高竹均、黃爾文 / 交通大學材料科學與工程學系；陳俊沐、賴宏仁 / 工研院材化所；李玟頡 / 國家高速網路與計算中心
特斯拉車用鋁合金專利開發
1. 新型鋁合金材料
對於鋁合金而言，需要配方與製程相匹配的新技術才能達到大量生產的目的。而特斯拉公司的核心目標是以最高效率和品質生產車子，這也是特斯拉在鋁合金材料與製程技術上同時研發的原因。
既然車用結構材料選擇鋁合金。又為了最大化量產需求，減少人力，相對於使用更多機器人的選項，最新發表的製程是選擇了更多的鑄造方式，以減少製程程序與生產成本。因此，鑄造鋁合金的開發成為了特斯拉公司今年亮相技術的焦點。在今年的專利申請中，特斯拉申請了新配方的鑄造鋁合金，並在數據中透露其具有的強度以及導電性，不僅強度上能更維持一定水準，並且這些性質都能藉由改變合金成分來做調整。
2. 特斯拉一體式壓鑄機
製造汽車，需花費大量時間組裝，一般的車身焊裝過程，有明顯先後順序，所耗費的時間相當長。如果能減少需要組裝、焊接的零件數量，將能大幅降低組裝成本，並提升生產速度。特斯拉在今年發表的一體式壓鑄機具有多向壓鑄的功能，以鑄造出不同部件，並在一台機器完成大部分車架鑄造工作，大幅簡化製造程序。因此，可以整件方式生產車架以提升生產效率。以Model Y為例，車輛的後車架從 70 多個零件簡化成單一鑄件。透過一次鑄造成型也將提高生產速度並降低成本。未來可以使特斯拉的汽車更平價，以加速擴散至用量更大的平價車款市場。
不僅如此，這種一體式設計生產方法將車架多零件整合為一整體，可以大幅減輕重量，進而提升操控性和增進乘坐的舒適性與操駕性能，另外，行車噪音亦可下降，耗能也因為減輕重量而獲得提升。在安全上，還因為一體成形的車架可以較組裝車架吸收更大的撞擊力量，因此也更具保護力。
3. 結構化電池與車身鑄體的整體設計
特斯拉引入飛機機翼開發的概念：“在流線型與減重的前提下，還需要兼具油箱的功能性，飛機機翼置入油箱的革命性觀念，使飛機得以減少重量並提升續航力”。因此，特斯拉將電池與車體相互整合的設計減少了370個所需零件。對消費者而言，車身總重減少10%，進而提升續航里程14%；同時，相對於製程新技術的投資，整體設計所大幅減少的車體零件，讓供不應求的特斯拉得以大幅提升產能，快速交車。
特斯拉目前發表此一體式壓鑄機技術將用於製造Model Y型的車輛。Model Y車輛採用全新大型壓鑄機，將部分車體簡化成單一鑄件，特斯拉公司並宣布將把目前最新型號的46800電池以全新的結構化設計與車體結合，讓結構化電池與車身鑄體以更緊湊的方式來降低電池系統所佔空間。同時，電池位於車輛的中心，還能更加平衡車輛配重(圖五)。
結構化電池設計改變了現有電動車作法是特斯拉持續保持競爭優勢的另一項持續顛覆性創新的案例。在可預期的將來，因為此方式大幅降低零組件需求而減少的庫存，又將顛覆傳統的供應鏈、拉開與有庫存成本壓力的一般車廠的距離。
圖五、特斯拉結構化電池整合車身示意圖
回測AmericaMake下ICME於汽車產業的應用
特斯拉公司一系列顛覆性的創新，其中一個不同於傳統公司CEO著重的概念就是：馬斯克用first principle的角度，重新審視從原料到產品可以藉助的科學、工程技術，因而可以不被現有環境侷限住了眼界，跳出框架、重新排列組合成新的系統場域，進而走出不同的研發與投資路徑策略。如果要系統化的套用材料研發於汽車產業，AmericaMake下Integrated Computational Materials Engineering (ICME)的研發方式是早於馬斯克的具體參考範例---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。