北美轻量化产业链深度报告：轻量化加速出海，车身铝铸件大型化带来新机遇

轻量化加速配套零部件厂商出海布局：美国通胀削减法案（IRA，2022年）提振北美新能源汽车需求（2023年美国新能源汽车销量同比增速52.9%，渗透率同比+2.4pcts至9.0%）、叠加北美部分条款对零部件组装和生产的限制要求，国内零部件企业呈现加速出海布局的趋势。我们测算已在墨西哥投建或计划投建工厂的国内零部件供应商数量高达26个；其中，约40%+（11个）与轻量化相关。 从行业趋势来看，车身铝代钢确定性强，铝压铸工艺应用最广有望受益、叠加全球大型高真空压铸加速趋势明显，我们认为大型高真空压铸核心壁垒在于工艺+模具，掌握相关工艺及具备模具设计能力的零部件供应商或具备长期竞争力。 车身铝铸件呈大型化趋势，大型高真空压铸工艺有望受益：我们判断，车身结构件应用于高/超高真空高压铸造的工艺趋势明确：1）新能源汽车不再需要复杂的传动和排气系统，车身底板结构简单，为转型至大型高真空压铸件的应用提供有利条件；2）与普通压铸相比，高真空高压压铸的优点在于：能够制造壁厚较薄的零部件、零部件不易出现孔隙、以及较好的延展性和耐撞性，性能更佳。 工艺壁垒四要素：工艺>模具≥材料>设备：大型高真空压铸工艺壁垒在于：1）设备：大型高真空压铸机的尺寸更大，对锁模力要求高；2）材料：所采用的免热处理铝合金要在满足性能要求的同时，保证与结构设计相配合；3）模具：模具尺寸加大+密封性要求更高+开发周期长；4）工艺：工艺参数控制严格，不同填充状态下的温度控制策略与压力变化+对模具温度趋势的实时监控是工艺核心关键。我们认为，四要素重要性排序为工艺>模具≥材料>设备。 长期或以主机厂为主+头部压铸厂商共存：我们预计2025年全球大型高真空压铸或步入“1-10”高速发展阶段，后地板+前机舱的市场空间有望超100亿元。 长期看，大型高真空压铸件的良率提升仍需经验积累、车型迭代加快仍需模具设备不断更新，看好掌握相关工艺及具备自主模具设计能力的相关标的。 投资建议：已在墨西哥布局或计划布局、掌握压铸工艺及具备自主模具设计能力的国内零部件标的，有望实现业务拓宽。1）爱柯迪（600933.SH）：主打中小件“隐形冠军”产品，精益管理+全球化布局赋能公司长期发展，首次覆盖给予“买入”评级；2）旭升集团（603305.SH）：新能源业务伴随特斯拉成长，三大主流铝合金成型工艺+户储业务或带动公司业绩高速增长，首次覆盖给予“买入”评级；3）嵘泰股份（605133.SH）：作为国内汽车转向铝铸件细分市场龙头，深耕铝合金精密压铸数十年+出海布局早，首次覆盖给予“买入”评级。 风险分析：全球贸易摩擦与宏观政策存在不确定性、美国新能源车渗透率不及预期、零部件公司墨西哥建厂进度不及预期、一体压铸全球市场规模增长不及预期。 投资聚焦 美国通胀削减法案（IRA）将提振北美新能源汽车需求、叠加北美部分条款对零部件组装和生产的限制要求，国内零部件企业呈现加速出海布局的趋势。 我们预计2025年全球大型高真空压铸步入“1-10”高速发展阶段，后地板+前机舱的市场空间有望超100亿元，我们认为大型高真空压铸核心壁垒在于工艺+模具，掌握相关工艺及具备模具设计能力的零部件企业或具备长期竞争力。 我们区别于市场的观点 国内零部件企业呈现加速出海布局的趋势，市场基于潜在贸易摩擦导致的限制进口风险、以及国内零部件企业在墨西哥工厂的业绩兑现性存在担忧。我们认为在墨西哥已布局或计划布局工厂的国内零部件供应商，1）大部分以轻量化为主（26个零部件公司中约40%+与轻量化相关），并不涉及智能汽车的数据安全因素；2）产能利用率/良率抬升+规模效应仍有望带动海外工厂业绩改善。 随着越来越多主机厂参与大型高真空压铸的研发制造，市场对压铸厂商的未来发展存在担忧。我们认为，高真空压铸作为轻量化最具前景的工艺，其四大要素的重要性排序分别为：工艺>模具≥材料>设备。预计长期或存在以主机厂为主+头部压铸厂商共存的格局，看好具备较强工艺+模具设计的压铸厂商。 股价上涨的催化因素 1）美国新能源车渗透率超预期；搭载大型压铸件车型增加。 2）北美车型压铸件订单释放；工艺突破；公司其他业务步入放量阶段。 投资观点 看好已布局或计划布局墨西哥工厂的国内零部件标的（尤其轻量化相关）、以及大型高真空压铸发展前景，推荐爱柯迪、旭升集团、以及嵘泰股份。 1）爱柯迪：铝合金精密压铸中小件“隐形冠军”，精益管理+全球化布局赋能公司长期发展。首次覆盖给予“买入”评级。 2）旭升集团：深度绑定特斯拉，具备“压铸、锻造、挤压”三大主流铝合金成型工艺，挤压及户储业务或催动公司新增长。首次覆盖给予“买入”评级。 3）嵘泰股份：国内汽车转向铝铸件细分市场龙头，深耕铝合金精密压铸数十年，出海布局早，当前正积极转型新能源业务。首次覆盖给予“买入”评级。 1、轻量化加速配套零部件厂商出海布局 2020/7/1全新的北美自贸协定USMCA正式生效。汽车方面，已对减免关税、钢铝原材料所属地、以及零部件工人时薪等提出要求；明确自2023/7/1起，满足75%以上零部件在美、加、墨三国生产的乘用车/轻卡可享受免关税。 2022年美国通胀削减法案（IRA）出台，要求获得IRA补贴的车辆最终组装必须在北美地区进行、且满足电池关键矿物组分及电池组件要求的车辆才能获得补贴。我们预计IRA法案出台有望提振北美新能源车需求，看好在墨西哥已布局或计划布局的国内零部件标的业务拓宽前景。 我们梳理了已布局或计划在墨西哥布局建厂的26家中国零部件公司；其中，有11家与轻量化相关，预计轻量化零部件公司在美或将受益。 表1：美国通胀削减法案IRA梳理 表2：计划/已在墨西哥建厂布局的中国零部件公司 2、车身结构铝代钢，铝压铸工艺有望受益 在汽车节能减排需求下，新能源汽车轻量化已成为必然趋势。由于铝合金具有密度小强度高的特点，在轻量化要求下车身结构呈现铝代钢的趋势，新能源单车用铝量也在逐年抬升。 车身铝部件三大基础工艺分别是铸造、冲压、挤压：1）铸造：将熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固后获得零部件，可产生复杂形状的大型件；2）冲压：靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离从而获得零部件，多用于薄板件；3）挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的零部件，多用于制造长杆、深孔、薄壁、异型断面零部件。从应用范围来看，铸造应用零件更多，单车价值量更高，或更受益于车身结构铝代钢趋势。 图1：铝合金在车身上的应用 表3：车用铝合金三大制造工艺 铸造工艺主要分为重力铸造和压力铸造；其中，压力铸造又可根据充型的压力大小，分为高压和低压铸造。高压铸件是铸造最主要的工艺，其强度/硬度高+表面光滑，更适合生产薄壁件，可应用在车门、前后梁等汽车零部件（vs.重力+低压铸造或主要应用于发动机相关的轻量化零部件）。 表4：铸造工艺对比 高压压铸又可工艺升级至高真空压铸，可消除或减少产品内部气孔，提高铸件机械性能和表面质量（vs.普通高压压铸的模具较为复杂，型腔内气体难以排出铸件，从而导致零件塑性低）。 我们判断，1）新能源汽车不再需要复杂的传动和排气系统，车身底板结构简单化为大件高真空压铸的应用提供有利条件。2）高真空高压压铸具有三个优点：能够制造壁厚较薄的零部件、零部件不易出现气泡（可进行热处理）、较好的延展性和耐撞性；预计车身结构件应用高/超高真空高压铸造工艺趋势明确。 3、铝铸件大型化趋势明确 当前特斯拉或已在大型高真空压铸（一体压铸）取得重大突破，即所有车底复杂零件压铸成一个整体，成本或有望降低50%。我们判断，车企/压铸厂商推进大型高真空压铸一体化程度进度或快于预期，1）新势力与传统主机厂或陆续推出更多搭载大型高真空压铸结构件的新车型、一体化程度也有望逐步加深（或从后底板延伸至前机舱+中底板）；2）特斯拉全新平台有望搭载最新一体压铸工艺（或于2025E投产），产业链存催化剂。 图2：特斯拉一体压铸+结构电池组技术创新 图3：高真空压铸与普通压铸力学性能对比 3.1、大型高真空压铸特点 特点一：重资产/低成本 大型高真空压铸属于重资产产业；压铸过程所需装备主要包括压铸岛、压铸机、模具三大部分。我们判断，1）压铸机和模具属于相对定制化产品，需要规模效应消化前期的研发、设备和模具成本（预计一条压铸机产线投资需至少1亿元）。2）大型高真空压铸的应用可减少车身焊点数量（前机舱和后底板应用一体压铸的Model Y可减少焊点超过1,600个）、生产环节减少+所需员工数量减少，或进一步驱动生产成本下降。 图4：特斯拉柏林工厂铸造车间布局 特点二：效率高 大型高真空压铸可通过工艺端升级，实现高效生产：1）零件制造工艺端：由于采用免热处理材料省去热处理工序，零部件生产时间可大幅减少；2）车身装配工艺端：从原材料熔炼后压铸成型可直接得到车身结构件（vs.传统车身冲压焊接工艺需先通过冲压得到车身结构件组件，再通过焊接得到结构件），工艺升级可省去中间大量的焊接环节，从而带动生产效率大幅提高。 图5：一体压铸与传统冲压焊接工艺生产时间对比 图6：零件一体压铸与传统压铸工艺流程对比 特点三：性能优 大型高真空压铸具备：1）精度高：车身匹配的尺寸链可缩短至两至三环，减少误差累积；2）防撞性能好：特斯拉的后底板和前机舱一体总成中将溃缩吸能区（减缓碰撞带来的冲击）与车身横梁结构相连，可减少零件连接点（碰撞中最易发生破坏的区域），从而最大限度发挥材料性能，提高零件整体防撞性能。 图7：汽车车身尺寸链 图8：特斯拉前后一体压铸总成构成 3.2、大型高真空压铸壁垒 壁垒一：超大型压铸机 大型高真空压铸机的尺寸更大，对压铸机的锁模力、压射力、模板尺寸等均提出更高要求。 我们判断，1）压铸机的难点主要在锁模力。2）当前国内压铸机市场呈寡头垄断格局（2020年力劲市占率近50%）；此外，规模量产6,000吨以上的大型压铸机制造商屈指可数，目前仅有瑞士布勒、中国力劲、以及海天具备规模量产6,000吨以上的大型压铸机。 图9：各车身部件压铸吨位的要求 图10：2020年中国存量冷室压铸机市场份额 壁垒二：免热处理材料 压铸铝合金的成分决定了铸件的力学性能。传统压铸工艺需要经过热处理提高零部件的使用性能，从而达到设计要求；但同时由于热处理过程产生残余应力，可能导致压铸件经热处理后存在一定程度形变。 大型车身结构件对精度要求高，免热处理铝合金可省去热处理工序；同时，由于零部件由压铸一次成型，免热处理铝合金需在强度等各方面性能均达设计要求；当前难点在于免热处理铝合金要在满足流动性、韧性、强度、延伸率等性能要求的同时，还需保证与结构设计相配合（需与下游零件结构设计同步开发）。 图11：热处理对铝合金性能的影响 表5：C611免热处理合金性能对比 壁垒三：压铸模具 模具是压铸生产中重要的工艺装备，对生产能否顺利进行、以及铸件质量的优劣起着极为重要作用。 大型高真空压铸（一体压铸）给模具带来的挑战：1）模具尺寸更大导致加工难度提升；2）超真空压铸环境对模具密封性的要求更高；3）开发周期长（超大型压铸模具的开发周期约150-180天）；4）成本高（超大型压铸模具的成本或在千万元以上）；5）模具定制化程度高，设计方案复用水平低；6）对模具材料性能要求（压射速度提升模具承受压力增大/回火性能、韧性、热膨胀系数、表面处理等要求）更高。 图12：压铸模具结构 壁垒四：压铸工艺 大型高真空压铸（一体压铸）涵盖整车左右侧的后轮罩内板、后纵梁、地板连接板、梁内加强板等零部件，型面/截面的变化、以及料厚的变化都更加剧烈，对工艺参数的控制要求更为严格。 工艺过程的难点包括：1）来料清洁度及化学成分检测；2）熔炼过程中铝液除气除渣、材料密度指数及含氢量检测；3）压铸过程中的零件模流分析、模具浇道设计、真空度、模温控制、冷却速度和锁模力；4）机加工过程中的装夹方案