分析

汽车产业大变局

字号+ 作者:天府汽车 来源:天府汽车网 2019-06-01 20:13

在讨论这个话题之前我们先看看当今全球半导体产业的商业模式。
当今全球半导体产业有两种商业模式,一种是IDM(Integrated Device Manufac-ture,集成器件制造)模式,像英特尔这种,从设计到制造、封装测试,以及投向消费市场一条龙全包的企业,称为IDM公司;另一种是垂直分工模式,有的半导体公司只做设计这块,并没有fab(工厂),通常就叫做Fabless,例如ARM公司、NVIDIA和高通等;当然,还有的公司只做代工,只有fab,不做设计,称为Foundry(代工厂),这种新模式出现的标志是1987 年台湾积体电路公司(简称“台积电”,TSMC)的成立。所以从现在的半导体企业总体来看,就可以分为IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite(介于IDM和Fabless之间)这四种形式了。
放眼全行业,出现垂直分工模式的根本原因有以下两点:
首先,半导体制造业具有规模经济性特征,适合大规模生产。随着制造工艺的进步和晶圆尺寸的增大,单位面积上能够容纳的IC 数量剧增,成品率显著提高。扩大生产规模会降低单位产品的成本,提高企业竞争力。
其次半导体产业所需的投资十分巨大,沉没成本高。一般而言,一条8 英寸生产线需要8 亿美元投资,一条12 英寸生产线需要12~15 亿美元的投资,而且每年的运行保养、设备更新与新技术开发等成本也会占总投资的20%。这意味着除了少数实力强大的IDM厂商有能力扩张外,其他的厂商根本无力扩张。
简单讲完了半导体行业商业模式的变迁之后,我们回过头来再看看汽车行业。早在1886年,德国发明家卡尔·本茨制造出世界上第一台内燃机为动力的三轮运输工具,他将其命名为“motor wagen”。此后,1887年由哥德利布·戴姆勒研发出了第一台四轮汽车,汽车工业的历史正式拉开了帷幕。而1888年-1893年,卡尔·本茨以及其家人一共销售出去了只有25辆奔驰车,当时每辆车的成本为约600金马克(150美元),而售价约4000金马克(1000美元)。当时美国农场工人的每周工作约65小时,收入7美元,购买一台奔驰车需要工作25.6个月;而到了1908年,美国人亨利·福特的T型车在大工业化的背景下,将汽车制造的劳动时间从12.5小时/人缩短到了1.5小时/人,而到1916年的时候,福特T型车售价降低至360美元/辆,美国工人工作6.5个月就可以攒下购买一辆当时的福特model-T汽车。工业化的大背景以及先进的流水线作业方式,让汽车普及势不可挡。2017年,全球汽车销量达到9680.44万辆成就汽车史上年度销量数据的巅峰。
从1886年卡尔·本茨的发明开始至今,汽车行业已经过去了133个年头了,如今年销售量接近一亿辆,俨然已经成为影响全球经济的关键环节。但是作为汽车行业的龙头企业们,活的到底怎么样呢?刚刚过去的2018财年,丰田汽车公布了它的经营业绩。丰田集团2018财年销售额为302256亿日元(约合人民币18534亿元),比去年同期增加8461亿日元(约合人民币519亿元),同比增加2.9%。营业利润为24675亿日元(约合人民币1513亿元),比去年同期增加676亿日元(约合人民币42亿元),同比增加2.8%。净利润为18828亿日元(约合人民币1155亿元),比去年同期减少6111亿日元(约合人民币375亿元),同比减少24.5%。
而另外一个汽车行业巨头2018年的业绩又如何呢?大众集团2018年财报显示。2018年,大众在全球范围内共交付新车1083万辆,同比增0.9%。营业额2358亿欧元,同比增长了63亿欧,同比涨幅5%。大众集团营业利润为139.2亿欧元(约合158亿美元),比上年增长0.7%。
作为全球汽车产业的两大龙头企业,2018财年丰田汽车对应的利润率约为6.2%,而大众集团2018年大致的净利润率为5.9%。两大龙头企业如此,净利润率不足营业收入的1/10,可想而知其他综合竞争能力远不如丰田、大众的汽车企业的境况如何。比如同为日本汽车企业的本田、日产情况更为艰难。自从戈恩被捕,雷诺-日产联盟就陷入了危机,本田则已经几乎没有赚钱的车型了。相比而言,在美国市场特斯拉,已经开始快速地对同级别、同价位区间的竞品燃油车型造成严重的伤害。虽然今年一季度,特斯拉销量大幅下跌,重陷亏损。但进入二季度,其Model 3重新跻身美国市场上最畅销的乘用车之列。汽车销售跟踪网站GoodCarBadCar数据显示,4月,Model 3在美国最畅销的汽车中排名第9,这是其自2018年12月以来首次进入前十名。去年12月,该车型在美国市场的销量为25250辆,排名第五。虽然截止目前为止,特斯拉依然处于亏损状态,但是电动汽车的趋势已经不可逆转了。而随着中国工厂的竣工日益临近,特斯拉亏损的局面或许会停止。而中国新能源汽车在前四个月也报出了同比超过100%的增长率。另一方面,燃油汽车前四个月在中国的表现却是另一番景象,2019年1-4月,汽车销量为198万辆,同比下跌14.5%。
什么原因造成现在这种窘境的呢?如果仔细观察的话,近十几年来汽车动力总成技术并没有什么大的变化。笔者一位朋友早在16年前曾经重金买过一台纯进口的日产风度轿车,到目前为止这辆车依然在服役,唯一的问题就是真皮座椅上由于多年的使用磨损出现了数条开裂,其他的问题几乎没有。日常在北京上下班使用依然可以达到8L/100km的油耗水平,而发动机启动后经常不被察觉,无数次在转动车钥匙启动发动机的时候才发现发动机在运转,其搭载的3.0 v6自然吸气发动机,最大功率147kW。而目前同级别的日产天籁采用2.0T涡轮增压发动机最大功率也就提升到185kW。油耗没有什么太大的变化,最大功率提升了不到40kW,2.0T的动力线性程度永远无法与V6相比拟。至于智能化配置可以说有进步,但是很小。这个小例子就能说明燃油汽车将近20年的发展有哪些变化。可以说传统汽车产业的最大变化就是在外形和内饰上,每一款新车大量的开发成本(20亿人民币左右)堆积在换一个更好看的外壳,改一个更漂亮有质感的内饰。至于说其他的,变化可以说是微乎其微,哪怕是算上德系倡导的小排量涡轮增压技术,以及90年代末的丰田为核心的油电混动技术,我们依然可以说现代汽车工业在这将近20年的岁月里几乎没有什么大的提升和变化。而电动化、智能化、网联化、共享化等所谓的汽车产业“新四化”,也仅仅是最近两年才开始提倡。而相比传统汽车的“不变”,电动汽车的变革可谓是日新月异,从综合续航里程不到300公里,到目前的500公里以上,从技术角度来看,单续航里程这一项指标突破800km基本上在两到三年即可达成(动力电池系统能量密度240Wh/kg),而充电效率的局限除了线缆的温度控制之外,也只是基础设施建设需要快速跟进,300kW以上充电功率,10分钟充电行驶400公里以上将很快出现。
解决了目前市场最为诟病的两大痛点之后,电动汽车全面爆发的时代就会飞一般的扑面而来。留给燃油汽车还有多长时间呢?在不考虑成本因素的前提下,3年基本上可以达成。那唯一能够阻止电动汽车全面替代燃油汽车的核心问题在哪里呢?是续航里程?800公里完全不是问题;是充电效率?30分钟充满,10分钟充电行驶400公里以上,也没毛病;是操控性能?电动汽车可以轻松秒杀燃油汽车;是加速时间?燃油汽车除非改用涡轮风扇发动机可以赶超;是热失控?热管理可以缓解,电解液材料的改良很快解决这样的问题;这些都不是问题。
其实核心的问题在于成本,除了全球电动汽车销量的快速提升,规模化带来了成本的快速下降之外,核心零部件标准化将成为杀死燃油汽车的最后一根稻草。
说起核心零部件标准化,我们先看看目前的现状。电动汽车成本占比最高的核心零部件一定是动力电池组,但是目前组成动力电池组最核心的动力电池单体有多少种规格呢?中国2017年有31种、2018年有16种,可以说每一个整车企业、每一个电池企业都在制定其自己的动力电池单体规格标准。国外,特斯拉电池单体的规格从18650(18mm*65mm 圆柱形)改到21700(21mm*70mm 圆柱形)。不同的单体规格在电池生产环节带来的全行业的成本消耗就非常惊人。假如全球动力电池采用唯一的规格会怎样呢?就象很多年前的螺栓之类的紧固件一样,国际标准出现之后,紧固件的生产加工成本大幅度的降低。其实是动力电池模组标准化,标准化的动力电池模组带来生产成本降低的同时,也为动力电池全生命周期梯次利用以及再循环,创造了非常有价值的基础。举例:目前动力电池行业普遍按2000次完整循环之后不低于80%容量来设定,而按照500公里单次循环里程计算,一般一辆出租车在8年报废之后动力电池容量还在80%以上,进入下一个利用梯级还能用非常长的时间。而在动力电池报废之后,标准化模组(单体)专用拆解设备也能够高效、低成本地回收其中的主要金属成分。
然而,目前推动全球动力电池标准化的并非各国政府,而是全球新能源汽车动力电池领域的几大龙头企业。按照今年1-4月份中国国内的动力电池装机量来计算,比亚迪+宁德时代已经占据了中国动力电池装机量的近80%,在中国想要推动动力电池标准化的进程,非宁德和比亚迪莫属。而这也将成为中国新能源汽车未来雄霸全球的核心竞争力之一。除了动力电池标准化之外,核心零部件中最重要的就是三电系统中的电驱动(含电机控制器)、高压充配电(OBC、DC-DC、PDU)设备。目前而言,全行业中比亚迪已经实现了3+3的标准化高集成模块,据说下一个阶段通过进一步系统集成将高压充配电和电驱动两大模块再进一步合二为一。另外,在功率半导体领域,目前国内能够在前端芯片设计、加工、封装等环节全覆盖的车规级功率半导体也就比亚迪一家。而新一代SiC mosfet的大规模应用也将进一步提升电驱动+高压力充配电的集成度以及功率密度。
虽然目前包括大众、宝马、丰田等诸多的传统汽车制造商,还在想尽办法建设自有的动力电池产能,但是未来的商业格局,目前来看已经基本确定。新能源汽车领域未来将会出现一个或几个核心动力系统供应商,为全球整车企业提供动力电池(模组、pack)等标准化组件 ,将出现一个或几个能够提供动力系统完整解决方案的供应商。而只有在标准化的前提下,产能高度集中在几家行业龙头企业手中,才能实现高速技术迭代以及成本迅速降低。最终实现直接与燃油汽车对抗甚至于彻底替代的市场格局。而目前在动力电池领域只有中国的宁德时代、比亚迪,国外的LG化学、三星SDI有机会。至于松下,要么在特斯拉解决成本问题之后一飞冲天,大概率的是在特斯拉彻底抛弃现有技术路线之后迅速没落。而系统方案解决供应商目前全球范围只有比亚迪一枝独秀。
为什么会出现这样看起来有些出人意料的局面?在统治了汽车行业上百年之后,那些汽车豪强难道没有意识到要预防中国汽车的崛起?我们固然可以认为中国对新能源的扶植力度起到了关键作用,但行走在传统能源轨道上的欧美巨象们很难转身也是无可逃避的事实,包袱越重,越难转向。而比亚迪无需太多顾虑,又或者说从一开始,带着科技公司基因投身汽车产业就是为了等待这个结局。我们可以看到,比亚迪在汽车产业中,少有的做到了新能源产业链的垂直整合,是新能源的“IDM“。20余年的技术积累,现在也已经开始结出硕果。卖到25万的唐DM热销,卖到10万的元EV成了月销过万的爆款,比亚迪的新能源产品凭借技术过硬,已经得到了市场的认可。
而专精的更大收获还在于,当时机到来时能够弯道超车。在这届深港澳车展上,奔驰和比亚迪分工合作的产物腾势Concept X概念车亮相,代表了这家新能源合资品牌未来产品的走向。腾势Concept X概念车打造的过程中,奔驰负责设计和市场,比亚迪负责技术,我们可以理解为在这场国际分工中,比亚迪成了技术核心价值的主导。这意味着,在新能源领域,中国技术已经排到前列,占据全球分工的重要一席!
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