申银万国深度PPT：3D打印行业的投资机会分析

破茧成蝶风自来 ——3D打印行业投资机会分析

证券分析师： 邓建 A0230512030001 叶培培 A0230511040055 ARG353 向禹辰 A0230513050009 2014.7.18

主要内容 1. 3D打印是什么 2. 如何理解3D打印 3. 行业发展如何演变 4. 国内外差距在哪 5. 投资建议：破茧成蝶风自来

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1.1 3D打印理念诞生仅30年，应用爆发仅3年  又称增材制造，通过层层叠加制造实体的技术。  三个时期：  86-89年：技术路径创新不断，主流技术初步定型  90-09年：从原理到实践，设备、材料等系统性持续优化  10年-至今：应用体系初步成型，行业开始高速增长

1986年发 明SLA、 1984年理

LOM，

念诞生

3D system成 立

资料来源：申万研究

3

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1988年发

1989年发

明FDM，

明SLS、

第一款商

3DP，

业3D打印 机

Stratasys、 EOS成立

2010年，

2011年，

首台商业

首例3D打

化3D生物

印金属下

打印机、

颌骨植入

3D成型轿

手术、骨

车

骼打印机

2012年，

2013年，

牙科大规

人造耳朵、

模应用、

人造肾脏，

大型结构

更大、更

件

小

1.2 产业链包括设备、材料、服务三个环节  目前三个领域收入占比三分天下。以3D System 14Q1为例，设备、材料、 服务分别占收入的41%、27%、32%；其中材料毛利率最高（超70%）。

 与2D打印机类似，目前工业设备厂家指定/配套材料仍是主流。

设备

材料

• 激光器

• PLA/ABS

• 桌面式打印

• 振镜

• 光敏树脂

• 工业服务

• 控制系统

• 尼龙类

• “云打印”

• 设备集成

• 金属类

• 配套软件及算法

• 生物类 • 其他（石膏等）

资料来源：申万研究 4

服务

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1.3 技术路径众多，仍将持续增加

现有3D打印技术类型较多，金属类加工关注度最高 类型

累计技术

基本材料

挤压

熔融沉积式（FDM）

热塑性塑料，共晶系统金属，可食用材料

线

电子束自由成型制造（EBF）

几乎任何合金

直接金属激光烧结（DMLS） 几乎任何合金 电子束融化成型（EBM） 粒状

选择性激光融化成型（SLM） 钛合金，钴铬合金，不锈钢，铝 选择性热烧结（SHS）

热塑性粉末

选择性激光烧结（SLS）

热塑性塑料，金属粉末，陶瓷粉末

粉末层喷头3D打印 石膏3D打印（PP）

石膏

层压

分层实体制造（LOM）

纸，金属膜，塑料薄膜

立体平板印刷（SLA）

光硬化树脂

数字光处理（DLP）

光硬化树脂

光聚合 资料来源：申万研究

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钛合金

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1.4 各类技术原理相通：增材制造

资料来源：申万研究 6

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2.1 3D打印是理念创新，而非单纯技术创新  3D打印（增材制造）是对现有制造理念（等材制造、减材制造）的补充和完 善

 具体技术路线是增材制造理念的表现形式。

资料来源：申万研究 8

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2.2 优势集中在复杂件制造与小批量个性化生产  复杂件制造与小批量个性化生产的结合，在3个领域优势最显著：  文化创意领域——所见即所得  工业生产领域——前期研发和样品试制；复杂件生产；产品修复。重塑工业 设计。  生物医学领域——个体差异性，包括模型打印、医疗器材、组织功能产品、 活体组织器官等四个层级，难度和市场容量依次递增。

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2.3 工业生产应用空间：从理念升级出发  全球GDP以70万亿美元（13年73.98万亿美元），制造业占比15%（近年 16.2-17.7%）计算，假设3D打印在制造业中占比达到2%，制造业规模将 达到2100亿美元。  而2013年3D打印行业整体收入仅30.7亿美元。

资料来源：3D System, 申万研究 10

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2.3 工业生产应用空间：以模具为例 全球模具市场1000亿美元（左图），中国占1/3左右（右图） 1100

7%

900

6%

700

2200

30%

5%

1700

25%

4%

1200

500

20%

15%

3% 300

2%

100

200

增长率（右轴）

最简单的塑料杯模具也有3D打印的用武之地，随型冷流可提高50%生产效率

资料来源：国家统计局，申万研究 11

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2012

2011

2010

产值（亿元，左轴）

2009

2008

2007

2006

-300

5%

2005

增速（右轴）

0%

10%

2004

2013E

2012E

市场规模（亿美元，左轴）

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

-100

1%

700

0%

2.4 生物医学应用空间：近以牙科为例  牙科种植： 2010年全球牙科种植超1000万次，2013年国内手术约50万人 次；按照每人次1万元计算，国内消费量50亿元；全球市场数百亿美元。

 高端服务业色彩将被淡化，价格有望明显下降，治疗流程更简单，效果更佳。  牙齿矫正：Align Technology（隐适美）通过3D打印制造透明牙齿矫正工 具 ， 全 球 使 用 人 数 超 200 万 人 。 2013 年 收 入 6.6 亿 美 元 ， 3 年 复 合 增 速 19.47%；毛利率75%左右，净利率10%左右；市值45亿美元。 3D打印手术导板大幅降低植牙手术难度

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资料来源：申万研究 www.swsresearch.com

隐适美产品可量身定制、自行摘戴、舒适、透明

2.4 生物医学应用空间：远以器官移植为例  截至2014年2月20日，全球人口占比不足5%的美国即有7.7万人等待器官捐 赠，且每年仍有5万例新增需求。

 重塑人类延长寿命的模式。 图: 美国 2012 年新增等待器官捐赠移植病例 5 万例左右，特别是肾脏、肝脏缺口明显 美国2012年新增等待器官捐赠移植病例5万例左右，特别是肾脏、肝脏缺口明显

资料来源：UNOS 申万研究 资料来源：UNOS，申万研究

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3.1 行业进入加速发展期

全球3D打印行业收入2010年开始进入加速期 60% 50% 40% 30%

20% 10%

-20% 3D打印整体收入增长率

设备收入增长率

服务收入增长率

资料来源：wohlers, 3D System, 申万研究

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2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

-10%

1997

0%

不考虑并购，3D system计划收入2年内实现翻番

3.2 目前核心企业支撑行业持续爆发式进步压力较大  2013年行业整体收入30.7亿美元；收入过1亿美元仅3家（3D System， Stratasys，EOS）；小企业为主

 研发投入越来越烧钱 3D system和Stratasys等龙头企业研发投入占总收入比重较大 2009

2010

2011

单位：百万美元 2012

2013

3D system 营业收入

112.8

159.9

230.4

353.6

513.4

同比增长

-18.8%

41.7%

44.1%

53.5%

45.2%

研发投入

11.1

10.7

14.3

23.2

43.5

-26.8%

-3.6%

33.6%

61.9%

87.4%

9.9%

6.7%

6.2%

6.6%

8.5%

1.1

19.6

35.4

38.9

44.1

81.0%

9.9%

13.3%

同比增长 占收入比重 净利润 同比增长

-117.3%

1735.5%

Stratasys 营业收入

98.4

155.9

215.2

484.4

同比增长

-21.0%

24.1%

27.7%

38.1%

125.0%

研发投入

7.7

9.8

14.4

19.7

52.3

同比增长 占收入比重 净利润 同比增长

-13.8%

26.1%

47.2%

36.9%

166.1%

7.9%

8.0%

9.2%

9.1%

10.8%

4.1

9.4

20.6

8.5

-27.0

-69.8%

资料来源：Bloomberg, 申万研究 16

122.1

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127.6%

120.1%

-58.8%

-417.4%

3.3 越来越烧钱是基于其综合性学科的特点  综合性学科：机械、控制、电子、材料、表面处理、激光等（生物医学领域 还需生物、医学等知识），并需与下游应用紧密结合

 理论创新后，应用层面需要更大更持续的投入 从专利族分布看，3D打印除技术路径多外，还涉及多种材料（左图）和与下游的匹配（右图）

资料来源：PATSEER, 申万研究

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3.4 传统行业巨头全面布局  截至2013年底，全球3D打印专利数量前20位中有14家传统行业巨头，包括 HP、日立化成（并列第四，均拥有26个专利族）、松下、塞利克斯、IBM、 波音等。中国企业缺席。 截至2013年底，全球3D打印专利族前20位中包括了14家传统行业跨国巨头

资料来源：PATSEER,申万研究 18

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3.4 传统行业巨头拥3大优势，有望接棒推动行业进步  资金优势：GE石油天然气一个部门2年投资1亿美元  技 术 优 势 ： 广 度 / 深 度 ， HP 进 军 商 业 3D 打 印 （ 专 利 族 数 全 球 第 四 ） ； Autodesk已开始开发专用软件（专业级&生物级）；Window8.1已支持3D 打印  市场优势：传统渠道影响力/自身就是消费者 GE开始将3D打印批量应用于实际生产

资料来源：申万研究 19

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3.5 行业发展趋势猜想：更系统化的角度 • SLA、SLS核心专利到期

• 目前激光能源昂贵

• 大型化，更高精尖

• 低廉能源系统，如加热、 紫外灯、半导体激光器等

• 小型化，更智能 • 更快速，提高效率

• 新方法：三维微结构制造、 生物活体组织工程化等

• 机理研究：激光光斑尺寸 控制、系统精度控制等

资料来源：申万研究 20

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设备 升级

成型 能源

成型 方法

成型 材料 • 与设备和技术匹配度更高、 适应性更广 • 纳米材料、非均质材料等复 合材料

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4.1 海外企业相对布局较全 以3D System、Stratasys等为首的企业在全产业链均有布局

资料来源：3D System, 申万研究

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4.2 国内企业高校系为主 国内3D打印设备领域高校系实力强大 学校

团队

成立公司

清华大学

颜永年团队

太尔时代，江苏永年，北京隆源（冯涛）

北京航空航天大学

王华明团队

合作为主

华中科技大学

史玉升团队

滨湖机电

西安交通大学

卢秉恒团队

西安瑞特

西北工业大学

黄卫东团队

海归

徐小曙团队

浙江大学

湖南华曙 杭州先临

大连理工、华南理工、杭州电子科大等

国内在三种常见技术的产业链中地位 关键元器件

设备集成

材料

应用

FDM

国产

国产，出口为主

国产，出口为主

代码开源，简单

SLA

进口

5家左右实现国产、量销，但精度相对较差

国产、量销

开始应用

SLS

进口

资料来源：申万研究

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仅尼龙烧结有1家处于世界先进水平，国内金属 尼龙国产，金属粉体

有一定基础，大尺寸金属

打印机主要用于科研

件制造有特点

基本进口

4.3 FDM：已开源，大量出口设备与材料  设备：国内年产量4万台，大部分出口。预计3年内产量将翻番，内销占比提 升到50%以上。单价数千元/台。  北京太尔时代：年产量1万台左右（含少量工业级），大部分出口；其生产 的！UP Plus 2桌面式打印机获得美国MAKE杂志2012年综合体验第一名、 2013年度消费者最易使用奖第一名。  材料：以ABS、PLA为主，深圳光华伟业、银禧科技等多家企业都有供应； 质量差距大，出口用PLA单价6-10元/kg。 太尔时代在全球3D打印市场中占据一席之地（左图为2012年市占率） Others, Beijing 9.80% Tiertime , 2% Objet, 14.50% Stratasy s, 38.90% 资料来源： wohlers, 申万研究 24

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Envisio ntec, 11.30% EOS, 1.90% 3D System, 17.50%

Solidsc ape, 4.00%

4.4 SLA：国产设备/材料有差距，核心零部件进口  主要企业：陕西恒通、苏州中瑞、上海联泰、杭州先临、武汉滨湖机电等。 国内保有量300台左右，其中长期使用约100台。  国外设备数百万元/台，国内100万元/台以内；国内年销量几十台，进入者 渐多，价格仍有下降空间；感光树脂刚国产（珠海正邦、海源机械等）。  设备水平与材料均有差距；核心零部件（激光器、振镜、控制）进口。 88-12年工业设备累计销售显示，国内工业3D打印设备有一定地位

资料来源：wohlers, 申万研究 25

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4.5 SLS：点的突破，整体差距较大  尼龙烧结设备：湖南华曙13年销量15台，14-15年预计30台、50-60台。单 价180万元/台，有出口。尼龙材料自主开发。国外售价200-300万元/台。  金属烧结设备：全球13年销量348台（12年198台）。国内滨湖机电等多家 企业，单价150万元/台以上，多用于科研。EOS等售价数百万-1000万元/台。

 金属材料：加拿大AP&C钛合金售价500-1000万元/吨。国内差距明显。  服务：国外传统行业纷纷尝试；国内北航、华中科大、湖南华曙、杭州先临 等团队有一定特色，目前主要是航空航天和军工领域。 服务商最渴望增加的3D打印设备中缺乏中国企业身影 Other, 14% EOS, 24.60%

Solidsacpe, 3.50% 3D MJM, 3.50% Phenix, 5.30%

Stratasys FDM, 12.30%

Arcam, 5.30% Concept Laser, 8.80% 3D LS, 8.80%

资料来源：wohlers, 申万研究 26

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Stratasys PolyJet, 7% 3D SL, 7%

4.6 应用端：国内推广刚起步  相对于设备/材料水平，在应用端国内外差距更大。  理念上，多数人仍停留在“玩具”阶段（eg.郭台铭）。  从实业界了解，进入2014年，广东地区电子模具方面订单明显增多。  上市公司频频涉足，利好推广。 88-12年工业3D打印机累计销售额中，国内市场只占全球的3.5% China, 3.50% Israel, 10%

Japan, 3.30%

Other, 0.50%

Europe, 11.50%

U.S., 71.20% 资料来源：wohlers, 申万研究 27

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5.1 破茧成蝶：行业将持续爆发

Wohlers 2014年报告（右图）预期行业14-20年CAGR达到32%，Gartner更乐观， 预期（左图）至17年CAGR达81.9%

资料来源：3D System, 申万研究

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5.2 风自来：静待政策性和事件性驱动

 目前3D打印类似于2010年新能源汽车阶段

 需求：全球进入导入期。国内应用刚起步。  标的：数量少，刚介入，不纯（纯的不能满足上市条件），概念性强，无收 入或收入小。  政策：地方蠢蠢欲动，期待部委级政策。  技术：不完善，技术进步快；国内较国外有一定差距。  驱动：政策跟进；重大技术进步；重大应用突破、普及；海外龙头收入、业 绩与股价走势。

 投资策略：逢低潜伏风口，静待政策和事件。

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5.3 已有标的投关键环节，期待更多标的涌现  设备端：设备集成（机器人），激光器（金运激光等），与海外企业合作 （亚太科技）  材料端：塑料合金、光敏树脂关注放量；金属合金期待突破（银邦股份）  服务端：工业打印相对容易放量，期待国内市场启动（光韵达，亚太科技）； 细分市场先发优势（南风股份）；“云打印”（金运激光，高乐股份）  更多新进入者

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