特斯拉研究報告二：新科技綜合體崛起

1、目錄特斯拉新階段：國際化、穩(wěn)定盈利、邁向年產(chǎn)銷百萬 5 HYPERLINK l _TOC_250012 連續(xù)五個季度實現(xiàn)盈利 5 HYPERLINK l _TOC_250011 穩(wěn)步推進(jìn)國際化 5 HYPERLINK l _TOC_250010 產(chǎn)品矩陣化 7 HYPERLINK l _TOC_250009 特斯拉：從汽車公司到科技公司 8 HYPERLINK l _TOC_250008 電動化：掌握三電核心技術(shù)，電芯走向自研自產(chǎn) 9 HYPERLINK l _TOC_250007 智能化：構(gòu)建“算法+算力+數(shù)據(jù)”的自動駕駛閉環(huán)，集中式電子電氣架構(gòu)賦予 OTA 能力，引發(fā)汽車商業(yè)模式變革 11

2、 HYPERLINK l _TOC_250006 整車 OTA：軟硬件解耦，軟件持續(xù)升級提供全生命周期價值 11 HYPERLINK l _TOC_250005 自動駕駛：構(gòu)建“算力+算法+數(shù)據(jù)”閉環(huán)，不斷加深垂直整合 12 HYPERLINK l _TOC_250004 高效的軟性能力：品牌、銷售、服務(wù) 17 HYPERLINK l _TOC_250003 以個人形象提高品牌知名度 17 HYPERLINK l _TOC_250002 以直營模式改變傳統(tǒng)銷售方式 17 HYPERLINK l _TOC_250001 以軟件訂閱模式提升盈利能力 18 HYPERLINK l _TOC_2500

3、00 挑戰(zhàn)與展望 19圖表目錄圖表：特斯拉歷年營收（億美元） 5圖表：特斯拉歷年凈利潤（億美元） 5圖表：特斯拉各個市場銷量情況 6圖表：特斯拉全球工廠情況 7圖表：全球新能源乘用車銷量情況 7圖表：全球 SUVs 滲透情況 8圖表：中國 SUVs 滲透情況 8圖表：Model Y 中國版本情況 8圖表：特斯拉的成長模式 9圖表：特斯拉-松下合作款電池情況 10圖表：特斯拉全球電池供應(yīng)鏈布局 10圖表：特斯拉 EEA：Vehicle Computer 11圖表：特斯拉 Autopilot 技術(shù)堆棧情況 12圖表：特斯拉歷代 AP 情況對比圖 13圖表：特斯拉“總-分”結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 14圖

4、表：特斯拉鳥瞰圖 3D 預(yù)測 15圖表：特斯拉自動駕駛芯片發(fā)展歷程 16圖表：主流量產(chǎn)車規(guī)級自動駕駛芯片布局對比 16圖表：主流量產(chǎn)車規(guī)級自動駕駛芯片性能對比 17圖表：特斯拉 Autopilot 行駛里程情況 17圖表：特斯拉營銷費用對比 18圖表：蘋果 iTunes 軟件服務(wù)收入占比提升 19圖表：特斯拉 Robotaxi 未來 5 年營收假設(shè)分析 21圖表：特斯拉 Robotaxi 未來 5 年車隊情況分析 21特斯拉新階段：國際化、穩(wěn)定盈利、邁向年產(chǎn)銷百萬10 月 22 日，特斯拉發(fā)布 2020 年第三季度財報，從財報數(shù)據(jù)來看，這是特斯拉連續(xù)第五個季度實現(xiàn)盈利。從不被認(rèn)可、量產(chǎn)艱難，到

5、穩(wěn)定盈利，特斯拉已經(jīng)成為一家產(chǎn)品矩陣逐漸豐富的全球化汽車公司。連續(xù)五個季度實現(xiàn)盈利2020 年第三季度，特斯拉營收 87.7 億美元、同比增長 39.2%，凈利潤實現(xiàn)連續(xù) 5 個季度為正，從 2019 年第一季度虧損 7 億美元提升至本季度盈利 3.31 億美元。從毛利率來看，汽車業(yè)務(wù)毛利率 27.7%，同比增長4.8 個百分點，主要得益于各個主要工廠本土化策略帶來的成本下降，以 及上海工廠產(chǎn)能利用率提高。分項目來看，汽車銷售是特斯拉主要的收入 來源，2020 年第三季度汽車銷售收入 76.1 億美元，營收占比 86.8%。分 國家和地區(qū)來看，美國是特斯拉的主要市場，營收42.2 億美元、占比

6、48.1%，中國大陸市場其次，營收 17.4 億美元、占比 19.9%。圖表：特斯拉歷年營收（億美元）圖表：特斯拉歷年凈利潤（億美元）資料來源：特斯拉資料來源：特斯拉穩(wěn)步推進(jìn)國際化中國、歐洲成為特斯拉除美國的兩大重要市場。從銷量來看，2020 年 1-9 月，特斯拉全球累計銷量約 31.7 萬輛，其中美國為第一大市場，累計銷量 13.4 萬輛、銷量占比 42.4%，中國為第二大市場，累計銷量 8.1萬輛、銷量占比 25.4%。圖表：特斯拉各個市場銷量情況資料來源：乘聯(lián)會，carsalesbase從生產(chǎn)來看，為完成訂單和交付需求，全球生產(chǎn)工廠加速恢復(fù)。出于國際易變的環(huán)境而導(dǎo)致關(guān)稅提升、貨運時間拉

7、長等潛在風(fēng)險的考慮，與此同時也是基于降低生產(chǎn)成本來提高產(chǎn)品價格競爭力的國際化市場戰(zhàn)略，特斯拉在全球主要市場均設(shè)有生產(chǎn)工廠，包括美國 3 座、歐洲 3 座、中國 1 座。由于中國是全球最大新能源汽車市場、而歐洲尤其是德國對新能源汽車優(yōu)惠政策不斷出臺，特斯拉負(fù)責(zé)生產(chǎn)制造汽車工廠共 3 座，分別位于美國加州、中國上海、德國柏林，其中加州 Fremont 工廠負(fù)責(zé)全線汽車產(chǎn)品生產(chǎn)，上海工廠和柏林工廠則負(fù)責(zé) Model 3/Y 的生產(chǎn)。因此，除了美國 Fremont 工廠具備 Model X/S 生產(chǎn)功能，特斯拉全球的生產(chǎn)重任將向 Model 3/Y 轉(zhuǎn)移。從產(chǎn)能來看，美國工廠方面，F(xiàn)remont 工廠

8、年產(chǎn)能提升至 59 萬輛，其中 Model 3/Y 合計年產(chǎn)能提升至 50 萬輛。為了達(dá)到目標(biāo)，特斯拉升級通用組裝線，開啟第二座涂裝車間；上海工廠方面，Model 3 年產(chǎn)能已提升至 25 萬輛，周產(chǎn)能目前為 5000 輛，Model Y 尚在建設(shè)中，預(yù)計 2021年交付。與此同時，特斯拉擴(kuò)大上海工廠對外出口能力，標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版本 Model 3 已登陸歐洲市場；德國工廠方面，預(yù)計 2021 年投產(chǎn)交付，Model 3/Y 最大年產(chǎn)能 50 萬輛。其外，根據(jù)電池日消息，德國工廠將采用自建電池產(chǎn)線和最新制造工藝，采用 4680 電池，制造成本減少 56%，單位投資成本減少 69%。圖表：特斯拉全球工

9、廠情況工廠名稱地點時間主要職責(zé)產(chǎn)能規(guī)劃Fremont 制造工廠美國加州2010 年收購并改造生產(chǎn)制造 Model S/X/3/Y（Model Y 已下線交付）目前：Model X/S 9 萬輛/年Model 3/Y 40 萬輛/年預(yù)計 2020 年：ModelX/S 9 萬輛/年Model 3/Y 50 萬輛/年Gigafactory 1美國內(nèi)華達(dá)州2014 年 6 月生產(chǎn)制造動力電池、Powerwall 和 PowerbackN/AGigafactory 2美國紐約州2016 年收購 SolarCity獲得生產(chǎn)制造太陽能電池板 solar roofN/AGigafactory 3中國上海20

10、19 年 1 月生產(chǎn)制造 Model 3/Y預(yù)計 2020 年：25 萬輛/年Model Y 產(chǎn)線建設(shè)中，預(yù)計 2021 年交付Tilburg 組裝工廠歐洲荷蘭2013 年 8 月組裝 Model S/XN/AGigafactory 4德國柏林2020 年 5 月生產(chǎn)制造 Model 3/YModel Y 為首款制造車型，獲得建設(shè)許可，預(yù)計 2021 年交付奧斯汀工廠美國德州2020 年 7 月生產(chǎn)3/Y/Cybertruck/semi2021 年 5 月投產(chǎn)資料來源：特斯拉產(chǎn)品矩陣化Model 3 是特斯拉成功開拓市場的標(biāo)志性產(chǎn)品，成為全球最暢銷車型。自 2017 年年底交付以來，Model

11、 3 超越寶馬、奔馳、奧迪等傳統(tǒng)豪華燃油車品牌以及同類新能源汽車品牌，據(jù) EV Sales 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020 年1-9 月全球新能源乘用車?yán)塾嬩N量為 178.4 萬輛，其中 Model 3 為全球最暢銷車型，累計銷量 23.8 萬輛、全球占比 13.4%。圖表：全球新能源乘用車銷量情況資料來源：EV SalesModel Y 將成為特斯拉下階段的核心產(chǎn)品。對比同等級轎車，SUV 車內(nèi)空間容量更大、功能性更強(qiáng)，更能滿足家庭多元需求，因此，近十年來全球 SUV 銷量攀升、市場滲透率增加，2018 年全球 SUV 滲透率達(dá) 36.4%，其中中國市場更甚，2020 年 1-7 月 SUV 滲透率達(dá)

12、46.2%。Model Y 定位為電動 SUV，于 2019 年 3 月發(fā)布、2020 年 3 月美國交付，起步價 3.9 萬-5.7 萬美元，續(xù)航里程最高可達(dá) 316 英里（508 公里）。作為“三步走”戰(zhàn)略的第三個環(huán)節(jié)，即大規(guī)模地造好車，Model Y 的推出可以滿足全球消費者對 SUV 的需求，延續(xù) Model 3 在轎車領(lǐng)域的成功。圖表：全球 SUVs 滲透情況圖表：中國 SUVs 滲透情況40%35%30%25%20%15%10%5%0%全球SUVs滲透率 2014201520162017201850%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%中國SUVs滲透率2015

13、20162017201820192020.1-7資料來源：JATO資料來源：乘聯(lián)會圖表：Model Y 中國版本情況長續(xù)航高性能版價格（萬元）48.853.5WLTP 預(yù)估續(xù)航里程（公里）505480最高車速（km/h）217241百公里加速（秒）5.13.7資料來源：特斯拉官網(wǎng)特斯拉：從汽車公司到科技公司2019 年以來，特斯拉成長愈發(fā)穩(wěn)健的根本原因在于整體模式擁有扎 實的地基。一方面特斯拉將 Model 3 的成功復(fù)制到 Model Y，兩款汽車沿 用同一個底盤架構(gòu)、大部分零部件；另一方面是將美國工廠的成功復(fù)制到 中國工廠、歐洲工廠。品類和地域的快速復(fù)制可以提高交付數(shù)量，形成市 場占有和規(guī)

14、模效應(yīng)，實現(xiàn)成本領(lǐng)先。特斯拉國際化布局和產(chǎn)品迭代的過程，展現(xiàn)了強(qiáng)大的底層技術(shù)能力和高效的軟性管理能力。圖表：特斯拉的成長模式電動化：掌握三電核心技術(shù)，電芯走向自研自產(chǎn)從技術(shù)角度來看，電動化的重點在于高效率低成本，并且可以進(jìn)行工程迭代。在特斯拉研究報告：用軟件定義汽車中我們曾詳細(xì)分析過，電池方面，特斯拉提出更優(yōu)的兩極材料、模組結(jié)構(gòu)、電池管理系統(tǒng)和熱管理四大主要途徑來解決動力電池溫度敏感性高、成組管理難度大、易爆炸等局限性，成功令 Model 系列車的續(xù)航能力達(dá)到業(yè)內(nèi)中高水平；電機(jī)電控方面，特斯拉采取包括設(shè)計對應(yīng)沖片、提高扭矩、冷卻系統(tǒng)等手段，應(yīng)用高性能永磁電機(jī)，成功令 Model 3 電機(jī)具有體

15、積小、成本低（稀土使用量非常少，而且無需使用銅芯，降低鑄造成本）、功率高等優(yōu)點。從生產(chǎn)制造角度來看，特斯拉一步步垂直整合，解決全球化布局中核心三電成本高、產(chǎn)能不足的問題，其中電池領(lǐng)域垂直整合程度最為明顯，主要分為三步：一、與松下深度綁定，解決電池研發(fā)成本高、周期長、難度大的問題，同時進(jìn)行自身技術(shù)積累。特斯拉與松下共合作過三款電池，特斯拉在生產(chǎn)第一款汽車 Roadster 時，并不具備動力電池生產(chǎn)的所需技術(shù)和資質(zhì)，在測試過當(dāng)時市面上電池后，特斯拉選擇能量密度高、工藝成熟、生產(chǎn)自動化程度高的松下圓柱電池。雙方于 2014 年合作投資 50 億美元建造電池超級工廠 Gigafactory 1，松下成

16、為特斯拉獨家供應(yīng)商。雙方關(guān)系深度綁定，松下負(fù)責(zé)電池電芯制造，特斯拉負(fù)責(zé)電池模組和電池包的組裝，再將電池成品運輸進(jìn)行汽車裝載。雙方通過合作研發(fā)第二款 2170 電池，采用鎳鈷鋁 NCA 配備硅碳負(fù)極，單體電池容量在 34.8Ah 之間，性能較上一代 18650 提高約 20%，用于搭載 Model 3/Y。4680 是雙方合作的第三款電池，續(xù)航里程提高 16%，能量密度提升 5 倍，電力提升 6 倍，用于搭載 2021 年推出的新款 Model S Plaid 三電機(jī)高性能版。圖表：特斯拉-松下合作款電池情況186501865021704680搭載車型RoadsterModel S/XModel

17、 3/YModel S Plaid三電機(jī)高性能版長度（mm）65657080直徑（mm）18182146電池正極材料鈷酸錳（LCO)鎳鈷鋁（NCA）鎳鈷鋁（NCA）N/A電池負(fù)極材料石墨石墨硅碳N/A電池單體能量密度（Wh/kg）210230260340N/A資料來源：特斯拉二、開放供應(yīng)鏈，探測電池適用多樣性以及通過競爭來近一步降低成本。特斯拉與松下合作期間，由于產(chǎn)能不足、成本過高、經(jīng)營理念差異產(chǎn)生多次分歧。因此，特斯拉逐漸引進(jìn) LG 和寧德時代，形成“圓柱-松下、軟包-LG、方形-寧德時代”的布局（目前 LG 為特斯拉提供的依然是 2170 圓柱電池）。從技術(shù)角度來看，三方均是該領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)

18、先者，特斯拉可以嘗試探索電池模組多樣性和模組優(yōu)化的可行性；從商業(yè)角度來看，開放供應(yīng)鏈引入價格協(xié)商機(jī)制，可以有效降低采購成本，確保當(dāng)?shù)禺a(chǎn)能的同時，有利降低最終汽車產(chǎn)品成本。圖表：特斯拉全球電池供應(yīng)鏈布局2014年合作建廠為全球Roaster、Model S/X/3/Y提供電池松下供貨期限：新版協(xié)議為2020年4月1日至2023年3月31日LG Chem2019年確定合作為國產(chǎn)Model 3/Y提供2170電池2020年確定合作為國產(chǎn)Model 3提供電池（目前為方形磷酸鐵鋰電池）寧德時代 供貨期限：2020年7月1日至2022年6月30日資料來源：特斯拉三、自建工廠，技術(shù)探索和生產(chǎn)供應(yīng)共同進(jìn)行。

19、從電池角度看，特斯拉出于汽車未來發(fā)展以及企業(yè)戰(zhàn)略考慮，對成本把控主要圍繞技術(shù)、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)三個層面。1）通過技術(shù)降低成本、提高電池性能。通過正極、負(fù)極、隔膜、電解液體系革新和新型材料來降低動力電池成本。動力電池成本居高不下的主要原因在于電池的原材料，四大材料占總成本的比例接近 3/4。目前主流電池中的鋰和鈷價格波動較大，不利于成本管控。特斯拉通過資助著名鋰電池專家 Jeff Dahn，進(jìn)行“百萬英里”高循環(huán)高壽命電池、“無鈷電池”等技術(shù)研發(fā)，建立正極、電解液方面的優(yōu)勢，其中“百萬英里電池”，即“鎳鈷鋁電極合成方法”（Method for Synthesizing Nickel-Cobalt-Al

20、uminum Electrodes）技術(shù)已經(jīng)申請專利。與此同時，正式發(fā)布的新款 4680 電池所采用的無極耳技術(shù)便是由 Jeff Dahn 團(tuán)隊研發(fā)所有。2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)降成本。即通過優(yōu)化設(shè)計減少模組或使用輕量化材料，提高電池組能量密度并降低成本。以寧德時代 CTP 方案為例，CTP 方案可以降低電池包零部件數(shù) 40%、提升空間利用率 15%-20%、提升能量密度 10%-15%。3）建立自動化生產(chǎn)線和工藝改造提升生產(chǎn)效率。特斯拉通過收購超級電容企業(yè) Maxwell 和生產(chǎn)制造企業(yè) Hibar，進(jìn)行電池生產(chǎn)技術(shù)探索，其中 Maxwell 更具備干電極制備工藝。與傳統(tǒng)濕法電極制備工序不同，干電極無需

21、將材料與溶劑混合，直接將粉狀材料壓制成薄膜并覆蓋貼合到電池極片上。根據(jù) Maxwell 報告數(shù)據(jù)顯示，干電極制備技術(shù)較傳統(tǒng)濕電極制備技術(shù)降低生產(chǎn)成本 10%-20%、循環(huán)壽命可提高 1 倍。智能化：構(gòu)建“算法+算力+數(shù)據(jù)”的自動駕駛閉環(huán)，集中式電子電氣架構(gòu)賦予 OTA 能力，引發(fā)汽車商業(yè)模式變革整車 OTA：軟硬件解耦，軟件持續(xù)升級提供全生命周期價值通過 Model S/X 與 Model 3/Y 不斷升級，特斯拉電子電氣架構(gòu)向集中式發(fā)展。隨著現(xiàn)代汽車的電子電氣功能越來越復(fù)雜，整車上的電子控制單元（Electronic Control Units, ECUs）也隨之增多。當(dāng)前一輛普通汽車的 E

22、CU 多達(dá) 70-80 個，代碼約 1 億行，其復(fù)雜度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 Linux 系統(tǒng)內(nèi)核和 Android。在傳統(tǒng)的汽車供應(yīng)鏈中，OEM 高度依賴博世、大陸等一級供應(yīng)商提供的 ECU。但不同的 ECU 來自不同的一級供應(yīng)商，有著不同的嵌入式軟件和底層代碼。這種分布式的架構(gòu)在整車層面造成了相當(dāng)大的冗余，而且整車企業(yè)并沒有權(quán)限去維護(hù)和更新 ECU。與傳統(tǒng)造車不同的是，特斯拉采取了集中式的電子電氣架構(gòu)，即通過自主研發(fā)底層操作系統(tǒng)，并使用中央處理器對不同的域處理器和 ECU 進(jìn)行統(tǒng)一管理。特斯拉 Model 3 的電子電氣架構(gòu)分為三部分CCM（中央計算模塊）、BCM LH（左車身控制模塊）和 BCM

23、RH（右車身控制模塊），其中 CCM 由 IVI（信息娛樂系統(tǒng)）、ADAS/Autopilot（輔助駕駛系統(tǒng)）和車內(nèi)外通信三部分組成，CCM 上運行著 X86 Linux 系統(tǒng)。BCM LH 和 BCM RH 則負(fù)責(zé)車身與便利系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)以及動力系統(tǒng)的功能。圖表：特斯拉 EEA：Vehicle Computer資料來源：博世（目前特斯拉處于 Vehicle Computer，向上級 Vehicle CloudComputer 進(jìn)化）特斯拉集中式電子電氣架構(gòu)簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)、集中算力、提升后續(xù)服務(wù)價值。集中式 EEA 架構(gòu)主要有以下三點好處，第一，軟硬件解耦、算力集中化。可以真正地實現(xiàn)硬件標(biāo)

24、準(zhǔn)化和軟件開發(fā)重復(fù)利用，既實現(xiàn)供應(yīng)商可替代，也可以大大縮短軟件迭代周期，同時為日后第三方軟件開發(fā)掃清了障礙。車輛將成為移動的智能終端，同時大量計算工作可以集中至車載中央處理器甚至云端，減少了內(nèi)部冗余同時車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同成為可能。第二，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化、制造自動化。車載以太網(wǎng)開始取代 CAN 總線結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體集成使得特斯拉可以精簡內(nèi)部線束結(jié)構(gòu)。Model S 內(nèi)部線束長度長達(dá) 3 千與采集的比，幫助注米，Model 3 只有 1.5 千米，Model Y 縮短至 100 米左右。線束結(jié)構(gòu)的精簡可以使特斯拉的生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。第三，提升服務(wù)附加值。實現(xiàn)整車 OTA 功能后，特斯拉可以通過系統(tǒng)升級持續(xù)地改進(jìn)

25、車輛功能，軟件一定程度上實現(xiàn)了傳統(tǒng) 4S 店的功能，可以持續(xù)地為提供車輛交付后的運營和服務(wù)。傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品交付就意味著損耗和折舊的開始，但軟件 OTA 賦予汽車更多生命力，帶來更好用戶體驗。自動駕駛：構(gòu)建“算力+算法+數(shù)據(jù)”閉環(huán)，不斷加深垂直整合目前主流智能化汽車基本配備 L2 級別輔助駕駛系統(tǒng)，尚無企業(yè)實現(xiàn)完全自動化駕駛系統(tǒng)。特斯拉輔助駕駛系統(tǒng) Autopilot 是率先實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的輔助駕駛系統(tǒng)。根據(jù)特斯拉 AI 主管 Andrej Karpathy 演講內(nèi)容，“由于我們沒有采用激光雷達(dá)和高精地圖，Autopilot 的功能依賴 8個攝像頭采集原始圖像，然后進(jìn)行計算機(jī)視覺運算”。特斯拉輔

26、助駕駛系統(tǒng)的實現(xiàn)主要包括圖像收集、特征提取、訓(xùn)練學(xué)習(xí)、評估、對比改進(jìn)這五個步驟。圖表：特斯拉 Autopilot 技術(shù)堆棧情況數(shù)據(jù)對評估改進(jìn)標(biāo)訓(xùn)練學(xué)習(xí)圖像收集、特征提取資料來源：特斯拉 AI 主管 Andrej Karpathy 演講AI for Full Self-Driving第一步，攝像頭采集圖像信息。與人類駕駛員學(xué)習(xí)駕駛一樣，輔助駕駛系統(tǒng)也需要先認(rèn)識路牌、道路規(guī)則、行人等后再進(jìn)行判斷。這個時候，汽車的感知系統(tǒng)負(fù)責(zé)“認(rèn)識”，探測車輛內(nèi)外環(huán)境，包括駕駛員操作行為、車輛定位、環(huán)境可見度、路障等。感知系統(tǒng)由大量傳感器組成，包括攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、地圖定位等。目前自動駕駛環(huán)境感知的技術(shù)

27、路線主要有兩種，一種是使用視覺主導(dǎo)的多傳感器融合方案，另一種則以激光雷達(dá)為主導(dǎo)，特斯拉為第一種方案。2014 年特斯拉推出了Autopilot1.0 版本，當(dāng)時的主要傳感器是“前置攝像頭”，配備 1 個前置攝像頭、 1 個前向毫米波雷達(dá)、車身一周 12 個超聲波雷達(dá)。視覺主導(dǎo)方案技術(shù)比較成熟，成本較低，但攝像頭成像受環(huán)境光照的影響較大。2016 年 5 月美國佛羅里達(dá)，一輛 Model S 在 Autopilot 開啟狀態(tài)下與一輛卡車相撞、車主死亡，主要因為在天氣影響下攝像頭沒有識別出和環(huán)境顏色相似的卡車（均為亮白色），導(dǎo)致汽車在速度過快的情況下撞上卡車，因此事后官方調(diào)查說明的是“在天空明亮光

28、線的照射之下，自動駕駛功能和駕駛員都未能發(fā)現(xiàn)掛車的白色面，因此剎車功能就沒能啟動?！笔鹿屎螅厮估瓕⒅饕獋鞲衅鲹Q成毫米波雷達(dá)，Autopilot 2.0 的配置為 1 個毫米波雷達(dá)、8 個攝像頭（3 個前置、2 個側(cè)邊、3 個后置）、12 個超聲波雷達(dá)、1個后置倒車?yán)走_(dá)。目前，除了 Model 3 增添了一個車內(nèi)攝像頭以外，特斯拉最新 Autopilot 3.0 版本的配置基本保持不變。圖表：特斯拉歷代 AP 情況對比圖Autopilot 1.0Autopilot 2.0Autopilot 2.5Autopilot 3.0推出時間2014 年 9 月2016 年 10 月2017 年 8 月2

29、019 年 4 月傳感器1 個前置攝像頭1 個毫米波雷達(dá)1 個毫米波雷達(dá)1 個毫米波雷達(dá)1 個前向毫米波雷達(dá)8 個攝像頭（3 個前置、2 個側(cè)邊、3 個后置）8 個攝像頭（3 個前置、2 個側(cè)邊、3 個后置）8 個攝像頭（3 個前置、2 個側(cè)邊、3 個后置）12 個超聲波雷達(dá)12 個超聲波雷達(dá)12 個超聲波雷達(dá)12 個超聲波雷達(dá)1 個后置倒車?yán)走_(dá)1 個后置倒車?yán)走_(dá)1 個后置倒車?yán)走_(dá)Model 3 增加一個車內(nèi)攝像頭資料來源：特斯拉第二步，利用“總-分”結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)來提取圖像特征。在車輛駕駛環(huán)境中，道路情況和駕駛情況相當(dāng)復(fù)雜，攝像頭采集的信息和圖像往往非常龐大，輔助駕駛系統(tǒng)需要同時

30、處理幾十乃至上百的運算任務(wù)，為了提高效率并且降低任務(wù)處理難度，特斯拉采用 HydraNets 架 構(gòu)的深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，概括來說，是一個“總-分”結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。 “總”代表首先將運算任務(wù)輸入到一個大型的共享骨干網(wǎng)絡(luò)上，總的骨干 網(wǎng)絡(luò)共有 8 個小網(wǎng)絡(luò)，運算任務(wù)也將被分成 8 份到各個小網(wǎng)絡(luò)中，以降 低整體運算難度、提升運算效率。“分”是每個小網(wǎng)絡(luò)單獨訓(xùn)練和學(xué)習(xí)那 一小部分的圖像和信息、提取有效特征（例如物體外部特征、距離等信息）。圖表：特斯拉“總-分”結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型資料來源：特斯拉 AI 主管 Andrej Karpathy 演講AI for Full Self-Driving第三步，采

31、用 PyTorch 進(jìn)行分布式訓(xùn)練。隨著車輛增多、數(shù)據(jù)提取量提升，簡單收集所有汽車的所有數(shù)據(jù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，并且任何因素都會導(dǎo)致上傳數(shù)據(jù)，例如司機(jī)急剎車、道路上遇到某樣物體等。過多的數(shù)據(jù)添加會占用數(shù)據(jù)集容量。此外，單純的通過真實數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷也會隨著數(shù)據(jù)量提升而產(chǎn)生運算壓力，因此，特斯拉認(rèn)為“需要縮小數(shù)據(jù)收集范圍”，除了真實數(shù)據(jù)以外還需要具備預(yù)測能力。特斯拉利用 PyTorch 進(jìn)行分布式訓(xùn)練，不斷訓(xùn)練計算機(jī)自主對路徑、外界物體的判斷和規(guī)劃能力，畢竟與其人工對每一種駕駛行為進(jìn)行編碼，并且是否對每一種駕駛行為都進(jìn)行編碼還有待商榷，還不如訓(xùn)練算法，讓算法自動的從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并能判斷這些行為，模仿學(xué)習(xí)

32、的使用可以很大程度減少工程師投入到路徑規(guī)劃上的工作量。備注：PyTorch 是一個開源的 Python 機(jī)器學(xué)習(xí)庫，用于自然語言處理等應(yīng)用程序，目前被廣泛用于深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域。第四和第五步，模擬結(jié)果和實際結(jié)果進(jìn)行評估、對比，對錯誤部分進(jìn)行修正。特斯拉認(rèn)為需要縮小數(shù)據(jù)收集范圍，即并非所有的數(shù)據(jù)都會被采集，特斯拉通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來模仿真實駕駛行為，車輛行駛的時候，后臺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就開始運行，只有當(dāng)模擬結(jié)果和駕駛員真實操作相違背的時候，相關(guān)數(shù)據(jù)才會被上傳，因為這部分的數(shù)據(jù)是算法預(yù)測錯誤的，也是最有價值的部分。修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)果并為數(shù)據(jù)打上標(biāo)簽，為下次相似操作提供更好的依據(jù)，這個模式也被稱為“影子模式”。從

33、五個步驟下來，特斯拉 Autopilot 系統(tǒng)從被動學(xué)習(xí)，即從真實數(shù)據(jù)中進(jìn)行判斷，到主動學(xué)習(xí)，即通過深度學(xué)習(xí)進(jìn)行預(yù)測判斷，形成“數(shù)據(jù)采集-特征提取-訓(xùn)練學(xué)習(xí)-評估-預(yù)測對比”的數(shù)據(jù)閉環(huán)。而這種閉環(huán)，也為特斯拉變革商業(yè)模式提供有力支撐，特斯拉從單純的賣汽車產(chǎn)品進(jìn)而向賣軟件服務(wù)轉(zhuǎn)型。深度學(xué)習(xí)的結(jié)果需要 3D 化展現(xiàn)，因此特斯拉在 11 月推出的測試版 FSD beta 中引入了鳥瞰預(yù)測圖。11 月一名美國特斯拉車主發(fā)布的關(guān)于 FSD Beta 版駕駛情況，視頻中車輛在非封閉道路的路口左轉(zhuǎn)前成功識別了交通信號燈，并在讓了對向直行車輛后完成轉(zhuǎn)向。對比之前系統(tǒng)無法預(yù)測路口布局，此次更新版本非常好的預(yù)測了

34、路口布局，并且在實際操作中進(jìn)行了“轉(zhuǎn)向”操作，而原理則主要是特斯拉利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，通過多個不同角度的視頻文件提取特征要素合并融合，再進(jìn)行加工處理成為時態(tài)模塊形成點狀的數(shù)據(jù)，點狀數(shù)據(jù)匯集到 BEV 網(wǎng)中，將時間和序列進(jìn)行融合，展現(xiàn)更平滑和動態(tài)的結(jié)果。此次更新，特斯拉利用深度學(xué)習(xí)彌補(bǔ)因為攝像頭精度不足而造成的部分區(qū)域不可見，預(yù)測了那部分不可見區(qū)域并且獲得成功。圖表：特斯拉鳥瞰圖 3D 預(yù)測資料來源：特斯拉（左圖為實際路口情況、中間圖為此次更新系統(tǒng)預(yù)測的路口情況、右圖為更新前預(yù)測的路口情況）當(dāng)然，上述步驟的順暢運行離不開硬件部分的支持，當(dāng)業(yè)內(nèi)芯片方案無法滿足特斯拉的需求時，特斯拉便自行研發(fā)

35、了車載自動駕駛計算平臺。特斯拉經(jīng)歷了合作到自研車載自動駕駛計算平臺的過程。自佛羅里達(dá)事故發(fā)生后，特斯拉結(jié)束與 Mobileye 的合作，一方面特斯拉轉(zhuǎn)與英偉達(dá)進(jìn)行合作，采用英偉達(dá) Drive PX2 計算平臺推出 Autopilot 2.0/2.5 兩個自動駕駛輔助系統(tǒng)；另一方面，特斯拉建立自研芯片小組，于 2018 年研制、檢測成功，于 2019 年推出采用自研 FSD 芯片的 Autopilot 3.0 自動駕駛輔助系統(tǒng)。圖表：特斯拉自動駕駛芯片發(fā)展歷程資料來源：特斯拉特斯拉 FSD 芯片采用 14nm 工藝制造，包含 3 個四核 Cortex-A72 集群，共 12 個運行于 CPU（2

36、.2GHz）、1 個運行于 GPU（1GHz）、2 個運行于 NPU（2GHz）。目前，自動駕駛處理器往往以 CPU 或者 GPU 為主，再結(jié)合其他功能模塊，例如英偉達(dá) Xavier 芯片就是以 GPU 為特色的自動駕駛處理器，采用 12nm 工藝上制造，包括一個八核 CPU 集群、具有額外推理優(yōu)化的 GPU、深度學(xué)習(xí)加速器、視覺加速器和一套多媒體加速器。與主流設(shè)計方案不同，特斯拉 FSD 芯片更注重神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器 NPU 單元，2 塊 NPU 單元分布占比最高，功能重要性可見一斑。備注：NPU, 嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，采用“數(shù)據(jù)驅(qū)動并行計算”架構(gòu)，擅長處理視頻、圖像類的海量多媒體數(shù)據(jù)。圖表：

37、主流量產(chǎn)車規(guī)級自動駕駛芯片布局對比資料來源：Wikichip圖表：主流量產(chǎn)車規(guī)級自動駕駛芯片性能對比特斯拉 FSD 芯片英偉達(dá) XavierMobileye EyeQ4工藝制程（納米）141228整數(shù)運算能力（TOPS）72(單芯片）302.5功耗（瓦）72303能耗比（TOPS/瓦）110.8搭載計算平臺特斯拉 HW3.0英偉達(dá)DRIVE AGX XavierMobileye EyeQ4合作車企特斯拉小鵬 P7 等蔚來、寶馬、日產(chǎn)等資料來源：企業(yè)官網(wǎng)，恒大研究院圖表：特斯拉 Autopilot 行駛里程情況資料來源：Lex Fridman高效的軟性能力：品牌、銷售、服務(wù)特斯拉強(qiáng)大的底層能力有

38、利降低不同車型的生產(chǎn)制造成本，而高效的軟性能力有利快速提高新車推廣和后續(xù)服務(wù)，其中包括品牌、銷售和服務(wù)。以個人形象提高品牌知名度特斯拉具有非常高的品牌價值，這很大程度上得益于 CEO 馬斯克的個人魅力和獨特光環(huán)。馬斯克初期打造現(xiàn)實版鋼鐵俠形象，個人影響力高漲，“網(wǎng)紅效應(yīng)”使得特斯拉自帶流量和媒體曝光度。例如在 Model 3 發(fā)布會后利用社交網(wǎng)絡(luò)上各路媒體及自媒體進(jìn)行話題討論，首周預(yù)定量便超過 30 萬，傳播效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)廣告渠道。根據(jù)全球品牌評估平臺 BrandZ數(shù)據(jù)，特斯拉自 2016 年起位列全球汽車品牌前十，品牌價值也從 2016 年的 44 億美元漲至 2020 年的 113.5 億美

39、元，甚至超過保時捷等老牌豪車品牌。以直營模式改變傳統(tǒng)銷售方式有別傳統(tǒng)車企的多層經(jīng)銷模式，特斯拉效法蘋果，選擇自建展示廳和體驗店，采取“線上銷售+線下展示+后續(xù)服務(wù)”， 直銷模式有利降低營銷和渠道費用、優(yōu)化庫存管理。特斯拉依靠 CEO 馬斯克個人影響力建立品牌形象，線上預(yù)定減免經(jīng)銷環(huán)節(jié)，減少銷售步驟降低企業(yè)成本。此外，通過“線上預(yù)定-接單生產(chǎn)”模式可以優(yōu)化庫存管理，避免庫存過多情況。然而需要值得注意，盡管特斯拉是汽車行業(yè)內(nèi)直銷模式的典范，但實際上直營店的運營成本并不低，且直營模式并非特斯拉特有，不存在實際門檻，新造車勢力例如蔚來小鵬等，大多也采用該模式。圖表：特斯拉營銷費用對比4002019年營

40、銷費用（億美元）SG&A（億美元）350300250200150100500特斯拉大眾福特資料來源：Wind（2019 年特斯拉營銷費用為 2700 萬美元）以軟件訂閱模式提升盈利能力產(chǎn)品類型創(chuàng)新，從“硬件-軟件-服務(wù)”三層漸進(jìn)式推進(jìn)。從發(fā)展歷程來看，特斯拉與蘋果相似，以售賣產(chǎn)品為鋪墊向軟件和生態(tài)服務(wù)發(fā)展。第一階段，為獲取用戶進(jìn)行全球化產(chǎn)品銷售。特斯拉的軟件應(yīng)用以汽車產(chǎn)品為平臺，主要包括 Autopilot 與 FSD，因此銷售汽車是第一要務(wù)。為以更高性價比獲取市場，特斯拉在全球主要國家和地區(qū)自建工廠來降低成本，或為了獲取當(dāng)?shù)匮a(bǔ)貼進(jìn)行價格調(diào)整。第二階段，局部試點進(jìn)行市場和用戶教育。蘋果從硬件到

41、軟件的轉(zhuǎn)變主要從 iTunes 開始。iTunes 的推出主要因為 2000 年前后消費電子市場 MP3 的盛行，盡管市面上已經(jīng)存在例如索尼、愛立信等市占率高的 MP3 產(chǎn)品，但是沒有一款很好的音樂軟件可以將 MP3 和播放器進(jìn)行同步管理，直到 2001 年 iTunes 的推出得以實現(xiàn)。此后，蘋果專門推出 MP3 播放器 iPod 系列，并通過“iPod 和蘋果電腦+iTunes”捆綁銷售，不斷加深用戶使用習(xí)慣。將 iTunes 升級為音樂商城嘗試內(nèi)容服務(wù)，以 0.99 美元/首的低價吸引用戶，一方面逐漸培養(yǎng)用戶消費習(xí)慣增加粘性，另一方面改變音樂市場版權(quán)混亂、盜版無序等現(xiàn)象，從而聯(lián)通用戶和內(nèi)

42、容生產(chǎn)者。與蘋果 iTunes 時期相似，特斯拉以“硬件出廠搭載+軟件不斷更新”逐步解鎖自動駕駛內(nèi)容，不斷吸引用戶并培養(yǎng) 用戶使用習(xí)慣，進(jìn)行自動駕駛領(lǐng)域的市場教育。第三階段，從用戶到開發(fā) 者逐步建立生態(tài)環(huán)境?！癷Tunes+iPod/Mac”形成蘋果內(nèi)容和軟件服務(wù)雛形， “App Store+iPhone”完善蘋果內(nèi)容服務(wù)生態(tài)。引入 App Store，蘋果搭建用戶和開發(fā)者溝通平臺，用戶方面，蘋果通過應(yīng)用軟件排名、搜索為用 戶提供更廣更豐富的服務(wù)；開發(fā)者方面，蘋果提供設(shè)計工具箱，幫助開發(fā) 者設(shè)計、營銷和推廣。特斯拉未來將會向 App Store 模式發(fā)展，特斯拉效 仿蘋果 App Store

43、開始建立應(yīng)用商城（Tesla App），從僅限軟件升級、充 電等較為封閉服務(wù)，逐步發(fā)展成娛樂軟件導(dǎo)入、付費升級等多元化的服務(wù)。從軟件生態(tài)來看，特斯拉 10.0 版本更新后將支持 Spotify、Netflix、 Cuphead 等信息娛樂軟件；從服務(wù)內(nèi)容來看，特斯拉嘗試以付費形式進(jìn)行車輛性能更新， 例如 2019 年 12 月特斯拉推出性能加速升級（Acceleration Boost Upgrade），為Model 3 雙電機(jī)版本提供加速服務(wù)，更新后 0-60mph 加速時間可從 4.4 秒降低為 3.9 秒，更新費用 2000 美元。此外，特斯拉未來還提供包括汽車保險、自動駕駛車隊（Rob

44、otaxi）等，為用戶后續(xù)擴(kuò)充更多增值服務(wù)。訂閱服務(wù)提升盈利可持續(xù)性。特斯拉所有產(chǎn)品從出廠時均配備相關(guān)的自動駕駛硬件，如果用戶想要添加和使用這些功能或者修復(fù)某些軟件問題，特斯拉會通過 OTA 進(jìn)行系統(tǒng)升級。價格方面，用戶以打包價在車輛預(yù)定或者車輛交付時買斷相關(guān)的功能，例如最新的 FSD 售價為 8000 美元。與蘋果最早期應(yīng)用軟件類似，部分專業(yè)性較強(qiáng)的工具軟件面對的是“一次付費+終身更新”，這對軟件研發(fā)團(tuán)隊的后續(xù)改進(jìn)無法起到很好的激勵作用。因此，蘋果推出訂閱模式，從一次性買斷轉(zhuǎn)為月度支付，且隨著 “iPhone+App Store”生態(tài)完善，蘋果軟件營收能力不斷增強(qiáng)，2020 年三季度蘋果 i

45、Tunes 軟件及服務(wù)收入達(dá) 537.7 億美元，營收占比 19.6%。訂閱模式將有利提升特斯拉未來營收結(jié)構(gòu)，第一，訂閱模式可以增加軟件使用用戶數(shù)量，目前特斯拉嘗試 2020 年底推出 100 美元/月 FSD 訂閱服務(wù)，相對 8000 美元套件價格，用戶可以以更便宜的價格享受完整服務(wù)；第二，特斯拉 FSD 套件自推出后，經(jīng)歷過多次變價，最近一次 FSD 價格從 7000 美元漲至 8000 美元，訂閱模式可以緩解因價格多變而引起消費者不滿情況；第三，隨著特斯拉產(chǎn)品銷量提升、訂閱模式擴(kuò)大軟件使用率，未來軟件服務(wù)將成為特斯拉核心營收來源。目前特斯拉已經(jīng)推出 9.9美元/月 Premium Con

46、nectivity 流量服務(wù)，服務(wù)包括流媒體、車況查詢、瀏覽器使用等（車主依然可以免費使用導(dǎo)航服務(wù)，Premium Connectivity相關(guān)服務(wù)也可以依靠車主共享手機(jī)熱點使用）。備注：特斯拉 OTA 依然提供免費的基礎(chǔ)更新服務(wù)，付費形式的車輛性能更新為可選項并非必備項。圖表：蘋果 iTunes 軟件服務(wù)收入占比提升資料來源：Wind挑戰(zhàn)與展望隨著第一個十年基本已經(jīng)完成，2016 年馬斯克又提出了新的十年計劃“Master Plan Part Deux”，包括四方面任務(wù)：一、制造太陽能屋頂并整合儲能電池；二、擴(kuò)大特斯拉新能源汽車產(chǎn)品線至所有主要細(xì)分市場；三、積極開發(fā)無人駕駛技術(shù)，通過大規(guī)模車

47、隊實現(xiàn)快速迭代；四、推出汽車共享分時租賃。未來特斯拉所面臨的競爭對手不僅僅是大眾、豐田等傳統(tǒng) OEM，更有谷歌、英偉達(dá)、Uber 等高科技企業(yè)，還有石油巨頭、氫能源技術(shù)、中國傳統(tǒng)與新造車勢力。全球新能源汽車市場格局仍存變數(shù)。1、特斯拉將成為一家全球化車企。Model 3 已經(jīng)成為現(xiàn)象級的產(chǎn)品， 當(dāng)務(wù)之急在于快速推進(jìn)德國工廠建設(shè)，并推出 Model Y 以滿足 SUV 用戶 的需求。此后特斯拉還將推出電動卡車 Tesla Semi、電動皮卡 Cybertruck。我們預(yù)測 2030 年全球電動汽車銷量將達(dá)到 3500 萬輛，特斯拉年銷量將達(dá)到 600-800 萬輛，海外市場營收占比將超過 50%

48、。2、未來特斯拉在電動化領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢可能被逐步縮小，核心競爭力在于智能化、無人駕駛技術(shù)、數(shù)據(jù)和品牌。從智能手機(jī)發(fā)展史來看，外觀和供應(yīng)鏈都極易被模仿借鑒，但蘋果的利潤卻超過所有競爭對手總和，核心在于自研A 系列芯片、iOS 系統(tǒng)，并打造應(yīng)用生態(tài)和高端品牌。特斯拉通過自研自動駕駛芯片和人工智能算法，并配合數(shù)量最大的車隊不斷提供用于深度學(xué)習(xí)的真實路況數(shù)據(jù)，特斯拉將擁有比其他競爭對手更高的算法迭代效率。未來一旦特斯拉的攝像頭路線被證明可行性，相對于激光雷達(dá)路線將體現(xiàn)出極大的成本優(yōu)勢。3、長期來看，汽車服務(wù)和能源服務(wù)將成為特斯拉新的增長點。特斯拉已經(jīng)建立了全球范圍的直營店和充電網(wǎng)絡(luò)，通過 OTA 不斷向用戶推送新的軟件與功能，特斯拉正持續(xù)構(gòu)建線上+線下、汽車+能源的服務(wù)閉環(huán)。全自動駕駛成熟以后，特斯拉還將自建車隊提供出租車服