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特斯拉是一家电动汽车及能源公司，愿景为“加速全球向可持续能源的转变”。目前围绕电动汽车相关的业务为公司主要的收入和盈利来源；中长期看公司布局了新能源链条的各个环节，包括光伏（能源获取，SolarRoof）、储能（能源存储，Powerwall、Megapack、Powerpack）、电动汽车（能源使用）等。
2023年3月2日，特斯拉在得州超级工厂举办了“2023年投资者日”，发布会上埃隆•马斯克讲述了特斯拉“秘密宏图”的第三篇章，从五大方面向完全可持续能源迈进：特斯拉要全面转向电动车；在家用、商用和工业领域使用热泵；在工业领域使用高温储能及绿色氢能；在飞机和船舶上应用可持续能源，用可再生能源驱动现有电网。同时，特斯拉计划在2050年前实现能源100%可持续。（更多投研内容可关注公众号《 投研锋向 》加入社群，体验更多0预期差纪要信息）
围绕特斯拉下面我们主要探讨这样几个问题：特斯拉主要有哪些产品及研发技术，商业模式是怎样的，产业链及相关公司都有哪些，最近的特斯拉降价对于各方面将会带来哪些影响，未来可能给国内厂商带来哪些发展机遇？下面我们一一分析。
01
特斯拉主要产品及研发
1.产品
特斯拉自上而下切入大众市场。2008年推出跑车Roadster，定位豪华超跑；2012-2015年推出ModelS/X，定位高端C级轿车/SUV；2016-2019年推出Model3/Y，定位中高端B级轿车/SUV；英国汽车杂志《AutoCar》中预计2023年将发布A级车型，价格进一步下探，切入大众市场。
车型横向拓展。除了在乘用车方面布局轿车、SUV之外，Tesla还将品类拓展到皮卡Cybertrunk和卡车Semi。
2.技术研发
（1）E/E架构领先主流厂商
汽车E/E架构从分散走向集中或是行业的大趋势。特斯拉区域控制器的架构已经迭代到了第三代，在目前的主流厂商里较为领先。特斯拉第三代区域控制器的特点：①从功能上把车身、热管理和超声辅助做了分配；②三个控制器将转向和驻车的一部分功能桥接起来；③三个控制器通过E-fuse的方式省去了继电器，实现了所有控制器的配电设计；④覆盖了所有的通信，把所有的CAN和LIN通信有效传输到中央控制器里面。
（2）FSD软硬件持续迭代
特斯拉的自动驾驶的硬件方案HW已经迭代到了4.0版本。HW4.0包括7nm第二代FSD芯片，全新500万像素摄像头以及高分辨率成像雷达。2021年特斯拉的FSDbeta软件已经开始在海外公测。根据马斯克介绍，HW3.0硬件车型的Autopilot在驾驶安全方面的能力要比人类驾驶员驾驶高出2-3倍，HW4.0或者完全自动驾驶计算机2代的车型，将能够比人类开车安全十倍左右。
（3）从自动驾驶到类人机器人
2021年，马斯克在特斯拉年度的AI开放日上，公开了全球最强AI超算DOJOExaPod+全球最强AI芯片D1+类人机器人TeslaBot。TeslaBot由FSD硬件提供算力，算法由Autopilot团队开发，关键的软硬件与自动驾驶同源。TeslaBot第一代的定位是“完成一些没人想干的、无聊的工作”，下一代目标是实现照顾人、做饭、修剪草坪等功能。2023年3月1日，特斯拉在2023InvestorDay上展示了关于人形机器人Optimus的最新视频。这个版本的Optimus可以到处走动、进行拧螺丝等工作。而马斯克也透露其实验室有多台Optimus机器人。马斯克指出，Optimus利用了特斯拉在制造方面的专业知识，执行器、电池组和Optimus的其他关键部件均由特斯拉定制设计。
在设计目标和思路上，研发团队坚持以应用为导向。Optimus原型机的配置参数，体现出比原有设计预期更适合规模化量产的特质。拥有智能的“大脑”是Optimus与其他人形机器人最大的不同。马斯克认为“大脑”将真正使机器人有用、通用，从而实现百万级量产的“深不可测”的潜力。研发团队在机器人的开发和应用中也使用了很多人工智能技术，如：从特斯拉汽车中移植Autopilot视觉神经网络，用于视觉识别（体积深度渲染）、定位（行走轨迹估计）、运动控制（仿真、传感器数据的处理、状态估计）等。
马斯克的投资项目往往与人类重要议题相关。2012年马斯克在加州理工大学毕业典礼上明确阐释了自己的创业动机：关注“对人类的未来影响最大的问题”。他先后创立了X.com（即后来的Paypal）、特斯拉、Solarcity和SpaceX，这些公司都与互联网、能源、太空等人类未来发展息息相关。出于类似动机，马斯克期望人形机器人帮助人类创造一个劳动力不会短缺的富足社会。特斯拉人形机器人诞生顺应当前人口形势的变化。
（4）4680全面提升电芯性能
2020年9月22日，马斯克在特斯拉电池日上发布了第三代4680电芯，采用了无极耳、新型硅材料、无钴技术；4680在电池容量、能量、续航里程、功率和成本方面均进行优化提升。
4680电池的主要优点：①在单电芯的容量上，第二代27100电池相比第一代18650电池提升50%，第三代46800电池相比第二代提升500%；②在电池组层面，更少电芯数量、更高成组率，每瓦时成本降低14%；③采用无极耳技术，在性能上提高导电面积、降低内阻，从而提高充电速度、减少发热。
（5）动力电池高端自制+低端外采
电池作为电动车成本占比最大的部分，是特斯拉降本的重点之一，马斯克在电池日提出通过电芯设计、自制电池、材料选择、整车结构改进几方面去降低成本。
低端车型：整车考虑成本+电池考虑循环寿命→磷酸铁锂电池。应用车型为后轮驱动版的Model3和ModelY，以及待发布的新车型。目前的磷酸铁锂电池主要依靠外采中国的供应商。
中端车型：整车考虑续航+电池考虑能量密度→围绕镍和锰做无钴电池。应用车型包括长续航版和性能版的Model3和ModelY以及ModelX。我们认为该部分可能只是中间过渡状态，大部分应用场景可能会向高镍方向演进。
高端车型：整车考虑带载能力+电池考虑能量密度和放电性能→自主开发高镍电池，应用车型为Cybertrunk和Semi。高镍电芯是特斯拉目前自主开发的重要领域，目标是实现在材料端15%的价格下降。
（6）CTC结构创新提升成组效率
电池既是能源设备，也是结构本身。应用CTC技术后的新架构是物理层面的创新，将电池组作为车身结构的一部分，连接前后两个车身大型铸件，取消原有座舱底板，取代以电池上盖，座椅直接安装在电池上盖上。
CTC技术有助于将车辆的结构平台进一步单元化，从而进一步降低制造成本。马斯克曾表示，采用了CTC技术后，配合一体化压铸技术，可以节省370个零部件，为车身减重10%，将每千瓦时的电池成本降低7%。
CTC方案是电动汽车电池成组技术的重要发展方向。目前，整车企业如零跑、比亚迪、大众、沃尔沃、福特，电池企业如宁德时代、LG，创业公司如悠跑科技等，均在CTC技术的研发与应用上有所布局。
（7）一体化压铸革新传统工艺流程
特斯拉率先应用一体化压铸的后地板。2020年9月的电池日上，特斯拉宣布ModelY将采用一体式压铸后地板总成，将原来通过零部件冲压、焊接的总成一次压铸成型，相比原来可减少79个部件，制造成本因此下降40%，这标志着大型单体铸造零件拼装整车的设计思路正式落地。
下车体总成一体压铸成型为特斯拉的发展方向。特斯拉宣布下一步计划将应用2-3个大型压铸件替换由370个零件组成的整个下车体总成，重量将进一步降低10%，对应续航里程可增加14%。22Q1，特斯拉已实现一体化压铸前舱部件。
02
特斯拉商业模式
1.直营引领商业模式变革
在商业模式方面，特斯拉摒弃传统的经销商模式而选择直营模式。目前直营模式已经逐渐成为造车新势力和传统车企的智能电动新品牌共同的选择。
价格不一致和售后不透明一直是传统经销商模式的痛点，直营模式消除了信息鸿沟，提升了消费者的购车和售后体验。
2.付费升级，增厚车辆生命周期盈利能力
由于OTA可以在生命周期里持续为车辆更新升级固件（FOTA）和软件（SOTA），特斯拉为车主提供了付费升级的项目。目前已发布的付费升级项目包括升级版的辅助驾驶和智能驾驶功能、提升动力性能的加速包、以及对旧款车型付费升级功能等。通过付费升级，可以增厚车辆生命周期盈利能力。
付费升级的商业模式正逐步得到推广。其他主打智能电动的车企如蔚来、小鹏等，均提供付费并通过OTA升级高阶功能的项目；传统车企奔驰，近期也在EQS上提供了付费解锁后轮转向功能的项目。
03
特斯拉产业链及相关公司
1.产能：美、亚、欧全球布局
特斯拉的产能布局覆盖北美、亚洲和欧洲。特斯拉在全球工厂有6个。美国有加州Fremont超级工厂、得州奥斯汀超级工厂，中国上海超级工厂、德国柏林工厂、内华达超级工厂（ Giga Nevada or Giga factory 1）、纽约工厂（Giga factory 2）。
（1）第一超级工厂（内华达工厂）
特斯拉第一超级工厂位于美国内达华州，这是特斯拉自建的第一座超级工厂，于2014年6月完成并投产。由于这个工厂限制公众参观，这个工厂比较神秘，没有太多信息公布。但是这个工厂主要生产动力电池、Powerwall和Powerback。
Powerwall和Powerback可以理解为是一个充电宝。Powerwall的容量较小，容量为7-10Kwh，主要是家庭使用；Powerback容量更大，一般为100Kwh，主要是用在商业场合，但是这两个对于中国家庭来说可能并不适用。
（2）第二超级工厂（纽约工厂）
特斯拉第二超级工厂位于美国纽约，是在2016年收购solarcity的工厂而获得，这个工厂主要生产太阳能屋顶，每周可以生产1000套屋顶设备。其作用配合Powerwall和Powerback使用。
（3）第三超级工厂（上海工厂）
特斯拉第三超级厂位于上海，这个大家都比较熟悉，也是建设最快的工厂，于2019年初正式投产。这个工厂对于特斯拉来说至关重要，在特斯拉最困难之时，中国上海出以援手，让特斯拉在短时间内走上正轨。工程建设仅仅用了10个月时间，第三工厂主要生产Model3和ModelY。
（4）第四超级工厂（柏林工厂）
特斯拉第四超级工厂位于德国柏林，是特斯拉在欧洲建立的首家超级工厂。每年生产至少50万辆汽车以及所需电池，并将在那里创造至少1.2万个工作岗位。2022年3月22日，特斯拉位于德国柏林郊区的超级工厂正式开业。2022年10月2日，特斯拉宣布，柏林超级工厂的ModelY汽车周产量达到了2000辆，并晒出了员工与第2000辆汽车的合影。
（5）Fremont工厂（加州工厂）
这个工厂位于美国加州，不是特斯拉自建工厂，而是通过合作收购的。该工厂在1962-1982年间隶属于通用汽车公司；1984-2009年间，该工厂则隶属于丰田汽车公司所创立的新联合汽车制造公司(NUMMI)。后来在2010年丰田与特斯拉在电动车方面的合作，其中就包括了Fremont工厂的转售计划，同年10月19日，特斯拉取得工厂所有权，10月27日正式开幕，2012年6月22日，特斯拉在这里交付了首辆ModelS。
收购这个工厂，特斯拉花费4,200万美元，而后又花费1,500万美元来升级设备，后来在2016年宣布了扩建的消息。原计划2020年完成扩建后，ModelX和ModelS产能为9万辆，Model3和ModelY产能为40万辆。但是由于疫情影响导致工期延后，另外扩建后计划Model3和ModelY产能为50万辆。
（6）第六超级工厂（得州工厂）
德克萨斯超级工厂位于美国得克萨斯州首府奥斯汀市，占地12000亩，体积957万立方米，横跨15个城市街区长（1166米），相当于三个（国防部）五角大楼。如果把它竖起来，它会高于巴黎埃菲尔铁塔，甚至比世界最高楼迪拜哈里法塔还要高。这座全新的超级工厂主要有5个优势，分别是4680电池、、CTC结构化电池包、一体式压铸车身、Cybertruck皮卡、扩大产能。
2.销量：2022年产量136万辆
特斯拉是全球市值排名第一的车企，超越了丰田、大众等传统巨头，并带动了新能源汽车这个新兴行业的进步。2011年到2021年，全球新能源汽车的销量上涨超过100倍，市场渗透率从不足0.1%提升至8.57%。同样的10年间，特斯拉先后推出了Model S(图片|配置|询价)、Model X、Model 3和Model Y共4款纯电动汽车，在美国、中国等多个市场销量领先，迅速成长为行业头部企业。2022年特斯拉产量达到136万辆，交付量达131万辆，分别增长47%和40%；公司规划2023年全年产销目标180万辆，冲击200万辆。
3.供应链：核心环节自研，其他零部件外包
特斯拉目前在产业链布局的主要路线为附加值较高的核心环节自研自制，其他传统的零部件外包，动力电池、热管理、底盘轻量化等核心部件逐渐国产化。以国产Model3为例，动力总成中的BMS、电机控制，智能驾驶中的Auto Pilot等为自制，其他零部件多为外包采购，且结构件、车身件、内外饰件等的国产化率相对较高。
4.相关公司
04
特斯拉降价对新能源汽车产业链影响
特斯拉2023年1月降价：Model3/Y起售价均突破历史前低售价，降幅略超预期。相比2020-2022年，2023年新能源汽车产业链进入以价换量阶段。特斯拉带动2023年新能源汽车加速成本曲线下降的节奏，加速行业技术创新进展。
1.降价对2023年终端需求的影响：加速新能源渗透
1）对特斯拉自身：2023年全球特斯拉交付有望实现180万辆（中国区上险65-70万辆），生产有望挑战200万辆（中国工厂95-100万辆）；2）对其他车企：2023年或采用市场定价策略，被动跟随降价。传导路径：EV—PHEV—油车。EV影响品牌：第一梯队（小鹏/问界）—第二梯队（比亚迪/极氪/埃安/深蓝/其他二线新势力等）—第三梯队（蔚来/理想）。PHEV核心看比亚迪-长城-吉利等自主内部竞争格局变化，从而进一步传递给油车品牌。
2.降价对供应链的影响：以价换量
1）2023年的年降幅度或大于前三年水平；2）2024-2025年或换取更多特斯拉新车定点项目和份额；3）多管齐下应对降本确保自身盈利：第一是自身技术方案优化能力，第二是继续向上游传导能力，第三是规模效应提升，第四是内部成本控制能力。
3.海外市场：跟随中国市场启动降价模式
美国-欧洲-日本等海外市场紧跟中国市场于2023年1月开始降价模式，预计未来价格走势或依然有降价空间。
4.特斯拉降价对中国终端需求的影响
（1）新能源车：受影响大小分为三大类，降价压力自上而下或依次降低
原先与特斯拉在相同价格带内，消费者购车时本身就会与特斯拉进行对比，以【性价比优势】与特斯拉展开直接竞争，此次特斯拉降价后这些品牌价格优势丧失，面临降价压力最大，以问界/小鹏/比亚迪（汉和海豹）为代表。
特斯拉因为此次降价首次被纳入这部分消费者选车的可比范围。这部分品牌的明显特征是品牌力相对不强，同时2022年10月特斯拉降价对他们基本无影响。以零跑/哪吒/深蓝/埃安为代表，车型以主要是零跑C11/AIONV/深蓝SL03。
原先与特斯拉价格相近，品牌力/产品力足够，以【内饰/定位】等与特斯拉展开差异化竞争，特斯拉降价后会影响这部分品牌客户的订车心态，会选择观望是否跟进降价，导致决策周期有所拉长，也就是【预期心态】影响，蔚来/理想/极氪可以划分到这类，具体车型主要是理想L8/极氪001/蔚来ET5。
（2）燃油车：目前没有明显冲击，新能源车性价比提升是否会吸引燃油车主转向新能源还需要持续观察
现阶段：大众/宝马/奥迪等中高端燃油车市场目前还没有受到直接冲击，本质反映燃油车与新能源汽车在用户画像角度较大的差异，后续定价策略上，燃油车预计短期折扣依然根据厂家自身季度变化规律以及全年目标规划来定，没有受特斯拉影响进行调整。
5.中国车企受特斯拉降价的影响程度
从特斯拉本次降价影响的边际变化角度而言，问界/小鹏/比亚迪边际变化更大。后续演化而言，核心变量在于特斯拉本身是否会持续降价→比亚迪的价格策略，进而演化至吉利/长城/长安新能源车定价策略跟进，进而再扩散至豪华油车/低价油车。
6.中国车企的降价跟进情况更新
直接调整官方指导价：问界/小鹏宣布跟进降低指导价，价格降幅10%左右，多数车型已降至历史最低价格。
变相降价：埃安官宣延迟涨价时间至3月；飞凡采用礼包形式限期给予8.4k优惠；零跑以5k抵3w，变相降价2.5w，蔚来终端车型优惠3K-24K不等且免息等政策。
7.特斯拉降价产业链利润影响分析
我们尝试总结汽车行业降本规律来分析特斯拉此次降价的影响：主机厂降价成本由主机厂及供应链共同承担（一荣俱荣，一损俱损）；主机厂向供应链成本传导方法：量（规模效应）+引入竞争（开B点）+技术优化（VA/VE）。；供应链消化主机厂降本方法：量（成本摊薄）+技术优化（VA/VE）+传递（向上游）等。
具备较大降本空间的赛道特性：1）VA/VE具备较大空间；2）产能稀缺性较低；3）原材料容易向上游进行传导，或者上游联动原材料价格下探幅度明显；4）技术壁垒较低。
05
未来发展趋势及国内厂商相关机遇
1.从特斯拉自动驾驶迭代看电子发展方向
特斯拉坚持纯计算机视觉方案，逐渐完成了从合作到全栈自研的转变。特斯拉于2013年启动了Autopilot（自动辅助驾驶）项目，早期特斯拉意图与谷歌共同开发一套半自动驾驶系统。但谷歌认为半自动驾驶系统并不可靠，之后谷歌转向研发L4级以上的全自动驾驶技术，而特斯拉则继续开发第一代Autopilot。特斯拉在设计之初就采用了硬件先行、软件更新的原则。硬件部分与软件分开迭代，硬件通常随着车辆换代而更新，更新频率为1-2年一次。而软件则是通过车辆OTA进行在线升级，更新频率以月计算。
2014年10月特斯拉发布第一代硬件Hardware1.0，自动驾驶芯片主要依靠Mobileye提供，硬件配置为1颗前视摄像头+1个毫米波雷达+12个超声波雷达。特斯拉的自动驾驶方案从设计之初就坚持纯视觉方案，因为当时谷歌使用的激光雷达单价高达5万美元以上，C端消费者难以承受如此高的价格。特斯拉坚持在汽车上使用摄像头组成的视觉系统来实现自动驾驶，因此与视觉识别龙头厂商Mobileye达成合作，基于EyeQ3平台实现L2级别的辅助驾驶功能。但早在2015年4月，特斯拉就组建了基于计算机视觉感知的软件算法小组Vision，准备自研软件以逐步替代Mobileye。2016年7月，由于数据权等因素Mobileye宣布和特斯拉终止合作。
2016年10月特斯拉发布第二代硬件Hardware2.0，自动驾驶芯片转由英伟达提供，硬件配置大幅度提升，并开始使用自研软件。HW2.0配置8个摄像头+12个远程超声波雷达+1个前置毫米波雷达，这套配置也保留到了HW3.0，直到HW4.0摄像头数量才再一次得到升级。但由于特斯拉与Mobileye合作突然终止，特斯拉自研的TeslaVision性能还达不到HW1.0的水平，直到大半年后，通过几个版本的更新才使HW2.0的使用体验达到前一代的水平。在HW2.0研发的同时，特斯拉认为英伟达的芯片以GPU架构为主，Mobileye芯片以CPU和CVP为主，无法完全满足图像处理和AI计算的需求，在性能上仍有较大提升空间，因此开始同步自研FSD自动驾驶芯片。
2018年8月特斯拉发布第三代硬件Hardware3.0，自动驾驶芯片革命性地采用自研的FSD芯片。HW3.0中的FSD芯片总算力达144TOPS，是上一代英伟达硬件的12倍。每秒可处理图片2300张，而HW2.5的每秒处理能力仅为110张，图像处理速度提升了21倍。功耗增加了25%，但芯片成本降低了20%。同时，HW3.0通过两个完全独立的FSD芯片，以及各自独立的电源系统、内存和闪存保证系统冗余。主板运行时，两套硬件将同时处理相同的数据，保证信息安全和完全冗余。
目前特斯拉正处于由HW3.0向HW4.0过渡更新的阶段。HW4.0在FSD芯片、传感器与摄像头、通讯接口、GPU小板等方面性能得到提升。HW4.0可能增加高分辨率的4D毫米波雷达，支持更多传感器与摄像头接入，新增2个侧摄像头（L-FF-Side和R-FF-Side摄像头）和1个前保险杠摄像头（F-SVC）；将HW3.0的独立GPU小板整合进主板，使得GPU小板集成化更高、模块更轻薄；FSD芯片内核数量增多，性能更加强悍；显存规格大幅度提升；GPS由双频升级为三频，精度提升，民用定位精度从5m提升至30cm；通讯接口增多等。
特斯拉自动驾驶快速发展背后是各类硬件的支撑。截至2022年12月，特斯拉自动驾驶总里程数已接近9000万英里，特斯拉已经向美国和加拿大约40万客户发布了自动驾驶FSDBeta。特斯拉自动驾驶技术迭代的背后是硬件的持续升级，大幅提高激光雷达,摄像头,毫米波雷达,CV2X等感知层芯片,GPU/CPU/FPGA/AI芯片等决策层芯片，以及高速以太网接口等执行层芯片的需求。
（1）计算芯片：AI拉动GPU/FPGA/ASIC量价齐升
人工智能中主要使用计算芯片有三种，分别是通用型的GPU，可定制的FPGA，以及专用的ASIC。CPU计算指令遵循串行执行，GPU有大量的核心和高速内存，擅长并行计算。所以CPU常用于深度学习的推理，GPU更适合深度学习的训练和推理任务。
根据Verified Market Research的数据，2021年全球GPU市场规模335亿元，2028年全球GPU市场规模有望达到4774亿元，22-30年CAGR达33.3%。随着未来特斯拉在自动驾驶系统中引入AI学习神经网络，将会使GPU、FPGA、ASIC等AI芯片重点受益。目前特斯拉的后端GPU集群，共有14000个GPU，其中4000个用于自动标签，10000个用于算力训练。英伟达是GPU市场的主导者，全球独立显卡市占率高达80%。其高端GPU如H100，A100和V100等占据了AI算法训练市场绝大部分的份额。
目前国内厂商GPU市占率不足1%，美国对华制裁加速GPU国产替代。2015年以来美国对GPU的制裁不断升级，美国国防部研究员曾提出中美竞争中，利用人工智能更多且更快的一方将获胜。前几年主要是美国将中国超算中心及相关GPU芯片企业拉入实体清单，以此达到限制中国AI以及超级计算机的发展，但是限制范围限于超算单一场景。2022年9月，美国针对AI、HPC及数据中心研发所用的高端GPU发出限制，英伟达的A100和H100以及AMD的MI250芯片暂停向中国客户销售。2022年10月，美国升级禁令限制范围，对高算力芯片的连接速度和每秒运算次数等具体参数做限制，除英伟达和AMD外，国内厂商海光信息的部分产品也被加入到限制范围内。美国将制裁限制范围由应用场景扩大到芯片和产品层面，其实也是代表着国内相关GPU产品或下游应用发展超过美国政府的预期。我们认为美国持续加大对中国高端芯片的出口限制，高速运算相关的GPU、CPU等芯片国产化进程必然加快。从国产替代方案来看，GPU：景嘉微、海光信息、好利科技、壁仞科技（未上市）等；CPU：海光信息、龙芯中科、中国长城（飞腾信息）。
在云侧与端侧的不同任务中，FPGA芯片均已与GPU及ASIC等芯片一起成为人工智能处理芯片的重要选择之一。FPGA芯片由于其高度灵活性及强大的并行运算能力，与神经网络的运算需求十分契合，因此能够明显提升人工智能算法的计算速度。在面向人工智能领域的计算密集型任务时，和GPU及ASIC芯片相比，FPGA芯片内在并行处理单元达到百万级，做到真正并行运算，其可编程性又可实现灵活搭建数据处理流水线，因此运算速度快，数据访问延迟低，较为适合人工智能的实时决策需求。FPGA芯片在人工智能领域应用时还具有优势突出的功耗比。因此，FPGA芯片在矩阵运算、图像处理、机器学习、非对称加密、搜索排序等人工智能领域有着很广阔的应用前景。
FPGA芯片因其现场可编程的灵活性和不断提升的电路性能，可用于工业控制、网络通信、消费电子、数据中心、汽车电子、人工智能等各类领域。根据Verified Market Research的数据，2021年全球FPGA芯片市场规模为71亿美元，2030年市场规模预计将达到221亿美元，22-30年CAGR达15%。全球FPGA市场由四大巨头赛灵思，英特尔，Lattice，Microchip垄断，国外企业起步较早，在硬件设计和高端的EDA软件设计上都形成了极强的技术封锁，闭环了非常强大的产业生态链。中国FPGA行业发展起步较晚，技术水平和研究资源不足，现主攻低密度市场，逐步进行国产替代。但是国内厂商近几年发展迅速。近些年来涌现出一些优秀的研发企业包括紫光同创，成都华微电子，安路科技，高云半导体，复旦微电，京微齐力等。
（2）存储芯片：看好2023年存储板块止跌反弹
特斯拉HW4.0内存容量和规格大幅度升级。根据目前曝光的拆解图，HW4.0内存用量或从8颗2GB成长为16颗2GB,规格上或从LPDDR4升级为GDDR6，价值量从20美元到200美元实现十倍提升。以往因算力需求不高以及GDDR功耗过高等因素，导致车厂普遍使用LPDDR系列芯片，特斯拉开创了在车载领域使用GDDR的先河。GDDR6最高运行频率可达1750MHz，最高传输速率约是12800MT/s,是HW3.0中所使用的LPDDR4的三倍。
存储芯片市场水大鱼大，根据Yole的数据，2021年存储芯片市场规模1670亿美元，2027年市场规模2630亿元，21-27年CAGR达8%。从各细分产品类别看，2027年DRAM芯片市场规模有望达1580亿美元，21-27年CAGR达9%。2027年NAND芯片市场规模有望达960亿美元，21-27年CAGR达6%。2027年NOR芯片市场规模有望达49亿美元，21-27年CAGR达6%。新冠疫情大流行期间，芯片供给短暂性中断与服务器和笔记本需求的持续走强使得存储芯片的市场规模在2020年和2021年分别成长了15%和32%，但2021年底以来海外经济走弱带来消费电子需求的短期萎靡导致了存储芯片的周期性调整，但是长期来看，物联网(IoT)、汽车、电信和基础设施将持续推动存储芯片市场规模的边际成长。
（3）高速连接器：智能化驱动量价齐升，国产化有望快速提升
高速连接器连接智能化。高速连接器分为FAKRA射频连接器、Mini-FAKRA连接器、HSD（High-SpeedData）连接器和以太网连接器，主要应用于摄像头、激光雷达、毫米波雷达、传感器、广播天线、GPS、蓝牙、Wi-Fi、信息娱乐系统、导航与驾驶辅助系统等。
特斯拉HW4.0平台，高速连接器量价齐升。以特斯拉最新研制的HW4.0中央计算单元为例，相较于HW3.0，前者的摄像头接口由9个增至12个，以太网接口至少增加1个。前视摄像头采用像素更高的IMX490，对连接器的数据传输能力和可靠性提出更高要求，新增以太网连接器是单对线车载以太网接口，目的是接入4D毫米波雷达，相较于传统毫米波雷达，连接器由CAN接口升级为百兆以太网接口，最高传输速率有百倍提升，GPS模块连接器新增L5频率，由双频升级为三频。
假设2023年我国L2级乘用车新车市场渗透率达40%，假设高速连接器单车价值量为600元、且自2023年起年增3%，对应2023高速连接器市场达66亿元、同增37%。预计2025年中国高速连接器市场达104亿元，三年CAGR为30%。
高速连接器的壁垒在于射频设计和自动化生产。1）从设计端来讲，需要射频传输理论和微波电子学作为理论基础，如何以最小的损耗和反射传输射频信号是关键。信号传输过程中存在衰减，一是因为趋肤效应，由于频率的增加，磁场作用使得电流的传输越来越趋向金属表面，导致导体电阻和损耗功率增加，对内外导体和介质材料的选择和设计提出了高要求；二是由于反射回来的能量在传输过程中被损耗，主要是特性阻抗不连续导致的，如何进行补偿和过渡设计是重点；三是由于表面裸漏造成射频线漏，这就需要设计屏蔽护套以保证良好的密封和绝缘性能。2）从工艺端来讲，企业需要建立科学、高效、标准化的精密制造流程，执行高标准的质量监督体系，把控好生产、组装、测试环节。出于良率和效率的考虑，将数控技术、自动化及信息化技术融合应用。生产过程中，突破冲压成型技术是FAKRA连接器的关键，将降低成本，实现大批量生产，保证高制程安全。
高速连接器国产化率低，未来有望快速提升。1）根据Bishop&Associates统计，2019年全球汽车连接器厂商TOP10以美、日企业为主。泰科、矢崎、安波福三巨头市占率达66.8%。美国、日本、欧洲企业市占率达41%、30%、16%。中国占据了全球汽车30%的需求，但是中国企业在汽车连接器市占率低于5%。2）从国内高速连接器竞争格局来看，罗森伯格作为行业龙头、市占率达50%，公司新一代HFM（High-Speed FAKRA-Mini）连接器，频率高达15GHz，可实现高达20Gbps的高速率传输，体积更小、相比传统FKARA连接器节约了高达80%的空间，实现成本优化。电连技术作为国内龙头，市占率达10%，公司自2014年起布局车载射频连接器业务，主营FAKRA连接器、mini FAKRA连接器。2022年H1公司车载连接器收入达2亿元、同增89%，毛利率达40%。3）长期来看，我们认为国内企业产品性能优质、研发速度更佳、服务能力更佳、综合成本更低，未来有望获取更多市场份额。此外，得益于整车厂竞争格局变化，绑定优质客户的连接器企业获得成长机遇。
（4）车载摄像头：智能化驱动成长，转型Tier1打开长期空间
ADAS可分为L0~L5六个级别，目前主流ADAS级别在L2~L3阶段之间，伴随规格升级，单车搭载摄像头数量持续提升。L2级别智能辅助驾驶搭载5~8颗摄像头，L3级别智能辅助驾驶搭载8~16颗摄像头，L4、L5级别自动驾驶ADAS系统尚在研发阶段，一般需要搭载13颗以上摄像头。
特斯拉HW4.0平台，车载摄像头量价齐升。以特斯拉最新研制的HW4.0中央计算单元为例，相较于HW3.0的9摄像头设计（3前视摄像头、1舱内摄像头、2侧后视摄像头、2侧前视摄像头、1后视摄像头），HW4.0的摄像头数量、布局和性能都出现了调整。在数量方面，HW4.0采用12摄像头设计，前视摄像头由三目改为双目，同时增加1备用摄像头、1前摄像头、2侧视摄像头。在布局方面，新增的前、侧视摄像头，预计分别安装在前、后保险杠处，从而实现视觉补盲和感知增强，前挡风玻璃处的前视摄像头增加散热模块，B柱摄像头的开孔形状进行了调整，可视范围或会进一步扩大，预计该摄像头处会增装加热装置，从而减少水汽影响。在性能方面，预计前视摄像头的图像传感器会由1.23M像素的AR0136AT换为5.43M像素的IMX490，像素增加可提高识别有效范围，亚像素技术的应用使IMX490能够增加HDR显像质量，减轻LED频闪，同时IMX490的画面比例为3:2，相较于AR0136AT的FOV（视场角）更广。
根据TSR，2021年全球车载摄像头出货量达1.86亿颗、过去十年CAGR达30%，单车搭载摄像头数量达2.1颗。目前市面上主流智能车型普遍搭载摄像头数量在5~8颗。展望未来，得益于智能化加速，预计2023年车载摄像头市场同增26%，2025年车载镜头市场达188亿元、车载摄像头市场达565亿元，2022~2025年CAGR达28%。
车载摄像头镜头市场格局呈现出“一超多强”局面，舜宇光学是绝对领军者。1）2020年舜宇光学出货量位居第一，市场占有率超30%，日本麦克赛尔、日本电产三协、日本富士胶片、韩国世高光位居二至五位。得益于本国汽车工业发达、日本企业占比较高，份额前八厂商中，日本厂商占据5席。2）在规格、壁垒更高的ADAS镜头中，舜宇光学一骑绝尘，市占率超50%。3）车载镜头具有较高的技术壁垒，产品通常需要配合传感器芯片进行参数调整，经过1-2年研发周期后交货给Tier1组装，并经过车厂上路验证1-2年通过后方可供货，认证周期3-5年，客户粘性较强，头部企业先发优势稳固。
除舜宇光学科技以外，国内的联创电子、力鼎光电、宇瞳光学均积极布局车载镜头领域，但目前市占率较低，我们认为未来伴随国内造车新势力崛起，国内二线企业在车载镜头领域大有可为。
（5）车载雷达：短期4D毫米波雷达弥补纯视觉短板，长期看好多传感器融合趋势
激光雷达、毫米波雷达和摄像头是自动驾驶中常见的三种传感器。激光雷达是一种以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。毫米波雷达是一类使用短波长电磁波的特殊雷达技术。雷达系统发射的电磁波信号被其发射路径上的物体阻挡继而会发生反射。通过捕捉反射的信号，雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。从工作原理上来看，激光雷达和毫米波雷达都通过回波成像来探测物体，但激光雷达更接近光学传感器，毫米波雷达本质上属于电磁波。毫米波雷达具有波束窄、分辨率高、抗干扰能力强等特点，特斯拉HW4.0硬件中已为4D毫米波雷达上车预留以太网接口。
4D毫米波雷达增加垂直探测能力，精准辨别静态障碍物。4D毫米波雷达在传统3D毫米波雷达仅有的距离、速度、方位角三个测量维度之上增加了俯仰角度的信息捕捉能力，增加了高度这一维度的信息量。传统3D毫米波雷达的通道通常为3发4收或4发4收，只能在水平方向获取信息，没有多余通道在垂直方向布局天线。4D毫米波雷达拥有更多通道数，能够在垂直方向布局天线。过去传统毫米波雷达由于无法捕捉高度信息，导致自动驾驶算法无法判断静止障碍物对车辆的影响，容易出现误判天桥、限高架的高度、将井盖、减速带等判断为障碍物导致的幽灵刹车，而4D毫米波雷达在新增高度信息后可以规避类似问题。
4D毫米波雷达技术路线主要包括级联方案和Arbe的ASIC方案。级联方式分为两片级联和四片级联，两片级联的通道为6发8收，四片级联为12发16收，四片级联通道数量192。Arbe的ASIC方案，通道为48发48收，通道数超2300。特斯拉暂未确定使用级联方案或Arbe的ASIC专用方案，但我们认为随着行业走向成熟化，受制于成本、功耗和性能问题，未来行业会倾向于使用Arbe的ASIC专用方案。因为通道数的增加使得分辨率大幅提高，采样通道数大幅提升，传感器的空间采样率提升10倍，具备环视能力并能够对目标和环境呈现出更加精确的点云图像。
4D毫米波成为新技术趋势，国内外厂商积极布局。4D毫米波雷达相比传统雷达性能大幅提升（探测距离+角分辨率），成本却基本类似，有望成为现有自动驾驶传感器方案的有效补充。从布局厂商来看，海外以系统厂商大陆、博世、海拉、电装、安波福和Veoneer等为主，麦格纳、摩比斯、Arbe、Uhnder、Vayyar等新玩家正在加速布局。国内厂商中，原本做3D毫米波雷达的厂商华域、森思泰克从级联方案切入4D毫米波雷达，而威孚高科和经纬恒润则是从ASIC方案切入4D毫米波雷达。
4D毫米波雷达弥补视觉方案短板，长期或推动多传感器视觉融合趋势。2018-2019年，特斯拉采用摄像头+3D毫米波雷达的视觉方案，但3D毫米波雷达缺少高度信息，在视觉融合模型中分辨率不高，提供的信息量很少，典型表现为无法识别隧道和减速带，在特斯拉的自动驾驶算法中导致幽灵刹车事件的发生。2020年，虽然传统毫米波雷达可以适应各类恶劣环境，但随着特斯拉提出新的算法，毫米波雷达的测速功能被算法+摄像头取代后，在融合模型中的价值直线下降。但是特斯拉没有放弃毫米波雷达方案，因为激光雷达本质上仍然属于光学传感器，无论在提供的信息维度上还是成效效果上都与摄像头视觉类似，对于算法能力很强的特斯拉来说，都可以通过算法来实现，但视觉融合技术需要高精度毫米波雷达配合，因此从2020年开始特斯拉就开始布局4D雷达。4D毫米波雷达的点云信息更丰富，自动驾驶所获得的空间目标属性和环境属性更多，传感器的精度更高。4D毫米波雷达可以感知实时速度，判断目标的运动轨迹和反射特性，而非光学多帧比较而得到的速度，因此能够识别激光雷达和摄像头无法做到的危险目标。长期来看，特斯拉选择4D毫米波雷达的意义在于：1）通过多传感器的融合，弥补本身摄像头原理上的缺陷，获得全工况能力；2）降低现有算法的算力消耗，可以识别重点危险目标，提升传感器对周围环境信息的获取；3）相对纯视觉方案带来的算力成本飙升，加入4D毫米波雷达后的多传感器融合方案整体成本可控。
自动驾驶技术的发展，推动车载雷达市场规模逐年成长。根据Yole的数据，2021年全球自动驾驶雷达市场规模58亿美元，2027年自动驾驶雷达市场规模有望成长到128亿美元，21-27年CAGR达14%。其中2021年全球4D雷达市场规模3亿美元，2027年市场规模有望成长到35亿美元，21-27年CAGR达48%。
2.从特斯拉硬件迭代，看低成本智能化发展方向
特斯拉2023年投资者日活动在电动车方面，提出了多项降低造车成本的计划，如提出停用稀土材料电机；通过缩减芯片面积，减少碳化硅材料使用以及致力于降低造车成本到50%等等。我们认为，在特斯拉的引领下，同时伴随国内新能源车渗透率从22年的25%向35%演进，23年新车型大幅增加竞争加剧的大背景下，降成本将成为2023年汽车产业链的主旋律之一。
特斯拉的自动驾驶功能经历多轮迭代升级，反映出特斯拉在自动驾驶方面智能化差异与量产成本的综合考量。具体来看，特斯拉HW1.0采用Mobileye的EyeQ系列芯片，但由于后者黑盒的方案难以打造智驾功能的差异化，特斯拉在HW2.0中改用定制版的英伟达DrivePX2自动驾驶计算平台，集成了1颗TegraParker芯片和1颗Pascal架构GPU芯片。后续出于对性能、研发进度、成本、功率方面的要求，特斯拉自研自动驾驶芯片，并推出HW3.0。此次HW4.0曝光主要升级集中在通过计算芯片和存储芯片的换代与堆叠，实现算力的提升，此外还增加了毫米波雷达接口、升级GPS模块等。与特斯拉聚焦算力升级相比，国内车企在技术路线上选择更加多元，包括网联、地图定位与域控制器架构等。
（1）模组通信制式升级趋势确定，关注未来进一步集成空间
国内多厂商布局C-V2X模组，5G+C-V2X融合模组有望成为主流方向。特斯拉HW4.0采用LTE-A车规级无线通信模组AG525R-GL，但蓝牙与WiFi还是LGINNOTEK的ATC5CPC001，未来有进一步集成的空间。从国内车规级模组的产品发展历程来看，2017年，大唐高鸿基于中国信科自研C-V2X芯片发布了业界首款商用C-V2X模组DMD31；2019年，华为发布了全球首个支持5G+C-V2X技术的车载模组MH5000；2020年12月，移远通信支持5G技术的车规级模组AG551Q-CN率先通过CCC、SRRC、NAL三项认证，拿下规模出货资质，推进汽车行业加速驶入5G时代。车规级无线通信模组技术要求高、认证周期长且具备先发卡位优势，车载模组产品有望向5G和C-V2X融合方向不断演进。
国内车载前装通信模组市场价量齐升，5G+C-V2X模组有望成为主要增量市场。根据高工智能汽车研究院监测数据显示，2022年1-11月中国市场（不含进出口）乘用车前装标配车联网功能交付上险量为1164.33万辆，前装搭载率为66.69%。其中，5G交付32.75万辆，实现了同比近30倍的增长。4G车联网仍然将处于主流地位，但5G将迎来快速上升期，国内模组厂商已实现海外出口，未来关注多功能集成与通信制式升级带来的价值量提升。车载模组厂商竞争激烈，低端产品的毛利率已低于10%，5G、C-V2X等技术带来价格提升与市场扩容的机会。模组厂商由提供单一的4G模组向提供4G+V2X、5G+C-V2X、5G+C-V2X+GNSS、智能模组等集成化模组的方向转变，提升产品的单价和毛利空间。当前主要模组厂商如移远通信、美格智能均发布了内置高算力SoC和内存的智能模组，兼具座舱、网联与定位功能。
随着汽车网联化的持续加深，车载无线通信模组市场受益于汽车通信需求将持续增长。当前4G模组装车数量快速提升，随着OTA远程升级、高清车内娱乐、自动驾驶等需求日益凸显，价值更高的5G车规级通信模组加速渗透，带动车载模组产业量价齐升，因此建议关注进军车载模组赛道的头部厂商，如移远通信、美格智能、广和通等。
（2）融合定位方案是国内车企实现高阶自动驾驶的必由之路
特斯拉小幅升级定位模块，辅助环境感知。根据HW4.0曝光图片显示，HW4.0GPS模块升级，使用了三频GPS天线模块，新增L5频率，以提升定位精度。在HW3.0上，特斯拉使用了UBLOX公司生产的M8L,仅支持单频的GNSS定位，卫星定位信号不稳定。特斯拉对于环境的感知更多依靠视觉方案，对算法、算力要求极高。由于国内道路状况相比国外更为复杂，国内车企倾向于加入更多的定位、探测等感知传感器，形成“定位+多传感器融合”方案。
“高精度地图+GNSS-RTK+IMU”的融合定位方案成为L3及以上自动驾驶车型热门选择。GNSS和IMU可实现互补，GNSS补充了IMU惯性系统的累计误差问题，IMU很好地弥补了GNSS卫星系统的不稳定性和易受干扰性。2020年以来，各主机厂相继推出多款配备高精度定位方案的车型，如小鹏P7、埃安V、凯迪拉克CT6、蔚来EC6等。2020年4月，小鹏P7XPILOT3.0自动驾驶辅助系统搭载高德高精地图上市，这是高德高精地图首次在L3级别自动驾驶系统上的量产应用，结合三重高精度定位硬件，小鹏P7成为拥有最强大定位能力的量产车型，此后的小鹏P5、埃安V等车型均开始采用“高精度地图+GNSS-RTK+IMU”这一融合定位方案。
高精度定位市场产值维持高增，卫惯组合有望成为高阶智驾标配。据中国卫星导航定位协会数据显示，2021年我国高精度定位市场产值152亿元，同比增长33%，高精度细分设备方面，2021年国内厘米级应用高精度芯片、模块和板卡总出货量超过120万片；国内各类高精度应用终端总销量接近170万台/套，其中应用国产高精度模块和板卡的终端已超过80％；高精度天线出货量接近170万只。GNSS卫星导航与IMU惯性导航组合，结合高精度定位的RTK技术，有效实现厘米级高精度定位。组合导航主要面向L3及以上自动驾驶，目前价格在1500-2000元/套。
北斗系统的融合定位方案有助于提高导航定位服务的精度和可靠性，结合实时动态差分（RTK）以及超高精度惯性测量单元（IMU）等定位技术，可以提升自动驾驶在立交桥、隧道、地下车库等复杂交通环境以及雨雪雾等不佳天气的有效性。卫导+惯导高精度定位组合方案是当前L3级别以上车型主流方案，该方案能够确定车辆绝对位置与相对位置，并实现车道厘米级精准度定位，有望于23年迎来爆发期，伴随北斗系统完善与应用丰富，我们看好基于多年高精度定位算法、技术积累的专家型厂商技术横向复用，建议关注华测导航、中海达等。
（3）智驾域控在传感器与处理器等环节具备成本下降空间
域控制器供应模式多元，进入渗透率提升期。智驾域控集成传感器与处理器，国内部分车企孵化子公司进行自研，或直接向Tier1采购，特斯拉域控制器全栈自研，对成本把控能力较强。我们判断，未来3-5年L3级进入渗透率加速提升阶段，智驾域控制器21年出货量53.9万台，渗透率2.7%；预计25年提升至450万套，四年CAGR56%。德赛西威、经纬恒润等面向L3的智驾域控制器也已配套自主品牌和新势力车企量产。
特斯拉增加毫米波雷达接口，4D毫米波雷达成本有待下降。4D毫米波雷达增加了纵向天线及处理器，在原有的距离、方位、速度三个维度基础上可探测到高度信息，并像激光雷达一样呈现点云图，弥补了传统雷达难以识别静态障碍物的短板。从技术路线上来看，实现俯仰角的测量需要增加虚拟通道数量，一方面可通过单片收发器的级联实现，如大陆将4片MMIC级联，实现12T16R，但导致了成本高昂与工艺复杂度提升的难题；另一方面可通过AI算法增加虚拟通道数实现，但目前专用算法与芯片方案不成熟。
未来三年自动驾驶发展节奏仍以L2级装配为主，同时伴随着L3级逐步开始前装上车，重点把握ADAS在低价位车型搭载率的提升与L3级ADCU的前装量产规划。当前L2级ADAS在15万以下车型中渗透率仅为20%，低于行业的平均水平46%，我们看好本土厂商凭借对国内复杂道路的认知优势与竞标价格优势突破海外龙头的市场垄断。面向L3级、具备行泊一体功能的ADCU，已搭配少数车型量产，如小鹏P5/7、理想L9、哪吒S等，预计23年将迎来产品放量爆发期。建议关注具备ADAS成本优势与ADCU先发优势的本土厂商经纬恒润。此外，关注4D毫米波雷达等传感器新技术成本降低带来的上车机遇和国产替代机遇，如经纬恒润、德赛西威。
END
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