机械设备行业十五五专题报告：AI时代，寻“机”智能
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1. 一段话总结
本报告（2025年9月28日发布，首席分析师鲁佩）回顾十一五至十四五机械设备行业的时代特征（如十一五工程机械、十四五人形机器人），指出十五五期间“AI时代”将主导行业投资机会，核心梳理AI基建与AI赋能两大方向：AI基建聚焦PCB设备（AI服务器驱动单机价值量达传统2.5倍）、AIDC设备（柴发/燃气轮机/核电需求增长，2030年全球柴油发电机市场预计350亿美元）、液冷设备（2025年全球市场50-100亿美元，2030年达250亿美元）、半导体设备（国产替代+AI需求，国家大基金三期3440亿元助力）；AI赋能聚焦具身智能机器人，中短期落地工业物流、机构养老、特种环境等场景，长期进家庭；投资建议重点配置两大方向标的，同时提示宏观经济、政策、技术渗透等六大风险。
2. 思维导图（mindmap）
3. 详细总结
一、报告基础信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 报告类型 | 证券研究报告-行业深度报告（机械设备） |
| 发布时间 | 2025年9月28日 |
| 评级 | 推荐（维持） |
| 核心分析师 | 鲁佩（登记编码：S0130521060001）、贾新龙（S0130524070006）、王霞举（S0130524070007） |
| 核心结论 | 十五五期间“AI时代”主导机械行业投资，聚焦AI基建与AI赋能两大方向 |
| 数据来源 | 中国银河证券研究院、Wind、SMM、Prismark、赛迪顾问等 |
二、历史回顾：五年规划下的机械设备行业特征
1. 四大五年规划行业表现对比
| 五年规划 | 时间 | 行业指数涨幅 | 相对沪深300超额收益 | 一级行业排名 | 核心驱动方向 | 典型个股涨幅 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 十一五 | 2006-2010 | 642% | 403pct | 第2 | 基建地产→工程机械、船舶 | 三一重工（33倍）、徐工机械（31倍） |
| 十二五 | 2011-2015 | 37% | 18pct | 第21 | 工业4.0→轨交装备、工业机器人 | 神州高铁（31倍）、机器人（5倍） |
| 十三五 | 2016-2020 | -21% | -61pct | 第17 | 新能源→锂电设备、光伏设备 | 恒立液压（13倍）、先导智能（5倍） |
| 十四五 | 2021-至今 | 36% | 47pct | 第7 | AI驱动→液冷设备、人形机器人 | 英维克（13倍）、中坚科技（13倍） |
2. 政策对行业的核心影响
- 十一五：“四万亿”刺激基建地产，工程机械产值攀升。
- 十二五：“中国制造2025”推动高端装备，轨交/机器人受益。
- 十三五：供给侧改革+新能源培育，锂电/光伏设备崛起。
- 十四五：聚焦科技自主，AI设备、人形机器人成新方向。
三、AI基建：四大核心需求方向
（一）PCB设备：AI服务器驱动景气上行
-
需求逻辑：AI服务器对PCB要求升级（层数16-30层、材料PTFE、线宽≤50μm），单机价值量500-800美元，是传统服务器（200-300美元）的2.5倍；2024年全球PCB产值735.65亿美元（+5.8%），2029年预计946.61亿美元（CAGR5.2%）。
-
核心设备与耗材：
- 设备：激光钻孔机（800万元/台，传统4倍）、LDI曝光机（1200万元/台，溢价140%）、电镀设备（东威科技市占率超50%）、检测设备（矩子科技领先）。
- 耗材：覆铜板（M9材料价格为常规3倍）、沉铜药水（天承科技）、钻针（鼎泰高科毛利率40.3%）。
-
推荐标的：设备（大族数控、芯碁微装、东威科技）、耗材（鼎泰高科、中钨高新）、SMT设备（凯格精机、矩子科技）。
（二）AIDC设备：多元化电源需求爆发
-
需求背景：AIDC单机柜功率超40kW（传统5-8kW），2025年中国AI市场规模259亿美元（+36.2%），2030年数据中心用电占全社会4.8%。
-
三大电源技术对比：
电源类型 功率范围 启动时间 碳排放 初始投资 适用场景 推荐标的 柴油发电机 1-4MW/台 10-30秒 高 低 应急备用 潍柴重机、玉柴国际 燃气轮机 10-400MW/台 2-10分钟 中 中 调峰/备用 应流股份、杰瑞股份 核电（SMR） 50-300MW/套 数小时-数天 近零 高 基荷电源 中核科技、景业智能 -
市场规模：全球柴油发电机2030年预计350亿美元（CAGR6.8%）；燃气轮机2024年装机57GW（+30%）；核电SMR中核“玲龙一号”2026年建成。
（三）液冷设备：算力升级下的必然选择
-
需求驱动：GPU功耗从H100的700W升至GB200的2700W，单机柜功率达120kW，风冷（≤25kW）逼近极限；政策要求2025年数据中心PUE≤1.25，液冷PUE可低至1.07-1.2。
-
技术路线对比：
技术路线 PUE 建设成本 可维护性 应用程度 冷板式 1.12-1.2 适中 优秀 主流（占比超60%） 浸没式 1.07-1.12 高 较差 高密场景（≥50kW） 喷淋式 1.08-1.13 低 中等 应用较少 -
市场规模：2025年全球液冷市场50-100亿美元，2030年达250亿美元（CAGR25%）；中国2025年新建液冷数据中心520MW（+375.4%）。
-
推荐标的：英维克（全链条方案）、高澜股份（冷板/浸没）、同飞股份（CDU）、永贵电器（UQD快接头）。
（四）半导体设备：国产替代+AI双轮驱动
- 政策与技术：国家大基金三期3440亿元（超一、二期总和），经营期15年（10年投资期），聚焦“卡脖子”环节；AI驱动7nm/5nm制程需求，2024年中国半导体设备进口421.64亿美元（+20.38%）。
- 市场格局：全球CR10超76%（应用材料、阿斯麦等），国内国产化率低（量测设备<30%），替代空间大。
- 推荐标的：北方华创（2025H1营收161.42亿，+40.05%）、中微公司（2025H1研发投入14.92亿，+53.7%）。
四、AI赋能：具身智能机器人
1. 技术基础与参与主体
-
技术突破：机器视觉、深度学习、GenAI推动，机器人实现多模态感知与决策。
-
参与主体分类：
- 初创公司：傅利叶智能（机械结构）、智元机器人（AI算法）。
- 车企：特斯拉（Optimus）、小鹏（供应链优势）。
- 消费电子：小米（toC推广）、蓝思科技（量产能力）。
- 科研机构：银河通用机器人（资金支持）。
- 科技大厂：腾讯（投资宇树）、阿里（JoyAI大模型）。
2. 场景落地：中短期优先突破领域
| 场景类型 | 核心需求 | 落地案例 | 优势 |
|---|---|---|---|
| 工业物流 | 仓储搬运、分拣 | 德马+智元（训练工厂）、优必选Walker S1（东风柳汽搬运） | 容错率高、数据易收集 |
| 机构养老 | 生活协助、护理 | – | 降低人工成本、减少死伤率 |
| 特种环境 | 转炉炼钢、电力巡检 | – | 替代高危作业、提升安全性 |
| 纺织缝纫 | 布料上下料、检测 | 杰克科技（AI缝纫机+人形机器人计划） | 解决人工疲劳、提升精度 |
| 质检 | 缺陷识别、尺寸测量 | 中科慧远CASIVIBOT（微米级检测）、优必选Walker S1（汽车质检） | 多光谱感知、模型快速迭代 |
3. 推荐标的
- 整机：优必选（Walker系列订单4.3亿元）、宇树科技（拟上市，四足/人形机器人）。
- 应用：杰克股份（服装智造生态）、兰剑智能（物流具身机器人研究院）。
五、投资建议与风险提示
1. 投资建议：十五五重点配置方向
| 大类 | 细分方向 | 核心逻辑 | 推荐标的 |
|---|---|---|---|
| AI基建 | PCB设备 | AI服务器驱动价值量翻倍 | 大族数控、芯碁微装、鼎泰高科 |
| AIDC设备 | 电源多元化+绿电需求 | 潍柴重机、应流股份、中核科技 | |
| 液冷设备 | 算力升级+PUE政策 | 英维克、高澜股份、永贵电器 | |
| 半导体设备 | 国产替代+AI需求 | 北方华创、中微公司 | |
| AI赋能 | 机器人整机 | 具身智能技术落地 | 优必选、宇树科技（拟上市） |
| 机器人应用 | 场景化突破 | 杰克股份、兰剑智能 |
2. 风险提示
- 宏观经济风险：下游资本开支意愿下降，影响设备需求。
- 政策风险：配套资金支持放缓或力度减弱。
- 技术渗透风险：AI、液冷、机器人技术落地不及预期。
- 市场竞争风险：价格波动、需求变化导致企业盈利承压。
- 原材料风险：上游材料价格大幅上涨，挤压利润。
- 贸易争端风险：关税、汇率变化影响出口企业。
4. 关键问题
问题1：十五五期间AI基建中，液冷设备为何能成为核心赛道？其市场规模与技术路线选择的核心逻辑是什么？
答案：液冷设备成为核心赛道的核心原因是“算力升级倒逼+政策约束”双重驱动，具体逻辑与市场规模如下：
- 驱动逻辑：①算力端：GPU功耗从H100的700W升至GB200的2700W，单机柜功率达120kW，传统风冷（散热上限25kW）无法满足；②政策端：《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》要求2025年国家枢纽节点PUE≤1.2，液冷PUE可低至1.07-1.2，是唯一能满足高密算力+低PUE的方案。
- 市场规模：2025年全球液冷市场50-100亿美元，2030年达250亿美元（CAGR25%）；中国2025年新建液冷数据中心520MW（同比+375.4%），增速远超数据中心整体。
- 技术路线选择逻辑：当前以冷板式为主流（占比超60%），核心因“成本与兼容性平衡”——冷板式改造成本低（仅增加冷板）、与现有服务器兼容性强（非接触式），可满足40-80kW单机柜需求；浸没式虽PUE更低（1.07-1.12），但成本高（冷却液用量大）、维护难，仅适用于≥50kW高密场景；喷淋式因材料兼容问题，应用极少。
问题2：具身智能机器人中短期优先落地工业物流、特种环境等场景，而非家庭场景，核心判断依据是什么？
答案：核心依据是“技术可实现性”与“成本效益”两大筛选维度，中短期场景更符合当前技术能力与商业价值，具体如下：
- 技术可实现性维度：中短期场景（工业物流、特种环境）满足“容错率高、执行要求低、数据易收集”——①工业物流中，搬运、分拣任务重复度高，允许机器人重复纠错，且工厂场景结构化强，数据采集难度低；②特种环境（如电力巡检）对执行速度/同步性要求低，即使出现小误差，也可通过人工干预修正；而家庭场景（如烹饪、清洁）环境非结构化（家具布局多样）、任务泛化性强（同一动作需适配不同物品），当前AI算法与机械结构难以满足。
- 成本效益维度：中短期场景能“显著提升效率或降低风险”——①工业物流可替代人工搬运（单台AMR可替代2-3人），降低人力成本；②特种环境（如转炉炼钢）可替代高危作业，减少死伤率，企业愿意承担机器人采购成本；而家庭场景中，机器人功能（如扫地、陪伴）可被现有家电（扫地机器人）或低价服务替代，用户付费意愿低，且当前机器人成本（优必选Walker S1约19.8万元）远超家庭承受能力。
问题3：国家大基金三期（3440亿元）对半导体设备行业的影响，与前两期相比有何升级？将如何推动国产替代进程？
答案：大基金三期在资金规模、投资周期、聚焦方向上均实现升级，通过“长期资金+技术攻坚”加速国产替代，具体如下：
-
与前两期的升级差异：
- 资金规模：三期3440亿元，超一期（987亿）+二期（2041.5亿）总和，资金实力翻倍，可支持更多“卡脖子”环节研发。
- 投资周期：经营期从10年（5年投资+5年回收）延长至15年（10年投资+5年回收），更注重长期技术攻坚，避免短期业绩压力，适配半导体设备“研发周期长（3-5年）、验证难度大”的特点。
- 股东结构：六大国有银行首次合计出资1140亿元（占33.14%），资金来源更稳定，且体现金融对科技的支持。
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推动国产替代的路径：
- 技术突破：聚焦量测设备、离子注入机等国产化率<30%的环节，通过资金扶持北方华创、中微公司等龙头，突破7nm/5nm制程设备技术（如中微公司刻蚀机已适配5nm）。
- 生态构建：推动设备厂商与晶圆厂协同（如中芯国际+北方华创），加速设备验证与量产（通常验证周期1-2年），解决“国产设备不敢用”的问题。
- 产能扩张：支持设备厂商扩产（如北方华创2025H1营收161.42亿，+40.05%），提升市场份额，目标2027年核心设备国产化率超50%。
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