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24, 9月 2022
2022年国家级蒙自经济技术开发区 重点招商引资项目

项目概况:项目计划新建铜深加工车间、成品仓库、配电室、办公楼等基础设施,建设环保设施,配置一批生产设备,建设铜深加工项目生产线,产品为无氧铜杆、铜导线、铜板带。

初步效益分析:项目主要是通过产品销售盈利。产品为10万吨铜材深加工产品,项目预期产值400000万元,利润7000万元,税金及附加430万元,具有可观的经济效益。

项目概况:该项目计划引进国内外具有先进高镍三元正极材料生产技术的龙头企业,于蒙自经开区新材料产业园进行三元正极材料技术研发及产业化建设,通过厂房、办公楼、宿舍等基础设施及配套设施建设,同时引进先进生产设备,建成10万吨/年三元正极材料生产线。

初步效益分析:项目主要是通过销售高镍三元正极材料盈利。参考2021年8月26日高镍811材料市场价格22.1万元/吨,假设策划的10万吨/年三元正极材料制备技术及产业化招商项目产品为高镍811材料或价格差距不太大的产品,则项目预期产值为221亿元,若项目招商成功并实现年产10万吨高镍三元正极材料产能,将产生巨大的经济效益。

项目概况:项目计划引进国内外具有先进磷酸铁锂正极材料生产技术的龙头企业,于蒙自经开区新材料产业园进行磷酸铁锂正极材料技术研发及产业化建设,通过厂房、办公楼、宿舍等基础设施及配套设施建设,同时引进先进生产设备,建成10—50万吨/年磷酸铁锂正极材料生产线。

初步效益分析:项目主要是通过销售高镍磷酸铁锂正极材料盈利。参考德方纳米动力型磷酸铁锂2022年1月21日报价11.4万元/吨,假设策划的10—50万吨/年磷酸铁锂正极材料制备技术及其产业化招商项目产品为纳米动力型磷酸铁锂或价格差距不太大的产品,则项目预期产值为114—570亿元,经济效益良好。

项目概况:项目计划建设纳米金属生产车间、技术研发中心,辅助用房,仓储用房等,或根据生产要求改造标准厂房,建设环保设施,并购买纳米金属材料及涂层生产所需设备及配套辅助设施,建设纳米材料生产线平方米纳米金属涂层规模。

初步效益分析:项目主要是通过产品销售盈利。氧化锆主流报价6.3万元—6.5万元/吨,纳米钨粉+碳化钨市场价均价29万元/吨,2000吨纳米金属产品预计产值3.5—4亿元;纳米金属涂层0.7万元/平方米,5000平方米纳米涂层预计产值3500万元。项目综合产值4—4.5亿元,经济效益良好。

项目概况:项目计划建设生产车间、技术研发中心、办公用房、辅助用房等,或根据生产要求改造标准厂房,建设环保设施,并购买光伏银浆生产所需专用设备及配套辅助设施,建设形成年产10吨异质结电池用光伏银浆生产线示范项目。

初步效益分析:项目主要是通过产品销售盈利。按市场价低温银浆价格6500元/kg测算,10吨产能预计年综合产值6500万元,项目经济效益良好。

项目概况:项目通过引进国内外具有成熟HJT电池片生产技术的龙头企业,在蒙自经开区新材料产业园进行异质结电池片生产线建设,通过厂房、办公楼、宿舍等基础设施及配套设施建设,同时引进先进生产设备,建成1-3GW/年异质结电池片生产线。

初步效益分析:项目主要是通过销售异质结电池片盈利。按照电池片价格1元/W,策划的1—3GW/年异质结电池片生产线建设招商项目达产年预期产值为10—30亿元。若项目招商成功并实现年产1—3GW异质结电池片产能,将产生较好的经济效益。

项目概况:项目计划新建生产厂房和环保工程,对标准厂房进行改造,新建0.2—1万吨/年电子铝箔生产线万吨/年锂电池铝箔生产线万吨/年包装铝箔生产线,购置相关设备,开展产品生产。

初步效益分析:项目主要是通过产品销售盈利。项目生产电子铝箔0.2—1万吨/年,锂电池铝箔0.3—1.5万吨,包装铝箔0.5—2.5万吨/年。根据市场价,电子铝箔2.2万元/吨,锂电池铝箔20万元/吨,包装铝箔3.2万元/吨,电子铝箔收入0.44—2.2亿元,锂电池铝箔收入6—30亿元,包装铝箔收入1.6—8亿元,项目总收入8.04—40.2亿元。

项目概况:项目计划新建生产车间、原料库房、成品库房、办公综合楼、食堂、环保处理站、配电房等,购置相关设备,新建年产10万吨建筑铝材生产线,项目产品包括普通型及具有节能、隔热、隔音等功能的建筑门窗、幕墙、栏杆、围护板、铝扣板、铝百叶、铝塑复合装饰板等建筑铝材。

初步效益分析:项目主要是通过产品销售盈利。项目生产建筑铝材10万吨/年,达产年将实现销售收入20000万元,利润27448万元,税金及附加697万元,具有良好的经济效益。

项目概况:项目计划引进国内外具有先进锂离子电池隔膜湿法生产技术的龙头企业,于蒙自经开区新材料产业园进行锂离子电池隔膜材料技术研发及产业化建设,通过厂房、办公楼、宿舍等基础设施及配套设施建设,同时引进先进生产设备,建成年产3亿平方米锂离子电池隔膜湿法生产线。

初步效益分析:项目主要是通过销售锂离子电池隔膜材料盈利。参考2021年中材科技16um隔膜市场平均价格1.21元/平方米,假设策划的3亿平方米锂离子电池隔膜湿法生产线建设能顺利建设并达到预期产能,则项目预期产值为3.63亿元,经济效益较好。

项目概况:项目计划建设生产车间、组装车间、检测包装车间等或根据生产要求改造标准厂房,建设手机整机、平板电脑、笔记本电脑组装生产线万台笔记本的产能。

初步效益分析:项目主要是通过产品销售盈利。手机以500元/台均价计算,产值5亿元;平板电脑1000元/台计算,产值1亿元;笔记本电脑2000元/台计算,产值2亿元。三者共计产值8亿元,经济效益可观。

国家级蒙自经济技术开发区(前身为云南省红河工业园区)于2013年1月17日正式获国务院批准,规划面积140平方公里,地跨蒙自、个旧、开远三市,是我国面向东盟最近、最大的国家级经开区。2014年7月经省政府认定为省级高新技术产业开发区;2016年5月经国家发改委确定为长江经济带国家级转型升级示范开发区;2019年,成为首批“省级新型工业化(电子信息)产业示范基地”。2021年被商务部认定为“国家外贸转型省级基地(有色金属材料)”。“十四五”末,蒙自经开区力争实现总产值翻番,实现千亿元园区,致力打造成为世界锡铟产业基地,全国有色金属全产业链示范区,面向南亚东南亚加工及贸易基地。

蒙自经开区、红河综合保税区、河口跨境经济合作区作为红河州三大国家级平台,能够相互政策叠加,优势互补,助推企业开拓市场、提升盈利空间。蒙自经开区空间容量大,功能配套齐全,能够发挥产业基地、产品提供、服务保障的作用。现与红河综合保税区合并后,能同时为企业提供保税加工、保税物流和进出口办理等业务;河口跨合区是中越共同建设,区内原产地政策、税收、使用越南工等政策优势明显,入驻企业可以互相使用原产地证明,自行选择税率纳税。

蒙自经开区主要发展三大主导产业:一是有色金属及新材料(铜基新材料、锡铝铜为主的有色金属功能材料、以铟及铟基为主的稀贵金属新材料、电池正极材料、负极材料、电解液、隔膜等新能源材料项目);二是先进制造业(电子产品制造、风电装备制造、汽车及零配件制造、车用电池制造、矿山设备制造、农机装备制造等);三是现代服务业(生产性服务业、商贸服务业、金融服务业、电子商务等)三大主导产业。

目前,蒙自经开区聚集了云锡集团、润鑫铝业、红钢公司、惠科集团等一批骨干企业,拥有较强的科研力量和大批熟练工人。具备年产7万吨精锡、2.6万吨锡化工产品、12.5万吨阴极铜、4万吨无氧铜杆、1万吨锂电铜箔、30万吨电解铝、26万吨铝合金、3000吨电池正极材料、600万只铅酸蓄电池的生产与加工能力。

16, 9月 2022
智能电动汽车产业深度研究:智能握手电动创新驱动进步

2022 年 1-7 月,我国乘用车行业销量为 1,252 万辆,同比+8.5%。3 月开始受吉林、 上海等地疫情影响,OEM 和零部件生产供应受阻,4 月批发量同比下滑 43.4%。但是进入 5 月后,供给端疫情的影响逐步消除,全国重点省市如上海、北京、吉林等地疫情获得控 制,消费能力逐步好转,5 月批发销量同比降幅收窄到 1.4%,零售销量同比降幅亦由 4 月的 38.7%收窄至 21.6%。随着 5 月底购置税减免等消费刺激政策出台、供应链复工复产, 6、7 月份行业产销量持续修复,销量同比分别为+41.6%、+40.1%。我们预计全年乘用车 销量达到 2,367 万辆,同比增长 10.3%。

电动车:需求持续超预期,预计 2022 年新能源乘用车销量达到 600 万辆

2022 年新能源乘用车销量有望达到 600 万辆。2020、2021 年我国新能源乘用车销量 分别为 120、332 万辆,同比增长 13.4%、176%,新能源车批发口径渗透率分别达到 6.0%、 15.5%,同比提升 1.0pct、9.5pcts。虽然上游锂价持续上行使得车企终端价格逐步上调, 但考虑到当前头部新能源车企订单充足,我们认为对全年的新能源汽车需求仍可以保持乐 观态度。同时考虑锂价和原油价格持续高位,我们继续看好今年 PHEV 的销量占比持续提 升。随着优质电车供给的丰富、补能网络的逐渐完备、以及新能源车消费者认同度的提升, 叠加 2022 年以来燃油价格提升,新能源车的替代作用有望加速。我们预计 2022 年全年新 能源乘用车销量将达到 600 万辆,同比+80.4%,全年新能源车渗透率达到 25.3%,同比 提升9.8pcts。预计2023年新能源乘用车销量有望达到800万辆以上,同比增速达到30%+。

新能源车下沉趋势明显,看好未来二线、三线、四线城市的销量贡献。新能源车的渗 透率在 2018 年、2021 年经历了两次快速增长。2018 年的增长主要归功于一线城市渗透 率从上一年的 8.5%提升到 15.0%;2021 年则见证了新能源车消费的成功下沉:二线%大幅提升到 16.7%、12.6%、 12.3%,而且贡献了 69%(123 万辆)的增量销量。2022 年 1~7 月,一线城市新能源车 渗透率到 37.3%,预计全年这一数字会继续提升;其他城市新能源车正在加速渗透,二线、 三线、四线城市新能源车渗透率分别相比 2021 年全年提升 11.6、12.2、9.7pcts。

在技术和需求的变革下,PHEV 作为过渡性技术的尴尬地位正在得到明显的扭转。消 费者购买插电混动车型的核心需求有两种:1. 牌照和路权的需求;2. 省油的需求,特别 是不插电时的馈电油耗。2021 年之前比亚迪 DM-i 面世之前,传统基于 P2 或者 P2.5 的插 混车型相较于同款燃油车往往贵出至少 5 万元以上,而其馈电油耗又很难明显超过同等尺 寸的燃油车。根据上险量数据,2020 年中国乘用车市场上的 PHEV 渗透率仅为 0.93%, 在全部电动车销量中占比 16.2%,且主要以一二线城市的“路权需求”为主(2020 年, 一二线城市在 PHEV 市场的销量占比分别为 43%、25%)。

2021 年以来,基于 P1+P3 串并联双电机的比亚迪 DM-i 技术实现跨越式提升,很好 地满足了消费者节油需求,替代政策成为混动车型放量的重要推力。尽管双积分政策对油 耗要求愈发严格,推动节能汽车快速发展,但政策已经不再是行业发展的主导因素,优质 供给下消费者节油需求得以满足才是混动放量的主要动力。随着成本的降低及性能的提升, 混动车与燃油车已可做到相对平价,其相对纯燃油车的节油经济性凸显。以比亚迪热销车 型秦 Plus DMi(起售价 11.18 万元)为例,该车型的馈电油耗低至 3.8L/100km,是同等 价位段、尺寸中经济性最好的车型。

我们看好 DHT 的技术发展,认为以 P1+P3 双电机串并联架构为核心的 DHT 架构将 成为混动车型主流配置,同时增程式也将受益于混动行业的需求爆发。根据电机摆放位置 进行划分,单电机混动车型可以划分为 P0、P1、P2、P2.5、P3、P4,传统的单电机架构 都被证明难以肩负大幅降低馈电油耗的重任。从当前的技术发展趋势和市场需求来看, P1+P3 的串并联双电机的架构是混动的必然趋势,是自主品牌接下来重点发展的方向,也 极有可能成为混动的终极技术。其典型代表为:比亚迪 DM-i(单档),长城柠檬混动 DHT (两档)、吉利雷神动力(三档)、广汽自主 GMC、本田 i-MMD 等。我们认为,P1+P3 架 构的串并联双电机的 DHT 架构是目前所有混动技术中馈电油耗和性价比最为突出的方案, 也是最受消费者认可的方案。同时,基于双电机的增程式技术虽然没有高速直连模式,但 也为客户提供了相似的需求,同样有望受益于行业的需求爆发。

预计混动车型渗透率将在2025年达到50%,自主车企有望直道超车。2021年PHEV、 HEV 和 EREV 在乘用车市场的渗透率分别为 2.6%、5.5%、0.5%,我们预计 2025 年, PHEV、HEV、EREV(増程式)的渗透率有望达到 24%、18%、9%,并推动整体新能源 车占比接近 70%(HEV 不计入新能源销量),而 2025 年纯燃油车的占比可能将被压缩至 很低的水平。这其中,混动比例大幅提升的主要动力即来自于 DHT 和增程式技术的推广。 自主品牌在混动技术上持续投入,通过 DHT 技术的重要突破,在技术层面上追平了与日 系车企的差距;而纵观海外车企,受制于纯电转型压力和“柴油门”事件的影响,主流欧 美车企基本已经退出 DHT 混动技术的牌桌,目前在 DHT 技术上仍有持续投入的只有中国 和日本两国的车企,自主企业有望实现直道超车,在市场份额上继续扩张。

L2 级自动驾驶稳步渗透,高阶自动驾驶初现雏形。L2 级自动驾驶渗透率自 2017 年 来,每年均有 5pcts 左右提升,2022H1 达 33%。此外,特斯拉、蔚来、小鹏、理想、高 合、长城等品牌均有车型具备地图领航/领航辅助功能,我们将相应车型划分为 L2+, 2022H1 L2+渗透率达 5%,高级别自动驾驶初显雏形。技术进步促进成本降低、自动驾驶 作为自主品牌竞争差异化的重点,共同促进自动驾驶快速渗透。我们预计 2025/2030 年 L2 级自动驾驶渗透率分别为 60%/52%。此外,自主品牌高端化,将高阶自动驾驶作为差 异化重点,我们认为随着法律法规的完善,高阶自动驾驶将快速落地,预计 2025 年 L3/L4 及以上级别自动驾驶渗透率分别为 10%/1%,并将于 2030 年提升至 40%/8%。

未来更多的产品差异化将围绕“智能座舱”展开。相较于自动驾驶,智能座舱的需求更 加千人千面。特别是考虑到中国消费者的偏好,中国智能电动车的智能座舱大概率不会沿 着特斯拉的“极简主义”方向发展。从蔚来、理想、小鹏的第二代新车型以及问界的鸿蒙 座舱等例子中,我们可以看到一个明确的趋势:中国自主品牌在智能座舱上投入的物料成 本、生态应用和场景创新已经超越海外车企,并且会根据自身的品牌定位发展出不一样的 产品形态。我们认为智能座舱是未来第三生活空间、人机交互的主要入口,未来更多的产 品差异化将围绕“智能座舱”展开,这也将成为自主品牌的核心杀手锏。

SAE 自动驾驶分级标准: L3 级被普遍认为是自动驾驶的一个分水岭, L3-L5 可认 为是真正意义上的自动驾驶。根据美国汽车工程师学会(SAE)标准,自动驾驶分为 L0-L5 六级。随着级别升高,智能化程度逐级提升,驾驶操作、道路环境监测及最终的风险处理 者逐渐由人类向汽车系统进行过渡。L5 作为最高级别的自动驾驶,其可实现不限场景的驾 驶完全自动化。L4 与 L5 相比,核心区别在于 L4 仅可在限定的道路环境下完成自动驾驶。 在 L3 级别时,如果智能驾驶系统发生系统不可处理的意外时,系统将要求人类提供适当 应答,而 L4 及 L5 级别时,系统可处理相应意外情况。L1 及 L2 可以实现横向(如车道变 换)或纵向(如前进行驶)的自动驾驶,但相对 L3 而言,核心是缺乏对驾驶环境的监测 能力。L1 与 L2 的核心区别则在于 L2 可同时实现横向及纵向的自动驾驶,而 L1 仅可实现 横向或纵向某一维度的自动化。

基于 L2 与 L4 在技术、成本等方面的差异,造车新势力与 Robo-Taxi 公司分别做出 了“降维”与“升级”的选择。造车新势力&传统车企中的先行企业坚持全栈自研,凭借 成熟车型将 L2+导入市场, 依靠影子模式不断迭代算法能力,不断逼近 L3 自动驾驶。另一 类是 Robo-Taxi 等 L4-L5 级别厂商,采用适用性广的量产方案打入车企,降维做 L2+适配 解决方案。

目前头部企业的自动驾驶方案可以分为两条路线. 特斯拉:以视觉为基础+自研 FSD 芯片。 特斯拉的自动驾驶方案是以视觉为基础,以 FSD 芯片(144TOPS)为核心的解决方 案。2016 年以前,Tesla 的 Model S 采用的是 Mobileye 的 EyeQ3 芯片与单目摄像头,此 后特斯拉转为自研。特斯拉现在采取的是与中国车企不同的自动驾驶方案:不采用激光雷 达,而是以纯视觉为主。特斯拉的视觉算法的感知配件包括 8 个摄像头——后方的一个倒 车摄像头,前方的一个三目总成件,两侧的两个环绕摄像头,此外还有一个毫米波雷达。 Model3 Tesla 的三目摄像头是纯 OEM 硬件,摄像头采集完数据后发给 Autopilot 控制器。 三个摄像头分别对应 60m、150m、250m 覆盖范围。特斯拉的摄像头模块将所有 CMOS 传感器嵌入到 PCB 中,而将图像处理交给 Autopilot 的域控制器完成。

2. 新势力公司:高算力英伟达芯片+激光雷达。 除特斯拉之外,其他大部分中国车企均选择了高算力芯片(以英伟达 Orin 为代表)+ 激光雷达的解决方案,自主品牌智能化配置“军备竞赛”愈演愈烈。年初至今,主流自主品 牌向高端价格带加速渗透,通过大幅提升智能化配置,聚焦打造驾乘差异化体验。在自动 驾驶方面,蔚来、小鹏、理想和北汽极狐等新发车型普遍搭载了高算力计算平台,AI 芯片 方案以英伟达和华为为主,算力均在 300TOPS 以上,其中蔚来 ET7 单车算力甚至高达 1061TOPS。上述车型搭载的传感器总数均为 30 个左右,其中北汽极狐 Arcfox αS 搭载了 34 个传感器。绝大部分车型均计划搭载激光雷达(单车 1-3 颗),目前已确定的供应商有 大疆揽沃(Livox)、速腾聚创、图达通(Innovusion)、禾赛科技和华为等。此外,部分品 牌已经开始搭载华为、地平线等自主芯片,整车厂在智能化配置领域的“军备竞赛”愈演愈 烈。

域控制器是智能化中枢,按照功能域进行划分是经典方案,亦可按照空间划分进行补 充。在“软件定义汽车”时代,汽车从“分布式”到“中央计算单元变化”,ECU 数量的 增长必然带来决策和控制复杂度的提升,类似智能手机运算中枢的概念,域控制器在智能 汽车中的作用不断提升,有望在未来汽车智能化的过程中扮演核心角色。目前看汽车电子 电气架构主要被分位五个域,由自动驾驶、动力总成、底盘控制、座舱与车身控制五个域 构成,其中座舱域和车身控制域有进一步整合的趋势。头部企业特斯拉在 Model 3 上直接 按车身设计空间来进行域的划分,具体分为中域、左域和右域,打破了按照功能域进行划 分的思维方式。

自动驾驶域控制器为决策层核心产品,有助于传感器融合与高级别功能的实现。高级 别自动驾驶意味着传感器传入信号的复杂程度逐步提升,如 L2 级别侧视摄像头的加入导 致需要预处理的视频数据成倍的增加,L3+级别激光雷达的加入又不断地生成千万级的待 处理点云信息。因此,相关芯片需要同步提升自身的计算能力、传输带宽、存储能力。分 布式电子电气架构不利于多传感器之间的深度融合,也无法调用不同子系统的传感器来实 现复杂功能。在电子电气架构的集中化趋势下,自动驾驶域控制器依托集成度更高、性能 更优的计算平台,能够更好地支撑传感器融合,以实现更高级别的 ADAS 功能。 国内供应商已实现高算力域控方案的量产配套。德赛西威 IPU04 采用英伟达 Orin, 算力达 254TOPS,在理想 L9、小鹏 G9 等车型上实现落地;公司的 IPU03 也量产配套小 鹏 P7。经纬恒润的自动驾驶域控制器也已量产配套红旗 E-HS9、哪吒 S。在智能驾驶趋 势下,大算力芯片需求提升,德赛西威、经纬恒润等国内供应商已实现高算力域控方案的 量产配套。

智能化趋势下,高算力芯片需求提升,英伟达 Orin 成高算力主流方案。2019 年 GTC 大会上,英伟达发布自动驾驶芯片 Orin。该芯片采用 7nm 制程工艺,包含了 170 亿个晶 体管,并在软件端集成英伟达下一代 GPU 架构和 Arm Hercules CPU 内核,以及新的深 度学习和计算机视觉加速器。英伟达 Orin 最先推出了两种版本,分别是 110 TOPS 的 Orin 和 254 TOPS 的 OrinX。基于多个 Orin 或者 OrinX 的组合,对应的智能驾驶域控制器算力 可达 1000 TOPS 以上。

“蔚小理”的新车型均搭载最新的座舱和自动驾驶高算力芯片,在硬件的角度预留可 支持未来 2-3 年发展的算力。蔚来、小鹏、理想的新发车型,均基于英伟达 Orin 打造自动 驾驶计算平台。其中,小鹏 G9 的计算平台搭载两颗英伟达 OrinX 芯片,实现总 508 TOPS 算力。蔚来 ET7/ET5搭载的超算平台 Adam 更是配备四颗英伟达 NVIDIA Drive Orin芯片, 算力超过 1000TOPS,拥有 48 个 CPU 内核,256 个矩阵运算单元,8096 个浮点运算单 元,共计 680 亿个晶体管,算力高达 1016TOPS。ADAM 通过两颗主控芯片负责 NAD 全 栈算法计算,使用一颗作为独立完整的冗余备份芯片,最后一颗作为群体智能与个性训练 计算专用芯片。理想L9的智能驾驶算力平台搭载两颗英伟达Orin,总算力达到508TOPS。 其双处理器互为算力冗余,可同时实时运行各种深度神经网络,并确保安全所需的冗余和 分集。

激光雷达成为 L3 以上自动驾驶最重要的传感器。对于自动驾驶传感器的选择,目前 市场上存在着两种不同路径:一种是由摄像头主导,不采用激光雷达产品,典型代表为特 斯拉;另一种是由激光雷达主导,配合摄像头、毫米波雷达等元件组成。特斯拉由于激光 雷达的价格与量产进度问题而不选用激光雷达,但纯视觉算法已经频繁暴露问题,且激光 雷达价格降低、量产能力提升的情况下,激光雷达凭借其测量分辨率高、抗干扰能力强、 抗隐身能力强、穿透能力强和全天候工作的优势,成为 L3 以上 ADAS 的必要传感器组件, 可以有效应对各类 CornerCase。

预计激光雷达将在 2022~2023 年进入全面爆发期。在 2020 年 CES 展会上,大部分 激光雷达供应商新推出的激光雷达价格都已降至 1000 美元以下,标志着激光雷达价位进 入乘用车量产时代。而在整个 2021 年中,大量车企公布了搭载激光雷达的自动驾驶车型, 其中大部分大型计划在 2022 年正式量产,整个行业迅速走向成熟期。由于激光雷达的重 要性,部分车企开始通过共同研发乃至直接入股的方式,与激光雷达企业达成深度合作关 系。由于激光雷达本身技术仍处于不成熟期,站在激光雷达厂商角度,同样也希望与头部 智能化车企合作开发,帮助自身技术快速走向车规级落地。

高级别自动驾驶技术可拓展空间大,落地场景丰富。高级别自动驾驶能够有效解决人 力成本提升、交通安全、司机短缺等诸多痛点,是汽车行业企业竞相角逐的制高点。目前 可供自动驾驶产品落地的场景可大致分为城市开放场景、高速场景和封闭场景,其中城市 场景包括 Robotaxi、环卫服务、城配物流以及最后一公里配送;高速场景即干线运输;封 闭场景主要包括了港口、矿区。高级别智能驾驶整体解决方案业务上公司的同业公司主要 包括图森未来、百度等全球自动驾驶巨头。

封闭园区、特定路况的自动驾驶市场需求逐步显现。近年来,我国老龄化问题突出, 加之港口、矿区等封闭园区工作环境恶劣,工作强度大,用工难、人力成本高等问题日益 显现。但是,封闭园区也具有车辆行驶速度低、路况简单等特点,有利于自动驾驶技术的 落地。根据亿欧智库预测,2025 年中国矿区自动驾驶技术服务的市场规模将达到约 45 亿 元。另据佐思汽研预测,中国港口自动驾驶的市场规模将由 2019 年的 2 亿元增长至 2025 年的约 61 亿元。

Robotaxi 是最具市场潜力的自动驾驶场景。受各地政策与技术成熟度约束,目前无 人出租车仍需配备安全员,成本高昂。但麦肯锡在《致胜汽车行业下半场》中预测,未来 5-10 年人力成本将会进一步升高,而无人出租车每千米成本将不断下降,并将在 2025- 2027 年之间与人工驾驶出租车持平。在取消安全员并实现规模化部署后,预计无人出租 车的成本优势将得到凸显,带来出行服务的颠覆。根据麦肯锡预测,2030/2040 年,中国 用于出行服务的自动驾驶汽车行驶里程数有望达到 0.3/1.6 万亿公里/年,我们假设其单价 为 2 元/公里,则其 2030/2040 年对应市场空间约 0.6/3.2 万亿元。

L4 级别厂商的另一条商业化道路:逐渐将技术拓展至 L2+,赋能传统车企加速智能 化。L4 等高级别自动驾驶厂商硬件水平发展迅速,且由于场景类似、算法复用成本低等原 因,L4 厂商降维进入 L2+级别领域,以 Tier1 身份拓展乘用车客户。L4 级别厂商的降维优 势主要包括三方面:1. 数据闭环能力强:L4 面对的场景更复杂,要求更好地利用数据闭 环,相比 L2 有先发优势;2. 系统流畅性更好:L4 厂商提供相对完整的系统解决方案,避 免 L2 到 L2+系统切换的流畅性损失;3. 性能天花板更高:相比于传统架构,更适应城区 的复杂状况,性能天花板更高。在这样的降维优势下,L4 级别厂商纷纷和产业链公司展开 合作,尤其是和传统车企合作,为其智能化赋能,包括百度和红旗、北汽的合作,文远知 行和广汽、东风等主机厂的合作等。

座舱芯片是主要竞争点,科技巨头和初创公司同台竞技。早期车内娱乐芯片市场由恩 智浦、TI、瑞萨等传统汽车芯片巨头垄断。2012 年,高通、英伟达、英特尔、三星等芯片 厂商逐步成为智能座舱升级的主力军,高通几乎垄断着汽车座舱高端市场。2017 年,智 能网联汽车时代来临,随着座舱内对于视觉感知、语音交互等功能需求的提升,AI 发挥越 来越重要的作用,国产芯片新势力崛起。目前座舱芯片的主要玩家中,国内厂商包括传统 整车厂(吉利等)、科技企业(华为、百度等)、创业公司(地平线、寒武纪等),国外厂 商包括消费芯片供应商(高通、英特尔、三星等)、智能座舱芯片供应商(思瑞浦、德州 仪器等)。

基于高通 8155 的座舱平台方案成为多家品牌新发车型首选。2016 年,高通发布 820A 座舱芯片。820A 在性能方面的巨大优势,帮助高通逐步确立在智能座舱领域的领先地位。 时至今日,820A 依然是最主流的座舱芯片之一。2019 年,高通发布 8155 座舱芯片。高 通 8155 采用 7nm 制程工艺,较 820A 的 14nm 制程工艺更加先进。高通 8155 采用 1+3+4 的 8 核心设计,CPU 性能为 820A 的两倍,GPU 性能为 820A 的 2-3 倍。此外,高通 8155 能够支持 WiFi6、蓝牙 5.2、AI 加速计算和 5G 网络。蔚来 ET7/ET5、小鹏 G9 和理想 L9 均搭载高通 8155 芯片,流畅度有望大幅提升。其中,理想 L9 标配了两颗高通 8155 芯片, 配合 24GB 内存和 256GB 高速存储组成的计算平台,为 AI、软件和娱乐提供强大的计算 能力,丰富乘客的驾驶体验。

车内大屏化、多屏化趋势明显。汽车智能化发展,人机交互增多,大屏化、多屏化趋 势逐渐显现。一方面,中控屏向大屏化发展,10 寸及以上中控屏占比从 2018 年 17%提升 到 2022Q2 的 84%,大屏化速度极快;另一方面,车屏幕数量稳定提升,目前仍以 1-2 个 屏幕为主流,但配置 2 个以上屏幕的车型快速增长,例如理想 One 率先使用四联屏设计、 理想 L9 采用五屏交互模式。基于汽车第一排的液晶仪表盘、中控大屏、行车电脑及副驾 驶屏这 4 块屏幕进行统计,根据我们测算,2022H1,屏幕数量 1 个及 2 个的车型销量占 比分别为 52%及 40%,配置 3 个屏幕的车型销量已占 2.31%。

HUD、全液晶仪表等智能硬件渗透率提升。全液晶仪表盘相较于传统机械仪表盘能够 向驾驶者提供更多的车辆行驶信息,近年来渗透率保持急速、稳定提升,我们测算 2017 年全液晶仪表盘渗透率仅为 4%,2022Q2 已达 48%,渗透率提升稳定、迅速。HUD 作为 驾驶员感知智能汽车最重要的 HMI 接口,伴随显示效果完善、成本降低而持续渗透。作为 驾驶员感知智能汽车最重要的 HMI 接口,W-HUD 技术成熟、成本较低,逐渐下探到低价 格带车型;AR-HUD 功能丰富、显示效果好,高端化车型纷纷搭载。目前,HUD 渗透率 稳定提升,2022Q2 达 7.56%,预计 2025 年渗透率可达 38%。

硬件之外,我们认为更应该关注场景定义+使用功能的创新。智能手机刚刚兴起的 2009-2010 年,随着苹果 iOS 系统和 iPhone 手机一起出现的,是《愤怒的小鸟》、《水果 忍者》等风靡全球的手机游戏;这些游戏的爆炸式成功,依赖于智能手机的底层系统升级、 多点触控、大屏等软硬件能力,是智能手机世代的产物,但也反过来通过提高用户体验, 客观上推动了智能手机的普及。智能汽车也相似,汽车端的“Killer APP”可能正在路上, 后者可能不是一个简单的软件功能,或是一种与硬件高度耦合的功能或体验,如游戏座舱、 音乐座舱,甚至自动驾驶本身。汽车端 Killer APP 的诞生有望在需求端放大智能汽车,和 传统车的差异。硬件是车企/用户的成本,好的功能体验能将硬件优势,最终转化为用户体 验和消费者买单。

具体而言,我们在新势力的第二代旗舰车型上,看到了智能体验方面以下突破: 1. 理想 L9 搭载五联屏,副驾+后舱娱乐屏,可释放驾驶时间的娱乐需求。理想 L9 创 新搭载的五屏交互,按照功能可以划分为 3+2,其中,3 块屏幕——中控屏、HUD、方向 盘屏幕,或主要为驾驶需求打造;其他 2 块屏幕——副驾娱乐、后排娱乐屏幕,主要为乘 坐者的娱乐需求打造。理想 L9 延续了理想 ONE“多屏化”的设计思路,我们认为多屏、 大屏,可能会逐渐成为行业共识的“最优方案”。因为根据经验,如果车辆只有一块中控 屏幕,那么行驶状态出于安全等考虑,中控屏无法提供音乐、电影之外的娱乐内容;第二 块屏的出现,边际上会带来驾驶时间娱乐需求的释放。理想 L9 除了延续理想 ONE 的副驾 娱乐屏设计外,还增加了位于在车顶上的后舱娱乐屏,为家庭多人出行提供更丰富的娱乐 场景,如游戏等。

理想 L9 在多屏空间的基础上,预留 Switch 接口,打造移动游戏空间。副驾和后舱 娱乐屏幕,均为 15.7 英寸的尺寸和 3K 高清分辨率的 OLED 屏幕,能够很好地提供乘坐者 论车辆运动还是静止状态的娱乐需求。车内还配备的220V电源和HDMI-Type-C的转接线, 可以方便实现与任天堂 Switch “一根线直连”,实现车内家庭移动游戏空间。此前在理想 ONE 上的车载麦克风热销,此次理想 L9 座舱借助娱乐屏幕和预留接口,具备了更多的可 能性。值得一提的是,理想 L9 演示 Switch 功能的官方图片中,使用了《超级马里奥派对》 的游戏画面,后者是一款互动性强、适合 2~4 人玩的小游戏合集,在这样的细节中,不仅 体现了理想的愿景:为家庭用户打造幸福的用车体验;也体现出理想打造“第三空间”的 场景创造能力。

2. ET7 杜比全景环绕式音响系统,上市伊始广受好评。ET7 配置 7.1.4 沉浸声音响系 统和 23 个扬声器,标配杜比全景声 Dolby Atmos,车内听觉体验更加立体、饱满;试驾 开启以来,这一套标配即顶配的音响系统,已经为第一批试驾者留下了深刻的印象。此外, 在车辆调性的打造上,蔚来延续了对“细节”的追求,电吸门、车内静谧性、座椅舒适度 表现依旧出色。在座舱屏幕配置上,蔚来也保持了“简洁既是豪华”的美学理念,ET7 车 型搭载的 12.8 英寸 AMOLED 中控屏和 10.2 英寸 HDR 数字仪表等虽然不大,但中控最窄 处收缩到 5.5 毫米,视觉体验更极致;此外,蔚来计划在 ET5 上支持接入车载 AR/VR,与 NOLO 联合研发了全球首款汽车专用高性能 VR 设备,双目 4k 显示,六自由度,能够 实现亚毫米级空间定位和毫秒级延迟,实现车内 AR/VR 全景沉浸体验。

3.小鹏 G9:音响、空调、座椅联动的 5D 沉浸式座舱,免唤醒的智能语音服务。在 小鹏 G9 的多轮预告和预热中,不难看出 G9 在座舱功能和场景上的营造。体验 1:“5D 沉浸式音乐座舱”:G9 上除了搭载多声道、大功率的音响之外,还能够调动空调、座椅按 摩、氛围灯、香氛等座舱系统,为车内提供沉浸式的娱乐氛围。如海报中写得那样,“颠 覆对‘车内听歌’的固有认识”。这套座舱系统,也有望在车内影院、游戏等功能上发挥 作用。体验 2:免唤醒的语音交互。智能车、智能手机、智能音响的使用者已经逐渐开始 习惯“唤醒+指令式”的语音控制,比如“你好小 P,打开空调”、“Hey Siri,给我讲个笑 话”。但是多一道步骤就多一些迟滞,如果能减少一步指令,就能提高交流体验和效率。 小鹏 G9 此次预告了“免唤醒”的语音服务,自动识别乘客发出的有效指令。

行业市场驱动、稳定成长趋势已经明确,创新是未来发展方向。新能源汽车行业具有 一定的科技属性,从技术成长曲线(Gartner 模型)看,产业经历了快速起步期、过热膨 胀期,近几年受补贴退坡影响,经历了行业出清阶段。2021 年是行业从出清期步入成长 早期的拐点,随着智能化推进,电动车产品力持续提升,消费者开始享受到好产品带来的 技术红利,产业已进入市场驱动、稳定成长阶段。我们认为,此前行业受到政策周期、车 型周期、技术周期、原料产能周期的叠加影响,往后看,三电创新、汽车智能化、汽车品 类创新将是新能源汽车行业的未来发展方向,创新模式主要分为:材料体系创新、结构体 系创新和模式及应用创新。

动力电池是新能源汽车结构的重要组成部分,占 BOM 成本可高达 50%,而材料体系 创新是电池发展的内在驱动力,行业材料体系创新从行业发展之初就一直进行。短期来看, 三元和铁锂各有其应用场景,二者并行发展。中长期来看,材料体系创新方兴未艾,铁锂 可进一步升级为磷酸锰铁锂,在提升电池能量密度的同时降低电池成本,有望在乘用车领 域打开新的成长空间;三元逐渐向中镍高电压、8 系及 9 系等超高镍方向发展,大幅提升 电池能量密度,有望在高端电动车领域得到大规模应用;此外硅碳负极、碳纳米管、隔膜 设备以及 LiFSI 电解液等均有明确新技术升级。

磷酸铁锂正极材料具备较高性价比与安全性。相较于钴酸锂、镍钴锰酸锂(三元)等 正极材料,橄榄石型磷酸铁锂具有循环寿命高(5000 次以上)、安全性高、原料资源丰富 以及环境友好等优点,已广泛应用于新能源汽车和储能领域。此外,根据鑫椤锂电统计数 据,目前磷酸铁锂动力电池电芯价格在 0.76-0.84 元/Wh(不含税),明显低于三元电芯 0.83-0.92 元/Wh(不含税)的价格,具备较高的性价比。

磷酸锰铁锂此前受制于循环性较差,液相工艺有望大幅改善。磷酸锰铁锂并非全新的 正极材料技术体系,此前未得到广泛应用主要系:1. 高温下 Mn 金属析出问题明显,材料 稳定性较差;2. 制备成电池后,循环性约为 1000 次以内,很难应用于新能源汽车与储能 等高端市场。目前,德方纳米通过液相工艺改进,采用“涅甲界面改性技术”等创新工艺, 大幅提升磷酸锰铁锂的循环性能,我们预计目前量产中试产品循环性已经超过 3000 次, 可以应用于新能源乘用车与储能等高端领域。

锰铁锂预计将提升 15%-20%能量密度,降低电池包 10%成本,有望在高端乘用车得 到广泛应用。磷酸锰铁锂相较磷酸铁锂有 15%-20%的能量密度提升,而电池材料成本仅 增加 5%左右。以 1GWh 电池为例,根据我们测算,目前 1GWh 磷酸铁锂电池成本约为 7 亿元左右,如果将其中磷酸铁锂更换为磷酸锰铁锂,其他材料体系不变,电池整体带电量 将达到 1.2GWh,而电池成本增加至 7.4 亿元(+5%),电池单位成本由铁锂的 0.7 元/Wh 下降至 0.62 元/Wh,电池单位成本下降 13%。因此,磷酸锰铁锂不仅可以提升电池包单 体能量密度,同时也可以大幅降低电池包单位成本,有望在全球高端乘用车上得到广泛应 用。

预计 2021-25 年磷酸盐系正极需求复合增速 86%,其中磷酸锰铁锂需求 113 万吨。 中性情形下,我们假设磷酸锰铁锂从 2022 年开始量产,2023 年正式开始大规模拓展市场, 预计 2025 年全球磷酸铁锂&磷酸锰铁锂正极需求有望达到 283 万吨,对应 2021-2025 年 年复合增速 86%,明显快于电动车行业电池需求增速;其中,预计 2025 年磷酸铁锂需求 170 万吨,磷酸锰铁锂需求 113 万吨。锰铁锂作为全新电池材料,有望在动力电池与储能 电池领域得到广泛应用。

负极材料种类多元,碳基材料使用率领先。锂电池负极材料主要分为碳基材料和非碳 基材料。碳基材料包括天然石墨负极、人造石墨负极、中间相碳微球 (MCMB) 、软碳 (如 焦炭) 负极、硬碳负极、碳纳米管、石墨烯、碳纤维等,非碳基材料主要分为硅基及其复 合材料、氮化物负极、锡基材料、钛酸锂、合金材料等。 硅基材料将成为高端市场首选,石墨类材料仍保持主流。目前,以人造石墨为代表的 碳基材料是锂离子电池负极的主要使用材料,石墨类负极材料占据负极材料 95%的市场份 额。从产能规划看,行业多数企业在积极布局负极及石墨化产能的同时,也持续加大硅基 负极研发力度。我们预计人造石墨在未来仍会是主流负极材料,但硅基负极也将拥有稳定 的客户群体。

硅基材料主要问题: 1. 充放电时体积膨胀严重,导致材料产生裂纹直至粉化。根据李春晓在《锂离子电池 材料研究进展》中的分析,硅材料在充/放电时膨胀严重,体积变化达到 300%。这种不断 收缩膨胀会造成硅基负极材料产生裂纹直至粉化,破坏电极材料与集流体的接触性,使得 活性材料从极片上脱离,引起电池容量的快速衰减。

2. 首次充电效率与电池寿命低。锂电池充电时,锂离子先由正极进入负极,放电时又 从负极回到正极,决定锂电池容量的是参与正负极循环的锂离子数量。在首次充放电时, 部分锂离子会在负极表面形成 SEI 膜,退出之后的循环。此外,部分锂离子嵌入负极后不 能再回到正极,形成不可逆嵌锂,也会导致锂离子衰减,电池放电量小于充电量。首次充 放电中充电量与放电量的比值就是首次充电效率(首次库伦效率)。首次充电效率越高, 电池寿命越长。

3. 硅的导电性较差。此外,硅的导电性能相较碳材料来说较差,在高倍率下不利于电 池容量得到有效释放,也是制约硅基负极进一步得到应用的因素之一。

解决方法:预锂化与材料端优化是前进方向。针对硅基负极膨胀等问题,目前主要的 解决方法包括:1. 负极预锂化。预锂化是指在电池工作前向电池内部补充锂离子,以便有 效提升首次充电效率与电池寿命。2. 改进硅基复合材料。除硅碳(纳米硅)路线、硅氧路 线外,通过加入碳纳米管、石墨烯等新型导电剂材料,也有助于提升硅基负极的寿命与循 环性能。3. 替换新型粘结剂和电解液。电解液方面,硅基负极的主要成膜添加剂的选择是 VC、FEC;粘结剂方面,考虑到硅材料的高膨胀率,因此对粘结剂的粘附性要求更高,主 流硅基负极粘结剂包括 CMC、PAA、PI 等。

预计 2025年全球硅基负极出货量将至少达 10 万吨,对应 2021-2025 年 CAGR 达 53%。电池端,随着 4680 大圆柱电池量产,带动国内企业跟进布局,叠加锂电池下游持续景气,将打开硅基负极市场空间。整车端,未来两年是整车厂品牌向上的最佳时间窗口, 高端车型有望密集推出,带动快充等补能需求提升,硅碳材料高比容量优势望逐渐凸显。 市场规模:2021~2022 年,预计硅基负极将优先大规模应用于圆柱电池中,我们假设 硅基负极主要在特斯拉车型上使用,假设 4680 电池中所用的负极材料均为硅基负极,根 据 4680 电池需求测算,硅基负极的渗透率下限为 10%左右。我们预计 2023 年以后,随 着国内电池厂对于大圆柱电池的跟进布局,硅基负极在中高端车型上将率先应用,行业将 迎来快速提升,期间随着渗透率的提升,硅基负极行业规模将快速扩大。比容量:当前硅基负极的掺混量约在 10%左右,我们预计随着材料改性技术的提升, 硅的掺混量将逐步提升,带动比容量提升。

在动力结构创新方面,动力电池领域结构创新能帮助大幅提升电池(包)的能量密度, 同时也可以大幅降低电池生产难度并降低生产成本。2021 年开始,电池行业加速结构创 新的进展,特斯拉率先开始使用 4680 电池,并已经在美国德州奥斯汀工厂生产出搭载 4680 电池的 Model Y 车型,国内的新能源车企在 800V 快充、CTB 以及 CTP3.0 等方面也在加 速布局。我们认为,结构创新提升新能源汽车性能,加速新能源汽车渗透率提升,是电池 企业、车企布局的重点方向。

纯电车电压规格未来有望从 400V 升级至 800V。目前纯电动乘用车由于带电量不同, 电压等级在 250-450V 范畴,公交车/物流车由于带电量高,电芯串联之后电池包电压范围 在 450-700V。未来随着电动渗透率提升,快速补能需求凸显,电动乘用车电压规格有望 升级至 800V。

快充是刚需,短期内预计先在高端车上应用,中长期看有望下沉至大众市场。近两年 是自主品牌冲击品牌向上的关键时期。各家高端化升级过程中竞争底线在于消弭短板。而补能是各车企高端车共同面临的痛点,如比亚迪、长城、广汽、小鹏、理想等自主/新势力 品牌纷纷布局 800V,长期看 800V 快充料将成为高端车标配。另外,快速补能对低端车亦 是刚需,在换电路线在 toC 端发展速度较慢的前提下,800V 快充具备下沉潜力。

CTB(Cell to Body)技术,顾名思义,是一种直接由电芯构成车身结构的技术。相 比于 CTP 方案,公司的 CTB 方案进一步将电池上盖和车身地板融合,由电池三明治结构, 简化为车身地板集成到电池上盖-电芯-托盘的整车三明治结构。后排乘客直接踩在电池上 盖上,由电池壳体直接承重,后排座椅则固定在车身的支撑梁上。 CTB 相比 CTP 集成度进一步提升。在电池包层面,CTB 相比 CTP 将车身底板和车 身上盖集成在一起,一方面可节省空间,另一方面“二合一”后可节省约 300 元的刚性 BOM 成本(以电池上盖体积、铝为材料测算)。在电芯层面,与 CTP 将电芯用额外的结 构保护起来相比,集成度较高的 CTB/CTC 则是将电芯作为结构件连接到车身/底盘,同样 传递、分担车身受力,使得整车扭转刚度提升,为整车提供更优的操控性和安全性。

CTB 技术释放更多电池排布空间,提升整车续航里程,打开磷酸铁锂电池天花板。 CTB 技术将电池上盖与车身地板融合,节约垂向空间,为电池排布释放更多空间。海豹车 型上,垂向空间增加 10mm,动力电池系统体积用利率提升至 66%。从整车层面看,空间 利用率提升意味着,车型有更多空间搭载更多的电池,低能量密度低成本的磷酸铁锂电池 可通过 CTB 技术,达到更高整车续航里程。根据公司在海豹发布会上披露的信息,海豹 的长续航后驱版本,CLTC 续航里程可达 700km,磷酸铁锂电池车型里程通过 CTB 技术 的加持已经可与高端三元电池车型相媲美,磷酸铁锂电池的里程天花板被打开。 CTB 技术提升车身扭转刚度,车身安全性进一步提升。随着电池可靠性的提升,CTB 技术下电池在整车结构中的角色由之前被重点保护的零部件,转变为可承重的结构件,与 车身强耦合。CTB 技术的车型扭转刚度提高一倍,达到 40000+N·m/°,与奔驰 S 级车 型相当。扭转刚度影响车辆的操纵性,高扭转刚度车身地盘稳定、晃动小。此外扭转刚度 与车身可靠息相关。高扭转刚度能提高车身使用寿命,疲劳损伤低、有效降低车身异 响;同时在碰撞时形变更小,对驾驶员安全保护高。CTB 技术下正碰结构安全提升 50%, 侧碰结构安全提升 45%,车身安全性进一步提升。

CTB 打开磷系电池应用天花板,中国电动化供应链全球竞争力进一步强化。以比亚迪 海豹为例,LFP 刀片电池搭配 CTB 技术,海豹的电池包体积利用率从 60%提升到 66%, 节省了约10cm高度,可用于增加电池容量。最终海豹成为全球首款以LFP电池实现700km 续航的车型,打开了磷系电池应用天花板,中国电动化供应链全球竞争力进一步强化。

一体铸造:技术始于特斯拉 Model Y 等车型,掀起汽车制造装配工艺革命。2019 年 7 月,特斯拉发布新专利“汽车车架的多向车身一体成型铸造机和相关铸造方法”,提出了 一种车架一体铸造技术和相关的铸造机器设计;2020 年,特斯拉开始与压铸设备商意大 利意德拉合作,使用 6000 吨级压铸单元 Giga Press,采用一体成型压铸的方式生产 Model Y 白车身后地板总成。根据 2020 年特斯拉电池日发布的信息,Model Y 的后地板通过应 用一体压铸技术,将原先通过冲压等工艺生产的 80 个零件集成为 1 个铸造零件,制造成 本降低 40%。在 2020 年四季度业绩交流电话会议上,马斯克表示新一代皮卡 Cybertruck 的后地板将也会应用一体化压铸技术,且将使用更大吨位的 8000T 压铸机进行生产。

国内新势力中,蔚来 ET5 率先应用一体铸造技术,轻量化、安全性领先。2021 年 10 月,蔚来汽车宣布成功验证开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料,将会应用在蔚 来第二代平台车型上。新材料避免了传统压铸件在热处理过程中引起的尺寸变形及表面缺 陷。2021 年 12 月,蔚来在 ET5 发布会上正式宣布将开始采用一体铸造工艺,ET5 将使 用超高强度钢铝混合车身,使车身后地板重量降低 30%,后备箱空间增加 7L,整车抗扭 刚度高达 34000N·m/deg。

小鹏汽车一体压铸技术已在规划当中,计划自建产能。在小鹏 2021 年业绩发布会上, 董事长何小鹏宣布将于 2023 年发布两个新平台及其首款车型,并将使用超大一体化压铸 新工艺。根据武汉当地媒体沌口之声,2021 年 7 月小鹏正式启动武汉项目,将建设一系列工艺车间,年总产能约 10 万辆。根据武汉经济技术开发区(汉南区)自然资源和规划 局,2021 年 10 月,小鹏已正式申报“小鹏汽车武汉产业基地项目”规划建筑方案,预计 今年 10 月投产,其中包括一体化压铸工艺车间。小鹏汽车武汉工厂还将引进一套以上超 大型压铸岛及自动化生产线。

“一体压铸”简化车身制造工艺流程,整合供应链环节。一体压铸工艺将取代传统车 身结构件的组件冲压和焊接环节,特斯拉称其新一代全压铸底盘可减少 370 个零件,车门 和前后两盖结构件也同样可用压铸工艺,零件数量锐减,车体制造流程大幅简化。同时, 整车厂内原先复杂的机器人白车身焊接线也被大幅简化,仅需要将若干车身压铸组件和外 覆盖件组装焊接即可。车体制造管理流程和所需人力相应降低。

车身重量减轻,减少电池装机量,电池降本是钢换铝式车身材料增加成本的 6.6 倍。 根据 2020 年特斯拉电池日发布会,特斯拉新一代一体压铸底盘有望降低 10%车重,对应 续航里程增加 14%。以普通电动车电池容量 80kwh 为例,若采用一体压铸车身减重并保 持续航里程不变,则电池容量可减少约 10kwh。按照磷酸铁锂电池 pack 成本 800 元/kwh 计算,则可降低成本 8000 元。

压铸废品、流道等可再次熔炼,材料利用率超 90%,远高于冲压。传统冲压-焊接工 艺,通常板材利用率仅为 60%~70%,冲压剩余边料只得按废旧金属出售。而改为一体压 铸后,因压铸时可反复熔炼,因此废品、压铸流道、边料等废料可返回熔炼炉再次利用。 压铸工艺对材料利用率在 90%以上,远高于冲压工艺,再次降低生产商成本。

车身生产车间占地面积减少 30%以上。相较于 300 多台机器人组成的白车身焊接线, 一体压铸工艺采用的压铸岛占地面积更小。特斯拉采用压铸工艺的新工厂占地面积节省 35%。同时因生产流程简化,原先由零部件厂供应的组件冲压、组件焊接环节取消,相关 场地不再需要,更进一步降低全产业链的用地面积。

“一体压铸”技术有望快速渗透,车身结构件一体压铸具备百倍成长潜力。考虑“一 体压铸”技术对白车身生产降本带来的显著效应,我们预计全球主机厂有望快速跟进这一 技术路线。据产业调研,我们测算 2022 年一体化压铸件全球市场空间约为 22 亿元;到 2030 年,我们预计全球主机厂将都跟进这一技术趋势,乘用车一体压铸全球渗透率为 30%, 在保守情形下,预计一体压铸技术将应用于前后底板、电池盒体、前副车架、电机/电驱外 壳等部位,合计单车价值量约 1 万元,对应行业市场空间 2460 亿元,8 年 CAGR 达 80%; 中性情况下,预计电池盒盖板、中控台骨架、副车架等部件也将应用一体压铸技术,合计 单车价值量约 1.8 万元,对应市场空间 3739 亿元,8 年 CAGR 达 90%;乐观情况下,预 计 A/B/C 柱侧围、车顶及座椅骨架也将采用一体压铸技术,合计单车价值量约 2.5 万元, 对应市场空间为 4477 亿元,8 年 CAGR 达 94%。

电动化、智能化、个性化趋势下,自主品牌车企的份额进入扩张期。从市场份额的角 度来看,过去很长一段时间自主品牌的份额一直在 30%-45%之间波动。2021 年,随着新 能源汽车的热卖,自主品牌的份额达到近十年来最高的 44.4%。2022 年 1-7 月,中国市 场自主品牌市场份额突破45%,达到47.6%,同比提升5.2pcts,德系品牌市场份额为20.2%, 日系品牌市场份额为 19.9%。自主品牌份额提升的背后是:

1. 电动化实现动力总成的弯道超车,智能化坐享科技行业的工程师红利。在燃油车 领域,与欧美等百年汽车工业积累相比,中国车企发动机、变速箱技术积累相对薄弱,技 术落后合资品牌 1 代左右。电动化的发展将自主品牌与海外车企的身位对调,开放、优质、 高性价比的三电供应链不断地促进车企和产业链实现产品创新:铁锂电池、800V 高压快 充、CTB、CTC、DHT 插电混动等技术是近年来自主品牌反超外资品牌的底层技术驱动力。 智能方面,中国车企已经走在了海外品牌的前面。自主品牌对国内消费者的“智能化”的 需求理解更深,且在全栈自研和硬件配备上更加积极、坚决,其背后深层次的原因是中国 互联网、科技公司蓬勃发展的社会环境下的工程师红利溢出。

2. 中国车企更懂中国需求、车型迭代快。现阶段车企除了成本控制能力外,需求理解、 精准定位成为同样核心的竞争要素。自主品牌凭借主场优势和高效的迭代能力,对消费者 的个性化需求的把握更胜一筹。我们看好自主品牌的份额持续提升,2025 年自主品牌销 量占比有望达到 60%以上。

3. 新能源技术变革助力自主品牌实现高端化,并且在三电、热管理领域孵化了全球 级别的中国供应商,同时反哺自主车企通过三电技术领先实现品牌向上,而这一逻辑正在 智能化赛道重演。当智能电动汽车进入“智能化竞争”的下半场后,中国制造正在加速全 球渗透,产业链的创新在各个细分领域开始展现全球竞争力。在汽车智能化赛道,海外龙 头曾经占据垄断地位,但是零部件的各个细分领域已经有优秀的中国供应商开始展现出全 球竞争力。这种供应链的优势在当前已经转化为创新优势:大量的中国智能电动车品牌正 在进行的新场景定义和功能创新本质上是在延伸汽车的功能,这种功能的延伸必须基于强大的供应链支持,而功能的创新同时将帮助车企挖掘出更多出行场景中的商业价值,收获 更多的份额增长。

电动智能化契机下,自主品牌有望突破合资的“利润封锁”,实现量、利齐升,自主 品牌的成长将贡献长期的投资α。燃油车时代,合资品牌、合资车企占据乘用车市场 60% 的市场份额,并且由于均价较高、品牌和技术带来的溢价,合资产品对自主品牌有明显的 “价格压制”,体现为自主品牌主要销售 15 万元以下的产品,而 15 万元以上市场主要被 合资品牌占据;并且后者获得了市场中大部分的利润。我们认为未来三年,凭借自身技术 积累、场景创新和对中国消费者需求的深度挖掘,自主品牌电动智能车将在 20 万~100 万 元的中高端+豪华电动车市场大放异彩,打破此前合资产品价格压制,获得更大的利润蛋 糕。同时,我们看好中国车企在智能驾驶、智能座舱产品上继续推陈出新,收获不止于“车” 的商业利润。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

12, 9月 2022
血管里的迷你医生:纳米机器人照进现实还有多远?

纳米机器人为人类疾病诊断和治疗开辟了全新的可能性,但走向临床前,还面临着安全性、驱动、体内导航等诸多方面的挑战

7月末,法国国家健康与医学研究院、国家科学研究中心和蒙彼利埃大学的科学家们在《自然·通讯》杂志上发表了他们用DNA建造的纳米机器人的文章。科学家们用纳米机器人了解细胞机械敏感性的分子机制,以研究许多生物和病理过程。

早在1966年上映的科幻电影《神奇旅程》中,人们就有了关于治疗疾病的全新想象:从修补、治疗人体的单个细胞着手对付疾病。电影中,外科医生被缩小为几百万分之一,乘坐微缩潜水艇进入人体内进行血管手术。

这并非天方夜谭。在微观世界里,科学家们寄希望于纳米机器人可以到达人类不能到达的地方,比如血液。如果投入临床使用,它们将在十亿分之一米的尺度上,在人体内巡航、投放药物、开展细胞微“手术”……为人类疾病诊断和治疗开辟全新的可能性。

2021年,距离《科学》杂志上一次发布125个推动基础科学研究的科学难题16年后,该杂志再次发布了全球最前沿的125个科学问题。其中,在人工智能领域,首当其冲的问题是:可注射的抗病纳米机器人会成为现实吗?

在生物技术领域的舞台上,近两年,因为全球新冠大流行,最“风光无两”的当属mRNA技术:辉瑞/ BioNTech与莫德纳两款mRNA疫苗的成功,将这一新技术一下子推到聚光灯下,上千亿美元的收入,使其成为制药史上最赚钱的“黑马”。

人类发现mRNA(信使核糖核酸)已经超过60年,不过,受mRNA在体内快速降解等关键问题的阻碍,该技术进展缓慢。进入21世纪,脂质纳米粒子(LNP)作为载体的递送技术,一定程度上解决了mRNA在体内易降解和递送效率低等问题,使mRNA技术快速发展并进入临床应用。

美国乔治亚大学物理系杰出研究教授赵奕平告诉《中国新闻周刊》,从1990年代纳米技术兴起以来,驱动它发展的一个很重要的动力是芯片的研发。不过,后来这个领域的驱动力逐渐转向了医学应用。2020年,中国微米纳米技术学会写道:纳米技术与生物医学结合的纳米生物学将是21世纪生命科学的重要组成部分,而纳米机器人也将会是纳米生物学中最具有诱惑力的成就。

不过,与我们通常所设想的“机器人”不一样,纳米机器人不是一些带着电池、芯片等各种电子器件并且拥有一副金属盔甲的样子。今天,即便最精密的机械加工技术,也还不能制造出在体内游动的传统机器人。纳米机器人是通过物理、化学的方法合成、制备出具有特殊结构和功能的分子和微纳米材料。

哈佛大学医学院助理教授、哈佛大学附属布莱根妇女医院杰出讲席教授陶伟是生物医学工程方向的科学家,他的研究内容主要聚焦在药物的智能递送系统上,“纳米机器人”正是很好的运输工具。他接受《中国新闻周刊》采访时表示,临床上其实有很多有效的药物,却不能很好地治疗疾病,其中一个原因是药物不能准确地到达病灶部位并针对性地释放药物,造成毒副作用大、治疗效果差等问题。

实际上,过去30多年,科学界发现,用纳米粒子作为载体实现药物精准递送的研究并没有取得预期的效果。用纳米颗粒包裹药物,注射到血液里面之后,它只能随着血液的流动而被动循环,递送效率与直接注射药物相比没有任何明显的区别,领域面临比较沮丧的局面。

随着纳米机器人领域兴起,药物精准递送有了新进展。纳米机器人可以在人体内自主流动,突破一系列体内的生物屏障,找到病变部位,完成药物投放,是精准医疗时代的重要组成部分。

以溶栓药物为例,赵奕平介绍, 血液当中存在着一种组织型蛋白酶,能防止血液凝结。而老年人因为身体机能变化,血液容易在某个部位凝结产生血栓,尤其是脑部。作为治疗,医生会迅速向病人体内输入一种TPA(组织型蛋白酶原活化因子)的溶栓药物,但是,它会在全身流动,严重时可能会导致某个地方的血管壁破裂,而真正需要通栓的部位,治疗效率却只有20%。2018年,他的研究组以及合作者发表的文章中报告了一种办法,用磁力来引导纳米机器人,让这些纳米颗粒在血栓部位集结,再投放药物,能将所需药物剂量降低100倍,而溶栓速率提高4倍。

对于更加棘手的递送部位,纳米机器人也在早期突破中显现出了积极的潜力。大脑是纳米机器人最难到达的地方,因为它们需要穿过血脑屏障——这是一种选择性非常高的生物防御系统,只允许一些营养物质和特定分子通过,将病原体拒之门外。脑胶质瘤被称为“大脑杀手”,是神经外科治疗中最棘手的肿瘤之一。由于这种肿瘤发生的位置很特殊,难以进行彻底的手术切除,残留的肿瘤细胞成为日后复发的根源。

想要治疗这一疾病,药物就要穿过血脑屏障。2020年,历经8年努力后,哈尔滨工业大学教授贺强团队设计了一种递送策略。他们将抗癌药物装入磁性纳米凝胶中,凝胶外用细菌膜“伪装”,隐藏在一种称为“中性粒细胞”的免疫细胞中。通过外部磁场和化学场的作用,纳米机器人穿过血脑屏障,实现脑胶质瘤部位的主动靶向药物递送。普通纳米载体递送效率大概是0.7%,这一新方法将抗肿瘤药物的递送效率提高到了约14%,文章于去年发表在《科学机器人》,是业内比较重要的研究进展。贺强说,未来递送效率还有望突破。

如今,在初步实验中,全球各地的纳米机器人科学家已经将这种微型机器用于治疗各种疾病的研究中。陶伟指出,在医学领域,除了药物递送,纳米机器人还可以用于疫苗制备、微观组织成像、疾病检测等。因为用途之广,贺强指出,纳米机器人对人类未来疾病诊断和治疗范式具有颠覆性的意义,“理论上,纳米机器人未来可以治疗所有疾病”。

大约10年前,当赵奕平的父母因为脑卒中疾病同时住院之后,他就开始对如何将纳米机器人用到中风领域感兴趣,并于2014年与合作者发表了业内将纳米机器人用于中风治疗的第一篇论文。一般而言,疾病治疗通常采用物理和化学两种方法,像手术、肾结石碎石就是前者,而药物就是后者。他们设计的一种纳米马达,同时结合了物理和化学两种方法,在机器人上面搭载了溶栓药物,当它们进入到中风部位时,除了释放药物外,还可以通过机器人与血栓的机械作用来疏通血管堵塞。这种治疗思路,也被称为“微纳手术”。

很少被人注意的是,在凝聚态物理领域,科学家们还将微纳米机器人用作一种模型,称为“活性胶体”,用以研究肿瘤的形成和转移机制,以及鸟群、鱼群等自然界复杂的群体行为。这一理论研究领域,近年来在国内外引起广泛关注。

爱因斯坦曾预言:未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。纳米机器人正将微型化践行到底。

1959年,在一次有关纳米技术的著名演讲“在物质底层有大量的空间”中,诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼开创性地提出了纳米机器人的早期概念。他认为人类未来有可能建造一种分子大小的微型机器,可以把分子甚至单个原子作为建筑构件,在非常细小的空间里构建物质。

1纳米是1米的10亿分之一,大约50微米宽的头发丝也要比一个1纳米的物质宽5万倍。纳米机器人的尺寸通常只有几十到几百纳米,超过这个范围,就难以产生足够的驱动力来推进它们的运动,而且也因为体积过大而成为血管当中致命的血栓。

《神奇旅程》中,一队缩小版的美国医生登上微米尺度的潜水艇,进入受伤外交官的血液中。虽然外交官每次心跳所引起的血液波动都让潜艇随时处于倾覆的边缘,人体的抗体也把潜艇当作敌人疯狂攻击,英勇的主角们仍然能够操纵潜艇在血液中化险为夷,并最后消灭血栓。

进入身体不同部位的最佳方式是通过循环系统的“高速公路”——血管。但对于非常非常微小的纳米机器来说,人体的血流足以将它们冲得“人仰马翻”。物体越小,受到空气、水分子无规撞击的影响就越大,其运动显得十分混乱。有学者形容,控制纳米颗粒的运动,就像在暴风雨中,控制四旋翼无人机将快递送到遥远的村庄。

纳米机器人是一个学科高度交叉的领域,涉及的学科至少包括生物学、材料、物理、化学、人工智能、微纳电子等等。自21世纪初以来,人们合成出了许许多多不同种类的微纳米材料及精巧分子。科研人员能够在模拟条件下,通过化学能、电能、磁能、光能等各种方式,让这些微纳米尺度的人造分子与颗粒能够自主运动起来。

磁力一直是驱动纳米机器人游动的最主流方式。今年7月21日,发表在《自然·机器智能》上的文章称,受生物细胞内蛋白马达沿着细胞微管运动的启发,来自苏黎世联邦理工学院和宾夕法尼亚大学的研究团队研发了磁性的人工微管,可在复杂的体内环境里快速可靠地传输磁性微纳米机器人。

大肠杆菌、细胞、草履虫等通过挥动鞭毛、纤毛,在恶劣的环境中游弋并找寻食物。一些科学家也从自然界寻找驱动纳米机器人的灵感,比如,德国开姆尼茨理工大学的纳米科学家奥利弗·施密特领导的团队设计了一种基于细胞的混合动力机器人。是运动得最快的细胞之一,在磁场的引导下,该团队利用组装的纳米机器人可以将药物输送到女性生殖道的肿瘤发生部位,论文于2018年发表在纳米材料领域的期刊《ACS Nano》上。

纳米机器人稳定、自主运动后,如何将这些微型机器人准确“导航”到特定病变部位,有两种思路。第一种就像今天无人驾驶汽车的思路,通过算法控制+成像系统来完成,前者负责设计和规划纳米机器人到达目的地的最佳路线,后者则是追踪、定位这些微型机器人的踪迹。

另外一种思路,则更接近科幻小说。哈尔滨工业大学教授贺强介绍,它不依靠外力,而是利用生物学的方法,让这些微型机器人自己找到病变部位。比如,就像细菌能依靠特定的信号寻找食物一样,随着生物医学的进步,可以通过病灶部位释放的一些生物化学标志,来“引导”纳米机器人自主前往。

2004年底,一篇发表在《美国化学学会期刊》上的论文首次报告了人工制备的化学驱动的纳米马达,金铂纳米棒通过催化过氧化氢实现自主运动,被认为是纳米机器人领域的第一篇论文。

2016年,诺贝尔化学奖授予了3位科学家,获奖理由是“分子机器的设计与合成”。当时,诺贝尔奖评审委员会指出,目前,分子机器处在概念应用阶段,不过,未来它有望用于更精准的疾病检测、药物输送,超高密度信息存储、能量存储,新材料、传感器等众多领域,应用前景不可限量。

2008年左右,当贺强开始介入这个方向时,国际上已发表的论文数量大约不到10篇,如今,贺强介绍,国内专门研究纳米机器人的课题组,已经至少超过了50个。最早开展纳米机器人研究的华人科学家之一、 乔治亚大学物理系杰出研究教授赵奕平告诉《中国新闻周刊》,据他观察,目前在微纳机器人这个方向,大约有一半的文章是国内学者发表。

今年1月份的一篇文章中,《华尔街日报》写道,几十年来,计算机科学家和物理学家推测,纳米技术随时都可能彻底重塑我们的生活,推出一波“拯救人类”的发明浪潮。“虽然事情并没有像他们预测的那样发展,但纳米技术革命正在悄然进行。”

从2019年开始,贺强说,国家科技部正在将纳米机器人列为纳米医学一个新的、重要的研究方向;而在地方政府中,纳米机器人也被写入官方规划。以他所在的黑龙江省为例,在今年3月份印发的《“十四五”生物经济发展规划》中,黑龙江省提出,要大力培育百亿级生物医学工程产业示范基地,包括加快发展纳米机器人、高通量生化分析仪、自动化免疫分析仪等高端医疗设备。

理论上来说,纳米机器人可以通过静脉注射或口服摄入,在人体内开始一段旅程,消除疾病源头后,安全地自我降解。

不过,中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室研究人员张莹等人在去年年底发表的一篇综述文章中写道,为了满足生物医学应用的实际需求,纳米机器人在生物安全性、驱动、体内导航等诸多方面仍然存在诸多挑战。

以安全性为例,张莹等人指出,纳米机器人进入体内对生物体造成的可能影响,以及完成任务后如何从体内消除是值得关注的问题。选择具有良好生物相容性、生物降解性以及可靠安全的材料是关键。

在体内导航方面,目前主流的设计是通过成像技术来精确定位与追踪纳米机器人在体内的运动。不过,贺强指出,如今最先进的体内成像系统还无法“看见”纳米这个级别的物体,即无法“注视”到单个的纳米机器人,只能通过追踪纳米机器人集群的方式实时定位和路径规划,而且成像的速度也赶不上纳米粒子在血液中运动的速度。这方面的突破在未来10年左右是有可能实现的。

此外,纳米机器人依然有很多尚未解决的困难。比如,陶伟指出,人体环境比小动物的体内环境更为复杂,血液里各种各样的蛋白可能会吸附到纳米机器人上,“遮蔽”了一些原来的表面靶向或智能设计,使得它们在人体中真正的递送效率还不够高。另一个挑战是,免疫系统可能会在它们卸下装载的药物之前,将纳米机器人识别为要消灭的威胁,为解决这个问题,科学家也在研究不会在我们体内引发免疫反应的材料。

在赵奕平看来,现在的“纳米机器人”有发动机和燃料,但还没有“大脑”,人们不能通过芯片和编程来使其智能化,因此还是非常原始的机器人,或者将其称为“纳米马达”更加贴切。

中国微米纳米技术学会在2020年发表的科普文章中写道,目前研发的纳米机器人属于第一代,是生物系统和机械系统的有机结合体;第二代纳米机器人是直接由原子或分子装配成的具有特定功能的纳米装置,能够执行复杂的纳米级别的任务;第三代纳米机器人将包含有强人工智能和纳米计算机,是一种可以进行人机对话的智能装置。

随着微纳米机器人领域的快速进展,其可能引发的伦理问题虽然尚早,但也值得关注。2020年,一篇发表在“英国皇家化学学会(RSC)”网站上的文章《纳米机器人的环境和健康风险》指出,这项前沿技术可能的潜在危害有两方面:一是纳米机器人使用有害身体的材料和紫外线,二是推进力丧失或者靶向失控。另外还需探讨,现行法规框架如何适应纳米机器人的研发进展。

正如人们对人工智能的担忧一样,纳米机器人也可能目标失控,从消灭疾病转为破坏我们的身体。有自媒体还表达了对纳米机器人的增长速度超出控制、自我复制的担忧。赵奕平对《中国新闻周刊》指出,现在这种担心还完全没有必要。因为纳米机器人的制备材料大多数是一些无生命的无机或有机材料,即便是通过DNA组装的机器人,因为结构设计以及缺乏酶等生存环境,也不能自我复制。

“很多时候技术越先进,实际上它潜在的威胁可能会更大。”贺强说,科研人员不能为了争经费,只谈纳米机器人的优点,不谈潜在威胁。在他看来,可能10年后,围绕纳米机器人伦理和法律规范的探讨,会成为很重要的事项。

为何纳米机器人还未推进到临床试验阶段,贺强说,很现实的原因是,从细胞实验、动物实验走向临床试验,还有大量的研发工作要完成,成本很高、时间很长。

国外已经有一些初创公司开始孵化这个领域,比如,2017年,一家总部位于加州的初创公司BionautLabs成立,该公司研发的微型机器人可以被送入人类大脑深处,以治疗其他方法无法医治的疾病。今年4月,据《每日邮报》报道,公司计划在两年内针对其微型可注射机器人进行首次人体临床试验。

在新冠疫情这一影响深远的公共卫生事件发生后,陶伟说,随着mRNA疫苗的快速获批与广泛使用,越来越多人开始关注纳米粒子及药物递送技术这一领域,很多科学基金和资本开始积极投入进来。”陶伟形容,“这种感觉就好比,原来这一领域是在乡间小路上慢慢探索,一下子驶入高速公路。”

今年3月,一篇发表在《自然》杂志上,题为《微型医疗机器人正从科幻小说中跳出来》的文章中写道,显然,要把机器人空降到人体内深处难以触及的肿瘤部位,还有很长的路要走。但是这个领域动物活体实验的兴起和越来越多临床医生的参与,表明微型机器人可能正在启航,踏上通往临床的漫长旅程。