特斯拉系列专题报告（三）：颠覆性创新重塑汽车产业链，零部件厂商破壳重生.pdf

伐谋 -中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1 / 23 2020 年 09 月 01 日 中小盘主题 -特斯拉专题系列报告（二） ： 全球电动化引领者，底层创新重塑供应链 -2020.3.6 中小盘主题 -特斯拉专题系列报告（ 一 ） ： 特斯拉有望重塑中国车市格局，看好从零到一的机会 -2020.2.10 特斯拉系列专题报告（三）： 颠覆性创新重塑汽车产业 链 ，零部件厂商破壳重生 中小盘主题 任浪（分析师） 刘强（分析师） 李泽（联系人） renlangkysec 证书编号： S0790519100001 liuqiangkysec 证书编号： S0790520010001 lizekysec 证书编号： S0790120070082 特斯拉颠覆性 变革 重塑汽车产业链 特斯拉 是对传统汽车行业颠覆性创新 ， 重塑了原有汽车产业链。 首先， 特斯拉作为汽车 电动化与智能化 的领头羊，不断 推动 汽车从机械产品向“消费电子”产品升级。 智能 电动车 中电子 元 器件的数量和价值不断增加，目前 在 单车成本 中的 占比已达到 65%并且还在持续提升之中。同时汽车中软件和软硬结合的部件不断增加，软件的 空中升级 即 能够实现车辆性能 的 持续优化 。并且 消费者 愿意为软件升级带来的智能化增值服务买单 ， 特斯拉 FSD软件包价格已达 8000美元， 预计 2021年特斯拉来自 Autopilot 软件带来的收入 可 达 2.5 亿美元，占公司收入的 7.6%。其次， 特斯拉 以销定产的 直营模式重构 了 汽车 销售 体系。 直营模式直接省去了经销商环节 的同时直面消费者， 产品 定价更加准确。 同时 以销定产的模式也可以降低零部件供应商的库存，降低 整体 行业的“周期属性” 。 再次，特斯拉高度集成的 模块 化 设计 重塑 了 零部件供应商竞争格局。 电动车动力系统简化 使得 零部件数量大幅减少，同时新的 “三电”系统和 电子 电器 架构 走向集成， 整车设计和 零部件 供应都走向模块化 。 新的零部件需求以及零部件的 模块化 一方面重塑了原有的供应体系，另一方面也 给 零部件厂商做大单车价值提供了良好的契机 。 特斯拉国产、 造车新势力 快速 跟进， 推动 国内 汽车产业链重构 特斯拉 的颠覆性创新和成功 给 国内造车新势力 带来了 极大的示范效应和竞争效应 。 经过几年时间的成长， 国内造车新势力已有 头部企业（小鹏、蔚来、威马、理想）脱颖而出，均推出了优质主打车型 且 成功量产交付。 同时特斯拉实现国产化并将带动了整体产业链的国产化。随着国产特斯拉的放量以及产业链的国产化，叠加造车新势力的快速 跟进 ， 我们认为国内汽车产业 将加速 向智能化、电动化方向升级， 推动国内汽车产业链的重构 。 国内 汽车 零部件厂商产业链地位 将 大幅提升，破壳重生 传统汽车零部件的核心在发动机 和变速箱 ，国内整车和零部件厂商由于发展起步晚 、 技术积累少，在核心 零部件 领域缺乏话语权 。 因而国内汽车零部件厂商在全球产业链的地位较低，缺乏 大型 全球影响力的零部件 厂商 。 特斯拉引领的汽车电动化和智能化推动汽车核心零部件由发动机转为全新的“三电系统”和自动驾驶等智能模块，给国内零部件厂商带来弯道超车的机会。 同时未来汽车产品的升级更多的是“三电系统”和智能化服务的升级。 核心零部件的转变以及模块化的设计 将使得国内零部件厂商的产业链地位大幅提升， 有望 实现破壳重生。 我们重点推荐渗透率持续提升并且处于不断升级的 智能 化 模块零部件 的 投资机会 ，包括域控制器、智能座舱、功率半导体、储存芯片、高精度地图等方向。 受益标的 ：德赛西威、 中科创达、 斯达半导、北京君正 、 四维图新 等 风险提示： 特斯拉产业链国产化低于预期 ； 国内智能化新车销量不及预期 。 相关研究报告 中小盘研究团队 开源证券 证券研究报告中小盘主题中小盘研究中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2 / 23 目 录 1、 特斯拉颠覆性变革重塑汽车产业链 . 4 1.1、 电动化和智能化，推动汽车的 “消费电子化 ” . 5 1.1.1、 电动化推动汽车 “电子化 ”，催生国内万亿级汽车电子行业 . 5 1.1.2、 E/E、软件、通信架构全面升级，开启软件定义汽车时代 . 6 1.1.3、 软件收入占比不断提高，消费者具有支付溢价意愿 . 10 1.2、 直营模式降低行业周期性，同时带来全生命周期服务 . 11 1.3、 模块化设计降低零部件复杂度，重塑零部件供应体系 . 12 2、 国内造车新势力快速跟进，推动汽车产业链重构 . 14 2.1、 造车新势力快速跟进，并取得阶段性成果 . 14 2.1.1、 国内造车新势力快速跟进，小鹏、蔚来、威马、理想成第一梯队 . 14 2.1.2、 头部企业加快行动步伐，推出优质主打车型 . 14 2.2、 国内汽车产业向智能化、电动化方向升级，推动汽车产业链重塑 . 17 3、 国内零部件厂商产业链地位大幅提升，破壳重生 . 19 3.1、 德赛西 威：小鹏 P7 智能驾驶核心供应商 . 19 3.2、 中科创达：智能汽车高增长， 5G 落地迎来新契机 . 19 3.3、 斯达半导：国内 IGBT 模块领域领跑者 . 20 3.4、 北京君正：国内车规级存储芯片龙头厂商 . 20 3.5、 四维图新：高精度地图龙头厂商， L3+自动驾驶时代将迎需求高峰 . 21 4、 风险提示 . 21 图表目录 图 1： 特斯拉发展及 OTA 升级历史 . 4 图 2： 2019 年全球新能源汽车市场中特斯拉市占率第一 . 4 图 3： 特斯拉已超越丰田成为全球市值最高的车企 . 4 图 4： 近年来国内新能源汽车销量快速增长 . 5 图 5： 电动化趋势下，整车中汽车电子成本显著提升 . 5 图 6： 电动化、智能化趋势下，国内汽车电子行业规模万亿可期 . 5 图 7： 汽车 E/E 架构开始由分布式向集中式升级 . 6 图 8： 特斯拉 Model 3 的 E/E 架构升级至了中央计算和分区 ECU 阶段 . 7 图 9： AUTOSAR 通过标准化底层软件与硬件之间的接口来实现软硬件解耦 . 8 图 10： AUTOSAR 将基础软件封装成包，通过标准化接口供上层应用调用 . 9 图 11： 特斯拉将部分自动驾驶功能捆绑至 FSD 选装包中，目前售价 6.4 万元 . 10 图 12： 预计 Autopilot 软件收入占比将不断上升 . 11 图 13： 2013-2019 年苹果软件类收入占比持续增长 . 11 图 14： 消费者只能直接在官网下单购买汽车产品和服务 . 11 图 15： 2012-2019 汽车经销商平均库存为 1.55 个月 . 12 图 16： 特斯拉 2019Q4 整车库存周转天数已下降至 11 天 . 12 图 17： 传统经销商模式下渠道存货占比较高 . 12 图 18： 我国汽车经销商库存大部分时间位于荣枯线上 . 12 图 19： 特斯拉逆变器由 24 个 1-in-1 功率模块组成 . 13 图 20： 特斯拉电驱系统集成电机、减速器、电控于一体 . 13 中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3 / 23 图 21： 造车新势力行业部分企业 . 14 图 22： 蔚来、理想、小鹏、威马知名度位居前列 . 14 图 23： 小鹏 G3 外观（ 2018 年 12 月交付） . 15 图 24： 小鹏 P7 外 观（ 2020 年 6 月交付） . 15 图 25： 蔚来 ES8 外观 . 16 图 26： 蔚来 ES6 外观 . 16 图 27： 威马 EX5 外观 . 16 图 28： 威马 EX6-plus 外观 . 16 图 29： 理想 ONE 外观 . 17 图 30： 蔚来 ES8 拥有高性能电子电气系统 . 18 表 1： Classic AUTOSAR 与 Adaptive AUTOSAR 性能对比 . 8 表 2： 以太网的总线方式传输速度更快、成本更低 . 9 表 3： 特斯拉零部件 /材料供应商情况 . 13 表 4： 头部企业均已实现量产交付 . 15 表 5： 造车新势力部分主打车型主要参数 . 17 表 6： 小鹏汽车硬件升级 . 18 表 7： 受益公司盈利预测及估值 . 21 中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4 / 23 1、 特斯拉颠覆性变革 重塑汽车产业链 特斯拉是 全球 汽车 电动化、智能化变革 浪潮中的 领军企业 。 特斯拉成立于 2003 年 ，2007 年发布首款产品 Roadster， 正式 进军电动汽车市场 。 随后于 2008 年正式发布了Model S 并于 2012 年实现量产 ，成为了当时全球第一款能够实现空中升级（ OTA）的电动车 。 2014 年 10 月 ，特斯拉发布首款自动驾驶系统 Autopilot， 并 率先 搭载于2015 年上市的 Model X 车型。 2016 年 Model 3 发布并于 2017 年实现交付。 预计 2021年， Model Y 将实现量产交付。在过去的十多年间， 特斯拉通过汽车动力系统、 E/E架构、软件架构、通信架构的全面创新升级， 一跃 成为了全球汽车电动化、智能化的领军车企。 2019 年，特斯拉 在全球新能源汽车市场中的份额已经达到 17%，稳居首位。此外， 在 2012-2019 年间特斯拉已完成超过 142 次的 OTA 升级 （潜在问题改善 11 次、全新功能导入 67 次、交互界面逻辑等优化 64 次） ，涉及自适应巡航、自动紧急刹车系统、 360全景视图、并道辅助等多项功能，系统版本从 2014 年的 V6.0已迭代至目前的 V10.0。随着特斯拉各类车型的相继量产以及电动化技术与智能驾驶技术的不断革新，特斯拉的市值同样实现大幅增长。截至 2020 年 8 月 31 日 ，特斯拉市值已达到 4125 亿美元， 超过 丰田、戴姆勒、大众等老牌车企，成为全球汽车领域市值最大的公司。 图 1： 特斯拉 发展及 OTA 升级历史 资料来源： 特斯拉 官网、 开源证券研究所 图 2： 2019 年 全球新能源汽车市场中特斯拉市占率第一 图 3： 特斯拉已 超越丰田 成为全球市值最高的车企 数据 来源： EV-volumes、 开源证券研究所 数据来源： Wind、开源证券研究所（数据截至 2020 年 8 月 31 日 ） 特斯拉 , 16.6%比亚迪 , 10.4%北汽 , 7.3%上汽 , 6.2%宝马 , 5.8%大众 , 3.8%日产 , 3.6%吉利 , 3.4%现代 , 3.3%丰田 , 2.5%其他 , 37.0%41252158541 530 460 430 424 321 316 276010002000300040005000市值（亿美元）中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5 / 23 1.1、 电动化和智能化 ， 推动汽车的“消费电子化” 1.1.1、 电动化推动汽车“电子化” ， 催生国内万亿级汽车电子行业 特斯拉引领的汽车 电动化 趋势 推动汽车的动力系统由 传统 的燃油发动机 +变速箱转变为动力电池 +电动机 +电控系统 。电动汽车 不仅实现了能源的 高效 转变，更加低碳环保， 同时 动力性能 也 显著 强于燃油车 ，线性加速操控体验更优。 根 据中汽协数据统计， 2013-2018 年国内新能源汽车销量每年保持 50%以上的增速上涨， 2019 年达到年销量 120.6 万辆（ 2019 年销量回落主要系补贴退坡导致） 。 而 在电动汽车中， “三电系统”（电池、电控、电机） 将 取代传统的动力系统 ，伴之而来的是整车中汽车电子成本占比的显著提升。 根据 Gartner 数据统计，纯电动型汽车的半导体成本（ 750美元） 要 高于插电式混合动力型（ 740 美元） 和 轻度混合动力型汽车（ 475 美元）。同时，叠加近年来 汽车 网联化、 智能化等概念 的 不断升温， 传感器、微处理器等汽车电子产品的需求将进一步有所提升。 根据赛迪智库数据统计， 2013-2018 年国内汽车电子市场规模保持着 15%左右的年平均增速持续增长，目前市场整体规模已超过7000 亿元 ， 国内万亿级汽车电子市场未来可期。 图 4： 近年来国内新能源汽车销量快速增长 图 5： 电动化趋势下，整车中汽车电子成本显著提升 数据 来源： 中国汽车工业协会 、 开源证券研究所 数据 来源： Gartner、 开源证券研究所 图 6： 电动化 、智能化趋势下 ，国内汽车电子行业规模万亿可期 数据 来源： 中国产业信息网、 开源证券研究所 1.76 7.4833.1150.777.7125.6 120.6-50%0%50%100%150%200%250%300%0204060801001201402013 2014 2015 2016 2017 2018 2019新能源汽车销售量（万量） YOY0100200300400500600700800纯电动 插电式混合动力 轻度混合动力汽车各类型汽车半导体成本对比传感器 微处理器 功率器件 传统内燃机器件 其他0%5%10%15%20%25%0200040006000800010000120002013 2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 2021E 2022E中国汽车电子市场规模（亿元） YOY中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6 / 23 1.1.2、 E/E、 软件 、 通信架构全面升级 ，开启 软件定义汽车 时代 (1) E/E 架构由分布式 向 域控制器 /中央计算 升级 电子电气架构 （ E/E） 是将汽车中的各类传感器 、 线束 拓扑、处理器、电子电气分配系统整合在一起从而实现整车 功能与 配置的一套整合方式。传统汽车电子 电气硬件架构 采用“分布式方案”，根据 细分 功能划分为不同 ECU， 每辆汽车有上百个 ECU，具体包括发动机管理系统（ EMS）、电池管理系统（ BMS）、车身控制模块（ BCM）等， 功能划分明确但 数据 难以实现交互。 随着智能化的升级，单一智能化的功能 实现 即需要多个 ECU 的融合 ，复杂的智能化功能则在 ECU 融合的基础上还需要 AI 智能算法等 。因此，“分布式”的 E/E 架构已经不能满足汽车智能化的需求， 汽车 E/E架构 开始由分布向集中 式升级 。 博世汽车将汽车的 E/E 架构分为了分布式、功能集成、域集中、域融合、车电脑和分区 ECU、车云计算 6 个阶段。 分布式 E/E 架构 ，单个 ECU 功能均是由零部件厂商实现 ， 整车厂实现智能化的升级需要每个 零部件 厂商的配合，开发成本高企的同时效率低下，并且不同 ECU 厂商之间的协作难度大。而融合成域控制器之后， 不 仅可以 实现 不同 ECU 之间的协同控制 、统一升级，同时还可以节省算力、降低布线成本。 目前绝大部分 整车厂 处于 分布式向 “功能集成”以及 “域集中” 的架构升级 进程中 ，华为、大众、丰田等 的 设计方案逐步向 “域融合” 阶段升级， 而 特斯拉 Model 3 则是已经实现了车电脑和分区 ECU 的 E/E 架构，遥遥领先于其他车厂。 图 7： 汽车 E/E 架构开始由分布式向集中式升级 资料来源： Bosch、 开源证券研究所 特斯拉 Model3 的 E/E 架构由一个 中央计算模块（ CCM） 、 三个 分 区控制器 以及电池管理系统（ BMS）和电机控制器（ DI） 组成 。 中央计算模块 整合 了 辅助 驾驶 系统（ ADAS） 、 车载 娱乐系统（ IVI） 以及车内外通信三部分 ， 是 整 个车辆 的最高决策模块 。三个区域控制器则分别为前车身控制模块 （ FBCM） 、 左车身控制模块 （ LBCM）和 右车身控制模块 （ RBCM） 。 其中，左右车身控制模块把 部分基础 功能按区域进行对称划分， 两者分别负责各自区域内的内外部灯光、门锁、车窗、驻车卡钳等。 而相对于左车身控制器，右车身控制模块还具有两个独有的功能 热管理（左车控制器仅负责鼓风机等）和自动泊车辅助系统（ APA）。前车身控制模块则主要负责为 整车中各个控制器进行电源分配，可以在实时监测各个 ECU 用电情况，及时切断部分处于静态但功耗高的 ECU 供电。此外，前车身控制模块还包括车前大灯、雨刮器等传统 BCM 的功能。 可以看到，特斯拉 Model3 车身控制器具备极高的集成度，三个中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7 / 23 车身控制器相当于传统汽车中的车身控制器、 4 个车门控制器、 2 个座椅控制器、方向盘位置记忆控制器、空调控制器、电池传感器等众多 ECU 的融合。而在如此的高集成度之下， 单个车身控制器上将搭载多个 MCU 芯片，从而可提供足够的算力冗余以提升功能的安全级别。此外，车身控制器 集成度的不断提升， 亦将大幅降低特斯拉的 布线成本 。最早的 Model S 综合布线长度与传统汽车相近，为 3kM 左右，到了Model 3 则降至 1.5km。 而 根据 Electrek 披露， 特斯拉有望凭借 “新型线束结构” 及柔性印刷电路 FPC技术， 在最新的 Model Y中 有望 将 综合布线长度缩至 100m左右。 图 8： 特斯拉 Model 3 的 E/E 架构升级至了中央计算和分区 ECU 阶段 资料来源： 特斯拉、 开源证券研究所 (2) 软件架构通过标准化接口实现与硬件解耦 传统汽车 中 硬件和软件是强耦合的关系， 软件功能的实现更依赖于硬件 ， 并且硬件之间难以形成较强的协同性， 汽车软件的可复用性和 OTA 升级能力整体较弱。 而随着汽车电动化与智能化的逐渐普及，汽车 软件 功能的复杂程度 以及更新频次 日益提升，伴之而来的是软件开发成本的剧增。 在此背景下 ，整车厂与供应商 为降低汽车电子系统 软件的开发成本 、同时更加便捷有效的对其进行管理， 于 2003 年共同建立了汽车开放系统架构（ AUTOSAR） 。 AUTOSAR 架构中 对各功能模块进行 了 封装，并 对模块与模块之间 的接口进行了标准化 ，从而 实现 了 汽车软件与硬件的解耦 。 目前， AUTOSAR 共有两个平台，分别为 Classic 平台和 Adaptive 平台， 其中 Adaptive是为满足高级自动驾驶所带来的大量算力需求所新建立的平台。 具体来看，AUTOSAR 平台运行于微处理器（ MCU）之上，并将汽车的软件架构抽象为基础软件层、运行环境层以及应用软件层三部分： （ 1） 基础软件层 （ BSW） 包括微控制器抽象层、 ECU 抽象层、服务层、复杂设备驱动层四部分， 是将硬件“软化”的第一步。 其主要作用是 将各类标准化的 基础 软件服务功能 封装起来供应用层调用 （本身并不参加实际工作），包括系统服务、内存服务、通信服务等 。（ 2） 运行环境层 （ RTE）是 AUTOSAR 系统的核心枢纽，其通过标准化的接口（分为标准化接口、 AUTOSAR接口、标准化的 AUTOSAR 接口三类）将上层应用软件与 基础 软件 层 进行连接，使得应用层可以通过 RTE 的接口函数来调用基础软件服务。 （ 3） 应用软件层 则是负责实现汽车中各类具体功能 。 中小盘主题 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8 / 23 表 1： Classic AUTOSAR 与 Adaptive AUTOSAR 性能对比 比较项 Classic AUTOSAR Adaptive AUTOSAR 使用语言 C 语言 C+语言 实用性 硬实时 软实时 适用场景 传统 ECU，如 ECM、 VCV、BMS、 MCU 等 自动驾驶、车联网、域控制 功能升级 开发后功能固定 可灵活在线升级 安全等级 最高到 ASILD ASILB（ 最高到 D） 主要通信方式 CAN、 LIN 以太网 操作系统 AUTOSAR OS（ OSEK OS）