长不及预期有关。新冠疫情爆发严重冲击全球供应链，供应链依赖度更低的 3D 打印技术受到市场青睐，公司也在 2020/2021/2022年实现营收 6180/7510/10571 万欧元，同比增长 26.1%/21.6%/40.7%。公司毛利率总体保持在 50%以上水平，盈利能力优秀。业务结构方面，设备及辅件销售和粉末等商品销售两个板块占比约为 1：4，结构总体稳定。
公司营收主要来自欧洲和北美，亚太营收占比持续走低。从营收地区来源看，22A 来自德国/亚太/欧洲（非德国）/北美的营收占比分别为 13.12%/17.10%/21.24%/47.81%，17A-22A 来自亚太的营收占比分别为28.21%/32.08%/28.82%/23.50%/9.18%/17.10%。亚太地区营收下滑严重，或与亚太地区新兴 3D 金属打印设备制造商崛起有关。
1.3 3D Systems——世界上首家 3D 打印公司，增材制造行业龙头
1983 年创立 3D Systems，至今已 30 余年。3D Systems 公司由 3D 打印技术之父 Charles (“Chuck”) Hull 参与创建，至今已发展成为一家全球化的 3D 解决方案提供商，凭借世界一流专业知识与先进的数字化制造流程，为客户解决业务、设计和工程等各方面的需求。从数字化、设计与仿真，到制造、检验和管理，全方位的技术产品组合提供可定制的一体化工作流程，实现产品与工艺优化，同时加速制造成果产出。凭借先进的软硬件和材料资源，以及按需制造服务和全球专家团队，3D Systems 将通过制造创新，担当企业变革的领路人。
公司金属 3D 打印机主要产品包括 DMP Flex 100、DMP Flex 200、DMP Factory 350 系列、DMP Flex 350系列、DMP Factory 500 Solution 等多种型号，尺寸覆盖 100*100*90mm3到 500*500*500mm3。
公司营收自 2009 年以来快速增长，2014 年后陷入调整，规模并购或对短期业绩造成压力，但长期来看有助于龙头地位巩固。公司营收自 2009 年的 11283.5 万美元增长至 2014 年的 65365.2 万美元，5 年 CAGR 达42.10%，但此后营收基本在 6 亿美元左右波动。3D Systems 自 2015 年以来营收和利润增长陷入停滞，或与公司大规模并购行为密切相关。虽然大规模并购行为对公司短期业绩造成了压力，但长期而言具有以下优势：1）布局多技术路线有助于保持企业技术先进性；2）整合上下游产业链有助于提升公司行业话语权，例如通过优势地位强制捆绑销售打印材料；3）兼并竞争对手有助于公司实现扩张。因此尽管近年来业绩承压，行业龙头仍在进行大规模并购活动，龙头效应不断提升。
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