汽车行业一体压铸市场分析

汽车行业一体压铸市场分析

研判赛道景气度：汽车轻量化势在必行，一体压铸加速进程

需求端：排放政策要求高+新能源车里程焦虑强，倒逼车企推进轻量

化应用

节能减排政策设置紧迫，倒逼车企加快轻量化以降本提效。我们认为

整体来看，当前我国环保政策对乘用车的油耗和轻量化系数标准要求

较高，路线图2.0在油耗上要求乘用车2025年和2030年相比2020

年分别下降17%和42%,在轻量化上要求到2025年内燃机的设计

优化、材料选择和零件数量减少带来的燃油车重量减少将达到10%,

到2035年将达到25%,而纯电动汽车的重量减少率将更高，到2025

年底将达到15%,到2035年底将达到35%。新能源车由于增加了

三电系统导致整车较燃油车增重了200kg-300kg,政策对电动车的轻

量化系数减少率的要求比燃油车更高，因此电动车有更强的轻量化需

求。

新能源车存在较大的里程焦虑问题，轻量化需求更为迫切。根据罗兰

贝格2022年的调研结果，里程焦虑仍是影响消费者购买电动车的首

要原因。轻量化通过降低整车重量，可全面降低能耗和提升续航，若

新能源车减重100kg,续航里程将提升同时降低20%的

电池成本和日常损耗成本。我们认为，在新能源车补贴政策退坡、补

贴对续航里程门槛逐渐提升、终端用户里程焦虑较重的趋势下，新能

源车的轻量化需求更为迫切。

汽车轻量化应用优势显著，解决汽车能源消耗+续航焦虑+提高性能

的痛点需求。我们认为轻量化兼顾提升续航和汽车性能，迎合了驾驶

舒适性/安全性/经济性的要求，在需求端刺激下有望打开市场广阔空

间。电动车质量比燃油车高100-300kg,将消耗更大比例的能量用于

负荷自重，而每减重10kg可提升2.5km的续航，并可降低20%E勺电

池成本和日常损耗成本。同时轻量化显著优化了汽车操作性能及安全

性能，并缩短了汽车开发时间。整车开发需针对噪声、振动与声振粗

糙度等NVH问题优化设计，而铝合金零件较钢制零件降低了汽车对

减震消音部件的要求，从而缩短了因针对NVH问题的调试时间。我

们以铝合金轻量化为例，在能耗方面，单车使用60kg铝，可降低

0.69L/100km的油耗，降低0.75Kwh/100km的电耗。

图表4:汽车轻量化效果

4%-10%

供给端：一体化压铸突破铝合金连接工艺限制，加快汽车轻量化进程

铝合金性能优越且工艺成熟，应用性价比、量产难度、性能表现的综

合表现好，中短期具有大规模使用可能性。汽车轻量化手段包括结构

优化设计、制造工艺优化、轻量化材料应用，应用轻量化材料实现减

重的同时兼顾了汽车综合性能的稳定，目前为主流方案。而综合考虑

性价比、技术工艺、性能表现等因素，铝合金在现阶段的可行度最高，

是当前最成熟、最多应用的方案。较其他材料，铝合金性能优越，减

重效果好,且成本适中，在做到同等减重效果情况下，单位成本最低。

同时其轻质高强，成型性强，通过挤压成型即可满足复杂架构的一次

成型，符合量产需要，中短期看具备大规模使用的条件。路线图1.0

提出2020年、2025年、2030年车辆整备质量最终将实现较2015

年分别减重10%/20%/35%,路线2.0进一步提高要求，2025年、

2030年、2035年燃油乘用车轻量化系数降低10%/18%/25%、纯电

动乘用车轻量化系数降低15%/25%/35%,技术方案变化不大。轻量

化主要减重手段是使用轻量化材料，具体而言，先重点发展超高强钢

技术，再重点发展铝合金技术、实现铝合金零件的批量生产和产业化

应用，远期重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术并实现大范围应用。

连接技术混用带来产品成木增加和效率降低，限制了铝合金在汽车的

应用范围。铝合金是目前性价比较优的汽车轻量化材料，其较普通钢

材可达到40%的减重率且生产工艺较成熟，根据赛瑞研究，2020年

铝合金在汽车轻量化市场的占比在65%左右。但由于当前汽车材料

连接工艺以冲压+机器人焊接为主，与钢材料相比，铝材料存在导热

系数大易导致焊缝性能下降、合金表面氧化层污染电极、热膨胀系数

高导致零件变形大等问题，制造端的冲焊工艺较困难且拼接效率低，

进而导致其连接成本为钢制车身的2-3倍。同时，随着钢、镁铝合金、

碳纤维等多种材料在汽车上加速应用，材料连接工艺更为复杂，一方

面加大了设备投入、增加了生产成本，一方面大量的焊接、钾接和胶

接工艺大幅增加了作业时间、降低生产效率，使得减重性能更好的全

铝车身在现有冲压+机器人焊接的工艺模式下难以普及。以第四代奥

迪A8车身为例，其使用铝合金白车身较钢制车身降重了近30%,但

需要包括点焊.、激光焊.、涡流焊.、钏接、自切削螺钉联接、卷边等

14种连接工艺，其激光焊接焊缝4.75米、包边22.01米、胶接152.94

米、MIG焊点5892个、钾接2976个等，工艺复杂度远高于电阻焊

为主的钢制白车身，整体工艺成本较高。

一体化压铸突破铝合金连接工艺限制，加速汽车轻量化发展进程。汽

车制造的传统工艺分为冲压•焊装・涂装•总装四步骤，其中车身需要将

各车身冲压零件焊接为发动机舱、侧围、前后底板、顶盖等分总成线，

再最后合装为主焊生产线，而一体化压铸技术通过一次高压压铸成型,

合并了冲压和焊装环节，将除了外覆盖件和部分悬架件以外的白车身

一次压铸为大型零件。我们认为，一体化压铸工艺木质上革新了汽车

轻量化工艺和材料使用，首先在制造工艺上，一体化压铸合并冲压和

焊装工艺，显著简化生产流程、提高生产效率，我们看好其他主机厂

在特斯拉的示范作用下不断引进一体压铸工艺，合并传统的冲压焊装

工艺。其次在材料使用上，钢板易于冲压和焊装，过去广泛应用于传

统的汽车制造中，铝合金是压铸的主要材质，随着一体化压铸的逐步

引进，我们看好其突破材料连接工艺的限制，加速在汽车轻量化中的

应用。

产业端：造车新势力引领传统车企跟进，轻量化产业进程加快

梳理当前各大车企的轻量化布局看，轻量化产业主要由特斯拉引领、

造车新势力紧跟、传统车企加大力度布局，合力推进轻量化的产业化

进程。（1）特斯拉：作为新能源车头部持续加码新能源车轻量化，

电池包和车身轻量化为重点。以Model3为例，其轻量化从电池包开

始逐步拓展到车身、底盘、电子电器，整车轻量化指数在竞品中较突

出。具体措施包括，采用高集成化的E平台、提升电池密度减少电

芯数量、优化电池连接工艺来减少铝片用量、采用大模组设计减少组

件连接件、优化电池包箱体结构、使用钢铝结合的车身、使用全铝线

束、开发一体化压铸车身结构件等。（2）造车新势力：蔚来主攻全

铝车身，小鹏发力电池车身一体化技术。蔚来ET5对车身后地板使

用一体化压铸工艺，后纵梁的吸能盒、轮拱等易损部位保留了单独零

件设计，车身后地板减重30%；定位于豪华纯电中大型轿车的ET7

采用了超高强度钢铝混合白车身，包含42%的铝/57%的钢/1%的复

合材料，白车身重量约420kg,占车重1/6；ES8采用了全铝车身+7

种先进连接技术，白车身仅重335kg,减重40%,底盘/悬挂/轮毂/

刹车系统/电池组外壳也为全铝材质。小鹏23年发布扶摇架构采用电

池车身一体化技术，节省5%的垂向车内空间。（3）传统车企：积

极布局新能源车轻量化。如大众在其全新新能源车平台MEB中使用

全新车身，把电池和电机融入了车身底架，电池壳采用铝合金；比亚

迪在其e平台集成了电机电控，实现了车身重量下降25%、功率密

度提升20%o

图表12：特斯拉Model3轻量化策略一览

透视产业化路径：材料应用为主，结构设计与工艺优化为辅

汽车轻量化的产业化途径包括材料应用、结构设计和制造工艺，材料

轻量化路线是当前的主流技术方案。具体而言，材料应用旨在开发高

强度钢、铝合金、镁合金以及复合新材料，目前主要在不同汽车部件

应用不同轻量化材料，往后看随着工艺突破和材料成本降低，有望实

现从铝合金到镁合金的应用拓展。结构设计轻量化主要为开发全新汽

车架构、使零部件薄壁化/中空化/小型化/复合化、优化车身的空间结

构或创新车身的造型。制造工艺轻量化旨在优化材料的成型工艺，在

实际应用中一般结合轻量化材料的特性来选择合适的工艺。

全球各国轻量化路径各有侧重，我国材料、结构、工艺三路径并行。

美国的汽车轻量化路线以材料进步驱动为主，不断提高材料的应用性

价比和性能；欧洲轻量化路线重在应用多元化轻量化材料，主要发展

先进钢铁材料、轻金属镁铝、碳纤维强化复合材料，并围绕材料进行

制造工艺和结构设计优化；日本轻量化重在突破材料和工艺的基础性

研究，积极推进轻量化材料的实用化；我国的轻量化思路为重点发展

高强度钢、铝、复合材料，协同发展材料开发、结构设计、工艺优化

来实现轻量化。

轻量化材料应用：工艺和结构轻量化的基石，铝合金为核心应用方向

钢铁在车内应用超50%,为轻量化材料的主要替代对象。汽车主要

材料为钢材，应用占比55%,其次是铸铁，应用占比12%。钢铁制

造技术成熟、成本低、强度高且耐磨性好，但密度较高，为轻量化材

料的主要替代对象。

目前汽车轻量化材料主要包括超高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维

复合材料(CFRP)等，已得到产业化应用，轻量化效果良好。奇瑞的

纯电微型车小蚂蚁采用全铝空间结构和全复合材料外覆盖件，且在车

身应用了93%+的高强度镁铝合金，其全铝车身较传统汽车减重了40%

且刚性提高了60%+；大众宝来车型利用轻量化材料减重了104.2kg；

某车型的外饰件采用轻量化材料减重，合计减重61kg+o

(1)高强度钢板的抗拉强度和屈服强度性能高，主要应用于关键结

构件中。其具有高抗拉强度和高屈服强度的特性，可以在打薄钢板、

减少车身重量的基础上保持性能不减，近年来主要应用在AB柱、地

板、门槛等车辆的关键结构件中，如宝马在部分车型的中通道、地板、

B柱、车门防撞杆应用了高强度钢；凯迪拉克在部分车型的AB柱内

板、地板中通道、横梁等关键部件应用了先进的高强钢，使钢制下车

体结构相较原铝制车体减重了6kgo

（2）铝合金耐腐蚀、耐磨性强，应用由内部零件罩体向全铝车身过

渡。其密度小、强度及刚度高、弹性和抗冲击性能良好、有优异的耐

腐蚀性和耐磨性，是汽车轻量化的理想材料。铝合金初期用于汽车发

动机罩和行李箱盖，现已应用到全铝车身和新能源车电池外壳，2021

年国外已可达车身80%以上的铝合金和铝复合材料应用。

（3）镁合金抗弯强度和隔音性能好，车体结构件和零件中均有应用。

弯曲刚度不变下，镁代替钢可减重60-70%。目前欧洲研发并使用的

镁合金车用零部件超过60种，单车镁合金用量在9.3-20.3kg,北美

的镁合金汽车零部件超过100种，用量5.8-26.3kg,而国内研发并使

用的镁合金汽零仅20余种，技术水平还有较大提升空间。此外受制

于加工成本和技术工艺，镁合金量产条件不充分，目前商业应用的平

均单车中用镁量不足1kg,个别车型的发动机罩盖、转向盘、座椅支

架、车内门板、变速器外壳上有应用。

（4）车用碳纤维复合材料性能强但成木高，目前多用于赛车等领域。

碳纤维的复合材料质量轻（不及钢材料的1/5）、强度高（5倍钢强度）、

耐高温和耐腐蚀性能好，综合性能强于原有材料性能的总和，且可满

足不同的车用部件要求，是理想的汽车轻量化材料，宝马i8车型使

用了全碳纤维的座舱，采用了类似F1赛车的设计。但限制于加工成

本和原材料价格较高，主要在赛车、超跑等豪华车型有小批量应用,

随着制造成本的下降，已逐渐向汽车车身、底盘、轮毂等部件渗透。

远期看，随着镁合金加工技术成熟、生产成本降低，轻量化效果更优

的镁合金未来或得更多应用。镁的密度为铝的2/3、钢的1/5,是目

前较轻的金属结构材料，车身/动力总成/底盘/内饰使用镁合金替代铝

材最高可减重约50%。往后看我们认为，高性能镁合金加工工艺的

日趋成熟或降低镁合金的生产成本，同时现有镁合金铸件应用范围与

铝合金铸件的重叠度不断扩大，远期看镁合金有望替代铝合金成为重

要的汽车轻量化材料。

图表20:候价与铝价对比

--------长江有色：现货均价：铀造铝合金锭

（元/吨）

--------长江有电：现货均价：镁锭

80,000-

70,000-

60,000-

50,000-

40,000-

30,000■

20,000-

10,000-

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车用铝合金具有多种加工工艺，铸铝为汽车主流铝合金材料。铸造铝

合金成品质量稳定、适合大批量生产，主要用于变速器、发动机气缸

盖、发动机气缸体、轮毂、摇臂、制动盘等汽车构件制造。轧制材、

挤压材、锻压材属于变形铝合金，成品质量稳定、强度较高、塑性较

高、成分性能比较均匀、内部组织紧密，应用于车门、轮毂罩、热交

换器、保险杠、座位、行李箱、保护罩、消声罩等汽车结构件、悬挂

件、装饰件制造。根据2017年《铝合金在新能源汽车工业的应用现

状及展望》，各类铝合金在汽车上使用比例大致为铸铝77%,轧制

材10%,挤压材10%,锻压材3%。

高压压铸是未来铝合金工艺的主流方向，部分零部件可用多种工艺生

产。铸造工艺可按金属液的浇注技术分为重力铸造和压力铸造。重力

铸造是指金属液在重力效果下导入铸型的技术，压力铸造是指金属液

在压力作用下导入铸型的技术。压力铸造中，低压铸造与差压铸造多

用于发动机、底盘区域，而高压铸造因效率高、加工零件壁厚小，在

汽车车身中运用逐渐广泛，是未来的重要方向。此外，部分汽零也可

用多种工艺生产，如电池壳原用挤出件，在CTC结构下一体化压铸

电池壳或将替代挤出工艺；底盘和轮毂的锻造件多用于中高端车型，

而铸造件的壁垒低且成本低，部分中低端车型应用底盘和轮毂铸造件。

铝合金凭借优秀的性价比优势用量快速渗透，单车用铝量呈增长趋势。

目前铝合金件在汽车中的应用已覆盖电池箱体、液冷板、汽车前后防

撞梁、减震件、新能源汽车电器支架、CCB仪表盘支架等，根据国

际铝协，2016-2019年我国乘用车市场中，燃油车、纯电车、混动车

单车用铝量的增幅分别为15.7%、33.6%、28.1%,其中纯电动汽车

单车用铝量增速明显高于传统燃油车,且根据DuckerFrontier数据，

纯电车的用铝量一般比燃油车高101kg,主要系电车虽节省了内燃机

动力总成的用铝部件、传动系统和变速器中的用铝部件（该部分零件

单车铝用量约62kg,且多为铸造材），但电车的电池外壳、电力牵

引系统、车身和开闭件等部件需要额外用铝约163kg,该部分铸造材

占比不到30%,以铝型材为主。往后看单车用铝量有较大增长空间，

根据中国汽车工程学会2017年编制的《节能与新能源汽车发展技术

路线图1.0》，我国汽车轻量化计划于2025年、2030年单车重量分

别较2015达到年减重20%、35%的目标，乘用车单车用铝量分别达

到250kg和350kg。路线2.0则细化了车型轻量化要求，指出

2025/2030/2035年燃油乘用车轻量化系数降低10%/18%/25%、纯

电动乘用车轻量化系数降低15%/25%/35%o

较海外相比，我国单车用铝量仍有较大的提升空间，有望随新能源车

发展快速提高。根据国际铝业协会数据，2020年国内传统乘用车单

车用铝量约138.6kg,纯电和混动车的单车用铝量分别为157.9kg和

198.1kg,而根据DuckerFrontier,2020年北美非纯电车的单车用

铝量为206kg,纯电车的单车用铝量为292kg,对标海外单车用铝量

水平，我国仍有较大的提升空间。

单车用铝渗透路径或遵循底盘先行渗透、车身快速推广。考虑到簧下

质量（如底盘）减重性价比远高于簧上质量（如车身），且车身轻量

化由于耗材量大、成本高、工艺难等限制，短时间内渗透率较难快速

提升，我们认为我国汽车单车用铝量扩张或遵循底盘先行渗透、车身

加速推广的路径。底盘结构件上，目前我国主流车型开始在底盘领域

加速铝合金材料的应用，新能源轿车如比亚迪汉、Model3、埃安AionS、

小鹏P7已在底盘结构件应用铸铝件，新能源SUV中底盘结构件的

铝材料应用更广泛，如ModelY、比亚迪唐、理想ONE、极氟001、

蔚来ES6等主流车型。

车身结构件上，铝制车身轻量化效果明显，应用在新能源车兼顾提升

续航和经济性，往后看有望随新能源车发展加速推广。传统燃油车方

面，奥迪A8通过铝板材替代钢板材、用铝压铸件作为接头结构（铝

材料在白车身材料的占比达58%）,取得了显著的轻量化效果，其

轻量化系数为1.31,略优于宝马7系的1.53和奔驰S的1.73,白车

身质量为282kg，低于宝马7系13%（323kg）、并低于奔驰S22%

（362kg）o新能源车方面，整备质量每降低100kg,NEDC工况百

公里耗电量可下降5.5%、续航里程提升7.97km、电池容量节省

0.885kW/h,分车型来看，A级车和C级车的续航里程可增加12.3km

和13.0km。若整备质量不变，动力电池以外的部件每降重10kg,并

将质量分给动力电池，动力电池能量密度按138Wh/kg计，A级车和

C级车的续航里程可增加12.5km和9.3km。就铝制车身轻量化效果

而言,据我们测算新能源车采用铝制车身较普通钢制车身可减重40%,

用材成本增加1855元，假设每减重100kg可减少1.1kWh电量下，

采用铝制车身可减少动力电池成木2368元，则铝制车身综合节省成

本513元。综上，铝制车身对新能源车的轻量化效果明显，且有较

强的综合经济性，我们看好其随新能源车渗透加速应用。

结构设计轻量化：拓扑优化是主流，多学科优化是发展方向

结构轻量化是通过采用先进的优化设计方法和技术手段，使整车各系

统合理布局达到轻量化，主要围绕零部件小型化、薄壁化、精简化、

中空化、冗余度处理等设计方法，分为车身结构优化设计和汽车实体

结构布局设计2种思路，按照设计变量和优化问题的不同，乂可以分

为拓扑优化、尺寸优化、形状优化、形貌优化4种手段。如神龙汽车

变更了其车型的三角臂结构，减重了近50%,制造能耗降低了65%o

拓扑优化为目前汽车主要结构优化方案。汽车结构优化设计经历了：

尺寸优化、形状优化、拓扑优化、多学科设计优化等阶段，目前采用

最多是拓扑优化，其在给定负荷情况、约束条件和性能指标的情况下,

优化指定区域的材料，其精确性较高。尺寸优化及形状优化可以拓扑

优化的基础上，进一步调整局部的材料分布、形状、形貌等详细设计，

以获得最终的结构方案。

未来结构优化技术方案将向多学科优化发展。现代工程发展迅速，各

个工程系统规模逐步扩大，系统间交互紧密，传统的优化方法已经不

再能满足对工程领域发展的需求，多学科设计优化由此发展。它主要

是指掌握各系统相互间的协调机制，优化复杂系统设计以寻求整个工

程系统最优解的耦合系统设计方法，目前尺寸优化、形状优化以及连

续体拓扑优化日趋成熟。在多目标、多学科、离散结构的优化还要进

一步研究，包括遗传算法、量子粒子群算法等算法进行改进，以便结

构优化技术的发展。

制造工艺轻量化：热成型工艺应用较广，一体化压铸革新制造工艺

轻量化工艺是实现材料选择及结构设计的纽带，也是实现轻量化的必

由之路。制造工艺轻量化在一定程度上直接决定轻量化能否实现。目

前汽车轻量化相关的工艺技术主要有热冲压成形、液压成形、激光焊

接、一体化压铸等。热冲压主要用于钢铁材料加工，产生零件强度高。

热冲压成形工艺是基于高强钢冷冲压成型存在的问题而发展出的极

材成型技术，将热冲压成形用钢加热至奥氏体化，在奥氏体温度区间

保温一段时间后，快速转移至热冲压模具中进行成形和淬火，最终零

件组织一般为完全的马氏体组织，热冲压成形工艺结合了冲压和热处

理过程，奥氏体组织塑性好、变抗力小，在零件成形后奥氏体变为马

氏体，零部件回弹小、强度高。目前，成形件主要应用在汽车安全部

件上，如车门防撞梁、B柱加强板地板纵梁、门槛梁等零部件。由于

热成型工艺技术有轻量化、高强度的优势，已在汽车工业有广泛应用。

图表35:汽车车身典型热冲压零件

液压成形减少焊接工序，主要应用于汽车管类零部件。其通过对管形

件内腔施加液压力，使其在模具型腔内发生塑性变形，从而得到所需

形状，与冲压成形零部件相比，液压成形件可以直接得到具有封闭内

腔结构的零部件，减少了焊接工序，可以达到减少零部件数量的效果,

同时能提高零件强度和刚度，轻量化效果明显，目前主要应用于前后

悬架、副车架、门槛梁、防撞梁等管类零部件。

激光焊接节约成木，且轻量化效果明显。轻量化连接技术包括钏接、

中频电阻点焊、MIG焊、搅拌摩擦焊等，其中激光焊接采用先进的激

光技术及设备，将一定数量的不同材质、厚度、涂层的钢材、铝合金

等材料通过自动拼合和焊接组成一块整体板材，通过冲压制造成为零

部件。激光拼焊技术在汽车车身上的应用，包括拼焊板板材、冲压成

形、激光三维切割、激光焊接分总成、总装白车身零部件加工及总成

和在线检测，可节省样车和模具、夹具的费用，生产周期缩短，白车

车身质量减少20%,同时焊点数量减少，白车身刚度、强度显著提

高。

一体化压铸替代冲压和焊装工序，促进制造工艺变革。传统汽车制造

有四大工艺为冲压、焊装、涂装和总装。冲压为首要步骤，运用中小

型压力机和模具，将板材等原材料加工为所需形状和尺寸的冲压零部

件；焊装是利用多个焊接机器人或工人将冲压零部件焊接为分总成,

再焊接为白车身；涂装包括涂装前对被涂物表面的处理、涂布工艺和

干燥三个工序；总装是将白车身、动力总成、电控系统、内外饰等零

部件装配成整车。一体化压铸通过将原本设计中需要组装的多个独立

的零件经重新设计，并使用超大型压铸机一次压铸成型，直接获得完

整的零部件。一体化压铸给压铸界带来一场变革，包含着压铸机制造、

压铸材料和压铸模制造变化，给超大型压铸模制造产'亚链带来了新机

遇。

解构赛道投资点：底盘为主流，三电为纯增量，车身空间可期

底盘：主流轻量化赛道，铝合金仍有较大渗透空间

底盘轻量化性价比优势突出且技术难度较低，有更高的经济接受度。

我们认为汽车轻量化的市场空间大小取决于轻量化部件的综合经济

性、以及方案是否被主机厂所接受。底盘在传统汽车重量的占比达

27%,仅次于白车身和动力总成，且底盘系统零件大多处于簧下，承

载着70%的车体重量，根据簧下质量原理，簧下零件的减重后效果

为簧上零件的5-15倍，因此对底盘零件进行减重，可对整车的续航

里程、加速、制动、操稳等产生更加积极的影响。叠加相关轻量化技

术和工艺更成熟，成本更低，底盘轻量化性价比高于车身/动力系统/

内外饰/三电系统等其他部件，从而有更高的接受度。

底盘部件减重成本系数低于汽车部件减重的平均成本系数。从轻量化

成本来看，根据LotusEngineering的成本分析，底盘部件的减重成

本系数为0.95,低于其他汽车部件的平均成本系数1.00。从轻量化

效益来看，据我们测算，由于簧下质量轻量化的效果更显著，铝制底

盘转向节较钢制件可节省燃油车百公里油耗0.61L、节省电车百公里

电耗39.07W,而铝制车身结构件较钢制件可节省燃油车百公里油耗

0.38L、节省电车百公里电耗35.23Wo综合减重的成本和效益来看，

底盘轻量化的经济性显著高于大多数其他部件。

底盘轻量化侧重于支撑类产品的铝合金替代钢材，与动力系统相比底

盘的铝合金渗透仍是蓝海市场。底盘系统部件多为安保件，对轻量化

零部件的要求较高，其轻量化路径逐步由传统的钢制底盘，向高强钢

底盘、钢铝混合底盘、多材料底盘等方向发展，目前主流路径是采用

铝合金底盘部件，同时在底盘工艺中需最大限度使用热成型、液压成

型等工艺，配合轻量化材料实现减重。从铝合金渗透看，动力系统铝

合金渗透高达90%,底盘渗透率较低，其中底盘的壳体类铝合金压

铸方案较为成熟且成本较低（如转向器和差速器壳体），而底盘的支

撑类产品由于直接受力，轻量化渗透率低于壳体类，因此底盘轻量化

更侧重于转向节、副车架、制动卡钳、控制臂、轮毂等支撑类产品。

根据中国产业信息网，2020年转向节/副车架/制动卡钳/控制臂的铝

合金渗透率为15/8/40/5%,副车架、转向节、控制臂的铝合金应用

存在较大潜力：（1）转向节可通过结构设计拓扑优化实现轻量化，

或采用铸铝、锻铝实现轻量化，目前国内转向节使用材料主要有铸铁、

锻钢和铝合金，未来铝合金渗透率有望上升。（2）铝合金副车架主

要有四种形式，包括挤压铝型材副车架、液压成形铝合金副车架、铸

造铝合金副车架、铸造+铝合金型材拼焊副车架等。铝合金副车架较

钢制减重40%左右，目前国内中高端纯纯电动汽车，半数以上的副

车架采用铝合金材质。（3）控制臂可采用锻造或挤压铝合金。传统

钢制控制臂一般采用高扩孔钢冲压焊接而成，中高端新能源汽车型采

用锻造铝合金控制臂，可减重30%左右，质量仅为2-3kg,也有部分

车型采用挤压铸造铝合金控制臂，其铸造缺陷少，组织致密，力学性

能接近锻造零件水平，且成本比锻造低。经我们测算，底盘部件中，

转向节的轻量化效果最高，且每千克减重成本仅为13元，性价比显

著优于其他部件，更易被主机厂接受，或有更大的发展潜力。

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当前底盘铝制零部件渗透率较低，存在较大发展空间。当前汽车底盘

系统用铝渗透率较低，根据国际铝协，2018年燃油车/纯电车底盘和

悬架用铝量渗透率分别在25%/19%,2025年有望升至70%/45%o

其中底盘各零件的铝制渗透率也较低，2020年国内铝合金的副车架/

转向节/制动卡钳/控制臂渗透率分别为8%/15%/40%/5%o同时从下

游客户来看，目前豪华品牌和中高端合资车型的铝合金轻量化零件渗

透率较高，普通合资和自主品牌的渗透较低。目前已有多家新能源厂

商积极应用铝合金材料，我们认为底盘轻量化经济性优势显著，更易

成为主机厂的首选方案，往后看，随着轻量化需求提升和技术升级,

底盘轻量化渗透有望加速，并逐步向中低端车型渗透。同时，铝制部

件单车价值量高于钢制件，底盘主要部件采用铝合金有望显著提高单

车价值量，据我们测算，铝制底盘单车价值量可达3400元，较钢制

底盘的增量达1230-1460元。

三电系统：增量轻量化赛道，轻质材料电池盒+无模组电池为主要手

段

三电系统为轻量化的纯增量赛道，电池盒轻量化为重点方案。三电系

统占新能源车50%的成本以及30%左右的重量，为轻量化的重点方

向，其轻量化路径主要针对价值量占比较高的电池和电驱，其中电池

轻量化主要为电池箱体和结构件采用轻量化材料，并向CTC一体化

压铸电池的结构优化方案方向发展；电驱系统轻量化方案主要为采用

多合一或三合一的集成化方案。我们认为，电池盒轻量化方案的发展

空间或更大，主要系电池的价值量占比较高（整车成本的38%）,

且电池箱体占新能源车整备质量的18-30%,部分长续航车型如雪佛

兰Bolt、特斯拉Model3的电池箱体质量占比在26%+。电池系统由

电芯、箱体、结构件构成，在保证电芯安全性不变下，电池系统轻量

化较直接的方法为增大电芯能量密度和减轻电芯质量，考虑到当前电

池能量密度已较高，电池箱体和结构件轻量化成为提升电池效率成为

重要方向。

电池包上盖采用冲压铝合金，下盖铝合金工艺多样。（1）电池包壳

体上盖主要材质有冲压钢板、冲压铝板、SMC、碳纤维等复合材料，

电池箱上盖早期使用冲压钢板，后发展为铝板和SMC复合材料，铝

板可减重20-30%,SMC减重效果与铝板相当，且可制造较大深度

的上盖，使得整箱的质量下降。蔚来ES8,小鹏G3电池包壳体上盖

采用1.5-2mm的冲压铝板制造电池包壳体上盖可实现20-30%的轻

量化效果。（2）下壳体轻量化材料一般以铝合金为主。以钢材为主

的下箱体采用冲压+焊接工艺成型，成本低但质量大，NissanLeaf早

期电动车有应用，目前使用较少；下箱体铝合金材料包括挤压、冲压

和铸造铝合金，铝压铸电池箱体尺寸较小，一般用于PHEV；目前国

内车企普遍采用挤压铝型材制造电池包，如蔚来ES8和小鹏G3纯

电动汽车电池包下壳体等，较钢制下壳体能实现减重30%以上；采

用冲压铝板焊接工艺的电池包壳体主要有宝马i3、特斯拉Models、

ModelY等。综合来看，有性价比的电池盒轻量化方案为挤出铝型材

下壳体+SMC上盖，往后随着碳纤维和镁合金材料价格降低，方案有

望进一步优化。

三电系统轻量化方案的单车价值量达4000-5000元。新能源纯电动

汽车三电系统包括电池、电驱动、电控，三电系统质量占整车质量的

30%左右，是整车质量最大的系统。目前对三电系统的轻量化一般从

电池壳、电机壳、电控壳铝合金应用，三电系统铝合金轻量化单车价

值量为4000-5000元。

无模组电池包为电池模组结构优化的主要途径，有效降低质量并提高

能量密度。目前在三元锂和磷酸铁锂的电池体系下，靠电芯提升能量

密度的空间有限，而市场对能量密度提升的需求却非常迫切。无模组

电池包（CTP）通过结构优化产生，宁德时代、蜂巢、比亚迪等纷纷

推出了无模组电池包。宁德时代无模组电池包的多个单体直接分布于

电池箱体中，取消了电芯单元的壳体，并在电芯之间增加传感器，以

监控是否存在挤压。该方案的体积利用率提升了20%,零件数量减

少了40%,电池能量密度提升了10%-15%,采用三元锂电的能量密

度可达200W・h/kg以上。比亚迪推出的刀片电池也是采用无模组方

案，取消了电池包内部的横梁、纵梁等结构，将单体电芯垂直插入电

池包内，长条的单体电芯起到了支撑和加强作用。通过刀片电池的应

用，电池包的体积利用率提升了50%,采用磷酸铁锂的电池包能量

密度提升到了140W・h/kg。无模组电池包单车价值增量超1000元。

通过无模组电池包的应用，可以大幅提升电池包的体积利用率，体积

利用率可以提升20%-50%,另外可以降低模组壳体的质量，从而使

电池包能量密度提升10%-20%o电池盒单车价值量由前期的非CTP

方案下的2000元左右提升至3000-4000元，单车价值量增长

50%-100%o

车身结构件：大潜力轻量化赛道，一体化压铸催生空间弹性

车身结构件为大潜力轻量化赛道，为轻量化的重要对象。白车身构成

30%的整车重量和15%-20%的成木，有较大轻量化市场空间。由于

车身有强度要求、当前轻量化材料如铝合金在价格和加工技术上有限

制（全铝车身需多种连接加工工艺），现阶段的白车身主要用热成型

等超高强度钢材和轻量化工艺实现减重。具体而言，在材料上，当前

白车身主流方案是“普钢+高强度钢+热成型钢”等不同钢材复合连接,

热成型钢一般用在车身前后保险杠、AB柱、中通道等重要安全结构

件；在工艺上，主要采用热成型技术、激光拼焊、液压成型等轻量化

制造工艺，在保证安全性下实现减重。

图和8“蔚来里6昔身用材比例

高强度钢普通钢

88%

材料上，全铝车身为发展方向，车身铝合金渗透率仍处低位，单车价

值量有显著提高。根据文灿股份公告，铝合金在燃油车/电动车车身

结构件的渗透率为3%/8%,有较大提升空间。近年来国内车企积极

探索车身轻量化技术，如采用全铝车身、碳纤维覆盖件和全铝骨架、

上钢下铝车身等，目前已有部分车型采用了全铝车身设计，如奥迪

A8、R8、劳斯莱斯幻影、奔驰SLS、本田NSX、捷豹XFL、蔚来

ES8等。蔚来汽车的车身用铝比例高达96.4%,是国内首个独立研

发量产的轻量化全铝车身。同时铝合金也广泛应用于车身的前地板、

后地板、左右纵梁等，铝合金车身独立部件的单车价值量合计可达

18000元,较钢制部件的增量为10200元。

结构上，车身轻量化采用多种结构优化方案，以减轻重量并提升刚度。

车身结构设计在概念设计阶段需要借助拓扑优化手段，用于确定车身

主体框架设计。福特探险者通过拓扑优化手段完成了车身的概念设计

数据，通过拓扑优化和平台路径的设计，实现燃油车、燃料电池车、

插电混动车共用的柔性车身平台。也可以通过增加平衡杆、加强梁、

连接支架、环状结构等可以提升车身整体刚度，从而降低车身轻量化

系数。还可以通过形状优化、尺寸优化等手段，对车身结构进行轻量

化设计，达到减重和刚度提升的目的。

工艺上，一体化压铸突破全铝车身制造工艺限制，掀起车身轻量化革

命。一体化压铸是将白车身上多个零件的复杂结构变为用压铸工艺只

使用一个零件的新型制造技术。目前除外覆盖件外，其他所有结构件

和组件焊接环节通常交由零配件供应商生产，整车厂则负责将结构件

或组件与其自产的外覆盖件一起焊装为白车身。随着一体压铸技术的

发展，未来整车除外覆盖件需要冲压外，其余车身、四门、后盖结构

件的冲压和焊接环节均可被压铸工艺替代。一体化压铸目前处于行业

酝酿期，由于兼具降木、轻量化以及快速提升生产效率的优势，在特

斯拉引领下行业正在掀起一体化压铸工艺革命。

一体化压铸车身结构件的单车价值量有望达到10000元。目前一体

化压铸主要应用于后地板、前地板等部位。随着更大吨位压铸机的问

世，未来一体化压铸有望延伸到下车身总成、上车体一体化甚至白车

身的一体化大铸件。参考-2022年文灿股份营业成本构成，我们按照

20元/kg的铝合金材料和61%的材料成本占比来测算汽车一体化压

铸件价格，后地板、前地板的保守单车价珞为2000元、2000元，

考虑到部分企业在应用CTC技术，将电池盖覆盖到一体化中，所以

整个车体总成单车价值量或在10000元以上，是汽车轻量化价值量

占比较高的部分。综上分析，我们认为汽车轻量化零部件更有潜力的

赛道为车身，主要系车身部件过去由于连接工艺限制，铝合金渗透率

不及其他部件，且一体化压铸应用加速推广后，单车价值量有明显提

升（白车身轻量化ASP增量在1万元以上,高于三电系统轻量化ASP

增量的4000-5000元，以及高于轻量化底盘的1230・1460元），有

较大的发展潜力。

跟踪革命性机遇：一体化压铸革新汽车轻量化

一体化压铸产业化短期受生产效率驱动，远期受成本驱动

一体化压铸概念出现较早，率先由特斯拉和新势力车企推广。一体化

压铸概念出现较早，2018年凯迪拉克CT6使用了较大型的铝合金压

铸件，将车身零部件从227件减少到31件，车身骨架部件数量减少

了20%,实现减重99公斤。市场关注为何一体化压铸概念出现较早，

但并未由传统车企推广开来，而是由特斯拉和新势力率先落地发展,

我们认为原因主要在于：（1）充足的量产交付能力为新能源车企的

发展痛点之一，一体化压铸有效加速生产节拍、提高生产效率，且可

降低汽车综合制造成本，契合新能源车企的诉求。（2）特斯拉的引

领起到了良好的头部示范效应，新势力车企跟进加速了产业进程。（3）

组织架构差异是一体化压铸能在新能源车企中快速推广的重要原因，

以特斯拉与新势力为代表的新能源车企的组织架构更为扁平高效，在

一体化压铸的降本增效驱动下，新能源车企有能力与动力革新传统、

较为封闭的汽车供应链体系，推动汽车制造的工艺端与材料端的创新。

我们认为，一体化压铸提高生产效率、降低制造成本的核心优势契合

新能源车的生产需求，短期看，电车竞争趋向同质化，软件逐步成为

核心竞争力，车企有动力推动一体化压铸以实现硬件的标准生产以及

车型的高效扩产迭代。往后看，随着相关产业的产能释放，一体化压

铸或释放可观规模效益，降低车企综合制造成本，降本优势或成为其

远期发展驱动力。一体化压铸显著缩短汽车生产周期并提升量产效率,

弥补传统生产方式短板。我们认为传统汽车生产方式在当前智能电动

车要求提升效率、车型快速迭代的趋势下存在限制：（1）生产周期

较长。由于传统的汽车生产工艺对零部件的公差有较严格控制要求，

车身结构件一般需进行长达6个月的MB1、MB2、MB3三轮匹配才

可固定生产标准。（2）仓储土地成本较高，主要系传统汽车白车身

的零部件一般可达300-500个，导致仓储管理成本较高。（3）焊接

环节制造成本高。传统车身制造工艺以冲压+焊接为主，焊装车间的

员工人数仅次于总装车间，且其设备数为冲压、涂装、总装三大车间

总和的数十倍。（4）原材料回收率一般。传统白车身各零件的材料

种类和型号难统一，导致材料回收率仅约70%。

一体化压铸工艺显著弥补了传统冲压+焊装工艺的短板，具备更高的

生产效益。特斯拉使用一体化压铸后交付能力得到明显提升，应用了

一体压铸后底板总成的ModelY零件较Models减少了79个，焊点

由700-800个减少至50个，下车体总成重量降低30%,制造成本因

此减少40%o同时由于应用了免热处理铝合金材料节省了热处理工

艺流程，ModelY的后地板制造时间从1-2小时缩减至3-5分钟，整

体匹配调试周期由3轮缩短至1-2轮，节省了3-4个月时间。据我们

测算，若最终实现白车身一体化压铸，新车量产周期预计可以缩短

7-11个月时间，考虑电池成本则可合计节省3617元经济成本。

一体化压铸降低综合制造成本，具有经济性。（1）在制造成本方面，

若压铸零件的应用进一步扩大，白车身全部采用一体式压铸工艺，则

全铝压铸白车身的重量在240kg左右。根据文灿股份数据，按铝合

金供应价格35元/kg计算，白车身的理论成本在8400元/台左右，

而同级别钢制车身的重量在400kg,按钢材供应价格为18元/kg计

算，焊接制造成本在7200元/台左右，同时钢铝混合车身造价在

15000-20000元/台左右，全铝焊接白车身的制造成本在30000元/

台左右。（2）在设各投入成本方面，按照直线折旧10年、残值5%、

年产量10万辆车计算一体式压铸和传统冲焊工艺的设备投入，若整

车全部采用一体压铸工艺，压铸机+辅机+模具的总投资约7.1亿元,

考虑夹具检具的费用，单车摊销成木1836元。而传统工艺中整车冲

压工厂需采购大型压力机组连续冲压外覆盖件，上下料环节采用自动

化机器人实现，总设备投入约1.9亿元（供应商冲压制造车身内部构

件，一般采购小型压力机和中小型机器实现，设备投入约1.3亿元）；

整车焊装厂的白车身焊接线为300台以上的大型工业机器人多工位

连续焊接，设备投入约1.7亿元（供应商焊接厂主要将冲压成型的车

身结构件小件焊接成组件或分总成，设备投入约0.3亿元），考虑模

具夹具检具的费用，单车摊销成本1392元。（3）压铸件的定价模

式为材料成本+加工成本。铝合金焊接工艺复杂，加工成本高，使用

一体压铸技术后，随免热材料应用以及处理工艺简化，加工成本会降

低，我们假设钢制白车身材料成本占比70%,加工成本占比30%,

而全铝一体压铸车身加工成本降低70%o

综上测算，钢制车身售价在12274元左右，全铝白车身在11341元

左右，采用一体化压铸计划使得整车厂白车身的综合成本减少了8%,

若再考虑到一体压铸车身可减重160kg提升续航降低电池成本、工

厂占地面积可减少30%等，车厂成本可进一步降低：（1）新能源车

整备质量每降低100kg,电池容量节省近L1kW/h,我们以普通电车

电池容量80kWh为例，若采用一体压铸车身减重并保持续航里程不

变，则电池容量可减少约1.76kWh。以目前磷酸铁锂电池pack成本

1500元/kWh计算，则单车成本可降低2640元。（2）根据文灿股

份数据，单位产能占地面积为3.8nf/吨，单位建筑造价为2280元/

m2,则使用一体化压铸可节省单车的土地成本442元。综上，在不

考虑材料回收率从70%提高至ij95%+的情况下，一体化压铸全铝白车

身的综合成本在8259元，实际可降本33%。

一体化压铸使得车身制造精度可控，有望随智能汽车发展扩大应用。

传统汽车对车身精度的管控采用2毫米工程，即车身制造综合误差指

数CII为2毫米，汽车车身的尺寸精度要求达到1毫米公差范围内。

但对于智能驾驶汽车领域，汽车需装配激光雷达、毫米波雷达等高精

度测量设备进行探测和感知路况，为了保证感知层测量的安全性，感

知类测量设备对于偏航角、俯仰角、滚转角等安装精度有较高的要求,

传统的2毫米公差要求难以满足自动驾驶智能设备的安装需求。反观

一体化压铸零件，一方血压铸工艺的加工精度高于冲压，一体化压铸

能将车身匹配的尺寸链环缩短至两到三环，通过减少车身精度的影响

因素从而大幅提高车身精度的可控性。一方面采用一体化压铸+数控

加工的方式则可将整车精度提升至微米级别，我们看好一体化压铸随

自动驾驶发展加速应用进程。

特斯拉引领、新势力跟进、传统车企着手布局，产业化进程快速推进

特斯拉引领一体化压铸潮流，处于产业领先地位。一体化压铸车身是

较理想的汽车轻量化技术路径，由于压铸件体积越大工艺壁垒越高、

前期资金投入更大、需要全产业链配合，因此直到2020年9月特斯

拉通过自研突破一体压铸技术、在ModelY应用一体化压铸后地板开

启先河后，各新能源车企跟进布局，一体化压铸发展的确定性得以逐

渐明朗。材料、设备、工艺逐个突破，分部位实现下车体一体化压铸。

从特斯拉的产业化进程来看，其对一体化压铸布局从材料端出发，先

实现技术和材料的专利突破，再引入大吨位压铸设备做好产能准备，

继而针对下车体分部位布局一体化压铸，逐步实现白车身的一体化铸

造。2H19-2H20特斯拉先后公布专利“汽车车架的多向车身一体成型

铸造机和相关铸造方法”专利以及免热处理铝合金专利，并着手布局

大吨位压铸机的引入，为实现一体化压铸产业化做好材料工艺和产能

准备。后特斯拉再从后底板出发，逐步向下车体其他部件渗透一体化

压铸应用。2020年9月特斯拉宣布计划在ModelY的后底板应用一

体化压铸工艺，和Model3相比，特斯拉将该区域的70个零件精简

为1个零件。2022年4月，特斯拉在德州奥斯汀工厂生产的ModelY

成功将前后地板由171个零部件简化为2个零部件,减少/超过1600

个焊点，一体化压铸产业化进程成功拓展至前地板。同时特斯拉将一

体化压铸工艺从ModelY延伸至皮卡Cybertruck上，根据媒体

tesmanian,特斯拉美国德州工厂用于生产Cybertruck的一体化压铸

设备GigaPress在2023年1月已开始安装，预计2023年中期试生

产、年底实现量产交付。

图表72:钟斯挖后地板二^随意图

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用CTC技术将电池包集成到下车体总成，形成车身与三电结合的新

型一体化压铸工艺。针对三电系统较传统汽车额外增加的重量，特斯

拉将电池包上盖和汽车中地板合二为一进行一体化压铸以实现减重。

特斯拉ModelY4680的CTC版本计划用2-3个大型压铸件替换由370

个零件组成的下车体总成，从而可实现减重10%,续航里程增加14%

的轻量化效果。

各方积极推进一体化压铸产业化进程，发展方向的可预见性逐渐明朗。

从产业进度来看，目前产业由特斯拉引领发展，新势力车企蔚小理加

速布局，赛力斯、小米、高合跟进，国际品牌车企如沃尔沃、大众、

奔驰、福特等以及自主品牌如长城、长安、一汽、吉利、东风等开始

加码。具体而言，考虑到特斯拉ModelY前地板2023年良率爬坡、

Cybertruck计划应用前后地板；蔚来ET5已运用一体化后地板、改

款ES8或用一体化提升集成度；小鹏G6搭载扶摇架构亮相2023年

上海车展，采用前后一体化压铸车身结构；理想新纯电平台及新车型

或采用一体化压铸；奇瑞、长安、一汽等传统车企均有不同程度规划

布局。考虑各主机厂引入大吨位压铸设备以及车型计划上市的时间，

我们认为2024年或为一体化压铸车型的上市高潮。

政策定调发展方向，看好一体化压铸产业化节奏加快，带动单车价值

量增加。2023年工业和信息化部、国家发改委、生态环境部在《关

于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》中明确，到2025年

包括一体化压铸、轻质高强合金轻量化在内的先进铸造锻压工艺技术

实现产业化应用，重点领域高端铸件、锻件产品取得突破，到2035

年行业总体水平进入国际先进行列。我们认为一体化压铸行业趋势明

确，从特斯拉最早应用一体化压铸后地板于ModelY车型开始，近两

年国内新势力车厂快速跟进，随后部分传统车企也进行不同程度的布

局或规划，叠加政簧定调了发展方向，看好一体化压铸产业化节奏不

断提速。往后看，随着集成大件减少冲压、焊接工艺、零部件逐渐大

型化，我们预计2025年前产业可逐步完成后地板、前机舱、前地板

一体化压铸，单车价值量有望随之增加。同时随技术成熟及成本平衡,

我们认为未来一体化压铸有望下探至A00级车型，进一步打开行业

空间。

一体化压铸有望带动铝铸件可观增长，预计21・25年产业空间CAGR

达104%

一体化压铸有望带动铝铸件使用量的大幅噌长。据国际铝协估计，

2020年我国纯电车单车用铝量为173kg,而工信部发布的《节能与

新能源汽车技术路线图》规划2025年、2030年单车用铝量应分别

超过250kg、350kg，单车用铝仍有较大提升空间。我们认为，随着

产业进程推进，一体化压铸有望带动铝铸件使用量的大幅增长。

ModelY后车身底板一体化铝合金铸件重约66Kg,较尺寸更小的

Model3减重约10-20Kg。未来整个下车体总成一体化压铸后，铝合

金压铸件的用量将更大。目前欧洲乘用车和北美轻型车铝合金铸件的

单车用量分别为116.0Kg和135.6Kg,单车用铝量分别为179.2Kg

和208.2Kg,简单以后底板带来的66Kg铝合金增量计算，仅后底板

一体化铸件一项将使铝合金压铸件单车用量增长49%-57%左右，单

车用铝量增加37%-61%o

材料+设备+模具+工艺四竞争壁垒缺一不可，压铸环节构成核心

know-how

从产业链构成来看，一体化压铸产业链条相对较简单，上游由免热处

理铝合金材料厂商、压铸机和压铸模具厂商组成，中游为第三方压铸

厂和自建压铸件产线的主机厂，下游为外购压铸件的主机厂。当前跟

进特斯拉一体化压铸布局的主机厂一般有两种商业模式，一种是购置

压铸岛产线自制，另一种是和第三方压铸厂合作，我们认为，随着行

业需求增加，部分整车厂或将自购压铸机试生产，更多压铸厂商或购

入大吨位压铸机跟进布局一体化压铸，从而逐步扩大产业规模。具体

到产业链环节的投资机会，我们认为压铸环节的产业空间增速相对较

快且压铸工艺环节直接影响产品良率，构成产业核心know-how,或

有更大的投资前景。

我们认为一体化压铸产业壁垒在于材料、设备、模具、工艺，具体而

言：

1、材料端：免热合金技术与专利壁垒高，有望强者恒强

免热铝合金兼顾机械性能与性价比优势，或成为一体铸造件的刚需材

料。传统车身压铸结构件应用较为成熟的铝合金材料为AISiWMnMg

合金，其铸造过程需热处理来提高机械性能，而热处理会导致压铸件

变形和表面起泡，尤其是对于大型压铸件和一体化压铸件来说，热处

理提高了零部件的矫正难度和铸件报废率，并延长整个工艺流程。出

于经济性考虑，我们认为AISilOMnMg合金不适用于一体化压铸件。

相比之下，免热处理铝合金材料不需要进行热处理即可达到要求的机

械性能，具有较高的性价比和良品率，且可缩短工艺流程，为一体化

压铸的理想材料。

材料配方和专利为免热处理铝合金的核心竞争壁垒，构筑产业有较高

的客户粘性和进入门槛。免热处理铝合金的设计思路是以铝为基础金

属元素，控制硅、镁、铁、铜、镒、锌等元素的含量和配比关系，不

同合金元素的加入会直接影响铝合金的机械性能。对于一体化压铸件

来说，铝合金的机械性能要求更高，复杂的材料配方大幅提升了厂商

进入一体化压铸市场的技术门槛，已掌握合金原料配方和专利的企业

更具优势。同时材料的专利会锁定铝合金材料配方，包括重要元素的

种类和含量，也为材料厂商的重要竞争点。我们认为配方和专利构筑

了材料端产业的较高进入壁垒，免热处理铝合金是一体化压铸的重要

环节，涉及零件、模具设计以及后续工艺优化等环节，为避免专利纠

纷，整车厂一般会指定材料厂商，并更倾向于选择有专利保护的厂商,

因此材料专利一般为主机厂与材料厂商合作的前提。同时已授权专利

厂商会对新进入者形成较大阻碍，后来者即使在现有专利基础上进行

元素微调也可能属于专利侵权。

2、设备端：压铸厂商的竞争要素在于锁模力+定制开发+资金

特斯拉一体化压铸件带领压铸机行业实现大型化突破。我们认为设备

端的竞争壁垒在于：

（1）高技术门槛。一体化压铸件对压铸设备的锁模力提出更高的新

要求，由于压铸机的锁模单元需要提供足够的锁模力以确保合金溶液

注入模具时模具不被撑开，因此越大型的压铸机要求越大的锁模力。

特斯拉布局一体化压铸之前，业内压铸机最大锁模力在4400吨，而

压铸机的锁模力每提升500吨一般需要1・2年,我们认为锁模力为产

业的重要竞争壁垒，有较大吨位的压铸机厂商更有先发优势。同时,

由于一体化压铸件为多个零部件压铸而成，降低了汽车零部件的通用

性，压铸设备需主机厂与压铸商定制开发，如特斯拉与全球知名压铸

厂商IDRAGroup合作开发大型一体化压铸机GigaPress。我们认为,

压铸设备的高度定制化属性使得产业有较高的定制开发技术壁垒。

(2)高资金储备要求。主机厂布局一体化压铸需设立压铸岛，其由

压铸机、模具、其他周边配合设备构成，具有较高的价值量，同时由

于一体化压铸技术对压铸机性能要求较高，有较高的研发成本，根据

力劲集团，其研发大吨位压铸设备的设备及入约8000万元。我们认

为，资本能力为压铸设备产业的重要竞争壁垒，且要求厂商有能力规

模化生产以分摊较高投资成本。

图表85:国产中小型压铸机裸机市场价格(万元)

3、模具端：产业链关键壁垒环节，可靠性直接影响产品良率，有较

高的生产壁垒

压铸模具的可靠性对一体化压铸良品率影响至关重要，有较高的技术

难度。压铸技术是一种通过将铝液在高速高压下射入紧缩的模具空腔

内结晶凝固的方法米生产铝合金件的工艺。压铸工程中模具的可靠性

对于压铸件的良品率至关重要，具体而言，压铸模具的质量决定了铸

件的形状和尺寸公差级别，浇注系统决定了金属液的填充情况，而模

具的强度限制则决定了最大压射比压等。随着压铸模具的不断升级,

模具的制造难度也在逐渐增加。模具的精度越高，就需要更复杂的热

平衡设计、更高难度的机械加工和更多的脱模设计考虑因素，技术难

度也就越大。

模具环节定制化水平高，模具厂商与Tieri合作共进，目前一体化压

铸件良品率参差不齐，头部模具厂有望强者恒强。由于当前超大型模

具技术壁垒较高，较少模具厂商具有超大型一体化模具生产能力，近

乎所有Tieri厂商采用外购模具模式，因此当前模具市场呈现高端缺

乏、低端竞争激烈的格局，同时大型一体模具市场的集中度更高，目

前我国中高端模具厂商主要有赛维达、广东型腔、臻至等，旭升股份

从模具起家，也具有模具设计能力，在2022年10月战略投资科佳

模架后，模具设计能跟市面上的大型压铸机的吨位进行匹配。我们认

为，一体化压铸件需要设备、模具、材料等产业配合，要求极强凶产

业know-how积累，其中模具结构复杂、大型化生产能力稀缺、且具

有强定制化水平，大型压铸模具市场有更强的竞争壁垒，当前模具厂

商与Tieri合作为主要商业模式，头部有望受益产业链扩张，得以迅

速成长。

4、制造端：工艺直接影响产品良率，构成产业核心know-how

压铸工艺直接决定良品率和产量，构成压铸厂核心竞争壁垒。我们认

为压铸工艺是压铸厂的核心竞争壁垒，其融合了免热处理铝合金、大

型压铸模具、大吨位压铸机三个关键产业环节，同时调整到最优压铸

工艺参数是保证产品良率和发挥产线最大产能利用率的关键，需要综

合考验厂商的加工工艺水平和长期积累的行业know-how。同时，一

体化压铸件尺寸大、结构复杂，需要成熟的超高真空压铸工艺替代普

通的高压压铸工艺，目前仅有少数头部压铸厂对于超高真空压铸工艺

有一定积累，但由于一体化压铸过程面临更复杂多变的操作环境，对

于调整到最优的工艺参数仍需要厂商有较深的know-how积累。

软件能力或有力补充压铸厂的一体化压铸工艺依。\/75。77。我们认为，

实际压铸过程面临复杂多变的作业环境，模拟仿真分析或有效补充第

三方压铸厂的工艺know-how能力。压铸前进行的仿真模拟分析可充

分预测压铸过程中可能发生的缺陷，并对工艺设计做出相应改良措施,

有望提高产品良品率、加快生产节拍。我们认为，一体化压铸产业方

兴未艾，压铸厂对大型一体化压铸件的工艺积累尚且不足，往后看，

具备强大软件分析能力的压铸厂可结合模拟仿真结果与实际工艺经

验，有望快速补充行业know-how短板，调整到相对最优的工艺参数。

严选赛道优质股：优选高景气细分赛道与极致成本管理标的

基于前文分析，我们系统梳理了汽车轻量化赛道的投资机会，我们认

为，以铝合金为代表的材料轻量化为当前汽车轻量化的主流路径，目

前在车身结构、底盘系统、新能源三电系统上加速应用，带动产业空

间向上，其中我们尤为注重一体压铸对汽车轻量化工艺的革新，从而

解除了铝合金轻量化材料应用的限制，有望带动汽车铝合金用量冉上

台阶。

我们区别于市场的观点在于：市场对汽车轻量化演进趋势和节奏存在

认知差：（1）市场担忧一体化压铸件有产能过剩风险，行业景气度

或受影响。我们根据目前第三方压铸厂商布局的大吨位压机数量估算

产业产能，截止2023年4月市场第三方压铸厂商合计己安装和规划

的6000T以上大吨位压铸机共79