汽车轻量化及一体化压铸件行业分析：渗透率快速提升－国际工业自动化网-专注自动化和数字化的互联网平台 -

1 汽车轻量化及一体化压铸渗透率将快速提升

在燃油车油耗标准收紧以及电动车补贴门槛提升、新能源积分压力等因素推动下，整车及零部件厂商迫切需要新的技术路径以实现减耗节能。汽车轻量化和一体化压铸是降低油耗、提升续航的重要途径，预计在需求推动下汽车轻量化及一体化压铸的渗透率将持续提升。
为了减缓全球气候变暖及实现可持续发展，中国于2020年提出了“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标。汽车是碳排放的主要载体之一，“双碳”目标的出台使得减耗、减排成为汽车技术的确定性发展方向。根据中国汽车工程学会发布的《节能与技术路线图 2.0》，至 2025、 2030、2035 年，乘用车平均油耗分别需要降至每百公里 4.6L、3.2L、2.0L，其中燃油车平均油耗分别需降至每百公里 5.6L、4.8L、4.0L。除中国外，美国、欧盟、日本等主要经济体也在逐步收紧乘用车油耗标准。对于燃油车而言，随着油耗标准日益收紧，动力系统减耗的空间将不断缩小，寻求新的减耗减排技术方向是大势所趋。
对于，在补贴政策退坡的趋势下，续航里程的门槛要求逐渐提升，同时续航里程将直接影响车企的新能源积分，因此对提升续航里程的需求更为迫切；另一方面，动力电池占整车成本的比例达 30-40%，增大电池容量将显著提高电动车成本，在电驱动系统及电池能量密度等方面的改进逐渐进入瓶颈期后，电动车需要在新的领域实现续航里程提升。
轻量化指在保证汽车强度及安全性能的前提下，尽量降低汽车的整备重量。研究表明，若燃油车减重 10%，油耗将降低 6-8%；若新能源车减重 100kg，续航里程将提升 10-11%，同时降低 20%的电池成本和日常损耗成本。对于传统燃油车和而言，轻量化技术能够提升动力系统工作效率，从而减少能量消耗、提升整车续航，逐渐成为各大整车及零部件企业的重要技术方向。在轻量化的基础上，2020 年 9月特斯拉在电池技术日活动中宣布将于 Model Y后车身底板中使用一体化压铸技术，引领新一轮的技术创新。
传统汽车制造工艺包括冲压、焊装、涂装、总装等 4 大环节，主要路线是将钢板冲压成不同的零部件单件后，通过焊接、铆接、涂胶等方式组装成白车身，再进行防腐、喷漆等涂装处理，最后将内外饰、动力总成、底盘总成等零部件装配至车身上完成整车总装。传统汽车由约 500 个形状、材料各异的零件组装而成，每个零件的误差波动都会影响整车的精度。为了保证整车质量满足要求，各个零部件在组装前要经过严格的检测，汽车组装时也需要大量的调试和匹配工作，时间和金钱成本耗费较大。
特斯拉的一体化压铸技术在制造工艺端和材料端引领革新。在制造工艺端，一体化压铸技术能够使车身一次性成型，免去先分体冲压后焊装的复杂过程，大幅简化制造流程；由于只有 1-2 个大型零件，一体化压铸技术能够免去大量零件连接造成的累计误差，制造精度得以提升，同时能节省大量的调试时间和金钱成本。在材料端，传统汽车制造工艺广泛使用便于冲压、焊装的钢材作为车身材料，而在一体化压铸技术中，便于压铸的铝合金将成为车身主要材料，带动铝合金部件在整车上的应用增加，进一步提升汽车轻量化程度。
以 Model 3 和 Model Y 为例，Model 3 后车身底板采用了传统工艺，由 70 个零部件组装而成； Model Y 采用了一体化压铸技术，后车身底板整体由 2个大型铸件组成，连接点由 700-800 个减少至约 50 个，制造时间从 1-2 小时减少至 3-5 分钟，下车体总成重量将降低 30%。特斯拉下一步计划使用一体化压铸技术制造完整的下车体总成，将约 370 个零部件压铸为 2-3 个大型铸件，重量将进一步减少 10%，从而提升约 14%的续航里程。

2 汽车轻量化及一体化压铸主要产品

2.1 底盘轻量化产品渗透率将提升

汽车底盘是汽车传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分的组合，主要功能包括支撑发动机及动力系统总成、接受发动机动力驱动汽车行驶、构建汽车整体造型等，直接影响汽车的安全性、稳定性、舒适性、运动性能等方面。
底盘轻量化是整车轻量化的重要领域。作为汽车的核心部件之一，汽车底盘在整车重量中占比达 27%，仅次于白车身和动力总成。与车身相比，底盘轻量化技术和工艺更成熟，成本更低，据汽车底盘之家分析，底盘悬架的减重成本系数为 0.95，远低于车身的成本系数 1.35。底盘承载了 70% 的车体重量，底盘轻量化有助于降低簧下重量，从而提升汽车的加速性能、操控性能和舒适性。

目前底盘轻量化的主要路径是以铝合金代替钢铁，汽车底盘铝合金部件包括转向节、副车架、制动卡钳、控制臂、轮毂、各种壳体等。据中国产业信息网数据，2020 年中国汽车市场中铝合金转向节、副车架、制动卡钳、控制臂的渗透率分别为 15%、8%、40%、5%，具有广阔的提升空间。据国际铝业协会数据，铝合金在动力系统的渗透率达 90%，汽车底盘与其相比仍是蓝海市场。
国内众多铝合金精密压铸公司均在底盘轻量化领域有所布局，随着汽车轻量化需求不断增加，预计铝合金部件将在底盘领域加速渗透，相关零部件公司有望从底盘轻量化趋势中持续受益。

2.2 车身轻量化：热成型钢及轻量化工艺为主流途径

汽车车身是整车重量占比最高的部分，也是轻量化潜力最大的领域，传统汽车中以高强度钢代替普通钢材能减重约 11%，采用铝合金则能减重约 40%，轻量化材料减重效果显著。鉴于车身强度要求、轻量化材料价格及加工技术水平等问题，钢材作为汽车车身主要材料的地位短时间内难以撼动。
铝合金材料在轻量化程度和耐腐蚀性等方面相较于钢材优势明显，然而铝合金在车身上的应用仍面临巨大的挑战：（1）加工工艺复杂。目前钢材加工工艺已非常成熟，而铝合金车身的加工和连接需要铝电阻点焊、自冲铆接、胶接连接、激光焊接等多种工艺，生产流程的复杂度和自动化要求远高于传统钢材车身。（2）制造成本高。首先是铝合金本身的价格较高，车用铝合金单价约为每吨 1.5 万，是钢材料的近 3 倍，其次复杂的加工工艺使得铝合金车身成本进一步提升。（3）维修成本高，由于铝材延展性较差且维修工艺复杂，铝合金车身维修通常需要全件更换，导致售后维修费用大幅增加。据文灿股份公告，目前铝合金车身结构件在燃油车的渗透率仅为 3%，在纯电动车的渗透率为 8%，随着加工工艺改进及电动汽车减重需求持续提升，预计铝合金等轻量化材料在车身上的应用将不断增加。
现阶段使用热成型钢等超高强度钢材及轻量化制造工艺是实现车身轻量化的主流途径。热成型钢是将钢板加热至 880-950℃后，在冷却模具中进行热冲压成型及淬火处理，得到超高强度的冲压件。热成型钢材具有极高的材料强度，具有 1000 MPa 以上的屈服强度和 1300MPa 以上的抗拉强度，是普通钢材的 2 倍以上。目前主流的白车身由普钢、高强度钢、热成型钢等不同强度钢材复合连接而成，其中热成型钢通常应用于车身前后保险杠、AB 柱、中通道等重要安全结构件，能够以更低的厚度实现相同的安全性能，从而实现车身轻量化。除热成型技术外，激光拼焊、液压成型等轻量化制造工艺也能够在保证车身安全性的前提下减少钢板厚度，达到车身轻量化目的。

近年来国内热成型等轻量化技术的发展迅速，国内零部件公司已具备成熟的热成型技术能力，能够为国内外整车企业提供 AB 柱、防撞梁、保险杠等热成型车身件，有望在车身轻量化的大趋势中受益。

2.3 增量领域：三电系统与一体化压铸部件
与传统汽车相比，三电系统将导致整车重量增加，从而影响续航对于相同车型，三电系统将导致整车额外增加 200-300kg 的重量；同时新能源车轻量化系数比传统燃油车高 1.5-4 倍，意味着轻量化程度更低。三电系统通常占整车重量的 30-40%，其轻量化是实现轻量化、提升续航的关键。
在三电系统中，电池包是重量最大的部分，约占整车重量的 18-20%，其中电池包壳体（电池盒）约占电池包重量的 10-20%，是电池包中重量占比仅次于电芯的部件。在电池能量密度提升逐渐进入瓶颈期后，电池盒轻量化成为的重点领域。
电池盒由上盖和下壳体两部分组成，目前电池盒上盖主要材质包括冲压钢板、冲压铝板、SMC 等，下壳体材质以铝合金为主，按工艺可以分为挤出铝型材搅拌摩擦成型、冲压铝板焊接成型及整体铸造成型等。当前阶段兼顾性价比和轻量化效果的电池盒最佳轻量化方案是挤出铝型材下壳体和 SMC 上盖的组合，随着碳纤维、镁合金等材质的价格下降，电池盒轻量化方案有望迎来进一步优化。
紧跟快速发展大潮，文灿股份、凌云股份、华域汽车等国内零部件厂商积极开发轻量化电池盒产品并取得定点项目。除电池盒外，国内厂商在铝合金电机、电控系统壳体以及混动汽车变速箱壳体等领域也有相关布局。随着产销量及渗透率持续上升，三电系统轻量化有望打开国内零部件厂商新增量空间。

在特斯拉的引领下，国内多家铝合金压铸零部件公司开始布局一体化压铸技术，购入多台巨型压铸机用于车身结构件等领域的一体化压铸。一体化压铸具有流程简便、生产效率高、轻量化程度高等优点，随着一体化压铸规模扩大，生产成本也将逐渐降低，预计未来将有更多整车企业采用一体化压铸技术，一体化压铸渗透率有望持续提升。（报告来源：未来智库）

3 行业市场空间及特性

3.1 行业市场空间较大

我们根据中国乘用车产量、乘用车单车用铝量、铝合金压铸件占汽车用铝量比例以及车用铝合金零部件销售价格，测算 2020-2025 中国车用铝合金压铸件市场空间：
（1）中国乘用车产量：2020、2021 年中国乘用车产量分别为 1999.41 万辆及 2140.80 万辆，据中汽协预测，2022 年中国乘用车产量将达到 2300 万辆，同比增长约 7.4%。2023-2025 年预计中国乘用车产量增速将有所放缓，增速降至每年约 3%。
（2）中国乘用车单车用铝量：2020 年中国乘用车单车用铝量为 138.6 千克，预计 2025 年将提升至 187.1 千克，2020-2025 年复合增速为 6.2%。
（3）铝合金压铸件占汽车用铝量比例：压铸件是汽车上应用最为广泛的铝合金形态，广泛应用于底盘、车身、动力系统等领域。据压铸杂志，压铸铝合金约占汽车用铝量的 77%。
（4）车用铝合金压铸件销售价格：据爱柯迪招股说明书数据测算，汽车铝合金压铸件行业平均售价约为4.52万元/吨。由于铝合金压铸件价格受铝价波动影响较大，我们假设汽车铝合金压铸件平均售价始终维持不变。
根据以上数据测算，预计 2025 年中国乘用车铝合金压铸件市场空间将达到 1637.14 亿元，2020- 2025 年市场空间复合增速约为 11.2%，车用铝合金压铸件市场前景广阔。

3.2 行业属于重资产行业，盈利能力有一定周期性特征

轻量化压铸行业是重资产行业，项目开发前期需要投入土地、设备、厂房等固定资产，资本支出增加，项目建设过程中因为固定资产折旧增加等因素拖累整体盈利能力，随着项目投产完成并逐步释放新增产能，资本支出及折旧摊销减少，产能利用率提升，盈利能力提升。
以爱柯迪、泉峰汽车进行比较分析。
2017Q3-2018Q3 爱柯迪投入较多资金用于购买固定资产，部分导致毛利率下滑。2017 年底爱柯迪上市后募集资金用于建设精密压铸件、雨刮系统部件、精密金属加工件等多个项目，计划投入资金超 15 亿元，导致固定资产及折旧快速提升，2016Q1-2017Q2 平均单季度购建固定资产、无形资产和其他长期资产支付现金 1.13 亿元，2017Q3-2018Q3 平均单季度支付现金 1.51 亿元，较扩产前增长 0.38 亿元；2018 年三季度末固定资产增长至 13.27 亿元，同比 2017 年三季度末提升 48.6%。固定资产及折旧增加、汽车行业景气度下滑等综合导致2018年三季度毛利率下滑至33%，较 2017 年四季度大幅下降 7.3 个百分点。
2020 年中爱柯迪再次扩产建设轻量化压铸件项目，短期盈利承压，新项目完成后有望促进盈利提升。2020 年 3 月公司公告将在柳州建设汽车轻量化铝合金精密压铸项目，总投资约 5 亿元，同时还将在宁波投资建设产业园区，总投资约 10 亿元，2020Q2-2021Q3 平均单季购建固定资产、无形资产及其他长期资产支付现金 1.82 亿元，较 2019 年平均单季支付金额增长 0.86 亿元；2021 年三季度末固定资产 17.27 亿元，较 2020 一季度末扩产前提升 25.6%，2021 年三季度公司毛利率 24.8%，同比下降 6 个百分点，系受到固定资产及相关折旧摊销增加、会计准则调整等因素影响。根据公司前期项目建设计划，预计2022年轻量化精密压铸件项目将建设完成并逐步实现产能爬坡，将有效满足前期在手订单需求，产能利用率提升，有望提升 2022 年整体盈利能力。
从资本支出和毛利率的关系看，资本支出增加导致毛利率下滑，扩产完成后产能利用率将提升，资本支出对毛利率的不利因素将减小。2018 年的资本支出达到 6.56 亿元，处于 2015 年后资本支出最高位，叠加 2018 年汽车行业景气度下滑等因素，综合导致爱柯迪毛利率跌至 34.23%，同比下降 5.8个百分点，2018年后毛利率下滑系行业景气度回落。2022年随着柳州轻量化压铸件项目建设完成，预计公司压铸件产品逐步放量，资本支出对毛利率的不利因素减小。
2020 年泉峰汽车新项目扩产，固定资产折旧增长并拖累盈利。根据 2020 年 10 月公告，泉峰汽车将在马鞍山建设汽车零部件智能制造项目，项目总投资额 20.5 亿元，2020Q4-2021Q3 平均单季购建固定资产、无形资产和其他长期资产支付现金 1.47 亿元，2019Q1-2020Q3 单季平均支付金额仅 0.22 亿元；公司固定资产从 2020 年三季度末的 8.78 亿元提升至 2021 年三季度末的 10.11 亿元，同比增长 15.1%，受固定资产及折旧增长、会计准则调整等影响，2021Q3 毛利率 23.1%，同比下降 4.4 个百分点。
据公告，由于轻量化压铸行业需求旺盛，公司投资的马鞍山汽车零部件项目正在赶工加快进度，首批压铸产能将于 2021 年 10 月底至 11 月初完成厂房建设，并逐步导入量产阶段；此外预计匈牙利建设项目 2022 年三季度也将开始逐步量产，2022 年马鞍山、匈牙利等地工厂产能均有望释放，有效解决目前压铸件产能瓶颈。

从资本支出及毛利率看，2017-2018 年泉峰汽车资本支出处于高位，较高的资本支出部分导致毛利率处于低位，2018 年资本支出为 3.56 亿元，泉峰汽车毛利率下降至 24.38%，同比下滑 0.42 个百分点，2018年后泉峰汽车毛利率上升系持续优化产品结构，公司获得包括天津大陆 MER3轴传动电机壳、PSA 逆变器壳体、宝马系列逆变器壳体等毛利率较高的零部件项目。根据规划，2020 年开始建设的马鞍山汽车零部件智能制造项目、欧洲生产基地项目等有望于 2022 年逐步实现量产，产能利用率将提升，对毛利率不利影响减小。（报告来源：未来智库）

4 行业竞争壁垒分析

国内压铸行业集中度较低，大多数企业规模较小。由于汽车行业的特殊性，汽车零部件精密压铸行业存在资质和客户认证壁垒、技术壁垒以及资金和规模壁垒等进入壁垒，新进入者将面临更大的障碍。预计在短时期内，国内已进入各大整车厂商配套体系的大型零部件压铸公司仍将占据行业主导地位。
（1）资质和客户认证壁垒。汽车工业是专业化、精细化程度较高的行业，为满足汽车在安全性、舒适性等方面的严格要求，零部件企业在进入整车配套体系前需要通过一系列严格的审核和认证体系，主要包括整车厂商认证和第三方体系认证两类：
为了满足汽车零部件的严格质量要求，国际组织、国家和地区汽车协会组织等建立了一系列的质量体系认证标准，其中最重要的是国际汽车标准合作组织（IATF）制定的 IATF16949（原 ISO/TS16949）质量管理体系认证。IATF16949 对零部件供应商在设计研发、原材料管理、生产能力、产品质量管理等方面提出严格的要求，现已基本成为国内外各大整车厂商、一级零部件供应商配套体系的准入门槛之一。
在取得第三方体系认证的基础上，大众、通用等主流整车厂商通常会按照各自独立的供应商评审体系，对拟合作的零部件厂商的研发能力、加工工艺、批量生产能力、质量管控能力等进行严格的审核，在此基础上进行材料试验、产品试验、上车路试等质量认证，认证时间通常在 1 年以上。严格、复杂、漫长的资质认证流程成为零部件厂商进入整车企业配套体系的重要壁垒。
在此背景下，一旦整车厂商与零部件公司合作关系建立，整车厂商通常不会轻易更换供应商，形成较强的客户粘性。目前国内主要压铸企业与各下游整车厂商已建立长期稳定的合作关系，进一步提高行业进入门槛。
（2）技术壁垒。随着汽车工业的发展，整车企业对于汽车零部件的性能、质量、可靠性等要求逐渐提升，行业的技术壁垒呈现不断提高的趋势。具体至汽车零部件精密压铸行业，供应商在产品结构与制造方案设计、模具设计开发与制造、材料开发与制备、压铸工艺技术等多个环节均需要长期的技术积累，才能满足整车企业和一级零部件供应商对产品的质量要求。现阶段文灿股份、爱柯迪等国内主要铝合金精密压铸公司在生产制造的各项工艺流程中已形成多项核心工艺与技术，进一步增强在行业内的竞争优势。
另一方面，随着的快速发展及新势力车企的影响力提升，汽车车型开发周期呈现缩短趋势，要求汽车零部件厂商具备更强的同步开发能力和精细化管理能力。对于新进入、规模较小的企业而言，其在经验积累、人员团队、管理机制等方面较难满足现阶段高速迭代的零部件开发需求。
（3）资金和规模壁垒。汽车精密压铸是典型的资金密集型行业，压铸设备、熔炼设备、模具生产设备、检测设备等必要的生产制造设备需要高额的购置费用。在行业竞争愈发激烈的趋势中，为了保证产品的精密度、强度、可加工性等技术指标达到先进水平，国内企业往往需要购置更高端的加工和检测设备，对企业的资金实力提出了较高的要求。2020 年国内主要汽车精密压铸公司固定资产占总资产比例均处于较高水平，泉峰汽车、嵘泰股份等固定资产占比大于 40%，高固定资产特征较为显著。
与此同时，国内外的主要整车厂商对供应商的产能规模、供货能力等提出了严格的要求，以保证大规模订单能够按时、按质、按量交付，新进入者在短时间内难以达到相应的规模。此外，作为高固定资产行业，汽车精密压铸需要较大的生产规模才能使得固定资产利用率提高，降低边际生产成本，实现规模效益。新进入者在短时间内难以实现规模化生产，导致单位成本相对较高，盈利能力受限，对于新进入者也构成了较大的障碍。

5 竞争格局：布局轻量化及一体化压铸自主供应商规模有望快速提升

我国轻量化压铸行业集中低，参与企业众多，整体竞争较为激烈。根据文灿股份招股说明书， 2018 年我国压铸行业相关企业数量约 12600 家，其中生产压铸件的企业数量占比 70%以上，存在各类不同生产规模的压铸件生产商，大部分供应商的轻量化压铸件产能较低。
外资或合资品牌的压铸件供应商数量较少，单个企业的规模大，专业化程度高，在资金、技术、生产规模等方面具备优势，领先于国内大多数供应商，通过在国内设立合资公司或子公司切入中国市场，相关企业包括 NEMAK、RYOBI、阿雷斯提、皮尔博格、乔治费歇尔、DGS 等。
国内自主品牌的轻量化压铸供应商可分为两类，一类从属于下游的整车集团，依附于整车厂为相关车企提供压铸件产品配套，包括长城汽车成立的压铸事业部、比亚迪旗下的弗迪精工等；另一类是独立的轻量化压铸件供应商，2018年国内压铸企业中大型压铸企业占比仅10%左右，少数国内独立供应商具备高质量的轻量化压铸产品及大型复杂模具的自制能力，能够对客户需求进行快速反应和持续改善，已经与国内外知名车企建立了长期稳定的合作关系，具备一定实力，相关自主供应商包括文灿股份、泉峰汽车、爱柯迪、拓普集团、旭升股份等。
从产品范围看，大部分外资及合资品牌、自主品牌均在车身、传动、底盘、转向等多个系统领域布局，涉及的轻量化压铸件产品包括变速器壳体、电机壳体、支架、缸体、缸盖等。
从各压铸企业相关客户看，外资及合资品牌中 RYOBI、阿雷斯提等日系供应商更多与日系车企进行合作，例如阿雷斯提与丰田、日产、本田、铃木等合作配套；而皮尔博格、DGS、乔治费歇尔等欧美供应商更多为奥迪、宝马、奔驰、大众、通用等欧美车企配套压铸产品；国内自主供应商配套客户众多，客户范围涉及美系、日系、欧系、自主车企等，例如嵘泰股份的客户包括大众、奥迪、宝马等外资品牌，也包括长城、吉利、比亚迪等自主品牌；旭升股份为特斯拉、理想、蔚来、零跑等众多新势力配套压铸件。
从全球压铸件企业营业收入看，外资压铸企业的收入规模相对较高，国内大部分压铸企业与国外企业规模上存在差距。具体来看，营业收入较高的几家头部压铸企业分别是乔治费歇尔、 NEMAK、RYOBI 等，2019 年乔治费歇尔、NEMAK 营业收入超过 250 亿元，2020 年受疫情影响收入有所下滑，但仍超过 200亿元，综合竞争力强；国内大部分压铸企业的收入规模均在 30 亿元以下，与外资企业差距明显，国内营业收入较高的企业包括广东鸿图、文灿股份、爱柯迪等，国内各压铸企业扩产，通过性价比优势获取更多新订单，布局一体化压铸等新技术，逐步缩小与外资压铸企业的差距。

在一体化压铸领域进展较快的企业包括文灿股份、广东鸿图等，已获得项目定点或实现批量供货，在一体化压铸布局方面具备先发优势。具体来看，文灿股份已获得大型一体化压铸车身结构件后地板项目定点，2021 年公司订购包括 2 台 6000T 压铸机在内的 7 台大型压铸机，用于一体化车身结构件研发制造，在一体化压铸方面布局较快；广东鸿图进入小鹏汽车配套体系，双方将同步开发一体化结构件。
泉峰汽车、拓普集团、爱柯迪等压铸企业也在一体化压铸领域展开相应布局规划，未来将进一步增强公司产品及技术实力。拓普集团于2021年9月订购21台压铸单元，其中涵盖7200T、4500T 及 2000T 等不同规模的压铸设备，预计将提升一体化压铸件产能；泉峰汽车南京总部的 2700T 压铸机已经进入量产使用状态并实现供货，5000T 的压铸机预计四季度将交付用于产品量产，此外公司在马鞍山生产基地又购入多台大型压铸设备，匈牙利工厂也将布局压铸设备，为产能释放夯实基础；爱柯迪于 2022 年 1 月发布公告拟发行 16 亿元可转债，其中部分募集资金将用于引进 800T-8400T 不等的国内外中大型精密压铸单元，进一步增强公司在一体化压铸领域的竞争力。