研究报告全文：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liuhongchenxbmailcomcn核心结论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行业评级超配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前次评级超配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评级变动维持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近一年行业走势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Model3Y每一次汽车生产革命汽车沪深300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104680CTC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4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489307元辆通过减重带来单-2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-8更大空间-14-20投资建议-262022-032022-072022-11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相对表现个月个月个月新泉股份银轮股份1312特斯拉生产制造革命一体化压铸4680CTC1大吨位压铸机建议关注力劲科技伊之密2汽车-348243-193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44680CTC建议关注三花智控沪深300-301449-1191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请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明201第三篇章开启特斯拉生产制造革命加速02墨西哥工厂加速向中国供应商转变目目录录03极致制造成本决胜CONTENTSCONTENTS04投资建议05风险提示11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RoadsterModelSXModel3YPowerwall3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第二篇章2016年7月20日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11Optimus汽车制造全面转向可持续能源4可持续能源计划将在2050年前实现全球100的可持续能源经济资料来源特斯拉官网特斯拉公众号特斯拉投资者日西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明411MasterPlan3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资料来源特斯拉投资者日IT之家特斯拉财报会议TeslaMag西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明511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Model3Y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型丰田受流水线生产启发大众模块化平台可以实现相比于传统冲压焊接工艺车需要开始采用流水线通过使用库存缓冲来代替不同品牌和不同级别的车特斯拉一体压铸工艺的应生产将汽车装配时间由流水线的空间缓冲同时型共享实现汽车零部件用大幅降低成本减少原先的700多个小时减采用快速换模的方式解决的标准划生产降低车型零部件数量4680CTC提少至125小时同时大幅小批量多样化的需求的研发费用周期以及生升总装生产效率持续降减少工人数量实现汽车减少生产过程中的浪费问产环节的制造成本进一低成本Model3Y全球热生产效率大幅提升生产题提升生产效率降低步提升汽车生产效率推销引领汽车工业新一轮成本大幅下降生产成本打造卡罗拉销出了全球爆款高尔夫的生产制造革命量神话资料来源特斯拉官网西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明611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图一体化压铸VS冲压-焊装4680CTCVS总装一体化压铸涂装总装白车身并行涂装总装油漆车身整车冲压焊装资料来源特斯拉官网意德拉官网西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明711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402022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82023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方案资料来源特斯拉官网特斯拉电池日西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明811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资料来源特斯拉投资者日西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明911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资料来源特斯拉投资者日财联社西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1012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资料来源特斯拉投资者日特斯拉官网西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明11124680CTC特斯拉引领动力电池结构创新特斯拉4680CTC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方案图特斯拉专利中大模组方案VSCTC方案电芯布局承载式车身Fig6AFig6BFig5特斯拉大模组方案特斯拉CTC方案Fig8Fig9BBusbar连接电芯电池包单侧8个泄压阀Fig9A资料来源中国电池网西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明12124680CTC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ModelSX上市时电池包搭载18650电芯共1416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332whkg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电芯型号18650217004680单个电芯性能容量多50容量多5倍容量Ah348-524-30能量wh121518-188898-118质量g4570350-35518650电芯21700电芯4680电芯能量密度whkg270270276-332电芯成组性能ModelS传统电池包Model3大模组电池包CTC方案成组类型共1416个模组共4个模组无模组和独立电池包系统总容量kwh8582-83481-104系统能量密度whkg250270332规模量产后将低于系统成本wh171155ModelS传统电池包Model3大模组电池包CTC方案21700电池包共1416个模组共4个模组无模组和独立电池包系统售价wh185170-资料来源特斯拉官网汽车电子设计electrek第一电动网INTEGRATEDENERGYSTORAGESYSTEM专利号US20210159567A1西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明13124680CTC产能提升匹配销量增长曲线特斯拉4680电池量产提速加州工厂周产量提升至866万颗2022年初特斯拉加州工厂4680电池良品率已提升至92截至2022年末该工厂周产量已提升至868万颗能够支持1000辆ModelY车型使用产能提升匹配销量增长曲线目前4680电池主要供应ModelY在21700电池和磷酸铁锂电池支持下4680电池整体产量进度并不影响ModelY的产量而伴随着2023年即将推出的CybertruckSemi等新车型均只使用4680电池仅以Cybertruck为例若其2023年上市交付全年销量预计9万辆单车带电量207Kwh对应4680电池需求量接近20Gwh因此4680电池量产规模的快速爬坡仍是特斯拉销量增长的关键图特斯拉4680电池各工厂进展情况资料来源特斯拉官网电车汇电池中国网高工锂电西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明14124680CTC干法电极实现专利突破4680电池量产提速干法电极技术是实现电池降本增效的关键路径存在较高的技术难度和专利壁垒干法电极技术相比传统技术在正极达到相同需求时能够增加电极材料厚度增强电极的活跃度并提升5左右能量密度进一步提高电池的循环寿命相比于湿法电极技术其工艺流程更为简单生产效率更高同时由于不需要增添NMP溶剂相应的无需通过昂贵的电极涂覆机进行回收处理因此生产成本相对更低但干法电极成膜的均匀度和一致性更难控制而电动车电池的电极比超级电容器的电极更大更厚因此生产难度更高特斯拉突破干法电极技术专利壁垒4680电池量产有望提速自布局4680电池以来特斯拉一直努力研发电池干法电极制造工艺但整体进展缓慢2023年2月USPTO向特斯拉颁布四项4680电池相关专利其中包括了干电极薄膜的制造工艺及使用材料标志着特斯拉在干法电极制造技术方面取得关键性突破此外据autoevolution报道特斯拉已在德州工厂安装了两台由SacmiImola生产的巨型压力机未来或将投入干法电极的生产过程当中表特斯拉4680电池新专利技术表干法电极技术VS湿法电极技术专利名称主要作用对比内容干法电极技术湿法电极技术干电极薄膜和NMP溶剂不需要需要提高电池的使用寿命微颗粒非纤维性黏结剂粘合剂少量5-8PTFE大量干燥车间降低13巨大新型电极黏结剂该黏结剂可以承受更高的工作电压而不被快速降解流程简单复杂生产速度快慢用于储备设备的金属元素和用以制造干电极薄膜该薄膜包括金属锂元素和碳颗成本下降20高碳混合物粒多孔碳颗粒以及固体电解质层面SEI层可做厚电极是否能量密度300Whkg以上180-280Whkg一种方便地制备3-r-142-一种电解质添加剂可在长时间的循环过程中显著延环保是否二恶唑-5-酮化合物的方法长锂离子电池的寿命技术目前尚不成熟存在设备投资大烘箱能耗大设其他存在专利壁垒备占地面积大等一系列问题资料来源力容新能源亿利汽车知识网干法电极制备技术的研究现状西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1501第三篇章开启特斯拉生产制造革命加速02墨西哥工厂加速向国产供应商转变目目录录03极致制造成本决胜CONTENTSCONTENTS04投资建议05风险提示21墨西哥新工厂官宣引入下一代平台全新车型墨西哥新工厂发布引入下一代车型平台墨西哥超级工厂图特斯拉上海工厂建设时间预计总投资金额50亿美元计划年产能达到100万辆特斯拉下一代平台全新车型也将在墨西哥工厂量产特斯拉上海超级工厂动工投产仅用时95个月墨西哥工厂加速量产特斯拉上海工厂由2019年1月开始建设同年9月正式完工合计用时95个月特斯拉墨西哥新莱昂州新建超级工厂预计投产时间较上海工厂将会进一步缩短图特斯拉现有四大整车超级工厂图特斯拉墨西哥新工厂资料来源特斯拉投资者日西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1721特斯拉上海工厂先进经验复制下一代车型平台预计降本50特斯拉自动化率超过90以上生产节拍达到80JPH投资者日当天特斯拉第400万辆汽车在德州工厂正式下线相较于特斯拉生产第一个百万辆用时12年第四个百万辆仅用时7个月特斯拉坚持提问-删除-简化-加速-自动化的工程开发流程实现生产效率的不断提升特斯拉超级工厂总体设备自动化率超过90以上预计每45秒下线一辆白车身生产节拍达到80JPH特斯拉下一代汽车平台目标实现降低总成本50特斯拉新平台将围绕电池动力总成制造等方面进一步降本优化相较当前平台目标实现降低总成本50图特斯拉超级工厂自动化率及产量情况图特斯拉下一代平台目标降本50资料来源特斯拉投资者日西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1822墨西哥打造北美汽车供应链重镇墨西哥被誉为美国汽车生产后花园根据全球汽车制造协会数据墨西哥是全球第七大汽车制造国2021年墨西哥汽车产量达315万辆其中909用于出口主要供应美国汽车是墨西哥制造业的重要组成部分在外部投资中占比近20墨西哥具有区位资源产业链人力成本和关税优势对于电池厂商和整车制造商而言墨西哥具有丰富的锂资源绝佳的地理位置与产业链优势根据美国地质调查局数据目前世界锂矿储量约为8000万吨墨西哥以170万吨资源储量排名第十资源类型主要为锂黏土资源对于零部件厂商而言除了区位优势外墨西哥建厂兼具成本端的性价比相比美国墨西哥生产的工人成本可以降低约70且根据2020年生效的美国-墨西哥-加拿大协定75在墨西哥生产的汽车零部件可以享受零关税图北美洲整车工厂产能分布图2021年中国美国墨西哥平均年薪对比60000美元50000400003000020000100000美国墨西哥中国资料来源MarklinesStatista西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1922特斯拉北美供应商目前以外资供应商为主根据Marklines墨西哥工厂直供北美特斯拉的包括博世采埃孚Lear万都等此外北美特斯拉的供应商也多于墨西哥建厂包括安通林松下安波福恩坦华大陆LG慧鱼圣戈班电装固特异飞利浦挪威海德鲁Autoliv等目前特斯拉北美供应商以外资供应商为主并且多在墨西哥建厂图北美特斯拉的外资供应商公司名称供应零部件搭载车型美国生产Mubea后悬梁稳定杆后螺旋弹簧接地带ModelSModel3Exo-SIndustias发动机进气口客舱进气管道Model3LearMexicanTrimOperations座椅头枕总成软垫靠背饰件Model3PlasticTec内饰件座椅及附件车身零部件Model3CIENugar高压电池滑板Model3MandoMexico悬架缓冲胶垫后制动卡钳Model3电子液压制动系统制动主泵iboosterEPS座椅仰罗伯特博世ModelXModel3ModelY角电机座椅调节器转向管柱电机Novares空调出风口内饰ModelXModelSPowersSons横拉杆末端ModelSPolituretanosSWB柱上泡沫ModelS采埃孚驾驶座安全气囊中央安全气囊底盘部件ModelYModelXModelSACPSAutomotive拖车杠ModelXFraenkische电机油冷却管电池冷却管发动机散热器软管Model3资料来源Marklines各公司公告西部证券研发中心请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明20