汽车行业特斯拉全球前瞻行业研究：宏图第三篇章，特斯拉生产制造革命加速

证券研究报告 宏图第三篇章，特斯拉生产制造革命加速 -特斯拉全球前瞻行业研究 西部证券研发中心 2023年03月08日 分析师|刘虹辰S0800522100001 邮箱地址：liuhongchen@xbmail.com.cn 核心结论 行业评级 超配 前次评级 超配 评级变动 维持 •宏图第三篇章开启，特斯拉生产制造革命加速。2023年3月，特斯拉在投资者日上正式公布第三篇章宏图计划，全面转向可持续能源，新一轮产品周期开启。汽车工业百年造车史，每四十年左右出现一次生产制造革命，20世纪10年代福特流水线，50年代丰田精益管理，80年代大众的平台化、模块化，特斯拉正引领新一轮生产制造革命：一体化压铸（颠覆冲压&焊装）+4680CTC（提升总装效率），“串行”转向“并行”持续改进涂装、总装，装配效率提升44%，空间效率提升30%。 •墨西哥工厂加速向国产供应商转变。墨西哥超级工厂正式官宣，内华达扩建4680电池工厂，中国供应商有望在墨西哥开启第二轮国产替代。特斯拉产业链经历三个阶段：上海工厂开启“特斯拉浪潮”，疫情后“特斯拉加速向中国工厂转变”,当前正在进入“墨西哥工厂加速向国产供应商转变”。 •极致制造，成本决胜。复盘福特T型车-丰田卡罗拉-大众高尔夫-特斯拉Model3&Y，每一次汽车生产革命 的领导者都凭借提效降本+各自的爆款车型，而在之后成为全球汽车霸主。特斯拉前、后地板一体化压铸 +4680CTC+四门两盖、侧围，下一代平台成本有望下降50%。减少碳化硅、稀土的使用，特斯拉全新动力系统预计可实现降本1000美元。我们测算单块前、后地板可实现降本489/307元/辆，通过减重带来单车电池成本的下降、9000吨一体化压铸设备的导入以及4680新产线效率和成本的优化，中长期降本将有更大空间。 •投资建议： 相对表现 1个月 3个月 12个月 汽车 -3.48 2.43 -1.93 沪深300 -3.01 4.49 -11.91 供应链变革asp持续增长，带动特斯拉产业链供应商全面突破历史收入天花板，加速墨西哥建厂，在墨西哥开启第二轮国产替代，并有望成长成为国际Tier1，建议关注重点公司拓普集团，旭升集团，新泉股份，银轮股份。 特斯拉生产制造革命：一体化压铸+4680CTC。1）大吨位压铸机，建议关注力劲科技、伊之密；2）模具、免热材料，建议关注合力科技、永茂泰、立中集团；3）压铸件，建议关注爱柯迪、文灿股份、广东鸿图；4）4680CTC，建议关注三花智控。 •风险提示：一体化压铸技术应用拓展不及预期；特斯拉柏林工厂、德州工厂产能爬坡不及预期；4680电 池产量不及预期；上游原材料价格波动风险；重点关注公司业绩不及预期。 近一年行业走势 汽车 10% 4% -2% -8% -14% -20% -26% 2022-032022-07 沪深300 2022-11 请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明2 01 第三篇章开启，特斯拉生产制造革命加速 目录 CONTENTS 02 录 ENTS 03 04 墨西哥工厂加速向中国供应商转变极致制造，成本决胜 投资建议 05 风险提示 1.1宏图第三篇章开启，特斯拉生产制造革命加速 图：特斯拉宏图三部曲 第一篇章：2006年8月2日 RoadsterModelS/XModel3/YPowerwall 第二篇章：2016年7月20日 1.打造一款跑车，价格昂贵 2.用挣到的钱生产价格实惠的车 3.再用挣到的钱，生产价格更实惠的车 4.在做到上述各项的同时，还提供零排放发电选项 1.集成储电功能的太阳能屋顶 2.扩充电动汽车产品线 3.开发出比人类手动驾驶安全10倍的自动驾驶技术 4.通过分享闲置车辆，产生收益 加速可持续能源CybertruckAutopilot 第三篇章：2023年3月1日 Optimus 汽车制造 全面转向可持续能源 1.储能：规模达240TWH，可再生电力规模30TWh，制造投资10万亿美元 2.汽车：7万亿美元全球电动汽车投资 3.人形机器人：未来人形机器人与人类的比例可能超过1：1 4.可持续能源：计划将在2050年前实现全球100%的可持续能源经济 1.1MasterPlan3：全新一代平台落地，打造全球电动汽车计划 •特斯拉预计投资7万亿美元打造全球电动汽车计划。特斯拉在投资者日上正式公布宏图第三篇章，全面转向可持续能源。规划需要115TWh的电池规模，以及4TW的太阳能和风能规模，全面覆盖了特斯拉当前规划全部车型，总计建设投资达7万亿美元。 •Cybertruck官宣年内上市，下一代全新平台落地墨西哥工厂。Cybertruck官宣将在年内正式上市。下一代全新平台落地墨西哥 工厂，预计实现50%降本目标，新平台预计2024年量产。特斯拉新一轮产品周期开启。 图：特斯拉7万亿美元全球电动汽车投资 图：特斯拉新车型规划 1.1汽车工业百年造车史，特斯拉引领新一轮生产制造革命 •汽车工业百年史，每四十年左右出现一次生产制造革命；福特T型车-丰田卡罗拉-大众高尔夫-特斯拉Model3&Y。从20世纪10年 代福特流水线生产，到50年代丰田开创的精益生产管理模式，再到80年代大众的平台化、模块化生产，每一次汽车生产革命的 领导者通过提升生产效率，推出更具性价比的车型，均在之后的市场竞争中占据明显优势,各自的主打车型也打造成全球爆款。特斯拉一体化压铸+4680CTC正在引领汽车工业新一轮的生产制造革命。 图：百年汽车工业生产制造：提升效率+降低成本 1910S流水线生产1950s精益生产1980s平台、模块化2020s一体化压铸+4680CTC 福特为满足消费者对T型车需要，开始采用流水线生产，将汽车装配时间由 原先的700多个小时，减少至12.5小时，同时大幅减少工人数量，实现汽车生产效率大幅提升，生产成本大幅下降 丰田受流水线生产启发，通过使用库存缓冲来代替流水线的空间缓冲，同时采用快速换模的方式解决小批量、多样化的需求，减少生产过程中的浪费问题，提升生产效率，降低 生产成本，打造卡罗拉销 量神话。 大众模块化平台可以实现不同品牌和不同级别的车型共享，实现汽车零部件的标准划生产，降低车型的研发费用、周期以及生产环节的制造成本，进一步提升汽车生产效率，推 出了全球爆款高尔夫。 相比于传统冲压焊接工艺，特斯拉一体压铸工艺的应用，大幅降低成本、减少零部件数量；4680CTC提升总装生产效率，持续降 低成本。Model3&Y全球热 销，引领汽车工业新一轮 的生产制造革命。 1.1特斯拉生产制造革命：一体化压铸+4680CTC •传统汽车制造四大工艺，冲压、焊装、涂装、总装。一体化压铸颠覆冲压&焊装，4680CTC提升总装效率。 •前、后地板一体化压铸+4680CTC+四门两盖、侧围，并行涂装、总装，下一代平台成本有望下降50%。 白车身 图：一体化压铸VS.冲压-焊装；4680CTCVS.总装 一体化压铸 冲压 焊装 涂装 总装 并行涂装、总装 油漆车身 整车 1.1前、后地板一体化压铸+4680CTC全面导入 •特斯拉生产制造革命。2020年9月，特斯拉率先在ModelY上实现一体化压铸后地板总成产品的落地，降低制造成本40%；2022年4月，特斯拉德州工厂首批搭载4680电池ModelY实现交付，直接将4680电芯安装在底盘上，并将座椅安装在电池包上盖，与前后一体化压铸地板相连接，4680CTC方案将直接取代传统底盘的中地板部分，能够帮助整车实现减重10%，增加14%续航里程，单位成本下降7%，单位投资下降8%。 •2023年开始，特斯拉全球各大工厂将全面导入前、后车身一体化压铸+4680CTC。 图：前&后车身一体化+4680CTC全面导入 图：特斯拉生产制造革命 前地板总成 后地板总成 CTC方案 1.1特斯拉生产制造革命加速，由“串行”向“并行”改进涂装+总装 •特斯拉生产制造革命加速。2023年3月，特斯拉在投资者日宣布，由“串行”向“并行”升级涂装、总装工序，装配效率提升44%，空间效率提升30%，特斯拉生产制造革命加速。 图：特斯拉由“串行”向“并行”改进涂装、总装 白车身涂装总装整车 串行 并行 汽车大型结构件并行涂装并行组装 1.1特斯拉“并行”组装提升效率30%，降低成本50% •特斯拉“并行”组装提升空间效率30%，降低成本50%。传统制造过程中需要在白车身基础上进行涂装、总装过程，如果装配某一环节出现问题，将直接阻塞整条生产线。特斯拉在一体化压铸的基础上，进一步简化汽车组装过程，通过提升44%的操作员密度，同时对汽车前、后各部分进行“并行”组装，提升空间效率30%。未来，特斯拉只需“一次组装”就能完成传统繁琐组装过程，预计将减少工厂空间40%，降低成本50%。 图：特斯拉下一代平台将提升44%操作效率和30%的空间效率 图：特斯拉全新组装工艺流程 1.2内华达工厂新增4680年产能100Gwh，实现效率+成本优化 •内华达工厂扩建在即，计划新增产能100Gwh/年。2023年1月，特斯拉计划投资超过36亿美元，扩建内华达州超级工厂，其中包括了一个Semi电动卡车工厂和一个4680电池工厂。该4680电池工厂规划年产能达100Gwh，成为目前特斯拉4680电池最大规模工厂，预计建成后可实现适配150万辆轻型车，同期扩产的Semi、新车型Cybertruck也将有望得到适配。 •从2170电池工厂，到德州4680电池工厂实现生产工序的大幅优化，再到内华达州4680电池工厂，进一步提升空间效率。根据特斯拉投资者日数据显示，内华达州新建4680电池工厂生产工序由原先的33降至21道，生产部件由17降至15个，生产效率实现大幅提升；此外，在相同产能下，内华达州工厂较德州工厂进一步缩减占地面积，进一步提升空间效率。 图：特斯拉内华达州工厂 图：4680电池工厂效率+成本持续优化 1.24680CTC：特斯拉引领动力电池结构创新 •特斯拉4680CTC：①电池包上盖与车辆结构如座椅直接连接在一起，成为乘员座舱地板的结构；②电芯之间填充树脂材料，一方面可以提供热保护，另一方面可以为电芯提供结构性支撑；③在与“大模组”方案的对比中，CTC方案具有减少支撑件、减轻整车质量、提升整体电池容量的优势。能够帮助整车实现减重10%，增加14%续航里程，单位成本下降7%，单位投资下降8%。 图：特斯拉CTC方案 电芯布局 承载式车身 图：特斯拉专利中“大模组”方案VS“CTC”方案 Fig.6A Fig.6B Fig.5 特斯拉“大模组”方案 Fig.8 特斯拉“CTC”方案 Busbar连接电芯 电池包单侧8个泄压阀 Fig.9A Fig.9B 1.24680CTC：坚持自研电池技术，定义行业新标准 •特斯拉引领动力电池创新趋势。一直以来，特斯拉始终坚持自研电池技术，实现电池动力系统与电芯的同步进化。ModelS/X上市时，电池包搭载18650电芯，共14/16个模组；Model3上市时，电池包搭载21700电芯，共4个模组，引领行业走向大模组CTP方案；2022年4月，首批搭载4680电池的ModelY下线，标志着特斯拉正式进入无模组和独立电池包的CTC方案。 •4680电池具有更高的能量密度，同时体积、容量、售价等方面亦在不断提升。4680电池组能量密度为332wh/kg，较上一代21700电池组提升约23%，整体容量提升5倍。从性能上看，4680电池组可使整车续航里程提升16%，功率输出提升6倍。此外，考虑到4680电池具有更高的能量密度，单车仅需要约950个电芯，因此，伴随着规模化量产的实现，系统成本将有望低于21700电池组。 表：特斯拉各代电芯及电芯组参数对比图：特斯拉动力电池系统与电芯技术共同进化 单个电芯性能 4680 21700 18650 电芯型号 容量多