汽车一体压铸专题分析：一体压铸方兴未艾，推动车身制造变革[淘股吧]未来智库2022-11-27 13:22发表于安徽（报告出品方/作者：东莞证券，黄秀瑜）
1. 一体压铸实现降本提效，开启大型零部件蓝海市场1.1
特斯拉提出一体压铸技术，推动车身制造变革
2019 年 7 月
特斯拉发布新专利“汽车车架的多向车身一体化成型铸造机和相关铸造方 法”，提出了一种车架一体压铸技术和相关的铸造机器设计。2020 年，
特斯拉首次将 一体压铸技术运用于 Model Y 后地板总成，特斯拉整合多个车身零部件，一次压铸成 型。
一体化压铸技术具有轻量化、提高生产效率、节约生产成本等多方面优势。目前 行业处于高速发展期，未来有望拓展多个大型零部件，简化车身结构，推动车身制造 工艺变革。传统汽车车身为钣金焊接结构，制造工艺主要分为冲压、焊装、涂装、总装等四大工 艺环节。
（1）冲压：因外覆盖件涉及整车造型，主机厂的冲压车间主要负责生产高质量要求的 大型外覆盖件（侧围、发动机盖、翼子板、门外板等）。除外覆盖件外，整车厂会将 其他车身结构件、悬架结构件、座椅等内部零件由第三方零部件供应商负责制造。（2）焊装：焊装车间在接收到冲压车间的覆盖件和供应商的结构件、分总成后，将之 组装连接在一起，形成汽车的白车身总成，焊装包括焊接、铆接（钢铝搭接处使用）、 涂胶（密封胶负责密封、结构胶负责粘接）等方式。（3）涂装：涂装车间负责对焊接完成后的白车身进行防腐和喷漆处理。（4）总装：总装车间负责将电气、内外饰、动力总成等零部件组装到涂装后的白车身 之上。上述整个环节涉及上千的焊接点、数百个零部件，一般经历三轮、6 个月的匹配调试， 工艺复杂耗时。而特斯拉采用一体压铸技术替代冲压+焊装环节。压铸全称压力铸造，是一种将金属熔 液压入钢制模具内施以高压并冷却成型的一种精密铸造法。一体压铸成型几乎无需切 削，生产的零部件具备高精度、轻巧、美观等优势。但受限于钢制模具熔点，压铸工 艺主要采用铝合金、锌合金、镁合金、铜合金等低熔点基材，其中铝合金的使用占比 最高。
1.2 汽车轻量化已成趋势，一体压铸实现降本增效
汽车轻量化已成趋势。汽车轻量化是指在保持汽车的强度和安全性能不降低的前提下 尽可能地降低汽车车身质量。随着日益严苛的排放要求与
新能源汽车提升续航里程的 需求，汽车轻量化成为重点发展方向。（1）节能减排政策推动：传统
汽车整车重量每 降低 10%，油耗降低 6%-8%。我国在 2020 年和 2025 年燃料消耗目标值分别为 5L/100km 和 4L/100km，面对越来越严格的排放标准，主机厂加速轻量化布局。（2）电动化加速 驱动：
新能源汽车对轻量化的需求更为迫切，轻量化是电动车提升续航里程的重要手 段之一，纯电动汽车整车重量每降低 10kg，续航里程可增加 2.5km。
从材料端实现轻量化。铝合金材料为压铸工艺的主要基材，具有低密度、易成型、高 强度、耐腐蚀等特点。采用铝合金替代钢材制造白车身能有效地降低车身重量，从而 实现减少油耗或电池用量等需求。奥迪最早采用全铝车身生产其 A8 系列旗舰车型，使 其白车身重量由原先 300kg 以上降至 215kg。但受限于铝合金表面高熔点氧化层及低韧 性等特点，使用冲压焊接工艺加工难度大且生产效率低，制造难度和成本远高于钢制 白车身，因而阻碍全铝车身渗透率的提升。而将铝合金熔化并压铸成型能有效解决上 述难点，使得推广铝制车身成为可能。中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车 技术路线图》中提到，未来我国将大力推进铝合金在汽车上的应用，单车用铝量具体 目标为：2020 年 190kg、2025 年 250kg、2030 年 350kg。
1.3 特斯拉率先应用一体压铸，多家主机厂积极布局
特斯拉：Model Y 车型的一体压铸后地板已投入量产，目前在上海工厂已配备 3 台 6000T 压铸机，在美国加州和德克萨斯州工厂均配备多台大型压铸机。同时，特斯拉已 订购 8000T 压铸机用于生产其全新电动皮卡车型 Cybertruck，其 12000T 压铸机目前处 于研发过程中，未来将用于生产更大型零部件。
蔚来：2021 年 10 月，蔚来宣布成功开发可用于制造大型压铸件的免热处理材料，将会 应用在其第二代平台车型上。2021 年 12 月，蔚来在 ET5 发布会上宣布 ET5 车型将采用 一体压铸工艺。2022 年 6 月，发布 ES7 同样使用一体化铸造全铝后副车架。
小鹏汽车：计划在武汉新工厂除配备常规冲压、焊接、涂装、总装车间外，还将引入 一条以上超大型压铸岛及自动化生产车间。2022 年 6 月，小鹏汽车向
广东鸿图发出某 车型底盘一体化结构件产品的定点，预计将在 2023 年下半年实现量产。
高合汽车：2022 年 2 月，华人运通高合汽车与
拓普集团联合宣布，国内首个基于 7200 吨巨型压铸机正向开发的一体化超大压铸车身后舱正式量产下线。沃尔沃：计划扩建其在瑞典工厂，建设新的压铸车间，并计划在新电动平台后地板总 成上采用
一体化压铸工艺，预计在 2025 年实现投产。大众：计划在德国沃尔夫斯堡建设新工厂，并计划在基于大众 SSP 平台推出的 Trinity 项目上采用一体化铸造工艺制造后车身件，预计在 2026 年实现投产。
2. 看好材料、设备、制造端供应商一体压铸产业链的上游企业可分为设备端制造厂，如
力劲科技、
伊之密、
海天金属；材料端供应商，如
立中集团、美国美铝、德国莱茵；模具端制造厂，如广州型腔、赛 维达。中游为压铸制造端企业，可分为第三方压铸厂，如
文灿股份、拓普集团、广东 鸿图、
嵘泰股份；及主机厂自制，如特斯拉、小鹏汽车。下游企业为主机厂，如特斯 拉、蔚小理、高合汽车、大众、沃尔沃等。其中，上游的设备端、材料端及中游的制 造端均拥有一定的技术壁垒及资金门槛，看好材料、设备、第三方制造端企业。
2.1 材料端：免热处理铝合金为一体压铸理想材料
受限于钢制模具的熔点，传统压铸生产采用熔点比钢低的铝、锌、铜等金属原材料。由于铝合金铸造操作过程中会出现大的晶体结构，削弱铸件的
机械性能，因此铸造过 程中需对这些晶体结构进行热处理，细化晶体结构以求提高铸件机械性能。但在热处 理过程中容易导致铸件产生形变，随着压铸件的尺寸及复杂程度的提升，将会放大热 处理产生的形变缺陷，导致铸件机械性能大幅下滑、产生热裂。目前行业解决方案为 采用免热处理材料进行压铸，免热处理铝合金在抗压强度、延展率及屈服强度上满足 大尺寸及高复杂程度的一体铸件要求，能有效降低成品不良率。具备先发优势企业有望维持高竞争力。当前免热处理铝合金壁垒主要来自技术壁垒和 专利壁垒。为达到压铸工艺需求和免热处理效果，在铝合金生产过程中会加入特定比 例的硅、镁、铜、锰、铁、锌等非金属或金属元素，其中成分比例的控制、生产线路 的设定、检测方法等均需要企业长时间的实践与摸索，由此形成的技术壁垒短时间内 难以被攻克。并且，生产企业在确定其他元素的添加比例并申请专利后，后续其他企 业的研发需绕开原有专利比例，将增加研发难度从而形成专利壁垒。同时，先发企业 也会根据原有的产品进行迭代升级、降本增效，巩固原有壁垒。
在 免热处理铝合金研发领域中，当前处于海外企业主导，国内企业研发初见成效的阶段。海外较早研发投产的企业有
美国铝业、德国莱茵菲尔德、加拿大麦格纳、特斯拉等零 部件供应商或主机厂。国内立中集团率先在国内完成了相关专利的注册，打破国外在 该领域的产品垄断和技术封锁。此外，上海交大材料学院、广东鸿图、蔚来等研究机 构和企业在免热处理材料上均有所突破。
2.2 设备端：大尺寸压铸件需求推动压铸机吨位突破
压铸机相对标准化，根据不同的模具生产多种类型的压铸零部件。在特斯拉提出大型 一体化压铸工艺前，行业压铸机锁模力吨位停滞在 5000T 以内，主要用于生产发动机 底壳、变速箱底壳、前后门框、车门等尺寸质量相对较小的车身零部件。对比之下， 作为车架结构的地板总成，在尺寸与质量上均大于上述零部件。加之，车架对于乘客 的安全保护起到关键作用，质量要求均高于其他零部件，因而加大压铸整体车身的难 度。其中，以生产难度相对较小的后地板总成为例，采用一体化压铸技术生产后地板 总成，需要锁模力在 6000T 以上的铸造机进行生产。而质量要求更高的前地板则需要 约 8000T 的铸造机，尺寸更大的中底板和电池壳需要 12000T 以上的铸造机。
特斯拉根据行业现状，首先开发出 6000T 级压铸机用于生产中型 SUV model Y 的后地 板。目前研发的 8000T 压铸机将用于生产尺寸更大的皮卡车型的前后地板。国内主机 厂也陆续采用新型压铸机参与车身生产，高合汽车基于 7200T 压铸机正向开发一体化 超大车身后舱；蔚来将应用一体压铸技术用于生产 ET5、ES7 的后地板总成。若生产车 身中地板或整车地板等更大型压铸件则需要万吨级以上的压铸机进行生产。当前，压 铸机行业正在进入技术升级期，有望向更高吨位压铸机进行突破。超大型压铸机将为设备端企业盈利增长点。当前一体化压铸处于起步阶段，多家制造 厂和主机厂积极布局，设备端企业订单充裕，有望实现高速增长。国内有三家企业具 备生产 6000T 及以上大型压铸机的能力，分别为力劲科技、伊之密、海天金属，其中 力劲科技为行业绝对龙头企业。目前全球已投产使用的最大压铸机 9000T 系力劲科技 子公司 Giga press 所研发生产。随着压铸件尺寸和质量的不断增大，对压铸机的锁模 能力、压射压力、压射速度、温度控制、安全性及可靠性提出了更高维度的要求。同 时，需要提高大型压铸设备运行的稳定性和设备的正常运行时间。压铸机厂需要持续 投入大量的研发资金，考验厂商的研发生产能力。
2.3 模具端：第三方模具厂与压铸厂设立子公司并存
由于压铸模具基本属于非标准化产品，模具厂根据下游客户需求进行定制化生产，一 体压铸使得模具尺寸进一步变大，加之模具内部结构复杂、充型距离长、流路变化多， 考验模具厂的模具研发能力。同时需要考虑模具的耐用性，随着压铸机锁模力的加大， 意味着对于模具施加的力度也加大，相应对于模具造成的损伤概率也会加大，将直接 影响生产成本。目前行业主要分为两种设计模式，一种是由第三方模具厂设计生产，模具厂从设计到 投产期间需要持续与压铸厂和主机厂进行沟通交流。由于模具行业竞争相对分散，目 前国内暂无以压铸模具为主营业务的上市公司。另一种是压铸厂设立模具子公司为压 铸厂母公司设计生产模具。目前，文灿股份子公司文灿模具已具备自研生产模具的能 力。广东鸿图已设立模具子公司，未来有望实现自研模具生产。由于子公司设计模具 过程中能够降低沟通成本且能够根据母公司的生产特性进行针对性研发生产，未来模 具设计有望集成到压铸厂，进一步提升行业集中度。
2.4 制造端：压铸工艺构成压铸厂核心 know-how
当前制造端主要为第三方压铸厂与主机厂自制，由于大型一体压铸技术处于开发导入 期，仍有许多技术难点亟待突破，许多主机厂仍缺乏完备生产工艺。加之大型压铸机 前期的重资本投入，主机厂需要寻求第三方压铸厂合作研发生产。大型一体压铸件在 尺寸和复杂程度大幅增加，从而导致压铸工艺难度大幅增加。压铸工艺是指压铸厂将 压铸机、模具、原材料进行有机结合生产合格的铸件零件。压铸工艺决定铸件良品率 和产能，是压铸厂生产的核心技术。其中，如何有效控制铸件不良率成为压铸厂的关键难题。以往尺寸相对较小的压铸成 品良品率可达到 90%以上，但随着压铸机锁模力的提升，压铸厂可以制造出更大尺寸的 铸件，同时对压铸工艺提出了更高维度的要求，如何设置合理的压力参数、时间参数、 温度参数、杂质控制均会影响成品良品率，目前大型一体化压铸件的良品率仍处于较 低水平，低良品率将拉高生产成本降低毛利率水平，必须通过提高产品合格率拉高生 产效益。调整合适工艺参数需要压铸厂长时间的试错与经验积累，将成为压铸厂的核 心 know-how。
目前国内压铸厂布局发展迅速。继特斯拉工厂引入多台 6000T 压铸机后，国内压铸厂 商积极布局，修建新工厂采购大型压铸机，如文灿股份、拓普集团、广东鸿图、爱柯 迪、
旭升股份、
泉峰汽车、嵘泰股份等。其中，文灿股份及拓普集团的大型压铸机已 正式投入量产。同时，第三方压铸厂积极拓展材料端与模具端业务：拓普集团联合华 人运通、上海交大研发出流动性强的 TechCastTM 免热处理铝合金；文灿股份全资设立 广东文灿模具有限公司，专注于模具设计和开发，公司所有车身结构件项目的模具均 实现自研自制，积累了大量车身结构件的项目经验；广东鸿图全资设立子公司广东鸿 图（南通）模具有限公司，致力于模具的研发与设计，以求提升模具制备能力，减低 模具使用成本。在一体化压铸件生产过程中，压铸厂商希望通过集合材料端、模具端、 工艺端等各项技术能力，积累许多 know-how 以求提升自身综合竞争力，后期有望为主机厂提供完整的解决方案。
3. 一体压铸市场空间有望快速释放3.1 一体压铸高度契合新能源汽车发展方向
近年来，全球汽车产业发展重心已转向新能源汽车，新能源汽车产销增长显著，渗透 率持续提升。其中，国内新能源汽车市场引领全球，成为全球汽车产业转型的中流砥 柱。2021 年国内新能源汽车实现销量 352 万辆，同比增长 158%。我们预计到 2025 年， 国内新能源汽车销量有望达到 1219 万辆，年复合增长率 36%。一体压铸工艺具备轻量 化、降本增效等多方面优势，相对于传统燃油汽车，新能源汽车对轻量化需求更为迫 切，高度契合新能源汽车发展方向。特斯拉率先实现后地板一体化量产，降本增效显 著，验证一体化压铸技术的可行性，多家主机厂携手压铸厂积极布局。预计新能源汽 车销量增长能进一步提升一体化压铸工艺的渗透率。
3.2 一体压铸有望扩大应用范围，提升单车价值量
目前一体化压铸技术主要应用于车身后地板及前舱，随着压铸机锁模能力的逐步提升 及压铸工艺日渐成熟，未来有望扩大应用范围，将运用于生产车身前地板、中车身结 构、上车身结构等更大型一体件。车身制造整合程度将进一步提升，优化主机厂对零 部件的供应链管理。再者，现阶段一体压铸工艺主要应用于新能源汽车的生产，随着 日益严苛的排放要求，燃油汽车也同样重视轻量化需求。随着燃油汽车整车厂冲压焊 接设备的更新换代，一体压铸工艺有望投入传统燃油汽车的生产过程中。一体化压铸 工艺应用范围的拓展，有望提升单车用铝量及单车价值量，提升一体化压铸渗透率。
3.3 一体压铸将迎来高速增长
当前，多家压铸厂及主机厂纷纷布局大型压铸生产车间，有望在 2023 年陆续投产，届 时市场空间将迎来快速释放。我们根据未来国内新能源汽车用铝总量、压铸铝合金占 汽车用铝量占比、铝合金压铸件销售价格等参数来推算 2021-2030 年国内铝合金压铸 件市场规模：（1）中
国新能源汽车用铝量：根据国际铝协调查数据，2017 年国内新能源汽车用铝总 量为 7.5 万吨，预计到 2025 年将增长至 90 万吨，2017-2025 年复合增长率约为 36.43%；到 2030 年该数值将增长至 320 万吨，2025-2030 年复合增长率约为 28.88%。（2）压铸铝合金占汽车用铝量占比：随着免热处理铝合金材料与一体压铸工艺的推广， 汽车压铸铝制零部件将广泛应用于动力系统、电池包、底盘、车身等领域。根据压铸 杂志数据，2020 年压铸铝合金占汽车用铝量的比例约为 77%，考虑免热处理材料及压 铸机前期重资本投入，部分铝制零部件若改用压铸工艺收益偏低。我们保守估计，该占比维持不变。（3）铝合金压铸件销售价格：铝合金压铸件价格主要受到铝材价格的影响，我们假设 铝合金压铸件销售价格保持稳定，参考广东鸿图 2021 年度报告数据进行推算得出铝合 金压铸件销售价格约为 5.6 万元/吨。根据上述假设，我们推算预计，2025 年国内新能源汽车铝合金压铸市场规模有望达到 388 亿元，2021-2025 年复合增长率约为 36.43%；2030 年铝合金压铸市场规模有望增 长至 1380 亿元，2025-2030 年复合增长率约为 28.88%。鉴于汽车轻量化需求及一体压 铸工艺的推广，车用铝合金压铸行业迎来蓝海市场。
闽都2000
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