特斯拉創新力專題報告：工藝、電池、智能、車險一、目標——2030實現年銷2000萬臺特斯拉計劃

2030實現年銷量

2000萬輛電動車（估計占

2030全球電動車

2/3），全球員工人數超過

10萬人。目前特斯拉整

車產品除了有轎車、SUV外還涉足皮卡、重卡等產品，馬斯克表示后續特斯拉將進入汽車所有主流細分市場。2030年特斯

拉的電池產能需求將達

3

TWh，其中有接近一半將用于儲能。目前豐田、大眾全球年產銷規模約

1000萬臺，考慮正常年份全球汽車年產銷規模在

1億臺左右，即全球最大車企份額在

10%

上下，假設特斯拉

2030

年實現

2000

萬輛電動車，全球汽車年產銷規模仍維持不變，則特斯拉將沖破過去龍頭車企市占率

天花板。我們認為在硬件差異降低+軟件附加值上升的智能車時代，汽車業規模效應將甚于以往，未來車企集中度將明顯高于傳統汽車產業。特斯拉打造綠色可持續能源發展的核心由太陽能發電+儲能+電動化交通工具組成。公司愿景一直是通過日益平價的電動汽車

以及可再生能源的生產和存儲，推動世界向可持續能源轉型。評價特斯拉的一個基本點是：特斯拉讓可持續能源的普及加速

多少年。2021

年前三季度特斯拉累計交付新車

62.7萬輛（+97%）。3Q21特斯拉產量達

23.78萬輛（+64%），3Q21汽車交付量

24.13

萬輛（+73%）。估計

3Q21特斯拉在中國產量已超美國，美國工廠實現本土供應，中國工廠除本土供應外主要滿足歐洲的需

求。從

4Q16到

3Q21特斯拉季度銷量復合增速

71%，若將

3Q21特斯拉季度銷量年化，則特斯拉已達年產銷百萬臺的能力。Model3從

0成為全球中級車第一名（4Q20）只用了不到

4年的時間，特斯拉表示

MODELY即將成為全球最暢銷車型（目

前全球銷量最高的單一車型是豐田卡羅拉年均銷量約

120萬輛）。關于電動重卡與皮卡，特斯拉表示由于配件供應緊缺導致

暫時無法大規模量產，樂觀估計

2022

開始生產電動皮卡

Cybertruck，并于

2023

年實現量產（估計特斯拉電動皮卡訂單已

超

130

萬臺），2023

年開始生產半掛卡車

Semi和全新

Roadster。特斯拉持續關注車輛降本以讓更多人能負擔得起購車，伴隨著規模增長，單車均價持續降低（1H21

單車銷售收入

4.8

萬美

元），公司毛利率穩步上升（2Q21毛利率

24%）。從

Model3

開始特斯拉實現了持續正向現金流，最近

4個季度累計實現

42

億美元自由現金流。產能方面目前特斯拉擁有：加州

Fremont工廠和中國上海工廠，德州奧斯汀工廠，德國柏林工廠。目前上海工廠生產

Model3/Y，柏林工廠生產

ModelY，奧斯汀工廠生產

Cybertruck和

ModelY，上海工廠

3Q21的產能已經超越了

Fremont工廠，

估計

2021

年

9

月產能已突破

5

萬臺。產能擴張方面，特斯拉表示，將首先考慮提升現有工廠產能，再考慮新設工廠，工廠選址考慮主要是接近消費者，2023

年

或將決定新廠選址。特斯拉的下一個工廠更先進，如即將投產的德國柏林工廠可實現

45秒生產一個車身，假設每周

75%時

間可運行，則可實現周產車身

1萬個，年產能約

52萬個，假設

2021年內如期投產

ModelY，則預計

2022年底柏林工廠可

實現

50萬臺以上年產能。柏林汽車工廠將實現特斯拉的歐洲本土供應，而無需從上海工廠進口。2021年

9月特斯拉

Model3

在德國的注冊量

6828臺，超過了

BBA所有

B級轎車的注冊量，柏林工廠的投產無疑將極大提升特斯拉在歐洲的市場份額。二、工藝——車身一體壓鑄與CTC兌現工藝創新整車制造工藝上，本次柏林工廠開放日特斯拉展示了

ModelY的車身壓鑄機及對應模具，壓鑄出的

ModelY前車身+后車身

+底盤電池包組合成車身，特斯拉的一體壓鑄技術將大量減少車身零部件、降低車身復雜度并實現減重，與此同時車身焊接

線及對應的工業機器人及工人將由一臺壓鑄機替代，壓鑄成型后的一體式車身無需再進行二次熱處理，大幅提高制造效率（柏

林工廠可實現

45

秒生產一個車身）。車身一體壓鑄技術將最終將顛覆掉沖壓、焊接等傳統汽車制造工藝。柏林工廠也展示了

CTC（CelltoChassis，電芯直接集成于車輛底盤）工藝，特斯拉最新的第三代圓柱電池

4680電芯和上

一代電芯都可以使用該技術。目前車企一般的電池架構是從電芯（Cell）到模組（Module）再到電池包（Pack），然后把電

池包安裝在車輛平臺上。特斯拉在

2020電池日曾表示，CTC技術靈感來自航空航天領域，即將燃料箱融于機翼，而不是在

機翼內還有一個燃料箱用于容納燃料。新設計能有效減少零部件的數量和電池組的總質量，通過提高制造效率并降低成本最

終實現電動車的續航里程的增加。汽車動力電池結構創新能顯著降本增效，讓電車與油車購買平價時代加速到來，CTC是確定的結構創新方向。目前

CTP（CellToPack）已由寧德時代和比亞迪等率先推廣量產應用，寧德時代表示其量產裝車的

CTP（CellToPack）實現零件數量節

省

40%，能量密度提升

10~15%，制造效率提升一倍。2020年在某汽車論壇上寧德時代董事長曾毓群表示：寧德時代正在

研發

CTC，讓電芯和底盤合體，把電機、電控、整車高壓如

DC/DC（直流-直流變換器）、OBC（車載充電機）等通過創新

的架構集成在一起，并通過智能化動力域控制器優化動力分配和降低能耗。CTC將使新能源汽車成本可以直接和燃油車競

爭,乘坐空間更大，底盤通過性變好，這是我們結構創新的方向。目前特斯拉、大眾、寧德時代等汽車和電池龍頭企業均在

布局

CTC技術。我們認為

CTC技術將使得電池、電機、電控、車載充電機、DC/DC、底盤高度集成，由于集成度變高帶來的安全、散熱等

問題將對電芯設計等方方面面帶來新的考驗。無論是主機廠還是電池供應商要應用好

CTC技術，必須具備多項跨領域能力并高度整合，整車廠大概率要具備電芯設計能力，具備三電系統高度的集成能力，而電池廠或必須進入電機、底盤設計等領

域，這或許是我國電池龍頭寧德時代在這些領域進行布局的原因。三、電池——擴規模，降成本，提性能特斯拉龐大的電動車年產銷規模計劃需要很高的電池產能匹配，2020

年特斯拉以汽車產業

0.7%的銷量，消耗了汽車產業

26%的鋰電池。在

2020年的特斯拉電池日馬斯克表示，如果要實現

100%的純電交通，電池產能需要

10TWH，目前所有電

池企業的規劃加總也難以滿足該需求。特斯拉計劃

2030年實現

2000萬輛電動車產銷規模，這意味著其需要龐大電池產能匹配，在

2021年度特斯拉股東大會上，

馬斯克表示只要電池供應商可以提供符合要求的電池，特斯拉將全部可以買下。同時特斯拉將通過自產外購等多種形式來滿

足其電動車對電池量的需求，不同電池應用于不同車型：鐵鋰對應入門級車型和儲能站，滿足長循環壽命的需求；長續航產

品要求較高電池能量密度，圍繞鎳錳做無鈷電池；重量敏感型產品如皮卡重卡領域將采用高鎳電池。特斯拉計劃

2022年達

到自產

100GWh電池產能，2030

達

3TWh電池產能。除了通過外購自制大幅增加電池產能外，特斯拉致力于全流程降低電池成本。特斯拉認為電池成本、電池的單位投資、電池

續航里程還有較大改善空間，特斯拉的自研電池將實現更低成本、更高性能（即充電更快、能量密度更高）。特斯拉有信心

將電池續航里程提升

54%，電池每

KWH成本降低

56%，每

GWH電池投資降低

69%，且便于實現更簡約的車身設計，而

這樣的目標是通過垂直整合的方式實現（即從電芯設計——電芯工廠——正極材料——負極材料——電芯底盤集成）。4680

電芯是繼

1865和

2170電芯后特斯拉使用的第三代電芯，電芯直徑越大，同樣容量的電池在制造時使用的電池外殼材

料越少，單電芯體積和續航增長之間存在一個平衡曲線，而

46mm是最有利于提高續航的直徑尺寸。單個

4680電芯的體積

是

2170的

5.48倍，但外殼表面積卻不到

3倍，輸出功率為上一代電池的

6倍，整包續航里程提升幅度為

16%。缺點是

4680

電芯單位表面積的散熱壓力更大，從而影響充電速度和循環壽命，特斯拉采用無極耳電極技術來解決這一問題。4680

電池目前在特斯拉加州

Fremont工廠附近電池工廠試生產，估計產能為每年

10GWh，估計

2022

年大規模生產

4680

電池。特斯拉柏林工廠旁將建立產能為

50GWh的電池廠，柏林電池工廠未來也將是

4680

電池重要生產基地之一。布局電池回收業務：特斯拉表示相較于采礦獲取電池材料，從退役電池中回收關鍵材料是更優選擇，目前特斯拉已經開始布

局電池回收業務，其它電池生產企業也已在積極布局。在回應“什么時候不需要為電池而挖礦”的問題時，馬斯克表示這取

決于電動車保有量，一輛車從出廠到報廢大概要經過

20

年的時間，而目前電動汽車的保有量占比僅有約

1%，因此到處都

是可供回收的電動車預計需要

40

年。特斯拉認為磷酸鐵鋰電池將是未來供應量最大的電池，由于地球儲藏豐富，目前看不

到鐵、鋰短缺的可能性。四、智能——感知硬件做減法、云端布局超級算力特斯拉自動駕駛感知路線走向純視覺方案，這意味著其車端感知硬件做減法，同時云端布局超級算力。這是特斯拉在過去幾

年發展自動駕駛的過程中遇到的一系列問題的改進方式，比如不同感知硬件的數據融合問題，目前特斯拉競品車輛自動駕駛

方案多處于車端硬件軍備競賽階段，多搭載豪華感知硬件+高算力芯片，我們認為這些智能車還屬于投石問路的第一階段，

搭載多種感知硬件的整車批量上市后必將遇到特斯拉過去遇到的數據融合等一系列問題，車企在后續智能車產品的感知硬件

搭載上將做出取舍與平衡。我們先拋開車輛感知的純視覺方案與激光雷達方案路線之爭不談，特斯拉的純視覺路線短期內對車主具有更顯著的成本吸引

力，特斯拉單車智能硬件成本可能顯著低于同價位競品，且中短期內競品的豪華感知硬件可能并不能帶來更佳的輔助駕駛體

驗，而特斯拉超算中心的投入成本是可以由特斯拉所有車輛來均攤的，具備突出的規模效應，隨著特斯拉車輛保有規模的上

升，超算中心的單車承擔成本將大幅下降，特斯拉的基于純視覺方案的智能車可能擁有更突出的成本優勢。特斯拉在智能駕駛領域的布局也延續了其在電池領域一樣的高度垂直整合，且軟硬兼備：擁有獨有的感知硬件體系+自研的

計算芯片（既包括車端的智能駕駛芯片也包括云端的用于人工智能訓練的芯片）+自研的軟件體系。2019

年的特斯拉自動駕駛日特斯拉帶來首款車企自研的自動駕駛計算方案，2021年特斯拉人工智能日特斯拉發布了其首款

自研的人工智能訓練芯片以及目前為止性能最強的人工智能計算機柜

DOJOpod，特斯拉人工智能超算中心

DOJO將服務

于特斯拉的純視覺自動駕駛方案。馬斯克認為，特斯拉不應僅被定位為車企，他認為特斯拉人工智能部分的價值未獲充分認識，因為特斯拉擁有車端硬件、軟

件、智能芯片，此外特斯拉已設計了適用于完全自動駕駛的計算機

DOJO（原意為“訓練場”），特斯拉表示其自動駕駛技術可

以對外開放，授權給那些有需求和意愿的企業。由于目前特斯拉感知方案已走向純視覺路線，因此它的車端智能駕駛芯片、用于人工智能訓練的超算中心及軟件系統等一系

列軟硬件方案的設計及后續演化都將以純視覺感知為基礎來展開。車端感知硬件做減法，由于去掉了雷達，車端自動駕駛芯

片亦不依賴高算力（目前搭載的智能芯片是兩顆自研芯片，合計算力為

144Tops），與車端低計算相對應的是需要云端超計

算，這意味著特斯拉需要具備超級算力的人工智能訓練中心，這是特斯拉自己從基礎開始搭建超算中心的原因。車端感知走向純視覺從

2014年的

HW1.0開始，特斯拉自動駕駛就不用激光雷達，自動駕駛芯片從外購逐步走向自研，車端感知硬件一直是

12

個攝像頭+1個前向雷達。2021

年

5月發布“TeslaVision”，特斯拉取消毫米波雷達并最終走向了純視覺。現有毫米波雷達

缺點是對大量靜態目標（如低矮路燈、隧道頂、金屬圓盤等）產生反射，反射信號被進一步放大從而產生大量虛假雜點，這

需要在算法上做過濾，過濾過多和過濾過少都會產生該剎車的時候系統沒發出剎車指令或不該剎車的時候系統反而進行剎車

的問題。此外，攝像頭每秒數據傳輸量是毫米波雷達的

100倍，數據融合置信度不高。對某一物體識別，不同傳感器產生沖

突的時候依然還是要決定以某一個傳感器識別結果為主導。選擇純視覺方案，除了降成本外，更重要的是避免多傳感器帶來

的融合問題，最終特斯拉的自動駕駛解決方案決定模擬人眼視覺工作模式。云端布局超級算力特斯拉自研人工智能訓練中心

DOJO，如果把特斯拉

AIDAY超算中心比喻成一幢建筑物的話，則特斯拉是從設計特有的“磚”

開始設計這幢建筑物的。從設計人工智能芯片

D1開始到訓練單元（trainingtile），到

DOJO機柜，再由多個機柜組成一個超算中心。與世界上其它

超算中心不同的是，特斯拉的超算中心是專門為訓練純視覺自動駕駛方案而度身定做的。特斯拉

Dojo是目前最快的

AI訓練計算機。在同等功耗下，Dojo超算比現有計算機性能提升

4

倍、能效提升

1.3

倍、碳足

跡只有原來的

1/5，同時特斯拉預告下一代Dojo超算性能將再提升

10

倍。基于幀檢測的攝像頭并不需要依賴高算力，關鍵是高帶寬和低延遲。特斯拉對于人工智能訓練計算機的核心訴求即高帶寬和

低延遲，高帶寬意味著數據交換的通道多，低延遲表示數據交換速度快。為此特斯拉發布了第一款汽車企業自研的人工智能

訓練芯片

D1，D1

芯片基于臺積電

7

納米工藝，核心面積

645

平方毫米，內置

500

億個晶體管，內部走線長度

11

英里。

25

個

D1

芯片封裝成一個

Dojo訓練模塊(trainingtile)，總算力高達

9PFLOPS（1PFLOPS即每秒

1千億次浮點運算），擁

有高性能（高帶寬、低延時、低功耗）。120個訓練模塊（即

3000個

D1芯片）組成一個人工智能計算機柜

DOJOPod，總

算力為

1.1EFLOPS（1EFLOPS為每秒進行

10^18

次浮點運算），最終多個計算機柜組成一個

DOJO超算中心。超算中心需要數以百萬計的，經過清晰標注的（速度、加速度、深度）且包含大量邊緣案列的數據用于訓練。在數據標注層

面，特斯拉一直致力于自動打標簽，通過將

12

個攝像頭的

2D圖像拼成一個

3D鳥瞰試圖，疊加時間標簽，形成一個連續

4D空間，為了應對長尾問題（ConnerCase），特斯拉開發了

221

個

Trigger，主要目的是為了獲得邊緣化的場景。特斯拉的

2021AIDAY目的主要是為吸引

AI人才，股東大會上公司表示發布會后相關簡歷暴增，相當于

AIDAY之前的

100

倍。主機廠利用各類發布會向外界展示并吸納緊缺的科技人才也是新時期的重要競爭手段之一，而特斯拉的巨大影響力和其

進化速度對于相關人才而言無疑具有強烈吸引力。五、車險——特斯拉推UBI或具獨特優勢特斯拉近期宣布或于

2021年

10月在美國得克薩斯州推出其為不同用戶“量身定做”的個性化的保險產品，并有可能在

2022

年將該保險業務擴展到紐約。特斯拉保險的目標是為特斯拉車主提供全面的保險和索賠管理，折扣或達百分之二三十以上，

購買方式可以按月訂閱，隨時可取消或變更。UBI（usage-based-insurance，基于用戶行為的保險）車險并非新事物，它是主要基于車主駕駛行為習慣而設計的千人千面

的車險，與目前主要基于車主年齡、車型、車況的傳統車險有所不同。早前已有不少公司試水

UBI車險，比如英國保險公司

InsuretheBox利用裝載于客戶車里的黑匣子跟蹤車主駕駛行為從而提供更有競爭力的車險產品。我們認為受制于

1）覆蓋車

輛規模不夠大；2）車主駕駛行為搜集的全面性欠缺；3）將車主駕駛數據合理合法地與車險產生聯系存在難點等一系列因素

導致此前各方推出的

UBI并沒有給傳統車險行業帶來多大的沖擊。但特斯拉的

UBI可能有所不同，主要是其特有的自動駕駛技術領先性和大量數據的積累是其它

UBI提供者不具備的。目前

特斯拉車輛保有量約

200

萬臺，結合特斯拉

2030年實現

2000萬臺的整車年銷量目標，基于巨大的車輛保有量和領先的技

術，特斯拉完全有可能成為傳統車險行業的顛覆者。2016

年開始HYPERLINK"/S/TSLA?from=stat