特斯拉和它的超級工廠

最近一年對特斯拉無疑是豐收的一年,它在一月發佈了新版也就是Plaid版的Model X/S,不僅馬力超過1000匹,續航力也獲得提升,還有整台車都能主動降噪;它的股價(NASDAQ: TSLA)漲了超過700%;被納入S&P 500指數;馬斯克超越貝佐斯成為全球首富;2020年出貨量達到49萬5千台;上海超級工廠開始生產Model Y,又主動大幅降價;電池日推出了新的4680電池;推出了比Autopilot更強的新的FSD(Full Self-Driving)自駕軟體。

車子在過去被認為是保守、陳舊的,汽車產業最近一家創業成功的公司是1925年成立的克萊斯勒(Chrysler)。
比爾蓋茲曾說:「如果通用汽車的進展跟資訊產業一樣,那麼我們今天的汽車售價僅需25美元,每一加侖汽油可以跑一千英哩。」
但在馬斯克的魔法之下,特斯拉反而變成讓大家都想嘗試的科技產品。例如Model X醒目的歐翼門、17吋的中控螢幕、持續進化的自動駕駛、透過OTA直接更新功能、媲美,甚至超越超跑的零百加速、電能回充的單踏板油門控制、Model 3的全景車頂棚、監控安全的哨兵模式、克服狹小車位的召喚模式、主人暫離的寵物模式、防止生化武器模式、購車跟買手機一樣簡單,不用跟業務和經理演戲。

不要以為特斯拉只是賣車的,它還有賣綠能點數(碳權)、太陽能板,甚至超級工廠也是它的產品。
特斯拉在沖壓和焊裝產線的自動化程度已超過90%,馬斯克的目標是:「製造機器人來製造機器人」。


在加州製造Model 3的產線,採高度自動化

特斯拉目前有一座「工廠」和五座「超級工廠」。最早的「工廠」,位於加州費里蒙市(Fremont)。第一到第五座「超級工廠」分別是位在美國內華達州的GigaFactory 1;美國紐約州的GigaFactory 2;上海的GigaFactory 3;德國柏林的GigaFactory 4;以及美國德州的GigaFactory 5。

若想一窺特斯拉如此風行的秘密,就必須從位於加州費里蒙市(Fremont)的第一座工廠開始講起。


特斯拉第一座工廠,位於加州費里蒙市(Fremont)

1984年,豐田和通用成立了新聯合汽車製造公司(New United Motor Manufacturing, Inc., NUMMI),這兩家公司希望能結合美國和日本汽車製造的長處,生產品質更高、價錢更便宜的汽車。
它後來生產數百萬輛雪弗蘭Nova和豐田Corolla。但之後遇上經濟大衰退,2009年這座工廠被放棄,5000名員工失業。

特斯拉在2010年4月以4200萬美元,算是非常便宜的價格,取得這座工廠的一大部分,這些資產包含金屬沖壓機等在過去可是價值達10億美元! 豐田投資特斯拉5000萬美元,取得2.5%股份。

Fremont工廠一年的極限產能大約是50萬輛,現在已達到巔峰了。

Tesla Roadster(第二代),從0到時速96公里只要1.9秒。右下角是第一代Roadster

但不要以為特斯拉輕鬆撿便宜,其實在金融海嘯期間,特斯拉也逼近破產。
2008年它每周燒掉400萬美元;馬斯克捨棄私人噴射客機改搭西南航空;員工紛紛簽支票好讓公司繼續營運;馬斯克被迫在特斯拉和SpaceX之間做選擇,只有一家能夠存活,如果把錢平分,兩家都會死;惡質的VPCP創投要馬斯克跪下來乞討,試圖換掉CEO、改變特斯拉資本結構;馬斯克不得已跟SpaceX借錢,自己融資4000萬美元。最後在2008年聖誕夜完成交易,只差幾個小時就破產。

熬過了破產危機、創投的攻擊和看衰的做空機構,特斯拉展現了他的韌性,並逐步開始成長。

2008年~2012年賣出2500輛Roadster(第一代);2012年6月22號,第一台Model S出廠。

特斯拉位於內華達州的超級工廠一號(Gigafactory 1)

內華達的超級工廠可說是後勤單位,只有製造電池、馬達,而沒有組裝汽車。
目前主要的空間都讓給日本松下(Panasonic)製造電池,松下和特斯拉使用面積的比例大約6:4。它已經排得上世界前十大建築,不過令人吃驚的是,它目前只完工了30%,過去三年都如此,只因為還在最佳化產線。
松下有13條電池產線,全年無休,電池產能是35GWh。等到整體完工時可以超過100GWh,甚至到150GWh。去年八月松下說要加碼投資1億美金去擴充產線,這裡也同步在開闢新4680電池產線。

上海超級工廠(Gigafactory 3)

上海的超級工廠是特斯拉的第一間海外工廠,也是第一間同時組裝汽車、製造電池和馬達的超級工廠。它在2019年12月組裝好第一台Model 3,2020年只製造Model 3一款車型,並從2021年1月開始製造Model Y。
它的產能爬坡將會非常迅速,因為已經吸取大量美國工廠的經驗。它的產線受限於空間,是雙層的;裡面有6000噸沖壓機作為秘密武器。
2020年生產25萬輛Model 3;2021年加上Model Y估計會達45萬輛;極限產能是一年100萬輛。

特斯拉發展的瓶頸

特斯拉發展的瓶頸主要是電池產能不足

現在世界上最大的三家電池供應商為日本的Panasonic、韓國的LG,以及中國的寧德時代。2018年曾發生「生產地獄」的事件,松下電池產能跟不上Model 3 的產能爬坡速度,馬斯克直言松下拖累了他們的新車生產,松下CEO Kazuhiro Tsuga也說他們的產能耗盡。
特斯拉深知這三家電池廠還沒辦法滿足它瘋狂擴張的產能,所以在去年的電池日自主推出了4680電池,4680是指電池的尺寸,電池是圓柱體的,直徑46毫米,高度80毫米。
這個新電池比較大顆,能提供+16%的續航力,每千瓦小時的花費則降低14%,這個電池在加州Fremont工廠附近製造,那座新工廠也還沒取名,目前稱為 “Kato Road Facility”,每年產能10GWh,排名世界第13大。

史特勞貝爾(J. B. Straubel)曾是特斯拉的技術長和共同創辦人,掌握絕大多數的電池、馬達關鍵技術

馬斯克說:「如果沒有和史特勞貝爾(J. B. Straubel)在2003年那時一起共進午餐,特斯拉基本上不會存在。」當時史特勞貝爾在發明地球同步衛星的著名工程師羅森(Harold Rosen)的介紹下和馬斯克共進午餐。
馬斯克在2004年5月把他介紹給特斯拉的兩位創辦人艾博哈德(Martin Eberhard)和塔本寧(Marc Tarpenning),他當場獲得錄取,年薪95000美元。
史特勞貝爾在2004年到2019年7月擔任特斯拉的技術長和共同創辦人。他是低調內斂的工程師,總是穿著卡其褲,最大的興趣是降低每千瓦小時的花費,也就是增加電池能量密度並降低成本。

他在內華達州的超級工廠一號落成前,基本上睡在貨櫃屋,周邊一片荒蕪,只有礫石、泥土和一堆建材;他推動特斯拉採用充電模式而不是換電模式;力薦特斯拉佈建超級充電站網路;帶領Model S和Model X的動力和軟體團隊;也早在特斯拉收購SolarCity之前就在研究能量儲存,所以現在特斯拉才有Powerwall和Powerpack讓家庭用戶去儲存太陽能和風能。

特斯拉創業前九年只能生產出三千台車,並且當時交期都延後一年半到兩年,但他們在去年已經交出近50萬輛車;剛開始一周10台車,現在一周可以生產超過一萬輛。未來加上柏林以及德州的超級工廠,一年產量上看550萬輛。

不過現在是電動車的戰國時代,科技巨頭如蘋果、微軟和亞馬遜也都發展起了電動車,傳統車廠也是磨刀霍霍展開轉型之路,電動的未來的確值得我們好好關注。

參考資料:

  1. Tesla
    https://www.tesla.com/factory
  2. 《Elon Musk: Tesla, SpaceX, and the Quest for a Fantastic Future》
    https://www.amazon.com/Elon-Musk-SpaceX-Fantastic-Future/dp/006230125X
  3. Tesla expands Gigafactory Shanghai again, looks to add design director ahead of new $25,000 electric car
    https://electrek.co/2021/01/11/tesla-expands-gigafactory-shanghai-design-director-25000-electric-car/
  4. JB Straubel wasn’t just Tesla’s CTO — he invented the carmaker’s core technologies
    https://www.cnbc.com/2019/07/27/with-jb-straubel-departure-tesla-is-losing-much-more-than-just-a-cto.html
  5. Tesla announces ‘tabless’ battery cells that will improve range of its electric cars
    https://www.theverge.com/2020/9/22/21449238/tesla-electric-car-battery-tabless-cells-day-elon-musk
  6. Panasonic to invest $100M in Tesla’s Nevada Gigafactory – Nikkei
    https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/panasonic-to-invest-100m-in-tesla-s-nevada-gigafactory-8211-nikkei-59995497
  7. Putting the Tesla HEPA Filter and Bioweapon Defense Mode to the Testhttps://www.tesla.com/blog/putting-tesla-hepa-filter-and-bioweapon-defense-mode-to-the-test?redirect=no
  8. Here’s what Tesla Gigafactory Nevada is supposed to look like
    https://electrek.co/2020/11/03/tesla-gigafactory-nevada-supposed-to-look-like/
  9. Tesla’s Shanghai Gigafactory close to full capacity
    https://www.shine.cn/biz/auto/2101283990/https://www.shine.cn/biz/auto/2101283990/
  10. Tesla Roadrunner Project at Kato Road Is World’s Most Advanced Battery Line
    https://www.tesmanian.com/blogs/tesmanian-blog/tesla-roadrunner-in-kato-road-is-the-world-s-most-advanced-battery-line

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