1.双碳背景下，轻量化是汽车行业发展的大趋势

双碳背景下，轻量化是汽车行业发展的大趋势。汽车轻量化作为支撑汽车产业发展尤其是节能减排的重要有效途径之一，既是国内外汽车企业应对能源环境挑战的共同选择，也是汽车产业可持续发展的主要路径。发展汽车轻量化技术，是我国汽车产业节能减排的需要，也是产业结构调整的需要，更是提升汽车产品国际竞争力和建设汽车强国的需要。

对于燃油车：根据国际铝业协会的相关数据，燃油车的重量与耗油量大致呈正相关关系，汽车质量每降低100kg，每百公里可节省约0.6L燃油，减排800-900g的CO2。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的数据，三厢轿车、两厢轿车、SUV和MPV四种车型每减重100kg，节油量分别为0.37L/100km、0.31L/100km、0.46L/100km、0.45L/100km。

对于电动车：根据国际铝业协会的相关数据，电动车的重量与耗电量呈正相关关系，纯电动汽车整车重量若降低10kg，续驶里程则可增加2.5km。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的数据，当有能量回收时，每减少100kg，A级车的续驶里程将增加12.3km，C级车的续驶里程将增加13.0km；如果除动力电池以外的部件减少10kg，并将减少的质量分配给动力电池，保持整车的整备质量不变，则A级车的续驶里程将增加12.5km，C级车的续驶里程将增加9.3km。

根据规划，到2035年燃油和电动乘用车的整车轻量化系数将分别比2019年的基数下降25%和35%。中国汽车工程学会的团体标准《乘用车整车轻量化系数计算方法》，定义了整车轻量化系数。该系数通过名义密度（M/V）、质量功率比（M/P）和脚印油耗/电耗（Q/A、Y/A）来衡量整车轻量化程度。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，到2025/2030/2035年，燃油和电动乘用车的整车轻量化系数，将分别比2019年降低10%/18%/25%和15%/25%/35%。

在汽车轻量化在材料及成形工艺上主要有三种技术路线：1）高强度钢及其成型技术；2）铝、镁合金及其成型技术；3）非金属材料及其成型技术。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的规划，到2035年我国将形成汽车轻量化多材料综合应用体系。

2.铝合金是汽车轻量化的首选材料，压铸为主要工艺

铝合金综合性价比突出，是汽车轻量化的首选材料。从减重效果看，高强度钢-铝合金-镁合金-碳纤维的减重效果递增；从成本方面看，高强度钢-铝合金-镁合金-碳纤维的成本递增。在汽车轻量化材料中，铝合金材料综合性价比要高于钢、镁、塑料和复合材料，无论应用技术还是运行安全性及循环再生利用都具有比较优势。据赛瑞研究的数据，2020年在轻量化材料市场中，铝合金占比为64%，是目前最主要的轻量化材料。

汽车轻量化带动单车用铝量快速增长。根据达科国际（DuckerWorldwide）公布的研究数据表明，欧洲汽车平均用铝量自1990年已经翻了三倍，由50kg增长到目前的151kg，并将在2025年增长至196kg。而据国际铝业协会（IAA）在2019年发布的报告中预测，2020年中国的新能源客车、混动乘用车、纯电动乘用车、内燃机乘用车和内燃机商用车单车用铝量将分别达到为232.2kg、198.1kg、157.9kg、136.4kg和70.3kg。

车用铝合金按不同加工性能可分为铸造铝合金和变形铝合金两种，目前汽车用铝合金以压铸铝合金为主，压铸铝合金制品在汽车用铝中约占54%～70%。

铸造铝合金：熔点低、流动性能良好，通过重力铸造与压力铸造等方式实现复杂形状零件的成型，铸造铝合金是目前大部分汽车上用量最大的铝合金种类，广泛用于车轮、发动机部件、底架、减震器支架以及空间框架等结构件；

变形铝合金：强度高、塑性好，主要有2XXX系、5XXX系以及6XXX系，应用于汽车结构件、装饰件和散热系统。相较于铸造铝合金，变形铝合金主要在车身起到轻量化作用，但因铝化率较低，在汽车上的平均应用份额还较少。随着化学技术在汽车材料中的融入以及金属处理工艺研究的进步，变形铝合金在汽车中的应用渐广。

目前，国内外汽车用铝合金压铸件应用范围按使用功能分类，已用于结构件、受力件、安全件和装饰件等，主要包括以下应用场景：

动力系统：缸体、缸体盖、缸盖罩、曲轴箱、气缸盖罩盖、油底壳、活塞、泵体、泵盖、进气管、发电机壳体、发动机齿轮室、六座摇臂座、发动机各类支架等；

传动系统：变速器壳体、变速器油路板、离合器壳体、换挡拔叉、变速箱支架等；

转向系统：链条盖、齿条壳体与涡轮壳体。

底盘总成：悬置支架与横梁；

车身：轮毂、车身结构件与装饰制品；

其他：减震器下端盖、压缩机支架、离合器踏板及刹车踏板等。

新能源汽车行业的发展推动铝合金压铸技术不断创新。伴随着新能源汽车行业对动力性、安全性、舒适性、轻量化等技术指标要求的不断提高，所需汽车用铝合金制品逐渐向薄壁、高强、低成本与一体化集成结构方向发展，为压铸技术的发展提供了应用基础与源动力。总体而言，近年来汽车用铝合金压铸技术的发展，主要是通过对汽车用铝合金材料成分进行不断优化调整，结合高真空压铸技术与热处理工艺参数调控，充分发挥汽车用铝合金材料的工艺特性，借助高压注射与低速充型不断提高压铸合金材料的综合力学性能。

在新能源汽车领域，目前铝合金压铸已经在混动汽车电池包壳体、电驱动壳体、电机和减速器一体机壳等场合得到应用。

对于车身结构件等一些在强度、耐磨度等方面有特别要求的汽车零部件，一般的铝合金材料及真空压铸技术所压铸出来的产品无法满足相关性能要求；对于纯电动汽车的电池包壳体等体积较大的大型薄壁铝合金件，目前主要采用挤压+焊接的工艺。我们认为，随着新材料开发和制备技术的发展、更高真空度压铸技术的发展，以及大吨位压铸机和一体化压铸技术的发展，铝合金压铸在车身与底盘结构件以及电池壳体上的应用有望逐步提升，进而提升铝合金压铸的单车价值量。

3.一体化压铸为发展趋势，预计2025年市场空间超270亿

特斯拉率先应用一体化压铸的后地板。2020年9月的电池日上，特斯拉宣布ModelY将采用一体式压铸后地板总成，将原来通过零部件冲压、焊接的总成一次压铸成型，相比原来可减少79个部件，制造成本因此下降40%。

下车体总成一体压铸成型为特斯拉的发展方向。特斯拉宣布下一步计划将应用2-3个大型压铸件替换由370个零件组成的整个下车体总成，重量将进一步降低10%，对应续航里程可增加14%。

特斯拉未来可能实现白车身一次压铸成型，从而完全取消组装生产线。而根据2019年7月特斯拉发布名为“汽车车架的多面一体成型铸造机和相关铸造方法”的专利，根据专利信息，该压铸机包括一个具有车身盖件模具的中心部分，以及多个可相对盖件模具平移的凸压模具部分，多个凸压模具可在中心区汇合后，负责不同部件的压铸，最终完成完整或部分的一体式车架铸造。

虽然目前该专利方案并未得到商业化，但我们认为这代表了特斯拉一体化压铸的未来趋势。若能完成整体车身由单一压铸机一体成型，则有望完全取消原有的组装生产线，并很大程度地降低车身制造成本（包括但不限于工厂运营成本、工具成本、时间成本、人工及其他设备成本）。

除了能够实现轻量化之外，一体化压铸相比较现有生产技术能够提高效率、降低成本，因此我们认为一体化压铸技术是未来的发展趋势，其渗透率将逐步提升，有望替代现在的冲压焊接工艺：

1）提高生产效率：大型压铸机一次压铸加工的时间不足两分钟，80-90秒即可完成，每小时能完成40-45个铸件，一天能生产1000个铸件。如果采用传统加工工艺，冲压加焊装70个零件组装一个部件，至少需要两个小时，必须多线并进，才能满足生产节奏。

2）降低生产成本；汽车四大工艺为冲压、焊装、涂装、总装。在现有生产技术成本框架下，除了冲压成本比压铸低以外，其它各个环节都要比压铸高很多。传统生产70个零部件，至少需70套模具，再算上生产线周边的机器臂、传输线、各种夹具，总体成本较高。

3）降低土地成本：一台大型压铸机占地面积仅100平方米，根据埃隆-马斯克的说法，采用大型压铸机后，工厂占地面积减少了30%。

4）降低人工成本：传统汽车焊装工厂投资大约10亿元，同样的投资成本换成一体压铸机，以当前售价预计可以换成三台，而这三台压铸机的生产效率肯定是高于现有传统冲压焊装生产线的，国内主流汽车工厂一个焊装工厂大概配套200-300名生产线工人，采用一体压铸技术后，所需的技术工人至少能缩减到原来的十分之一。

目前一体化压铸技术应用的壁垒主要体现在生产工艺、一体化压铸机和铝合金材料等方面：

1）生产工艺：生产工艺会影响产品的成品率，由于一体化压铸技术正处于起步阶段，需要压铸商在生产工艺上有较好的经验和技术积累才能保证量产的良品率。

2）一体化压铸机：特斯拉的一体化压铸机GigaPress，由特斯拉和压铸机厂商IDRAGroup联合定制，深度参与了软硬件的设计制造，其大小与房子相当，长19.5米、高5.3米，重达410吨。除了压铸机定制设计与开发的技术壁垒之外，一体化压铸机价格较高，需要大批量生产带来的规模效益，来分摊压铸机和模具的综合成本。

3）铝合金材料：GigaPress所使用的铝合金材料是特斯拉为改进生产工艺的独家配方，是一种不需要涂层和热处理的高强度合金。

2023年开始市场空间将快速提升，我们预计2022-2025年的CAGR可达221%。将继特斯拉之后，蔚来、小鹏、高合、小康赛力斯等新势力以及大众、沃尔沃等传统车企均开始跟进布局和规划应用一体化压铸技术，考虑新技术导入车型的开发周期，我们预计从2023年开始一体化压铸的市场空间将迎来快速提升。据我们测算，国内一体化压铸的市场空间到2025年预计将达272亿规模，2022-2025年的CAGR达221%。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）