特斯拉专题研究报告:产品、⼯⼚、技术、⽣态展望
(报告出品⽅/作者:兴业证券,董晓彬、戴畅)
⼀、产品矩阵:优先主流市场覆盖,后续或延伸到姊妹车型和其他细分市场
特斯拉已上市产品:Roaster(跑车)、ModelS(C 级轿车)、Model3(B 级轿车)、 Model X(C 级 SUV),Model Y(B 级 SUV),发布未上市的产品包括:Cybertruck (⽪卡)、Semi(重卡)。综合考虑全球车市细分市场空间、传统整车巨头的产品矩阵拓展进程,特斯拉现有产品布局,以及特斯拉 2030 年全球 2000 万辆的销量⽬标,我们预计未来特斯拉新产品策略的优先级由主到次或为:
1)完善主流细分市场的⼤单品布局,包括推出在 A/A0 级别的轿车和 SUV ⼤单品,使公司产品在最主要的 A-B-C 级别的轿车和 SUV 均有布局;
2)在同⼀市场推出⼤单品的姊妹车型,进⼀步挖掘细分市场潜在需求;
3)布局更加⼩众的市场,例如客车等。
1.1. 全球车市结构: 轿车(A/B)、SUV(A/B)、⽪卡、重卡是最主要市场
轿车 A、B 级、SUV A、B 级,⽪卡、重卡是全球车市最主要市场。从全球车型级别销量占⽐来看,A0/A/B 级轿
车,A/B 级 SUV、⽪卡、重卡为主要市场,2020 年合计销量占⽐达 70%。从分级别全球车市市场空间来看,也主要集中于 A 级 SUV/A 级轿车/B 级 SUV/B 级轿车/重卡、⽪卡等领域。经测算,A/B 级轿车、A/B 级 SUV、⽪卡、重卡合计占全球车市市场空间的 68%(2020 年收⼊⼝径)。
1.2、传统巨头产品矩阵:全⾯布局,聚焦 A0/A/B 级轿车+A/B 级 SUV
传统汽车销量巨头丰⽥、⼤众所有车系全覆盖,销量主要由乘⽤车贡献。传统汽车企业中曾达到年销千万级别的车企仅⼤众、丰⽥。⼤众集团旗下共有 12 个⼦品牌,其中 9 个乘⽤车品牌和 3 个商⽤车品牌;丰⽥集团旗下共有 5 个⼦品牌,其中 3 个乘⽤车品牌以及 2 个商⽤车品牌。从其车型覆盖⾓度来看,⼆者均覆盖乘⽤车(轿车+SUV+MPV+交叉型)+商⽤车(客车+货车)所有车种,覆盖低端家⽤车到中⾼端及豪华品牌车型。其中销量主要由乘⽤车贡献,⼤众/丰⽥ 2020 年乘⽤车销量占⽐分别达到 93.6%/83.1%。
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⼤众、丰⽥主销细分级别均以 A0/A/B 级轿车+A/B 级 SUV 为主。乘⽤车细分级别来看,⼤众、丰⽥均以 A0/A/B 级轿车以及 A/B 级 SUV 为其最主销细分市场, 2020年⼤众细分级销量占⽐A级轿车(31%)>A级SUV(25%)>B级轿车(10%)>A0 级轿车(9%)>B 级 SUV(8%),销量合计占⽐ 83%;2020 年丰⽥细分级别分销量占⽐ A 级轿车(17%)>A 级 SUV(15%)>A0 级轿车(11%)>B 级 SUV(10%)>B 级轿车(9%),销量合计占⽐ 60%。
⼤众、丰⽥在主销级别领域均有 1-2 款全球主⼒畅销车型。⼤众、丰⽥在 A0/A/B 级轿车+A/B 级 SUV 主销细分领域内,均有 1-2 款全球主⼒车型,其中⼤众由于偏“双车战略”,在各⾃细分领域布局姊妹
车型,因此销量表现相对均衡。丰⽥在细分领域单⼀ TOP 全球车型销量尤为突出,如卡罗拉、凯美瑞、RAV4 均为细分领域重磅全球车型,单⼀车型销量占⽐极⾼。丰⽥近两年也开始在国内推⾏双车战略,预计后续单⼀细分领域 TOP 车型销量或将趋于平衡。大众polo2020款
1.2、特斯拉的产品矩阵:当前聚焦中⾼端,未来产品预计下沉
特斯拉历史产品推进:产品下探,布局主流市场
历史产品推进:从⾼端到中端,布局主流车型市场。全球⼤部分整车⼚的发展史都是从廉价产品起步,经过多年的品质、⼝碑和资本积淀,进⼊豪华车市场。特斯拉以电动、智能作为主要卖点,⾃上⽽下的从豪华车市场切⼊,进⽽推出中端车型扩⼤销量。历史上来看,公司发展与车型布局分为三个阶段:1)2009 年前后推出跑车 Roadster,在外观、性能和营销上与传统产品形成差异化优势;2) 2012/2013 年相继推出 Model S/X,产品主打⾼端 C 级轿车/SUV 市场,产品售价覆盖 7-14 万美元市场,延续 Roadster 在外观和性能上的优势,在三电技术研发、供应链管理、⽣产制造、销售交付和服务领域摸索并打造成熟体系。3)2017/2018 年底相继推出 Model 3/Model Y,产品进⼀步下探⾄ B 级轿车/SUV,售价下探⾄ 4-6 万美⾦价格区间,采⽤集中式电⼦电汽架构,开始进⼊主流细分市场。三代产品定位依次下沉为路径,逐步扩⼤⽤户体。德系车有哪些
⼆、⼯⼚布局:从美国到全球,布局全球主要车市
特斯拉当前全球⼯⼚布局包括:美国弗⾥蒙特⼯⼚(Model3/Y,ModelS/X;产能 60 万辆),美国德州⼯⼚(ModelY,Cyber;建设中),德国⼯⼚(ModelY;建设中),上海⼯⼚(Model3/ModelY;产能 45 万辆以上)。
(ModelY,Cyber;建设中),德国⼯⼚(ModelY;建设中),上海⼯⼚(Model3/ModelY;产能 45 万辆以上)。综合考虑全球车市分区域布局,汽车产业链区域布局,主流车⼚产能布局,以及特斯拉⾃⾝远期产销⽬标,我们预计特斯拉未来⼤概率进⼀步进⾏新的⼯⼚布局,海外在东南亚(泰国,越南可能性较⼤),拉美(墨西哥,巴西可能性较⼤),印度(或巴基斯坦)概率较⼤,中国市场在汽车产业集聚地(安徽、四川、⼭东与⼴东)概率较⼤。
奔奔油耗2.1. 全球车市分区域结构: 中美欧为全球前三⼤区域市场
全球汽车销量区域相对集中,2020 年全球销量 CR5/CR8 分别为 66%/74%。全球汽车销量主要集中于中国、美国、欧洲、⽇本等国家和地区,2020 年中国/美国/ ⽇本销量分别达 2531 万、1499 万、459 万辆,销量市占率分别为
33%/19%/6%,全球汽车销量区域相对集中,CR5/CR8 分别为 66%/74%。
2.2、⼤众&丰⽥:产能重点布局全球汽车主销区域市场
中国、美国、欧洲等主要汽车市场均为传统车企产能重点布局之地。从⼤众、丰⽥分国家销量占⽐来看,中国、美国均为其重要主销市场,2020 年⼤众中国/德国 /美国销量占⽐分别达到 41%/13%/7%,2020 年丰⽥⽇本、美国、中国区域销量占⽐分别达到 24%/24%/18%。从产能布局⾓
度来看,⼤众产能主要布局中国、德国、美国以及巴西,丰⽥产能主要布局在⽇本、美国、中国、东南亚等地区,产能布局与主销区域基本匹配。
2.3、特斯拉当前产能布局:聚焦中美,开拓欧洲
特斯拉上海⼯⼚年化产能已超过 45 万,欧洲⼯⼚预计 21Q4 开启交付,全球三地⼯⼚加速产能扩建。当前特斯拉上海⼯⼚产能已超过 45 万台,同时部分国产版 Model 3/Y 正出⼝⾄欧洲以及亚洲其他市场;当前德国柏林⼯⼚基本建好,设计年产能近 50 万台,预计 21Q4 有望先投产 Model Y 车型。美国弗⾥蒙特⼯⼚ Model S/X 产能已提升⾄ 10 万辆,改款 Model S/X 2021 年 1 ⽉已上线。三地⼯⼚产能加速扩建,整体产能规模将有望进⼀步提升。
新⼯⼚建设有望快速复制此前优势,⽣产流程优化提升产能爬坡速度。鉴于此前特斯拉美国 Giga1 以及国内上海⼯⼚前期积累的建设和管理经验,欧洲⼯⼚以及美国第三⼯⼚将有望直接复制此前优势,产能建设进度有望提速。同时上海⼯⼚⽣产流程相⽐美国⼯⼚已有所优化,后续新建⼯⼚预计产线⽣产节拍及效率有望持续优化。
2.4、特斯拉未来产能延伸:海外或延伸⾄印度、东南亚、拉美,中国或有第⼆⼯⼚
产能与主销区域匹配,布局全球市场需要产能延伸。参考⼤众、丰⽥等车企的全球⼯⼚布局,可以发现主销区域与产能匹配(如丰⽥在⽇本和东南亚⼯⼚较多,⼤众在欧美⼯⼚更多。特斯拉⽬前在美国、中国、德国已设⽴产能基地,未来伴随着特斯拉产品向全球更⼤范围销售,未来产能也将扩张⾄世界其他地区。综合考虑当地市场容量与成长性、政治经济与货币的稳定性、汽车⼯业基础、供应链协同能⼒、交通便利度与物流效率、劳动⼒成本与⼟地⼚房价格、税收优惠等政策⽀持等因素,我们
认为后续特斯拉海外可能向东南亚(泰国,越南可能性较⼤),拉美(墨西哥,巴西可能性较⼤),印度(或巴基斯坦),国内可能在其他汽车产业集聚区域(安徽、四川、⼭东与⼴东可能性较⼤)布局产能。
印度建⼚概率较⼤,拉美与东南亚也有可能。印度市场 B/C 级 SUV 和⾼端轿车市场份额呈扩张趋势,同时全球各⼤车企车企均在印度设⼚,这使得当地汽车⼯业基础较⾼,供应链配套效率较⾼,均构成特斯拉进驻的有利因素。同时,我们观察到特斯拉 2021 年 1 ⽉在印度注册了⼀家本⼟公司,2021 年 2 ⽉印度卡纳塔克邦⾸席部长 B·S·耶德尤拉帕表⽰特斯拉计划将在当地设⽴⼯⼚。此外,在税收优惠等因素的影响下,东南亚(泰国,越南可能性较⼤),拉美(墨西哥,巴西可能性较⼤)也有可能引进特斯拉⼯⼚。
三、⽣产⼯艺:简化产品结构,优化⽣产流程
特斯拉当前⽣产⼯艺改进:收购诸多⾃动化设备公司,简化产品⽣产流程⼯艺,从产品设计端开始做减法,提升产品及⽣产流程标准化;⼀体化压铸新技术运⽤,缩短⽣产时间,提速⽣产节拍。同时双层⽣产车间空间布局,提升单位⾯积产出能⼒。结合特斯拉最新动向以及⾏业技术发展⽅向,我们预计特斯拉后续⼤概率会推出底盘⼀体化与车⾝⼀体化铸造趋势,⼀体化铸造趋势将进⼀步延伸。
3.1、传统汽车⽣产⼯艺:冲焊涂总,有序进⾏
传统汽车研发包括策划、设计、试验三个阶段,⽣产包括试制和量产两个阶段。研发:1)策划阶段包括调查市场需求和技术发展,明确车型,设定新产品的档次、配置,预测成本、售价和利润。2)设计阶段指确⽴总体布置,绘制造型图纸,制作油泥模型,并分别设计发动机、⽩车⾝、底盘、内外饰和电器。3)试验阶段负责验证汽车性能与可靠性,按形式可分为风洞试验、试验场测试、道路测试、碰撞试验等。⽣产:在⼩批量⽣产 3 个⽉产品⽆重⼤问题下,可正式启动量产,两者按⼯艺均可分为:冲压、焊装、涂装和总装。
⽣产阶段⼯艺包括冲压、焊装、涂装和总装。冲压环节⾃动化程度⾼,降序、⼀模多件可提升效率。冲压⼯艺包括将钢板⽤开卷线展开,⽤油清洗并切割成合适⼤⼩后,再⽤冲压机将其压成各式板件。传统车企在冲压线上多采⽤ 4-6 序⼯艺,即由 4-6 台冲压机压铸,⼯序越少难度越⼤。通⽤汽车武汉
⼯⼚采⽤ 4 序⼯艺,并使⽤⼀模多件⼯艺,使每分钟冲压件数从 15.8 件提升⾄ 31.6 件。冲压环节⾃动化率⾼且在不断提升,理想、蔚来均使⽤ abb 机器⼈,⾃动化率达到 100%。理想将传统的断续压机步骤改为连续压机,在降低能耗的同时,将⽣产节拍提升为 12spm。
焊装环节⾃动化程度较⾼,点焊机器⼈提升柔性化⽣产效率。焊装指将侧围分总成线、底板分总成线、由⼩件焊接⽽成的车体钣⾦合件及顶盖,焊接合装,从⽽组成⽩车⾝。在汽车制造中应⽤最⼴的是点焊,每辆汽车上,有 3000~4000个电阻点焊焊点。点焊中⽬前最常⽤的设备有:1)悬挂式点焊机,定位焊⼯位,不宜⾃动化;2)多点焊专机,⽣产效率⾼但柔性差,未来会被机器⼈取代;3)点焊机器⼈:⾃动化⾼,多⽤于补焊、合焊,提升柔性化并提⾼效率。近年来如丰⽥南沙⼯⼚、吉利⼯⼚、蔚来合肥⼯⼚等国内投建的新⼯⼚基本采⽤全⾃动化焊装,即底板、侧围、前后围等板块先由预装机器⼈采⽤搭扣连接,再⽤夹具精准夹紧定位,最后由焊机器⼈多次焊接。蔚来合肥⼯⼚焊装车间整体⾃动化率 97.5%,车⾝⽣产节拍为 20JPH,可扩展为 25JPH。
体⾃动化率 97.5%,车⾝⽣产节拍为 20JPH,可扩展为 25JPH。
传统车企总装车间⾃动化程度相对偏低,视觉技术和协作机器⼈有望提升总装⾃动化率。总装指将车⾝、发动机、变速器、仪表盘、车灯、座椅等各零件安装组合。⽬前总装车间主要包括四⼤模块:前围装配模块、仪表板装配模块、车灯装配模块、底盘装配模块。传统汽车零件点数在 1000 点以上(
零件+总成件),装配节拍约为 30-70JPH。因作业内容多样,装配柔性程度⾼,装配位置流动性⼤等原因,传统车企总装车间多⽤⼈⼯装配,⾃动化率在 8%-15%之间。⽬前视觉技术的发展赋予机器⼈更多柔性,协作机器⼈的崛起亦可在重物搬运、精细作业等环节代替⼈⼯。如相⽐⼈⼯,协作机器⼈在拧紧装配系统时扭矩精准且效率更⾼,在装配双销轴时更精确。
3.2、特斯拉改进⽣产⼯艺:提⾼⾃动化⽔平,优化⽣产⼯艺
提升产线⾃动化程度,收购诸多⾃动化设备公司。为提升效率以及缩短产能爬坡时间,⾃ 2015 年起,特斯拉陆续收购多家⾃动化设备公司。2015 年收购⽣产冲压模具系统的 Riviera Tool,使公司能以成本效益的⽅式⽣产新的冲压和塑料零件,并为新的⾦属成形技术开发提供⽀持。2016 年收购德国公司 Grohmann Engineering,获取其组装线、激光和压焊等⾃动化⽣产系统,提⾼整车产量并削减成本,同时在⾃动化部门中增加了约 700 名员⼯。2017 年底收购Perbix,使特斯拉能⽣产更多⾃动化设备⽤于汽车产线。
二手北京现代伊兰特
同年收购汽车设备制造商 Compass Automation,提升⾃动化装配和检查技术;后者总裁在加⼊特斯拉后负责研发新型⾃动化机器⼈,并帮助设计柏林超级⼯⼚等新⼯⼚。特斯拉于 2019 年收购加拿⼤电池制造公司 Hibar Systems,其⾼精密计量泵、⾃动化电池制造设备、锂离⼦电池装配使⽣产碱性电池⽣产流⽔线的速度达到 1000PPM。2020 年特斯拉收购德国公司 ATW Automation,其汽车电池模块与电池包组装技术将加快特斯拉电池⽣产⾃动化。
上海牌汽车
前期设备调试经验不⾜,⾼度⾃动化曾拖累美国 Model 3 产能爬坡进程。⽬前主流汽车⾏业新⼯⼚在冲焊涂阶段⾃动化率为 80%-90%,但总装阶段⾃动化率为8-15%,特斯拉尝试⽤⼤量机械臂代替⼈⼯完成组装,使其⾃动化占到50%。前期由于设备调试经验不⾜,机器⼈效率低下,产线过度⾃动化使得产能投放受限, 2017 年 7 ⽉ Model 3 的发布为特斯拉带来了 50 万辆的订单,马斯克期望 Model 3 的产能在 2018 年前达到每⽉ 2 万辆,但 17Q4 Model 3 仅仅交付了 1542 辆,18Q1 只交付 8182 辆。
3.3、特斯拉⽣产⼯艺未来进化:底盘⼀体化与车⾝⼀体化
推出⼀体式底盘电池包,电池与底盘⼀体化,减少体积,提升安全性。2021 年 10 ⽉,在柏林⼯⼚开放⽇中,特斯拉⾸次展⽰了即将在柏林⼯⼚投产的全新 Model Y 搭载的⼀体式底盘电池包,全新电池包内不再有电池模组,⽽是直接铺满4680 电芯,使电池包内的中间件⼤幅减少,显著提⾼电池包的体积利⽤率。⼀体式电池包在两侧留出空间较多,主要是为极端情况下侧向碰撞留出空间挤压的余量,从⽽提升电池碰撞安全性。全新⼀体式电池包成为底盘结构件之后,与前后车⾝长城哈弗派