特斯拉汽车自动化率有多高（汽车行业深度报告）

（报告出品方/作者：国泰君安证券，李沐华、齐佳宏）

01 电子电气架构变革的引领者

单车视角：电子电气架构的域化和软硬件解耦

电子电气架构的集中化是软件定义汽车的基础。在汽车E/E架构发展的前三个阶段，E/E架构是分布式的，各个阶段之间更多是复杂程度和ECU间协作程度上的差异。每个ECU控制着车辆的不同功能，也有部分功能需要不同的ECU共同协作。随着功能越来越复杂，数量庞大的ECU对整车协同带来了难度，软件更新迭代也难以实现。要实现软件定义汽车，首先需要实现电子电气架构由分布式向集中式的升级。

目前传统主机厂还是以分布式架构为主。由于分布式架构中每个功能和ECU高度对应，功能的划分非常明确，有利于主机厂针对不同模块挑选长期的供应商，从而在保证质量的同时减少研发投入，传统主机厂往往深谙此道。根据Kingslayer的数据，大众品牌汽车单车ECU数量已经超过70个，而从1993年到2010年，奥迪A8使用的ECU数量更是从5个快速增加至超过100 个。

特斯拉电子电气架构领先于传统主机厂，且仍在不断进化过程中。从Model S/X到Model 3，特斯拉实现了电子电气架构由分布式向集中式的演进和革新，ECU数量也随之减少。

车型视角：大单品策略下的车辆平台化和通用化

特斯拉坚持大单品策略。目前特斯拉的主打车型有4款：Model S、Model X、Model 3和Model Y。特斯拉的车型明显偏少，和苹果公司在手机领域的大单品策略如出一辙。特斯拉通过高端产品打造产品形象，再下沉至大众市场。特斯拉D级轿跑Model S和豪华型SUV Model X分别于2012年和 2015年推出；此后，特斯拉分别在2017年、2020年发布Model 3和Model Y。从销量上看：2021年公司Model 3/Y的全球销量达到91万辆，约为Model S/X同期销量的36.48倍。从价格带上看：2021年Model 3/Y的价格带分别在29-37万元、32-42万元，远低于Model S/X(同期价格带分别约88- 106万元、94-100万元)。

02 自动驾驶的领先者

智能驾驶：2030年汽车电子及软件市场规模有望达到4690亿美元

根据麦肯锡的预测，2020年全球汽车电子及软件市场规模2380亿美元，至2030年该市场规模有望达到4690亿美元，2020-2030 年行业整体复合增速7%。其中中国市场规模1610亿美元，占全球市场的34%。 2020年全球汽车软件市场规模340亿美元，至2030年有望达到840亿美元，2020-2030年行业复合增速9%，其中操作系统和中间件复合增速11%，信息娱乐、连接、安全、互联服务市场复合增速9%，ADAS和AD市场复合增速11%。

自动驾驶：传统主机厂发力L2 ，科技企业大多直接切入L4

自动驾驶主流玩家可分为两类，一方是主机厂和传统Tier1，根据Navigant Research的数据，目前这类玩家中处于领先地位的是通用Cruise和福特自动驾驶。另一方是科技企业，典型代表是与谷歌同源的Waymo、百度，以及被亚马逊收购的Zoox等。针对发展L3级别自动驾驶中遇到的困难选择了不同的发展路径。

主机厂整体上走的是渐进式路径。一方面从L1、L2向高阶自动驾驶升级，另一方面从高端车型向中低端车型渗透。整体来看是在L2的基础上叠加新的L3、 L4级别的功能来给予客户更好的消费体验，通过“L3的功能 L2的责任划分”来规避L3责任划分问题，同时由于脱离了SAE J3016和法律的限制，相对于 L3级自动驾驶，主机厂可以节约部分冗余设计，降低了成本。

数据收集：实现对长尾场景的覆盖至关重要，而测试里程的积累是有效覆盖长尾场景的前提

测试里程的积累是有效覆盖长尾场景的前提。根据广汽的预测，要实现L4级自动驾驶所需要的长尾场景覆盖程度，至少需要完成10亿个测试场景，最小测试里程也需要10亿公里，这两个数据分别是实现L2级自动驾驶的10万倍、1万倍。

MPI值是加州脱离报告中最引人关注的指标。美国加州是全球首个为自动驾驶车辆上路制定路测法规的地区。自2015年起，加州机动车管理局要求取得自动驾驶路测牌照的公司每年上交一份自动驾驶路测数据报告。报告中，最令人关注的是MPI值。路测效果指标：从2021年各家公司的MPI值来看，Autox、Cruise、滴滴分列前三位，MPI值分别为5.01万英里/次、4.17万英里/次、4.07万英里/次。

数据收集：特斯拉采用影子模式实现场景的快速积累

特斯拉采用影子模式取代测试车队。影子模式本质上是通过众包的方式来解决场景的快速积累问题。在这一模式下，即使在人进行驾驶的时候特斯拉自动驾驶系统同样也在进行计算自己会怎么做，然后和人的选择进行对比。如果自动驾驶系统和人的选择不一致，就对这类数据进行汇集，然后交由工程师判断自动驾驶系统的选择是否合理。2020年3月，特斯拉就申请了从车队中获取自动驾驶训练数据的专利。

影子模式帮助特斯拉快速实现对长尾场景的覆盖。由于特斯拉的汽车数量远远多于自动驾驶测试车队，影子模式可以更快地实现对驾驶长尾场景的积累，同时得到的结果也有更强的统计学意义。截至2019年末，特斯拉累计交付搭载自动辅助驾驶硬件的车辆85万辆，AP激活状态下累计行驶里程已超过20亿公里，远远超过竞争对手(Waymo为2000万公里)。由于特斯拉保有量持续攀升，其他竞争对手和特斯拉之间在数据积累量以及长尾场景覆盖程度上的差距将会越拉越大。

传感器：坚持纯视觉方案，打通低成本线路

芯片方面，特斯拉将采用7nm的自研FSD芯片，较上一代芯片性能提升较大。据特斯拉惯用的卷积算法，汽车之心初步估计，特斯拉的第二代FSD芯片至少需要400TOPS的AI算力。特斯拉在第一代 FSD 芯片里承认，除了NNA（AI 加速器），其余都购买自第三方IP。就特斯拉一贯的NAA设计来看，要达到400TOPS的算力，只需要增加MAC数量和SRAM容量。三星7纳米工艺，裸晶面积大约需要增加 100 平方毫米，能够有效提高SRAM内存。

03 商业模式的探索者

特斯拉的商业模式创新

特斯拉实现了商业模式创新。2017年以来，特斯拉服务及其他收入快速增长。特斯拉增值服务板块包括自动驾驶、车载娱乐服务包、OTA升级、超级充电站、自营保险等模块。

FSD：以期权模式提升汽车保值率，2020Q1末渗透率19.08%-25.89%

特斯拉自动驾驶业务共发布过三款产品：AP、EAP 和FSD。AP（Autopilot）提供基础的L2级别自动驾驶服务。目前AP 包括交通感知巡航控制、自动转向等功能。FSD（Full-Self-Driving）为有更高要求的客户提供L3甚至更高级别的自动驾驶服务。EAP（Enhanced Autopilot）是介于AP和FSD之间的产品，目前已停售。

特斯拉汽车保值率远高于其他主机厂的车型。从商业模式上看，FSD的本质是以期权模式为汽车这一纯消费品增加投资属性，从而提升汽车的保值率。根据CleanTechnica的数据，特斯拉Model 3的三年保值率高达89.8%，远超其他主机厂(其他选中车型的保值率均值为52.0%)。

OTA：通过软硬件解耦实现硬件生命周期最大化

特斯拉是驾驶领域最早实现OTA的企业。早在2012年4月，特斯拉就开始了OTA升级，升级次数已经达到几十次，涉及的领域和控制器非常丰富。目前，特斯拉推出的OTA升级还是以免费为主，付费模块除了前文提到的FSD之外，还包括缩短百公里加速时间、增加续航里程、后排座椅加热等。对于这些功能，特斯拉采用硬件预装，软件锁定的方式，用户可以选择付费对某个OTA功能进行解锁。

延长硬件生命周期，降低成本。OTA的本质是通过软硬件的解耦来实现硬件生命周期的最大化。根据IHS的研究，2019 年OTA在IVI OS、Core ECU、TCU更新上为OEM节约的成本已达到165亿美元，这一数字在2025年有望超过600亿美元。（报告来源：未来智库）

04 工厂：布局全球，节能减排 AI赋能

工厂：布局全球，节能减排 AI赋能

弗里蒙特作为特斯拉第一家工厂，Model S/X、Model 3/Y四种车型均有生产。据2021年Q3季报显示，弗里蒙特工厂年产能峰值预计在60万辆左右，每周能生产8550辆车型；而德国柏林工厂和美国德州奥斯汀工厂目前已完成建设，分别于北京时间2022年3月22日、4月8日投产，综合考虑产线员工情况和缺芯情况，设计产能均为50万辆。

上海工厂的扩建将扩大产能。2021年年底，特斯拉中国高管陶琳表示，上海工厂2021年的年产能能达到55万辆。根据乘联会的数据，2021年上海工厂实际生产48万辆车，占去年特斯拉全球产量的51.7%。据此推算，特斯拉上海工厂的月产能将能够提高到9.6万辆车，年产能超110万辆，将为特斯拉总产量带来较大贡献。

在2021年年报中，特斯拉提出目标——2030年汽车产量比2021年增加20倍以上，并表示将需要继续建设新工厂、扩大产能，其计划在全球共建设10-12座超级工厂。2022年第一季度，特斯拉生产汽车30.54万辆，交付31万辆，特斯拉全球汽车平均库存周期由2021年同期的8天缩短至3天，市场表现超出预期，这得益于特斯拉公司较强的供应链管理能力和加速的技术升级趋势。

受疫情影响，特斯拉在各地的工厂都受到影响。其中，加州工厂直至5月11日才得以恢复运营，而上海工厂则早在四月中旬恢复满产状态。2022Q1，特斯拉在中国的交付量为18.22万辆，占全球交付量的58.8%。并且，2022年5月，特斯拉CEO马斯克在接受Tesla Owners Silicon Valley采访时表示，由于电池和电池制造设备短缺，得州和柏林工厂正在承受高达数十亿美元的损失。因此，预计2022年特斯拉实际产能将低于规划产能。但是在一季度的财报电话会议中，马斯克仍称估计2022 年仍可以生产150万辆汽车，较2021年93万辆产能有较大提升。

05 三电系统：三电系统优势明显，控制成本成效显著

三电系统：三电系统优势明显，控制成本成效显著

三电系统是电动车相较于燃油车最具差异性的零部件环节之一，技术壁垒较高。其中，电池系统所占成本较大，功能也最为重要。在电池方面，特斯拉进行了充分的探索，从研发、合作到收购环节均有一定成果，所生产的几款车型均在续航能力、电池容量寿命上均具有较强优势。

除专门进行电池生产制造的内华达超级工厂，特斯拉的电池部分供应链体系成熟。为了进行电池方面的制造和生产，特斯拉还计划在欧洲和中国建造锂电池厂。并且，特斯拉在全球范围内拥有较为完备的电池系统供应链体系，众多具有成熟配套经验、充足产能供给的电池元件制造、生产公司均与特斯拉保持良好合作关系。同时，未来具有强大研发实力、规模优势的电池、电池材料、热管理系统企业也将陆续进入特斯拉供应链，以期获得成长空间。

目前，电动乘用车的三元路线普遍，但三元锂中有细微差别。特斯拉采用的是NCA（镍钴铝），而其它大多数是NCM（镍钴锰），日产Leaf的LMO（锰酸锂）也即将更换为LG化学的NCM电池。根据新能源汽车网观点，许多实际数据都证明了特斯拉的电池能量密度更高、使用寿命更长、充电速度更快，甚至能够支撑Ludicrous Mode。

为了降低汽车和电池的成本，特斯拉也致力于使用更少的能源进行电池生产。在2021年影响力报告中，特斯拉表示，他们计划将至少25%的屋顶径流(100万平方英尺)收集到德州超级工厂内部的中央地下存储系统。雨水将被回收利用，用于制造设备的冷却。平均每年，这样的系统可以节省大约750万加仑的城市饮用水。此外，由于室外湿热的空气被调节，水从空气中凝结出来。在德州超级工厂，特斯拉在冷却塔和处理水系统中重复使用这些冷凝水，以抵消进入现场的水，这极大地减少了水资源的消耗。

06 机器人：即将发布Optimus，继续引领潮流

机器人：业务优先级靠前，强调特斯拉智能科技定位

特斯拉人形机器人“擎天柱”与特斯拉共用自动驾驶软件系统（FSD）以及摄像头系统，充分发挥其传感系统及芯片方面的优势。“擎天柱”人形机器人运用了特斯拉最先进的AI技术，其头部配备了与特斯拉汽车相同的智能驾驶摄像头，内置FSD 芯片，并基于视觉神经网络神经系统预测能力的自动驾驶技术驱动，与汽车共用AI系统。

在软件层面，该机器人采用特斯拉Dojo（道场）机器学习培训系统，芯片为自研AI训练芯片D1超级计算机芯片。每个D1芯片之间无缝连接，相邻芯片之间的延迟极低，训练模块最大程度上实现了带宽的保留，配合特斯拉自创的高带宽、低延迟的连接器，算力高达9PFLOPs（9千万亿次）。

机器人业务在特斯拉项目中的优先级较高。在最近一次财报电话会议上，马斯克透露人形机器人“擎天柱”和全自动驾驶功能这两者之间的关系，他表示，特斯拉公司在产品方面的主要优先事项是开发一种被称为人工智能人机器人擎天柱。马斯克此前称，2022年“擎天柱”的产品开发优先于特斯拉一些即将推出的车型，人形机器人业务未来将取代汽车成为特斯拉最重要的业务。

报告节选：

特斯拉汽车自动化率有多高（汽车行业深度报告）(1)