2022年是铝合金一体化压铸产业的元年，随着新能源车轻量化的加速推进，另一个更轻、力学性能更强的金属材料受到高度关注，它就是镁合金压铸件。
相较已经很轻的铝合金，镁合金结构件的密度更低，同等重量下，可以在铝合金的基础上再减重30%。目前，三祥新材为宁德时代定制的镁合金电池包端板已经开始量产，并计划拓展至整个电池包托盘。比亚迪董事长王传福2016年曾表示，“镁资源在电动汽车时代尤为突出。” 电动汽车要增加续驶里程、减少电池、降低成本，必须轻量化，而镁具有塑料的比重、金属的强度，提上日程是必然趋势。[1]上游——原镁冶炼商，上游原镁格局较中游镁合金行业分散，2021年全国原镁产能为156.7万吨，前十家产能占全部的26%，代表企业有云海金属，目前拥有年产10万吨原镁产能。中游——为镁合金制造厂商。代表企业有万丰奥威、云海金属、三祥新材。下游——镁合金通过压铸等深加工工艺制备的零部件，65-70%应用于汽车行业，20%应用于3C产品，航空航天等其他消费领域占比10-15%，目前镁合金的需求驱动主要来自汽车行业。1）行业近期的增长变化有什么异同点，是怎样的经营逻辑？2）从关键经营数据看，什么样的业务布局，才能在中长期具备竞争优势？我们先对三家收入体量做个了解：2022年三季报收入总额：万丰奥威（116.76亿元）＞云海金属（71.08亿元）＞三祥新材（7.32亿元）一、三祥新材（福建省，宁德市）——以氧化锆为主营业务，电熔氧化锆占比75%。与宁德时代、万顺集团等企业合作的宁德文达镁铝项目（三祥股权占比35%、宁德时代 25%），主营铝镁合金电池包，一期已建成投产，但预计目前主要以前期投入为主，生产规模较小。2022年前三季度，文达镁铝的投资收益亏损670 万元。二、云海金属（江苏省，南京市）——以镁铝合金产品为主营业务，铝合金产品占比51%，镁合金产品占比37%。
三、万丰奥威（浙江省，绍兴市）——以汽车铝合金轮毂起家，2016年收购北美镁合金龙头企业镁瑞丁，铝合金车轮和镁合金压铸产品成为其前两大业务。
2020年收购奥地利钻石飞机工业有限公司，正式进入通航飞机领域。镁瑞丁是全球镁合金压铸件供应商龙头，在北美市场占有率达到65%。客户包括保时捷、特斯拉、奥迪、奔驰、宝马、沃尔沃等；国内镁合金客户主要是蔚来，为其ES8供应镁合金座椅。
（二）
接下来，我们将近期季度的收入和利润增长情况放在一起，来感知增长趋势：金属的净利润与镁金属价格相关性较高，2020年初，利润下滑，是因为镁价格下降；2022年因为环保限产+需求回暖，镁价呈上行态势。2021 年 4 月 28 日长江有色镁价突破 1.8 万元/吨，2021Q1，长江有色镁均价环比上涨 9.7%至 1.6 万元/吨，而 2021 年 4 月长江有色镁月均价环比增 3.3%至 1.7 万元/吨。一、云海金属——2022 年三季报，前三季度实现营收 71.08 亿元，同比增长25.76%，归母净利润 5.79 亿元，同比增长 119.60%，扣非归母净利润 5.55 亿元，同比增长 150.17%。Q3实现营收/归母净利润 21.43/0.76 亿元，同比分别+4.36%/-37.09%，环比下降 12.99%/61.81%。三季度利润环比下滑，主要由于镁、铝价下跌拖累公司业绩，三季度铝锭/镁锭价格环比下跌 10.96%/23.70%。二、三祥新材——2022 年三季报，前三季度实现营收 7.32 亿元，同比增长18.19%，归母净利润 1.27 亿元，同比增长83.14%。Q3 营收2.70 亿元，同比增长46.1%，归母净利润0.45亿元，同比增长100.4%、环比下滑12.6%。Q3业绩同比依然高增，主要得益于锆系产品单价上升及海绵锆产品销量提升。但环比有所下降，主要是Q3下游需求回落，主要锆系产品价格均出现不同幅度回调，其中锆英砂价格自高点 2.03 万元/吨降至目前的 1.58 万元/吨。氧化锆价格也由高点 7.85 万元/吨下调至 6.15 万元/吨。与宁德时代、万顺集团等企业合作的宁德文达镁铝项目一期已建成投产，但处于亏损状态。前三季度公司对联营企业和合营企业的投资亏损已扩大至670 万元，单季度投资亏损为 353 万元，较上半年明显增加，预计23 年贡献业绩。宁德文达现阶段批量供货产品主要是电池端板等，预计后续将在电池包托盘等结构件及电动船舶等方向进行产品拓展。三、万丰奥威——2022年前三季度实现营业收入116.8 亿元，同比+37.1%，实现归母净利润 5.9 亿元，同比+152.1%。Q3单季度实现营业收入 44.5 亿元，同比+49.8%，环比+19.3%。业绩高速增长主要得益于汽车轻量化业务。前三季度汽车铝合金车轮业务同比增长 44.75%，镁合金业务同比增长 67.44%，汽配轻量化业务盈利水平大幅回升。轻量化大趋势下，镁合金的使用也在加速，中高端新能源车型陆续增加镁合金单车用量。万丰奥威和三祥新材净现比较高，云海金属下游应收占比高，导致销售收入增长期净现比较低。
图：净现比单位：倍
云海金属2021年扩产幅度较大，一方面是铝合金压铸业务，另一个则是巢湖云海精密年产1000万只方向盘骨架项目。其被宝钢收购后，重点发力汽车镁合金压铸业务，扩产方向盘骨架、镁合金中大型汽车零部件。对比完增长情况，我们再来看利润率、费用率的变动情况。三祥新材毛利率持续提升，主要是高毛利锆系列制品营收占比逐步提升，海绵锆取代铸改新材料成为新的利润增长点。收购辽宁华锆之前，其主要产品为电熔氧化锆和铸造改性材料，电熔氧化锆营收占比60%以上，铸改新材料营收占比 20%以上。2019 年，辽宁华锆并表之后，海绵锆的营收占比超过铸改新材料，成为第二大业务板块。从毛利率的角度看，锆系列制品的毛利率也高于铸改新材料，2020 年，锆系列制品毛利率为 28.65%，铸改新材料毛利率为17.18%。云海金属毛利率受镁/铝价格影响较大。2021 年受下游需求的快速增长，特别新能源汽车轻量化需求的快速提升，以及环保政策加深限制了镁铝合金的产能供应，导致镁铝合金供需强烈错配，价格快速上涨。其中镁合金价格涨幅远超铝合金，一方面是因为镁合金受环保管制更加严格，另一方面是镁合金下游行业中汽车的需求占比更高，占到了65%-70%，导致镁合金供需失衡。
三、期间费用率
三祥新材的管理费用出现明显增长，主要是多个新业务扩张导致工资薪酬、折旧费用增加。
四、净利率方面
三祥新材净利润率提升，主要是原主业海绵锆及氧化锆毛利率提升所致，镁合金铸造项目仍未带来利润。而万丰奥威利润修复，主要是因原材料价格下降。因此，对于镁合金压铸件未来主要看汽车销量及单车用量量，我们采用公式：
市场规模=汽车销量*单车用镁合金量*单价
一、汽车销量
2021年，全球汽车销量整体同比增长4.5%，欧洲同比下滑1.5%，美国同比增长3.2%。我国汽车销量2624.82万辆，同比增长3.8%，。乘用车属于可选消费品，其长期增长驱动力为人均 GDP、人均公路里程正相关系（之前我们在汽车零部件产业链报告中测算过，详见优塾产业链报告库，扫描文末二维码可订阅）。我们假设2021年全球汽车销量增速约1.8%，国内维持3%的增长。汽车金属材料中，用于汽车轻量化的新材料包括高强钢、镁合金、铝合金。高强度钢占绝大多数，单车用量达到500KG以上，其次是铝合金，单车用量150-190KG，而镁合金用量较少。在北美市场，平均每辆车镁合金的使用量在15Kg 左右，在国内平均每辆车使用量在3Kg，不到单车铝合金用量的1/10。
实现汽车轻量化目前主要有两个途径，一是用密度更低的新材料替代钢材等；二是采用一体式压铸工艺制造车身及其他零部件，以减少零部件数量，优化车身结构。
镁合金是目前商用的较轻的金属结构材料。镁合金可以在车身、动力总成、底盘、内饰等部件实现材料替换，被镁合金替代后的汽车部件减重比例达到25%至75%。铝合金（ADC12）的密度约2.7g/cm3，常用的镁合金（AZ91D）的密度约1.8g/cm3，铝合金和镁合金的密度比为1.5，即相同体积产品，铝合金耗用的重量为镁合金耗用重量的1.5倍。以汽车轮毂为例，使用镁合金材料比使用钢材可使重量减轻 60%~70%，减重效果优于铝合金。此外镁合金还具备吸震性能强，能够为降低胎噪。
1930年，德国大众首次将镁合金压铸件用在“甲壳虫”汽车的发动机上，实现轻量化的目的。
1970年，由于国际性能源危机，汽车工业将投资的焦点转向了轻质的镁合金、铝合金材料以减轻汽车重量、节省能源。但到80年代，镁合金在汽车上的用量因为福斯公司停止镁合金在金龟车上的应用而开始回落，20世纪80年代，世界汽车制造镁合金压铸行业开始衰弱。镁冶炼行业是一个高能耗的能源密集型行业。生产镁的过程中会产生大量三废，其单位金属的温室气体排放量是钢铁行业的 5 倍。世界汽车镁合金压铸企业相继将镁合金压铸生产资源转移至巴西、墨西哥、中国等发展中国家。答案：镁合金的缺点同样明显，主要在于价格不稳定、成形困难、耐蚀性能低三方面：铝合金能在空气中形成致密的氧化膜组织进一步腐蚀，镁合金暴露在空气环境中，会发生氧化造成锈蚀。镁合金生成的氧化膜呈不连续的鳞片状，无法隔绝空气与镁合金机体的进一步接触，所以镁合金的氧化会继续朝金属机体内部深处不断扩大。2）同等体积的镁合金材料做成的车架耐久性能比铝合金差。随着驾驶的次数愈多，应力发生的次数也愈高，强度会显著降低，所以镁合金轮毂一般只用在寿命周期短的赛车上，或对更换成本不敏感的豪华车型中。除了高性能跑车和高端汽车做镁合金轮毂外，目前很少有车企将镁合金作为外置部件。
3）制备成本更高，且价格不稳定。
镁的售价在熔炼镁合金时，需要用专门的熔剂覆盖在金属液面上以防止发生氧化反应增加了额外成本。铝合金和镁合金的密度比为1.5，即相同体积产品，铝合金耗用的重量为镁合金耗用重量的1.5倍，因此当镁合金价格与铝合金价格比等于1.5时，不考虑加工成本，生产相同产品所耗用的原材料成本一致。
那么，面对这些缺陷，行业中，是如何应用这种轻量化材料的？
由于镁合金是轻量化金属之首，当前的解决方案主要有：由于镁合金耐腐蚀性较差，短期内单车用量提升主要用于汽车内部非承载构造。主要可分为两类。
