假如一个产业我们已经达到了90%以上的国产化率，你会怎么想？
估计大多数人会认为，之后我们只需要不断保持更新，同时扩大产能就可以了。但很少有人会去思考，在这90%的背后，是哪个关键点“拖了后腿”，亟待我们未来去发力提升突破。
继盘点光伏的2个分支赛道之后，今天就让我们来看一下，高度国产化率的风电产业链中那个“拖后腿”的关键环节——轴承。
作为标准的大型机械设备，风电轴承在风机中起支承旋转轴，引导转动或移动运动的作用，并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷，是很重要的“机械关节”部件。
在海风化与大型化的背景下，优质的风电轴承除了要能够承受巨大的冲击负荷以外，还要满足至少能够在腐蚀、风沙、潮湿和低温环境下工作20年的要求。早在2010年，工信部发布的《机械基础零部件产业振兴实施方案》中，风力发电机轴承就被列为七大类需要重点突破的关键零件之首。
一套风电机组的轴承可以分为偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承、变速箱轴承和发电机轴承等。由于技术路径的不同，每台风力发电机组会用到1套偏航轴承、3套变桨轴承、1~3套主轴轴承、2~3套发电机轴承，以及20套增速器轴承等。
各类风电轴承在风机中占比大约为16%-17%，其中主轴轴承由于技术壁垒最高，价值量最高——占风电主机成本的比重在8%左右。
市场机构认为，在未来的风电发展中，大功率机型主轴将会是风机中单价最贵、技术壁垒较高的关键环节之一，同时独立变桨轴承的需求会大幅增加。
海上作业环境与大型化的风机，需要越来越多相应配套的大兆瓦机型主轴。随着主轴轴承直径的增大，对加工的铸造材料以及工艺的复杂程度也会明显增加，进而未来风电轴承的单件价值量也会显著增加。
虽然我国企业的风电产品量全球市场率高，但由于我国轴承行业起步较晚，且风电整机厂商对轴承的机械结构性能参数要求高，所以包括我国在内的全球风电轴承市场，依旧被舍弗勒、SKF、NTN三家企业所垄断。
我国目前主要的轴承企业为国企的瓦轴与洛轴，和民企的新强联、国机精工与京冶轴承等。根据市场数据显示，能够有一定出货量的主轴国产企业为瓦轴和洛轴，但仅各占有4%市场份额，其中海上风电机组所用的主轴轴承更是几乎为国外品牌垄断。
同样，能够生产独立变桨轴承的国内厂商较少：仅有新强联、天马等将三排圆柱滚子轴承应用于变桨轴承。齿轮箱轴承技术含量较高，品类繁多，占齿轮箱总成本20%以上，当下基本依赖进口，目前国内只有极少数轴承厂商处于起步阶段。
风电轴承国产化之路上面临来自于设计、材料和工艺等方面的多重难点，直接体现为“精度较低”、“寿命与可靠性不足”、“振动、噪音与异音具有差距”和“高速性能具有差距”等不足之处。
设计方面，作为典型的制造业，风电行业具有“Know-How”属性，风电轴承的大量技术专利是企业在长期的生产实践中所积累获得的。由于风电机组长时间运行、维修难等特性，整机厂商对轴承企业的要求很高，一旦进入供应链后的粘性也很强。换言之，风电轴承行业具有很高的客户壁垒，新进者需要经过较长的认证时间，才有一定的机率获得客户的认可。
材料方面，大型风机要求更长的金属抗疲劳寿命，锻造过程中如果材料有脆性夹杂物，或者颗粒夹杂物等，会明显降低使用寿命。目前大型风机主轴多采用渗碳钢、高淬透性钢和中碳合金钢。
制造工艺方面，大兆瓦主轴轴承工艺制造难度增加较多，如冷加工尺寸精度、热处理变形、滚动体修形、滚道凸度、材料内部组织控制，更优的表面处理技术，包括如何解决边界摩擦以及外界污染物介入后的润滑问题等。目前国内企业开始掌握无软带淬火技术，市场认为这有望提速国产化替代。
虽然我国的轴承工业发展起步较晚，但发展至今也形成了较高集中度的区域化发展特色。
我国的风电轴承主要有5个产业集群，分别为瓦房店、洛阳、长三角、浙东和聊城。
河南洛阳轴承产业聚集区是我国技术积淀最深厚的轴承产业集聚区，长三角是我国轴承生产主要地区，轴承生产主要分布于苏州、常州、无锡、上海等地，浙东轴承产业基地以常山县、杭州、宁波、 绍兴为核心，北部与江苏轴承产业基地相邻，而聊城轴承产业基地是我国最大的轴承保持架生产基地和最大的轴承贸易基地。
最后我们需要了解的是当前市场机构关注的风电轴承行业2个分支重点：风电滚子和“以滑替滚”。
作为滚动轴承的核心元件之一，风电滚子是轴承运转时承受负荷的元件，也是滚动轴承中最薄弱的零件，其制造质量（如如旋转精度、噪声、震动和灵活性等）对轴承的工作性能有很大的影响。因运行工况的严苛，主机厂商对其的性能可靠性与使用寿命要求很高，成为制约我国风电轴承（如主轴轴承、增速器轴承、发电机轴承等）国产化发展的关键环节之一。
根据公差，可将其可分为0、Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ级四个等级，精度依次由高到低。以日本椿中岛、美国NN为主的外资品牌掌握全球最先进的生产技术，而国内企业仅以力星股份、五洲新春为代表能够满足Ⅰ级精度的要求，其余产能均为Ⅲ级滚子。
风机大型化是推动风电滚子价值含量急速上升的重要动力之一。随着风机大型化发展，对其轴承的荷载能力要求大幅提升，滚子相对于钢球将会有更大的优势。
如变桨轴承原本常用双列深沟球轴承，但在大兆瓦海风风机上，就换为了三排滚柱轴承（滚动体由钢球变为了滚子）。根据市场机构推测，风机机型从3MW提升到6MW，风电滚子的价值量增加250%——即单位MW价值量增加了75%。根据国内厂商五洲新春的透露，滚子产品占整个风电轴承价值量的10~15%。以信达证券取中值12.5%的测算为例，推测2022~2025年风电轴承滚动体市场规模17.49亿元增长至29.39亿元，年均复合增速为18.89%。
“以滑替滚”指的是未来在风电轴承领域，用滑动轴承替代部分滚动轴承。
从物理特性上来看，风电主轴轴承更注重负载波动、高可靠性、免维护性，对转速要求不高，而滑动轴承天然适用于大载荷、低转速场景，自润滑滑动轴承还具备良好的免维护特性。
从价格上来看，目前滑动轴承价格约为滚动轴承的60%-80%，并且滑动轴承不需要滚子、保持架等零部件，所以用滑动轴承替代滚动轴承，能够在提高风电轴承经济性的同时，也降低国产化率的门槛。
目前较多的主轴厂商以及市场机构认为，偏航变桨轴与中低速齿轮箱的相关零部件，有全面替换为滑动轴承的基础。此外，为了进一步降低风电轴承的成本，在替换时可以把滑动轴承结构设计为分块式，一方面提高设备的灵活性和降低安装维护成本，另一方面这种设计也可以更好地适应大兆瓦高容量风机的需求。根据中泰证券的测算，假设滑动轴承的渗透率能够提升至60%左右，则能为风电轴承市场降低1/2至2/3的成本。
展望未来2~3年的风电市场，大概率海风最后的抢装大年与关键低国产化率部件突破，会成为资本市场的主要关注焦点。
