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一体化压铸优势明显
压铸是汽车铝合金零部件主要加工形式
压铸是汽车铝合金零部件主要加工形式。传统的汽车制造流程主要包含冲压、 焊装、涂装、总装四大工艺。其中冲压是运用中小型压力机和模具，常用于钢 材的成型，铝合金零部件通常采用压铸方式。压铸是在高压作用下，装载金属 以高速充填进入模具型腔，并在压力作用下成形和凝固而获得铸件的方法。
铝合金在新能源汽车大型零部件中的渗透率快速提升
底盘、车身、悬架等大型零部件渗透率快速提升，单车用铝量2025/2030年有望达到250/300kg左右。根 据CME Group分析，到2025年纯电车用铝量将达到226.8kg，渗透率达50%，2030年用铝量达283.5kg， 渗透率达56%，主要系底盘、悬架、车轮、传动系统等零部件渗透率快速提升带动。根据我国节能与新能源 汽车技术路线图，我国单车用铝的具体目标是 2025 年达到 250kg、2030 年达到 350kg。
特斯拉开启一体化压铸新篇章
特斯拉开启一体化压铸新篇章。一体化压铸本质是在零部件尺寸和应用部位上实现重大突破的铝合金高压铸 造技术，是指采用特大吨位压铸机，将多个单独、分散的零部件高度集成，压铸一次成型为几个大型铝铸件， 从而替代多个零部件先冲压再焊接或铆接组合的方式。2020年9月，马斯克首次宣布将一体化压铸技术用于 生产Model Y后车身底板的生产，并将逐步用2-3个大型压铸件替换整个车身底板370余个结构件，开启汽车 大型部件铝合金一体化压铸的新篇章。
一体化压铸腾飞，产业链竞相布局
上游免热合金材料：先发优势明显，客户粘性高
材料端：免热合金是一体化压铸必然之选。免热处理合金指通过特殊 的合金配方，在完成压铸成形后，铸件无需热处理即可获得理想的力 学性能，能避免在热处理（高温固溶和时效处理）过程中造成工件变 形。由于一体化铸件在铸造过程中会因热处理产生微小形变，大型压 铸件形变会进一步放大，致使产品不满足车辆要求，因此超大型零件 无法进行热处理，免热处理铝合金材料成为必然之选。
材料成分复杂，专利优势明显。合金材料成分是免热处理合金的核心 壁垒，先发者通过对合金材料配方成分进行专利认证，并在此基础上 不断迭代，降本增效；后发企业需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，即使成功绕过专利，后续仍面临 性能与成本权衡的问题。
认证周期长，客户粘性高。免热合金通常需要与下游加工及整车厂的 长期配合进行材料研发、试点，量产，周期相对较长，且后续如更换 其他免热合金材料还需更改后续流程的模具、改冲压工艺等，因此客 户粘性高。
上游免热合金材料：先发优势明显，竞争格局较优
市场上主要的免热处理合金可分为 Al-Si 系和 Al-Mg 系两大类，基本是 Al 为基础元素，添加并控制硅、镁、铁、铜、锰、锌等 元素的含量及相互关系，使材料具备符合要求的强度、韧性、延展性等。其中 Al-Si 系是目前的主流路线。 行业现状：国外材料较为成熟，国内企业陆续突破：国外免热合金代表性企业为美铝、德国莱茵哈特和麦格纳，此外特斯拉也加 入自研行列；国内主要为立中集团、上海交大材料学院、广东鸿图、蔚来等研究机构和企业在免热处理材料上有所突破。 国内具备专利企业较少，竞争格局良好。目前国内立中集团具备自主知识产权，技术成熟并具备量产能力，其他厂家为海外合金 厂商、国内高校等授权使用，需缴纳一定专利费，成本相对较高，或产品性能、良率不及预期，难以大规模应用。
上游压铸设备：大型压铸机是一体化压铸的关键
大型压铸机是实现汽车一体化压铸的关键：当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量，压铸机的锁模单元必须提供足够的锁模 力使得模具不至于被撑开，保证制品成型符合精度要求，越大的零部件对压铸机的锁模力要求也越高。 工艺复杂，开发周期长，资本投入大。大型压铸机工艺复杂，需要对复杂的系统进行协调控制，对理论、经验的要求高；从“设计—试 验—设计”周期非常长，历史看压铸机的锁模力一般1年至2年才有一次跨越，每次提升约500吨；大型压铸成形装备造价高昂，一旦试 制失败将带来巨大的经济损失，试错成本高。 行业格局：力劲科技引领大型压铸机发展。全球范围内能生产6000T以上的压铸机企业主要包括国外的瑞士布勒集团，国内的力劲科技、 海天金属、伊之密。其中力劲科技全资子公司意德拉在2020年向特斯拉提供了全球第一台6000T压铸机，目前与广东鸿图共同研发的 12000T超级智能压铸单元正式投产使用，并就16000T(吨)超级智能压铸单元开发项目开展合作。根据铸造头条网，力劲科技压铸机在中 国占有率超过56%，超大型压铸机全球占有率更是超过90%。
上游压铸模具：设计难度大，材料、工艺要求高
压铸模具：压铸模具对压铸成功与否关系重大，一直被认为是压铸生产的关 键工艺装备，壁垒主要集中在： （1）设计难度大。超大型一体化压铸件壁厚变化大，结构复杂，充型距离长， 流路变化多，浇注系统设计难于满足多方面的要求，理想的充型过程和凝固 过程更难以实现。 （2）材料性能要求高。一体化压铸模具的价格在每套1000万元左右，常规 寿命周期仅8万多次，模具的耐用性直接影响生产成本。此外，一体化压铸机 锁模力更大，对模具施加的应力更大，叠加工作条件恶劣等影响，可能会导 致模具过早开裂失效。 （3）工艺要求高。由于模具的大型化，模具的热控制难度加大。合理设计冷 却/加热系统，是生产中对模具温度进行有效控制的前提条件，温度过高或过 低都会使铸件产生缺陷，影响产品质量。 行业主要竞争者：大型压铸模具具有较高的壁垒，对应国内上市公司较少， 目前该环节主要厂商包括广州型腔、宁波赛维达、文灿雄邦（文灿股份子公 司）、瑞鹄模具等。
中游压铸商：工艺和资金壁垒高
中游压铸环节：良率较低，超高真空高压压铸环节是关键。一体化压 铸工艺流程为工艺流程为合模、浇注、真空开启、型腔抽真空排气、 压射、开模、取件、喷涂、再次合模等。压铸工艺对生产合格件十分 重要，需要长时间调试和摸索参数配置，其中抽真空环节通常需配置 高精度真空传感器保证气体完全排出，否则力学性能和良率将受影响。 根据中华压铸网，特斯拉最早的一体压铸合格率65%~72%，毛利率 可达到30%，2022年2月铸件质量标准修改后，合格率达到80%以上， 目前主流压铸企业良率也基本保持在80%以上。 资金壁垒高。一个压铸岛通常需要压铸机、压铸模具、周边设备等组 成，通常9000T的国产压铸机价格在5000-6000万元，模具在1000- 2000万元，配置完善的压铸岛总价一般在2-3亿元。 先发优势明显。中游压铸企业包括文灿股份、拓普集团、广东鸿图、 旭升股份、美利信等，通过采购大型压铸设备并与车企合作的方式布 局汽车一体化压铸。目前来看，文灿股份自2011年开始研发相关产品， 在行业内重点客户项目的竞争中处于领先地位。
下游车企布局一体化压铸
整车厂纷纷布局一体化压铸。除特斯拉外，国内造车新势力如蔚来、理想、极氪、小鹏等纷纷跟进，目前实现一体化压铸的车型主 要有特斯拉Model Y、蔚来ET5、极氪009、高合HiPhi Y、小鹏G6，此外理想、问界等车企应用一体化压铸的车型或将于今年下半 年上市，传统汽车厂商如沃尔沃、大众、奔驰等同样加速一体化压铸产业化进程。 特斯拉：2020年宣布Model Y将采用一体化后底板总成，70多个零部件压铸成1-2个，2022年得州奥斯汀工厂在后底板的基础上,增 加了前地板(前纵梁)的一体化压铸；2023年9月Model3 正式发布，定价25.99万起，采用一体化铸造；2023年3季度末Cybertruck 计划上市，将采用前车身底部一体化铸件以及侧面和后部的两个一体化铸件。预计2025年或将率先实现下车体总成。
长期采购模式是大势所趋
从业务模式上来看，车企生产一体化压铸车型主要有两种 方式：一种是主机厂自研模式：主机厂直接采购压铸机、 模具和材料等物料，自建工厂生产压铸件。该模式以特斯 拉、小鹏、沃尔沃为代表。另一种是采购模式：主机厂直 接向压铸厂商采购压铸件，由压铸厂商采购相关的物料， 生产压铸件后交付给主机厂。该模式以高合、蔚来、理想 为代表。长期来看，未来汽车一体化压铸还将逐步回归采购模式为 主。主机厂自建产线一方面资金压力很大，并且后期运营 管理非常耗费精力。自研模式的代表特斯拉目前已开始与 压铸厂商合作，计划未来新增的产能由外部采购来解决。 主机厂自研最主要的目的还是为了掌握一体化压铸knowhow，便于以后与供应商之间的技术交流沟通。
（报告出品方/作者：中邮证券，李帅华、魏欣）
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