| 从“造车狂魔”特斯拉的扩产传闻说起
早在2020年9月马斯克就在推特上透露,在2030年以前,特斯拉纯电动汽车的年产量将“很可能”达到2000万辆,是2019年产36.5万辆汽车的大约50倍。如果以单个工厂产能为60万辆来计算,特斯拉要到2030年达到年产2000万辆,意味着特斯拉需要在未来10年内新建近30个满负荷运作的工厂。
2022年五一期间,路透社放出独家消息:特斯拉中国确认了在上海建设第二工厂的计划,该工厂准备增加45万辆汽车的年产能,包括Model 3和Model Y,成为“世界上最大的汽车出口枢纽"。
5月10日,特斯拉CEO埃隆·马斯克在英国《金融时报》举办的汽车峰会上表示,特斯拉将对上海超级工厂扩产,近期内没有在中国新增第二座工厂的计划,“我们现在专注柏林和得州(工厂),提高产能。”
从马斯克的表态来看,短期内,特斯拉将不会在中国其他城市建造新工厂,将会以扩大上海超级工厂规模的形式来实现扩产。
但就算仅仅是扩产也不容小觑,按照传闻的扩产45万辆来算,二期工厂投产后,预计上海超级工厂的产能将提升至100万辆以上,将成为世界上产量最高的汽车工厂之一。相对应的,比亚迪目前产能最高的工厂为西安高新区工厂,年产能60万辆;大众安徽MEB纯电平台工厂的产能甚至仅为35万辆。
那么“生产狂魔”特斯拉是凭借什么来制定如此宏伟的生产目标,而这些目标的达成又会对产业链产生什么深远影响呢?
| 特斯拉生产制造革命:4680 CTC +一体化压铸
2012年6月,全球第一辆Model S下线。那时,特斯拉加州弗里蒙特工厂每周只能生产60辆汽车。2012全年,特斯拉交付了2650辆汽车。2021年,特斯拉交付量飙升至936172辆。短短9年,特斯拉成功解决了电动车的量产问题,交付量提升了数百倍。
特斯拉历年交付量(万辆)
数据来源:特斯拉,芯八哥整理
在不到十年时间量产近百万辆汽车,“生产狂魔”特斯拉正在掀起新一轮生产制造革命。
回顾汽车百年工业史,从20世纪10年代福特流水线生产,到50年代丰田“ 多品种,小批量” 的精益生产,再到80年代大众的平台化、模块化生产, 这一次的智能电动汽车时代,特斯拉带来了4680 CTC 和一体化压铸两项重要技术创新,正在引领汽车产业新一轮的生产制造革命。
汽车生产效率的提升路径
资料来源:特斯拉官网,大众汽车官网,汽车之家,搜狐汽车,华昊企管,国海证券
特斯拉4680 CTC方案( CTV),将电池包集成到车体,并直接与座椅连接,大幅减少零部件数量,提高总装生产效率。
特斯拉4680CTC技术方案
资料来源:特斯拉官网
Model S/X上市时,电池包搭载18650电芯,共14/16个模组;Model 3上市时,电池包搭载2170电芯,共4个模组,引领了行业的大模组CTP方案;目前,搭载4680电芯的CTC方案的Model Y开启交付。过往十年,特斯拉无论在电芯还是pack上都在持续引领行业的发展。
特斯拉动力电池系统与电芯技术共同进化
资料来源:特斯拉, electrek,第一电动网,国海证券
特斯拉的CTC方案,能够使车辆续航里程增加14%,单位成本下降7%,单位投资下降8%。
除了4680 CTC方案,特斯拉还是汽车大型部件一体化压铸的创始者。
特斯拉在其四大汽车工厂均部署了6000吨级大型压铸机-GigaPress。目前,上海工厂已装配5个大型压铸机,用于Model Y后地板的生产。德州工厂3月刚刚开启量产,在Model Y后地板的基础上,增加了前地板( 前纵梁)的一体化压铸。
根据特斯拉公告显示,2020年特斯拉公布Model Y一体化压铸后地板方案,可将零件个数由70个减少至1~2个;2022年Q1财报公布德州奥斯汀工厂生产的一体化压铸车身方案,可将前&后地板零部件数量从171个减少至2个,焊接点数量减少超1600个。
特斯拉一体化压铸后地板(左) VS 德州奥斯汀工厂一体化压铸后地板&前地板(右)
资料来源:特斯拉
特斯拉目前拥有四大整车超级工厂,这帮助其在2021年实现了创纪录的约94万辆交付量,同比增长 87%。2021年第四季度的年化汽车产能超过122万辆。
资料来源:特斯拉2022Q1财报,芯八哥整理
马斯克所说的2030年前特斯拉纯电动汽车的年产量达到2000万辆这目标不可谓不远大,然而更令人震惊的是,目前实际的交付数据比预估数据还要强劲。
数据来源:芯八哥整理
| 特斯拉撬动千亿美元汽车市场空间
智能电动汽车时代,汽车新四化(罗兰贝格称之为“M.A.D.E”,即M-Mobility移动出行,A-Autonomous driving自动驾驶,D-Digitalization数字化,E-Electrification电气化)将带来整车电子电气相关价值的大幅提升。罗兰贝格预测,汽车电子电气相关的BOM(物料清单)价值(不含电池与电机),将从2019年的~3,145美元(豪华品牌 L1级别ADAS汽油车)提升至2025年的~7,030美元(豪华品牌L3级别自动驾驶纯电车),翻倍增长。
汽车电子器件占BOM成本比例也将从16%提升至35%。增量中925美元属于自动驾驶,主要器件为传感器;增量中725美元属于数字化,主要器件为汽车电子架构;增量中2235美元属于电气化,主要器件电驱、车载充电器、转换器和动力系统逆变器。
2025年汽车电子电气相关的BOM单车价值为7030美元,结合马斯克提出的特斯拉2030年前实现2000万辆年产能,在未来十年,特斯拉的生产制造革命有望创造一个每年高达1406亿美元的汽车电子市场。
特斯拉国产化带来了整车成本的显著降低,这为国内产业链持续受益特斯拉生产制造革命提供了重要依据。
数据来源:网络公开资料,芯八哥整理
国产 Model 3 100% 国产化率下的BOM成本各部分占比
数据来源:网络公开资料,芯八哥整理
以100%国产化率来看,汽车电子部分价值4400美元,结合2000万辆特斯拉汽车,这也将是一个880亿美元的巨大市场。
目前,国产Model 3、Y零部件项目陆续对国内供应链开放,国产化率已经达到90%。国产化速度最快的是车身、底盘结构件、内外饰,其次是动力电池、热管理、中控;暂时没有国产化的主要有:高精度传感器、芯片、部分电力电子器件、执行器、软件、电机电控等,基本集中在电力电子和智能驾驶领域,目前主要通过自产或者外资在华供应商供应。
资料来源:网络公开资料,芯八哥整理
资料来源:网络公开资料,芯八哥整理
在这场特斯拉掀起的汽车产业生产制造革命中,电子元器件同样受益匪浅。特斯拉model 3上的主要电子元器件单车价值1.54万元,上海超级工厂二期工程45万辆情况下新增69.3亿元市场空间,特斯拉2030年2000万辆情况下每年市场空间高达3080亿元。
资料来源:根据各公司公开信息,芯八哥整理
以功率器件为例。电动车新增的功率器件主要是MOSFET/IGBT/SiC,主要应用在电控、充电桩、OBC、DCDC、电空调驱动等,约占充电桩成本的20%,约占电控成本的30%,平均单车价值3000元。相比之下,燃油车的功率器件单车价值量不到700元。
目前充电桩应用的主要是MOSFET(慢桩、OBC、DCDC等)、IGBT(快桩)和SiC(价格是Si的8-10倍,一般用于超级快充,Tesla V3);电控应用的主要是IGBT、SiC,Tesla Model 3用的是意法和英飞凌的 650V SiC MOSFET,逆变效率从 Model S 的82%提升至90%。
资料来源:NE时代
| 写在最后
马斯克本人对于生产制造极大的热情和投入,引导了特斯拉团队在生产制造上的极致追求。“我们喜欢制造业。”马斯克曾对分析师们说。
电芯从18650到21700,再到4680 ;一体式压铸机,从能够一次压铸后车身一侧,到整个后车身,再到前车身,还要到整个车身,特斯拉掀起的生产制造革命是近几十年来最令人瞩目的汽车工业创新,而且不同于延续性创新,这是一场破坏式创新。随着特斯拉产能的持续爆发,其他汽车厂商的生存空间将被大大压缩,汽车产业的大洗牌其实已经悄悄开始了。
特斯拉目前已经解决了最难的量产问题,并且在制造技术上遥遥领先,未来将不断复制新的超级工厂来扩充产能。这种产能的持续爆发具备延续性,由此带来对汽车电子的需求不断增加,特斯拉扩产带来千亿美元级别的汽车电子市场又将进一步带动相应电子元器件的需求爆发。
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