Amiya · 2021年03月30日

车载操作系统(十):特斯拉的商业逻辑

往期回顾

车载操作系统(一):软件定义汽车

车载操作系统(二):车控操作系统

车载操作系统(三):智能座舱操作系统

车载操作系统(四):国内外车载OS布局

车载操作系统(五):AUTOSAR规范

车载操作系统(六):域控制器

车载操作系统(七):虚拟化(Hypervisor)

车载操作系统(八):系统级芯片(SoC)

车载操作系统(九):功能安全等级(ASIL)

市场逻辑

E/E架构领先主流车企超过6年时间,率先达到中央计算平台架构阶段,实现跨域融合,完成从“功能机”到“智能机”的转变。

特斯拉抛弃了由传统特定的ECU执行特定功能的“功能机”设计,转为面向通用计算的“智能机”设计:以区控制器的形式协同不同功能域之间的信息决策,即一个CCM(Central Computing Module,中央计算模块)+三个区控制器。具体来看,CCM整合了自动驾驶和信息娱乐系统两大域,而区控制器则按位置划分为前车身、左车身、右车身控制器,并由CCM进行统一处理、决策,协调各域之间的操作控制。其中,CCM掌控了所有的摄像头、雷达传感器和车机;左车身控制器集成了内部灯光、转向柱控制等;右车身控制器则集成了自动泊车、座椅控制、扭矩控制等功能。此前日本经济新闻社(Nikkei Business Publications,简称日经BP社)在2019年拆解了特斯拉Model 3和Model S,得出了一个结论:以中央处理器为核心的集中式E/E架构的商业化应用要到2025年之后,而特斯拉在Model 3上已经实现了上述架构,其架构已经领先其同行超过6年

WeChat Image_20210330104206.jpg

技术逻辑

完全自研自动驾驶芯片、车载操作系统和AI算法,构建持续的核心技术壁垒。

从2014年推出第一个版本开始,特斯拉的自动驾驶系统“Autopilot”系统历经了4次大的硬件版本更新,从最初1.0版本完全基于第三方供应商Mobileye提供芯片+算法,到2.0、2.5版本逐步过渡到NVIDIA芯片+自研算法,最后在2019年4月成功推出自研芯片,实现了自动驾驶芯片+算法的自主研发与整合。

image.png

同时,基于Linux内核自研的Version操作系统与芯片兼容适配,增强了软硬件的协同性能,加快了算法迭代效率。从实际效果来看,基于自研芯片的Autopilot系统性能得到了显著提升,从2.5版本只能同时处理每秒110帧图像进化到3.0版本同时处理每秒2,300帧图像;与此同时,芯片成本较之前下降了20%。

如同苹果在智能手机的成功一般,特斯拉自动驾驶技术的垂直整合之道再次证明一个道理——依赖第三方供应商技术无法建立起持续的核心业务壁垒,关键技术必须自研。以芯片为例,特斯拉自研的FSD(Full Self-Driving,全自动驾驶)芯片被Elon Musk称为世界上最好的自动驾驶芯片,国内某自动驾驶芯片厂商曾表示:“特斯拉自研芯片成功,成为业内唯一一家拥有了自己芯片的车厂,这将打破产业游戏规则。从技术角度看,FSD的成功推出足以令其领先同行至少三年”。

小知识:FSD当前并未达到特斯拉宣传的L5自动驾驶级别

2020年7月的世界人工智能大会上,Elon Musk宣称特斯拉已经非常接近L5级自动驾驶(可以在任何条件下全自动驾驶),将在年内完成L5级自动驾驶的基本功能,但是,在2020年12月28日,为了详细阐述特斯拉Autopilot和FSD功能,特斯拉法律顾问Eric C. Williams给加州机动车管理局自动驾驶汽车部门负责人Miguel D. Acosta写信,表示“Autopilot是一个可选的驾驶员辅助功能套件,属于L2级智能辅助驾驶,功能包括交通感知巡航控制和自动转向。FSD是另一个可选功能套件,基于Autopilot打造,也属于L2级智能辅助驾驶。”

目前自动驾驶算法的一大挑战在于——现实世界中,各式各样的复杂且少见的驾驶场景所带来的长尾风险。对于这个挑战,特斯拉的方法论是通过打造海量数据+算法的研发闭环,解决现实世界中可能存在的0.00…01%的长尾风险

image.png

特斯拉的自动驾驶不是依靠内部测试获取自动驾驶的数据,而是通过其庞大的客户群和装载传感器的车辆收集数据,即使没有激活Autopilot,系统仍可以收集有关其环境和潜在自动驾驶行为的数据,以馈送给特斯拉的神经网络,该数据收集方法通常被称为“影子模式”,即Autopilot系统在车辆的后台运行而无法在驾驶中进行任何输入。

根据“影子模式”的原理,已交付车辆全部前装了“Autopilot”硬件(包括摄像头、毫米波雷达等传感器),利用传感器探测用户驾驶的真实路测数据,并在驾驶过程中保持“Autopilot”系统的运行状态,时刻与真实路测数据对比,不断修正算法预测错误的部分,提升自动驾驶能力。

image.png

据科技媒体Electrek分析,截止2019年7月,特斯拉已交付超64.3万辆具有自动驾驶功能的特斯拉汽车,基于上述车辆采集到的自动驾驶路测里程达15.6亿英里。此后,特斯拉深度学习高级总监Andrej Karpathy在一次公开的演讲中透露,截至2020年4月,Autopilot累计的有效驾驶里程(Autopilot启用状态下的行驶里程数)已超过30亿英里。与之对比,业内公认的自动驾驶全球领军企业——谷歌Waymo也只不过有1500万英里的数据积累。

WeChat Image_20210330104358.jpg

商业逻辑

站在特斯拉的视角,卖车只是开始,软件服务收费才是其未来最核心的商业模式,OTA能力则是特斯拉实现软件服务收费的技术基石。

特斯拉领先传统车企的根源在于其集中式的E/E架构。传统汽车几乎无法进行整车OTA,仅仅局限在娱乐信息系统的更新,因为它们的ECU几乎都是独立运行的个体,车企没有权限、也没有能力维护和更新ECU。要想通过更新软件添加新功能,只能在下一代汽车上实现。而特斯拉却能通过自己的E/E架构架构支持车辆的OTA,实现真正的“软件定义汽车”。

特斯拉是全球第一个使用FOTA(Firmware Over The Air,固件在线升级)技术的车厂,不仅能够通过SOTA(Software Over The Air,软件在线升级)实现车载信息娱乐系统的更新,也能够延伸至自动驾驶、车身控制、电池管理等核心领域的FOTA升级,提升车辆自身性能。

WeChat Image_20210330104451.jpg

通过特斯拉App进行OTA软件更新服务,实现软件服务收费的盈利模式,具体包括:

  1. Autopilot FSD全自动驾驶选装包:特斯拉著名的自动驾驶的功能,也可以说是特斯拉汽车的灵魂。消费者付费激活后,可以享受到包括自动泊车、自动辅助导航驾驶、智能召唤等在内的高级自动驾驶功能,而且后续可以通过OTA软件持续升级自动驾驶能力。2020年7月1号,其价格已经上涨至8,000美元/套(国内64,000元/套)。
  2. OTA付费升级:特斯拉此前对软件的OTA升级基本上是以免费的形式提供的。2019年以来,特斯拉开始积极尝试OTA付费升级,类似手机应用商城(In-App-Purchase)。典型案例就是“Acceleration Boost”百公里加速性能升级包,Model3车主只要付费14,100元,即可将汽车的百公里加速性能从4.6s提升到4.1s。
  3. 高级车联网服务:特斯拉从2019年Q4开始推出定价9.9美元/月的车联网高级连接服务(Premium Connectivity),车主支付了服务费后即可使用实时路况、卡拉OK、流媒体等高级车联网功能。2021年3月,Musk在社交平台上表示,特斯拉将在未来4个月内推出定价100美元/月的FSD订阅服务,为一次性投入预算有限的用户提供“租赁”性质的选择。

WeChat Image_20210330104512.jpg

OTA付费升级和高级车联网功能两块业务是特斯拉从2019年开始逐渐发力的软件业务。现阶段,FSD仍然是特斯拉最核心的应用软件,其软件收入也主要由FSD选装包贡献(2019年FSD的现金收入估计为5.6亿美元)

如果分析特斯拉软件业务的商业潜力,可以从短期和中长期两个维度考虑:

  1. 短期:在不改变前装一次性收费的商业模式的前提下,特斯拉软件业务主要由汽车销量、激活率、单价三大变量驱动
  2. 中长期:Musk正在积极推动FSD从一次性前装收费的模式转变成订阅服务持续收费的模式。2021年3月,Musk通过Twitter表示,将于2021年Q2推出FSD订阅服务,价格约为每月100美元。一旦完成软件订阅服务的商业模式转变,每辆激活FSD的车辆都有望为特斯拉贡献持续的现金流

WeChat Image_20210330104525.jpg

短期:FSD有望在2025年为特斯拉的汽车业务贡献1/4的毛利,成长为特斯拉的核心盈利点。

1)汽车销量:预计至2025年,特斯拉汽车销售量将超过150万辆。

特斯拉的产品矩阵正在日益丰富,目前主打产品包括Model S、Model 3、Model X以及2020年3月份开始交付的Model Y。在孵化产品线方面,高端电动跑车Roadster2、皮卡Cybertruck、电动卡车Semi也即将在之后2年完成量产交付。考虑到公司充沛的在手订单,预计特斯拉在2025年的汽车销售量将超过150万辆。

2)激活率:有望持续提升,预计2025年达到55%。

特斯拉FSD的激活率主要取决于特斯拉在自动驾驶技术领域的进展以及在全球各大区域的本土化水平。

  • 特斯拉自动驾驶技术水平:特斯拉的自动驾驶技术大幅领先主流车企,是全球自动驾驶技术商业化的标杆。现阶段特斯拉的自动驾驶技术仍然处于L2+级别,而根据Musk在2019年特斯拉自动驾驶日(Autonomy Day)的阐述,特斯拉将在未来快速实现L4功能的自动驾驶。一旦特斯拉的完全自动驾驶技术成熟,Autopilot系统将从“机器辅助人开车”(L2)升级到“完全机器开车”(L4),其对消费者的应用价值将指数级上升。据此判断,特斯拉自动驾驶技术达到L4级别将成为FSD激活率爆发的临界点
  • 全球各大区域的本土化水平:根据产业链调研,现阶段FSD功能在中国区的激活率不足10%,其核心原因在于:FSD尚未积累足够的国内路测数据,导致其在国内的自动驾驶的技术远不及成熟的美国市场,国内消费者对FSD的使用体验较差。当欧洲区和中国区完成了足够的路测数据积累以及算法本土化升级迭代后,特斯拉的自动驾驶水平有望充分展示出来,当地的FSD激活率也将顺应提升

image.png

3)FSD单价:有望持续提升,保守预计2025年超过10,000美元。

根据Musk在Twitter上的阐述,在新功能不断推出以及自动驾驶技术水平持续提升的趋势下,FSD的单价有望持续提升。从历史趋势看,FSD单价在过去1年内已经连续3次提价,从5,000美元提升至目前的8,000美元。考虑到特斯拉在自动驾驶领域的领先性,我们认为其在未来保持FSD的强议价权是大概率事件,保守估计FSD的单价将在未来以每年涨价5%的速度提升,预计在2025年超过10,000美元。

综上对特斯拉汽车销量、激活率、单价三大变量的分析,预计2025年FSD的收入将近70亿美元,占特斯拉汽车业务营收的接近9%,贡献25%的汽车业务毛利

中长期:FSD将大概率切换成软件订阅服务的商业模式,2030年的订阅服务收入有望超过160亿美元/年。

软件订阅服务的模式下,FSD前期消费门槛进一步降低,有利于提升消费者的购买率,并且也符合Musk所倡导的软件持续收费的商业模式,未来FSD将大概率切换成软件订阅服务的商业模式。基于软件订阅服务模式,预测2030年特斯拉将有超过1,800万存量车主用户,其中近80%将成为FSD的订阅付费用户,FSD的订阅服务费将达到160亿美元/年。

以软件的名义,重估特斯拉

资本市场对于特斯拉的估值视角逐步跳脱传统的汽车制造商视角,更多的开始以软件、科技股的属性对其进行价值分析。

资本市场正在以软件的名义重估特斯拉。从2019年Q3财报开始,特斯拉的市值开始一骑绝尘,目前已经远超丰田,牢牢占据全球车企市值第一的交椅,并继续大踏步向着以Netflix、Facebook、Google、Amazon、Apple为代表的美国科技股“天王山”迈进和超越。

image.png

从估值角度来看,资本市场对于特斯拉的估值视角也逐步跳脱传统的汽车制造商视角,更多的开始以软件、科技股的属性对其进行价值分析

image.png

特斯拉适用于科技股估值框架的核心逻辑是:

1)相比于传统车企,特斯拉更像是toC的科技公司

特斯拉基于软件+硬件(高度集成的E/E架构),以整车OTA为桥梁,可以实现汽车的持续升级和常用常新。一句话概括特斯拉汽车的智能化水平,就是真正把汽车从“功能机”升级为“智能机”。观察产业,可以看到传统车企也在奋起直追,复制特斯拉的整车OTA能力,但我们认为更多的是形似而神不似。传统车企做整车OTA的最大问题是,他们本质上还是toB的公司,并不直接面对用户,“用户”是渠道经销商网络,因而也听不到大量的来自用户端的声音。更勿论随之而来的打通前端来自用户的声音和后端工程部门的研发,进而基于整车OTA完成车辆的持续迭代与升级了。相对于传统车企的toB属性,特斯拉从企业文化、组织结构、技术水平等方面来看,更像是toC的科技公司,也更能实现将汽车从“功能机”升级为“智能机”。

2)特斯拉的业务边界,远超出普通意义上的车企

特斯拉2014年推出自动驾驶辅助系统Autopilot、2016年着手布局光伏新能源、2019年推出自研的自动驾驶FSD车载芯片、2020年宣布将自研自制电芯并开始部署神经网络训练集群Project Dojo。可以发现,特斯拉正在新能源与智能汽车的核心技术领域不断深化布局,涉及范围包括深度学习算法、人工智能芯片、大数据、超算、电芯、新能源、新材料等各项前沿技术领域,其业务边界远远超出普通意义上的车企,汽车只是特斯拉业务的载体,其实质是打破原有供应链的分工,在精简扁平的组织架构上形成软硬件一体化的内生能力,并维持高速迭代,最终用技术解决出行和能源领域所面临的根本性问题,类似于“丰田+NVIDIA+Waymo+宁德时代”的商业和技术综合体。

3)软件业务收入数据,更反映特斯拉的科技属性

与苹果类似,苹果一开始从硬件销售起家,而后通过自研iOS逐步构建应用生态,2020年Q3苹果iTunes软件及服务收入达537.7亿美元,营收占比19.6%。特斯拉“类苹果”模式的布局,通过自研芯片+车载操作系统+AI算法构建生态闭环,未来收入模式可以从车辆一次性销售升级为客户提供全生命周期的服务,其中,软件将成为其商业模式的核心组成部分。前文预测特斯拉的软件业务(FSD)有望在2025年贡献汽车业务毛利的1/4,从财务数据上也将更反映特斯拉的科技属性。

需要强调的是,特斯拉绝不止是把智能手机生态复制到了汽车产业,未来更值得期待的是自动驾驶技术成熟之后带来的商业模式颠覆。根据Musk在2019年特斯拉自动驾驶日(Autonomy Day)的阐述,特斯拉将在未来开展自动驾驶出租车服务(Robotaxi Network,可以理解为特斯拉打造的无人驾驶网约车平台)。具体而言,特斯拉车主可以选择加入Robotaxi Network共享自己的特斯拉车辆,基于自动驾驶功能,共享的特斯拉车辆将类似Uber/滴滴一样提供无人驾驶的出租车服务。根据Musk的测算,加入特斯拉Robotaxi Network的车主潜在的毛利润大概在单车3万美元/年,而对于特斯拉而言,将从乘车费用中收取25-30%作为平台运营收入。尽管短期内实现完全无人驾驶的目标在业内尚存在争议,但无可争议的是,一旦自动驾驶技术完全成熟,势必将打破现有的汽车产业商业模式(制造—销售),特斯拉的商业模式演进路线让我们相信,特斯拉很可能成为产业变革的引领者。

WeChat Image_20210330104739.jpg

作者:欧珊瑚
来源:https://mp.weixin.qq.com/s/zM9V6icJKhFKaAWwOjKWAg
qrcode_vTechnologies_1.jpg

相关文章推荐

更多汽车电子干货请关注汽车电子设计专栏。
推荐阅读
关注数
11898
内容数
691
专注于汽车电子工程领域,紧跟技术创新,助力行业发展
目录
极术微信服务号
关注极术微信号
实时接收点赞提醒和评论通知
安谋科技学堂公众号
关注安谋科技学堂
实时获取安谋科技及 Arm 教学资源
安谋科技招聘公众号
关注安谋科技招聘
实时获取安谋科技中国职位信息