原標(biāo)題：一體壓鑄行業(yè)研究報告：壓鑄顛覆汽車百年制程，行業(yè)將迎黃金時代

一、“一體壓鑄”帶動車身制造工藝百年未有之變革
傳統(tǒng)汽車車身制造流程采用鈑金沖壓+焊接工藝

汽車制造工藝主要分為沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)汽車車身為鈑金焊接結(jié)構(gòu)：1.沖壓：將整卷鋼板或鋁板用多臺大型壓力機連續(xù)沖壓成小塊鈑金零件。2.焊裝：將沖壓完成的小塊鈑金件拼焊為車身結(jié)構(gòu)件，包括四門及前后蓋（引擎蓋+后備箱蓋），焊接完成的車身結(jié)構(gòu)件即為白車身。3.噴涂：將焊接完成的白車身噴涂油漆，實現(xiàn)防銹和美觀作用。4.總裝：將懸架及動力系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、內(nèi)飾件裝配至車體上，最終完成整車制造。

當(dāng)前供應(yīng)鏈模式下，整車廠完成外覆蓋件沖壓、整車焊裝及噴涂，其余環(huán)節(jié)由零部件廠生產(chǎn)。外覆蓋件涉及到整車造型而由整車廠生產(chǎn)。除外覆蓋件外，整車廠通常將其他所有白車身、座椅、懸架結(jié)構(gòu)件的沖壓環(huán)節(jié)和組件焊接環(huán)節(jié)交由零部件供應(yīng)商生產(chǎn)。整車廠將零部件廠生產(chǎn)的白車身組件，再與廠內(nèi)自產(chǎn)的外覆蓋件一起焊裝為白車身，而后噴涂、總裝，完成整車制造流程。

零部件廠生產(chǎn)白車身組件生產(chǎn)采用沖壓+機器人焊接工藝。白車身組件外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法用單一板材直接沖壓成型，目前普遍采取沖壓成多個小零件再焊接的模式生產(chǎn)。先由壓力機將板材沖壓成多個小鈑金零件，再通過機器人焊接工作站，采用電阻焊(點焊)的工藝焊接成整塊組件。上述產(chǎn)品通常由零部件公司生產(chǎn)，并出貨至整車廠。

整車廠制造白車身整車普遍采用機器人焊接工藝。整車廠將零部件廠生產(chǎn)完成的白車身組件與整車廠內(nèi)自產(chǎn)的外覆蓋件一起焊接而成整車白車身產(chǎn)品。白車身整車焊裝通常采用上百臺大型工業(yè)機器人采用以電阻焊為主的焊接工藝生產(chǎn)。目前業(yè)內(nèi)一條產(chǎn)能在50JPH（每小時生產(chǎn)50輛車）的白車身焊接線，通常需要300~400臺工業(yè)機器人。

傳統(tǒng)沖壓焊接工藝模式加工鋁合金難度較大，全鋁車身普及受限。白車身采用鋁合金替代鋼材通?？墒棺灾亟档?/3左右，從而減少油耗或電池用量。上世紀(jì)90年代，奧迪 最先在A8系列轎車采用全鋁車身，使其白車身重量由原先300kg以上降至215kg。過去十年新能源車崛起，通過車身減重來降低電池裝用量成為新能源車降本重要手段，特斯拉Model S、蔚來ES8等車型均采用全鋁車身。但鋁合金表面高熔點氧化層影響焊接強度、韌性較低影響沖壓效果。以奧迪A8為例，其全鋁車身制造通常需要包括點焊、激光焊、渦流焊、鉚接、自切削螺釘聯(lián)接、卷邊等14種連接工藝，制造工藝復(fù)雜度遠高于以電阻焊為主的鋼制白車身。因此近年來包括特斯拉在內(nèi)的各大車企主要采用鋼鋁混合焊接車身。減重性能更好的全鋁車身在現(xiàn)有沖壓+機器人焊接的工藝模式下預(yù)計難以普及。

壓鑄是鋁合金材料最高效的鑄造成型方法

壓鑄是將熔化狀態(tài)金屬在模具內(nèi)加壓冷卻成型的精密鑄造方法。金屬制品主要采用機床銑削、鈑金成型焊接、鑄造三種工藝生產(chǎn)。其中鑄造主要生產(chǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以用鈑金成型或機床銑削不具有經(jīng)濟性的零件。鑄造主要分為砂型鑄造和特種鑄造兩類，壓鑄屬于特種鑄造范疇。壓鑄全稱壓力鑄造，是一種將金屬熔液壓入鋼制模具內(nèi)施以高壓并冷卻成型的一種精密鑄造法。壓鑄適合鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁、精度要求較高、熔點比鋼低的金屬零件（鋁、鋅、銅等）。作為一種幾乎無切削的近凈成形金屬熱加工成型技術(shù)，其產(chǎn)品具有精密、質(zhì)輕、美觀等諸多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于汽車、家電、航空、機械等諸多行業(yè)。

壓鑄具備高效、高精度的優(yōu)勢，但受模具熔點所限，主要生產(chǎn)鋁合金、鎂合金等。與采用石英砂做鑄造模具的重力鑄造相比，壓鑄具有以下優(yōu)勢：1.模具可以反復(fù)利用；2.通過模具內(nèi)的冷卻系統(tǒng)可以實現(xiàn)快速成型并實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；3.冷卻中對熔融金屬施加壓力保證零件具備更好的應(yīng)力強度；4.金屬模具內(nèi)部尺寸精確，可做到精密鑄造。壓鑄雖然高效，但因模具材料均為鋼制，因此只能制造熔點比鋼低的金屬。目前壓鑄行業(yè)所使用的基材主要是鋁合金、鋅合金、銅合金、鎂合金等合金材料，其中鋁合金的占比最高。鋼材因熔點較高，因此只能采用每次需要破拆石英砂模具的重力鑄造，效率較低。

壓鑄機和壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的核心設(shè)備，結(jié)合周邊配套設(shè)備即為壓鑄島單元。壓鑄機就是用于壓鑄零件生產(chǎn)的機器。壓鑄機相對標(biāo)準(zhǔn)化，通過安裝不同的壓鑄模具可實現(xiàn)多種形狀壓鑄零件的生產(chǎn)。當(dāng)壓鑄生產(chǎn)時，現(xiàn)將熔融的液態(tài)鋁合金倒入壓鑄機的壓射機構(gòu)內(nèi)，壓射機構(gòu)將鋁液推入模具內(nèi)并加壓成型，通過模具內(nèi)的冷卻系統(tǒng)將鋁合金零件快速冷卻至固態(tài)，最后模具打開由機器人取出零件、清理噴涂脫模劑再進行下一個循環(huán)生產(chǎn)。壓鑄生產(chǎn)溫度高、煙氣多、噪聲大，業(yè)內(nèi)通常采用自動化生產(chǎn)。壓鑄機周邊需要配套熔煉爐、機邊爐、取件和清理噴霧機器人、切邊設(shè)備、機加工機床、檢測設(shè)備、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等，上述周邊設(shè)備與壓鑄機、壓鑄模具組合在一起的壓鑄生產(chǎn)單元即為壓鑄島。

減重需求促使車身采用鋁合金替代鋼材，壓鑄鋁件逐漸應(yīng)用于車身結(jié)構(gòu)件。受制于壓鑄機規(guī)格，傳統(tǒng)壓鑄生產(chǎn)零部件尺寸通常在600mm以內(nèi)，以汽車零部件、電機外殼、手 機機殼、消費品金屬件為主。過去十年間，壓鑄機最大規(guī)格在鎖模力5000噸以內(nèi)，需求主要用于生產(chǎn)商用車變速箱外殼和乘用車發(fā)動機缸體。新能源車普及和燃油車減排趨勢使 車身結(jié)構(gòu)件鋁代鋼減重需求日益增加。大眾、寶馬等德系廠商已逐步在白車身復(fù)雜結(jié)構(gòu)處采用壓鑄鋁合金件替代傳統(tǒng)鈑金焊接件，壓鑄車身結(jié)構(gòu)件尺寸逐漸增大。但受限于固有鈑金焊接車身的造車思維定式以及現(xiàn)有壓鑄機規(guī)格限制，傳統(tǒng)車企并未提出直接采用鋁合金一體壓鑄方式生產(chǎn)車身，焊接車身仍是當(dāng)前主流造車模式。

特斯拉首推一體壓鑄車身取代傳統(tǒng)焊接工藝，顛覆現(xiàn)有車身制造流程

2019年特斯拉提出“一體鑄造”技術(shù)，開啟壓鑄機規(guī)格大型化趨勢。2019年特斯拉發(fā)布新專利“汽車車架的多向車身一體成型鑄造機和相關(guān)鑄造方法”，提出了一種車架一體鑄造技術(shù)和相關(guān)的鑄造機器設(shè)計。若實現(xiàn)B級車整車一體成型，壓鑄機鎖模力需要在1萬噸以上，而現(xiàn)有壓鑄機最大噸位在5000噸級。所以特斯拉采取較穩(wěn)健的逐步大型化策略，先開發(fā)6000噸級壓鑄機生產(chǎn)較小的后部車體結(jié)構(gòu)件，待技術(shù)成熟后再逐漸將壓鑄機和鑄件大型化。過去十年間壓鑄機最大鎖模力停滯在5000噸，但特斯拉一體壓鑄車體工藝推動壓鑄機大型化成為行業(yè)趨勢，壓鑄機行業(yè)進入技術(shù)升級期。

2020年，特斯拉采用6000噸級壓鑄單元Giga Press生產(chǎn)Model Y后部車體。特斯拉在北美弗里蒙特工廠和上海工廠部署多套Giga Press壓鑄島單元，采用一體成型壓鑄的 方式生產(chǎn)Model Y的整個后部車體，將原先焊接工藝所需的70多個零件減少為2個，制造成本降低 40%。未來在柏林工廠也將部署多套 Giga Press 壓鑄島單元用于生產(chǎn)車體。本次給特斯拉北美工廠提供Giga Press壓鑄島單元的供應(yīng)商為意大利IDRA集團，該集團為力勁科技全資子公司。目前特斯拉北美、柏林工廠Giga Press壓鑄島單元為意大利IDRA供貨，上海工廠壓鑄機由力勁深圳工廠供貨。

未來特斯拉將持續(xù)加大一體壓鑄范圍，不斷取代傳統(tǒng)沖壓-焊裝工藝。繼Model Y后部車體成功采用一體壓鑄工藝制造后，特斯拉持續(xù)加大一體壓鑄車體應(yīng)用范圍。2020年 電池日公布了下一代車身底盤設(shè)計方案，整車底板由2~3個大型壓鑄件組裝而成，徹底取代傳統(tǒng)沖壓-焊裝工藝。新一代全壓鑄車體底盤減少了370個部件、重量降低10%、增加14%續(xù)航里程。通過一體壓鑄技術(shù)的導(dǎo)入，大幅降低零部件數(shù)量，簡化造車流程，傳統(tǒng)沖壓-焊接部件占比進一步降低。

一體壓鑄工藝是汽車制程中的顛覆性技術(shù)，壓鑄機有望成為汽車制造領(lǐng)域的核心裝備。從上世紀(jì)初焊接技術(shù)逐步成熟以來，汽車車體制造工藝均以鈑金沖壓+焊接為主。上世紀(jì) 70 年代以前，汽車車體焊接主要由人工作業(yè)完成。20 世紀(jì) 70 年代數(shù)控技術(shù)逐步成熟，工 業(yè)機器人誕生，最早應(yīng)用于汽車焊接工藝。過去 50 年間，汽車車身制造工藝始終以鈑金 沖壓+機器人焊接為主。本次特斯拉一體壓鑄技術(shù)有望使汽車車體制造工藝重大變革，壓 鑄機有望取代焊接機器人成為造車核心裝備。

二、一體壓鑄車身工藝具備極高經(jīng)濟性

特斯拉 Model Y 一體壓鑄后車身成本下降 40%

Model Y 一體壓鑄后車身成本下降 40%，零部件減少 79 個。2020 年特斯拉電池日 上，公司介紹稱 Model Y 后車身結(jié)構(gòu)件采用新型一體壓鑄工藝后，成本較沖壓-焊接工藝 降低 40%，并且零件減少 79 個。一體壓鑄降低車體制造成本大幅降低，優(yōu)化生產(chǎn)流程。

理論上可使全鋁車身成本下降 73%

1、 鋼制焊接車身：合資品牌國產(chǎn)化的以鋼制為主的主流 B 級車 焊接白車身成本大概在 7000~7500 元/臺左右。

2、 鋼鋁混合焊接車身：2019 年廣汽蔚來發(fā)布的合創(chuàng) 007 采用鋼鋁混合車身打造，發(fā)布 會介紹其車身成本為 16529 元。鋁合金價格已從 2019 年底的 1.5 萬上漲至近期 1.7 萬元，可以大致推算采用焊接工藝的全鋁車身造價在 1.5 萬~2 萬元/臺左右。

3、全鋁焊接車身：某外資品牌國產(chǎn)化全鋁車身的 D 級車焊接白 車身成本大概在 4 萬元以上。國產(chǎn)的某款用鋁量高于 90%的 SUV 全鋁車身制造成本 在 3 萬左右，加上四門兩蓋價格約 4 萬?？紤]到該款 SUV 白車身重量達 350kg 偏重， 優(yōu)化設(shè)計后，主流 B 級車全鋁車身焊接白車身成本估算在 3 萬元/臺。

4、壓鑄全鋁車身：普通 B 級車鋼制白車身重量通常在 300~400kg，鋁替代鋼可使白車身 重量降低 30%~40%。以 D 級車的奧迪 A8 為例，其全鋁架構(gòu)的 D4 型號白車身重量在 231kg。同時特斯拉下一代全鋁壓鑄底盤較焊接底盤減重 10%，可以大致推算出如果 全部采用壓鑄工藝的 B 級車的白車身含車門大致重量在 200~250kg。制造成本方面， 根據(jù)以壓鑄鋁合金汽車零件為主業(yè)的文燦股份招股書所示，2017 年鋁合金壓鑄件成本 大約在每公斤 35 元。當(dāng)前鋁價與 2017 年類似，可大致算出全鋁壓鑄車身理論成本在 8200 元/臺左右，如果以滿負(fù)荷產(chǎn)能利用率的生產(chǎn)，制造成本還有進一步下降空間。

對汽車制造產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化改良作用亦顯著

車身制造工藝流程簡化，供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)整合。一體壓鑄工藝將取代傳統(tǒng)車身結(jié)構(gòu)件的組 件沖壓和焊接環(huán)節(jié)，特斯拉稱其新一代全壓鑄底盤可減少 370 個零件，車門和前后兩蓋結(jié) 構(gòu)件也同樣可用壓鑄工藝，零件數(shù)量銳減，車體制造流程大幅簡化。同時，整車廠內(nèi)原先 復(fù)雜的機器人白車身焊接線也被大幅簡化，僅需要將若干車身壓鑄組件和外覆蓋件組裝焊 接即可。車體制造管理流程和所需人力也相應(yīng)降低。

車身重量減輕，減少電池裝機量，電池降本是鋼換鋁使車身材料成本增加的 6.6 倍。特斯拉新一代一體壓鑄底盤有望降低 10%車重，對應(yīng)續(xù)航里程增加 14%。以普通電動車 電池容量 80kwh 為例，若采用一體壓鑄車身減重并保持續(xù)航里程不變，則電池容量可減少 約 10kwh。以目前磷酸鐵鋰電池 pack 成本 800 元/kwh 計算，則可降低成本 8000 元，電 池節(jié)省的金額超過壓鑄全鋁與鋼鋁混合車身材料差價的 6.6 倍左右。

一體壓鑄工藝可大幅減少涂膠工藝環(huán)節(jié)。涂膠是傳統(tǒng)焊接白車身重要工藝部分，通常 由機器人完成涂膠工藝。因點焊使鋼板間存在縫隙，傳統(tǒng)白車身涂膠主要起到密封防水、 增加車體強度、降低鈑金件間的摩擦和震動的作用。改為一體壓鑄車體后，零件面積大幅 增加，不在需要繁瑣的涂膠環(huán)節(jié)彌補焊接鈑金件間的縫隙，生產(chǎn)流程再次簡化。

壓鑄廢品、流道等可再次熔煉，材料利用率超 90%，遠高于沖壓。傳統(tǒng)沖壓-焊接工 藝，通常板材利用率僅為 60%~70%，沖壓剩余邊料只得按廢舊金屬出售。而改為一體壓 鑄后，因壓鑄時可反復(fù)熔煉，因此廢品、壓鑄流道、邊料等廢料可返回熔煉爐再次利用。 壓鑄工藝對材料利用率在 90%以上，遠高于沖壓工藝，再次降低生產(chǎn)商成本。

車身生產(chǎn)車間占地面積減少 30%以上。相較于 300 多臺機器人組成的白車身焊接線， 一體壓鑄工藝采用的壓鑄島占地面積更小。特斯拉采用壓鑄工藝的新工廠占地面積節(jié)省 35%。同時因生產(chǎn)流程簡化，原先由零部件廠供應(yīng)的組件沖壓、組件焊接環(huán)節(jié)取消，相關(guān) 場地同時不再需要，更進一步降低全產(chǎn)業(yè)鏈的用地面積。

三、一體壓鑄車身趨勢下，壓鑄機和壓鑄模具成為核心造

車裝備 傳統(tǒng)沖壓-焊接白車身制造設(shè)備主要為壓力機、沖壓模具和工業(yè)機器人

傳統(tǒng)沖壓-焊接白車身制造設(shè)備主要為壓力機、沖壓模具和工業(yè)機器人。在沖壓環(huán)節(jié)分 為整車廠采購的外覆蓋件壓力機和零部件廠采購的車身結(jié)構(gòu)件組件壓力機。二者通過更換 不同的沖壓模具可實現(xiàn)多種外觀尺寸沖壓件生產(chǎn)。因外覆蓋件尺寸通常大于 800mm 以上， 對應(yīng)需要多臺大型壓力機組連續(xù)沖壓成型，其上下料環(huán)節(jié)基本采用機器人自動化來實現(xiàn)。 而拼焊前的車身結(jié)構(gòu)件小件尺寸通常不超過 300mm，一般采用小型壓力機和中小型機器 人自動化生產(chǎn)系統(tǒng)。

產(chǎn)能 40JPH 外覆蓋件沖壓線單線投資 3~4 億，結(jié)構(gòu)件小件沖壓線投資約 2.5 億。目 前業(yè)內(nèi)單條外覆蓋件連續(xù)沖壓線效率在 12spm 左右（沖壓 12 次/分鐘）。一臺整車外覆蓋 件數(shù)量通常在 12~17 件，加上模具更換時間，單條外覆蓋件沖壓線折算整車產(chǎn)能在 40JPH 左右（每小時生產(chǎn) 40 輛車）。一條產(chǎn)能 40JPH 外覆蓋件連續(xù)沖壓線 總投資額在 3~4 億元，其中壓力機約 1.8 億、模具 1.2 億、機器人自動化系統(tǒng) 0.3 億，輔 助設(shè)備 0.2 億。零部件廠生產(chǎn)的車身結(jié)構(gòu)件小件，相同產(chǎn)能沖壓 設(shè)備總體投資約為整車廠外覆蓋件沖壓設(shè)備投資的 70%。

產(chǎn)能 10 萬輛/年的沖壓線設(shè)備投資 2.5 億，估算全球沖壓線設(shè)備總投資額 2900 億元。 單線產(chǎn)能 40JPH 的外覆蓋件+車身結(jié)構(gòu)件小件沖壓設(shè)備投資總計約 6 億元。若按每天生產(chǎn) 20 小時，一年工作 300 天計算，則對應(yīng)產(chǎn)能 10 萬輛/年的沖壓線對應(yīng)設(shè)備總投資額約 2.5 億元。按照產(chǎn)能/產(chǎn)量余量 30%計算，則中國年產(chǎn) 2500 萬輛汽車對應(yīng)沖壓設(shè)備總投資額在 806 億元，全球年產(chǎn) 9000 萬輛汽車對應(yīng)沖壓設(shè)備總投資額在 2900 億元。

產(chǎn)能 50JPH 白車身焊接線投資在 4 億左右，配套組件焊接設(shè)備投資約 0.8 億。零部 件廠的車身結(jié)構(gòu)件組件焊接通常采用 2~3 臺機器人組成的點焊工作站完成生產(chǎn)。而整車廠 的白車身焊接線為 300 臺以上的大型工業(yè)機器人多工位連續(xù)焊接，工藝流程最為復(fù)雜，單 線產(chǎn)能約 50JPH。除機器人外，車體滾床線、電阻焊焊鉗、車體夾爪夾具、涂膠設(shè)備也是 白車身焊接線的重要組成設(shè)備。整車廠一條產(chǎn)能 50JPH 的白車身自 動焊接線大約需要 350~400 臺工業(yè)機器人，總投資額在 4 億元左右。零部件廠主要將沖 壓成型的車身結(jié)構(gòu)件小件焊接成組件，以 2~3 臺機器人焊接工作站為主。相同配套產(chǎn)能焊 接設(shè)備總體投資約為整車廠白車身焊接線投資的 20%。

產(chǎn)能 10 萬輛/年的沖壓線設(shè)備投資 2.1 億，估算全球沖壓線設(shè)備總投資額 1872 億元。單線產(chǎn)能 50JPH 的白車身焊接線+車身結(jié)構(gòu)組件焊接設(shè)備投資總計約 4.8 億元。若按每天 生產(chǎn) 20 小時，一年工作 300 天計算，則對應(yīng)產(chǎn)能 10 萬輛/年的沖壓線對應(yīng)設(shè)備總投資額 約 1.6 億元。按照產(chǎn)能/產(chǎn)量余量 30%計算，則中國年產(chǎn) 2500 萬輛汽車對應(yīng)沖壓設(shè)備總投 資額在 520 億元，全球年產(chǎn) 9000 萬輛汽車對應(yīng)沖壓設(shè)備總投資額在 1872 億元。

傳統(tǒng)沖壓+焊接工藝，年產(chǎn) 10 萬輛車的產(chǎn)能設(shè)備總投資約 5.2 億元。根據(jù)上述分析測 算結(jié)果，采用傳統(tǒng)沖壓-焊接工藝年產(chǎn) 10 萬輛車，整車廠的沖壓和焊接投資額分別為 1.9 億和 1.7 億，零部件廠的沖壓和焊接投資額分別為 1.3 億和 0.3 億，整車廠和零部件廠總 投資約 5.2 億元，整車廠的單位產(chǎn)能設(shè)備投資是零部件廠焊接投資的 2.3 倍。中國 2500 萬輛年產(chǎn)能的相關(guān)沖壓+焊接設(shè)備總投資額約 1300 億元，全球 9000 萬輛車年產(chǎn)能的相關(guān) 沖壓+焊接設(shè)備總投資額約 4680 億元。

一體壓鑄車身趨勢下，壓鑄機和壓鑄模具成為核心造車裝備

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)。根據(jù)特斯拉 現(xiàn)有一體壓鑄工藝和訪談相關(guān)產(chǎn)業(yè)專家，未來整車采用一體成型壓鑄工藝趨勢下，除外覆 蓋件需要沖壓外，其余車身、四門、后蓋結(jié)構(gòu)件的沖壓和焊接環(huán)節(jié)均可被壓鑄工藝替代。 整車白車身焊接線大幅簡化，僅保留最后一體壓鑄件和外覆蓋件焊接環(huán)節(jié)。座椅內(nèi)部結(jié)構(gòu) 件是否采用壓鑄工藝鋁代替鋼材目前還在探討中。懸架件中的副車架、前橫梁、擺臂等件 若采用鋁替代鋼，通常會采用適應(yīng)厚壁零件的低壓鑄造工藝。

我們測算若實現(xiàn)全底盤和全車身壓鑄，單套壓鑄島投資區(qū)間在 1.5~2.5 億。壓鑄機鎖 模力噸位大小取決于所壓鑄材料投影面積大小。當(dāng)前特斯拉已實現(xiàn)的 Model Y 車后部區(qū) 域采用 6000 噸級壓鑄機實現(xiàn)生產(chǎn)。根據(jù)行業(yè)調(diào)研信息做合理推斷分析，若實現(xiàn)全底盤壓 鑄，我們分析有 A\B 兩種壓鑄機選型方案。A 方案可以采用 2 臺 6000 噸壓鑄機分別生產(chǎn) 車體前后部，車體中部由 1 臺 8000 噸級壓鑄機生產(chǎn)，按現(xiàn)在市場價估算含周邊設(shè)備的壓 鑄島投資約 1.5~2 億。B 方案可以采用 2 臺 8000 噸壓鑄機實現(xiàn)生產(chǎn)，投資也在 1.5~2 億。 若要實現(xiàn)全車壓鑄，則需要另增加一臺 8000噸級壓鑄機實現(xiàn) A\B\C柱和頂蓋的一體壓鑄， 總投資約 2~2.5 億，或采用更激進的將整車底板用一臺壓鑄機完成，則需要 1.5 萬噸級壓 鑄機，目前尚無該規(guī)格設(shè)備，價格估算需要 2~3 億。

壓鑄機產(chǎn)能約 12 萬件/年，全車結(jié)構(gòu)件一體壓鑄需要從 2000~8000 噸多種規(guī)格。根 據(jù)壓鑄機行業(yè)專家調(diào)研信息，5000 噸以上超大型壓機單次工作循環(huán)在 180s 左右。若按每 天生產(chǎn) 20 小時、一年工作 300 天計算，則單臺壓鑄機產(chǎn)能在 12 萬件/年。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù) 推算，全車體結(jié)構(gòu)件壓鑄需要 3 臺 8000 噸級壓鑄機，單車 4 個側(cè)車門結(jié)構(gòu)件壓鑄需要 4000 噸級壓鑄機，尺寸較大的尾門需要采用 6000 噸壓鑄機。座椅結(jié)構(gòu)件如果也采用一體壓鑄 工藝，兩個前座、后排單座的靠背和底座分別需要 3000\2000 噸壓鑄機，后排雙連座椅靠 背和底座則需要 2 臺 4000 噸壓鑄機生產(chǎn)。

全車結(jié)構(gòu)件年產(chǎn)能 10 萬輛所需壓鑄設(shè)備投資 5.5 億，全球年產(chǎn) 5000 萬輛汽車對應(yīng)壓 鑄設(shè)備總投資額達 2775 億元。根據(jù)上文壓鑄機規(guī)格、數(shù)量，結(jié)合與壓鑄機行業(yè)專家調(diào)研 設(shè)備市場價格，我們認(rèn)為按照產(chǎn)能/產(chǎn)量余量 30%計算，對應(yīng)年產(chǎn)能 10 萬輛車的壓鑄機+ 輔機組成的壓鑄島，車身+車門總投資約 4.3 億，含座椅壓鑄則設(shè)備總投資為 5.5 億。按照 2030 年新能源車銷售占比 40%估算，中國年產(chǎn) 1000 萬輛汽車對應(yīng)壓鑄設(shè)備總投資額在 426 億，含座椅則達到 555 億元。全球年產(chǎn) 5000 萬輛汽車對應(yīng)壓鑄設(shè)備總投資額在 2134 億，含座椅則市場空間達到 2775 億元。

全車結(jié)構(gòu)件年產(chǎn)能 10 萬輛所需壓鑄模具投資 1.2 億，全球年產(chǎn) 5000 萬輛汽車對應(yīng)壓 鑄設(shè)備總投資額達 578 億元。大型車身結(jié)構(gòu)件壓鑄模具 價格約為對應(yīng)規(guī)格壓鑄島價格的 1/5~1/4。我們認(rèn)為按照產(chǎn)能/產(chǎn)量余量 30%計算，對應(yīng)年 產(chǎn)能 10 萬輛車的壓鑄模具總投資約 0.9 億，含座椅壓鑄則設(shè)備總投資為 1.2 億。按照 2030 年新能源車銷售占比 40%估算，中國年產(chǎn) 1000 萬輛汽車對應(yīng)壓鑄設(shè)備總投資額在 89 億， 含座椅則壓鑄模具市場達到 116 億元。全球年產(chǎn) 5000 萬輛汽車對應(yīng)壓鑄設(shè)備總投資額在 445 億，含座椅則壓鑄設(shè)備市場空間達到 578 億元。上述市場空間計算未考慮單線備用模 具、多車型需要多套模具以及模具損耗的影響，實際壓鑄模具市場規(guī)模要明顯大于計算值。

一體壓鑄工藝單位設(shè)備投資額高于傳統(tǒng)沖壓-焊接工藝 36%，但總體看仍然大幅節(jié)約 造車成本。根據(jù)上述市場空間計算結(jié)果，同樣年產(chǎn) 10 萬輛車，采用傳統(tǒng)沖壓-焊接工藝時， 沖壓+焊接環(huán)節(jié)的設(shè)備總投資約 5.2 億。若整車全部采用一體壓鑄工藝，相對應(yīng)環(huán)節(jié)設(shè)備 總投資在 7.1 億，高于傳統(tǒng)沖壓-焊接投資額 36%。一體壓鑄設(shè)備投資額雖然高于傳統(tǒng)焊 接工藝，但若把多出的 1.9 億金額均攤在年產(chǎn)的 10 萬輛車上，單車成本在 1900 元，遠低 于沖壓+焊接鋼鋁混合車身和一體壓鑄車身的差價（8700 元/車），也遠低于壓鑄后車身減 重 10%帶來的電池減少的成本（8000 元/車）。

四、一體壓鑄未來十年將驅(qū)動壓鑄裝備需求爆發(fā)式增長

2019 年我國壓鑄機市場規(guī)模不足 30 億，力勁占有行業(yè) 57%份額

壓鑄機分為冷室機、熱室機兩大類，尺寸超過 10cm 以上零件需要采用冷室機。熱室 壓鑄機存在巨大的保溫鋁液坩堝，其壓室在保溫坩堝內(nèi)的熔化金屬液體中，壓射機構(gòu)設(shè)計 在坩堝的上方，壓鑄時壓射機構(gòu)將壓室內(nèi)浸滿的液態(tài)金屬壓射入模具中并成型。熱室機通 常生產(chǎn)尺寸較小的零件，如箱包金屬件、拉鏈頭、玩具等，材料以鋅合金、銅合金為多。 冷室壓鑄機采用臥式結(jié)構(gòu)，壓室與保存熔化金屬液的坩堝爐是分開的。壓鑄工作時，由機 械臂從坩堝爐中取出液體金屬澆入壓室內(nèi)，隨后壓射機構(gòu)將壓室內(nèi)液態(tài)金屬壓入模具內(nèi)保 壓成型。尺寸超過 10cm 以上的產(chǎn)品，如 3C 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件、5G 基站外殼、電機外殼、汽車 零部件、結(jié)構(gòu)件等均采用冷室壓鑄機生產(chǎn)，材料通常為鋁合金、鎂合金。

2018 年我國壓鑄機市場規(guī)模接近 30 億，受益于鋁替代鋼而總體呈持續(xù)增長趨勢，需 求景氣度與汽車行業(yè)相關(guān)度較高。我國制造業(yè)規(guī)模全球第一、也是世界上最大的壓鑄機市 場。全國壓鑄機市場規(guī)模目前沒有明確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中鑄科技統(tǒng)計估算全國壓鑄機保有量 在 12 萬臺左右。我們根據(jù)中鑄科技公布的 2019 年國內(nèi)壓鑄機市場份額以及行業(yè)龍頭力勁 科技壓鑄機業(yè)務(wù)歷年收入和內(nèi)銷占比大致推算行業(yè)空間，測算我國壓鑄機市場總體呈增長 趨勢，市場規(guī)模從 2012 年的 17 億增長至 2018 年的 29 億，CAGR9%，說明壓鑄機需求 受汽車行業(yè)規(guī)模擴大以及鋁代鋼帶來壓鑄件占比提升而不斷擴大。2019 年壓鑄行業(yè)規(guī)模 下滑 24%，與汽車行業(yè)銷量下滑導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備投資下滑有關(guān)。

國產(chǎn)壓鑄機品牌具備明顯性價比優(yōu)勢，大型壓鑄機具有更好的盈利能力。國外品牌進口壓鑄機價格是國產(chǎn)品牌的 2~3 倍，國產(chǎn)化機型價格也至少是 國產(chǎn)品牌的 1.5 倍，國產(chǎn)品牌存在明顯性價比優(yōu)勢。中小型壓鑄機中，鎖模力 50 噸以下 基本為熱室機，單機價格在 15 萬以下。鎖模力 100 噸以上均為冷室機，其價格隨鎖模力 的增加同步上升。1000 噸以上大型壓鑄機價格增長幅度明顯加快，鎖模力高于 5000 噸的超大型壓鑄機裸機單價在 2500 萬以上，周邊配套設(shè)備組成的壓鑄島通常再增加 20%~30% 的費用，大型壓鑄機因技術(shù)壁壘高而具備更好的盈利能力。

冷室壓鑄機是市場的主要品類，國產(chǎn)機在大噸位領(lǐng)域仍有較大進口替代空間。2020 年我國存量壓鑄機從臺數(shù)上看，熱室機占比 25%，冷室機占比 75%。 但考慮到熱室機單價遠低于冷室機，從金額上估算冷室機占壓鑄機總市場規(guī)模的 85%以上。 從鎖模力噸位上看，1000 噸以下機型市場國產(chǎn)機占有近 90%的份額，進口機型在 2000 噸以上大型機領(lǐng)域仍占有近 4 成的份額，未來大型機國產(chǎn)化仍有較大空間。

從國內(nèi)市場競爭格局看，力勁在冷室機和熱室機領(lǐng)域均占有絕對主導(dǎo)地位。截至 2020 年力勁冷室機、熱室機在存量市場占有率分別為 49%和 63%。 冷室機領(lǐng)域 TOP5 廠商合計占有 79%的份額，除力勁外，伊之密占有 14%的份額，其次 為東芝 8%、東洋 5%，行業(yè)頂級品牌瑞士布勒在國內(nèi)份額 3%。熱室機領(lǐng)域 TOP5 廠商合 計占有 83%的份額，除力勁外，國產(chǎn)品牌震高、興行、銳達分別占有 7%、5%、5%的份 額，熱室機歐洲第一品牌瑞典富來在國內(nèi)占有 3%的市場份額。

特斯拉一體壓鑄技術(shù)使力勁拉大了其在 5000 噸以上機型上與競爭對手的相對優(yōu)勢， 壓鑄機大型化已成為行業(yè)趨勢。冷室壓鑄機存量市場從細(xì)分噸位段看，力勁科技在 5000 噸以下機型各鎖模力噸位段基本占據(jù) 50%左右份額，伊之密各噸位段機型市占率在8%~16% 之間波動。瑞士品牌布勒市場份額均在 1000 噸以上機型，并且隨著噸位增加市占率提升。 5000 噸以上機型因剛推出市場不久，市場存量機型極少，當(dāng)前市占率數(shù)據(jù)難以反映真實 情況。隨著特斯拉一體壓鑄技術(shù)導(dǎo)入以及均采購力勁和其子品牌 IDRA 超大噸位壓鑄機， 力勁目前在 5000噸以上機型與競爭對手優(yōu)勢明顯拉大。2020年底布勒發(fā)布 5600 噸機型， 并且公布研發(fā) 8000 噸機型計劃，海天金屬亦推出 5000 噸級別機型。這說明在特斯拉一體 壓鑄工藝驅(qū)動下，壓鑄機大型化趨勢已確立。

過去三年我國壓鑄模具市場規(guī)模約 240 億~260 億，競爭格局較為分散

2019 年我國模具行業(yè)規(guī)模約 2727 億，行業(yè)增速受制造業(yè)景氣影響較大。模具是制造 業(yè)核心裝備之一，我國模具行業(yè)收入從 2007 年的 666 億增長 至 2017 年的 2966 億。隨著我國出口導(dǎo)向型經(jīng)濟逐漸轉(zhuǎn)型，過去十年間模具行業(yè)增速逐漸 降低。2018 年以來模具行業(yè)絕對收入出現(xiàn)下降，貿(mào)易摩擦導(dǎo)致制造業(yè)固定資產(chǎn)投資趨緩 是主要因素。

壓鑄模具在模具行業(yè)占比接近 10%，過去 2~3 市場總規(guī)模在 240 億~260 億左右。從 產(chǎn)量角度看，過去 10 年間我國模具產(chǎn)量總體呈增加趨勢，與行業(yè)收入規(guī)模趨緩相對應(yīng)， 說明過去五年間模具行業(yè)整體競爭日趨激烈。模具主要分塑料模具、沖壓模具和壓鑄模具。 根據(jù)模具行業(yè)協(xié)會最新的 2012 年鑒數(shù)據(jù)看，從收入占比看塑料模具占比最高在 45%，沖 壓模具占比 37%，壓鑄模具占比僅 8.5%。通過壓鑄模具行業(yè)專家調(diào)研，過去 3 年壓鑄模 具占模具行業(yè)產(chǎn)值接近 10%左右，可以大致推算我國壓鑄模具行業(yè)過去 2~3 年市場總規(guī)模 在 240 億~260 億左右。

壓鑄模具行業(yè)競爭較為分散，目前我國沒有以壓鑄模具為主業(yè)的上市公司。根據(jù)壓鑄 模具行業(yè)調(diào)研信息，我國壓鑄模具行業(yè)收入最高的企業(yè)是廣州型腔，2019 年公司收入僅 2 億左右。其他規(guī)模較大的行業(yè)頭部企業(yè)有大連共立、寧波合力、一汽鑄造模具等企業(yè)。壓 鑄模具基本為非標(biāo)產(chǎn)品，難以形成規(guī)模效應(yīng)，同時下游客戶較為分散，是壓鑄行業(yè)市場規(guī) 模雖然較大但競爭格局分散的主要因素。

一體壓鑄車體滲透周期預(yù)計10~15年

手機結(jié)構(gòu)材質(zhì)從塑料變?yōu)榻饘?，金屬結(jié)構(gòu)件行業(yè)滲透率提升至 90%大致用時 7 年。2010 年蘋果從 iphone4 開始采用金屬機殼，并成功引領(lǐng)行業(yè)趨勢。2013 年 HTC 率先也 采用鋁合金外殼，2014 年國產(chǎn)智能手機品牌如小米、華為開始逐步在高端機種中采用金 屬機殼。至 2017 年，以金屬為主要結(jié)構(gòu)材質(zhì)的手機占比已達 90%，手機行業(yè)機殼金屬化 大致用時 7 年時間。

金屬機殼加工設(shè)備投資高峰出現(xiàn)在金屬機殼滲透率提升周期的中后段時間。金屬機殼 替代塑料機殼促使零部件企業(yè)大量采購 CNC。金屬機殼主要生產(chǎn)企業(yè)比亞迪電子、可成、 長盈精密在金屬機殼滲透率快速提升過程中均大量采購 CNC，固定資產(chǎn)支出同步上行。 2015 年設(shè)備采購高峰期三家公司合計資本開支近 80 億元，是 2010 年的 4.3 倍。比較金 屬機殼滲透周期和零部件企業(yè)設(shè)備投資周期，設(shè)備投資高峰出現(xiàn)在金屬機殼滲透率提升周 期的中后段時間。

我們預(yù)計一體壓鑄在汽車行業(yè)滲透率提升至 90%需要 10~15 年左右，滲透率后期有 可能加速提升。我們將汽車一體壓鑄變革與手機外殼金屬化做類比，2020 年特斯拉開始 導(dǎo)入一體壓鑄車體類似于 2010 年蘋果發(fā)布 iphone4，業(yè)內(nèi)其他企業(yè)開始探索和跟進。手 機行業(yè)用 7 年左右時間將金屬機殼滲透率提升至 90%左右，考慮到汽車行業(yè)產(chǎn)品迭代速度 慢于手機行業(yè)，我們預(yù)計一體壓鑄車身在汽車行業(yè)滲透率提升至 90%需要 10~15 年左右 時間，當(dāng)行業(yè)總體形成共識后，滲透率提升速度有可能加快。

未來 10 年壓鑄機及系統(tǒng)行業(yè) CAGR 約 59%

一體壓鑄全鋁車身在燃油車方面同樣具備經(jīng)濟性，車體輕量化減排收益是車身改為一 體壓鑄增加成本的 4.4 倍。2019 年歐盟正式通過碳排放新標(biāo)，新政策要求 2020 年歐盟出 售的新車平均 CO2 排放標(biāo)準(zhǔn)為 95g/km，2025/2030 年 CO2 平均排放量較 2021 年減少 15%/37.5%，對應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)為 81/59g/km，而 2018 年主流車企燃油車排放在 120g/km 水 平，未來排放每高出 1g 罰款 95 歐元，燃油車減排壓力巨大。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，汽車重量下 降 10%，燃油消耗下降 6%~8%。若總重 1.4 噸的 B 級車的車體從全鋼焊接改為一體壓鑄 工藝，白車身重量有望從 350kg 左右下降 35%至 230kg 左右。雖然 車身成本預(yù)計增加 1200 元，但整車重量下降近 9%，油耗可下降 6%，單車排放從 120g/km 下降 7.2g，按照歐盟新政可少繳納罰款 5290 元，是車身鋼改鋁增加成本的 4.4 倍。

我們認(rèn)為到 2030 年全球車體+車門壓鑄機系統(tǒng)總投資額 1735 億元，未來十年行業(yè)市 場空間 CAGR59%。根據(jù)中信證券研究部新能源車組的預(yù)測，到 2030 年全球乘用車總銷 量預(yù)計在 1 億輛左右，其中新能源車占比預(yù)計在 40%。我們認(rèn)為一體壓鑄工藝在行業(yè)滲透 周期 10~15 年，按照上文計算的年產(chǎn)能 10 萬輛車體+車門相對應(yīng)壓鑄機+附屬設(shè)備（壓鑄 島）投資額 4.3 億元，對壓鑄機系統(tǒng)到 2030 年市場空間進行敏感性分析。通過分析，我 們認(rèn)為到 2030 年一體壓鑄技術(shù)在全球新能源車滲透率 70%左右，燃油車領(lǐng)域滲透率 20% 的假設(shè)比較合理，此時對應(yīng)壓鑄機系統(tǒng)總投資額在 1735 億。根據(jù)龍頭企業(yè)現(xiàn)有訂單分析， 2021 年一體壓鑄相關(guān)壓鑄機系統(tǒng)市場規(guī)模在 10 億左右。假設(shè)未來十年行業(yè)增速線性增長， 則預(yù)計該行業(yè)到 2030 年當(dāng)年壓鑄機系統(tǒng)市場規(guī)模在 650 億元，未來十年 CAGR59%。若 加上汽車座椅結(jié)構(gòu)件壓鑄需求，則市場空間有望較 1735 億元再增加 30%。

我們認(rèn)為到 2030 年全球壓鑄模具總投資額 363 億元，未來十年行業(yè)市場空間 CAGR60%。按照上文計算的年產(chǎn)能 10 萬輛車體+車門相對應(yīng)壓鑄模具投資額 0.9 億元對 2030 年市場空間進行敏感性分析。同樣假設(shè)到 2030 年一體壓鑄技術(shù)在全球新能源車滲透 率 70%，燃油車領(lǐng)域滲透率 20%，此時對應(yīng)壓鑄模具總投資額在 363 億。預(yù)計 2021 年一 體壓鑄相關(guān)模具市場規(guī)模在 2 億左右。假設(shè)未來十年行業(yè)增速線性增長，則預(yù)計 2030 年 該行業(yè)壓鑄模具市場規(guī)模在 137 億元，對應(yīng)未來十年 CAGR60%。若加上汽車座椅結(jié)構(gòu)件 壓鑄需求，則市場空間有望較 363 億元再增加 30%。上述市場空間計算未考慮單線備用模 具、車型換代的模具需求以及模具損耗的影響，實際壓鑄模具市場規(guī)模要明顯大于計算值。

壓鑄機大型化帶來多領(lǐng)域新增需求，應(yīng)用范圍拓展空間廣闊

建筑行業(yè)采用壓鑄鋁模板替代傳統(tǒng)木模板，對壓鑄機新需求拉動與汽車行業(yè)相近。建筑行業(yè)鋼筋混凝土澆筑需要預(yù)先搭建模板，傳統(tǒng)木制模板僅能循環(huán) 3~4 次，廢棄后造成大 量建筑垃圾，中國每年 1/3 的木材消耗于建筑模板領(lǐng)域，造成巨大木材資源消耗。近年來 國家大力拖進鋁模板替代傳統(tǒng)木模板。2020 年住建部《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于推進建筑 垃圾減量化的指導(dǎo)意見》中強調(diào)推廣綠色施工：“提高臨時設(shè)施和周轉(zhuǎn)材料的重復(fù)利用率。 施工現(xiàn)場辦公用房、宿舍、圍擋、大門、工具棚、安全防護欄桿等推廣采用重復(fù)利用率高 的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)施。鼓勵采用工具式腳手架和模板支撐體系，推廣應(yīng)用鋁模板、金屬防護網(wǎng)、 金屬通道板、拼裝式道路板等周轉(zhuǎn)材料。鼓勵施工單位在一定區(qū)域范圍內(nèi)統(tǒng)籌臨時設(shè)施和 周轉(zhuǎn)材料的調(diào)配。”鋁合金模板具有重復(fù)利用次數(shù)多（100 次以上）、重量輕、耐腐蝕、澆 筑表面優(yōu)良等優(yōu)點，是目前建筑行業(yè)主要的木模板替代方式。鋁模板因尺寸較大（長度大 于 500mm）過去因沒有大尺寸成型的壓鑄機，傳統(tǒng)鋁模板制造工藝以鈑金折彎焊接為主， 成本較高。一體壓鑄技術(shù)帶來壓鑄機大型化趨勢，采用壓鑄工藝制造建筑鋁模板成本低于 鈑金折彎焊接工藝。因建筑行業(yè)年產(chǎn)值高于汽車行業(yè)，我們預(yù)計建筑行業(yè)對壓鑄機需求與 車身結(jié)構(gòu)件市場為同一量級。未來隨著建筑鋁模板替代木模板，鋁模板需求有望成為繼車 身結(jié)構(gòu)件一體壓鑄后，開辟大型壓鑄機另一大增長空間。

5G 基站外殼、重卡發(fā)動機變速箱殼體減重是近期大型壓鑄機需求重點。傳統(tǒng) 4G 基 站外殼采用鈑金折彎工藝生產(chǎn)，5G 基站發(fā)熱量大，需要在外殼添加散熱翅片，仍然采用 鈑金焊接工藝成本過高。改用大型壓鑄機壓鑄 5G 基站外殼具備更好的經(jīng)濟性，5G 成為拉 動大型壓鑄機需求重要領(lǐng)域。商用車發(fā)動機和變速箱殼體過去為鑄鐵材質(zhì)，目前重卡等商 用車減重成為行業(yè)趨勢，采用鋁合金替代鑄鐵制造發(fā)動機和變速箱殼體成為行業(yè)趨勢。因 重卡發(fā)動機、變速箱尺寸較大，重卡動力件外殼鋁替代鋼將有效拉動大型壓鑄機需求。

壓鑄機大型化后將具備在更多領(lǐng)域替代鈑金焊接工藝的潛力。相同尺寸的結(jié)構(gòu)件，鋁 合金一體壓鑄工藝成本低于鋁制鈑金焊接工藝，略高于鋼制焊接工藝。因此對于結(jié)構(gòu)不太 復(fù)雜，但因尺寸較大無法用壓鑄技術(shù)實現(xiàn)、而采用鋁制鈑金焊接工藝的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件，在壓 鑄機大型化后絕大部分都有改為壓鑄工藝生產(chǎn)的潛力，如高鐵部分結(jié)構(gòu)件、扶梯端頭結(jié)構(gòu) 件、部分飛機結(jié)構(gòu)件、家具結(jié)構(gòu)件、圍欄、門窗、遮陽罩、路燈等。而鋼制結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品改 為鋁壓鑄工藝雖然會增加部分成本，但如果考慮因減重而降低能耗功效，從而降低全生命 周期成本，則也有望改為鋁壓鑄工藝，如商用車車體、磁懸浮車體結(jié)構(gòu)件、無人機和直升 機結(jié)構(gòu)件、挖掘機上裝結(jié)構(gòu)件、電動自行車摩托車結(jié)構(gòu)件等。

來源：未來智庫官網(wǎng)