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汽車一體壓鑄行業(yè)深度報(bào)告:汽車制造革新,一體壓鑄蓄勢待發(fā)
2022-08-12 11:37:42

(報(bào)告出品方/作者:中銀證券,朱朋)

輕量降本提效凸顯,特斯拉引領(lǐng)一體壓鑄風(fēng)潮

一體壓鑄推動(dòng)汽車制造工藝革新

傳統(tǒng)汽車制造包括沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝。沖壓是運(yùn)用中小型壓力機(jī)和模具,將板材等 原材料加工為所需形狀和尺寸的沖壓零部件;焊裝是利用多個(gè)焊接機(jī)器人或工人將沖壓零部件焊接 為分總成,再焊接為白車身;涂裝包括涂裝前對(duì)被涂物表面的處理、涂布工藝和干燥三個(gè)工序;總 裝是將白車身、動(dòng)力總成、電控系統(tǒng)、內(nèi)外飾等零部件裝配成整車。 一體壓鑄替代沖壓和焊裝工序,汽車制造迎來重大革新。2019 年 7 月,特斯拉公布新專利“汽車車架 的多向車身一體成型鑄造機(jī)和相關(guān)鑄造方法”,該技術(shù)配臵多向壓鑄機(jī)、車輛覆蓋件模具和幾個(gè)可以 相對(duì)于覆蓋件模具平移的凸壓模具,通過將不同凸壓模具移動(dòng)至鑄造機(jī)中央的鑄造區(qū),實(shí)現(xiàn)不同部 件的鑄造,在一臺(tái)機(jī)器上完成絕大多數(shù)的車架鑄造工作,這是一體壓鑄首次出現(xiàn)在大眾視野中。具 體而言,一體壓鑄技術(shù)將取代傳統(tǒng)汽車制造中最為耗時(shí)繁瑣的沖壓和焊裝環(huán)節(jié),使用 6000T 及以上 噸位的超大型壓鑄機(jī),將原來需要組裝的若干個(gè)鋁合金零件,直接壓鑄成完整的大型零部件,標(biāo)志 著汽車制造工藝迎來顛覆性革新。

一體壓鑄沿襲高壓鑄造工藝,具備高效薄壁等優(yōu)點(diǎn)。一體壓鑄的本質(zhì)是在零部件尺寸和應(yīng)用部位上 實(shí)現(xiàn)重大突破的鋁合金高壓鑄造技術(shù)。鑄造分為壓力鑄造和重力鑄造。重力鑄造是在重力作用下, 將熔融金屬注入模具鑄型獲得鑄件的鑄造方法。壓力鑄造分為低壓鑄造和高壓鑄造。低壓鑄造是鑄 型一般安臵在密封的坩堝上方,坩堝中通入壓縮空氣,在熔融金屬的表面上造成低壓力,使金屬液 由升液管上升填充鑄型和控制凝固的鑄造方法。高壓鑄造是將液態(tài)或半液態(tài)金屬在高壓下以較高的 速度填充入壓鑄型的型腔內(nèi),并在壓力下凝固形成鑄件的鑄造方法。相較于其他鑄造工藝,高壓鑄 造生產(chǎn)效率較高,模具可反復(fù)利用,一次成型程度較高,可生產(chǎn)薄壁復(fù)雜鑄件和高精度、高光潔度 鑄件,但不可避免的是鑄件內(nèi)部氣孔、鑄件斷面組織及力學(xué)性能變化較大,目前僅適用于有色金屬 壓鑄,對(duì)于鋼、鐵等高熔點(diǎn)合金尚無法進(jìn)行工業(yè)性生產(chǎn)??偟膩碚f,高壓壓鑄適用于加工鋁合金車 身結(jié)構(gòu)件。


輕量提效降本,一體壓鑄是最優(yōu)解

續(xù)航焦慮問題突出,一體壓鑄加速輕量化進(jìn)程

新能源汽車?yán)m(xù)航焦慮倒逼輕量化快速發(fā)展。巨量算數(shù)發(fā)布的《2022 中國新能源汽車發(fā)展趨勢白皮書》 顯示,用戶不計(jì)劃購買新能源汽車的最大原因是續(xù)航里程太短,占比為 59.0%。懂車帝、中國電動(dòng)汽 車百人會(huì)、巨量算數(shù)聯(lián)合發(fā)布的《中國新能源汽車市場洞察報(bào)告 2021》顯示,消費(fèi)者購買新能源汽 車時(shí)最看重的因素為續(xù)航能力,占比為 46.5%。提升新能源汽車?yán)m(xù)航能力,解決消費(fèi)者里程焦慮迫在 眉睫。新能源汽車?yán)m(xù)航能力除了受到電池技術(shù)突破難度較高的限制外,還受到新能源車自身重量的 影響。新能源汽車雖然相較于燃油車減少了發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱,但電池能量密度(鋰電池約 300Wh/kg) 遠(yuǎn)低于燃油(汽油約 12222Wh/kg),三電系統(tǒng)較重,疊加智能化配臵,新能源汽車整車質(zhì)量較燃油 車重 10%-30%。根據(jù) The Aluminum Association 研究,新能源汽車減重 10%和 15%可分別減少 6.3%和 9.5% 的電能消耗。根據(jù) 2019 汽車輕量化大會(huì)內(nèi)容,若純電動(dòng)汽車整車重量降低 10%,則平均續(xù)航里程將 增加 5%-8%。所以通過輕量化方案提升新能源汽車?yán)m(xù)航里程成為熱點(diǎn)技術(shù)路線。

鋁合金輕量化表現(xiàn)出色。輕量化技術(shù)主要分為結(jié)構(gòu)輕量化、材料輕量化和工藝輕量化,其中材料輕 量化是工藝和結(jié)構(gòu)輕量化的基礎(chǔ),指在不影響車身強(qiáng)度的前提下,把普通鋼替換為輕量化材料。輕 量化材料包括高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維材料等,其中鋁合金材料密度為 2.6-2.7g/cm3,理 論減重率約為 40%,輕量化表現(xiàn)良好。綜合考慮強(qiáng)度、成本、可回收、易成型等因素,鋁合金是目 前最有應(yīng)用前景的汽車輕量化材料。根據(jù)中國汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》, 2025 年和 2030 年單車鋁合金將分別達(dá)到 250kg 和 350kg,用量有望超越高強(qiáng)度鋼,同時(shí)遠(yuǎn)超鎂合金和 碳纖維材料。從實(shí)際數(shù)據(jù)來看,第二代奧迪 A8(D3)采用 ASF 全鋁車身替換鋼制車身,車身重量僅 為 215kg,質(zhì)量減少約 40%,而第三代奧迪 A8(D4)新增了 8%鋼材,車重反增至 231kg,說明鋁合金 有較好輕量化效果。

舊工藝下鋁合金成本高效率低,新一體壓鑄工藝加速鋁合金滲透。雖然鋁合金在輕量化材料中有較 好的輕量化表現(xiàn)和性價(jià)比,但和普通鋼對(duì)比時(shí),一方面,鋁合金價(jià)格是普通鋼的 2-5 倍,車身鋁合金 占比提高伴隨著高昂的材料成本;另一方面,由于普通鋁合金相對(duì)來說韌性差、焊接性能差、加工 成本高,整車廠難以采用 100%鋁合金打造車體,當(dāng)車身由鋁合金、高強(qiáng)度鋼、鎂合金和碳纖維材料 等多種材料組成時(shí),異種金屬之間的熱物理化學(xué)性能差異巨大,需要優(yōu)化和增加多種車身連接方式。 以全新奧迪 A8(D5)為例,其車身結(jié)構(gòu)中首次使用 4 種復(fù)合材料:鋁、鋼、鎂以及 CFRP 碳纖維高 分子復(fù)合材料,奧迪為此提供了包括 MIG 焊、遠(yuǎn)程激光焊在內(nèi)的 8 種熱連接技術(shù),以及包括沖鉚連 接、卷邊連接在內(nèi)的 6 種冷連接技術(shù),遠(yuǎn)高于鋼制車身的工藝復(fù)雜度帶來了較高制造成本和較低生 產(chǎn)效率,限制了鋁合金的滲透速度。 但是,新出現(xiàn)的一體壓鑄技術(shù)將改變這一局面,在保留鋁合金輕量化優(yōu)勢的同時(shí),大型結(jié)構(gòu)件大幅 減少了焊接工藝的運(yùn)用,新鋁合金材料的應(yīng)用優(yōu)化了結(jié)構(gòu)件性能,解決了鋁合金的部分痛點(diǎn),有望 加快鋁合金滲透速度。以特斯拉為例,相較于車型偏小的轎車 Model 3,更大的中型 SUV Model Y 采取 一體壓鑄工藝制造后地板后,后地板重量僅 66kg,反而降低了 30%。根據(jù) 2020 特斯拉電池日,特斯 拉計(jì)劃推動(dòng)汽車車身一體化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),一體壓鑄下車體總成與電池包更好地結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)整體 減重 10%,續(xù)航里程增加 14%,提效降本效果明顯。


頭部新能源車企產(chǎn)能不足,一體壓鑄跨越式提升生產(chǎn)效率

一體壓鑄大幅簡化制造流程,生產(chǎn)效率提升效果明顯。一體壓鑄工藝取代了傳統(tǒng)汽車制造工藝的零 部件沖壓和焊裝總成環(huán)節(jié),免熱處理材料替代需要熱處理的鋁合金材料,零部件數(shù)量及焊接環(huán)節(jié)銳 減,熱處理工序被省略,車身復(fù)雜度大幅降低,車體制造流程大幅簡化,而且,一體壓鑄還減少了 供應(yīng)鏈管理壓力,優(yōu)化了零部件運(yùn)輸環(huán)節(jié),從而顯著提升生產(chǎn)效率。具體而言,傳統(tǒng)汽車車身制造 采用鈑金沖壓+焊接工藝,一輛車身由 500 余個(gè)零部件組成,全車焊點(diǎn)共計(jì) 4000-6000 個(gè)。2020 年 9 月的電池日上,特斯拉宣布 Model Y 將采用一體式壓鑄后地板總成,相比原來可減少 79 個(gè)零部件, 焊點(diǎn)大約由 700-800 個(gè)減少到 50 個(gè)。2022 年 4 月開始交付 ModelY 的德州超級(jí)工廠也采用一體化壓鑄 工藝,可將前后地板零部件數(shù)量從 171 個(gè)減少至 2 個(gè),焊接點(diǎn)數(shù)量減少超 1600 個(gè)。此外,特斯拉計(jì) 劃采用車身前地板、CTC 電池包上蓋與車身中地板、車身后地板替換由 370 個(gè)零件組成的整個(gè)下車體 總成,有望進(jìn)一步簡化車身制造工藝。

受益于一體壓鑄技術(shù)變革,特斯拉單車生產(chǎn)周期縮短至傳統(tǒng)車企的 1/3。2021 年 10 月柏林超級(jí)工廠 開放日上,特斯拉表示每隔 45 秒即可生產(chǎn)一輛 Model Y 車身。2022 年 3 月末,特斯拉表示柏林超級(jí) 工廠一輛 Model Y 的完整生產(chǎn)周期僅 10 小時(shí),而大眾汽車生產(chǎn) ID.3 電動(dòng)車所需時(shí)間是其 3 倍,兩家企 業(yè)巨大生產(chǎn)效率的差異主要來源于一體壓鑄技術(shù)。根據(jù)大眾品牌生產(chǎn)主管 Vollmer,通過優(yōu)化傳統(tǒng)制 造工藝、加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理等方案僅能以每年 5%左右的速度提高生產(chǎn)率,在新能源汽車需求快速增長 和友商產(chǎn)量壓力加大的背景下,傳統(tǒng)工藝局部優(yōu)化無法滿足汽車企業(yè)大幅提升生產(chǎn)效率的需求,而 一體壓鑄技術(shù)是目前提升生產(chǎn)效率、縮小產(chǎn)量差距的最優(yōu)工藝路線。

新能源汽車研發(fā)制造成本較高,一體壓鑄實(shí)現(xiàn)成本下降

一體壓鑄技術(shù)的降本作用主要體現(xiàn)在兩方面,一是降低電池成本,二是降低車身制造過程中的單位 成本。中短期內(nèi),受到一體壓鑄技術(shù)初期投入龐大、大部分新能源汽車品牌單一車型銷量難以穩(wěn)定 滿足一體壓鑄應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性、良品率還在爬坡的影響,一體壓鑄技術(shù)降本的穩(wěn)定性有待提高。長期看, 隨著新能源汽車單一車型銷量提高和一體壓鑄技術(shù)更加成熟,一體壓鑄技術(shù)將發(fā)揮出更強(qiáng)大的降本 作用。 同等續(xù)航里程下,一體壓鑄使電池成本下降約 6000 元。根據(jù) autocarweekly 測算,600mk 續(xù)航里程能夠 消除消費(fèi)者的里程焦慮,600km 續(xù)航一般對(duì)應(yīng)電池容量 70-90KWh。參考特斯拉發(fā)布會(huì)數(shù)據(jù),特斯拉 預(yù)計(jì)完成下車身一體化后續(xù)航將增加 14%。那么在同等續(xù)航里程下,電池容量可減少 9-12KWh,根據(jù) 則言咨詢數(shù)據(jù),近一年來磷酸鐵鋰電池均價(jià)為 0.58 元/Wh,經(jīng)測算可實(shí)現(xiàn)約 6000 元的電池降本。

一體壓鑄降低車身制造的單位成本。以特斯拉為例,一體化壓鑄后地板使制造成本相較之前的水平 下降了 40%。我們可以將車身制造過程中的單位成本拆分成單位可變成本和單位固定成本。 單位可變成本下降主要來自于降低焊裝成本、人力成本,以及提高材料利用率。1)焊裝成本:一體 壓鑄技術(shù)大幅減少了車身連接點(diǎn)數(shù)量,如特斯拉一體式壓鑄后地板總成將 700-800 個(gè)焊點(diǎn)減少到 50 個(gè),連接點(diǎn)數(shù)量的大幅減少對(duì)應(yīng)著連接成本的下降;2)人力成本:沖壓車間和焊裝車間勞動(dòng)強(qiáng)度大 且工人數(shù)量較多,一體壓鑄車間往往高度自動(dòng)化,若一體壓鑄替代沖壓和焊裝工序,工人數(shù)量將從 幾百人減少至 30 人左右,從而降低人力成本;3)材料利用率:傳統(tǒng)沖壓件由多種合金焊接而成, 且焊接過程中用到多種膠粘劑進(jìn)行密封,廢料回收難度較大,材料利用率僅為 60%-70%,一體壓鑄 使用的鋁合金材料可反復(fù)熔煉,材料利用率在 90%以上,有效降低材料成本。

單位固定成本下降主要來自于生產(chǎn)效率提升和工廠面積減少。1)生產(chǎn)效率提升:傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)線由 壓力機(jī)、沖壓模具和其他配套設(shè)施組成,每個(gè)零部件對(duì)應(yīng)不同的沖壓生產(chǎn)線,焊裝生產(chǎn)線由大量普 通點(diǎn)焊機(jī)、多點(diǎn)焊機(jī)和點(diǎn)焊機(jī)器人等組成;而超大型壓鑄島由壓鑄機(jī)、壓鑄模具和周邊配套設(shè)施組 成,所需制造設(shè)備的種類和數(shù)量都大大減少。但一體壓鑄采用的壓鑄島成本為 0.6-1.2 億元,總投資 金額可能并不具備優(yōu)勢,考慮到采用一體壓鑄技術(shù)后,生產(chǎn)效率提升,產(chǎn)量明顯提高,單位固定成 本有望隨之下降;2)工廠面積減少:一體壓鑄工藝采用的壓鑄島占地面積更小,例如特斯拉采用大 型壓鑄機(jī)后,工廠占地面積減少了 35%。

特斯拉引領(lǐng)一體壓鑄趨勢,整車廠紛紛跟進(jìn)布局

特斯拉率先落地,驗(yàn)證量產(chǎn)可能性。

Model Y 后地板和前艙已落地,計(jì)劃實(shí)現(xiàn)下車體零部件全替換。2020 年 8 月,特斯拉加州弗里蒙特工 廠率先使用 6000T 壓鑄機(jī),成功實(shí)現(xiàn) Model Y 后地板總成量產(chǎn)。2020 年 9 月,特斯拉在電池日上宣布 Model Y 采用一體壓鑄后地板總成,后續(xù)計(jì)劃通過一體壓鑄件實(shí)現(xiàn)下車體 370 個(gè)零部件的全替換。2021 年 5 月,特斯拉前艙一體化總成鑄件試制已下線。

Cybertruck 后地板設(shè)備已到位,12000T 壓鑄機(jī)正在研發(fā)。2020 年 Q4,馬斯克在財(cái)報(bào)電話會(huì)上提到特 斯拉計(jì)劃使用 8000T 壓鑄機(jī)生產(chǎn) Cybertruck 后地板,并于 2021 年 3 月向意德拉訂購 8000T 壓鑄機(jī)。2022 年 5 月,特斯拉工廠安裝意德拉 9000T 壓鑄機(jī),馬斯克確認(rèn) 9000T 壓鑄機(jī)將用于生產(chǎn) Cybertruck 車身。 另外,根據(jù) Sawyer Merritt 和 Alex Avoigt,特斯拉正在合作研發(fā) 12000T 壓鑄機(jī),計(jì)劃用于壓鑄整個(gè)車身 一體化鑄件,更大噸位壓鑄機(jī)將助力壓鑄件尺寸和結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步突破。

國內(nèi)造車新勢力緊密跟進(jìn)一體壓鑄技術(shù)

國內(nèi)新勢力中蔚來一體壓鑄進(jìn)度領(lǐng)先,應(yīng)用車型 ET5 和 ES7 均在年內(nèi)交付。2021 年 10 月,蔚來宣布 成功開發(fā)可用于制造大型壓鑄件的免熱處理材料,材料將用于蔚來第二代平臺(tái)車型上。2021 年 11 月, 根據(jù)文燦股份公告,蔚來應(yīng)用于 ET5 的半片式后地板試制完成。2021 年 12 月,蔚來在蔚來日上正式 宣布,新車型 ET5 使用超高強(qiáng)度鋼鋁混合車身,其后地板結(jié)構(gòu)件將采用一體壓鑄技術(shù),ET5 計(jì)劃于 2022 年 9 月開始交付。2022 年 6 月,蔚來發(fā)布首款大五座 SUV 蔚來 ES7,使用一體化鑄造全鋁后副 車架,這是蔚來第二次使用一體壓鑄技術(shù),ES7 計(jì)劃于 2022 年 8 月開始交付。

小鵬積極布局一體壓鑄技術(shù),自制與第三方合作同步進(jìn)行。小鵬自 2021 年下半年起積極轉(zhuǎn)型一體化 壓鑄,一方面,采取壓鑄廠合作模式,肇慶工廠采購廣東鴻圖提供的一體壓鑄結(jié)構(gòu)件;另一方面, 在武漢工廠建設(shè)一體壓鑄工藝車間,計(jì)劃引入一條以上超大型壓鑄島及自動(dòng)化生產(chǎn)線,預(yù)計(jì)包括 2 臺(tái) 7300T 壓鑄機(jī)。2022 年 3 月,何小鵬在 2021 年財(cái)報(bào)業(yè)績會(huì)上介紹,小鵬汽車將在 2023 年推出兩個(gè) 全新車型平臺(tái)及其首款車型,新平臺(tái)會(huì)使用超大型一體化壓鑄車身。2022 年 6 月,小鵬汽車向廣東 鴻圖發(fā)出某車型底盤一體化結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品的定點(diǎn),預(yù)計(jì)將于明年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

高合一體化超大車身后艙下線,理想也開啟一體壓鑄布局。2021 年,高合與上海交通大學(xué)輕合金國 家工程中心聯(lián)合首發(fā) TechCastTM 超大鑄件用低碳鋁合金材料。2022 年 2 月,高合與拓普集團(tuán)合作的 7200T 一體化超大壓鑄車身后艙正式量產(chǎn)下線,下線標(biāo)志著高合汽車成為國內(nèi)首個(gè)量產(chǎn)落地該技術(shù)的 汽車廠商,該結(jié)構(gòu)件將在高合汽車后續(xù)車型中大批量使用。另外,理想汽車也與文燦股份建立合作, 計(jì)劃 1-2 年內(nèi)推出后地板一體壓鑄結(jié)構(gòu)件。

傳統(tǒng)整車廠一體壓鑄技術(shù)提上議程

沃爾沃推出 Mega casting 方案,計(jì)劃 2025 年應(yīng)用一體壓鑄技術(shù)。2022 年初,沃爾沃宣布向瑞典托斯 蘭達(dá)工廠投資 100 億瑞典克朗(約合人民幣 70 億元),計(jì)劃在工廠中引入一體壓鑄工藝、新的電池 組裝廠及以及全面翻新的油漆和總裝車間。沃爾沃計(jì)劃于 2025年在全電動(dòng)平臺(tái)上引入一體壓鑄工藝, 為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),沃爾沃推出名為 Mega casting 的一體壓鑄方案,根據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Mikael Fermé r 的訪 談,沃爾沃將選擇后地板作為一體壓鑄的起點(diǎn),并為后地板生產(chǎn)配套 8000T 壓鑄機(jī)。

奔馳概念車應(yīng)用 BIONEQXX?仿生部件,本質(zhì)為一體壓鑄結(jié)構(gòu)件。2022 年 1 月,奔馳發(fā)布概念車 VISION EQXX,其后車身應(yīng)用了仿生工程結(jié)構(gòu)部件 BIONEQXX?,雖然 BIONEQXX?是奔馳工程師根據(jù)部件的 功能需求,盡量在負(fù)荷部位使用承重材料,無負(fù)荷部位最大化減少材料使用,設(shè)計(jì)出的高度輕量化 的網(wǎng)狀仿生結(jié)構(gòu),但本質(zhì)上仍是大型一體化壓鑄鋁合金部件。


設(shè)備-材料-模具-工藝-資金,看好制造端企業(yè)

一體壓鑄產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為設(shè)備廠、材料廠和模具廠,中游主要為壓鑄廠和自制整車廠,下游客戶 為整車廠。產(chǎn)業(yè)鏈共有設(shè)備、材料、模具、工藝和資金五大壁壘,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均擁有一定壁壘, 為成功生產(chǎn)出一體壓鑄結(jié)構(gòu)件,必須攻克各大壁壘或積極尋求全產(chǎn)業(yè)鏈深度合作,在技術(shù)、資金、 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)配合上均存在一定難度,看好綜合壁壘最高的中游壓鑄廠。

設(shè)備端:超大型壓鑄機(jī),力勁集團(tuán)領(lǐng)先

一體壓鑄結(jié)構(gòu)件尺寸和質(zhì)量持續(xù)提升,壓鑄機(jī)噸位突破新高。壓鑄機(jī)是一種在壓力作用下把熔融金 屬液壓射到模具中冷卻成型,開模后得到固體金屬鑄件的工業(yè)鑄造機(jī)械,以標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器為主,通過 安裝不同壓鑄模具實(shí)現(xiàn)多種零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn),一般按照壓鑄件的輪廓、尺寸和質(zhì) 量選擇不同噸位的壓鑄機(jī)。根據(jù)布勒中國,傳統(tǒng)車身結(jié)構(gòu)件所需壓鑄機(jī)噸位長期保持在 1600T-4400T 范圍內(nèi),其中前減震塔要求 1600-2500T,而前后門框、尾蓋箱、后縱梁、A 柱要求 4000T,車門要求 4400T。隨著一體壓鑄結(jié)構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量不斷提高,對(duì)壓鑄機(jī)噸位的要求也隨之提高,例如,中型 SUV Model Y 的后地板和前艙使用 6000T 壓鑄機(jī);B 級(jí)轎跑蔚來 ET5 的半片式后地板使用 6000T 壓鑄機(jī); 而尺寸更大的電動(dòng)皮卡 Cybertruck 的后地板(或前地板)將使用 8000T-9000T 壓鑄機(jī);根據(jù) Alex Avoigt, 為生產(chǎn)集成化更高的一體壓鑄結(jié)構(gòu)件,特斯拉正在研發(fā) 12000T 壓鑄機(jī)。

超大型壓鑄機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)存在難度。超大型鑄造機(jī)的制造難度主要體現(xiàn)在研發(fā)和生產(chǎn)兩個(gè)方面。在 研發(fā)方面,目前大量應(yīng)用的汽車鋁壓鑄結(jié)構(gòu)件已具備尺寸大(500-1500mm)、壁?。?.5mm 左右)、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特征,將傳統(tǒng)鋁壓鑄結(jié)構(gòu)件和高度集成化的一體壓鑄結(jié)構(gòu)件作對(duì)比,一體壓鑄結(jié)構(gòu)件的 形狀更加復(fù)雜,壁厚不均,尺寸和重量明顯增大,這對(duì)超大型壓鑄機(jī)的鎖模力、容??臻g尺寸、壓 射力、最大空壓射速度、安全性及可靠性的設(shè)計(jì)能力提出較高要求。且之前壓鑄機(jī)廠商僅有 5000T 以下的壓鑄機(jī)研發(fā)經(jīng)驗(yàn),面對(duì)超大型壓鑄機(jī) 6000T-8000T-9000T-12000T 的噸位增長,壓鑄機(jī)廠研發(fā)曲 線非常陡峭。在生產(chǎn)方面,超大型壓鑄機(jī)從研發(fā)到交付的時(shí)間跨度較長,壓鑄機(jī)廠需要持續(xù)投入高 額資金,這在一定程度上考驗(yàn)壓鑄機(jī)廠的生產(chǎn)能力。 國內(nèi)壓鑄機(jī)廠率先布局,力勁集團(tuán)訂單量遙遙領(lǐng)先。國內(nèi)壓鑄機(jī)廠商在研發(fā)進(jìn)度、交付速度和訂單 量上全面領(lǐng)先,代表公司為力勁股份、伊之密、海天金屬。其中,力勁集團(tuán)早于 2019 年 11 月交付首 套 6000T 大型壓鑄單元,成功成為特斯拉全球供應(yīng)商,之后獲得特斯拉 30 套超大型壓鑄機(jī)訂單。在 這之后,力勁集團(tuán)持續(xù)獲得國內(nèi)各壓鑄廠的超大型一體壓鑄訂單,其壓鑄機(jī)交付噸位不斷突破新高。 國外壓鑄機(jī)廠則進(jìn)度較慢,2022 年 6 月才正式向客戶交付 6100T 壓鑄機(jī)。

材料端:免熱處理鋁合金,立中集團(tuán)率先突破技術(shù)

熱處理易引起一體壓鑄件良率下降,免熱處理材料是最佳選擇。針對(duì)傳統(tǒng)鋁合金壓鑄件,為了得到 穩(wěn)定的組織和幾何尺寸,細(xì)化晶粒和改善組織以提高工件的機(jī)械性能,會(huì)對(duì)零件進(jìn)行熱處理,但熱 外理過程也容易引起汽車零部件尺寸變形及表面起泡。一體化壓鑄件的尺寸和復(fù)雜程度不斷增加, 熱處理后變形和表面缺陷問題更為突出,導(dǎo)致后續(xù)整形難度和報(bào)廢率大幅提升。因此,為保證一體 化壓鑄件良好的機(jī)械性能和良品率表現(xiàn),免熱處理材料是一體化壓鑄生產(chǎn)的最佳選擇。新型免熱處 理合金對(duì)材料強(qiáng)韌性提出要求,目標(biāo)合金在鑄造態(tài)的屈服強(qiáng)度和極限尖冷彎角應(yīng)分別大于 135 MPa 和 24° 以滿足鑄件的性能要求,同時(shí)由于鑄件的尺寸巨大,還要求合金具有極好的流動(dòng)性能。

免熱處理材料的研發(fā)投入和專利構(gòu)成壁壘。免熱處理材料研發(fā)主要通過在鋁合金基礎(chǔ)上引入 Mn 等微 量元素或者調(diào)整微量元素比例,從而改善鋁鑄件抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、折彎角等性能表現(xiàn)。 一方面,免熱處理材料研發(fā)具備一定難度,研發(fā)周期一般為 2 年,需要材料廠投入大量研發(fā)人員和 費(fèi)用;另一方面,免熱處理材料的研發(fā)一般基于材料廠已有專利,若友商已申請(qǐng)相關(guān)專利,公司需 繞開其專利配比,重新尋找高度類似、滿足相關(guān)性能的專利配方。所以免熱處理材料存在一定壁壘。

國內(nèi)外廠商積極布局免熱處理材料。國外研發(fā)出免熱處理材料的廠商有特斯拉、美國美鋁和德國萊 茵,國內(nèi)有立中集團(tuán)、帥翼馳、上海交通大學(xué)輕合金國家工程中心和廣東鴻圖。整體來看,國外企 業(yè)的免熱處理材料的研發(fā)時(shí)間更早,性能表現(xiàn)更優(yōu),例如,特斯拉自研的免熱處理鋁合金的屈服強(qiáng) 度可以調(diào)整至 90MPa-150Mpa,導(dǎo)電性可以達(dá)到 40%IACS 到 60%IACS。國內(nèi)企業(yè)免熱處理材料研發(fā)工 作已有成效,新材料性能也在不斷提升。

模具端:大型模具設(shè)計(jì)難度提升,雄邦和廣州型腔領(lǐng)先

一體壓鑄對(duì)模具設(shè)計(jì)提出更高要求。壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)中重要的工藝裝備,對(duì)壓鑄件的質(zhì)量、成 本和生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。在壓鑄產(chǎn)品時(shí),壓鑄模型腔表面除了受金屬液高壓、高速的沖刷外,還存 在著在劇烈的熱交換,金屬流動(dòng)情況復(fù)雜,設(shè)計(jì)難度較高。一體壓鑄模具尺寸較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì) 分型面、溫度場、冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)和模芯結(jié)構(gòu)等方面有更高設(shè)計(jì)要求。而且,一體 壓鑄模具以定制化為主,需要根據(jù)不同車型進(jìn)行設(shè)計(jì),要求模具廠與整車廠、壓鑄廠持續(xù)溝通,設(shè) 計(jì)、打樣、改進(jìn)優(yōu)化、投入使用的生產(chǎn)周期較長。

模具商設(shè)計(jì)和壓鑄廠自制并存。目前,一體壓鑄壓鑄模具主要有兩種設(shè)計(jì)模式,最常見的是由專業(yè) 模具商設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)期間專業(yè)模具商將與壓鑄廠、整車廠深入溝通需求,廣州型腔、寧波賽維達(dá)、寧 波臻至的一體壓鑄模具進(jìn)展較快,其中廣州型腔與廣東鴻圖、美利信均有合作。另一種是壓鑄廠商 自有模具廠進(jìn)行設(shè)計(jì),目前只有文燦股份具備自研一體壓鑄模具的能力,2022 年一季度改造后文燦 模具已經(jīng)能為一體壓鑄配套超大型模具,廣東鴻圖 2019 年設(shè)立的模具子公司主攻中大型模具,未來 有望自研一體壓鑄模具。


制造端:工藝和資本構(gòu)成行業(yè)最高壁壘,文燦鴻圖拓普走在前列

壓鑄廠深度介入客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程,設(shè)計(jì)能力是競爭實(shí)力的體現(xiàn)。一體壓鑄結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 性能要求高,對(duì)壓鑄件的設(shè)計(jì)提出較高要求,這促使一體壓鑄行業(yè)擺脫過去小型鑄件完全根據(jù)客戶 提供的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行生產(chǎn)的模式。產(chǎn)品設(shè)計(jì)成為一體壓鑄的關(guān)鍵性第一步,鑄造廠需要深度介入整車 廠的產(chǎn)品前期設(shè)計(jì),在滿足客戶需求的基礎(chǔ)上,協(xié)助整車廠進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能、成本等方面的改 良。各個(gè)壓鑄廠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力和客戶需求理解能力不同,整車廠將傾向于選擇與產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力和 理解能力較強(qiáng)的壓鑄廠進(jìn)行合作。

壓鑄工藝直接決定良品率和產(chǎn)量,構(gòu)成壓鑄廠核心 know-how。壓鑄工藝是把壓鑄合金、壓鑄模具和 壓鑄機(jī)三大生產(chǎn)要素有機(jī)組合和運(yùn)用的過程,是壓鑄廠商獨(dú)家掌握的核心壁壘,可以把壓鑄機(jī)、壓 鑄模具和壓鑄合金看作壓鑄生產(chǎn)的硬件,而壓鑄工藝是壓鑄生產(chǎn)的軟件。壓鑄時(shí),實(shí)際壓鑄過程環(huán) 境因素復(fù)雜多變,影響金屬液充填成型的因素較多,正確選擇和調(diào)整壓鑄工藝參數(shù),是保證壓鑄件 質(zhì)量、發(fā)揮壓鑄機(jī)的最大生產(chǎn)率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是壓鑄廠長期積累的核心 know-how。壓鑄工藝參數(shù) 主要包括壓力參數(shù)(壓射力、壓射比壓);速度參數(shù)(內(nèi)澆口速度、壓射速度);時(shí)間參數(shù)(填充 時(shí)間、持壓時(shí)間、留模時(shí)間);溫度參數(shù)(澆注溫度、模具溫度);余料厚度;慢、 快壓射行程; 壓室充滿度等。一體壓鑄結(jié)構(gòu)件尺寸巨大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,普通高壓壓鑄難以滿足要求。根據(jù)鑄造工程 公眾號(hào),一體化壓鑄需要成熟的超高真空壓鑄工藝,超高真空即壓鑄環(huán)境為 30 mbar 以下,難度高于 壓力介于 50-100 mbar 的高真空壓鑄,目前頭部壓鑄廠對(duì)于真空壓鑄工藝有一定積累,但如何調(diào)整最 優(yōu)超高真空壓鑄工藝參數(shù)以獲得高良品率,仍是壓鑄廠目前面臨的最大挑戰(zhàn),這要求壓鑄廠擁有較 深工藝經(jīng)驗(yàn)積累,且這一 know-how 難以繞過長期積累過程獲得。

部分壓鑄廠具備壓鑄模擬技術(shù),對(duì)工藝經(jīng)驗(yàn)形成有益補(bǔ)充。在工藝經(jīng)驗(yàn)之外,優(yōu)質(zhì)壓鑄廠還能夠通 過 CAD、CAE 技術(shù)進(jìn)行壓鑄模擬,即在鑄件實(shí)際壓鑄之前進(jìn)行壓鑄充型、熱傳導(dǎo)和凝固過程的仿真 模擬分析,盡可能對(duì)充填可能發(fā)生的缺陷進(jìn)行預(yù)測,在工藝設(shè)計(jì)前期做出優(yōu)化壓鑄和排氣系統(tǒng)的改 良措施,保證充填穩(wěn)定性,避免產(chǎn)生包卷氣、排氣不暢等容易影響鑄件質(zhì)量、性能等缺陷的發(fā)生。 將模擬結(jié)果分析與公司長期積累的工藝經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,能夠設(shè)計(jì)出相對(duì)最優(yōu)的壓鑄工藝。

一體壓鑄廠房、車間設(shè)備投入巨大,運(yùn)輸成本高昂要求壓鑄廠就近配套。一體壓鑄前期投入主要分 為工廠和壓鑄島兩部分。在工廠投入方面,放臵超大型設(shè)備的工廠地基必須具備足夠的地基載荷強(qiáng) 度,否則可能造成設(shè)備沉降,所以引入一體壓鑄設(shè)備需要根據(jù)地基要求建設(shè)新廠或徹底改造原廠地 基。在壓鑄島投入方面,其核心設(shè)備超大型壓鑄機(jī)采購金額較高,根據(jù)智通財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù),6000T 壓鑄機(jī) 折合人民幣約 6000 萬元左右,隨著噸位大幅提升,壓鑄機(jī)單噸價(jià)格將明顯上漲,周邊輔助設(shè)備和自 動(dòng)化系統(tǒng)成本也在百萬級(jí),壓鑄島總投入門檻較高。而且,一體壓鑄結(jié)構(gòu)件尺寸和重量較大,運(yùn)輸 成本高昂,考慮到主機(jī)廠快速配套需求和運(yùn)輸成本問題,需要壓鑄廠就近建廠、就近供貨。 國內(nèi)壓鑄廠布局速度領(lǐng)先,文燦鴻圖拓普領(lǐng)銜。國內(nèi)頭部壓鑄廠不僅具備敏銳發(fā)現(xiàn)趨勢的能力,還 兼?zhèn)漭^強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、豐富壓鑄工藝經(jīng)驗(yàn)、成熟壓鑄模擬技術(shù)和充足投資資金,投資進(jìn)度、研發(fā) 進(jìn)度和生產(chǎn)進(jìn)度均全球領(lǐng)先,例如文燦股份、廣東鴻圖、拓普集團(tuán)、愛柯迪、泉峰汽車、旭升股份 等。

一體壓鑄行業(yè)量價(jià)齊升,市場空間廣闊

B 級(jí)及以上新能源車為主,應(yīng)用部位不斷拓展

應(yīng)用車企:特斯拉及國內(nèi)新勢力主導(dǎo)一體壓鑄技術(shù),傳統(tǒng)車企轉(zhuǎn)型速度略慢。目前特斯拉已成功量 產(chǎn)一體壓鑄后地板和前艙,國內(nèi)新勢力也快速布局一體壓鑄技術(shù),根據(jù)蔚來 NIO Day 和 ET5 發(fā)布會(huì), 蔚來將于下半年應(yīng)用于 ET5 的后地板,根據(jù)各公司公開業(yè)績交流會(huì)、發(fā)布會(huì)等,小鵬、高合、理想 也將在 1-2 年內(nèi)開始應(yīng)用,其他國內(nèi)新能源品牌也將迅速跟上。但傳統(tǒng)車企擁有眾多傳統(tǒng)制造工廠, 焊裝產(chǎn)能富余,風(fēng)格偏保守且決策程序繁瑣,短期內(nèi)難以快速轉(zhuǎn)向一體壓鑄技術(shù)。 應(yīng)用車型:一體壓鑄以新能源車型為主,具體車型為 B 級(jí)及以上車型。相較于發(fā)展已較為成熟的燃 油車,新能源車型輕量化和提升生產(chǎn)效率的需求更為迫切,目前已應(yīng)用或計(jì)劃應(yīng)用的車型全部為新 能源車型。而且,一方面,B 級(jí)及以上車型整車質(zhì)量更大,相同電池容量下續(xù)航里程更短,為優(yōu)化 續(xù)航表現(xiàn),車企對(duì)這部分車型進(jìn)行車身減重的驅(qū)動(dòng)力更強(qiáng);另一方面,根據(jù)巨星算數(shù)調(diào)研,普通收 入人群和中等收入人群均最偏好 B 級(jí)新能源車,分別占比 32.4%、46.4%,高等收入人群最偏好 C 級(jí) 和 B 級(jí),分別占比 36.6%和 34.6%,總體來看 B 級(jí)及以上車型是消費(fèi)者購買意愿強(qiáng)烈的級(jí)別,售價(jià)也 相對(duì)更高,車企有動(dòng)力在這部分車型上加大一體壓鑄工藝的應(yīng)用,為智能化配臵留出空間。

應(yīng)用部位:一體壓鑄使用范圍不斷拓展,后地板-前地板-電池托盤-上車體。當(dāng)前一體壓鑄主要應(yīng)用 于后地板、前地板以及電池托盤,并有望將三個(gè)大型一體壓鑄件進(jìn)一步簡化成下車體總成。隨著一 體壓鑄技術(shù)成熟,我們預(yù)計(jì)一體壓鑄應(yīng)用范圍將拓展至上車體、底盤,并且和下車體的應(yīng)用步驟類 似,從部分強(qiáng)度要求相似和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度類似的零部件開始整合。同時(shí),考慮到車身安全性、日常 駕駛面臨的碰撞風(fēng)險(xiǎn),以及免熱處理鋁合金材料的性能表現(xiàn),我們預(yù)計(jì)使用屈服強(qiáng)度 1000-1500MPa 熱成型鋼的 B 柱、前門框、后門框、前橫梁等車身結(jié)構(gòu)件將不會(huì)使用一體壓鑄技術(shù)。

一體壓鑄行業(yè)空間 2025 年達(dá) 220 億元

車企紛紛布局,一體壓鑄技術(shù)有望快速滲透。一體壓鑄技術(shù)具備輕量化、降本、提效三大優(yōu)勢,特 斯拉率先量產(chǎn)證明該技術(shù)具備可行性,國內(nèi)新勢力及其他新能源品牌紛紛推出一體壓鑄計(jì)劃,結(jié)合 新勢力及傳統(tǒng)車企旗下新能源品牌布局情況,我們預(yù)計(jì)一體壓鑄滲透率將快速提升。其中后地板重 量、復(fù)雜程度以及強(qiáng)度要求均相對(duì)低于其他結(jié)構(gòu)件,特斯拉于 2021 年開始量產(chǎn),其他整車廠也從后 地板開始布局,預(yù)計(jì)后地板滲透速度最快且滲透率相對(duì)高,我們預(yù)計(jì)一體壓鑄后地板滲透率將于 2025 年達(dá)到 25%,且隨著入局車企和應(yīng)用車型的增加,滲透率呈逐年增長態(tài)勢;前地板和電池托盤受制 于結(jié)構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度,制造難度較大,我們預(yù)計(jì)將于 2023 年正式應(yīng)用于量產(chǎn)車型。 一體壓鑄使用范圍擴(kuò)大,單車價(jià)值量不斷提高。參考整車廠實(shí)際生產(chǎn)情況和研發(fā)計(jì)劃,我們預(yù)計(jì) 2025 年之前,一體壓鑄將主要應(yīng)用于后地板、前地板、電池托盤,而上車體、底盤等預(yù)計(jì)將于 2030 年左 右實(shí)現(xiàn)。根據(jù)廣東鴻圖和文燦股份 2021 年鋁合金壓鑄件的營收和銷量,可計(jì)算出鋁合金壓鑄件單價(jià) 約為 50-56 元/kg,所以保守估計(jì)免熱處理鋁合金壓鑄件為 50 元/kg,按照壓鑄件以每千克報(bào)價(jià)的規(guī)律, 測算出單車價(jià)值量。根據(jù)我們測算,2025 年一體壓鑄市場規(guī)模將達(dá) 219.5 億元,4 年 CAGR 為 133.4%。

整車廠與壓鑄廠共存,份額向頭部壓鑄廠集中

當(dāng)前以壓鑄廠合作模式為主,頭部壓鑄廠綁定優(yōu)質(zhì)客戶

文燦股份布局全面領(lǐng)先,量產(chǎn)進(jìn)度與訂單量可觀。文燦股份在超大型壓鑄機(jī)購臵、材料合作、模具 開發(fā)、產(chǎn)品試制量產(chǎn)進(jìn)度、定點(diǎn)訂單方面均全面領(lǐng)先。在超大型壓鑄機(jī)購臵方面,2 臺(tái) 6000T 壓鑄機(jī)、 天津工廠 9000T 壓鑄機(jī)和南通工廠 9000T 壓鑄機(jī)均已完成安裝調(diào)試;2022 年 5 月,文燦集團(tuán)再次向力 勁集團(tuán)采購 2 臺(tái) 7000T 超大型壓鑄機(jī),計(jì)劃 2022 年再增加 9000T 壓鑄機(jī) 1 臺(tái)。在材料合作方面,文燦 集團(tuán)與立中集團(tuán)深度合作,保持合作開發(fā)的免熱處理材料獨(dú)家采購和獨(dú)家供應(yīng)。在模具開發(fā)方面, 子公司文燦模具備自主模具設(shè)計(jì)和開發(fā)能力,能夠?yàn)橐惑w壓鑄提供配套模具服務(wù)。在產(chǎn)品試制和量 產(chǎn)進(jìn)度方面,2021 年 11 月,南通工廠 6000T 超大型壓鑄島成功試產(chǎn),并在整車廠完成白車身安裝; 2022 年 4 月,天津工廠 9000T 超大型一體化鋁合金后地板產(chǎn)品試制成功,鑄件尺寸約為 1600× 1400mm, 產(chǎn)品重量約 45-55kg;南通工廠 9000T 壓鑄機(jī)對(duì)應(yīng)定點(diǎn)產(chǎn)品正在準(zhǔn)備試制。在定點(diǎn)訂單方面,文燦是 全球首個(gè)獲得大型一體壓鑄后地板量產(chǎn)項(xiàng)目定點(diǎn)的壓鑄廠,根據(jù)投資者關(guān)系活動(dòng)記錄,公司已獲得 多個(gè)一體壓鑄產(chǎn)品定點(diǎn),且產(chǎn)品均試制成功,包括半片式后地板、一體式后地板、前艙和上車體一 體化大鑄件,后續(xù)產(chǎn)品將進(jìn)入到小批量交樣過程中,預(yù)計(jì)在 2022 年第四季度開始貢獻(xiàn)收入。

廣東鴻圖加快布局,率先合作開發(fā) 12000T 壓鑄機(jī)。在超大型壓鑄機(jī)購臵方面,廣東鴻圖已擁有 6800T 壓鑄機(jī),2022 年 1 月與力勁集團(tuán)、廣州市型腔模具制造有限公司及廣東鴻勁金屬鋁業(yè)有限公司共同 就 2 套 12000T(噸)超級(jí)智能壓鑄單元開發(fā)項(xiàng)目開展合作,此外還與力勁訂購了 2 套 7000T、2 套 9000T 一體化壓鑄機(jī)。在材料方面,公司是唯一自研免熱處理鋁合金材料的壓鑄廠商,該材料已獲得國家 授權(quán)發(fā)明專利并已投入使用。在產(chǎn)品試制和量產(chǎn)進(jìn)度方面,2022 年 1 月,成功試制 6800T 新能源汽 車超大型一體化鋁合金后地板壓鑄結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品,鑄件尺寸大小為 1700× 1500× 700mm,澆注重量約 100kg;預(yù)計(jì) 12000T 壓鑄機(jī)將于今年 8 月投入使用,首批試制產(chǎn)品是動(dòng)力電池托盤,產(chǎn)品長度超過 2 米。在定點(diǎn)訂單方面,2022 年 6 月,公司收到小鵬汽車底盤一體化結(jié)構(gòu)件定點(diǎn)。

拓普集團(tuán)緊跟節(jié)奏,一體壓鑄訂單量正待拓展。在超大型壓鑄機(jī)購臵方面, 2021 年 9 月,向力勁集 團(tuán)采購 6 臺(tái) 7200T 大型壓鑄機(jī)。在材料方面,拓普集團(tuán)與華人運(yùn)通及上海交通大學(xué)合作研發(fā)了 TechCast?高強(qiáng)韌性免熱處理鋁合金材料,并且成功應(yīng)用。在產(chǎn)品試制和量產(chǎn)進(jìn)度方面,2022 年 2 月, 拓普集團(tuán)與高合汽車合作的 7200T 一體化超大壓鑄后艙下線。在定點(diǎn)訂單方面,公司主要與高合汽 車進(jìn)行合作,一體化超大壓鑄車身后艙結(jié)構(gòu)件將在高合汽車后續(xù)車型中大批量應(yīng)用。

市場份額向頭部壓鑄廠集中,長期整車廠自制與壓鑄廠合作模式共存

中短期壓鑄廠將占據(jù)較高份額,市場集中度相對(duì)較高。中短期來看,除已率先量產(chǎn)的特斯拉之外, 我們認(rèn)為受益于行業(yè)壁壘和規(guī)模優(yōu)勢,總體來看壓鑄廠將占據(jù)較高市場份額,預(yù)計(jì)頭部壓鑄廠份額 較為集中,約 3-5 家。具體原因?yàn)椋?)一體壓鑄行業(yè)具備較高技術(shù)壁壘,壓鑄廠長期積累高壓壓鑄 工藝經(jīng)驗(yàn),能夠達(dá)到較高良品率,而以特斯拉為首的新能源整車廠并不具備壓鑄工藝經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)化 壓鑄人才團(tuán)隊(duì),良品率攀升過程較長;2)當(dāng)超大型壓鑄島生產(chǎn)量達(dá)到一定閾值時(shí),才能平衡成本收 益,而生產(chǎn)銷量不足的車型時(shí),需要頻繁更換模具和重新調(diào)試參數(shù),經(jīng)濟(jì)性偏低且調(diào)試難度較高, 大部分新能源車企的非爆款車型訂單量無法滿足一體壓鑄經(jīng)濟(jì)性要求,所以整車廠將更傾向于與壓 鑄廠進(jìn)行合作;3)壓鑄廠超大型設(shè)備布局持續(xù)領(lǐng)先,產(chǎn)能規(guī)模擴(kuò)張速度較快,能夠更快滿足整車廠 的生產(chǎn)需求,并且規(guī)模效應(yīng)使得壓鑄廠生產(chǎn)成本下降,具備一定單價(jià)競爭力。

長期整車廠與壓鑄廠共存,國內(nèi)壓鑄廠有望成為全球龍頭。長期來看,我們認(rèn)為未來一體壓鑄行業(yè) 將呈現(xiàn)整車廠自制與國內(nèi)第三方壓鑄廠合作模式共存的格局,并且國內(nèi)第三方壓鑄廠有望占據(jù)更大 市場份額,并成長為全球性龍頭。主要原因包括:1)在一體壓鑄經(jīng)濟(jì)性徹底凸顯、技術(shù)成熟后,為 掌握核心技術(shù)和控制生產(chǎn)鏈,部分整車廠將考慮自建一體壓鑄生產(chǎn)線,主要用于自產(chǎn)爆款車型一體 壓鑄結(jié)構(gòu)件; 2)整車廠自產(chǎn)產(chǎn)量不足時(shí)仍將考慮與壓鑄廠保持合作,同時(shí),整車廠將把銷量不足 的單一車型交付給壓鑄廠進(jìn)行批量生產(chǎn),預(yù)計(jì)此時(shí)壓鑄廠生產(chǎn)線換品牌、換車型的成本已處于低位, 總體來看整車廠交付的訂單量占據(jù)總銷量較高比例,對(duì)應(yīng)地壓鑄廠將占據(jù)更高份額;3)國內(nèi)一體壓 鑄廠走在行業(yè)前列,在技術(shù)端、成本端和客戶端均具備明顯優(yōu)勢,而外資壓鑄廠受限于投資模式和 響應(yīng)速度,發(fā)展落后于國內(nèi)企業(yè),未來國內(nèi)一體壓鑄廠有望切入更多全球知名客戶,成長為全球性 龍頭。

投資分析

文燦股份:高壓鑄鋁結(jié)構(gòu)件龍頭,一體壓鑄行業(yè)領(lǐng)軍者

公司是國內(nèi)高壓鑄鋁結(jié)構(gòu)件龍頭,主要從事汽車鋁合金精密鑄件產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,產(chǎn)品應(yīng) 用于傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、變速箱系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)領(lǐng)域及 其他汽車零部件等,其中 2021 年扣除子公司法國百煉收入后的車身結(jié)構(gòu)件收入占比為 33.7%,同比 增長 83.7%。近年來公司拓客速度加快且訂單開始放量,2021 年新能源客戶占比提升至 37.8%。而且, 公司鋁合金壓鑄車身結(jié)構(gòu)件的配套客戶主要有蔚來、奔馳、特斯拉、小鵬、廣汽等,均為一體壓鑄 技術(shù)已應(yīng)用車企或潛在目標(biāo)車企,客戶優(yōu)勢明顯,有望承接已有客戶的一體壓鑄定點(diǎn)項(xiàng)目。 在一體壓鑄趨勢下,公司是除特斯拉外,布局最早且速度最快的壓鑄企業(yè)。在一體壓鑄產(chǎn)能方面, 已具備 2 臺(tái) 6000T、2 臺(tái) 9000T 壓鑄機(jī)的壓鑄產(chǎn)能,今年年內(nèi)還將增加 2 臺(tái) 7000T 的壓鑄產(chǎn)能;在一體 壓鑄定點(diǎn)訂單和客戶方面,公司多個(gè)定點(diǎn)產(chǎn)品如半片式后地板、一體式后地板、前艙和上車體一體 化大鑄件均取得了產(chǎn)品試制成功,其中蔚來大型一體壓鑄后地板量產(chǎn)項(xiàng)目已完成白車身安裝,預(yù)計(jì) 配套車型將于今年下半年量產(chǎn)。作為布局領(lǐng)先的頭部壓鑄廠,公司有望占據(jù)更高市場份額,受益于 一體壓鑄行業(yè)的廣闊空間,公司一體壓鑄結(jié)構(gòu)件業(yè)務(wù)有望高速增長。

廣東鴻圖:新能源貢獻(xiàn)業(yè)績?cè)隽浚惑w壓鑄走在前列

公司是國內(nèi)汽車精密鋁合金零部件細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè),深耕壓鑄件行業(yè) 20 余年,公司業(yè)務(wù)主要包 括精密輕合金零部件成型制造和汽車內(nèi)外飾產(chǎn)品制造兩大板塊,2021 年?duì)I收占比分別為 64.9%、 32.2%,其中,精密鋁合金壓鑄件產(chǎn)品覆蓋動(dòng)力總成系統(tǒng)、動(dòng)力傳輸系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和新能源汽車三 電系統(tǒng)。公司積極開拓新能源汽車市場和加速產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí), 2021 年新能源汽車總成件和新能源內(nèi) 外飾件收入占各自板塊的 9.9%和 4.5%。公司免熱處理鋁合金材料、一體化壓鑄成型、高真空壓鑄等 多項(xiàng)核心技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平,其中自研的免熱處理鋁合金材料已獲取專利并應(yīng)用于 一體化產(chǎn)品開發(fā)試制。 在一體壓鑄產(chǎn)能方面,公司擁有一臺(tái) 6800T 壓鑄機(jī),并向力勁訂購 2 套 7000T、2 套 9000T 一體化壓鑄 機(jī),此外,公司還率先布局全球首臺(tái)最大噸位 12000T 壓鑄機(jī)的開發(fā)與導(dǎo)入工作,預(yù)計(jì)今年 8 月到位。 在一體壓鑄客戶與訂單方面,已獲得小鵬汽車底盤一體化結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品定點(diǎn)。公司布局速度處于第一 梯隊(duì),隨著 12000T 壓鑄機(jī)投入使用,公司一體壓鑄結(jié)構(gòu)件尺寸和重量將率先實(shí)現(xiàn)突破,一體壓鑄結(jié) 構(gòu)件業(yè)務(wù)有望實(shí)現(xiàn)量價(jià)齊升。


拓普集團(tuán):Tier0.5 平臺(tái)化供應(yīng)商,加碼輕量化領(lǐng)域

公司是 NVH 龍頭,主營業(yè)務(wù)為汽車零部件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,主要產(chǎn)品包括汽車 NVH 減震系統(tǒng)、 內(nèi)外飾系統(tǒng)、輕量化車身、智能座艙部件、熱管理系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、空氣懸架系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng), 通過持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)品線,公司成為 Tier0.5 平臺(tái)化供應(yīng)商的目標(biāo)已顯成效。2021 年,橡膠減震器和內(nèi)飾 功能件營收占比分別為 29.2%、31.2%,是公司營收和利潤的主要來源,近年來底盤系統(tǒng)和熱管理系 統(tǒng)營收增長速度較快,2021 年?duì)I收占比分別為 22.9%、11.2%。 憑借輕量化底盤業(yè)務(wù)積累的高壓壓鑄工藝和設(shè)計(jì)開發(fā)經(jīng)驗(yàn),公司順利切入一體壓鑄行業(yè)。在一體壓 鑄產(chǎn)能方面,公司已擁有 6 臺(tái) 7200T 壓鑄機(jī)。在一體壓鑄客戶與訂單方面,下線的 7200T 一體化壓鑄 后艙將在高合汽車后續(xù)車型中大批量應(yīng)用。受益于一體壓鑄布局速度和客戶資源,輕量化車身業(yè)務(wù) 營收有望快速增長。

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