汽车行业专题报告：汽车轻量化和一体化压铸已成趋势.docx

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1、汽车行业专题报告：汽车轻量化和一体化压铸已成趋势1 汽车轻量化已成趋势1.1 燃油车低碳化促进轻量化产业发展为了减缓全球气候变暖及实现可持续发展，中国于 2020 年提出了“碳达峰”和“碳 中和”的“双碳”目标。汽车是碳排放的主要载体之一，“双碳”目标的出台加速推动了 汽车低碳化发展进程。2020年由工业和信息化部指导、中国汽车工程学会组织全行业1000 余名专家修订编制的节能与新能源汽车技术路线图 2.0发布，对于乘用车和商用车的 油耗都做了相应的要求，其中要求乘用车新车的油耗到 2025/2030/2035 年分别达到 4.6、 3.2、2.0L/100km（WLTC）。除中国外，美国、欧

2、盟、日本等世界主要经济体也在逐步收 紧汽车油耗标准。节能减排标准持续升级，整车厂及零部件厂商迫切需要新的技术路线来实现节能减 排目标。汽车的轻量化就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车 的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车 质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。汽车轻量化是降低油耗的重要途径，预计 在节能减排目标升级的推动下汽车轻量化的渗透率将持续提升。1.2 新能源车对轻量化需求迫切新能源进程加速，同时由于政策及用户里程焦虑影响，新能源汽车对提升续航里程 需求更为迫切，而汽车轻量化是提升续航里程的有效途径。 全球新能源汽车销量高速增

3、长：2015 年以来，全球汽车销量增速仅为-1.35%。然而 在 2015 年至 2021 年期间，全球新能源汽车年销量从 52 万辆增长至 640 万辆，年复合增 长率超过了 50%，新能源汽车渗透率从 0.58%上升至近 8%。中国新能源汽车销量高速增长：2015 年中国汽车销量 2460 万辆，2021 年销量为 2625 万辆，年复合增长率为 1.11%。2015 年至 2021 年期间，中国新能源汽车销量由 31 万辆 增长至近 351 万辆，年复合增长率达到了 48%，新能源汽车渗透率由 1.66%达到了近 14%， 新能源汽车销量占比全球新能源汽车销量一半以上。新能源汽车续航里程

4、提升需求迫切：在新能源汽车补贴政策退坡的大趋势下，补贴 对于新能源汽车续航里程的门槛整体在提升。此外，作为制约能源汽车发展的因素之一 的“里程焦虑”也需要通过提升续航里程来解决。而汽车轻量化是提升续航里程的有效 途径，研究表明，若新能源车减重 100kg，续航里程将提升 10-11%，同时降低 20%的电池成本和日常损耗成本。2 汽车轻量化的产品与技术路线2.1 轻量化策略的选择轻量化策略由轻量化性价比决定。汽车的轻量化会带来成本的上升，但同时也会带 来其相应的收益如降耗和降低电池成本。然而，由于轻量化本身带来的新增成本， 所以轻量化节省电池的效益不是无限的。因此，我们在选取轻量化策略时核心问

5、题点在 于轻量化成本与收益的性价比。轻量化率越高则成本增速越快。轻量化率低时成本代价较小，但如果要实现高轻量 化率则需依靠材料的替换，因此会带来高昂的代价。根据 TASRI 的计算，对一台中型 1.5 吨的车辆来说，减重 10%需要投入 2000 元，减重 20%的成本则快速增加至了 7000 元。 总体来看，轻量化的成本和轻量化率呈近似指数曲线关系。轻量化成本上限需重点考虑。由于轻量化可以减少电池的成本，因而新能源车相较 于燃油车有更大的收益。但是随着电池成本的下降，轻量化带来的额外收益将逐步降低。 从经济角度讲，选用轻量化技术时需要重点考虑成本问题，一些成本代价过于高昂的轻 量化技术，即使

6、对于电动车也要慎重考虑和评估。2.2 铝合金材料为主流从目前国际通行的研究方向来看，轻量化的技术方向包括：材料的轻量化、工艺的 轻量化、结构的轻量化。目前汽车轻量化材料有高强度钢、铝合金、镁合金、塑料、碳 纤维等，当前钢铁在汽车总重中占比超过 50%，将其替换成轻量化材料是当前实现轻量 化最主要的研究和发展方向，为当前轻量化的核心。 铝合金用量将大幅增长。在各类轻量化材料中，铝合金的成本仅高于高强度钢，但 远低于镁合金和塑料及碳纤维。同时，铝合金密度约为高强度钢的 1/3，与镁合金相当， 能够实现有效的轻量化。考虑到成本、减重性价比及安全性能等综合因素，铝合金材料 成为了当前应用最为广泛、渗透

7、最快的材料之一。根据中国汽车工程协会发布的节能 与新能源汽车技术路线图的数据，我国将加大铝合金在汽车上的使用，单车用铝量在 2025 年和 2030 年分别达到 250kg、350kg。2.3 铝合金压铸工艺铸铝在汽车铝合金零部件中应用更广泛。铝合金的四大基础加工工艺主要有铸造、 轧制、锻造和挤压四大类，汽车铝合金根据不同的用途和需求性能采用不同的工艺。根 据李龙在铝合金在新能源汽车工业的应用现状及展望中的介绍，目前各类铝合金在 汽车上使用比例大致为:铸铝 77%，轧制材 10%，挤压材 10%，锻造材 3%。其中压铸 的原理是用压机将金属液压射到模具中，由于压铸效率高且可以加工形状复杂、壁厚

8、小 的零件，因此当前汽车铝合金零部件仍然以铸铝为主。 轧制、锻造和挤压等属于变形铝合金工艺，其通过挤压、轧、锻造和弯曲等方法使 铝合金的组织、形状发生变化从而制成各种形态的半成品。其成分性能均匀，具有强度 高、抗冲击性能强等的优点，不过由于成本较高在传统车车身结构中的使用并不多。高压压铸相较其他铸造方式有壁薄和生产效率高等优点。铸造又分为压铸（高压铸 造、低压铸造）和重力铸造。在重力铸造中液态金属直接从转汤包导入模具中，在重力 的作用下以最小的湍流填充满整个模具，以减少氧化和起泡。而在压力铸造中，液态金 属会在加压的条件下注入模具，与重力铸造相比其具有模具可以重复利用、适用壁厚较 薄产品、生产

9、效率高等优点。传统的压铸工艺由四个步骤组成，包括模具准备、填充、注射以及落砂。铝合金压 铸件主要应用在动力系统、底盘系统和车身三个领域，生产过程集合了材料、模具、设 备定制和工艺（压铸工艺和热处理工艺）等各项技术能力，技术壁垒较高。国际铝业协 会数据显示，目前在传统燃油车中铝合金车身结构件渗透率为 3%，在纯电动汽车中渗 透率达到 8%。相比于动力系统高达 90%的铝渗透率，车身结构件和底盘轻量化件是铝 合金压铸行业中少有的蓝海市场。2.4 一体化压铸汽车制造传统四大工艺：一体化压铸是一种新的颠覆传统冲压和焊接的汽车制造工 艺。传统汽车车身结构零部件较多，焊接等制造工序复杂，一体化压铸可以有效

10、提升生 产效率。传统车身制造工序包括冲压、焊装、涂装、总装四大工艺，整车厂通过四大工 艺实现从原材料、零部件到整车的制造过程。 （1） 冲压：作为首个工序，冲压工序把来料板材通过专用模具加工成特定形状的 零件。 （2） 焊装：冲压加工出来的白车身零件被人工或者设备自动放入特定的焊接工装 上，焊接机器人或者工人通过焊接设备把不同的冲压零件焊接成分总成，然 后将分总成焊接成总成，最后总成被焊接成完整的白车身。 （3） 涂装：白车身从焊装车间出来之后将会进入涂装车间，白车身在涂装车间会 经过电泳、中漆、面漆 3 个处理工序。 （4） 总装：总装是汽车四大工艺的最后一个工艺。总装线主要有内饰线、底盘线

11、、 外饰线等。油漆车身从涂装车间出来之后会进入总装线，会进行车门、线束、 安全气囊、仪表板、前后桥、发动机、轮胎等各种外饰、内饰、电子部件等 零部件的安装。从四大工艺流程图我们可以看出，汽车白车身经过了冲压和焊装两道工序加工而成。 通常，白车身的来料包括了 300500 个零部件，焊接点位达到了 40006000 个，每个 零件的误差波动都会影响整车的精度。为了保证整车质量达到要求，各个零部件在组装 之前都要经过严格的来料检查，汽车总装出厂前需要进行半年左右的多轮匹配联调，时 间和金钱成本耗费相对比较高。 一体化压铸后地板：特斯拉提出的一体化压铸将车身一次性成型，多个零部件合并 为少个甚至是一

12、个，简化了制造工艺，有效降低了时间成本。2020 年 4 月，特斯拉公布 了 Model Y 应用的一体化后地板，将之前的 70 块金属部分简化为了 2 块金属部件甚至是 1 块金属部件。一体化压铸前、后地板：2022 年 4 月，特斯拉再次公布了 Model Y 上应用的更为简 化的一体化压铸产品，其进一步将前后地板零部件由 171 块金属简化为 2 块金属，从而 也减少了超过 1600 个焊点。一体化压铸前后地板+CTC：特斯拉提出的车身和电池的一体化技术，除了将前后地 板一体化压铸之外，还将电池包上盖和汽车中地板合二为一进行一体化压铸，将能够降 低汽车 10%的总重，增加 14%的续航里

13、程，并且达到减少 370 个单体零部件的效果。3 一体化压铸市场广阔3.1 一体化压铸的优势一体化压铸相较于传统的冲压加焊装工艺，有成本低、效率高、轻量化等优势，随 着技术的进一步发展，一体化压铸技术有望进一步取代传统工艺。3.2 一体化压铸市场空间测算单车价值有望提升至 14000 元以上。随着新能源汽车整车厂对一体化压铸的应用加 速，汽车后地板、前地板、中地板（CTC 电池上盖）有望先后应用一体化压铸技术，我 们按照 40000 元/吨的汽车一体化压铸件价格进行测算，一体化压铸的单车价值预计能提 升至 14000 元左右。同时，随着除前后中地板以外的一体化压铸产品开始应用，单车价 值预计能

14、够进一步提升。年复合增长率预计超过 100%。根据我们的测算，2025 年我国的新能源汽车销量能 增加至 1200 万辆左右，结合各一体化压铸产品的渗透率，我们认为我国新能源汽车的一 体化压铸的市场空间在 2025 年能够达到 258 亿元左右，2022-2025 年复合增长率有望超 过 100%。4 行业壁垒及相关产业链4.1 一体化压铸行业壁垒一体化压铸的技术壁垒主要有以下几个： 免热处理合金：传统的压铸件需要在压铸后进行热处理来优化产品的机械性能，但 由于通常一体化压铸件的尺寸较大，热处理导致的变形和表面缺陷等问题就会突显出来， 造成成本损失。因此，免热处理合金成为了一体化压铸行业的一个

15、重要技术壁垒。 大吨位压铸机：一体化压铸产品的投影面积较大，压铸所要求的锁模力也更大。当 前用于一体化压铸的压铸机吨位都在 6000T 以上，部分公司已经开发或引入了 12000T 甚 至更大的超大型压铸设备。大型压铸机从订购到安装调试完成至少需要一年的时间，同 时当前应用较广泛的 6000T 压铸机单套价格高达数千万元，造成了较高的资金壁垒。 模具：用于一体化压铸的大吨位压铸机需要有与之对应的大型模具进行匹配，大型 模具有更高的温度平衡和强度要求。 工艺：一体化压铸产品较大，金属液填充模具的时间也更长，加大了过程参数的控 制难度。每个过程点控制均与产品性能和良率息息相关，这对工艺造成了较大挑

16、战。4.2 一体化压铸相关产业链一体化压铸的产业链主要包含了上游的材料、设备、模具厂商和中游的压铸件供应 商，以及下游采用一体化压铸件的整车厂。5 优质一体化压铸件供应商5.1 文灿股份：盈利能力改善，率先推进一体化压铸发展5.1.1 公司看点文灿股份自 2011 年开始研发车身结构产品，公司主要从事汽车铝合金精密压铸件的 研发、生产和销售，产品主要应用于中高档汽车的发动机系统、变速箱系统、底盘系统、 制动系统、车身结构件及其他汽车零部件，拥有丰富的大型一体化结构件开发和制造的 经验。公司是率先在大型一体化结构件产品领域获得客户量产项目定点并且完成试模的 企业，其总部位于广东省佛山市，2020

17、 年收购了法国百炼集团，15 个生产基地分布在南 通、无锡、天津、大连、武汉以及墨西哥、匈牙利、塞尔维亚、法国等地。合作客户覆盖范围广：公司已与国内外的主机厂及 Tier1 供应商建立了合作关系，例 如特斯拉、奔驰、宝马、大众、奥迪、雷诺、比亚迪、吉利、长城、理想汽车、小鹏汽 车、蔚来汽车、广汽新能源、小康股份等知名的整车厂商，采埃孚（ZF）、博世（BOSCH）、 大陆（Continental）、麦格纳（MAGNA）、法雷奥（VALEO）、本特勒（Benteler）等全球 知名 Tier1 供应商。此外，公司还于 2021 年和亿纬锂能、欣旺达和阳光电源等电池厂商建立了合作关系。丰富的合作客户

18、群体现了公司在体系、研发、工程、质量等方面的优 越性，同时也为公司的快速发展提供了坚实的订单来源。 率先推进一体化压铸的发展：公司于 2020 年下半年开始进行大型一体化结构件的研 发，购置了 2 台 9000T、2 台 6000T 在内的多台大型压铸机，已经获得了大型一体化结构 件后地板项目的定点。5.1.2 财务分析收入增长较快，新能源产品占比快速提升：公司 2021 年实现营收 41.12 亿元，同比 增长 58%。其中，扣除 2021 年收购的法国百炼集团贡献的 21.9 亿元营收后，公司实现 营收 19.2 亿元，同比增长 20.1%，其主要受益于蔚来汽车订单的增长。新能源车产品 2

19、021 年贡献收入营收 7.3 亿元，如扣除法国百炼集团的收入，同比增长 143.3%，占主营业务 收入比例由 18.6%增长至 37.8%。公司全年实现归母净利润 0.97 亿元，同比增长 15.95%。 2022Q1 公司实现营收 12.43 亿元，同比增长 18.35%，环比增长 8.4%；实现归母净 利润 0.79 亿元，同比增长 58.3%，环比增长 246.2%。公司 2022Q1 业绩超出市场预期， 收入和盈利能力齐增长。毛利率承压，有望触底回升：公司 2021 年毛利率下滑至 18.5%，主要是由于上游原 材料价格上涨和海运价格攀升。随着公司将原材料涨价压力向下游的传导，202

20、2Q1 公司 的毛利率较 2021Q2 和 2021Q3 出现明显回升，已回升至 19.4%，盈利能力预计开始兑现。 费用率管控合理：公司 2021 年期间费用率（不含研发费用率）为 10.2%，较 2020 年下降了3.3个百分点。财务费用率、管理费用率、销售费用率和研发费用率分别为2.0%、 7.0%、1.3%和 2.9%，同比均出现了小幅的降低。2022Q1 期间费用率（不含研发费用率）8.6%。公司费用率管控合理，反映了规模效应提升带来了费用摊薄的成效。5.1.3 研发能力重塑研发组织：公司将文灿模具整合成了铸造研究院，统筹公司的整体技术研发工 作和模具制造工作，加强参与整车厂前期研发

21、项目的深度，加大与整车厂的技术合作紧 密型。一方面可以从产品设计初期就对其进行持续优化以此提升产品竞争力，另一方面 与客户的合作更加紧密能够尽早获得市场先机。 6 台超大型压铸设备：公司 2021 年 5 月与力劲科技集团有限公司签订了战略合作 协议，致力于设备的定制与开发。在战略合作协议框架下，公司向力劲科技采购包括 9000T、6000T、4500T、3500T 及 2800T 等 9 台压铸机。根据客户的订单增长情况，公司 将在 2022 年继续向力劲科技采购 9 台大型压铸机，用于超大型一体化结构件及车身结构 件生产的产能需求满足。预计 2022 年内公司将拥有 6 台已投入使用的超大

22、型压铸设备， 即 2 台 9000T+2 台 7000T+2 台 6000T。与立中集团共享研发资源：公司与立中集团于 2022 年5 月签订战略合作框架协议， 通过战略合作，共同推进轻量化汽车零部件产品的研发和应用。双方将在新能源汽车的 大型一体化车身结构件、一体化铸造电池盒体等产品的材料开发和工艺应用领域建立战 略合作关系，通过双方的合作共同开发适用于大型一体化铝铸件的免热处理材料（立中 集团负责其擅长的材料配方研发，文灿股份负责材料最佳应用工艺条件的研发）。同时双 方签署了技术及业务合作保密与产品独家供应协议，在协议约定范围内就合作开发的 免热处理材料，双方保持独家供应和采购（协议约定的

23、几种特殊情况除外）。 近两年研发支出持续增长：公司 2021 年研发支出超 1.3 亿元，增速达 43.89%，主要系增加新项目研发投入所致。一体化压铸行业比传统压铸具有更高的技术壁垒，预计公 司近两年持续增加的研发投入能够为未来的持续发展打下良好的基础。研发人员数量稳中有增：2021 年文灿股份研发人员由 2019 年的 462 人增长至 500 人，研发人员占比为 9.4%。从学历结构来看，2021 年文灿股份本科及以上研发人员占比 为 20.4%，低于同行业公司如广东鸿图、泉峰汽车的 59%、51%。5.2 广东鸿图：率先布局 12000T 压铸设备，一体化压铸迎来全新成长5.2.1 公

24、司看点压铸行业龙头：广东鸿图科技股份有限公司是国内压铸行业的龙头之一，总部位于 广东省肇庆市高要区。经过多年的发展，公司已从单一的汽车零部件业务发展成三大板 块业务：铝合金零部件板块、内外饰板块和投资板块。公司的压铸板块是国内汽车精密 铝合金零部件细分领域的龙头企业，在汽车精密零部件领域有 20 余年的经验，各方面综 合实力均位居国内行业前列。客户全覆盖：公司客户面覆盖欧系、日系、美系及国产传统优质整车厂商、造车新 势力及跨界科技巨头，包括奔驰、大众、沃尔沃、丰田、本田、日产、通用、克莱斯勒、 福特、一汽、上汽、东风、广汽、吉利、长城、特斯拉、比亚迪、蔚来汽车、小鹏汽车、 宁德时代等。客户群体

25、覆盖面广且形成了双向依赖的战略合作伙伴关系，为公司未来业 务量的稳定持续增长提供了保障。 国企平台优势：广东鸿图是由广东省科技创业投资有限公司、高要鸿图工业有限公 司、广东省科技风险投资有限公司、肇庆市高要区国有资产经营有限公司等股东共同发 起设立的一家国有企业。公司背靠广东国资委下属的广东省粤科金融集团有限公司，设 有 8 家省级研发机构，包括 3 家省级工程技术研究中心、3 家省级企业技术中心、1 家省级重点实验室、1 家省级企业研究院，构建了功能齐全的研发技术平台。5.2.2 财务分析营收稳定，净利润接近翻倍：2021 年全球环境发生较大变化，汽车行业“芯片荒”、 原材料及出口运费大幅上

26、涨、人民币升值和限电政策均给公司带来了不利影响。公司通 过加大新能源汽车业务开拓力度，同时增强公司的降本增效管理，实现了营收同比增长 7.28%，增长至了 60.03 亿元，营收相比前两年稳中有增。 2019 年公司对宝龙汽车资产组计提商誉减值准备、宁波四维尔资产组计提商誉减值 准备和其他资产减值准备共计 3.23 亿元，导致当年净利润仅为 0.28 亿元，因此可以测算 除当年公司扣除上述不可持续减值后的净利润为 3.51 亿元。2020 年由于受到疫情爆发影 响，公司上半年经营业绩出现亏损，导致全年净利润仅为 1.56 亿元，比上年的 3.51 亿元 降低了 55.6%。2021 年公司通过

27、开源节流，降低了外部不利因素的影响，最终净利润达 到 3 亿元，同比增长了 92.68%。毛利率持续承压，净利润改善明显：公司 2017-2019 年毛利率稳定在 25%左右，近 两年毛利率呈下降趋势，2021 年降至 20.1%。公司 2021 年汽车类压铸件产品销售收入占 了营收的 64.92%，同比增加了 2pct，但是该产品毛利率下行至 18.64%，较上年下行 3.11pct， 为近 5 年最低值。2021 年公司净利率 5.78%，净利率虽然低于疫情爆发前的 6%左右（2019 年扣除上述提到的不可持续的减值准备 3.51 亿元后净利率也为 6%左右），但较 2020 年 上行了

28、2.32pct。 期间费用率下降明显，研发费用率稳中有涨：公司 2021 年期间费用率（不含研发费 用率）为 8.1%，同比下降 4.1pct，其中销售费用率由 2020 年的 6.1%降到了 3.4%。销售 费用率的下降主要系公司根据财政部 2021 年 11 月发布的第五期收入准则实施问答以及 外部相关监管案例的指引，将为履行客户合同而发生的运输费用调整至营业成本项目所 致。公司 2021 年继续加大研发投入，研发费用率稳定在 4.7%。净利率与总资产周转驱动 ROE 反转：由于公司净利率自 2019 年触底后出现回升， 加上总资产周转率在 2021 年上行至 0.76 次，公司的 ROE

29、 也出现了大幅回升。我们预计 公司的 ROE 将会随着净利率的持续的改善和总资产周转的进一步加快，继续稳步恢复至 2017-2018 年的水平。5.2.3 研发能力强大的技术研发自主保障能力：公司专利、标准、技术奖项均位列于行业第一，截 至 2021 年末，公司累计在压铸板块获得授权专利 232 项、在内外饰板块获得授权专利 171 项，主导主导制修订标准 19 项（其中国家标准 6 项、行业标准 4 项）。公司承担省部级 以上科技攻关项目 10 余项，获得各类科学技术奖 47 项，核心技术科技成果鉴定完成 24 项。 经验丰富的研发团队：截至 2021 年末公司有研发人员共计 1110 人，

30、其中博士、硕 士共 42 人，本科学历 411 人，外国专家 4 人、外聘专家 30 人，高级职称 17 人、中级职 称 191 人。近四年研发人员占比稳定在 16%左右。率先布局全球首台 12000T压铸装备：公司 2022 年 1 月成功下线国产最大尺寸 6800T 超大型一体化铝合金压铸结构件，成功吸引到众多新能源整车厂如小鹏汽车、比亚迪等 新客户的关注与订单意向。此外公司还率先布局全球首台 12000T 压铸装备及产品的开发 与导入工作。 材料、工艺、技术研发齐头并进：在材料研发方面，公司成功研制免热处理材料、 高强高韧铝合金材料、可透光透波新型高分子材料，实现向新能源客户的推广应用；在 工艺研发方面，积极推动前舱、后地板和电池托盘的超大型一体化压铸。在技术研发方 面，持续开展模具配套设计技术、模具冷却优化与控制技术、自动化装备技术、SPR 铆 接技术、PPA 与碳纤维等轻量化材料电镀技术、低温等离子注入技术等方面的研发，夯 实技术优势；完成智能出风口、智能发光格栅、高性能轻量化塑料尾门等行业领先产品 技术开发，满足新能源时代智能驾舱及内外饰轻量化产品开发需求。