汽車行業(yè)一體化壓鑄專題：鋁壓鑄向大型化、一體化發(fā)展

汽車行業(yè)一體化壓鑄專題：鋁壓鑄向大型化、一體化發(fā)展1整車：降本增效，特斯拉引領(lǐng)白車身壓鑄一體化白車身：特斯拉引領(lǐng)，制造工藝向一體壓鑄發(fā)展汽車車身是指車身覆蓋件焊接或鉚接在車身骨架上形成的完整殼體，由車身焊接總成（白車身）及其附件組成，一個完整的白車身主要包括前圍總成、側(cè)圍總成、地板總成，頂蓋總成、后圍總成及四門兩蓋組成。傳統(tǒng)汽車制造工藝分為沖壓、焊裝、涂裝、總裝四個環(huán)節(jié)。（1）沖壓：沖壓車間利用不同的壓機，完成車門、左右側(cè)圍、機艙蓋、前后底板、頂蓋、后背門及各種沖壓小件的制造。（2）焊接：焊裝車間負責將沖壓完成的車身圍件焊接在一起，完成白車身的制造。（2）涂裝：涂裝又稱油漆車間，是對白車身附以各種防腐工藝，并噴涂上漂亮的色漆、清漆，以達到上色和表面防護的作用。（4）總裝：是將車身上各種零部件及系統(tǒng)安裝在車身上組裝成一臺完整的汽車，并進行點檢、路試等一系列測試，最終下線成為合格商品車。一體壓鑄將沖壓和焊裝合并，簡化了白車身的制造過程。特斯拉在ModelY的制造中革命性地一體壓鑄了車身的整個后底板，大大減少了所需的焊接工序。此一體壓鑄零件包含了整車左右側(cè)的后輪罩內(nèi)板、后縱梁、底板連接板、梁內(nèi)加強板等零件，型面、截面的變化以及料厚的變化都比較劇烈，相比傳統(tǒng)車企量產(chǎn)的單體壓鑄結(jié)構(gòu)零件難度增加很多。ModelY的白車身后部，幾乎沒有肉眼可見的焊接痕跡，大幅的提升了車身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一體壓鑄技術(shù)大量節(jié)省了生產(chǎn)線成本和基礎(chǔ)設(shè)施成本。Model3后底板有70多個零部件，利用一體壓鑄技術(shù)，特斯拉將其整合為ModelY上的2個大件，焊點由大約700-800個減少到50個。由于生產(chǎn)零部件需要各種模具、機器臂、夾具，組裝零部件則需要不同的生產(chǎn)線，因此零部件的大量減少必然能顯著降低模具成本和組裝成本。同時，一臺壓鑄機占地僅100平方米，根據(jù)埃隆-馬斯克所述，采用大型壓鑄機后，特斯拉工廠的占地面積減少了30%，基礎(chǔ)設(shè)施成本大幅降低。根據(jù)特斯拉官方的數(shù)據(jù)，一體壓鑄技術(shù)預計將給ModelY節(jié)省約20%的制造成本。一體壓鑄技術(shù)顯著降低生產(chǎn)的時間成本和人力成本。一體壓鑄機一次壓鑄加工的時間僅為80-90秒，每小時能完成40-45個鑄件，一天能生產(chǎn)1000個鑄件；

而傳統(tǒng)工藝沖壓焊接成一個部件至少需要兩個小時，一體壓鑄的生產(chǎn)效率明顯更高。同時，由于應(yīng)用了新的合金材料，壓鑄件的表面粗糙度可達Ra0.8-3.2μm，足夠光滑，基本不用再進行機加工。一體壓鑄顯著減少了生產(chǎn)的時間成本。國內(nèi)平均每個焊裝車間配備200-300名生產(chǎn)線工人，采用一體壓鑄技術(shù)后，基于生產(chǎn)流程的簡化，所需的技術(shù)工人至少能縮減到原來的十分之一。生產(chǎn)的人力成本被大大降低。一體壓鑄技術(shù)將造車精度級別提高至微米級別。在自動駕駛領(lǐng)域，車輛需要通過激光雷達、毫米波雷達、高清攝像頭等高精度測量設(shè)備探測和感知路況，這些設(shè)備對于偏航角、俯仰角、滾轉(zhuǎn)角的安裝精度有著極為苛刻的要求。傳統(tǒng)車身制造工藝的“2mm工程”無法滿足自動駕駛設(shè)備的安裝需求。一體壓鑄以整體性部件代替沖壓和焊接的多個車身圍件，可以有效避免大量零件焊接時的誤差累計。壓鑄零件將車身匹配的尺寸鏈縮短至兩到三環(huán)，尺寸鏈環(huán)越少，車身精度的影響因素越少，車身精度的實現(xiàn)和穩(wěn)定性也越好。加之數(shù)控加工技術(shù)，特斯拉將整車精度提升至微米級別。2021年5月18日，馬斯克發(fā)布推特稱：“下一代ModelY車型的精度，將以微米為單位，而不再是毫米”。一體壓鑄技術(shù)顯著提高原材料回收利用率。傳統(tǒng)制造工藝下，白車身用料復雜，原材料回收利用率低。以寶馬7系為例，其用料既有傳統(tǒng)的鋼，又有用量越來越大的鋁合金，更有性能閃耀的碳纖維。由于在制造白車身時混合使用多種材料，因此每一個零件的種類（鋼、鋁）、牌號、金屬元素的含量都不一樣，報廢后的整車白車身只能作為煉鋼煉鋁的原材料，而無法直接整體回爐后制造新的產(chǎn)品。一體壓鑄只使用一種材料，全鋁車身的材料回收利用率可以達到95%以上。由于一體式壓鑄零部件是由金屬液一次充型完成的，因此其材料單一，回收時可直接將廢料融化制造其他產(chǎn)品，保證了白車身制造過程中極高的原材料回收利用率。一體壓鑄技術(shù)將車型開發(fā)周期縮短為1/3。傳統(tǒng)汽車制造中零部件眾多，匹配管控耗時長，開發(fā)周期長達6個月。在傳統(tǒng)汽車制造中，針對車身、內(nèi)外飾、電器等專業(yè)的外觀類零件，需要經(jīng)過MB1、MB2、MB3三輪綜合匹配，才能將零件固化穩(wěn)定在公差要求范圍之內(nèi)。這項工作在整車開發(fā)流程中需要耗費近6個月時間，屬于周期長、工作量大、重復性高的工作。一體壓鑄下，零部件的減少帶來物流的簡化和匹配難度的降低，開發(fā)周期縮短為1-2個月。一體壓鑄將主機廠內(nèi)的沖壓、焊裝車間和主機廠外的供應(yīng)商零部件生產(chǎn)場地全部替換，上游、中游、下游的所有業(yè)務(wù)全部被壓鑄單件的管控取代，這大大降低了白車身的匹配難度。MB匹配中車身所需要的周期縮短至1-2輪，可以節(jié)省3-4個月的開發(fā)周期。若內(nèi)外飾、電器等零件匹配能提前固化，車型迭代速度有望進一步提升。特斯拉將繼續(xù)引領(lǐng)車身壓鑄一體化隨著一體壓鑄技術(shù)的進一步完善成熟，特斯拉的生產(chǎn)效率會持續(xù)提升。根據(jù)特斯拉早前申請的壓鑄機專利顯示，未來特斯拉的車身將由5塊壓鑄大件組成、底盤將由3塊壓鑄件組成，一輛車僅8塊構(gòu)件，預期將降低40%的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率必將持續(xù)提升。一體壓鑄應(yīng)用范圍有望延伸，新能源應(yīng)用趨勢強按照白車身3000個焊接當量計算，白車身連接裝配工藝成本相對于鋼制車身的增量為1200-1800元／臺，而傳統(tǒng)鋼制車身的焊裝成本不超過1000元／臺，鋁制白車身的焊裝成本是鋼制白車身的3倍，原材料成本是鋼車身的4-5倍，成本是制約鋁合金應(yīng)用的重要原因。一體壓鑄在降低原材料用量的同時，節(jié)省了焊裝成本。前中后底板有望3-5年內(nèi)實現(xiàn)一體化壓鑄。市場上目前采用一體化壓鑄工藝的主要是后底板，特斯拉已生產(chǎn)出一體化壓鑄的前底板。據(jù)業(yè)內(nèi)專家估計，未來中底板也能有望能實現(xiàn)一體式壓鑄，大概還需要2-3年的時間，主要取決于CTC技術(shù)的實現(xiàn)。中底板需要的壓鑄噸位比前后底板要更大一點，前后底板批量生產(chǎn)之后再考慮中底板，有望在未來3-5年將前中后底板一次做起來。前中后底板是整個白車身最核心的部分，A柱、B柱應(yīng)用一體化壓鑄工預計時間會更長一點。整個白車身一體化壓鑄關(guān)鍵在于前中后底板能不能連起來。一體壓鑄將擴展至白車身、四門、后蓋等。當前汽車用鋁主要集中在驅(qū)動系統(tǒng)、變速箱、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等位置，隨著技術(shù)的進一步提升，應(yīng)用范圍將逐漸延伸至引擎蓋、擋泥板、車門、后車廂、車頂、整車身等現(xiàn)以鋼鑄件為主的大型部位，滲透率進一步提高。汽車用鋁在汽車行業(yè)主要以壓鑄、擠壓和壓延三種形態(tài)投入使用，其中壓鑄件用量占比約80%。未來，一體壓鑄工藝將主要取代白車身、四門、后蓋結(jié)構(gòu)件的沖壓和焊接環(huán)節(jié)，適用范圍和占比均有望提高。新能源領(lǐng)域一體壓鑄有望拓展至車身結(jié)構(gòu)件、新能源電池包、副車架。1）普通壓鑄的缺陷難以控制，在前期一般在車身中運用在減震塔、ABC柱接頭、縱梁連接處等接頭部位。隨著材料升級、工藝優(yōu)化、設(shè)備智能化大型化的發(fā)展及大型壓鑄模具的技術(shù)成熟，以特斯拉為代表的理念先進企業(yè)正在越來越多地嘗試將車身的零件進行合并，由沖壓+焊接工藝改成一體壓鑄成型的工藝。2）針對車身結(jié)構(gòu)件的一體式壓鑄并非一體式壓鑄的主要方向，該工藝現(xiàn)在更多運用在底盤、電池包等本身結(jié)構(gòu)或者零件小一些的部位，采用一體式壓鑄的方式可以提升強力性、提高效率、降低成本。3）目前新能源車最有可能用一體化壓鑄的一些零部件，一是車身結(jié)構(gòu)件，如特斯拉ModelY車型一體式壓鑄后車體的案例；二是新能源車的電池包，為電池包形狀相對比較規(guī)則，采用一體式壓鑄比起普通壓鑄效果會高一些，成本會低一些；三是副車架等，2015年北美汽車工業(yè)協(xié)會報告指出,鋁合金在副車架上的應(yīng)用在未來幾年內(nèi)將會大幅提升，存在一體式壓鑄的可能性。電動智能時代，車型迭代加速，車身一體壓鑄大勢所趨傳統(tǒng)汽車的車型迭代以硬件迭代為主，生命周期一般為5年。傳統(tǒng)燃油車屬于機械集合體范疇，汽車產(chǎn)品大多是“交付即終點”，車廠一般不會對已交付的產(chǎn)品進行升級。傳統(tǒng)汽車的升級迭代大多僅針對于新出廠的產(chǎn)品，且一般要等到改款期或換代期，迭代時主要考慮：動力總成、造型設(shè)計和底盤系統(tǒng)。電動智能時代，汽車成為可迭代升級的新智能終端，迭代周期縮短至一年一次。智能化時代，芯片、傳感器、電子電器相關(guān)的零部件越來越多，汽車不再是“交付即終點”的產(chǎn)品，而是逐漸智能、開始具備可升級的能力，成為可持續(xù)迭代升級的新智能終端。智能電動汽車在迭代更新時主要關(guān)注：電動力總成、智能座艙和自動駕駛。電動智能時代，品牌的產(chǎn)品差異化至關(guān)重要，產(chǎn)品需具備持續(xù)進化的能力。智能時代，產(chǎn)品差異化決定了品牌的競爭力，因此各品牌都重點強調(diào)數(shù)據(jù)的積累和功能的迭代。在未來，汽車產(chǎn)品將從靜態(tài)轉(zhuǎn)向動態(tài)，在其完整的生命周期中不斷進化，形成動態(tài)學習的過程，品牌也將基于此建立新的技術(shù)壁壘。軟件端：特斯拉早已具備整車OTA功能。OTA具備三大基礎(chǔ)功能：潛在問題改善、全新功能導入和交互界面邏輯優(yōu)化。通過OTA功能，可以實現(xiàn)車載娛樂系統(tǒng)、應(yīng)用程序的升級，還可以對ECU進行軟件更新，包括電池管理系統(tǒng)、電驅(qū)控制單元、整車控制單元等。OTA功能的成熟將加大軟件端的迭代速度。硬件端：一體壓鑄硬件標準化程度更高、開發(fā)周期更短，適應(yīng)電動智能時代的特性。一方面，一體壓鑄技術(shù)可以通過精度控制，提升硬件標準化程度；另一方面，一體壓鑄技術(shù)可以縮短車型開發(fā)周期，將開發(fā)流程從6個月壓縮至2-3個月。因此，一體壓鑄能加快硬件端的迭代速度，使其與軟件端更新匹配，符合電動智能時代的趨勢。2零部件：鋁壓鑄件向大型化、一體化發(fā)展汽車在輕量化設(shè)計需求的驅(qū)動下，關(guān)鍵零部件朝著薄壁、高性能、大型化等方向發(fā)展，壓鑄技術(shù)在汽車中的運用從小件逐步往高壓壓鑄、大型化、一體化的大件發(fā)展。未來，隨著鋁合金材料應(yīng)用技術(shù)的進一步提升，其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將逐漸延伸至引擎蓋、擋泥板、車門、后車廂、車頂、整車身等現(xiàn)以鋼鑄件為主的大型部位。輕量化大勢所趨，單車用鋁量提高工信部發(fā)布的平均油耗目標逐年降低，迫使汽車廠商進行輕量化改革。根據(jù)國家工信部發(fā)布的平均油耗目標，2020年的目標為5升/百公里，相比2015年的6.9升/百公里，降幅較大，要求越來越高。輕量化作為汽車節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一，有顯著的節(jié)能效果。據(jù)實驗，汽油乘用車減重10%可以減少3.3%的油耗，減重15%可以減少5%的油耗；柴油乘用車則可以分別相應(yīng)減少3.9%和5.9%的油耗；電動車（包括插電式混合動力車）也可以分別相應(yīng)減少6.3%和9.5%的電能消耗。鋁合金是輕量化的最佳解決材料。根據(jù)初步測算，鋁合金用量達到250kg相當于減少了500kg的汽車用鋼量。對于一輛1.5t的乘用車，則相當于在現(xiàn)有水平上減少了30%左右的重量，將燃油效率提高了20%以上，效果顯著。根據(jù)中國汽車工程學會規(guī)劃，車輛整備質(zhì)量在未來將快速降低，單車用鋁量快速上漲。根據(jù)中國汽車工程學會，2020年車輛整備質(zhì)量相較2015年將減重10%，單車用鋁量達到190kg；2025年車輛整備質(zhì)量相較2015年將減重20%，單車用鋁量不低于250kg；2030年車輛整備質(zhì)量相較2015年將減重35%，單車用鋁量不低于350kg。新能源電動車為了減重以提高續(xù)航，對鋁合金需求大。新能源汽車市場增長迅速，滲透率逐年上升。根據(jù)中汽協(xié)公布的數(shù)據(jù)，2018年全國乘用車銷量為2808.1萬輛，其中新能源車銷量為105.3萬輛，滲透率為3.75%；2020年全國乘用車銷量為2017.8萬輛，其中新能源車銷量為136.7萬輛，滲透率上升至6.77%。新能源汽車追求輕量化，為達目的，鋁合金是其最可取的制造材料。新能源汽車的鋁合金部件主要有車身、車輪、底盤、防撞梁、底板、動力電池和座椅等，其中車身包括用高性能鋁材制作的車身骨架和用高精鋁板制作的蒙皮及車門。未來，將有更多不同部位的零件被集成制造，單車價值將從3000元提升至6000元以上，鋁壓鑄車身結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用車型也將從35萬(市占率8%)以上向下滲透至20萬區(qū)間(市占率30%)，滲透率有望從8%提升至30%。從白車身部位來看，防撞梁、發(fā)罩鋁合金的鋁合金應(yīng)用門檻最低，其次是行李箱蓋、翼子板及其它覆蓋件。包括B柱、縱梁、門檻、頂蓋縱梁等關(guān)鍵傳力結(jié)構(gòu)件在內(nèi)的白車身本體對設(shè)備成本、節(jié)拍、連接工藝質(zhì)量控制都有較高要求，應(yīng)用鋁合金相對較難。目前已知已經(jīng)在開發(fā)或已經(jīng)在應(yīng)用鋁合金材料的有：電池托架、減震塔、后A柱、D柱、門框、座椅、后橋、后縱梁等。車身用鋁行業(yè)增長空間巨大。根據(jù)國際鋁業(yè)協(xié)會的計算，純電動車用鋁最高可達361.3kg，占整備質(zhì)量的33.1%。2018年單車用鋁為128.4kg，滲透率（實際用鋁/理論用鋁最大值）為31%，預計2025年單車用鋁達到226.8kg，滲透率為50%；

2030年單車用鋁達到283.6kg，滲透率為56%。汽車鋁壓鑄件向大型化、一體化發(fā)展汽車壓鑄工藝主要分為鑄造、鍛造、沖壓三大類。1）鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，以獲得零件或毛坯的方法。分為壓力鑄造、擠壓鑄造等。采用鑄造工藝生產(chǎn)的零件主要為殼體類和支撐類，2）鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。采用鍛造工藝生產(chǎn)的零件主要為力學性能要求較高的零件，例如車輪、底盤懸架系統(tǒng)控制臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、空調(diào)壓縮機渦旋盤等。3）沖壓是將原材料用合適的沖壓模具沖壓成型。是在常溫下用沖床等機器將半成品做成成品的過程。汽車制造中60%-70%的金屬零部件需要經(jīng)過塑性加工，沖壓是重要的手段，如各種覆蓋件、車內(nèi)支撐件、架構(gòu)加強件，以及發(fā)動機排氣管及消聲器、空心凸輪軸、油底殼、發(fā)動機支架、框架結(jié)構(gòu)件、橫縱梁等。4）在汽車鋁合金壓鑄工藝中，壓力鑄造占比80%左右，鋁合金擠壓件和鋁合金沖壓件各占10%左右。高壓鑄造：高壓鑄造模具可以反復利用，通過模具內(nèi)的冷卻系統(tǒng)可以實現(xiàn)快速成型并連續(xù)生產(chǎn)，且可以保證更好的強度以及精度。主要應(yīng)用于發(fā)動機缸體、變速箱殼體、油槽、發(fā)動機支座和跨車梁等結(jié)構(gòu)件。真空壓力鑄造：許多結(jié)構(gòu)件裝在車身結(jié)構(gòu)的節(jié)點上并與其他構(gòu)件連接形成抗變形的高強度框架，這類結(jié)構(gòu)件通常具有尺寸大、壁薄、結(jié)構(gòu)復雜等特征。所以對汽車結(jié)構(gòu)件的力學性能要求高.常規(guī)壓鑄工藝生產(chǎn)的鑄件無法滿足此類要求，需要采用高真空壓鑄工藝。目前國際上大多數(shù)豪車對該技術(shù)均有不同程度的應(yīng)用，如：奧迪Q7、奧迪A8、謳歌NSX、阿斯頓·馬丁DB11、凱迪拉克CT6、奔馳AMGGT等。菲亞特、保時捷卡宴、寶馬4/5/6系車型上都安裝有高真空壓鑄鋁合金副車架。低壓鑄造：除車輪和缸蓋外，該工藝主要用于汽車懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)的輕量化構(gòu)件生產(chǎn)，迄今已在國外高端汽車的上述系統(tǒng)的鋁合金構(gòu)件生產(chǎn)上得到批量應(yīng)用，達到了極好的輕量化和提高車輛駕乘性能的效果。在國內(nèi)，除車輪、缸蓋外，底盤和懸架系統(tǒng)其他方面的應(yīng)用較少。擠壓鑄造：隨著新能源汽車的發(fā)展和汽車輕量化的需要，先進的擠壓鑄造技術(shù)在汽車結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用將越來越廣泛，如控制臂類、擺臂類、連桿類、發(fā)動機支架、輪邊支架類等底盤件已部分應(yīng)用鋁合金材料制造。可取代部分鍛造生產(chǎn)高性能復雜結(jié)構(gòu)件。從各類壓鑄工藝參數(shù)比較來看，高壓壓鑄生產(chǎn)效率高、強度、精度高的特點的優(yōu)勢，是鋁鎂汽車鑄件的理想選擇。根據(jù)LPinformation的研究，高壓壓鑄全球市場規(guī)模將從2019年的1.19億美元增長至151.8億美元。鋁合金壓鑄件向大型化、一體化發(fā)展。汽車用鋁在汽車行業(yè)主要以壓鑄、擠壓和壓延三種形態(tài)投入使用，其中壓鑄件用量占比約80%。目前，國內(nèi)外汽車用鋁合金壓鑄件應(yīng)用范圍已用于結(jié)構(gòu)件、受力件、安全件和裝飾件等，主要包括：

熱交換器、空氣壓縮機活塞、引擎副框架、懸掛部件、剎車部件、駕車軸、車身結(jié)構(gòu)部件、輪轂、尾部面板、儀表盤、玻璃邊框、配電系統(tǒng)、發(fā)動機蓋、保險杠。未來，隨著鋁合金材料應(yīng)用技術(shù)的進一步提升，其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將逐漸延伸至引擎蓋、擋泥板、車門、后車廂、車頂、整車身等現(xiàn)以鋼鑄件為主的大型部位。3鋁壓鑄行業(yè)空間廣闊，產(chǎn)業(yè)鏈迎來國產(chǎn)化機遇上游鋁材：預計2030年全球乘用車車輛用鋁市場規(guī)模達3630億元2016年乘用車單車用鋁約為110kg，預計到2025年將達到187kg，到2023年將達到242kg。據(jù)此計算，2016年中國乘用車車用鋁為269萬噸，到2025年將達到468萬噸，2030年達到726萬噸。2016年乘用車單車用鋁約為110kg，國際鋁業(yè)協(xié)會預計到2025年將達到187kg，到2030年將達到242kg，CAGR為5.8%。2016年全球乘用車產(chǎn)量為7239萬輛，假設(shè)到2025年全球乘用車產(chǎn)量為8000萬輛，2030年全球乘用車產(chǎn)量為1億輛。據(jù)此計算，2016年全球乘用車用鋁為796萬噸，到2025年將達到1496萬噸，2030年達到2420萬噸。2016年中國乘用車車用鋁為269萬噸，到2025年將達到468萬噸，2030年達到726萬噸。假設(shè)2030年全球鋁錠價格為15000元每噸，按照2420萬噸的汽車用鋁量計算，2030年全球乘用車車身用鋁規(guī)模為3630億元，我國汽車用鋁規(guī)模約為1089億元。汽車鋁材標的有立中集團、亞太科技、明泰鋁業(yè)、永茂泰、南山鋁業(yè)等汽車鋁材供應(yīng)商。競爭格局方面，我國鋁擠壓企業(yè)眾多，超過900家，大部分企業(yè)生產(chǎn)能力較為薄弱，比如生產(chǎn)能力低于5萬噸/年的企業(yè)數(shù)量超過800家。大型壓鑄機：預計2030年全球市場容量約為2240億當前壓鑄機以小型機為主。壓鑄機是壓鑄生產(chǎn)的主體設(shè)備，鎖模力≤4000KN為小型機、4000-8000KN為中型機、10000KN以上為大型機。根據(jù)《中國壓鑄行業(yè)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀》中的數(shù)據(jù)，我國壓鑄機設(shè)備中（2011年），10000KN以上壓鑄機僅占2%、8000-9000KN的壓鑄機占5%，5000-7000KN壓鑄機占13%，4000kt以下壓鑄機占80%。為適應(yīng)壓鑄件生產(chǎn)的要求，我國的壓鑄機發(fā)展更為迅速，某些指標已經(jīng)達到或接近國際水平，正在向大型化、自動化和單元化進軍。以力勁公司為代表，開發(fā)了鎖模力30000kN的大型壓鑄機（2004年7月）、鎖模力40000kN的臥式冷室大型壓鑄機（2010年）；蘇州三基、廣東伊之密、無錫新佳盛、灌南壓鑄機等壓鑄企業(yè)也生產(chǎn)了26000kN以上的大型壓鑄機。傳統(tǒng)車所需壓鑄設(shè)備在4000t以下。從目前汽車結(jié)構(gòu)件壓鑄設(shè)備來看，壓鑄設(shè)備所需噸位最大的為前門框、后門框、后縱架、A柱、尾箱蓋的4000噸級壓鑄機。其他部分的壓鑄設(shè)備噸位在1600-3500噸級左右。（1噸=9.8KN）。特斯拉大型壓鑄機均在6000噸以上。目前在產(chǎn)的Model3和ModelY的前/后車身壓鑄件均由6000噸級壓鑄機鑄造，為了純電動皮卡車Cybertruck的生產(chǎn)組裝，特斯拉則是訂購了8000噸級的壓鑄機。結(jié)合以上信息來看，這臺12000噸的整車一體壓鑄機很有可能將在用于特斯拉的下一代緊湊級車的車身鑄造。假設(shè)2030年全球乘用車銷量為1億輛，新能源滲透率為50%，一體壓鑄可應(yīng)用的部位為前中后底板、電池包、電機電控殼體、副車架、車門*4、后蓋共計9個部位。新能源車一體壓鑄滲透率為60%，傳統(tǒng)車一體壓鑄滲透率為30%，按照一臺大型壓鑄設(shè)備出貨量12萬套計算，我們預計所需大型壓鑄機約為2800套。按照壓鑄機單價0.8億元計算，整體市場容量為2240億元，按照十年使用壽命計算，我們預計年均大型壓鑄機市場規(guī)模約為224億元。壓鑄設(shè)備標的有力勁科技、伊之密等國內(nèi)壓鑄機龍頭。國內(nèi)壓鑄機廠家約100家，具備一定市場規(guī)模的約有20家，主要分布在沿海地區(qū)。2001年-2010年我國壓鑄機產(chǎn)量從1960臺增長為5580臺。國內(nèi)企業(yè)布局大型壓鑄機。我國壓鑄機起步較晚，壓鑄噸位和精度相較于國外有一定差距。隨著壓鑄機國產(chǎn)化推進，國內(nèi)企業(yè)布局大型壓鑄機。2021年4月，力勁集團在其寧波壓鑄機生產(chǎn)基地（寧波力勁科技有限公司）發(fā)布了DREAMPRESS系列9000噸巨型壓鑄機。海天金屬HDC8800T超大型智能壓鑄機于2021年底裝配完成。HDC8800T海天HDC8800噸壓鑄機及周邊配套裝備，可實現(xiàn)包括新能源汽車在內(nèi)的車身、底盤等大型結(jié)構(gòu)件一體化。下游零部件：預計2030年全球乘用車零部件一體壓鑄規(guī)模為5100-6800億元假設(shè)2030年全球乘用車銷量為1億輛，新能源滲透率為50%，一體壓鑄可應(yīng)用的部位為前中后底板、電池包、電機電控殼體、副車架、車門*4、后蓋共計9個部位。假設(shè)新能源車一體壓鑄滲透率為60%，傳統(tǒng)車一體壓鑄滲透率為30%，則汽車零部件壓鑄量約為3.4億套，假設(shè)單價為1500-2000元，則全球市場一體壓鑄市場規(guī)模約為5100-6800億元根據(jù)中國鑄造協(xié)會數(shù)據(jù)，我國有3000多家壓鑄企業(yè)，汽車壓鑄件占壓鑄業(yè)總產(chǎn)量70%，鋁合金壓鑄件占車用壓鑄件超80%，格局較為分散。鋁壓鑄進入壁壘較高，國內(nèi)鋁壓鑄企業(yè)均有自身優(yōu)勢領(lǐng)域。鋁合金壓鑄行業(yè)屬于資金與技術(shù)密集型行業(yè)，生產(chǎn)過程中的零件設(shè)計、模具制造、壓鑄、精密加工、工藝優(yōu)化等各環(huán)節(jié)均需要長期的技術(shù)積累，另外相關(guān)模具與壓鑄設(shè)備也需要大量資金投入，市場進入壁壘高。廣東鴻圖主要做中大件包括動力總成系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和新能源汽車的結(jié)構(gòu)件。鴻特精密的主要產(chǎn)品是應(yīng)用于汽車發(fā)動機、變速箱及底盤制造的鋁合金精密壓鑄件及其總成。愛柯迪的產(chǎn)品以中小件為主，覆蓋雨刷系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、發(fā)動機系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等，主要客戶是一級供應(yīng)商，變速箱和撥叉的市場份額排名第一。材料+方案+設(shè)備構(gòu)成技術(shù)核心，自主零部件廠商具備先發(fā)優(yōu)勢材料：獨家鋁合金材料構(gòu)成特斯拉一體壓鑄技術(shù)壁壘。早在2015年12月，特斯拉就聘請了鋁合金專家查爾斯·柯伊曼，令其負責特斯拉的材料工程團隊。特斯拉研發(fā)的鋁合金材料是獨家配方，具有強度高、導電性強的特點，因此穩(wěn)定性優(yōu)異。由獨家合金材料壓鑄而成的后底板總成不需要再進行熱處理，可直接進入下一工序，制造時間由傳統(tǒng)工藝的1-2小時縮減至3-5分鐘，極大的節(jié)省了所需的生產(chǎn)時間，且能夠在廠內(nèi)直接供貨。這一新型鋁合金材料是特斯拉的獨家專利，保證了特斯拉在一體壓鑄應(yīng)用上的技術(shù)壁壘。方案：壓鑄方法專利有效促成大型部件落地。特斯拉申請專利：汽車車架的多向車身一體成型鑄造機和相關(guān)鑄造方法。此方法獨創(chuàng)地將一套固定的模具放置在中心，四套可以移動的模具放置在四個不同方向?？梢苿拥哪＞咄ㄟ^液壓設(shè)備分別與中心固定好的模具貼合，并共同形成一個封閉的空腔。熔融狀態(tài)的鋁合金分別從四個移動模具上的澆筑口壓入模具空腔，鋁合金在空腔內(nèi)流動、匯合，最終鑄成大型的一體式壓鑄結(jié)構(gòu)零件。設(shè)備：定制的6000T一體壓鑄機GigaPress保證生產(chǎn)力。IDRA公司是壓鑄星空聯(lián)盟成員，自1946年成立以來專注于高性能鑄件及大型高科技壓鑄機領(lǐng)域，為奔馳、寶馬、奧迪、福特等車企提供大型零件的解決方案及壓鑄設(shè)備。新能源汽車新增的鑄件基本都是車身結(jié)構(gòu)件，尺寸大，技術(shù)要求高，設(shè)備基本都是4000T以上大型壓鑄機。其中，特斯拉向IDRA公司定制的用于制造ModelY后底板的一體式壓鑄機名為GigaPress，此壓鑄機突破5000T的最大鎖模力瓶頸，達到6000T級別（可提供的最大鎖模力為6128噸），能通過將貼合的模具牢牢鎖死，有效保證模具內(nèi)腔高壓下的合模穩(wěn)定性。未來特斯拉將繼續(xù)優(yōu)化壓鑄設(shè)備，擴大一體壓鑄范圍和壁壘。2021年3月，特斯拉向IDRA公司采購了一臺8000T級別的一體式壓鑄機。未來，特斯拉預計將繼續(xù)加大一體壓鑄車身范圍，采用一體壓鑄的方式生產(chǎn)白車身（底板+電池包），使整車底板僅由2-3個大型壓鑄件組成，徹底取代傳統(tǒng)工藝，達到減少370個零部件、降低10%的重量、增加14%的續(xù)航里程和降低40%的成本。4財務(wù)數(shù)據(jù)比較上游鋁材營收以及凈利潤規(guī)模方面，南山鋁業(yè)營收規(guī)模和利潤規(guī)模行業(yè)領(lǐng)先，收入超過200億元，利潤超過20億元；明泰鋁業(yè)和立中集團收入規(guī)模增長較快，收入規(guī)模150億元左右；永茂泰以及亞太科技收入規(guī)模在30-40億元左右。毛利率方面，南山鋁業(yè)、亞太科技毛利率基本保持在20%左右的水平，永茂泰

毛利率保持在15%左右的水平，立中集團和明泰鋁業(yè)毛利率10%左右。凈利率方面，南山鋁業(yè)、亞太科技為10%左右，永茂泰、明泰鋁業(yè)提升較快。ROE方面，永茂泰、明泰鋁業(yè)、立中集團處于較高水平，亞太科技、南山鋁業(yè)

ROE相對較低。ROA方面，明泰鋁業(yè)、永茂泰11%-12%左右，立中集團、亞太科技8%左右，南山鋁業(yè)5%左右。研發(fā)支出方面，南山鋁業(yè)研發(fā)支出行業(yè)領(lǐng)先，2020年研發(fā)支出16.5億元，其次為明泰鋁業(yè)（5.2億元）、立中集團（3.4億元）、亞太科技、永茂泰（1.5億元）。研發(fā)支出占收入比重方面，2020年南山鋁業(yè)占比為7.4%，其次為亞太科技（3.8%）、明泰鋁業(yè)（3.2%）、立中集團（2.5%）、永茂泰（1.5%）。資本支出方面，南山鋁業(yè)資本支出行業(yè)領(lǐng)先，2020年研發(fā)支出28.5億元，占收入比重為12.8%。其次為立中集團（4.8億元，占比為3.6%）、明泰鋁業(yè)（3.6億元，占比為2.2%）、亞太科技（1.6億元，占比為3.9%）、永茂泰（1.6億元，占比為3.9%）。中游設(shè)備營收以及凈利潤規(guī)模方面，力勁科技收入水平較高，伊之密收入增長較快，2020年收入規(guī)模接近，力勁科技2020年營收33億元，伊之密收入為27億元。凈利潤方面，2020年伊之密與力勁科技凈利潤均為3億元左右。毛利率方面，伊之密毛利率保持在35%左右，力勁科技為26%左右。凈利率方面，伊之密凈利率較為穩(wěn)定，2020年伊之密凈利率為11.8%，力勁科技為8.5%。ROE方面，伊之密ROE為20%左右，力勁科技為6%左右。ROA方面，伊之密為10%左右，力勁科技為5%左右。研發(fā)方面，2020年伊之密研發(fā)支出為1.3億元，占營收比重為4.7%，伊之密研發(fā)支出為0.19億元，占營收比重為0.5%。資本支出方面，伊之密與力勁科技水平相當，2020年伊之密資本支出為3.4億元，占營收比重為12.4%，力勁科技資本支出為2.4億元，占營收比重為7.2%。下游零部件：營收以及凈利潤規(guī)模方面，拓普集團鋁壓鑄以外業(yè)務(wù)占比較高營收規(guī)模較大。廣東鴻圖收入規(guī)模行業(yè)領(lǐng)先，2020年營收為56億元，愛柯迪、文燦股份2020年收入規(guī)模為26億元，旭升股份、泉峰汽車收入分別為16、14億元。凈利潤方面，拓普集團、愛柯迪、旭升凈利潤水平較高。毛利率方面，旭升股份、愛柯迪、泉峰汽車相對較高，2020年毛利率分別為32.9%、30.3%、26.1%；文燦股份、拓普集團、廣東鴻圖2020年毛利率分別為23.6%、22.7%、22.2%。凈利率方面，愛柯迪、旭升股份凈利率相對較高，2020年凈利率分別為20.4%、16.9%；拓普集團、泉峰汽車、文燦股份、廣東鴻圖2020年凈利率為9.7%、8.7%、3.5%、3.5%。ROE方面，旭升股份、愛柯迪、泉峰汽車相對較高，2020年ROE分別為13.7%、10.1%、8.0%；拓普集團、泉峰汽車、文燦股份、廣東鴻圖分別為8.3%、8.0%、3.5%、3.5%。研發(fā)方面，行業(yè)整體研發(fā)支出擴張較快，拓普集團與廣東鴻圖研發(fā)支出絕對值較高。研發(fā)支出占營收比重方面，泉峰汽車、拓普集團、愛柯迪、廣東鴻圖占比較高。5重點公司分析泉峰汽車：前瞻布局新能源業(yè)務(wù)及一體化壓鑄鋁壓鑄企業(yè)前瞻布局新能源業(yè)務(wù)。公司主要產(chǎn)品為汽車動力系統(tǒng)（變速箱閥體、齒輪等）、電氣化底盤等零部件，2013年進入新能源汽車零部件領(lǐng)域，順應(yīng)汽車電動化、輕量化趨勢開發(fā)了三電殼體等新品類，客戶面覆蓋全球諸多品牌的新能源車型，比如寶馬、大眾、奧迪、本田、日產(chǎn)、現(xiàn)代、蔚來等。輕量化大勢所趨，公司先發(fā)優(yōu)勢明顯。鋁合金是輕量化的最佳材料，節(jié)能效果顯著，乘用車單車用鋁量將持續(xù)提升。隨著高真空壓鑄工藝、大噸位壓鑄機的發(fā)展，電動車在車身、底盤結(jié)構(gòu)件上更加積極采用鋁合金壓鑄件。公司先發(fā)優(yōu)勢明顯，客戶層面進入長城、比亞迪、某美資電動汽車企業(yè)等供應(yīng)鏈體系；技術(shù)層面，公司擁有先進的真空壓鑄技術(shù)，并掌握低速層流鑄造工藝，基于真空壓鑄的高密封性能以及低速層流鑄造工藝帶來的成本優(yōu)勢。募投產(chǎn)能達產(chǎn)，新能源產(chǎn)品將貢獻業(yè)績。公司目前產(chǎn)能不足，根據(jù)產(chǎn)能擴張“2+N”

戰(zhàn)略，預計馬鞍山、新能源零部件基地、匈牙利達產(chǎn)后將增厚30.33億營收、4.16億利潤。2020公司新能源產(chǎn)品營收為2.26億元，占整體營收比重16.3%，我們預計2025年公司新能源產(chǎn)品營收達到43億元，占整體營收比重接近70%。戰(zhàn)略布局壓鑄一體化，中長期發(fā)展戰(zhàn)略清晰。公司2700T壓鑄機進入量產(chǎn)，5000T的壓鑄機2021年下半年用于量產(chǎn)，馬鞍山基地首批增設(shè)7臺大型壓鑄機，匈牙利工廠也將布局大型壓鑄設(shè)備。面對汽車行業(yè)變革，公司將業(yè)務(wù)劃分為退出線、成長底線、增長線、爆發(fā)線、天際線，有望實現(xiàn)中長期跨越式發(fā)展。愛柯迪：鋁壓鑄中小件龍頭向大型化、新能源化發(fā)展客戶資源優(yōu)質(zhì)，業(yè)務(wù)覆蓋范圍廣。國內(nèi)領(lǐng)先的汽車鋁合金精密壓鑄件全球化服務(wù)專業(yè)供應(yīng)商，公司的業(yè)務(wù)均衡覆蓋美洲、歐洲以及亞洲的汽車工業(yè)發(fā)達地區(qū)，主要客戶為全球知名的大型跨國汽車零部件供應(yīng)商及新能源主機廠。至目前，已獲得或已開發(fā)博世、大陸、聯(lián)合電子、麥格納、馬勒、三菱電機、李爾、舍弗勒、博澤、埃貝赫、Proterra、偉創(chuàng)力、采埃孚、日本電產(chǎn)、Stellantis、RomeoPower、博格華納、速騰聚創(chuàng)、匯川技術(shù)、邦奇、海康威視、舜宇集團、寧德時代、Canoo、蔚來、零跑汽車、理想汽車等新能源汽車、汽車智能化新客戶或新項目，新能源汽車項目占新項目的比重持續(xù)提高。募投項目有助于公司布局新能源汽車三電系統(tǒng)核心部件以及大型結(jié)構(gòu)件。2022年1月公司募集16億元投入科技制造產(chǎn)業(yè)園。公司現(xiàn)有生產(chǎn)場地主要滿足中小件和部分新能源中大件產(chǎn)品的需求，募投將專注于新能源汽車三電系統(tǒng)核心零部件及大型結(jié)構(gòu)件，產(chǎn)品范圍涵蓋新能源汽車電池系統(tǒng)單元、新能源汽車電機殼體、新能源汽車車身部件和新能源汽車電控及其他類殼體等產(chǎn)品；并將通過引進國內(nèi)外先進的中大型精益壓鑄單元，進一步加大公司在中大型壓鑄設(shè)備上的投入，有助于公司進一步拓展在新能源汽車三電系統(tǒng)核心零部件及大型結(jié)構(gòu)件的布局，實現(xiàn)公司戰(zhàn)