(报告出品方:中信证券)

特斯拉引领行业趋势,一体铸造蔚然成风

特斯拉开创一体铸造技术先河

特斯拉 2019 年提出“一体铸造”技术,计划在 Model Y 上应用。2019 年 7 月,特 斯拉发布新专利“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”,提出了一种车 架一体铸造技术和相关的铸造机器设计。该技术将通过多向压铸机、车辆覆盖件模具和几 个可以相对于覆盖件模具平移的凸压模具,实现对汽车白车身的铸造成型。此类凸压模具 会分别移动至铸造机中央的铸造区,负责不同部件的铸造,在一台机器上完成绝大部分车 架的铸造工作。同年,特斯拉 CEO 埃隆马斯克在特斯拉电池日上表示,特斯拉的 Model Y 车型白车身将转向铝铸件设计。“当我们引入大型铸造机之后,就可将 70 个部件变成 1 个, 机器人无需将这么多部件组装在一起,从而大大减少成本。”

2020 年,一体铸造技术在 Model Y 上开始应用。2020 年,特斯拉开始与压铸设备商 意大利意德拉合作,使用 6000 吨级压铸单元 Giga Press,采用一体成型压铸的方式生产 Model Y 白车身后地板总成。根据 2020 年特斯拉电池日发布的信息,Model Y 的后地板通过应用一体压铸技术,将原先通过冲压等工艺生产的 80 个零件集成为 1 个铸造零件, 制造成本能够降低 40%。同时,特斯拉公布了下一代白车身设计方案,整车地板总成将由 2~3 个大型压铸件组装而成,电池包采用了 structural pack 的设计理念,使得整个白车身 具有更高的强度和刚度。

汽车巨头为什么不用一体压铸(汽车行业一体压铸研究报告)(1)

Model Y 一体压铸前舱落地柏林工厂,Cybertruck 后地板亦将应用。2021 年 5 月 17 日,德国压铸专家阿克塞尔·图尔克(Axel Turck)在推特分享了一体压铸前机舱试制 零件,提到特斯拉 Model Y 车型未来将应用一体铸造技术生产更多的零件。10 月,特斯 拉于柏林工厂开放日上对公众展示了一体压铸机模具、一体压铸 Model Y 前机舱,结构电 池包(structural pack)等核心技术方案,表明未来柏林工厂生产车型将全面使用“一体 压铸”工艺。在 2020 年四季度业绩电话会议上,马斯克表示新一代皮卡 Cybertruck 的后地板将也会应用一体化压铸技术,且将使用更大吨位的 8000T 压铸机进行生产。在 2022 年一季度财报中,特斯拉汽车业务毛利率 32.9%,整体毛利率 19.2%,均创下历史新高, 其中就有一体铸造技术带来的贡献。

自主新势力奋起直追,积极拥抱行业变革

国内新势力中,蔚来 ET5 率先应用一体铸造技术,轻量化、安全性领先。2021 年 10 月,蔚来汽车宣布成功验证开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料,将会应用在蔚 来第二代平台车型上。新材料避免了传统压铸件在热处理过程中引起的尺寸变形及表面缺 陷。2021 年 12 月,蔚来在 ET5 发布会上正式宣布将开始采用一体铸造工艺,ET5 将使 用超高强度钢铝混合车身,使车身后地板重量降低 30%,后备箱空间增加 7L,整车抗扭 刚度高达 34000N·m/deg。

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小鹏汽车一体压铸技术已在规划当中,计划自建产能。在小鹏 2021 年业绩发布会上, 董事长何小鹏宣布将于 2023 年发布两个新平台及其首款车型,并将使用超大一体化压铸 新工艺。根据武汉当地媒体沌口之声,2021 年 7 月小鹏正式启动武汉项目,将建设一系 列工艺车间,年总产能约 10 万辆。根据武汉经济技术开发区(汉南区)自然资源和规划 局,2021 年 10 月,小鹏已正式申报“小鹏汽车武汉产业基地项目”规划建筑方案,预计 今年 10 月投产,其中包括一体化压铸工艺车间。小鹏汽车武汉工厂还将引进一套以上超 大型压铸岛及自动化生产线。

高合汽车在一体铸造材料、制造端推进领先。2021 年 12 月,高合汽车与上海交通大 学轻合金国家工程中心展开战略合作,共同研发 TechCast™超大铸件用低碳铝合金材料, 该材料流动性高于同级别材料 15%以上、强塑积高出 30%以上,保证了整车碰撞等性能 达到更高维度。2 月 25 日,高合汽车与拓普集团合作开发的 7200T 一体化超大压铸后舱 成功下线。该部件应用了上海交大的合金材料,实现了 15%~20%的减重与工艺复杂度的 大幅降低,整个开发周期也缩短了 1/3。截至成功下线时,该压铸机是汽车零部件领域已 知最大的一体化铝合金压铸件,未来也将应用于高合各类车型中。

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传统车企不甘示弱,加速跟进一体铸造

大众计划于 SSP 平台开始应用一体压铸,样件已于卡塞尔工厂下线。大众现有的大部分电动车型均是基于MEB平台打造, 而新一代电动汽车平台 SSP 无论从软件还是硬件架构上都将提供更好的可拓展性,Trinity 车型则是基于 SSP 平台打造的首批车型之一。

奔驰发布一体化压铸成果,性能提升显著。2022 年 1 月,奔驰发布全新概念车 VISION EQXX。车身的后部及前部减震塔顶应用了和特斯拉同样的仿生工程结构部件,整个车身 由 3 块组成:前后分别有一块一体压铸铝合金铸件,中间有一套结构电池组。这样的设计 有望减轻车身 15-20%的重量。在这一设计的助力下,VISION EQXX 能耗达到 10kw·h/ 百公里以下,实际用电里程超过 1000km。

变革推动行业扩容,自主有望实现领先

高压铸造是铝合金材料最高效的成型方法

高压铸造(压铸)是将熔化状态金属在模具内加压冷却成型的精密铸造方法。金属制 品主要采用机床铣削、钣金成型焊接、铸造三种工艺生产。其中铸造主要生产内部结构复 杂,难以用钣金成型或机床铣削不具有经济性的零件。铸造主要分为砂型铸造和特种铸造 两类,压铸属于特种铸造范畴。压铸全称高压铸造,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。压铸适合铸造结构复杂、薄壁、精度要求较高、熔 点比钢低的金属零件(铝、锌、铜等)。作为一种几乎无切削的近净成形金属热加工成型 技术,其产品具有精密、质轻、美观等诸多优点,广泛应用于汽车、家电、航空、机械等 诸多行业。

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高压铸造是批量生产铝合金铸件的最高效生产方式。与采用石英砂做铸造模具的重力 铸造相比,高压铸造具有以下优势:1、模具可以反复利用;2、通过模具内的冷却系统可 以实现快速成型并实现连续生产;3、冷却中对熔融金属施加压力保证零件具备更好的应 力强度;4、金属模具内部尺寸精确,可做到精密铸造。压铸虽然高效,但因模具材料均 为钢制,因此只能制造熔点比钢低的金属。目前高压铸造行业所使用的基材主要是铝/镁/ 锌/铜等合金材料,其中铝合金的应用最为广泛。钢材因熔点加高,因此只能采用每次需要 破拆石英砂模具的重力铸造,效率较低。与高压铸造相近的是低压铸造,低腰铸造同样采 用 可循 环的 钢制模 具,但 低压 铸造 压射压 力仅在 1~5MPa, 远 低 于高压 铸造 的 300~600MPa 水平。低压铸造适合生产壁厚较厚的铸造铝/镁/锌/铜合金等材料的零件,例 如汽车轮毂、皮带轮等。虽然低压铸造设备结构简单投资相对较低,但其生产效率和零件 强度低于高压铸造,所以在产品适合采用高压铸造且需要大规模批量生产情况下,高压铸 造是铝/镁合金等铸件的最高效生产方式。

压铸机和压铸模具是压铸生产的核心设备,结合周边配套设备即为压铸岛单元。压铸 机就是用于压铸零件生产的机器。压铸机相对标准化,通过安装不同的压铸模具可实现多 种形状压铸零件的生产。当压铸生产时,现将熔融的液态铝合金倒入压铸机的压射机构内, 压射机构将铝液推入模具内并加压成型,通过模具内的冷却系统将铝合金零件快速冷却至 固态,最后模具打开由机器人取出零件、清理喷涂脱模剂再进行下一个循环生产。压铸生 产温度高、烟气多、噪声大,业内通常采用自动化生产。压铸机周边需要配套熔炼炉、机 边炉、取件和清理喷雾机器人、切边设备、机加工机床、检测设备、冷却系统、排气系统 等,上述周边设备与压铸机、压铸模具组合在一起的压铸生产单元即为压铸岛。

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减重需求促使车身采用铝合金替代钢材,压铸铝件逐渐应用于车身结构件。受制于压 铸机规格,传统压铸生产零部件尺寸通常在 600mm 以内,以汽车零部件、电机外壳、手 机机壳、消费品金属件为主。过去十年间,压铸机最大规格在锁模力 5000 吨以内,需求 主要用于生产商用车变速箱外壳和乘用车发动机缸体。新能源车普及和燃油车减排趋势使 车身结构件铝代钢减重需求日益增加。大众、宝马等德系厂商已逐步在白车身复杂结构处 采用压铸铝合金件替代传统钣金焊接件,压铸车身结构件尺寸逐渐增大。

一体铸造技术有望颠覆汽车的制造方式

一体压铸工艺是汽车制程中的颠覆性技术,压铸机有望成为汽车制造领域的核心装备。 从上世纪初焊接技术逐步成熟以来,汽车车体制造工艺均以钣金冲压 焊接为主。上世纪 70 年代以前,汽车车体焊接主要由人工作业完成。1970 年代数控技术逐步成熟,工业机 器人诞生,最早应用于汽车焊接工艺。过去 50 年间,汽车车身制造工艺始终以钣金冲压 机器人焊接为主。本次特斯拉一体压铸技术有望使汽车车体制造工艺发生重大变革,压铸 机有望取代焊接机器人成为造车核心装备。

“一体压铸”简化车身制造工艺流程,整合供应链环节。一体压铸工艺将取代传统车 身结构件的组件冲压和焊接环节,特斯拉称其新一代全压铸底盘可减少 370 个零件,车门 和前后两盖结构件也同样可用压铸工艺,零件数量锐减,车体制造流程大幅简化。同时, 整车厂内原先复杂的机器人白车身焊接线也被大幅简化,仅需要将若干车身压铸组件和外 覆盖件组装焊接即可。车体制造管理流程和所需人力也相应降低。

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车身重量减轻,减少电池装机量,电池降本是钢换铝式车身材料增加成本的 6.6 倍。 特斯拉新一代一体压铸底盘有望降低 10%车重,对应续航里程增加 14%。以普通电动车 电池容量 80kwh 为例,若采用一体压铸车身减重并保持续航里程不变,则电池容量可减少 约 10kwh。按照磷酸铁锂电池 pack 成本 800 元/kwh 计算,则可降低成本 8000 元。

一体压铸工艺可大幅减少涂胶工艺环节。涂胶是传统焊接白车身重要工艺部分,通常 由机器人完成涂胶工艺。因点焊使钢板间存在缝隙,传统白车身涂胶主要起到密封防水、 增加车体强度、降低钣金件间的摩擦和震动的作用。改为一体压铸车体后,零件面积大幅 增加,不再需要繁琐的涂胶环节弥补焊接钣金件间的缝隙,生产流程再次简化。

压铸废品、流道等可再次熔炼,材料利用率超 90%,远高于冲压。传统冲压-焊接工 艺,通常板材利用率仅为 60%~70%,冲压剩余边料只得按废旧金属出售。而改为一体压 铸后,因压铸时可反复熔炼,因此废品、压铸流道、边料等废料可返回熔炼炉再次利用。 压铸工艺对材料利用率在 90%以上,远高于冲压工艺,再次降低生产商成本。

车身生产车间占地面积减少 30%以上。相较于 300 多台机器人组成的白车身焊接线, 一体压铸工艺采用的压铸岛占地面积更小。特斯拉采用压铸工艺的新工厂占地面积节省 35%。同时因生产流程简化,原先由零部件厂供应的组件冲压、组件焊接环节取消,相关 场地同时不再需要,更进一步降低全产业链的用地面积。

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部件端:压铸结构件渗透加速,潜在百倍成长空间

一体压铸技术带来行业百倍以上成长空间

铝高压铸造工艺已较多应用于车身结构件。铝合金铸造性能好,被广泛用于结构复杂 的零件和壳体,如发动机机体、副车架、白车身和转向节等。铝压铸件相比铸钢和铸铁件 具有密度低、比强度高等诸多优点。在同等排量的发动机中,全铝发动机相比普通发动机 能够减轻 20 公斤。在汽车白车身系统上,一个整体铸造的车身结构件,如铝制减震塔 (shock tower)或后纵梁(rear rail)等零部件,能够替代 5-10 个冲压零部件,重量更轻, 且节省了焊接成本。

铝压铸结构件成本较高,主要应用于豪华品牌车型。铝压铸结构件虽然比强度高、生 产效率高、集成优势强,但是由于铝合金成本远高于钢,且高压压铸设备价格昂贵,因此 小尺寸的铝压铸结构件成本显著高于钢冲压焊接结构件。当前应用铝压铸结构件的多为 35 万元以上的豪华品牌车型,平均单车价值不到 3000 元。以凯迪拉克 CT6 为例,车身上前 减震他、前翼子板支架、扭转盒等零件均采用铝合金高压铸造工艺生产,单车价值约为 2750 元。

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压铸车身结构件行业多由乔治费歇尔、麦格纳等外资主导,国内文灿、鸿图等也有配 套。海外高压铸造供应商起步早,因此产品、技术和客户覆盖上普遍领先于国内企业。从 全球来看,高压铸造行业规模较大的供应商有瑞士乔治费歇尔(Georg Fischer)、加拿大 卡斯马(Cosma,麦格纳旗下车身事业部)、德国德志(DGS)、日本利优比等。在压铸车 身结构件上,乔治费歇尔、卡斯马和德志等企业具有先发优势,如乔治费歇尔在铝车身结 构件真空高压压铸工艺上有超过二十年历史。麦格纳深耕铝压铸多年,铝压铸相关技术持 续领先,2022 年 4 月凭借 Aural 5R 铝合金(即铝压铸金)入围素有汽车界奥斯卡奖之称 的 PACE Pilot 创新前瞻奖决赛。国内压铸车身结构件参与者主要有文灿股份、广东鸿图和 拓普集团等。

“一体压铸”技术有望快速渗透,车身结构件一体压铸具备百倍成长潜力。考虑“一 体压铸”技术对白车身生产降本带来的显著效应,我们预计全球主机厂有望快速跟进这一 技术路线。据产业调研,我们测算 2022 年一体化压铸件全球市场空间约为 22 亿元;到 2030 年,我们预计全球主机厂将都跟进这一技术趋势,乘用车一体压铸全球渗透率为 30%, 在保守情形下,预计一体压铸技术将应用于前后底板、电池盒体、前副车架、电机/电驱外 壳等部位,合计单车价值量约 1 万元,对应行业市场空间 2460 亿元,8 年 CAGR 达 80%; 中性情况下,预计电池盒盖板、中控台骨架、副车架等部件也将应用一体压铸技术,合计 单车价值量约 1.8 万元,对应市场空间 3739 亿元,8 年 CAGR 达 90%;乐观情况下,预 计 A/B/C 柱侧围、车顶及座椅骨架也将采用一体压铸技术,合计单车价值量约 2.5 万元, 对应市场空间为 4477 亿元,8 年 CAGR 达 94%。(报告来源:未来智库)

行业新机遇下国内厂商纷纷布局

多家供应商相继采购大型设备,进军一体化压铸行业。国内多家汽车铝合金精密压铸 件公司布局一体化压铸项目,加快引入大型压铸设备和免热处理材料研制的步伐。上市公 司中,文灿股份 2021 年 5 月向力劲集团采购包括 2 台 6000T 在内的 7 台中大型压铸单元, 2021 年 8 月再签署战略协议购买 2 台 9000T 压铸机(全球最大智能化压铸设备),2022 年计划再采购包括 2 台 7000T 在内的 9 台大型压铸机。广东鸿图 2022 年 1 月向力劲集团 签订包括 2 套 12000T 在内的 8 套大型及超大型智能压铸单元。泉峰汽车以马鞍山生产基地作为公司最主要的大型压铸产能部署地,首批将新增包括 1 台 8000T 和 1 台 6000T 在 内的 7 台大型压铸设备,2022 年底前预计将完成安装和调试。拓普集团 加快推进轻量化 战略,于 2021 年 9 月向力劲集团采购 21 套压铸单元,其中包括 6 台合模力 7200T、10 台 4500T 的大型压铸机。爱柯迪建设宁波江北高新技术产业园区,拟购包括 2 台 6100T 和 2 台 8400T 在内的 35 台 1000T 以上压铸机,目前已拥有 4400T 等规格型号压铸机。 旭升股份将在未来三年内向海天金属引进型号 1300T-4500T、6600T 和 8800T 的多套冷 室压铸岛。

非上市公司中,宁波海威公司 6600T 压铸单元生产的超大型结构件一体化电池包产品 已于 12 月下线,规划在绍兴工厂安装 6 台 6600T 和 9000T 的大型压铸设备,用于生产新 能源汽车超大型结构件——前机舱、后车体及电池包箱体等产品。瑞立集团于 2021 年 4 月向力劲集团订购 6800T、8000T 和 9000T 超大型智能压铸单元,并与力劲集团、轻合 金精密成型国家工程技术中心签署战略合作协议。美利信科技 2021 年 12 月美利信科技 HDC8800T 压铸机入场,已于 2022 年 4 月中旬正式投入使用。并与重庆大学国家镁合金 材料工程技术研究中心签署战略合作协议。

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布局进度领先,文灿股份走在行业前列。文灿股份在大型一体压铸设备落地进度、项 目定点、产品开发试制等方面均走在行业前列。设备落地进度方面,7 台中大型压铸单元 已全部到位并完成安装调试;1 台 9000T 压铸机已在天津工厂完成安装,处于产品试制阶 段;今年 5 月已有 1 台 9000T 压铸机在南通工厂完成安装调试,6 月试模。模具设计方 面,子公司文灿模具积累了大量车身结构件的项目经验,掌握真空高压压铸模具,能够满 足铝合金车身结构件对于壁厚的要求。工艺管理方面,子公司雄邦压铸(南通)拥有配套 奔驰、特斯拉、蔚来、小鹏、广汽 AION 等客户的丰富经验,在车身结构件生产技术上领 先国内同行。产品开发试制方面,2021 年 11 月 18 日,南通雄邦工厂 6000T 超大型压铸 岛成功试模,采用一体化压铸成型的汽车零部件成功下线;2022 年 4 月,天津雄邦压铸 工厂 9000T 超大型一体化铝合金后地板产品试制成功。项目定点方面,文灿股份与蔚来建 立了密切的合作关系,已为蔚来三款量产车型供应车身铝合金结构件。截至目前,公司还 与 5-6 家国内外客户进行大型一体化车身结构件产品的研发,预计在 2023 年-2025 年开 始量产。

广东鸿图完成产品试制,免热处理材料研发领先。公司于 2022 年 1 月成功试制 6800T 新能源汽车超大型一体化铝合金后地板压铸结构件产品,标志该大型压铸单元正式投产。 同时,广东鸿图与力劲集团、广州市型腔模具制造有限公司及广东鸿劲金属铝业有限公司 共同就 12000T(吨)超级智能压铸单元开发项目开展合作,目前 12000T 设备正处于设 计开发阶段,预计将于今年 8 月投入使用并进行动力电池托盘产品试制。此外,公司在免 热处理材料研发方面也已取得一定的成效,目前免热处理铝合金材料已获得国家授权发明 专利,性能和使用成本处于领先水平,并已应用于一体化产品开发试制。

拓普集团超大结构件率先下线,免热处理材料实现突破。2022 年 2 月 25 日,拓普集 团与高合汽车合作的 7200T 一体化超大压铸后舱量产下线,实现了 15%-20%的减重效果 标志着拓普集团成为了国内首个量产超大型一体化铝合金结构件制造技术的汽车零部件 供应商。此外,在材料方面,拓普集团与华人运通及上海交通大学合作,全球首家成功应 用了其联合发布的 TechCast™高强韧性免热处理铝合金材料,该免热处理的合金材料可以 避免因热处理带来的零件尺寸变形及表面缺陷等问题,是汽车产业制造端低碳合金技术的重大突破,该材料流动性高于同级别材料 15%以上、强塑积高出 30%以上,保证了整车碰 撞等性能达到更高维度。

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设备端:2030 年行业具有 30 倍空间,力劲科技行业领先

一体压铸趋势下,压铸机成为造车核心装备

一体压铸工艺将主要取代白车身、四门、后盖结构件的冲压和焊接环节。根据特斯拉 电池日(2020 年 9 月 3 日)公布的车身一体铸造技术和力劲科技调研可知,未来汽车的 覆盖件冲压生产的方式不会改变之外,其余车身、电池盒、车门骨架、后盖、前后副车架等结构件的冲压和焊接环节均可以采用压铸工艺生产,这将使得整车白车身生产工艺大幅 简化。A/B 柱、车顶和座椅骨架是否能够采用铝压铸工艺代替钢材冲压焊接,目前还在探 讨当中。

前地板、后地板和电池托盘有望在 2022 年实现一体压铸技术的应用。根据特斯拉电 池日公布的信息,其制造技术创新主要集中在前、后地板和电池包:前、后地板均应用一 体铸造技术,将数十个冲压零件焊接在一起的总成替换成一个整体的大型铸件;电池包中 的电芯采用了大圆柱无极耳设计,能够与电池壳紧密贴合,和结构件一样实现承重功能。 特斯拉于 2021 年在 Model Y 车型的后地板上量产一体压铸技术,完成前地板一体压铸件 试制,两者均采用 7000 吨级压铸机生产;若后期考虑采用一体压铸工艺生产电池托盘, 则需要用到 1.2 万吨级别的压铸机。2022 年 1 月,力劲科技已与广东鸿图签署 1.2 万吨级 压铸机购买合同,预计 2022 年三季度可交付,届时行业有望实现采用一体压铸技术生产 一体压铸电池托盘。

根据我们测算,若全车身广泛采用一体压铸技术,单车型压铸岛投资约 10 亿元。在 特斯拉推出一体压铸技术前,因新能源车用铝量增加,铝压铸件已开始在车身零件上逐 步渗透。目前前副车架(Model 3)、车门(Model X)、电机和电驱外壳已有车企采用铝 压铸件。特斯拉一体压铸技术带动 5000 吨以上超大型压铸机逐渐问世,为车身其他部位 结构件导入压铸提供可行性。除底盘外的 A/B/C 柱侧围、车顶、尾门、电池盒上盖以及 CATL 推出换电方案而产生的电池仓,上述车身结构件也具备采用压铸工艺替代冲压焊接 件的可能,并且目前已有车企和零部件厂在研发相关工艺和技术。中控台骨架和座椅内 部结构件国外已有采用压铸镁合金替代钢制冲焊件来减重的案例。上述结构件若全部采 用压铸工艺生产,则单车零件配套压铸相关设备投资约 10 亿元左右。

按照一体压铸在车身结构件渗透的三个阶段分析,较可能实现的第一、二阶段对应年 产能 10 万/1000 万/5000 万辆的压铸设备投资额合计为 4.4 亿/436 亿/2181 亿元,若三个 阶段中的车身结构件均采用压铸工艺,对应年产能 10 万/1000 万/5000 万辆的压铸设备投 资额合计为 7.5 亿/750 亿/3752 亿元。根据一体压铸在车身结构件的渗透进展,我们大致 将压铸在车身结构件应用的渗透分为三个阶段。第一阶段:以特斯拉 2020 年电池日公布 的技术路线为主,包括前后桥、电池盒体以及目前已实现压铸工艺量产的前副车架、电机 电驱外壳等。第一阶段相关压铸设备按照产能/产量余量 30%计算,对应年产能 10 万辆车 相关的压铸机 周边设备组成的压铸岛投资额约 2 亿元,对应产能在 1000 万/年和 5000 万 /年的设备投资额约 198 亿元/989 亿元。第二阶段:主要包括电池盒盖板、中控台骨架、 后副车架、车门、尾门等技术上可实现采用压铸工艺,且有车企和零部件厂商已有研发的 相关部件。第二阶段对应年产能 10 万辆车的压铸岛投资额约 2.4 亿元,对应产能在 1000 万/年和 5000 万/年的设备投资额约 238 亿元/1192 亿元。第三阶段:主要包括 A/B/C 柱侧 围、车顶、换电电池仓、座椅结构件等。上述结构件虽可采用压铸工艺制造,但尚未有车 企和零部件厂商明确导入。第三阶段对应年产能 10 万辆车的压铸岛投资额约 3.1 亿元, 对应产能在 1000 万/年和 5000 万/年的设备投资额约 314 亿元/1571 亿元。压铸工艺在上 述三个阶段的渗透,我们认为第一、二阶段的部件最终采用压铸工艺的可能性较大,第三 阶段是否最终采用压铸工艺存在不确定性。

2020 年我国压铸机市场规模仅 30 亿元,力劲科技占据行业主导地位

压铸机分为冷室机、热室机两大类,尺寸超过 10cm 以上零件需要采用冷室机。热室 压铸机存在巨大的保温铝液坩埚,其压室在保温坩埚内的熔化金属液体中,压射机构设计 在坩埚的上方,压铸时压射机构将压室内浸满的液态金属压射入模具中并成型。热室机通 常生产尺寸较小的零件,如箱包金属件、拉链头、玩具等,材料以锌合金、铜合金为多。 冷室压铸机采用卧式结构,压室与保存熔化金属液的坩埚炉是分开的。压铸工作时,由机 械臂从坩埚炉中取出液体金属浇入压室内,随后压射机构将压室内液态金属压入模具内保 压成型。尺寸超过 10cm 以上的产品,如 3C 产品结构件、5G 基站外壳、电机外壳、汽车 零部件、结构件等均采用冷室压铸机生产,材料通常为铝合金、镁合金。

汽车巨头为什么不用一体压铸(汽车行业一体压铸研究报告)(11)

2020 年我国传统压铸机市场规模在 30 亿元左右,受益于铝替代钢而总体呈持续增长 趋势。我国制造业规模全球第一也是世界上最大的压铸机市场。全国压铸机市场规模没有 明确的统计数据,我们根据中铸科技公布的 2019 年国内压铸机市场份额以及行业龙头力 劲科技压铸机业务历年收入和内销占比大致推算行业空间。我国压铸机市场总体呈增长趋 势,市场规模从 2012 年的 17 亿增长至 2020 年的 30.5 亿,CAGR6.7%。这说明压铸机 需求受益汽车行业规模扩大以及铝代钢带来压铸件占比提升在缓慢扩大中。全球压铸机市 场规模没有明确的公开数据,根据力劲科技调研相关信息,我们预计中国大概占全球压铸 机市场规模的 40%,则 2020 年全球压铸机市场规模约 75 亿元左右。

预计一体压铸在车身结构件的渗透周期约 10~15 年

苹果带动手机机壳从塑料变为金属,金属机壳渗透率提升至 90%大致用时 7 年。2010 年苹果从 iphone4 开始采用金属机壳,并成功引领行业趋势。2013 年 HTC 率先也采用铝 合金外壳,2014 年国产智能手机品牌如小米、华为开始逐步在高端机种中采用金属机壳。 至 2017 年,以金属为主要结构材质的手机占比已达 90%,手机行业机壳金属化大致用时 7 年时间。

金属机壳加工设备投资高峰出现在金属机壳渗透率提升周期的中后段时间。金属机壳 替代塑料机壳促使零部件企业大量采购 CNC。金属机壳主要生产企业比亚迪电子、可成、 长盈精密在金属机壳渗透率快速提升过程中均大量采购 CNC,固定资产支出同步上行。 2015 年设备采购高峰期三家公司合计资本开支近 80 亿元,是 2010 年的 4.3 倍。比较金 属机壳渗透周期和零部件企业设备投资周期,设备投资高峰出现在金属机壳渗透率提升周 期的中后段时间。

汽车巨头为什么不用一体压铸(汽车行业一体压铸研究报告)(12)

我们预计一体压铸在汽车行业渗透率提升至 90%需要 10~15 年左右。我们将汽车一 体压铸变革与手机外壳金属化做类比,2020 年特斯拉开始导入一体压铸车体类似于 2010 年苹果发布 iphone4,业内其他企业开始探索和跟进。手机行业用 7 年左右时间将金属机 壳渗透率提升至 90%左右。考虑到汽车行业产品迭代速度比手机行业慢 1 倍左右,我们预 计一体压铸车身在汽车行业渗透率提升至 90%需要 10~15 年左右时间,当行业总体形成 共识后,渗透率提升速度有可能加快。

我们预计到 2030 年全球车身结构件压铸机系统总累计投资额约 1614 亿元。根据中 信证券研究部新能源车组的相关预测,到 2030 年全球乘用车总销量预计在 1 亿辆左右, 其中新能源车占比预计在 40%。我们认为一体压铸工艺在行业渗透周期 10~15 年。至 2030 年预计第一、二阶段的车身结构件可实现压铸替代冲焊零件,第三阶段中预计一体压铸可 渗透约 30%的车身结构件。按照上文计算的年产能 10 万辆车的结构件相对应压铸机 附属 设备(压铸岛)投资额约 4 亿元,对压铸机系统到 2030 年市场空间进行敏感性分析。通 过分析,我们认为到 2030 年一体压铸技术在全球新能源车渗透率 70%左右,燃油车领域 渗透率 20%的假设比较合理,此种情形下对应压铸机系统总投资额在 1614 亿元左右。

汽车巨头为什么不用一体压铸(汽车行业一体压铸研究报告)(13)

材料:免热处理合金需求爆发,先发企业迎来新机

免热合金是一体铸造的刚需,性能要求更上一层楼

汽车轻量化潮流促进“以铝代钢”,铝合金材料应用比例持续增加。普通 B 级车钢制 白车身重量通常在 300-400kg,“以铝代钢”可使白车身种类降低 30%-40%。世界铝业协 会报告指出,NEDC 工况下汽车自重每减少 10%,能减少 6%-8%的能耗。由于“以铝代 钢”减重及节能效益明显,汽车传统非承载件(例如壳体、支架类)已广泛使用铝合金材 料;近年来,随着高致密度压铸成型技术发展,部分大型、复杂、薄壁汽车关键承载件(如 汽车减震塔、副车架、座椅骨架、压铸底盘等)开始采用压铸铝合金进行生产。2021 年 6 月,特斯拉宣布下一步计划采用 2-3 个大型压铸结构件组装车体总成。

传统压铸结构件需热处理、矫形,一体压铸下尺寸精度和成本难以兼顾。目前传统压 铸结构件因其使用材料的限制,在压铸工艺后需要通过热处理(高温固溶 过时效)来提 升其强度、坚固性、延展性等指标,以达到汽车碰撞安全的要求;但是热处理加热和冷却 的过程会导致零件变形,需要通过专业设备或人工进行矫形,以保证尺寸精度。这样的工 艺设计不利于一体压铸技术的应用,因为零部件尺寸成倍变大后,其热处理、矫形的制造 费用以及产生废品的风险大幅提升,极大影响零件的生产效率和成本。因此,传统的铝合 金压铸材料难堪一体铸造的大任,免热处理材料应运而生。

汽车巨头为什么不用一体压铸(汽车行业一体压铸研究报告)(14)

免热合金优势显著兼顾优异性能与降本增效。传统热处理铝合金材料,仅适用于压铸 中小型结构件,总成组装仍需经过数十至上百次的铆接/焊接过程。免热处理铝合金具备非 常好的热稳定性能与力学性能,适合大型压铸件生产,可实现一次简单压铸加工,由焊接 几小时改善为压铸几分钟,精简连接工序、节约生产时间,使得车身结构件的成本和性能 具有较大优势,亦提高产品的良品率,并可以减少碳排放(省去零件压铸后的热处理工艺), 顺应碳中和节能减排趋势要求,所以其为一体压铸最佳材料选择。(报告来源:未来智库)

抽丝剥茧,一体压铸对合金材料要求有哪些?

(1)力学性能要求更高。一体化大铸件通常具有尺寸大、壁薄、结构复杂等特征, 且大型关键结构件在服役过程中往往承受持续、交变的载荷,因此一体化压铸件需要满足 车身不同部位对受力、强度以及韧性的不同要求。在力学性能方面,免热处理合金需具备 强的塑性和强度,该指标越高对应材料减重效果越明显亦兼顾提升零件碰撞,疲劳性能; 此外,一体化大铸件难以做到铸件整体各区域的性能统一,需采取不同的连接方式对材料 性能要求不同,因此,材料需具备高的连接包容性;大铸件流程较长对材料的充型距离挑 战较大,需具备较好的铸造性能避免材料欠铸与变形等问题。

(2)更高的微量元素和杂质元素包容度。免热合金出品率为 60%,40%的回炉料需 要重新使用,此外还可能结合再生料使用,两种材料会带来微量与杂质元素可能引起材料 粗化,需在材料设计时给予更高的微量、杂质元素容忍度,确保经济性及铸件的性能要求。

(3)长效的、高效的变质剂。免热处理合金没有热处理流程在凝固过程中直接形成 组织,只能依靠单一的组织调控,主要是依靠变质剂进行组织调控,来实现材料的强度和塑性。实际生产过程中,大铸件由于机台或模具需要熔体长时间保温,在该过程中如果变 质剂不具备长效与高效特性,会打断生产的连续性。

(4)完善的材料数据库(包括材料物性参数与不同材料卡片)

材料物性参数数据库。大铸件无法做到所有位置性能一致,不用位置由于结构或 充型的差异带来不同力学性能,在零件设计时需要把完整的材料物性参数,带入 到高精度的铸造模拟过程中,以识别出生产过程中哪些流程或位置较大概率存在 缺陷,并采取措施应对。

不同材料卡片(服役性能数据库)。大铸件无法做到所有位置性能一致,零件设 计时在进浇口、远浇口、合流或者填充流向改变的位置,在这些本体性能较差时, 不同区域赋予对应材料卡片,旨在仿真中得到真实零件受力,为零件设计在仿真 方面提供安全的保证。

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免热合金需求快速释放,预计国内 2022-2025 年市场规模 CAGR 为 161%

一体压铸加速渗透,其中材料端免热合金需求快速释放空间广阔。我们对 2022-2025 年国内与国外新能源车与 2030 年国内与国外乘用车整体免热处理合金市场空间进行测算。 预计 2022-2025 年国内新能源车整体免热合金市场规模分别为 8.15 亿元、22.97 亿元、 46.35 亿元、145.15 亿元,对应 2022-2025 年 CAGR 为 161%;保守/中性/乐观情形下估 计 2030 年国内乘用车整体免热合金市场规模为 377/562/665 亿元。伴随主机厂一体压铸 强需求牵引,大型压铸设备与配套模具持续落地提供强底层支撑,材料端免热处理合金成 功革新,产业链各环节配合渐入佳境,工艺愈发成熟,模式逐步跑通,一体压铸有望加速 渗透带动免热合金需求快速释放。测算过程及相关假设如下:

免热合金用量测算倒推过程: 根据前文一体压铸结构件空间测算结果,我们去除掉不使用热合金的一体压铸结构件 空间,主要包括 2030 年时保守假设下的前副车架、电机/电驱外壳,中性假设下后副车架、 车门,乐观假设下车顶、汽车座椅等部位,得出使用免热合金一体压铸结构件市场空间, 再除以一体压铸结构件平均单位价值量(假设为 35 元/kg),最后得出免热合金总体用量。 免热合金价格假设: 假设铝价保持在 20000 元/吨左右,材料商加工费假设为 5000 元/吨,对应单吨铝价 为 25000 元左右。

免热合金技术与专利壁垒高,强者恒强的可能性大

免热处理合金材料成分、工艺复杂,具备较高的技术壁垒,其中合金材料成分设计是 免热处理合金开发的核心技术壁垒。

(1) 合金主要成分配比是合金性能基础:常用压铸铝合金可以分为 Al-Si 系、Al-Mg 系、 Al-Si-Cu 系、Al-Si-Mg 系,主要成分配比影响合金强度、硬度等力学性能指标, 同时影响流动性、凝固性等铸造性能指标;

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(2) 微量特殊元素引入可调节合金品质但元素选取与引入比例较难把握:以上海交大 轻合金中心专利《一种非热处理强化高强高韧压铸铝镁铜合金及其制备方法》为 例,Al-Si-Cu 系合金,可通过引入稀土元素 Y、Er 以及 Ce 作为活性元素,形成 细小弥散相以提高合金的强度;德国德国莱茵金属公司的 Castasil-37 合金是一种 高韧性 Al-Si 合金,主要通过添加微量 Mo、Zr 等元素提高压铸过程的合金强度。 但是微量元素的选取种类较难确定及引入区间较窄或特定,不同元素有其各自性 能优缺点,且不同元素之间可能存在相互作用,只有当元素种类选取合理且各元 素添加比例适宜时,才能生产出符合要求的免热合金,技术难度较大,这需要生 产企业长时间的生产实践经验积累,拥有多年材料配方设计经验。

同时需在材料选用、净化处理、工艺过程保障等方面综合调控保证合金性质 (1)材料选用:需要依据成分设计结构,选用纯度较高的电解铝、工业硅和其他添 加材料,保证杂质 Fe、Ca、Na、P 等元素尽可能少的带入,才能保证铝合金材料具有良 好的铸造能力和充型能力、较好的延展性、良好的抗拉强度和良好的屈服强度。 (2)净化处理:通过对铝液中非金属夹杂物、氧化物及含气的高效去除,方能保证 铝液具有较高的纯净度,从而避免因铝液中含气量影响,提高产品良率。 (3)浇铸工艺:适宜的浇铸温度和浇铸参数,可保证合金材料具有均匀、致密的晶 粒组织及较好的力学性能。

专利壁垒:对合金材料配方成分进行锁定,其他企业需“绕道而行”

专利壁垒锁定合金成分,后发超车难度加大。基于上文分析我们知道合金材料成分料 配方设计为技术壁垒的核心,而专利壁垒主要是通过专利中对于合金中其他元素添加的比 例进行限制,后发者需要绕过原有专利的配方成分设计研发出符合主机厂要求的免热合金材料,技术难度愈发加大,行业门槛进一步拔高。即使后发企业绕过专利壁垒成功突破免 热合金技术研发,后续还将面临量产阶段的产品性能与成本平衡问题,后发超车难度加大。

免热合金后续格局演绎有望呈现强者恒强趋势。我们认为具备先发优势的免热合金厂 家有望强者恒强,主要原因将从以下三个维度阐述:

维度一:后发者面临多重困难。后发厂家需要长周期经验积累与高研发投入才可能绕 过现有专利配方实现免热合金技术突破,新材料技术突破非一蹴而就,以行业基本规律来 看,一项新材料技术的开发至少需要 5-10 年,甚至更长的时间,即使研发成功后续还 将面临量产之后产品性能与成本的平衡问题,难度进一步加大。

维度二:合作商应用材料一旦定型转换成本较高。前期一体化产品设计流程中主机厂 需求、材料性能与对应压铸模具、压铸工艺参数等需相互针对性优化,各个节点紧密配合 才能促成最终压铸件稳定生产。一旦先发者材料在车企广泛推广应用,较大可能成为这套 体系里的早期标准制定者,定型之后如果出现新的材料想要进行应用替换,这需要重新更 改后续流程的模具、改冲压工艺等等,过程复杂,代价较大。即使后发者材料性能更优, 大多数车企也不愿意做出调整和改变。所以早期抢占市场者后续有望获得最为陡峭成长曲 线。

维度三:先发者产品持续迭代升级与降本强者恒强。在此期间先发厂家基于产品应用 经验积累与持续研发投入进行产品迭代升级,同时可通过推进应用再生料于免热材料的研 发和生产过程中的技改提效等方式,助力未来成本进一步下探,强化产品量产性价比优势, 构筑强大客户粘性壁垒,引领技术先进性与市场份额。

不受自供、外携等商业影响,享受行业增量确定性高

主机厂自供和第三方供应的方案将长期共存。目前一体压铸模式主要有车企自供、第 三方压铸厂合作两种模式,目前除特斯拉采取自供外,其他主机厂大多采取与压铸厂合作 供应方案,两种模式共存的状态将长期存在。

成本之差:规模效应是关键。一体压铸前期需一次性投入高价值大型压铸设备、配套 设施厂房等固定成本,所以产能利用率高低通过固定成本摊薄直接影响产品单位成本,第 三方压铸厂基于单台大型压铸设备,可以通过更换不同模具配套多家主机厂不同车型产品, 提升单台设备产值,实现单位固定成本快速下降,同时产能饱满带来生产连续性提升与能 源利用率提升,单位能耗降低。叠加学习效应助力生产效率与制造成熟度提升,实现单位 可变成本的下行。而主机厂自行压铸结构件主要是配套自家有限车型,目前,大多数主机 厂销量规模难以匹敌特斯拉,规模效应不足直接推高一体压铸结构件单位成本,短期主机 厂难以看见正向利率将会积极寻求与第三方供应商合作。

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关注享受一体压铸趋势高确定性的材料厂商

一体压铸商业模式持续演绎,材料厂商影响较小高确定性凸显。基于前文分析两种模 式竞争格局将长期存在,短期看第三方供应方案或为主流模式,长期看主机厂自供比例有 望提升。无论商业模式演变趋势如何,对于材料厂商影响较小,主要系无论是主机厂自供 亦或与第三方压铸供应商合作,如若实现一体压铸结构件最终落地应用免热合金材料是刚 性需求,材料厂商格局较好可以选择与主机厂或供应商合作免疫商业模式变化,充分享受 一体压铸加速渗透的高确定性高景气红利。(报告来源:未来智库)

国内外免热处理铝合金材料开发进展

国外:主流高品质免热处理铝合金材料开发者仍以外企为主。如美国铝业公司,其产 品为 EZCAST™系列 C611 免热处理 AI-Si 系压铸铝合金等,该系列合金由美国铝业公司 在上世纪 90 年代开发成功,并应用于奥迪 A8 的全铝车身的结构件上。此外,德国莱茵金属公司也开发出 Al-Si 系和 Al-Mg 系免热处理高强韧合金,如 Castasil-37 压铸铝合金;加 拿大铝业公司则开发有 Aural-2 和 Aural-3 等压铸铝合金材料。

国内:免热合金可量产厂家稀缺,目前竞争格局良好。目前国内免热处理铝合金材料 实现自主研发突破,性能指标满足汽车结构件要求。竞争格局方面,目前国内仅立中集团 具备自主知识产权技术成熟并具备可量产能力,其他厂家或为海外合金厂商授权应用或为 高校研发阶段暂不具备量产能力。行业具体情况如下:立中集团历经十年的技术创新,打 破国外技术垄断,研发出 LDHM-02 免热处理合金材料具备自主知识产权,并形成批量供 货,稀缺性显著。帅翼驰集团与美国铝业签订独家代理协议,代理美铝高强韧免热处理铸 造铝合金;上海交大轻合金中心研发免热处理高强高韧压铸 JDA2b 合金,2021 年 12 月, 上海交大轻合金中心与华人运通高合汽车达成战略合作。双方全球首发 TechCastTM 超大 铸件用低碳铝合金,将在高合汽车后续车型上大批量采用。

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重点公司分析

文灿股份

公司高压铸铝结构件技术国内领先,受益行业变革确定性高。根据公司招股说明书, 公司于 2014 年研发成功并实现量产,为国内最早。公司现已稳定配套奔驰、特斯拉和蔚 来等豪华品牌客户。2017 年,公司结构件产品销售收入仅为 0.7 亿元,而 2020 年已达 3.5 亿元,规模快速提升。2020 年,公司成功开发了理想汽车、加拿大庞巴迪和恒大汽车等 新客户,并获得了蔚来新款车型和北京奔驰的车身结构件新项目,对新老客户的渗透不断 加深。高压铸铝结构件对材料、设备和模具等核心环节技术的要求较高,“一体压铸”难 度将进一步提升;公司已订购 9000T 等大型压铸机,加速一体化压铸技术产品研发,构筑 行业护城河。

收购法国百炼,开启全球化进程。2020 年 12 月,公司完成对法国百炼集团 100%股 权收购。法国百炼集团是全球领先的汽车制动系统精密铝合金铸件生产企业,主要产品工 艺为低压和重力铸造,主要客户为标志雪铁龙、宝马等整车厂和大陆、采埃孚等一级供应 商。收购百炼集团后,公司实现高压铸造、低压铸造和重力铸造的工艺全覆盖,并有望借 助百炼的客户群体实现全球扩张。

“一体压铸”引领汽车生产潮流,公司在新势力定点进展顺利。特斯拉采用“一体压 铸”工艺,相比钢铝混合车身实现 40%的降本效果。在降本效应驱动下,我们预计全球整 车厂生产模式将发生重塑,高压铸铝结构件单车价值有望从 3000 元提升至 6000 元以上, 渗透率有望从 8%(约 35 万以上车型) 提升至 30%(20 万以上车型),行业 2030 年空 间有望达到 1000 亿以上,10 年 CAGR 为 30%。公司铝压铸车身结构件产品技术国内领 先,已实现为戴姆勒、特斯拉和蔚来等头部品牌的配套。此外,公司与力劲科技签订了战 略合作协议,公司采购包括 6000T、9000T 在内的 9 台大型、超大型压铸机。目前 6000T 压铸设备上的试制产品已在某知名头部新势力客户整车厂中完成白车身安装下线;9000T 压铸机定点产品已经开始试制阶段工作,用于另一知名头部新势力客户的 SUV 车型。我 们预计随着压铸机调试不断成熟,公司有望未来充分享受新势力客户带来的增量,行业领 先地位进一步巩固。

拓普集团

公司是国内优质、稀缺的 Tier 0.5 级平台型零部件供应商。公司是国内特斯拉产业链 核心供应商,单车配套价值量大,业绩弹性高。公司客户拓展顺利,除核心客户外,公司 积极拓展 Rivian、Lucid、华为、金康、高合、小米、理想等国内外创新车企客户,单车配 套价值有望随合作进一步提升。公司基于底盘底层能力积累,在空气悬挂、线控转向、电 子膨胀阀等核心总成及零部件方面积极投入研发。我们认为,随着国内新能源汽车渗透率 不断提升,公司在智能电动汽车客户拓展方面稳步推进,业务成长增加新动能。

加码轻量化底盘,定增发力拓展客户。2021 年 12 月 30 日,公司公开发行可转债申 请被证监会受理,拟募集不超过 25 亿元全部投资于宁波杭州湾新区四期土地的轻量化底 盘系统建设项目(年产 150 万套)及宁波杭州湾新区五期土地的轻量化底盘系统建设项目 (年产 330 万套)。此外,公司拟在重庆设立全资子公司,投资 15 亿元分期建设新能源汽 车各产品线生产基地,积极布局新能源汽车轻量化底盘系统暨内饰隔音件系统生产基地。 公司在轻量化底盘业务方面频频扩产,订单层面能够满足更多的新能源客户,在轻量化底 盘的技术上也能够巩固其行业地位,以便提前抢占更多的市场份额。

平台型零部件公司典范,产品品类不断拓展。公司作为平台型零部件公司,在原有汽 车内饰、隔音及减震产品基础上,持续前瞻布局轻量化、电动化和智能化赛道,不断拓展 公司的行业竞争优势,其中公司为电动皮卡品牌 RIVIAN 配套的单车价值达 11000 元。此 外,公司依托研发 IBS 智能刹车系统所积累的电控及精密制造的能力,成功研发集成式热 泵总成、电子膨胀阀和电子水阀等产品,热管理总成开始深度配套新能源核心客户,单车 价值量接近 3000 元。依托在线控制动研发过程中形成的机械、电控、软件能力以及底盘 调校能力,结合公司在橡胶方面和真空泵方面的多年经验积累,公司迅速开发空气悬架系 统项目,单车配套 5000-10000 元,在汽车消费升级的时代,具备很大的市场空间。在智 能化领域,公司已具备为客户提供 IBS EPS 一体化解决方案的能力,大幅减少主机厂的 研发匹配工作量,预计将于今年量产,为客户提供更多增量价值。

爱柯迪

铝高压铸造龙头,市场空间持续增长。公司是国内领先的汽车铝合金精密压铸件专业 供应商,当前积极推进产品结构转型,加快推进产能释放,把握电动化、智能化发展趋势, 聚焦汽车轻量化、节能环保,重点发展新能源汽车相关业务。长期来看,公司是国内领先 的铝高压铸造龙头,逐步提升的全球汽车产销量及汽车用铝量将促进汽车铝合金精密压铸 件的市场空间持续增长。

公开发行 16 亿可转债,把握一体压铸大趋势。公司 2022 年 1 月 12 日发布公告,拟 公开发行总额不超过人民币 16 亿元(含 16 亿元)可转换公司债券,期限为自发行之日起 6 年,优先配售公司原股东。募集金额在扣除发行费用后将全部用于爱柯迪智能制造科技 产业园项目的建设发展。该项目投资总额为 18.9 亿元,将新建车间厂房、全自动立体仓库 等约 137,255 平方米,建成后新增新能源汽车电池系统单元、新能源汽车电机壳体、新能 源汽车车身部件和新能源汽车电控及其他类壳体等 710 万件产能。此外,通过实施本次募 集资金投资项目,公司将引进 800 吨到 8400 吨不等的国内外先进中大型精益压铸单元, 增强公司在一体化压铸领域竞争力,在这一由电动化催生的新赛道中占据先机。

新能源、智能化项目不断突破,高固相半固态成型技术持续向前。2020 年,公司收 购银宝压铸 51%股权,设立半固态成型专业化产品生产工厂,开拓公司在高致密性、高力 学性能铸件方面的供应能力。报告期内,公司固态产品在新能源汽车电池包系统、电驱系 统、热管理系统等方面取得零的突破,我们判断 2021 年至今半固态项目寿命期内新增销 售收入占比约为 10%。公司获取新项目生命周期内预计新增销售收入再创新高,新增法雷 奥、大陆、汇川技术、海康威视、舜宇集团、速腾聚创、蔚来等新能源汽车或汽车智能化 项目,未来增长动力十足。(报告来源:未来智库)

旭升股份

深耕铝合金成型领域,深度应用压铸、锻造、挤压三大工艺。公司是全球汽车轻量化 零部件产业链中的重要一员。2021 年实现营收 30.23 亿元,同比 85.8%;实现归母净利 润 4.13 亿元,同比 24.2%。2021 年公司铝压铸板块在手订单持续放量,新增长城 DHT 双电机、奔驰电机壳体、LUCID 动力系统、车身系统、电池系统等部件项目顺利量产。此 外,公司锻造、挤出业务拓展顺利:锻造业务新增新能源汽车转向节、热管理系统阀板等 多个项目定点或量产;挤压业务新增多个电池包壳体零部件项目,且有防撞梁、门槛梁、 副车架、电池包箱体等多个产品项目在研,行业影响力持续提升。

募资夯实轻量化产品竞争力,提前布局一体压铸。2021Q3,公司发行可转债 13.5 亿 元,其中 9.7 亿元用于高性能铝合金汽车零部件项目,新增新能源汽车传动系统壳体产能 234 万件、新能源汽车电池系统部件产能 57 万件和新能源汽车车身部件产能 50 万件;3.8 亿元用于汽车轻量化铝型材精密加工项目,新增新能源汽车传动系统壳体产能 62 万件、 新能源汽车电池系统部件产能 95 万件。我们认为,本次发行可转债有助于公司在汽车轻 量化领域产能继续实现爬坡,行业龙头地位进一步巩固。此外,公司提前布局一体压铸, 将在未来三年内向海天金属引进型号 1300T-4500T、6600T 和 8800T 的多套冷室压铸岛, 为公司长期保持铝制汽车零部件领域优势提早铺垫。

客户拓展顺利,铸锻、型材等铝合金新产品放量。公司自 2013 年便成为特斯拉的一 级供应商,当前特斯拉为公司第一大客户,2021 年贡献销售收入 12.1 亿元,同比 70.6%。 除特斯拉外,采埃孚、长城汽车、宁德时代等客户的持续放量也对公司营收和业绩的增长 有较大贡献。公司不断开拓新产品,挤出产品新获大众 MEB 平台电池包零部件产品的定 点,新能源电池包业务已取得宁德时代、亿纬锂能、赛科利等多个客户项目。同时,新产 品铸锻件已开始配套特斯拉、理想、福特、采埃孚和宝马等客户,未来业绩增量料将稳步 提升。

立中集团

公司是轻合金新材料及汽车轻量化材料领域全球供应商。立中集团主营中间合金、再 生铸造铝合金材料和铝合金车轮产品三大业务,各业务板块均为细分行业龙头,也是行业 内唯一一家拥有熔炼设备研发制造、再生铸造铝合金研发制造、功能中间合金研发制造、 车轮模具研发制造、车轮产品设计和生产工艺技术研究制造完整产业链的公司。此外公司 持续多元布局锂电新材料、免热合金领域。未来随着一体压铸成型产品的市场需求逐步释 放,公司的免热处理合金有望实现规模化生产,进一步提升公司的综合竞争实力和盈利水 平。

立中免热合金产品兼顾高强、高韧性与低成本优势,先发优势富集。2021 年中报披 露,立中集团研发的 LDHM-02 免热处理合金材料已获得相关专利,并形成批量供货。实 现了大尺寸、薄壁、结构复杂和热处理易变形的汽车结构件“以铝代钢”材料替代,特别适 用于新能源汽车保护锂电池免受外界碰撞和挤压的电池承载件以及汽车“以铝代钢”一体压 铸成型车身等应用场景。根据立中集团子公司申请中的最新相关专利《一种高强韧免热处 理铝合金材料及制备方法》,公司该专利开发的铝合金材料屈服强度达 130Mpa,抗拉强度 达到 250Mpa,伸长率大于 10%,满足客户使用需求。相较于同类产品立中产品拥有综合 的优异性能表现,兼顾高强、高韧性与低成本优势。立中免热合金产品先发优势富集,有 望在一体压铸材料端拔得头筹,并推进应用再生料于免热材料的研发,助力未来成本进一 步突破,有望持续引领技术先进性、市场份额与量产性价比优势。

立中、文灿强强联合,助力立中免热合金市场化应用和快速推广。双方合作共同开发 大型一体化铝铸件的免热处理材料,其中立中负责材料配方的研发,文灿股份负责研发应 用工艺条件。双方合作互为独家,但有排除条款:(1)双方协议生效前已配套客户除外, (2)汽车主机厂(含汽车主机厂系统内投资的铸造厂)生产在系统内使用除外,(3)双 方共同认可,共同确认的也可以排除在外,未来立中与整车厂商合作可能仍存。强强联合 助力立中集团客户结构多元化且范围进一步拓宽。立中集团通过独家协议共享文灿优质客 户资源且被优先推荐,目前立中已拓展客户叠加未来潜在的文灿客户资源,公司一体压铸 客户资源独占鳌头,护航立中产品加速量产保障较高市场份额。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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