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一體化壓鑄優(yōu)勢明顯
壓鑄是汽車鋁合金零部件主要加工形式
壓鑄是汽車鋁合金零部件主要加工形式。傳統(tǒng)的汽車制造流程主要包含沖壓、 焊裝、涂裝、總裝四大工藝。其中沖壓是運用中小型壓力機和模具，常用于鋼 材的成型，鋁合金零部件通常采用壓鑄方式。壓鑄是在高壓作用下，裝載金屬 以高速充填進入模具型腔，并在壓力作用下成形和凝固而獲得鑄件的方法。
鋁合金在新能源汽車大型零部件中的滲透率快速提升
底盤、車身、懸架等大型零部件滲透率快速提升，單車用鋁量2025/2030年有望達到250/300kg左右。根 據(jù)CME Group分析，到2025年純電車用鋁量將達到226.8kg，滲透率達50%，2030年用鋁量達283.5kg， 滲透率達56%，主要系底盤、懸架、車輪、傳動系統(tǒng)等零部件滲透率快速提升帶動。根據(jù)我國節(jié)能與新能源 汽車技術路線圖，我國單車用鋁的具體目標是 2025 年達到 250kg、2030 年達到 350kg。
特斯拉開啟一體化壓鑄新篇章
特斯拉開啟一體化壓鑄新篇章。一體化壓鑄本質(zhì)是在零部件尺寸和應用部位上實現(xiàn)重大突破的鋁合金高壓鑄 造技術，是指采用特大噸位壓鑄機，將多個單獨、分散的零部件高度集成，壓鑄一次成型為幾個大型鋁鑄件， 從而替代多個零部件先沖壓再焊接或鉚接組合的方式。2020年9月，馬斯克首次宣布將一體化壓鑄技術用于 生產(chǎn)Model Y后車身底板的生產(chǎn)，并將逐步用2-3個大型壓鑄件替換整個車身底板370余個結(jié)構(gòu)件，開啟汽車 大型部件鋁合金一體化壓鑄的新篇章。
一體化壓鑄騰飛，產(chǎn)業(yè)鏈競相布局
上游免熱合金材料：先發(fā)優(yōu)勢明顯，客戶粘性高
材料端：免熱合金是一體化壓鑄必然之選。免熱處理合金指通過特殊 的合金配方，在完成壓鑄成形后，鑄件無需熱處理即可獲得理想的力 學性能，能避免在熱處理（高溫固溶和時效處理）過程中造成工件變 形。由于一體化鑄件在鑄造過程中會因熱處理產(chǎn)生微小形變，大型壓 鑄件形變會進一步放大，致使產(chǎn)品不滿足車輛要求，因此超大型零件 無法進行熱處理，免熱處理鋁合金材料成為必然之選。
材料成分復雜，專利優(yōu)勢明顯。合金材料成分是免熱處理合金的核心 壁壘，先發(fā)者通過對合金材料配方成分進行專利認證，并在此基礎上 不斷迭代，降本增效；后發(fā)企業(yè)需繞過原有專利的配方成分設計研發(fā) 出符合主機廠要求的免熱合金材料，即使成功繞過專利，后續(xù)仍面臨 性能與成本權(quán)衡的問題。
認證周期長，客戶粘性高。免熱合金通常需要與下游加工及整車廠的 長期配合進行材料研發(fā)、試點，量產(chǎn)，周期相對較長，且后續(xù)如更換 其他免熱合金材料還需更改后續(xù)流程的模具、改沖壓工藝等，因此客 戶粘性高。
上游免熱合金材料：先發(fā)優(yōu)勢明顯，競爭格局較優(yōu)
市場上主要的免熱處理合金可分為 Al-Si 系和 Al-Mg 系兩大類，基本是 Al 為基礎元素，添加并控制硅、鎂、鐵、銅、錳、鋅等 元素的含量及相互關系，使材料具備符合要求的強度、韌性、延展性等。其中 Al-Si 系是目前的主流路線。 行業(yè)現(xiàn)狀：國外材料較為成熟，國內(nèi)企業(yè)陸續(xù)突破：國外免熱合金代表性企業(yè)為美鋁、德國萊茵哈特和麥格納，此外特斯拉也加 入自研行列；國內(nèi)主要為立中集團、上海交大材料學院、廣東鴻圖、蔚來等研究機構(gòu)和企業(yè)在免熱處理材料上有所突破。 國內(nèi)具備專利企業(yè)較少，競爭格局良好。目前國內(nèi)立中集團具備自主知識產(chǎn)權(quán)，技術成熟并具備量產(chǎn)能力，其他廠家為海外合金 廠商、國內(nèi)高校等授權(quán)使用，需繳納一定專利費，成本相對較高，或產(chǎn)品性能、良率不及預期，難以大規(guī)模應用。
上游壓鑄設備：大型壓鑄機是一體化壓鑄的關鍵
大型壓鑄機是實現(xiàn)汽車一體化壓鑄的關鍵：當原料以高壓注入模穴內(nèi)時會產(chǎn)生一個撐模的力量，壓鑄機的鎖模單元必須提供足夠的鎖模 力使得模具不至于被撐開，保證制品成型符合精度要求，越大的零部件對壓鑄機的鎖模力要求也越高。 工藝復雜，開發(fā)周期長，資本投入大。大型壓鑄機工藝復雜，需要對復雜的系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制，對理論、經(jīng)驗的要求高；從“設計—試 驗—設計”周期非常長，歷史看壓鑄機的鎖模力一般1年至2年才有一次跨越，每次提升約500噸；大型壓鑄成形裝備造價高昂，一旦試 制失敗將帶來巨大的經(jīng)濟損失，試錯成本高。 行業(yè)格局：力勁科技引領大型壓鑄機發(fā)展。全球范圍內(nèi)能生產(chǎn)6000T以上的壓鑄機企業(yè)主要包括國外的瑞士布勒集團，國內(nèi)的力勁科技、 海天金屬、伊之密。其中力勁科技全資子公司意德拉在2020年向特斯拉提供了全球第一臺6000T壓鑄機，目前與廣東鴻圖共同研發(fā)的 12000T超級智能壓鑄單元正式投產(chǎn)使用，并就16000T(噸)超級智能壓鑄單元開發(fā)項目開展合作。根據(jù)鑄造頭條網(wǎng)，力勁科技壓鑄機在中 國占有率超過56%，超大型壓鑄機全球占有率更是超過90%。
上游壓鑄模具：設計難度大，材料、工藝要求高
壓鑄模具：壓鑄模具對壓鑄成功與否關系重大，一直被認為是壓鑄生產(chǎn)的關 鍵工藝裝備，壁壘主要集中在： （1）設計難度大。超大型一體化壓鑄件壁厚變化大，結(jié)構(gòu)復雜，充型距離長， 流路變化多，澆注系統(tǒng)設計難于滿足多方面的要求，理想的充型過程和凝固 過程更難以實現(xiàn)。 （2）材料性能要求高。一體化壓鑄模具的價格在每套1000萬元左右，常規(guī) 壽命周期僅8萬多次，模具的耐用性直接影響生產(chǎn)成本。此外，一體化壓鑄機 鎖模力更大，對模具施加的應力更大，疊加工作條件惡劣等影響，可能會導 致模具過早開裂失效。 （3）工藝要求高。由于模具的大型化，模具的熱控制難度加大。合理設計冷 卻/加熱系統(tǒng)，是生產(chǎn)中對模具溫度進行有效控制的前提條件，溫度過高或過 低都會使鑄件產(chǎn)生缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 行業(yè)主要競爭者：大型壓鑄模具具有較高的壁壘，對應國內(nèi)上市公司較少， 目前該環(huán)節(jié)主要廠商包括廣州型腔、寧波賽維達、文燦雄邦（文燦股份子公 司）、瑞鵠模具等。
中游壓鑄商：工藝和資金壁壘高
中游壓鑄環(huán)節(jié)：良率較低，超高真空高壓壓鑄環(huán)節(jié)是關鍵。一體化壓 鑄工藝流程為工藝流程為合模、澆注、真空開啟、型腔抽真空排氣、 壓射、開模、取件、噴涂、再次合模等。壓鑄工藝對生產(chǎn)合格件十分 重要，需要長時間調(diào)試和摸索參數(shù)配置，其中抽真空環(huán)節(jié)通常需配置 高精度真空傳感器保證氣體完全排出，否則力學性能和良率將受影響。 根據(jù)中華壓鑄網(wǎng)，特斯拉最早的一體壓鑄合格率65%~72%，毛利率 可達到30%，2022年2月鑄件質(zhì)量標準修改后，合格率達到80%以上， 目前主流壓鑄企業(yè)良率也基本保持在80%以上。 資金壁壘高。一個壓鑄島通常需要壓鑄機、壓鑄模具、周邊設備等組 成，通常9000T的國產(chǎn)壓鑄機價格在5000-6000萬元，模具在1000- 2000萬元，配置完善的壓鑄島總價一般在2-3億元。 先發(fā)優(yōu)勢明顯。中游壓鑄企業(yè)包括文燦股份、拓普集團、廣東鴻圖、 旭升股份、美利信等，通過采購大型壓鑄設備并與車企合作的方式布 局汽車一體化壓鑄。目前來看，文燦股份自2011年開始研發(fā)相關產(chǎn)品， 在行業(yè)內(nèi)重點客戶項目的競爭中處于領先地位。
下游車企布局一體化壓鑄
整車廠紛紛布局一體化壓鑄。除特斯拉外，國內(nèi)造車新勢力如蔚來、理想、極氪、小鵬等紛紛跟進，目前實現(xiàn)一體化壓鑄的車型主 要有特斯拉Model Y、蔚來ET5、極氪009、高合HiPhi Y、小鵬G6，此外理想、問界等車企應用一體化壓鑄的車型或?qū)⒂诮衲晗掳?年上市，傳統(tǒng)汽車廠商如沃爾沃、大眾、奔馳等同樣加速一體化壓鑄產(chǎn)業(yè)化進程。 特斯拉：2020年宣布Model Y將采用一體化后底板總成，70多個零部件壓鑄成1-2個，2022年得州奧斯汀工廠在后底板的基礎上,增 加了前地板(前縱梁)的一體化壓鑄；2023年9月Model3 正式發(fā)布，定價25.99萬起，采用一體化鑄造；2023年3季度末Cybertruck 計劃上市，將采用前車身底部一體化鑄件以及側(cè)面和后部的兩個一體化鑄件。預計2025年或?qū)⒙氏葘崿F(xiàn)下車體總成。
長期采購模式是大勢所趨
從業(yè)務模式上來看，車企生產(chǎn)一體化壓鑄車型主要有兩種 方式：一種是主機廠自研模式：主機廠直接采購壓鑄機、 模具和材料等物料，自建工廠生產(chǎn)壓鑄件。該模式以特斯 拉、小鵬、沃爾沃為代表。另一種是采購模式：主機廠直 接向壓鑄廠商采購壓鑄件，由壓鑄廠商采購相關的物料， 生產(chǎn)壓鑄件后交付給主機廠。該模式以高合、蔚來、理想 為代表。長期來看，未來汽車一體化壓鑄還將逐步回歸采購模式為 主。主機廠自建產(chǎn)線一方面資金壓力很大，并且后期運營 管理非常耗費精力。自研模式的代表特斯拉目前已開始與 壓鑄廠商合作，計劃未來新增的產(chǎn)能由外部采購來解決。 主機廠自研最主要的目的還是為了掌握一體化壓鑄knowhow，便于以后與供應商之間的技術交流溝通。
（報告出品方/作者：中郵證券，李帥華、魏欣）
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