CB Insights 中国3D打印报告.pdf
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1、 3D3D 打印全球企业资源图谱,百亿美金市场现状梳理打印全球企业资源图谱,百亿美金市场现状梳理 1 前言前言 最早 3D 打印一词的出现可追溯到二十世纪五十年代,直到 1988 年,麻省理工学院 Ely Sachs 教授和其同事研发出 binder jetting prototype(粘合剂喷射原型)并给出 3D Printing 的命名。因此,“3D 打印”一词最初指的是 binder jetting,即指用喷墨打印头层层堆叠,将粘合剂材料沉积到粉末床上的过程。如今,全球技术标准使用官方术语“增材制造/Additive Manufacturing,AM”来指代更广泛的增材制造技术。3D 打
2、印,又称增材制造,作为一种制造技术,背后映射的是先进制造业的发展和沿革。其可应用于工业制造、航空航天、汽车、消费品和医疗保健等行业,为生产带来经济价值。增材制造产业 30 年发展以来,在技术先进性和企业成熟度方面,形成以欧美国家领衔,中国、日本等国家相继追赶的局面。鉴于市场和企业对增材制造商业价值的逐步认可,CB Insights 中国团队从全球增材制造公司的发展情况切入,结合技术应用、资本市场、企业资源三个角度,临摹全球增材制造产业的现阶段发展全景图。2 Part1 Part1 突破百亿美元规模,增材制造技术商业价值凸显突破百亿美元规模,增材制造技术商业价值凸显 1.1 什么是增材制造?3D
3、 3D 打印产业,也称增材制造产业是先进制造业的重要组成部分。打印产业,也称增材制造产业是先进制造业的重要组成部分。增材制造(Additive Manufacturing,AM)是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,实现了制造方式从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式。增材制造设备是指依据三维 CAD 设计数据,采用离散材料(液体、粉末、丝等)逐层累加原理制造实体物件的技术设备。此外还涉及粉末/丝状材料高能束烧结或熔化成形、丝材挤出热熔成形、液态树脂光固化成形、液体喷印成形、片/板材粘结或焊接成形等增材制造相关服务。市场和企业为什么关注增材制造技术的
4、应用?市场和企业为什么关注增材制造技术的应用?从产业成型来看从产业成型来看,自 1988 年麻省理工学院 Ely Sachs 教授和其同事研发出 binder jet-ting prototype(粘合剂喷射成形原型)并同时给出 3D Printing 的命名,经过 30 余年,3D 打印已形成较成熟的上下游产业链,并且在消费、工业、汽车、医疗诸多应用场景实现试产或应用。3 从政策来看从政策来看,全球发达国家和新兴发展中国家,多将增材制造技术视为未来 5-10 年战略性发展技术,同时配合相关支持政策大力推动各国增材制造企业成长。世界范围内,America Makes、ANSI、ASME、AST
5、M、ISO、NIST、SME、the U.S.Department of Commerce 等均通过制定标准或行业政策推动增材制造产业前进。图丨 Original binder jetting prototype(MIT,1988)中国相继印发国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016 年)、增材制造产业发展行动计划(2017-2020 年)、增材制造标准领航行动计划(2020-2022 年)等文件推进增材制造的深化发展。从增材制造技术从增材制造技术/3D/3D 打印技术为企业真实提供的有效价值来看打印技术为企业真实提供的有效价值来看,加快产品生产速度、提供定制化产品、小批量快速生产、联
6、合生产、增加零部件生产灵活性、减少生产工具成本等优势,确实让各行业企业、设计人员、生产人员看到了“经济”、“实惠”、“高效”生产方式的可能性。4 全数字化全数字化是增材制造产业的本质特点,增材制造从设计到优化、仿真到工艺、以及全周期的设备维护,都是数字化过程。因此,增材制造技术与传统制造技术从本质上来说,具有非常大的差别,严格来说,很多增材制造技术能完成的设计和制造,传统的等减材不一定能实现。1.2 增材制造产业上下游及主要技术 增材制造产业链增材制造产业链 按照 3D 打印使用的上游原材料划分,可分为金属材料 3D 打印和非金属材料 3D 打印;按照应用领域划分,可分为消费级 3D 打印和工
7、业级 3D 打印。工业级 3D 打印的精度更高、速度更快,但在设备尺寸方面的优势不明显。未来金属工业级 3D 打印增长是大势所趋,根据 Wohlers Associates,Inc 统计数据,2017 年全球工业级增材制造设备(指面向工业且销售售价在 5000 美元或更高的机器)销售量达到 14736 台。在汽车、航空航天、核工业等工业制造领域,金属材料 3D 打印技术已展现增长势头。5 图丨增材制造上下游环节(来源:公开资料整理)增材制造材料与技术增材制造材料与技术 3D 打印在 30 多年的发展中,处于多种技术路线共存的状态,工艺选择取决于材料和设备,以及下游应有场景的差异性。金属 3D
8、打印工艺原理主要分为粉末床选区熔化和定向能量沉积两大类别,非金属材料打印的工艺原理主要是材料挤出、材料喷射、粘结剂喷射等。图丨 DMG Mori 机器在很快时间内即可完成“3D 打印”零部件(来源:CB Insights)6 表丨代表性增材制造材料与技术(来源:公开资料整理)金属 3D 打印的技术原理是分层制造、逐层叠加,适用于小批量、复杂化、轻量化、定制化、功能一体化零部件制造,多适用于工业品制造、模具制造过程。Sculpteo 通过调研发现,在工业品制造时,SLS、FDM、SLA 为主要采用的技术。7 增材制造下游应用增材制造下游应用 根据 Wohlers Associates 数据,工业
9、机械、航空航天和汽车是增材制造下游应用最多的三个领域;消费品和医疗保健行业有望成为未来增长较快的行业。1.3 全球及中国增材制造产业规模 2019 2019 年,全球增材制造产业规模突破年,全球增材制造产业规模突破 100 100 亿美元。亿美元。根据 SmarTech Analysis 统计数据,未来十年全球增材制造产业规模预计以 15%-20%的增速逐年增长。2019 年全球增材制造产业规模突破 100 亿美元(约 700 亿人民币)大关,预计十年后达到 538.4 亿美元,实现 10 年翻 5 倍的规模增长。全球增材制造产业结构中,硬件和材料两个领域的产业规模占比约全球增材制造产业结构中
10、,硬件和材料两个领域的产业规模占比约 50%50%,服务部分产业规模最大,独占半壁江山,而软件作为前置辅助生产环节规模最小(约百亿美元规模)。8 图丨全球增材制造产业规模及产业结构(来源:SmarTech Analysis)2020 2020 年,中国增材制造产业规模预计突破年,中国增材制造产业规模预计突破 200 200 亿元。亿元。根据中国工业和信息化部装备工业发展中心统计数据,中国增材制造产业规模以 25%-30%的增速逐年增长。2017 年仍未突破百亿元大关,预计 2020 年可以实现翻一番的规模;2019 年中国增材制造产业规模达到 157 亿元,2022 年有望增长至 348 亿元
11、,实现约 30%的年增速。9 Part2 Part2 全球投融资与明星企业全球投融资与明星企业 2.1 全球投融资概述 2019 年,全球 3D 打印融资金额超过 12 亿美元,融资事件突破 150 件。尽管在数量和金额的绝对值上没有达到特别惊人的量级,但至少保持了逐年增加的上涨趋势。从轮次分布来看,八成初创公司处在 B 轮及之前,侧面印证全球 3D 打印市场及公司发展尚处于早期。图 丨全球 3D 打印融资事件数量与金额(来源:CB Insights 中国)10 图 丨全球 3D 打印融资事件按轮次分布(来源:CB Insights 中国)从地域分布来看,美国依然一马当先,综合来看,无论是在巨
12、头企业扩张、科技巨头投资并购、初创企业数量、初创企业成长速度来看,美国都走在前列。其他国家包括日本、德国、以色列等科技实力强国;中国在初创公司数量和质量上面,有着稳步发展。图 丨全球 3D 打印融资事件按地域分布(来源:CB Insights 中国)11 2.2 全球独角兽及初创企业代表 全球全球 3D 3D 打印领域获得融资最高的初创公司前五名,均为美国企业。打印领域获得融资最高的初创公司前五名,均为美国企业。其中涵盖全球 3D 打印领域的三个独角兽:Carbon、Desktop Metal、Formlabs。在中国,同样也有初创公司投身于该行业,Carbon 的“师弟”Revo 塑成科技(
13、两名创始人来自弗吉尼亚理工学院的同一个实验室)和 LuxCreo 清锋时代两家目前在国内相对领先。2010 年至 2015 年这段时间,上述三家美国独角兽公司相继获得早期投资,经过不到 10 年的发展,它们陆续获得 5 轮左右的融资,投资人不仅有 VC、CVC,还包括科技巨头、行业巨擘。无论是成长阶段、商业化速度,还是融资额度和公司体量,美国公司均走在世界前列。无论是成长阶段、商业化速度,还是融资额度和公司体量,美国公司均走在世界前列。图 丨全球 3D 打印初创公司图景(来源:CB Insights 中国)12 麻省理工学院、斯坦福大学等一众美国高等学府,成为 3D 打印明星企业的人才摇篮。主
14、修电气、计算机、化学、材料和航天航空等硬科技专业,成为创业公司高管和员工的共同属性。3D 打印明星企业由科研精英所引领,Carbon 和 Revo 塑成之于弗吉尼亚理工,Formlabs 之于哈佛大学,Desktop Metal 之于麻省理工,清锋时代之于清华大学。值得注意的是,在 3D 打印领域,除了美国的企业和人才表现突出,英国、德国和以色列公司、技术也崭露头角,例如 3YOURMIND、Metalysis、XJet 等初创企业均获得了千万级美元的融资。图 丨全球 3D 打印获得融资额最高的初创公司 Top15(来源:CB Insights 中国)13 明星企业明星企业 CarbonCar
15、bon:估值:估值 24 24 亿美元的亿美元的 3D 3D 打印独角兽打印独角兽 Carbon 成立于 2013 年,获得 6.92 亿美元融资,成为 3D 打印界拿到融资最多的初创公司,集硬件、软件及材料与一体,采用“只租赁不卖”的设备运营模式,为众多企业提供 3D 打印数字化解决方案。Carbon Carbon 拥有超豪华投资阵容拥有超豪华投资阵容,除了顶级风投外,GE、BMW、Nikon、Adidas、Johnson&Johnson 等各行业顶尖科技巨头均有投资。图 丨 Carbon 历史融资(来源:CB Insights 中国)Carbon 公司采用 Digital Light Sy
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