压铸颠覆汽车百年制程行业将迎黄金时代

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250019 “一体压铸”带动车身制造工艺百年未有之变革 1 HYPERLINK l _TOC_250018 传统汽车车身制造流程采用钣金冲压+焊接工艺 1 HYPERLINK l _TOC_250017 压铸是铝合金材料最高效的铸造成型方法 3 HYPERLINK l _TOC_250016 特斯拉首推一体压铸车身取代传统焊接工艺，颠覆现有车身制造流程 5 HYPERLINK l _TOC_250015 一体压铸车身工艺具备极高经济性 7 HYPERLINK l _TOC_250014 特斯拉 Model Y 一体压铸后车身成本下降 40% 7 HYP

2、ERLINK l _TOC_250013 理论上可使全铝车身成本下降 73% 7 HYPERLINK l _TOC_250012 对汽车制造产业链的优化改良作用亦显著 8 HYPERLINK l _TOC_250011 一体压铸车身趋势下，压铸机和压铸模具成为核心造车装备 11 HYPERLINK l _TOC_250010 传统冲压-焊接白车身制造设备主要为压力机、冲压模具和工业机器人 11 HYPERLINK l _TOC_250009 一体压铸车身趋势下，压铸机和压铸模具成为核心造车装备 13 HYPERLINK l _TOC_250008 一体压铸未来十年将驱动压铸装备需求爆发式增长

3、17 HYPERLINK l _TOC_250007 2019 年我国压铸机市场规模不足 30 亿，力劲占有行业 57%份额 17 HYPERLINK l _TOC_250006 过去三年我国压铸模具市场规模约 240 亿260 亿，竞争格局较为分散 20 HYPERLINK l _TOC_250005 一体压铸车体渗透周期预计 1015 年 22 HYPERLINK l _TOC_250004 未来 10 年压铸机及系统行业 CAGR 约 59% 23 HYPERLINK l _TOC_250003 压铸机大型化带来多领域新增需求，应用范围拓展空间广阔 24 HYPERLINK l _TOC

4、_250002 全球压铸机核心厂商介绍 27风险因素 29投资建议 29 HYPERLINK l _TOC_250001 行业观点 29 HYPERLINK l _TOC_250000 投资策略 29插图目录图 1：汽车制造四大工艺段示意图 1图 2：汽车白车身示意图 1图 3：当前汽车制造产业链中整车厂和零部件厂环节分工示意图 1图 4：白车身内部结构件制造轮罩组件焊接 2图 5：整车厂白车身焊接线工艺流程示意图 2图 6：奥迪 A8 全铝车身制造用到多种加工工艺 3图 7：采用钢铝混合工艺的特斯拉 Model3 白车身 3图 8：铸造工艺类型分类示意图 3图 9：冷室压铸机结构原理及工作流

5、程 4图 10：力劲科技 IMPRES-PLUS 系列冷室压铸机及压铸岛 4图 11：传统压铸生产的主要产品 5图 12：奥迪 A8 白车身材质，红色为铝合金压铸件 5图 13：特斯拉白车身多向铸造机示意图 5图 14：特斯拉美国工厂正在组装的压铸单元 Giga Press 6图 15：Model Y 与 Model3 后桥车身件对比 6图 16：特斯拉上海工厂组装的压铸岛 6图 17：特斯拉下一代全压铸底盘结构 6图 18：汽车白车身制造工艺及核心装备演变趋势 7图 19：特斯拉 Model Y 一体压铸后车身结构件 7图 20：大型汽车零部件企业铝合金压铸件成本构成 8图 21：各类造车工

6、艺下理论单车成本（铝价 1.7 万/吨；单位/元） 8图 22：一体压铸工艺可以大幅简化车身生产流程 9图 23：特斯拉一体压铸底盘减重 10%，增加 14%续航里程 9图 24：奔驰 E 级白车身的涂胶示意 10图 25：冲压-焊接工艺下产生的大量废金属 10图 26：可以反复重新熔炼的铝合金熔炼炉 10图 27：特斯拉新造车工艺减少 35%占地面积 11图 28：传统白车身冲压工艺核心设备 11图 29：整车厂冲压线核心设备投资占比 12图 30：产能 10 万辆/年的冲压线对应设备投资额 12图 31：传统白车身冲压工艺核心设备 12图 32：传统冲压-焊装工艺年产 10 万辆车配套设备

7、投资额 13图 33：冲压-焊装工艺中国和全球存量设备总投资规模 13图 34：压铸工艺与传统焊装工艺对比（为整车厂生产，其他为外购件） 14图 35：一体压铸车体压铸机选型方案及设备投资金额推测 15图 36：车身各结构件一体压铸所需压铸机规格及数量大致推测 16图 37：产能对应年产能 10 万辆的传统冲压焊接和一体压铸两种工艺设备投资额对比 17图 38：压铸机主要类别和主要生产产品类别 18图 39：国内压铸机市场空间估算 18图 40：2019 年国内压铸机市场份额 18图 41：国产中小型压铸机裸机市场价格 19图 42：国产大型冷室压铸机裸机市场价格 19图 43：2020 年国

8、内存量热室机、冷室机占比 19图 44：2020 年国内存量压铸机各吨位国产/进口品牌比例 19图 45：2020 年国内存量冷室压铸机市场份额 20图 46：2020 年国内存量热室压铸机市场份额 20图 47：冷室压铸机各吨位段各品牌市占率（横坐标吨位） 20图 48：我国模具行业历年收入规模及增速 21图 49：中国模具行业产量情况 21图 50：我国各类型模具收入占比 21图 51：苹果手机结构件材质及加工设备变化 22图 52：全球智能手机结构件金属化渗透进程 22图 53：金属机壳主要制造厂商资本开支高峰出现在行业渗透期结束的中后段 23图 54：欧盟乘用车二氧化碳排放量下降趋势（

9、g/km） 23图 55：木模板与铝模板组装浇筑前的形态以及焊接铝模板和压铸铝模板对比 25图 56：采用压铸工艺生产的 5G 基站滤波器外壳 26图 57：压铸铝合金变速箱壳体 26图 58：已采用铝合金焊接或钢制焊接、铸造，有望采用大尺寸一体压铸工艺的应用领域 26图 59：改用大尺寸一体压铸工艺从而减重降低能耗功效，降低全生命周期成本的应用领域. 27表格目录表 1：压铸与砂型铸造优缺点对比 4表 2：传统白车身冲压工艺段核心设备市场空间测算 12表 3：传统白车身焊装工艺段核心设备市场空间测算 13表 4：压铸车身压铸机+周边设备市场空间测算表格 16表 5：压铸车身模具市场空间测算表

10、格 17表 6：2019 年中国压铸模具企业 10 强名单（排名不分先后） 22表 7：2030 年全球车身件（车体+车门）压铸机系统市场空间敏感性分析测算 24表 8：2030 年全球车身件（车体+车门）压铸模具市场空间敏感性分析测算 24表 9：主流压铸机企业产品类型及规格对比 28 “一体压铸”带动车身制造工艺百年未有之变革传统汽车车身制造流程采用钣金冲压+焊接工艺汽车制造工艺主要分为冲压、焊装、涂装、总装四大工艺环节。传统汽车车身为钣金焊接结构：1.冲压：将整卷钢板或铝板用多台大型压力机连续冲压成小块钣金零件。2.焊装：将冲压完成的小块钣金件拼焊为车身结构件，包括四门及前后盖（引擎盖+

11、后备箱盖），焊接完成的车身结构件即为白车身。3.喷涂：将焊接完成的白车身喷涂油漆，实现防锈和美观作用。4.总装：将悬架及动力系统、电控系统、内饰件装配至车体上，最终完成整车制造。图 1：汽车制造四大工艺段示意图资料来源：济南第二机床集团、彭博商业周刊，绘制图 2：汽车白车身示意图资料来源：新浪汽车 DearAuto当前供应链模式下，整车厂完成外覆盖件冲压、整车焊装及喷涂，其余环节由零部件厂生产。外覆盖件涉及到整车造型而由整车厂生产。除外覆盖件外，整车厂通常将其他所有白车身、座椅、悬架结构件的冲压环节和组件焊接环节交由零部件供应商生产。整车厂将零部件厂生产的白车身组件，再与厂内自产的外覆盖件一起

12、焊装为白车身，而后喷涂、总装，完成整车制造流程。图 3：当前汽车制造产业链中整车厂和零部件厂环节分工示意图资料来源：绘制零部件厂生产白车身组件生产采用冲压+机器人焊接工艺。白车身组件外形结构复杂，无法用单一板材直接冲压成型，目前普遍采取冲压成多个小零件再焊接的模式生产。先由压力机将板材冲压成多个小钣金零件，再通过机器人焊接工作站，采用电阻焊(点焊)的工艺焊接成整块组件。上述产品通常由零部件公司生产，并出货至整车厂。图 4：白车身内部结构件制造轮罩组件焊接资料来源：江苏北人官网，绘制整车厂制造白车身整车普遍采用机器人焊接工艺。整车厂将零部件厂生产完成的白车身组件与整车厂内自产的外覆盖件一起焊接而

13、成整车白车身产品。白车身整车焊装通常采用上百台大型工业机器人采用以电阻焊为主的焊接工艺生产。根据成焊宝码相关专家调研访谈，目前业内一条产能在 50JPH（每小时生产 50 辆车）的白车身焊接线，通常需要 300400 台工业机器人。图 5：整车厂白车身焊接线工艺流程示意图资料来源：传统冲压焊接工艺模式加工铝合金难度较大，全铝车身普及受限。白车身采用铝合金替代钢材通常可使自重降低 1/3 左右，从而减少油耗或电池用量。上世纪 90 年代，奥迪最先在 A8 系列轿车采用全铝车身，使其白车身重量由原先 300kg 以上降至 215kg。过去十年新能源车崛起，通过车身减重来降低电池装用量成为新能源车降

14、本重要手段，特斯拉Model S、蔚来 ES8 等车型均采用全铝车身。但铝合金表面高熔点氧化层影响焊接强度、韧性较低影响冲压效果。以奥迪 A8 为例，其全铝车身制造通常需要包括点焊、激光焊、 涡流焊、铆接、自切削螺钉联接、卷边等 14 种连接工艺，制造工艺复杂度远高于以电阻 焊为主的钢制白车身。因此近年来包括特斯拉在内的各大车企主要采用钢铝混合焊接车身。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预计难以普及。图 6：奥迪 A8 全铝车身制造用到多种加工工艺资料来源：奥迪 A8 车身=4 类 29 种材料+20 项连接技术（周卫东）图 7：采用钢铝混合工艺的特斯拉Model3 白车

15、身资料来源：特斯拉 Model3 车身结构曝光，改用钢铝混合以降成本（董车会）压铸是铝合金材料最高效的铸造成型方法压铸是将熔化状态金属在模具内加压冷却成型的精密铸造方法。金属制品主要采用机床铣削、钣金成型焊接、铸造三种工艺生产。其中铸造主要生产内部结构复杂，难以用钣金成型或机床铣削不具有经济性的零件。铸造主要分为砂型铸造和特种铸造两类，压铸属于特种铸造范畴。压铸全称压力铸造，是一种将金属熔液压入钢制模具内施以高压并冷却成型的一种精密铸造法。压铸适合铸造结构复杂、薄壁、精度要求较高、熔点比钢低的金属零件（铝、锌、铜等）。作为一种几乎无切削的近净成形金属热加工成型技术，其产品具有精密、质轻、美观等

16、诸多优点，广泛应用于汽车、家电、航空、机械等诸多行业。图 8：铸造工艺类型分类示意图资料来源：文灿股份招股书压铸具备高效、高精度的优势，但受模具熔点所限，主要生产铝合金、镁合金等。与采用石英砂做铸造模具的重力铸造相比，压铸具有以下优势：1.模具可以反复利用；2.通过模具内的冷却系统可以实现快速成型并实现连续生产；3.冷却中对熔融金属施加压力保证零件具备更好的应力强度；4.金属模具内部尺寸精确，可做到精密铸造。压铸虽然高效，但因模具材料均为钢制，因此只能制造熔点比钢低的金属。目前压铸行业所使用的基材主要是铝合金、锌合金、铜合金、镁合金等合金材料，其中铝合金的占比最高。钢材因熔点加高，因此只能采用

17、每次需要破拆石英砂模具的重力铸造，效率较低。表 1：压铸与砂型铸造优缺点对比模具重复利用成型速度铸件精度铸件强度适用材料范围砂型铸造无法慢低低主流所有金属材料压铸可以快高高熔点低于钢的金属资料来源：压铸机和压铸模具是压铸生产的核心设备，结合周边配套设备即为压铸岛单元。压铸机就是用于压铸零件生产的机器。压铸机相对标准化，通过安装不同的压铸模具可实现多种形状压铸零件的生产。当压铸生产时，现将熔融的液态铝合金倒入压铸机的压射机构内，压射机构将铝液推入模具内并加压成型，通过模具内的冷却系统将铝合金零件快速冷却至固态，最后模具打开由机器人取出零件、清理喷涂脱模剂再进行下一个循环生产。压铸生产温度高、烟气

18、多、噪声大，业内通常采用自动化生产。压铸机周边需要配套熔炼炉、机边炉、取件和清理喷雾机器人、切边设备、机加工机床、检测设备、冷却系统、排气系统等，上述周边设备与压铸机、压铸模具组合在一起的压铸生产单元即为压铸岛。图 9：冷室压铸机结构原理及工作流程资料来源：宜派电子科技有限公司什么是五金生产设备？五金加工厂介绍，绘制图 10：力劲科技 IMPRES-PLUS 系列冷室压铸机及压铸岛资料来源：力劲科技官网减重需求促使车身采用铝合金替代钢材，压铸铝件逐渐应用于车身结构件。受制于压铸机规格，传统压铸生产零部件尺寸通常在 600mm 以内，以汽车零部件、电机外壳、手机机壳、消费品金属件为主。过去十年间

19、，压铸机最大规格在锁模力 5000 吨以内，需求主要用于生产商用车变速箱外壳和乘用车发动机缸体。新能源车普及和燃油车减排趋势使车身结构件铝代钢减重需求日益增加。大众、宝马等德系厂商已逐步在白车身复杂结构处采用压铸铝合金件替代传统钣金焊接件，压铸车身结构件尺寸逐渐增大。但受限于固有钣金焊接车身的造车思维定式以及现有压铸机规格限制，传统车企并未提出直接采用铝合金一体压铸方式生产车身，焊接车身仍是当前主流造车模式。图 11：传统压铸生产的主要产品资料来源：力劲科技官网等，绘制图 12：奥迪 A8 白车身材质，红色为铝合金压铸件资料来源：特斯拉首推一体压铸车身取代传统焊接工艺，颠覆现有车身制造流程20

20、19 年特斯拉提出“一体铸造”技术，开启压铸机规格大型化趋势。2019 年特斯拉发布新专利“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”，提出了一种车架一体铸造技术和相关的铸造机器设计。根据行业专家调研，若实现 B 级车整车一体成型，压铸机锁模力需要在 1 万吨以上，而现有压铸机最大吨位在 5000 吨级。所以特斯拉采取较稳健的逐步大型化策略，先开发 6000 吨级压铸机生产较小的后部车体结构件，待技术成熟后再逐渐将压铸机和铸件大型化。过去十年间压铸机最大锁模力停滞在 5000 吨，但特斯拉一体压铸车体工艺推动压铸机大型化成为行业趋势，压铸机行业进入技术升级期。图 13：特斯拉白车身多向铸

21、造机示意图资料来源：electrek.co2020 年，特斯拉采用 6000 吨级压铸单元 Giga Press 生产 Model Y 后部车体。特斯拉在北美弗里蒙特工厂和上海工厂部署多套 Giga Press 压铸岛单元，采用一体成型压铸的方式生产 Model Y 的整个后部车体，将原先焊接工艺所需的 70 多个零件减少为 2 个，制造成本降低 40%。根据特斯拉官方披露，未来在柏林工厂也将部署多套 Giga Press 压铸岛单元用于生产车体。本次给特斯拉北美工厂提供 Giga Press 压铸岛单元的供应商为意大利 IDRA 集团，该集团为力劲科技全资子公司。目前特斯拉北美、柏林工厂 G

22、iga Press 压铸岛单元为意大利 IDRA 供货，上海工厂压铸机由力劲深圳工厂供货。图 14：特斯拉美国工厂正在组装的压铸单元 Giga Press资料来源： by Eva fox图 15：Model Y 与 Model3 后桥车身件对比资料来源：第一压铸公众号未来特斯拉将持续加大一体压铸范围，不断取代传统冲压-焊装工艺。继 Model Y 后部车体成功采用一体压铸工艺制造后，特斯拉持续加大一体压铸车体应用范围。2020 年电池日公布了下一代车身底盘设计方案，整车底板由 23 个大型压铸件组装而成，彻底取代传统冲压-焊装工艺。新一代全压铸车体底盘减少了 370 个部件、重量降低 10%、

23、增加 14%续航里程。通过一体压铸技术的导入，大幅降低零部件数量，简化造车流程，传统冲压-焊接部件占比进一步降低。图 16：特斯拉上海工厂组装的压铸岛资料来源：特斯拉官方抖音图 17：特斯拉下一代全压铸底盘结构资料来源：特斯拉 2020 电池日一体压铸工艺是汽车制程中的颠覆性技术，压铸机有望成为汽车制造领域的核心装备。从上世纪初焊接技术逐步成熟以来，汽车车体制造工艺均以钣金冲压+焊接为主。上世纪70 年代以前，汽车车体焊接主要由人工作业完成。20 世纪 70 年代数控技术逐步成熟，工业机器人诞生，最早应用于汽车焊接工艺。过去 50 年间，汽车车身制造工艺始终以钣金冲压+机器人焊接为主。本次特斯

24、拉一体压铸技术有望使汽车车体制造工艺重大变革，压铸机有望取代焊接机器人成为造车核心装备。图 18：汽车白车身制造工艺及核心装备演变趋势资料来源：、IDRA 等，绘制 一体压铸车身工艺具备极高经济性特斯拉 Model Y 一体压铸后车身成本下降 40%Model Y 一体压铸后车身成本下降 40%，零部件减少 79 个。2020 年特斯拉电池日上，公司介绍称 Model Y 后车身结构件采用新型一体压铸工艺后，成本较冲压-焊接工艺降低 40%，并且零件减少 79 个。一体压铸降低车体制造成本大幅降低，优化生产流程。图 19：特斯拉 Model Y 一体压铸后车身结构件资料来源：2020 年特斯拉

25、电池日理论上可使全铝车身成本下降 73%1、 钢制焊接车身：根据行业专家调研访谈，合资品牌国产化的以钢制为主的主流 B 级车焊接白车身成本大概在 70007500 元/台左右。2、 钢铝混合焊接车身：2019 年广汽蔚来发布的合创 007 采用钢铝混合车身打造，发布会介绍其车身成本为 16529 元。铝合金价格已从 2019 年底的 1.5 万上涨至近期 1.7万元，可以大致推算采用焊接工艺的全铝车身造价在 1.5 万2 万元/台左右。3、 全铝焊接车身：根据行业专家调研访谈，某外资品牌国产化全铝车身的 D 级车焊接白车身成本大概在 4 万元以上。国产的某款用铝量高于 90%的 SUV 全铝车

26、身制造成本在 3 万左右，加上四门两盖价格约 4 万。考虑到该款 SUV 白车身重量达 350kg 偏重，优化设计后，主流 B 级车全铝车身焊接白车身成本估算在 3 万元/台。4、 压铸全铝车身：普通 B 级车钢制白车身重量通常在 300400kg，铝替代钢可使白车身重量降低 30%40%。以 D 级车的奥迪 A8 为例，其全铝架构的 D4 型号白车身重量在231kg。同时特斯拉下一代全铝压铸底盘较焊接底盘减重 10%，可以大致推算出如果全部采用压铸工艺的 B 级车的白车身含车门大致重量在 200250kg。制造成本方面，根据以压铸铝合金汽车零件为主业的文灿股份招股书所示，2017 年铝合金压

27、铸件成本大约在每公斤 35 元。当前铝价与 2017 年类似，可大致算出全铝压铸车身理论成本在8200 元/台左右，如果以满负荷产能利用率的生产，制造成本还有进一步下降空间。图 20：大型汽车零部件企业铝合金压铸件成本构成（元/kg）图 21：各类造车工艺下理论单车成本（铝价 1.7 万/吨；单位/元）材料费人工费制造费总成本原材料制造费40.035.030.025.020.015.010.05.00.013.114.715.34.14.13.915.015.917.620152016201735000300002500020000150001000050000钢制焊接钢铝混合全铝焊接全铝压铸

28、资料来源：文灿股份招股书资料来源：大众汽车专家访谈、广汽蔚来发布会、文灿股份调研，测算 注：全铝指用铝量高于 90%的车身对汽车制造产业链的优化改良作用亦显著车身制造工艺流程简化，供应链环节整合。一体压铸工艺将取代传统车身结构件的组件冲压和焊接环节，特斯拉称其新一代全压铸底盘可减少 370 个零件，车门和前后两盖结构件也同样可用压铸工艺，零件数量锐减，车体制造流程大幅简化。同时，整车厂内原先复杂的机器人白车身焊接线也被大幅简化，仅需要将若干车身压铸组件和外覆盖件组装焊接即可。车体制造管理流程和所需人力也相应降低。图 22：一体压铸工艺可以大幅简化车身生产流程资料来源：车身重量减轻，减少电池装机

29、量，电池降本是钢换铝使车身材料成本增加的 6.6 倍。特斯拉新一代一体压铸底盘有望降低 10%车重，对应续航里程增加 14%。以普通电动车电池容量 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 10kwh。以目前磷酸铁锂电池 pack 成本 800 元/kwh 计算，则可降低成本 8000 元，电池节省的金额超过压铸全铝与钢铝混合车身材料差价的 6.6 倍左右。图 23：特斯拉一体压铸底盘减重 10%，增加 14%续航里程资料来源：2020 年特斯拉电池日一体压铸工艺可大幅减少涂胶工艺环节。涂胶是传统焊接白车身重要工艺部分，通常由机器人完成涂胶工艺。因点焊使钢

30、板间存在缝隙，传统白车身涂胶主要起到密封防水、增加车体强度、降低钣金件间的摩擦和震动的作用。改为一体压铸车体后，零件面积大幅增加，不在需要繁琐的涂胶环节弥补焊接钣金件间的缝隙，生产流程再次简化。图 24：奔驰 E 级白车身的涂胶示意资料来源：哔哩哔哩 易车横拆压铸废品、流道等可再次熔炼，材料利用率超 90%，远高于冲压。传统冲压-焊接工艺，通常板材利用率仅为 60%70%，冲压剩余边料只得按废旧金属出售。而改为一体压铸后，因压铸时可反复熔炼，因此废品、压铸流道、边料等废料可返回熔炼炉再次利用。压铸工艺对材料利用率在 90%以上，远高于冲压工艺，再次降低生产商成本。图 25：冲压-焊接工艺下产生

31、的大量废金属资料来源：废旧网图 26：可以反复重新熔炼的铝合金熔炼炉资料来源：诺瑞肯官网车身生产车间占地面积减少 30%以上。相较于 300 多台机器人组成的白车身焊接线，一体压铸工艺采用的压铸岛占地面积更小。特斯拉采用压铸工艺的新工厂占地面积节省35%。同时因生产流程简化，原先由零部件厂供应的组件冲压、组件焊接环节取消，相关场地同时不再需要，更进一步降低全产业链的用地面积。图 27：特斯拉新造车工艺减少 35%占地面积资料来源：2020 年特斯拉电池日 一体压铸车身趋势下，压铸机和压铸模具成为核心造车装备传统冲压-焊接白车身制造设备主要为压力机、冲压模具和工业机器人传统冲压-焊接白车身制造设

32、备主要为压力机、冲压模具和工业机器人。在冲压环节分为整车厂采购的外覆盖件压力机和零部件厂采购的车身结构件组件压力机。二者通过更换不同的冲压模具可实现多种外观尺寸冲压件生产。因外覆盖件尺寸通常大于 800mm 以上，对应需要多台大型压力机组连续冲压成型，其上下料环节基本采用机器人自动化来实现。而拼焊前的车身结构件小件尺寸通常不超过 300mm，一般采用小型压力机和中小型机器人自动化生产系统。图 28：传统白车身冲压工艺核心设备资料来源：济南第二机床集团、重庆埃克森工业自动化设备有限公司等，绘制产能 40JPH 外覆盖件冲压线单线投资 34 亿，结构件小件冲压线投资约 2.5 亿。目前业内单条外覆

33、盖件连续冲压线效率在 12spm 左右（冲压 12 次/分钟）。一台整车外覆盖件数量通常在 1217 件，加上模具更换时间，单条外覆盖件冲压线折算整车产能在 40JPH左右（每小时生产 40 辆车）。根据行业专家调研，一条产能 40JPH 外覆盖件连续冲压线总投资额在 34 亿元，其中压力机约 1.8 亿、模具 1.2 亿、机器人自动化系统 0.3 亿，辅助设备 0.2 亿。根据行业专家调研信息，零部件厂生产的车身结构件小件，相同产能冲压设备总体投资约为整车厂外覆盖件冲压设备投资的 70%。图 29：整车厂冲压线核心设备投资占比图 30：产能 10 万辆/年的冲压线对应设备投资额（亿元）6%9

34、%51%34%压力机冲压模具自动化辅助设备1.61.41.21.00.80.60.40.20.0压力机冲压模具自动化辅助设备总投资整车厂零部件厂资料来源：测算资料来源：测算产能 10 万辆/年的冲压线设备投资 2.5 亿，估算全球冲压线设备总投资额 2900 亿元。单线产能 40JPH 的外覆盖件+车身结构件小件冲压设备投资总计约 6 亿元。若按每天生产20 小时，一年工作 300 天计算，则对应产能 10 万辆/年的冲压线对应设备总投资额约 2.5亿元。按照产能/产量余量 30%计算，则中国年产 2500 万辆汽车对应冲压设备总投资额在 806 亿元，全球年产 9000 万辆汽车对应冲压设备

35、总投资额在 2900 亿元。表 2：传统白车身冲压工艺段核心设备市场空间测算（亿元）外覆盖件车身结构小外覆盖件车身结构整车厂自零部件件厂自压力机件压力机模具小件模具动化+辅机动化+辅机总计单线 40JPH 产能投资额1.81.31.20.80.50.46.0年产 10 万辆车配套设备投资额0.80.50.50.40.20.12.530%余量年产能 10 万辆投资额1.00.70.70.50.30.23.2中国 2500 万年产能投资额243.8170.6162.5113.867.747.4805.7全球 9000 万年产能投资额877.5614.3585.0409.5243.8170.6290

36、0.6资料来源：测算产能 50JPH 白车身焊接线投资在 4 亿左右，配套组件焊接设备投资约 0.8 亿。零部件厂的车身结构件组件焊接通常采用 23 台机器人组成的点焊工作站完成生产。而整车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，工艺流程最为复杂，单线产能约 50JPH。除机器人外，车体滚床线、电阻焊焊钳、车体夹爪夹具、涂胶设备也是白车身焊接线的重要组成设备。根据行业专家调研，整车厂一条产能 50JPH 的白车身自动焊接线大约需要 350400 台工业机器人，总投资额在 4 亿元左右。零部件厂主要将冲压成型的车身结构件小件焊接成组件，以 23 台机器人焊接工作站为主。

37、相同配套产能焊接设备总体投资约为整车厂白车身焊接线投资的 20%。图 31：传统白车身冲压工艺核心设备资料来源：科慧科技官网、汽车之家等，绘制产能 10 万辆/年的冲压线设备投资 2.1 亿，估算全球冲压线设备总投资额 1872 亿元。单线产能 50JPH 的白车身焊接线+车身结构组件焊接设备投资总计约 4.8 亿元。若按每天生产 20 小时，一年工作 300 天计算，则对应产能 10 万辆/年的冲压线对应设备总投资额约 1.6 亿元。按照产能/产量余量 30%计算，则中国年产 2500 万辆汽车对应冲压设备总投资额在 520 亿元，全球年产 9000 万辆汽车对应冲压设备总投资额在 1872

38、 亿元。表 3：传统白车身焊装工艺段核心设备市场空间测算（亿元）零部件焊装设备整车焊装线总计50JPH 产能投资额0.84.04.8年产 10 万辆车配套设备投资额0.31.31.630%余量年产能 10 万辆投资额0.31.72.1中国 2500 万年产能投资额86.7433.3520.0全球 9000 万年产能投资额31215601872.0资料来源：测算传统冲压+焊接工艺，年产 10 万辆车的产能设备总投资约 5.2 亿元。根据上述分析测算结果，采用传统冲压-焊接工艺年产 10 万辆车，整车厂的冲压和焊接投资额分别为 1.9亿和 1.7 亿，零部件厂的冲压和焊接投资额分别为 1.3 亿和

39、 0.3 亿，整车厂和零部件厂总投资约 5.2 亿元，整车厂的单位产能设备投资是零部件厂焊接投资的 2.3 倍。中国 2500万辆年产能的相关冲压+焊接设备总投资额约 1300 亿元，全球 9000 万辆车年产能的相关冲压+焊接设备总投资额约 4680 亿元。图 32：传统冲压-焊装工艺年产 10 万辆车配套设备投资额（亿元）图 33：冲压-焊装工艺中国和全球存量设备总投资规模（亿元）21.510.50整车厂外覆盖件冲压零部件厂结构件冲压整车厂白车身焊接线零部件厂结构组件焊接站1.91.71.30.32000150010005000整车厂外覆盖件冲压零部件厂结构件冲压整车厂白车身焊接线零部件厂

40、结构组件焊接站全球市场总规模中国市场总规模资料来源：测算资料来源：测算一体压铸车身趋势下，压铸机和压铸模具成为核心造车装备一体压铸工艺将主要取代白车身、四门、后盖结构件的冲压和焊接环节。根据特斯拉现有一体压铸工艺和访谈相关产业专家，未来整车采用一体成型压铸工艺趋势下，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。整车白车身焊接线大幅简化，仅保留最后一体压铸件和外覆盖件焊接环节。座椅内部结构件是否采用压铸工艺铝代替钢材目前还在探讨中。悬架件中的副车架、前横梁、摆臂等件若采用铝替代钢，通常会采用适应厚壁零件的低压铸造工艺。图 34：压铸工艺与传统焊装工艺对比（

41、为整车厂生产，其他为外购件）资料来源：绘制我们测算若实现全底盘和全车身压铸，单套压铸岛投资区间在 1.52.5 亿。压铸机锁模力吨位大小取决于所压铸材料投影面积大小。当前特斯拉已实现的 Model Y 车后部区域采用 6000 吨级压铸机实现生产。根据行业调研信息做合理推断分析，若实现全底盘压铸，我们分析有 AB 两种压铸机选型方案。A 方案可以采用 2 台 6000 吨压铸机分别生产车体前后部，车体中部由 1 台 8000 吨级压铸机生产，按现在市场价估算含周边设备的压铸岛投资约 1.52 亿。B 方案可以采用 2 台 8000 吨压铸机实现生产，投资也在 1.52 亿。若要实现全车压铸，则

42、需要另增加一台8000 吨级压铸机实现ABC 柱和顶盖的一体压铸，总投资约 22.5 亿，或采用更激进的将整车底板用一台压铸机完成，则需要 1.5 万吨级压铸机，目前尚无该规格设备，价格估算需要 23 亿。图 35：一体压铸车体压铸机选型方案及设备投资金额推测资料来源：TNGA 架构加持下，全新雷凌用实力演绎“进化论”（麻辣车事），绘制压铸机产能约 12 万件/年，全车结构件一体压铸需要从 20008000 吨多种规格。根据压铸机行业专家调研信息，5000 吨以上超大型压机单次工作循环在 180s 左右。若按每天生产 20 小时、一年工作 300 天计算，则单台压铸机产能在 12 万件/年。根

43、据现有技术推算，全车体结构件压铸需要 3 台 8000 吨级压铸机，单车 4 个侧车门结构件压铸需要 4000吨级压铸机，尺寸较大的尾门需要采用 6000 吨压铸机。座椅结构件如果也采用一体压铸工艺，两个前座、后排单座的靠背和底座分别需要 30002000 吨压铸机，后排双连座椅靠背和底座则需要 2 台 4000 吨压铸机生产。图 36：车身各结构件一体压铸所需压铸机规格及数量大致推测资料来源：TNGA 架构加持下，全新雷凌用实力演绎“进化论”(麻辣车事)，绘制全车结构件年产能 10 万辆所需压铸设备投资 5.5 亿，全球年产 5000 万辆汽车对应压铸设备总投资额达 2775 亿元。根据上文

44、压铸机规格、数量，结合与压铸机行业专家调研设备市场价格，我们认为按照产能/产量余量 30%计算，对应年产能 10 万辆车的压铸机+辅机组成的压铸岛，车身+车门总投资约 4.3 亿，含座椅压铸则设备总投资为 5.5 亿。按照2030 年新能源车销售占比 40%估算，中国年产 1000 万辆汽车对应压铸设备总投资额在426 亿，含座椅则达到 555 亿元。全球年产 5000 万辆汽车对应压铸设备总投资额在 2134亿，含座椅则市场空间达到 2775 亿元。表 4：压铸车身压铸机+周边设备市场空间测算表格（亿元）车身结构件四门+尾门座椅压铸岛压铸岛压铸岛总计年产 12 万辆车配套设备投资额2.41.

45、51.25.130%余量年产能 10 万辆投资额2.61.71.35.5中国年产 1000 万辆车投资额260.0166.8128.2555.0全球年产 5000 万辆车投资额1300.0834.2640.82775.0资料来源：测算全车结构件年产能 10 万辆所需压铸模具投资 1.2 亿，全球年产 5000 万辆汽车对应压铸设备总投资额达 578 亿元。根据压铸模具行业专家调研信息，大型车身结构件压铸模具价格约为对应规格压铸岛价格的 1/51/4。我们认为按照产能/产量余量 30%计算，对应年产能 10 万辆车的压铸模具总投资约 0.9 亿，含座椅压铸则设备总投资为 1.2 亿。按照 203

46、0年新能源车销售占比 40%估算，中国年产 1000 万辆汽车对应压铸设备总投资额在 89 亿，含座椅则压铸模具市场达到 116 亿元。全球年产 5000 万辆汽车对应压铸设备总投资额在445 亿，含座椅则压铸设备市场空间达到 578 亿元。上述市场空间计算未考虑单线备用模具、多车型需要多套模具以及模具损耗的影响，实际压铸模具市场规模要明显大于计算值。表 5：压铸车身模具市场空间测算表格（亿元）车身压铸模具四门压铸模具座椅压铸模具总计年产 12 万辆车配套设备投资额0.50.30.21.130%余量年产能 10 万辆投资额0.50.30.31.2中国年产 1000 万辆车投资额54.234.8

47、26.7115.6全球年产 5000 万辆车投资额270.8173.8133.5578.1资料来源：测算一体压铸工艺单位设备投资额高于传统冲压-焊接工艺 36%，但总体看仍然大幅节约造车成本。根据上述市场空间计算结果，同样年产 10 万辆车，采用传统冲压-焊接工艺时，冲压+焊接环节的设备总投资约 5.2 亿。若整车全部采用一体压铸工艺，相对应环节设备总投资在 7.1 亿，高于传统冲压-焊接投资额 36%。一体压铸设备投资额虽然高于传统焊接工艺，但若把多出的 1.9 亿金额均摊在年产的 10 万辆车上，单车成本在 1900 元，远低于冲压+焊接钢铝混合车身和一体压铸车身的差价（8700 元/车）

48、，也远低于压铸后车身减重 10%带来的电池减少的成本（8000 元/车）。图 37：产能对应年产能 10 万辆的传统冲压焊接和一体压铸两种工艺设备投资额对比（亿元）整车厂外覆盖件冲压零部件厂结构件冲压整车厂白车身焊接线零部件厂结构组件焊接站车身结构件压铸岛+模具四门/尾门压铸岛+模具1.71.31.93.11.90.32.0一体压铸冲压焊接0.01.02.03.04.05.06.07.08.0资料来源：测算 一体压铸未来十年将驱动压铸装备需求爆发式增长2019 年我国压铸机市场规模不足 30 亿，力劲占有行业 57%份额压铸机分为冷室机、热室机两大类，尺寸超过 10cm 以上零件需要采用冷室机

49、。热室压铸机存在巨大的保温铝液坩埚，其压室在保温坩埚内的熔化金属液体中，压射机构设计在坩埚的上方，压铸时压射机构将压室内浸满的液态金属压射入模具中并成型。热室机通常生产尺寸较小的零件，如箱包金属件、拉链头、玩具等，材料以锌合金、铜合金为多。冷室压铸机采用卧式结构，压室与保存熔化金属液的坩埚炉是分开的。压铸工作时，由机械臂从坩埚炉中取出液体金属浇入压室内，随后压射机构将压室内液态金属压入模具内保压成型。尺寸超过 10cm 以上的产品，如 3C 产品结构件、5G 基站外壳、电机外壳、汽车零部件、结构件等均采用冷室压铸机生产，材料通常为铝合金、镁合金。图 38：压铸机主要类别和主要生产产品类别资料来

50、源：欧能机械官网，绘制2018 年我国压铸机市场规模接近 30 亿，受益于铝替代钢而总体呈持续增长趋势，需求景气度与汽车行业相关度较高。我国制造业规模全球第一、也是世界上最大的压铸机市场。全国压铸机市场规模目前没有明确的统计数据，中铸科技统计估算全国压铸机保有量在 12 万台左右。我们根据中铸科技公布的 2019 年国内压铸机市场份额以及行业龙头力劲科技压铸机业务历年收入和内销占比大致推算行业空间，测算我国压铸机市场总体呈增长趋势，市场规模从 2012 年的 17 亿增长至 2018 年的 29 亿，CAGR9%，说明压铸机需求受汽车行业规模扩大以及铝代钢带来压铸件占比提升而不断扩大。2019

51、 年压铸行业规模下滑 24%，与汽车行业销量下滑导致相关设备投资下滑有关。图 39：国内压铸机市场空间估算（亿元）图 40：2019 年国内压铸机市场份额35.030.025.020.015.010.05.00.0国内压铸机市场空间力劲压铸机收入2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019力劲 伊之密东芝 其他 东洋 布勒 新佳盛宇部东方/银山2.81%4.91%6.28%7.65%56.77%12.32%资料来源：Wind、中铸科技，测算资料来源：中铸科技，国产压铸机品牌具备明显性价比优势，大型压铸机具有更好的盈利能力。根据压铸机行业调研信息，国外品牌进口压

52、铸机价格是国产品牌的 23 倍，国产化机型价格也至少是国产品牌的 1.5 倍，国产品牌存在明显性价比优势。中小型压铸机中，锁模力 50 吨以下基本为热室机，单机价格在 15 万以下。锁模力 100 吨以上均为冷室机，其价格随锁模力的增加同步上升。1000 吨以上大型压铸机价格增长幅度明显加快，锁模力高于 5000 吨的超大型压铸机裸机单价在 2500 万以上，周边配套设备组成的压铸岛通常再增加 20%30%的费用，大型压铸机因技术壁垒高而具备更好的盈利能力。图 41：国产中小型压铸机裸机市场价格（单位万元）图 42：国产大型冷室压铸机裸机市场价格（单位万元）160140120100806040

53、2006000热室机冷室机5000400030002000100008t12t280t630t800t1000t20003000420060008000资料来源：调研资料来源：调研，注：8000 吨价格为专家估算冷室压铸机是市场的主要品类，国产机在大吨位领域仍有较大进口替代空间。根据中铸科技相关数据，2020 年我国存量压铸机从台数上看，热室机占比 25%，冷室机占比 75%。但考虑到热室机单价远低于冷室机，从金额上估算冷室机占压铸机总市场规模的 85%以上。从锁模力吨位上看，1000 吨以下机型市场国产机占有近 90%的份额，进口机型在 2000 吨以上大型机领域仍占有近 4 成的份额，未来

54、大型机国产化仍有较大空间。图 43：2020 年国内存量热室机、冷室机占比图 44：2020 年国内存量压铸机各吨位国产/进口品牌比例25%75%热室压铸机冷室压铸机100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%国产进口1000吨1000吨2000吨2000吨资料来源：中铸科技，资料来源：中铸科技，从国内市场竞争格局看，力劲在冷室机和热室机领域均占有绝对主导地位。根据中铸科技相关统计数据，截至 2020 年力劲冷室机、热室机在存量市场占有率分别为 49%和 63%。冷室机领域 TOP5 厂商合计占有 79%的份额，除力劲外，伊之密占有 14%的份额，其次 为东芝 8%、东洋

55、 5%，行业顶级品牌瑞士布勒在国内份额 3%。热室机领域 TOP5 厂商合 计占有 83%的份额，除力劲外，国产品牌震高、兴行、锐达分别占有 7%、5%、5%的份 额，热室机欧洲第一品牌瑞典富来在国内占有 3%的市场份额。7%3%3%3%5%5%2%7%63%图 45：2020 年国内存量冷室压铸机市场份额图 46：2020 年国内存量热室压铸机市场份额11%2%3%3%3%5%49%8%14%力劲 伊之密东芝 东洋 新佳盛布勒 宇部 铝台 海天宝宏/祥威其他力劲 震高 兴行 锐达 富来 捷讯 伊之密伟台 仁兴资料来源：中铸科技，资料来源：中铸科技，特斯拉一体压铸技术使力劲拉大了其在 5000

56、 吨以上机型上与竞争对手的相对优势，压铸机大型化已成为行业趋势。冷室压铸机存量市场从细分吨位段看，力劲科技在 5000吨以下机型各锁模力吨位段基本占据 50%左右份额，伊之密各吨位段机型市占率在8%16%之间波动。瑞士品牌布勒市场份额均在 1000 吨以上机型，并且随着吨位增加市占率提升。5000 吨以上机型因刚推出市场不久，市场存量机型极少，当前市占率数据难以反映真实情况。随着特斯拉一体压铸技术导入以及均采购力劲和其子品牌 IDRA 超大吨位压铸机，力劲目前在5000 吨以上机型与竞争对手优势明显拉大。2020 年底布勒发布5600 吨机型，并且公布研发 8000 吨机型计划，海天金属亦推出

57、 5000 吨级别机型。这说明在特斯拉一体压铸工艺驱动下，压铸机大型化趋势已确立。图 47：冷室压铸机各吨位段各品牌市占率（横坐标吨位）力劲/意德拉伊之密东芝东洋新佳盛铝台宇部意德佩雷斯富来布勒海天其他100%80%60%40%20%0%5%14%14%8%15%12%16%67%50%56%40%49%55%41%26%27%17%500500100010002000 20003000 30004000 400050005000资料来源：中铸科技过去三年我国压铸模具市场规模约 240 亿260 亿，竞争格局较为分散2019 年我国模具行业规模约 2727 亿，行业增速受制造业景气影响较大。模

58、具是制造业核心装备之一，根据国家统计局相关数据，我国模具行业收入从 2007 年的 666 亿增长至 2017 年的 2966 亿。随着我国出口导向型经济逐渐转型，过去十年间模具行业增速逐渐降低。2018 年以来模具行业绝对收入出现下降，贸易摩擦导致制造业固定资产投资趋缓是主要因素。图 48：我国模具行业历年收入规模及增速（亿元）模具行业收入同比增速3,500.03,000.02,500.02,000.01,500.01,000.0500.00.090%80%70%60%50%40%30%20%10%0%-10%-20%资料来源：国家统计局，压铸模具在模具行业占比接近 10%，过去 23 市场

59、总规模在 240 亿260 亿左右。从产量角度看，过去 10 年间我国模具产量总体呈增加趋势，与行业收入规模趋缓相对应，说明过去五年间模具行业整体竞争日趋激烈。模具主要分塑料模具、冲压模具和压铸模具。根据模具行业协会最新的 2012 年鉴数据看，从收入占比看塑料模具占比最高在 45%，冲压模具占比 37%，压铸模具占比仅 8.5%。通过压铸模具行业专家调研，过去 3 年压铸模具占模具行业产值接近 10%左右，可以大致推算我国压铸模具行业过去 23 年市场总规模在 240 亿260 亿左右。图 49：中国模具行业产量情况(万套)图 50：我国各类型模具收入占比3000.02500.02000.0

60、1500.01000.0500.00.0产量同比增速120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%塑料模具冲压模具压铸模具其他9.29%8.50%45%37.14%资料来源：智研咨询，资料来源：中国模具工业年鉴 2012，压铸模具行业竞争较为分散，目前我国没有以压铸模具为主业的上市公司。根据压铸模具行业调研信息，我国压铸模具行业收入最高的企业是广州型腔，2019 年公司收入仅 2亿左右。其他规模较大的行业头部企业有大连共立、宁波合力、一汽铸造模具等企业。压铸模具基本为非标产品，难以形成规模效应，同时下游客户较为分散，是压铸行业市场规模虽然较大但竞争格局分散的主要因素。表 6：20