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1、研研 究究 報報 告告億歐智庫 https:/ reserved to EO Intelligence,July 20232023整車操作系統發展趨勢研究億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)目錄C O N T E N T S行業標準助力構建開放、開源、多層解耦的立體生態體系3.1 生態定義操作系統3.2 行業標準構建開放繁榮生態3整車操作系統實現高階軟件定義汽車2
2、.1 現狀:主機廠與供應商合作共贏,短期升級E/E1.3 1.3 架構,長期重點發力SOA架構2.2 主機廠技術路徑選擇2.3 痛點:主機廠技術路徑選擇及面臨的瓶頸2.4 解決方案:ETAS(易特馳)提供用于軟件定義汽1.3 車的端到端解決方案和工具生態系統2整車操作系統是汽車操作系統未來發展重要趨勢1.1 定義:實現整車操作系統的最佳方法論1.2 特點:基于SOA架構的整車OS的最大價值在 1.3 于可實現“跨域功能的調度和融合”1.3 趨勢:EE架構向整車集中進化,整車操作系1.3 1.3 統成為汽車操作系統下一階段1.4 路徑:OEM軟件定義汽車轉型路徑1未來整車操作系統展望與機會4.1
3、 未來整車操作系統生態趨勢展望4.2 未來主機廠革新趨勢洞察4億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)AUTOSAR 聯盟:成立于2003 年,是一種面向汽車行業內各組織的開發伙伴關系。該聯盟為汽車電子控制裝置開發開放的、標準化的軟件架構。ASIL 汽車安全集成等級:ISO 26262 標準針對道路車輛的功能安全性定義的風險分類系統,該標準將功能安全定義為“不存在由電
4、氣電子系統故障行為相關的危害引起的不合理風險”。ISO 26262 確定了四種 ASIL A、B、C 和 D。ASIL A 代表最低程度的汽車危害,ASIL D 則代表最高程度的汽車危險。若是識別為QM的風險,不需要有對應的安全需求。COVESA 聯盟:前身為GENIVI,成立于2009年,是一個全球數十個聯盟成員共同構成并驅動的非營利汽車技術聯盟,專注于開放標準與技術的發展,加速互聯汽車系統的創新,營造更加多元、可持續且高度整合的交通運輸生態系統。DCU 域控制器:根據汽車電子部件功能將整車劃分為動力總成、智能座艙和智能駕駛等幾個域,集中控制域內原本歸屬各個 ECU 的大部分功能,以取代傳統
5、的分布式架構。ECU 電子控制單元:是汽車電子控制系統的大腦,它對各個傳感器輸入的電信號以及部分執行器反饋的電信號進行綜合分析與處理,給傳感器提供參考電壓,然后向執行器發出控制信號,使執行器按照控制目標進行工作。HPC 高性能計算單元:通過聚合計算能力來提供比傳統計算機或服務器更強大的計算性能。OEM 原始設備制造商:又稱作主機廠、整車廠。OTA 空中下載:通過空中下載的方式對車輛中的軟件進行遠程升級。SOA 面向服務的架構:是一種高層級的架構設計理念,可通過在網絡上使用基于通用通信語言的服務接口,讓軟件組件可重復使用。SoC 芯片:是單片系統或片上系統,是一個將電腦或其他電子系統集成到單一芯
6、片的集成電路。單片系統可以處理數字信號、模擬信號、混合信號甚至更高頻率的信號。Tier 1 供應商:即一級供應商,也就是跟OEM簽訂供應合同的供應商。車控操作系統:運行于車載智能計算基礎平臺異構硬件之上,支撐智能網聯汽車駕駛自動化功能實現和安全可靠運行的軟件集合。車用操作系統:運行于車內的系統程序集合,以實現管理硬件資源、隱藏內部邏輯提供軟件平臺、提供用戶程序與系統交互接口、為上層應用提供基礎服務等功能,包含車控操作系統和車載操作系統。云原生:根據AWS的定義,云原生是在云計算環境中構建、部署和管理現代應用程序的軟件方法?,F代企業希望構建高度可擴展、靈活且具有彈性的應用程序,可以快速更新以滿足
7、客戶需求。中央計算平臺:車身域以及動力域的核心計算單元,集成了中央網關、車身舒適域控制、新能源動力控制、空調熱管理等功能。3名詞解釋億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)整車操作系統是汽車操作系統未來發展重要趨勢1996年,Gartner提出SOA,其核心思想在于“通過將龐大的計算系統按照實際業務拆分為獨立部署的大小合適的功能模塊,提高功能單元的復用性,降低產品開發
8、的復雜度和成本”。如今,軟件定義汽車領域引入SOA,旨在向用戶提供全生命周期的跨域軟件服務?;赟OA架構的整車操作系統的最大價值在于可實現“跨域功能的調度和融合”,基于標準化接口快速響應新功能需求。未來,隨著汽車E/E架構向中央集中進化,消費者對智能汽車體驗感的期待逐漸增加,基于SOA的整車操作系統將成為汽車操作系統下一階段。頭部主機廠紛紛加入這一領域的競爭。對比不同發展路徑的優劣勢后,億歐智庫認為對于絕大多數 OEM 而言,綜合性價比和可行性最高的路徑是與軟件供應商合作共創,保障開發效率,降低時間和金錢成本,快速拓展開發者生態圈。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)
9、億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)自從汽車電子電氣化以來,汽車軟件的主要開發模式是在電子控制器之內的嵌入式軟件開發,整個汽車的EE架構是分布式的。然而未來將出現一類新類型的智能汽車軟件:跨域融合軟件。根據博世的定義,整車可分為五大功能域,分別為 Energy,Motion,Body&Comfort,Infotainment,ADAS,即動力總成域、底盤域、車身域、智能座艙域和自動駕駛域。五大功能域由三大操作系統所控制,這
10、些操作系統統稱為車用操作系統。而整車操作系統則可以實現駕艙的跨域融合,將車內各域的功能全部掛載到一套操作系統或同一套編程接口之上,基于標準化接口快速響應新功能需求。因此,軟件工程師在修改或新增某一軟件功能時,只需對上層應用所對應的服務組件進行代碼編寫,無需修改底層電子控制器,極大地減少了軟件開發的復雜度和成本。5資料來源:中國汽車報、中國電動汽車百人會、車用操作系統測試評價研究報告、億歐智庫1.1 定義:實現整車操作系統的最佳方法論面向服務的軟件架構(SOA)為實現跨域融合等中央計算平臺的發展,高性能SoC產品和中央集中式E/E架構是實現跨域融合的硬件基礎,而面向服務的軟件架構(SOA)則是實
11、現跨域融合的軟件基礎。1996年,SOA概念由Gartner提出,并率先在IT行業被應用推廣。目前,SOA的架構設計理念已經廣泛應用于IT和互聯網行業。SOA并非一類特定的軟件產品,而是一種軟件架構設計的理念,其核心思想在于“通過將龐大的計算系統按照實際業務拆分為獨立部署的大小合適的功能模塊,提高功能單元的復用性,降低產品開發的復雜度和成本”。如今,軟件定義汽車領域引入SOA,打造“底層硬件、中間層操作系統、上層應用程序”的軟件分工模式,實現上層應用軟件和底層基礎軟件的解耦,最終“向用戶提供全生命周期的跨域軟件服務”。因此,SOA已經成為實現整車操作系統的最佳方法論。值得注意的是,傳統汽車軟件
12、開發的中間性工具鏈并不會被取代,剎車、轉向、防抱死、車身穩定控制等傳統車控軟件是由單一ECU控制,并不適用于SOA架構,未來仍會通過基于模型仿真和嵌入式的傳統汽車軟件開發方式進行開發。但是由于未來新型的車用軟件需具備跨域能力,因此無法按照傳統單一ECU的開發方式去開發,必須采用SOA架構。動力總成域底盤域車身域智能座艙域自動駕駛域集成汽車傳統功能集成全液晶儀表盤、抬頭顯示儀、中控屏幕及后座娛樂系統等功能控制指令和通信的計算需求芯片算力需求安全性和實時性負責自動駕駛過程中大量傳感器融合數據的處理任務整車操作系統跨域融合車用操作系統安全車控操作系統智能駕駛操作系統車控操作系統車載操作系統億歐智庫:
13、汽車操作系統分類適合基于SOA架構開發的軟件需要實現跨域功能的軟件。場景1 1電動車電池預加熱:電動卡車在行車途中,根據導航地圖計算出下一個補能點,并提前讓電池進入最佳的充電溫度。場景2 2舒適進入:用戶在進入座艙前,藍牙已經連上手機并且識別出駕駛人,根據之前的配置信息,調整座椅后視鏡,方向盤高度,打開氛圍燈和空調。適合基于模型仿真的傳統汽車軟件開發動力總成域、底盤域和車身域中的安全車控系統,這些軟件對實時性和功能安全性具有非常高的要求。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫
14、-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)6 智能汽車SOA軟件架構的特點在于分層化、模塊化。其中,下層基礎軟件具備接口標準化、相互獨立、松耦合的特點。汽車軟件架構分層化:智能汽車SOA按層級自下而上大致可分為硬件平臺、系統軟件(虛擬機、系統內核、中間件)、功能軟件以及應用軟件。廣義操作系統由系統軟件和功能軟件組成,處于上層應用軟件和底層硬件之間,一般采用分層的方法和結構由底層向上構建,以此來實現軟硬件解耦,從而將軟件功能的更新與車型的更新分離開來。汽車軟件架構模塊化:按照業務功能,智能汽車SOA把軟件系統拆分為多個獨立的功
15、能模塊(即服務),模塊之間通過標準化的接口和數據格式相互調用。在汽車生產中,模塊化帶來的優勢是實現應用層功能在不同車型、硬件平臺、操作系統上復用,通過減少重復設計實現了更低的開發成本,提高開發效率,還可基于標準的接口對應用功能進行快速迭代升級?;赟OA架構的整車操作系統的最大價值在于可實現“跨域功能的調度和融合”。由于API已經提前預埋好,在SOA架構下開發和升級軟件無需改變原有ECU 內的控制模型。上層應用軟件在中央計算平臺上,可通過 SOA 調用直接控制跨域的ECU 事件。因此,軟件開發時間可從半年被壓縮到2周,再經歷2周驗證后,車企即可對用戶進行OTA推送。例如,通過身份識別判定車內不
16、同座位上的人員,自動調整車內的座椅和靠背的位置、分區空調、后視鏡角度。由于這種功能體驗集成涉及到4至5個不同的ECU,在傳統的開發模式下,需要每個ECU的供應商修改其嵌入式軟件,再進行功能安全驗證,耗時非常長。資料來源:公開資料、億歐智庫1.2 特點:基于SOA架構的整車操作系統的最大價值在于可實現“跨域功能的調度和融合”億歐智庫:整車操作系統架構圖自動駕駛車輛/功能需求/平臺技術/整車集成攝像頭、雷達、GPS慣導等傳感器V2X(云控/地圖)動力、底盤控制等AI單元/計算單元(ASIC/GPU/CPU/FPGA)控制單元MCU應用軟件數據地圖HMI感知融合決策規劃控制執行安全體系工具鏈開發&仿
17、真&調試&測試等SOA架構應用軟件功能軟件外圍硬件車輛平臺系統軟件硬件平臺Hypervisior/BSP/Drivers狹義操作系統:內核(Linux/VxWorks/OSEK OS等RTOS)中間件組件(AUTOSAR RTE/分布式通信/管理平面和數據平面等)廣義操作系統整車控制執行自動駕駛智能座艙動力系統底盤系統車身系統自動駕駛信息娛樂網聯/云控億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智
18、庫-李米(372795)7 技術層面:整車電子電氣架構由傳統分布式向域集中式,進一步向中央集中式演進,給整車操作系統發展帶來必要的硬件基礎。目前市面上大部分主流量產車(尤其是燃油車)都是傳統分布式E/E架構,各項功能由上百個 ECU 來控制,且采用“面向信號”的軟件結構,ECU之間通過CAN/LIN,總線進行點對點通信。由于這種架構下的軟硬件深度綁定,軟件升級成本較高,時間周期較長,無法滿足車輛功能的增長速度和車載計算能力日益增長的需求。而引入以太網且基于五大域的域集中式架構,一方面能夠減少ECU數量,從系統上降低成本、重量和功耗;另一方面基于SOA軟件架構,實現軟件快速創新與迭代。未來,EC
19、U的功能進一步集成到中央計算單元,智能汽車從域集中式架構將演變成為一個開放的超級計算機(中央集中式平臺),其形態是中央計算單元+區域控制器。平臺上運行著標準化的硬件系統和多核、分布、異構的操作系統及中間件服務,其上運行著各類豐富的應用(部分屬于云應用軟件),橫跨五大域。一方面,可以滿足對更強大的算力部署、更高的信號傳輸效率需求,另一方面,可以搭建車內操作系統應用級生態。資料來源:專家訪談、博世、ETAS、億歐智庫1.3 趨勢:E/E架構向中央集中進化,消費者對智能汽車體驗感的期待增加,基于SOA的整車操作系統成為汽車操作系統下一階段 消費者層面:消費者對智能汽車駕乘體驗的期待日益增長,從需求側
20、反向推動供給側升級。由于大多數消費者在購車時對SOA概念并無太多認知,因此“SOA架構”無法構成促進銷售的直接賣點。但是消費者對SOA架構的推廣仍存在間接作用:隨著自動駕駛和智能座艙的發展,未來消費者對于智能汽車的期待是其能通過功能融合方式充分發揮出除了運輸之外的各種能力,例如娛樂、社交功能等,汽車作為除家和公司外的第三生活空間的電子消費屬性會越來越強,智能汽車中核心駕乘功能在消費者體驗感中的占比反而會逐漸降低。因為車內駕乘體驗提升需要通過跨域來實現,而通過SOA開發可極大提升開發效率和交互速度。雖然從SOA落地到實現汽車應用商店還有很長的路要走,未來3至5年難以推動規?;能浖N售。但是可以
21、明確的是未來主機廠的智能汽車品牌差異性和核心競爭力將從底層芯片轉移為上層應用軟件,即通過軟件方式實現功能跨域融合。因此,主機廠需要有一套能夠覆蓋車內所有元器件、軟硬件能力的強大的中央計算平臺,這樣才能夠更好地給予消費者服務。綜上所述,基于SOA軟件架構的整車操作系統將成為智能汽車發展的必然趨勢。2030年左右算力集中化:由少數幾個高性能域控制器取代數以百計的ECUSOA軟件架構,支持整車OTA每個ECU功能固定,相互難協同孤島式開發:各ECU底層代碼復用和移植困難,切換供應商需從頭開發傳統分布式架構域集中式架構中央集中式架構特點描述對操作系統的需求中央計算平臺運行統一的操作系統傳感器和執行器由
22、中央計算單元通過標準化接口進行控制集成嵌入式的環境,對實時性和安全性的需求高開始出現車載OS和車控OS不同域控制器上搭載不同操作系統,滿足不同功能安全等級和實時性需求的應用的運行整車OS:同時負責車控、座艙和智能駕駛支持網絡安全、OTA升級、網聯等時間2020年以前2025年左右E/E趨勢:集中式、輕量精簡、可拓展億歐智庫:整車操作系統E/E架構演進中央計算平臺域控制器1域控制器2域控制器3域控制器4億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(
23、372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)8 在SOA軟件框架下,OEM、Tier1以及軟件開發者都將融入應用軟件的開發生態?;贠EM不同的研發實力、產品開發需求與供應商的關系,OEM軟件定義汽車轉型呈現出3種路徑模式:全棧式自研:OEM成立軟件子公司或內部軟件部門,負責軟件研發,實現全棧技術自研布局,OEM逐漸掌握軟件、算法、芯片等全技術棧的自主研發能力,一定程度上繞過傳統Tier1的架構升級路線。合作研發:OEM一邊擴充內部研發隊伍,一邊與Tier1建立戰略聯盟,OEM負責推進軟件生態建設,Tier1負責執行。直接外采:OEM直接外采成熟的整車操作系統解決
24、方案,一般是由Tier1提供軟硬件一體化的“黑盒”產品,軟硬件解耦難度非常高。整車操作系統行業尚處于發展初期,未來存在一定的不確定性。但是從實踐看,部分之前明確提出全棧自研整車OS的主機廠陸續出現進展推遲或不再按固定節奏披露實際進度,甚至在未來規劃的產品組合當中不再全盤考慮自研操作系統的情況,有些則明確表示部分產品將搭載Tier1的產品??紤]到技術、時間、資金、生態等要素,億歐智庫預測,未來或許有極少數 OEM 能夠完成“芯片+操作系統+應用軟件”全棧自研,但對于絕大多數 OEM 而言,綜合性價比和可行性最高的路徑是與軟件供應商合作共創,保障開發效率,降低時間和金錢成本,快速拓展開發者生態圈。
25、1.4 路徑:OEM軟件定義汽車轉型路徑資料來源:公開資料、億歐智庫合作研發直接外采全棧式自研軟件操作系統和中間件的本質是提高開發效率,但并不會給消費者體驗帶來差異化區分,因此OEM對底層軟件的自研投資回報很低對軟件Know-how 積累較淺,缺少軟件思維和軟件人才全棧自研依賴AI 芯片支持,自研門檻高開發反饋少,軟件迭代速度慢內部封閉式的工具鏈,對汽車技術要求很高,難以吸引到外部開發者OEM之間無法進行技術共享,行業存在大量重復勞動,效率很低劣勢屬于“黑盒模式”的一錘子買賣遵循軟件廠商的架構升級路線圖軟硬件解耦難度非常高無法掌握軟件、算法、芯片等技術棧的自主研發能力存在架構升級路線爭議問題存
26、在知識產權爭議問題優勢主導權唯一,自主把握架構升級路線任務分工更明確、部門協作性強、效率高掌握軟件、算法、芯片等全技術棧的自主研發能力掌握開發者生態資源,形成壟斷優勢供應商具備更強的軟件開發能力和芯片定義能力,更豐富的系統應用場景,可更快實現產品迭代,降低研發成本OEM可最大程度實現自主可控,有選擇性地在具備戰略性差異的領域建立研發能力,共性軟件由供應商提供雙方共同拓展開發者生態圈,效率更高前期無需投入時間和資金,OEM承擔風險低億歐智庫:OEM軟件定義汽車轉型路徑億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-
27、李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)整車操作系統實現高階軟件定義汽車越來越多的傳統主機廠在軟件定義汽車領域激流勇進,并將研發整車操作系統提上日程,以期實現高階的軟件定義汽車。但是考慮到技術門檻、成本、效率等因素,主機廠研發整車操作系統的最佳路徑是與優秀的供應商攜手“合作研發”,短期升級E/E架構,長期重點發力SOA架構。本章以大眾汽車、吉利汽車、上汽零束為例,分別分析三家車企在整車操作系統領域的發展現狀和未來規劃,并洞察它們的優勢、劣勢和挑戰。在此基礎上,總結主機廠在發展整車操作系統時面臨的
28、六大瓶頸。為解決“效率”、“安全”、“生態”難點,易特馳ETAS可為主機廠提供用于軟件定義汽車的端到端解決方案和工具生態系統。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)10資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫2.1 現狀:主機廠與供應商合作共贏,短期升級E/E架構,長期重點發力SOA架構億歐智庫:大眾、吉利、上汽零束智能汽車架構形態對比SSP中央計算平臺(2025)G
29、EEA 3.0(2025)大眾汽車吉利汽車上汽零束2個HPC+4個區域控制器(2022)車身域+動力域+底盤域車身域+座艙域座艙域+智駕域整車控制域暫未公開跨域計劃艙駕一體域E/E架構相互融合的功能域最終形態SOA架構SOA架構SOA架構軟件架構 近些來,隨著“軟件定義汽車”興起,為給用戶帶來更豐富的智駕體驗,同時確保知識產權和技術能力自主可控,越來越多的主機廠提出“全棧自研OS”的戰略。但是行業對“全?!辈]有清晰的定義,若按照從底層芯片、硬件模組、操作系統再到軟件系統的全棧定義,目前車企提出的全棧自研通常不是真正意義上的全棧,部分軟件和硬件仍需Tier1和Tier2供應商提供技術和產品。而
30、國際主機廠出于軟件技術難點和效益考慮,已經經歷了從自研OS轉為合作研發OS的發展路線。目前,大多數造車新勢力得益于自身強大的軟件開發能力和屬性,選擇了核心領域和核心技術全棧自研的發展路徑。而積極謀求轉型升級的傳統主機廠,一方面組建軟件部門或者成立軟件子公司,另一方面通過資本手段與Tier1合資,或者與科技公司建立合作,構建自身軟件能力。例如,大眾集團旗下軟件子公司CARIAD中國與地平線成立合資公司;吉利汽車成立億咖通科技,賦能吉利汽車智能化;上汽集團旗下的零束科技與SOC 芯片、算法、域控制器等多類外部供應商合作,共同打造全棧解決方案,不僅賦能集團,未來將會對其他車企開發平臺。SOA軟件架構
31、的硬件基礎是E/E架構集中化,五大功能域之間開始嘗試進行跨域融合。短期來看,大部分主機廠的發展重點是“E/E架構升級”和“底層基礎軟件(系統內核、AUTOSAR AP、中間層等)”。各大主機廠開始研發或發布下一代E/E架構,中央計算平臺和域控制器的組合是下一代E/E架構的重點。例如,2025年,大眾、奧迪、保時捷三個平臺將統一使用E3 2.0 SSP(Scalable Systems Platform)中央計算平臺;吉利GEEA2.0時代是高度集成的域控制架構,2025 年進入GEEA3.0時代,即中央計算平臺架構;上汽零束的整車計算平臺(零束銀河全棧 3.0版本)采用兩個HPC高性能計算單元
32、和4個域控制器。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)11資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫2.1 現狀:主機廠與供應商合作共贏,短期升級E/E架構,長期重點發力SOA架構與智能駕駛域 OS 更加注重高實時、安全性不同,座艙域OS 由于更加注重應用和開發者生態,功能安全要求相對較低,技術上更容易實現,所以座艙域OS變成了許多主機廠和科技公司率先進軍的領域。智能座
33、艙OS+智能駕駛OS+安全車控OS01目前,跨域融合更多集中在艙駕融合。該階段,主機廠大多采用SOA的架構,實現軟硬件解耦,且主要是在系統側做艙駕融合??缬騉S02長期來看,隨著座艙域和駕駛域逐漸走向融合,驅動整車向更高級別的智能化形態演進,必然需要整車層面的OS才能支撐,整車OS、中央計算平臺將成為主機廠和科技公司的新戰場。整車OS03智駕計算平臺智艙計算平臺智控+智駕計算平臺智駕計算平臺智艙計算平臺智控+智艙 計算平臺智控計算平臺智駕+智艙計算平臺中央計算平臺智控智艙智駕硬件架構硬件架構硬件架構智駕計算平臺智艙計算平臺智控+智駕計算平臺億歐智庫:主機廠跨域融合OS發展路徑 由上可以看出各主
34、機廠規劃的中央集中式架構并不完全相同,但研發設計理念大同小異。在硬件層面,先將部分域的功能集成到一個高性能計算單元內,再逐漸聚合更多的功能域,最終實現1個中央計算平臺+區域控制的架構方案。在軟件層面,采用SOA軟件架構,實現軟硬件解耦。艙駕融合(智能座艙域和智能駕駛域)則是在發展過程中的產物。但是考慮到技術門檻和車型量產節奏,目前,大部分主機廠的SOA架構落地方式是基于不同的域控制器,例如基于SOA架構開發智能駕駛域OS或智能座艙域OS。由于國內傳統主機廠,無論是E/E架構變革,還是軟硬件開發方式變革,都將牽涉眾多車型以及龐大的供應商體系,因此傳統E/E架構模式難以一步升級到位,因此采用更保守
35、的推進方案,將SOA軟件開發架構率先應用在智能座艙的娛樂系統或者ADAS中,以期逐步推廣到整車架構。億歐智庫預計,未來3-5年將迎來SOA量產的高峰期。長期來看,SOA架構的開發模式是技術發展的主要方向。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)122.2.1 大眾汽車:軟件子公司CARIAD攜手供應商,重點打造中央計算平臺SSP和VW.OS 大眾汽車為了加速智能駕駛和
36、智能座艙技術的應用,提升軟件能力,先后通過組建軟件研發部門、成立軟件子公司、與優秀供應商合作等方式研發整車操作系統VW.OS。資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫2.2 主機廠技術路徑選擇量產階段(Volume)適用于MEB平臺車型量產型軟件平臺。中國團隊將主導實現在中國的ID.家族系列產品上實現OTA。2022H2高端階段(Premium)針對PPE平臺,支撐基于安卓開源系統的先進信息娛樂系統以及高級駕駛輔助系統,并支持在部分奧迪和保時捷品牌車型上實現OTA。中國團隊將主導適用于PPE平臺的高端型軟件平臺在中國的特定應用。2024統一、可擴展階段(Unified&Scalable)將搭載S
37、SP平臺,適用于集團旗下所有品牌,支撐大眾自主研發的操作系統VW.OS,并連接至大眾汽車云VW.AC。2025億歐智庫:大眾CARIAD軟件平臺發展階段大眾汽車旗下智能出行服務公司Mobility Asia成立大 眾 汽 車 宣 布 研 發 VW.OS車載操作系統大眾推出MEB模塊化電驅動平臺大眾汽車公開宣布正式成立“Car.Software”車載軟件開發部門大眾宣布量產ID3大眾發布ID4。隨著MEB平臺推出、大眾ID3和ID4發布,跨域融合式架構在大眾內部落地成立軟件子公司CARIAD,前身是“Car.Software”,同時接手Mobility Asia的工作 CARIAD為大眾集團開發
38、的軟件平臺,將分為三個階段,分別是量產階段、高端階段和統一、可拓展階段。2025年之前,旗下所有新車型將會使用VW.OS操作系統和大眾汽車云。到2030年,SSP技術棧將實現在全球4000萬輛汽車上的運行。其中,中國團隊將主導與參與涉及全新軟件平臺技術棧和產品線70%的研發工作,包括本土研發和適配。億歐智庫:大眾汽車整車操作系統發展歷程億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372
39、795)13 大眾作為頭部國際主機廠發展整車操作系統具有硬件、軟件和生態三大層面上的優勢。在硬件層面,大眾MEB域集中式E/E架構包括3個域控制器ICAS(In-Car Application-Server),即ICAS1車輛控制域、ICAS2智能駕駛域和ICAS3智能座艙域。ICAS的總體建設思路是實現硬件的解耦和熱拔插,實現軟硬件的可升級拓展,最終達到軟件定義汽車。在軟件層面,智能座艙操作系統的內核通?;诎沧肯到y,因此具有適配能力強、迭代速度快的優勢,但也存在安全性較差、數據泄露等問題。因此,大眾在開發ICAS和VW.OS過程中特別注重整體安全性。此外,大眾集團全球年銷量超過1000萬輛
40、,擁有龐大的用戶群體,這是日后形成豐富的軟件生態的用戶基礎。2.2 主機廠技術路徑選擇132傳統采購流程制約OS開發進度大眾和供應商之間的采購合同有合同年限和采購量的約束,合同履行期間一般不會提前終止,大眾各個部門有獨立的供應商管理和研發測試流程,因此在大眾內部難以短時間內推行大規模的OS資源整合。組織架構內部的協調效率較低一汽大眾和上汽大眾兩個合資廠統一推行應用層供應商資源,并且各有自身的生態資源合作伙伴,但供應商安全簽名服務最終需要德國大眾完成。因此相較于友商3-6個月的協調時間,大眾需要9-12個月,內部協調成本高、效率低。軟件生態建設任重道遠大眾距離實現100%的軟件自研還差十多年的時
41、間,目前大眾集團在軟件工程人才隊伍建設、相關項目經驗積累以及軟件生態體系能力等方面都存在短板。億歐智庫:大眾整車操作系統發展的三大挑戰 受制于大眾汽車集團龐大的組織架構和傳統采購流程,大眾在開發整車操作系統時面臨效率低、協調成本高的難題。除此之外,大眾作為主機廠,在軟件能力和軟件思維方面存在不足,疊之目前上層軟件算法開發時間有限,后期驗證不充分,存在儀表黑屏、重啟死機等問題。因此,大眾汽車在中國市場積極尋求與科技公司和軟件公司的合作,各取所長,以增強軟件研發能力。三大域控制器大眾很早便能使用車輛控制域、智能駕駛域和智能座艙域共3個域控制器實現管理,相較于多數車企需要4到5個域控制器而言,更加節
42、約成本。整車安全性能更強大眾ICAS開發過程中充分考慮安全規范和安全防御,電池實驗分析和論證到位,相較于新勢力車企安全性能更好。大眾擁有千萬量級別的年產銷規模和龐大的用戶群體,軟件生態能夠發更顯著的規模效應和更高效的優化效率。用戶規模效應顯著億歐智庫:大眾發展整車操作系統的優勢資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)在軟件架構層面
43、,吉利汽車打造端到端一體的整車軟件用戶體驗。目前吉利研究院已經搭建電子電氣架構、整車基礎軟件、智能座艙軟件、自動駕駛軟件的全棧自研體系。同時在硬件方面,吉利汽車將實現全面開放,應用 SOA 軟件服務架構,開放1000 余個 API 接口,向全球開發者提供軟件開放平臺,構建超過 1000 個整車應用場景引擎,與全球超過 1000 個數字合作伙伴,一起打造主動式場景服務。2021年7月,吉利銀河OS正式上線,其是億咖通科技融合百度Apollo導航為吉利汽車深度定制的智能座艙系統,這套系統依托星越L所使用的GEEA2.0電子電氣架構提供的超過1300個車身信號與170多個車控功能,以及基于高通驍龍第
44、三代汽車數字座艙平臺研發。2021年11月,“智能吉利2025”戰略發布,吉利宣布5年內研發投入將達到1500億元,包括吉利的全生態布局及吉利銀河系列。此外,吉利還提出構建“一網三體系”。一網是指一張“智能吉利科技生態網”,是以智能架構為新基建,圍繞芯片、軟件操作系統、數據和衛星網搭建端到端的自研體系和生態聯盟?!叭w系”則是指智能制造體系、智能服務體系、智能能源體系。2022年,吉利集團收購魅族,引入大量軟件人才,增強吉利車機自研能力。2023年3月,吉利推出全新的自研操作系統在銀河 L7 上首發搭載的銀河N OS,解決過去智能座艙不智能的問題。目前,吉利仍在對SOA的所支撐的業務場景及其投
45、資回報進行探索。吉利集團的規劃是把智能駕駛和智能座艙完全解耦,開發智能駕駛OS和智能座艙OS,覆蓋吉利、領克和幾何三個品牌。由于艙駕一體不符合目前吉利的平臺化能力和降本增效的目標,即艙駕一體能力難以同時覆蓋不同配置的全部車型,因此暫未制定跨域OS的戰略規劃。142.2.2 吉利:通過成立軟件子公司億咖通、收購魅族等方式,加強自身車機軟件能力 在電子電氣架構層面,目前,吉利已經進入GEEA2.0時代,即高度集成的域控制架構。其以 Flexray 和以太網作為主干網,具備整車 OTA和部分SOA的功能,包含智能駕駛域、動態域、影音娛樂域、車身域。吉利GEEA2.0 架構已經搭載于星越 L。預計 2
46、025 年公司將推出GEEA3.0 中央計算平臺架構,實現從域控制到中央超級大腦進化。資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫2.2 主機廠技術路徑選擇分布式電子電氣架構GEEA 1.0域控制:分為智能駕駛域、動態域、影音娛樂域、車身域GEEA 2.0中央計算平臺GEEA 3.0第二階段銀河OS逐步取代GKUI,吉利和供應商共同定義產品模式邏輯第一階段吉利成立億咖通做GKUI,目前已迭代到GKUI2.0第三階段和華為合作鴻蒙OS,在幾何品牌車型搭載鴻蒙OS第四階段聚焦ONE OS和魅族FLyme Auto的雙OS融合方案第五階段預計之后吉利全部車型將采用魅族FLyme Auto的OS系統億歐智庫
47、:吉利智能座艙OS發展歷程億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)在智能座艙操作系統方面,吉利對標新勢力,核心優勢在于極致的用戶交互體驗,但仍存在底層芯片算力有限,芯片和操作系統的適配性有待提高等問題。2.2 主機廠技術路徑選擇組織架構人才團隊流程設計生態建設決策方眾多且目標不一致OS研發體系涉及到三個決策方,包括品牌研究院、研發團隊和銷售團隊,由于三者需求不同,導致
48、決策效率低。例如,車型項目組希望根據目標人群畫像定制開發OS但沒有研發經費和資源支持;研發團隊希望打造平臺化能力,以提高效率;銷售團隊希望OS契合品牌調性,以提高市場宣發能力。流程規范不夠明確和高效目前的流程規范仍遵照傳統制造業的需求管理方式,缺乏類似互聯網OS產品的“PRD-UE-UI-整體驗收交付”的高效流程機制。人才隊伍缺乏持續迭代思維人才隊伍中超過一半來自傳統主機廠,仍停留在傳統的整車制造一次交付的思維方式上,無法適應目前“先上車、后迭代升級”的OS開發思路。生態建設不夠完善軟件生態方面:由于車型銷量無法滿足供應商對量級的需求,因此常需支付比同行更高的軟件成本。硬件生態方面:吉利新車型
49、大多基于高通8155和高通8295芯片,因此吉利OS是基于arm架構,而吉利自研芯片是X86架構,因此如果采用自研芯片,將面臨整體硬件適配,落地困難較大。吉利作為傳統主機廠,仍面臨決策效率低、缺乏軟件思維、流程設計低效、生態建設不夠完善等方面的挑戰。優勢:在智能座艙域加強人性化、生態化、智能化和場景化的設計理念,打造多模態交互應用,運用3D引擎和3D渲染,圍繞娛樂、出行、個性化、交互體驗、生態互聯和安全健康六大維度全面提升對用戶的服務,給客戶帶來極致的交互細節體驗。劣勢:目前的OS系統仍然是基于億咖通GKUI2.0改造后的版本,底層芯片算力沒有明顯提高,有限的算力制約了用戶體驗的流暢度水平。此
50、外,操作系統和芯片的適配度也有待提高。億歐智庫:吉利發展操作系統的優勢和劣勢億歐智庫:吉利發展操作系統的挑戰資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫15億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)162.2.3 上汽零束:與供應商深度合作,為集團和其他主機廠提供全棧平臺解決方案 上汽集團在操作系統領域布局較早,2015年上汽與阿里合作建立斑馬智行并推出斑馬智行操作系統,20
51、16年落地榮威 RX5;2019年底開始籌備成立軟件中心;2020年7月,正式將上汽軟件中心定名“零束”,聚力發展軟件開發核心能力。上汽零束定位“平臺型軟件科技公司”,在成立之初便選擇與軟件供應商深度合作的發展路線,與多家芯片企業、域控制器企業、算法公司開展緊密合作,為整車企業提供全棧平臺解決方案。2020年9月,上汽零束與中科創達達成5年的穩定戰略合作關系,共同打造上汽智能網聯汽車軟件平臺。目前,零束全棧解決方案處于 1.0階段,有3個域控制器,即中央計算(車控及數據融合)、智能駕駛、智能座艙,同時還保留了較多分布式模塊。2021年年底零束全棧 1.0解決方案在上汽智己、飛凡汽車量產落地。2
52、022年11月,上汽零束正式發布“銀河”智能汽車全棧解決方案3.0,包括零束銀河智能車操作系統ZOS、零束銀河智駕計算平臺ZPD、零束銀河智艙計算平臺ZCM、零束銀河艙駕融合計算平臺ZXD。在硬件層面,零束銀河全棧 3.0版本的電子電氣架構進一步中央集中化,通過2個HPC和4個區域控制器實現智能駕駛、智能座艙、智能計算、智能駕駛備份功能,其中1個HPC融合了座艙和智駕功能,支持 L4 級以上自動駕駛。在軟件層面,通過中間件和SOA原子服務層,“向上”提供標準統一的API接口,實現“軟軟解耦”;“向下”協同國產芯片實現“軟硬協同”。2024年,該方案將搭載在智己、飛凡等上汽旗下高端電車品牌上,日
53、后將逐步向其他車企開放?!般y河”全棧智能汽車解決方案 3.0 為 4+1 架構,“4”是指四大核心技術底座,即中央集中式電子架構,云管端一體化SOA軟件平臺,智艙、智駕和艙駕融合的計算平臺,智能車云平臺;“1”是指艙駕融合的數字化體驗產品。該方案進一步實現面向服務的架構,將邊緣計算和數據驅動加入功能實現,底層實現軟硬協同,上層實現功能軟件平臺和基礎軟件平臺的軟軟解耦。資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫2.2 主機廠技術路徑選擇上層應用艙駕一體化應用開發者生態應用第三方生態應用數據工場OTA零束銀河進化引擎場景構建引擎多模認知引擎基礎感知前端算法艙外視覺 感知引擎艙內視覺 感知引擎語音語義
54、感知引擎多模融合引擎分析推理引擎決策輸出引擎基礎軟件SOA能力支持SOA能力中央集中式電子架構億歐智庫:零束銀河 4+1產品架構圖億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)17資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫2.2 主機廠技術路徑選擇01 用戶流量不足上汽自主品牌,受到銷量及庫存限制,即使旗下車型全面安裝銀河全棧方案,用戶基數也無法與基于手機的操作系統的用戶數相比
55、。02其他主機廠對于銀河全棧方案的裝載意志未知03 車型生態亟待開放上汽零束作為銀河全棧方案的開發者和運營者,其他主機廠因具有不同的獨立性和開放性,可能對于銀河全棧方案的裝載意志不高。由于短時間內不能搭載更多車輛品牌的情況下,將會影響銀河全棧方案的應用軟件生態系統建設、創新動力和技術壁壘等方面,從而限制了其發展潛力和市場競爭力。上汽零束在集團的助力下積極布局智能網聯領域,其發展整車操作系統具有以下優勢:1)作為上汽集團體系中最為年輕的組織團隊,成功擺脫傳統主機廠固有的封閉式組織架構及思想,擁抱扁平化的管理模式,擁有軟件迭代思維的人才團隊,建立“先上車后迭代”的路線,從而實現整車操作系統的快速落
56、地。2)上汽零束SOA軟件平臺為主機廠、第三方應用廠商和個人開發者提供靈活的開發工具,實現應用軟件的快速迭代。3)上汽零束積極建設軟件生態圈,并且傳統的供應鏈關系,實現生態開發合作共贏。上汽零束SOA軟件平臺的參與者不僅僅局限于主機廠,還包括第三方應用廠商和個人開發者,并對不同群體提供不同的開發工具。此外,應用軟件還可實現“T+0+1+7”的迭代速度。截止2022年底,已有超過5000名開發者在開發者平臺上完成注冊,生成800余款場景和輕應用類產品。2擁有豐富的SOA開發者生態,應用軟件迭代速度快一方面,上汽零束通過聯合研發項目、聯合實驗室、合資企業、交叉持股等方式建設軟件生態圈。另一方面,商
57、業模式上,生態圈利益共享,摒棄傳統的供應鏈關系,轉為生態開發者,2021 年起零束計劃每年舉辦 SOA 軟件開發者大會。3廣泛連接供應鏈生態和合作伙伴,與生態開發者合作共贏零束科技作為上汽集團子公司,卻擁有人事、財務等重大決策權力,并建立起符合軟件公司和軟件人才特點的機制,大大提高研發OS的決策效率。這也為零束全棧方案實行“先上車后迭代”的路線奠定組織和文化基礎,落地速度快于其他傳統主機廠。1積極推進組織與文化創新,走“先上車后迭代”的發展路線億歐智庫:上汽零束發展整車操作系統的優勢億歐智庫:上汽零束發展整車操作系統的挑戰 除了上述優勢以外,上汽零束仍面臨眾多挑戰。首先,上汽零束旨在把“SOA
58、軟件平臺”打造為谷歌的“安卓”,不僅在上汽旗下品牌上應用,并且計劃對外開發。但是上汽品牌的用戶基數與手機用戶相比,存在很大差距。其次,其他主機廠紛紛在自研OS,對于裝載銀行全棧方案的意志可能不高。最后,若無法在短期內搭載更多的車型,將影響銀行全棧方案的迭代速度。因此,上汽零束需要加強與其他車廠的合作,提高銀河全棧方案的兼容性和可擴展性,以拓展市場和增強競爭力。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795
59、)億歐智庫-李米(372795)18資料來源:專家訪談、公開資料、億歐智庫2.3 痛點:主機廠研發整車操作系統面臨的瓶頸軟件技術發展不成熟,缺乏SOA架構經驗主機廠更擅長傳統汽車軟件開發,采用V模型開發模式,軟件迭代時間長;需要SOA軟件開發平臺,以支持第三方開發者快速進行軟件的開發、測試和發布。但是汽車行業SOA架構應用處于早期階段,SOA的設計方法、設計流程、規范體系,以及工具鏈建設,尚沒有形成體系化、標準化,尤其是目前內部自研的工具鏈,易用性低、學習成本高。上層應用軟件可調用安全域控制器,影響駕駛安全盡管在實時和高功能安全域內進行SOA平臺開發,但在實際量產項目中,中間件平臺在實時域內因
60、占用大量車內功能安全域的算力資源,很有可能會影響到汽車核心駕乘功能(如底盤剎車等),給整車行駛帶來安全隱患。專注平臺化能力,難以滿足各車型的個性化需求主機廠更加專注操作系統平臺化能力的建設,以期實現一套OS可以搭載在各個車型上,但是由于主機廠旗下車型數量眾多,不同的品牌部門對操作系統的需求有所不同。但是主機廠在這方面的能力相對較弱,往往難以滿足不同車型的個性化需求。整車操作系統標準體系尚不完善缺乏體系性的標準和規范,造成各個系統獨立發展,難以形成規模。在安全標準規范方面,特別是涉及到功能安全和信息安全的規范大都依賴國外,自主研發的標準體系還比較匱乏。傳統組織架構僵化,軟件人才短缺傳統主機廠組織
61、架構龐大臃腫,在整車操作系統研發及供應鏈采購過程中涉及到的決策由于涉及多部門協作,導致決策效率低、時間周期長。同時,傳統汽車軟件開發模式(孤島開發)無法滿足面向SOA架構的軟件開發,亟待變革。此外,傳統主機廠在汽車硬件有所長,但是缺少軟件人才和軟件思維,給轉型帶來一定困難。整車操作系統生態支撐能力不足由于我國整車操作系統研發處于起步階段,生態體系建設才開始,還需要更多Tier1供應商、科技公司和第三方開發者等參與進來。由于中國汽車操作系統開發工程師數量稀缺,因此構建整車OS必須要選擇開源,只有豐富的開發者生態以及軟件工具鏈,才能夠支撐整車OS的開發?,F階段,我國整車操作系統研發以及SOA架構在
62、汽車行業的應用均處于起步階段,無論從主機廠自身的組織架構、人才體系、技術能力,還是從行業生態、行業標準等方面,主機廠都面臨一系列挑戰。從多維度了解自身長處和痛點,可以幫助主機廠在尋找合作伙伴時有的放矢,同時“有所為,有所不為”,以實現發展路徑的最優化。億歐智庫:主機廠研發整車操作系統面臨的六大瓶頸億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)19資料來源:ETAS、公開資料
63、、億歐智庫2.4 解決方案:ETAS(易特馳)提供用于軟件定義汽車的端到端解決方案和工具生態系統 ETAS(易特馳)作為博世旗下軟件子公司既可以為主機廠提供端到端的全棧方案,也可以提供個性化、模塊化的解決方案。2022年,博世將汽車通用基礎軟件,中間件和云服務以及開發工具業務納入ETAS旗下,使得ETAS成功吸收整合了博世在通用基礎軟件領域的數十年的成功經驗。ETAS積極加入SDV生態圈,打造一體化產品。自2004年以來,ETAS一直是AUTOSAR開發合作伙伴關系的高級成員,通過全面的工具組合、基礎和平臺軟件、用戶軟件開發咨詢和服務,支持在軟件開發過程中引入和利用AUTOSAR標準。ETAS
64、解決方案旨在通過創新技術、開放式接口、訪問所有工具功能以及基本軟件來實現與AUTOSAR兼容的開發過程,從而在其他項目中重復使用成果。值得關注的是,除了提供標準化產品,軟件供應商也將參與到主機廠的差異化競爭中去,因此易特馳也會針對主機廠的個性化需求提供定制化服務,為不同車型品牌提供差異化競爭的跨域應用工具,或者聯合主機廠一起開發軟件基礎平臺里所需要的技術及產品。面對主機廠在研發整車操作系統過程中遇到的種種挑戰,易特馳聚焦“效率、安全、生態”三大方面,為主機廠提供“快速跨域應用程序開發工具鏈”、“保障功能安全的Safety Guard”等產品,并倡導發起Eclipse SDV工作組,為“軟件定義
65、汽車”時代的汽車提供開源、免費的通用汽車軟件。硬件平臺1硬件平臺2硬件平臺n.硬件供應商主導主機廠主導基于原子服務實現對整車服務、應用、體驗等進行定義、組合、增強,構建OEM差異化競爭力軟件供應商主導軟件供應商主導定義符合行業生態的技術架構提供開發方法論和開發與調試工具鏈提供整車基礎運行環境、基礎軟件等針對應用開發接口能力針對不同芯片深度定制化適配與抽象能力中間件組件狹義操作系統虛擬機功能軟件應用軟件開發與迭代工具鏈安全體系API接口快速跨域應用程序開發工具鏈效率集中式安全并與應用邏輯解耦(Safety Guard)安全倡導發起Eclipse SDV工作組生態 隨著一批有能力的主機廠參與到域控
66、制器的軟件開發,軟硬件分離的需求越來越大,為實現更快地開發、部署和更新軟件解決方案,主機廠需要更全面的組件支持,包括軟件包、工具鏈、平臺組件、集成方法與工具等。同時,隨著E/E架構逐漸轉向中央計算架構,傳統的分布式軟件也需要進行重構和模塊化。因此,SDV行業早已形成共識,主機廠、供應商和第三方開發者合作實現共贏是汽車軟件生態的主旋律。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(3727
67、95)20資料來源:ETAS、公開資料、億歐智庫2.4 解決方案:ETAS(易特馳)提供用于軟件定義汽車的端到端解決方案和工具生態系統 未來的汽車軟件開發模式會發生巨大的變化,汽車軟件開發工程師可以通過安裝SDK快速搭建開發環境和仿真環境。他們可以通過高級編程語言 Python來進行車輛應用開發,開發過程可以使用3D虛擬車型對應用進行模擬驗證,實現類似智能手機的開發模式,開發者可以在PC上直接進行整車SOA層面的仿真式開發,從而大大提升開發效率,降低開發難度和成本??缬蚬ぞ哝淰SS,Eclipse Leda&Velocitas,DevOps跨域通訊層DDS or SOME/IP硬實時安全域功能
68、云原生ClassicAUTOSARRTA-CAR跨域應用軟件定義汽車API通用原子服務安全AD/ADAS軟實時應用軟實時應用軟實時應用AdaptiveAUTOSAR時間確定性中間件(跨ECU)QNXAOS數據確定性通用QM功能整車數據和信號接口Linux核心服務整車OS信息娛樂IVI 應用AndroidLinux車輛ETAS 提供COEM或合作伙伴提供第三方提供億歐智庫:易特馳ETAS提供的中間件組件和工具鏈示意圖Safety Guard億歐智庫:易特馳ETASETAS的3D3D車輛應用開發和仿真環境使用python語言開發應用界面虛擬仿真環境下代碼進行調試車規級容器開發快速跨域應用程序開發工
69、具鏈,兼顧開發效率、安全和生態建設能力 易特馳開發的云原生工具鏈,將互聯網在云端開發的框架引入車端,兼顧了開發效率、安全和生態建設能力。其重點自研的包括跨域工具鏈、AUTOSAR、博世AOS中間件、車規級容器及安全類工具鏈,可實現不同安全等級OS系統的隔離。在安全性方面,所謂隔離,即將來整車應用開發過程當中所占用的計算資源會有單獨的SOC、單獨的Linux內核保障,而不是和實時域的傳統汽車軟件,包括核心駕乘功能進行算力競爭。易特馳主要圍繞DevOps提供一系列的工具鏈,讓合作伙伴可以打通現在汽車軟件開發的幾十種工具鏈形成完整的無縫集成式開發環境,從而助力工程師高效開發迭代軟件。此外,易特馳虛擬
70、平臺COSYM可以助力車企打造虛擬整車從而全面虛擬整車控制器、被控對象以及整車各種通訊網絡。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)21備注:ISO 26262中有定義四種不同的ASIL:ASIL A、ASIL B、ASIL C及ASIL D。其中ASIL D是產品最高的安全完整性,而ASIL A是最低的安全完整性。QM的含義是只要遵循標準的質量管理流程,無需額外的安
71、全措施。2.4 解決方案:ETAS(易特馳)提供用于軟件定義汽車的端到端解決方案和工具生態系統發起Eclipse SDV工作組,與生態伙伴一起打造開源免費的通用汽車軟件 一個開放的生態系統是“軟件定義汽車”成功的關鍵,基于這樣的考慮,2022年5月,ETAS作為助力實現軟件定義汽車的車輛基礎軟件、中間件和開發工具的供應商,代表博世成為由 Eclipse 基金會發起的軟件定義汽車新工作組的戰略成員。該工作組是在 ETAS GmbH 及其母公司 Robert Bosch GmbH 的倡議下成立的,目標是為“軟件定義汽車”時代的汽車提供開源、免費的通用汽車軟件,即廣義汽車操作系統,包括OS內核、中間
72、件、云服務及開發工具。過去,汽車行業的慣性思維往往是“Document First”,即由各個聯盟先制定一系列標準規范,然后各家遵照規范實現自己的軟件,從而實現彼此兼容。例如,AUTOSAR倡導“在標準上合作,在實現上競爭”,Code是各家基礎軟件供應商的核心競爭力,不能被公開。而Eclipse SDV工作組遵循“Code First”,參與開源社區的各方把自己已有或正在開發的軟件源碼貢獻出來,無需先在聯盟內達成普遍共識,以促進更敏捷、更快速的軟件開發。ETAS已向工作組貢獻了許多項目。例如,Eclipse Velocitas 項目提供端到端、可擴展、模塊化和開源的開發工具鏈,用于創建容器化和
73、非容器化車載應用程序;Eclipse Leda項目提供系統映像“配方”,通過匯集來自SDV和更大的OSS社區的各個貢獻者,在SDV的背景下提供基于Linux的功能映像/分發;Eclipse Kuksa項目提供車載軟件組件,用于處理使用COVESA VSS數據模型建模的車載信號。未來博世和ETAS將持續貢獻助力軟件定義汽車發展的新項目。車輛應用執行器車輛狀態監控規則引擎基礎功能車輛狀態億歐智庫:易特馳ETAS的Safety Guard工作原理示意圖ETAS的Safety Guard模塊可確保整車的功能安全 為解決智能汽車上層應用開發面臨的功能安全問題,ETAS推出Safety Guard安全守護
74、模塊,將安全邏輯從汽車應用程序開發中解耦出來,既保障了汽車軟件開發中涉及到的跨域融合功能安全,亦符合軟件開發的敏捷要求。ETAS從整車的角度出發,將各類功能安全的核心控制和維護,收歸保障操作系統層面,智能汽車軟件開發者無需對主機廠功能安全的概念了解過深,只要關心面向消費者的業務邏輯即可,因此將來跨域應用開發會在QM域*中進行。以開發駐車座椅調整為例,假如司機換成另一個與車主身高不同的人,需要調整后視鏡位置實現舒適駕車,這一行為要在駐車條件下操作才能保障車輛行駛安全。這時,Safety Guard會啟動安全模式,判定后視鏡在調整過程中不允許司機掛檔開車。其作用類似于一道防火墻,當部分上層應用要訪
75、問涉及功能安全部分,必須經過Safety Guard控制,若判定該請求不滿足功能安全要求,其將拒絕上層應用對相關設備或相關操作的調用,并切換到基本功能,以確保整車功能安全。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)行業標準助力構建開放、開源、多層解耦的立體生態體系我們認為必然需要構建“開放、開源、上云、多層解耦的立體生態體系”才可以最終實現操作系統持續的優秀體驗與生命力
76、。本章節從“應用生態”、“硬件生態”和“開發者生態”三個角度闡述構建豐富完善的操作系統生態的重要性。生態搭建離不開標準規范,市場上主流的汽車軟件架構標準有AUTOSAR、COVESA等。兩者都提高了軟件的可拓展性和可復用性,使得生態伙伴可以聚焦在業務價值上,推動汽車軟件更高效地發展。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)23 參考 PC、手機的系統發展史,可以看到操
77、作系統平臺便是大樹的根基,而豐富的應用及生態便是枝葉,兩者相互依存、相互成就,好的生態會讓樹木枝繁葉茂呈現出不朽的生命力。而作為汽車操作系統產業,想要實現高質量發展,我們認為也必然需要構建“開放、開源、上云、多層解耦的立體生態體系”才可以最終實現系統持續的優秀體驗與生命力。資料來源:公開資料、億歐智庫3.1 生態定義操作系統02開源的協議和規范可以降低開發難度。開源避免再造輪子,節省研發成本,讓生態圈中的開發者可以聚焦于創新應用。開源01開放的軟硬件平臺可吸納第三方參與。汽車操作系統需要成為各方開發者創新的戰場,允許他們圍繞不同層次的能力展開應用。開放04多層解耦的生態體系可以實現不同開發者參
78、與不同層次。從底層驅動到上層應用,各司其職,共同組成完整生態。多層解耦03云端協作的開發模式可以快速響應市場變化。與硬件解耦,讓應用可以獨立迭代,降低更新周期。上云億歐智庫:開放、開源、上云、多層解耦的立體生態體系 生態中的應用軟件、硬件、開發者形成良好的互動體系,通過技術共享和協同創新,共同提升整個生態圈的價值。應用生態:豐富的應用生態可以從多方面激活整車價值,成為未來價值增長的關鍵點。應用生態不僅可以為整車操作系統提供高級功能和個性化體驗,覆蓋出行、安全、信息娛樂等多個場景,更重要的是它能形成良好的網絡外部性,激發更多用戶參與,從而推動整車操作系統不斷改進和進步。應用帶來的變革驅動力對于操
79、作系統來說至關重要,因為這種變革驅動力最終會提高操作系統的功能、用戶體驗、安全性能等方面。因此構建豐富的應用生態對完善整車操作系統至關重要。01020304提供高級功能特定應用可以提供高級功能,比如語音交互、沉浸式體驗、車載游戲等,擴展操作系統的基礎功能。推動進步和變革新的應用概念可以測試并改進操作系統,促使其不斷進步和革新。提供個性化的用戶定制不同的應用可以滿足用戶的個性化需求,提供用戶差異化體驗。提供可更新的功能應用可以不斷更新,為操作系統提供不斷變化的升級和新功能。億歐智庫:構建完善豐富的應用生態的重要性億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(3727
80、95)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)24資料來源:公開資料、億歐智庫3.1 生態定義操作系統 豐富的應用生態激發用戶需求、標準化的硬件生態適應需求變化、開放的開發者生態吸引創新力量,三者相互促進共同演進,形成一個開放、協作、迭代的生態發展機制。這樣,整車操作系統才能長期維持優秀體驗,滿足用戶個性化需求。開發者生態:豐富的應用是衡量操作系統影響力的最重要指標,而創造出豐富的應用的核心是打造繁榮的開發者生態。由于汽車用戶體量和手機用戶體量完全不在同一
81、量級,車企單打獨斗難以形成自己的龐大生態。根據Canalys數據,2023年Q1全球智能手機出貨量為2.70億部;根據IDC數據,2023年Q1,中國智能手機市場出貨量約6,544萬臺。反觀汽車行業,根據中汽協數據,2023年Q1中國乘用車銷量513.8 萬輛,其中,智能電動汽車銷量僅超過百萬輛。單看銷量規模就足以說明兩者差異。采用開放和開源的方式,構建優化的開發工具鏈,引入“云原生”,建立公開透明的合作機制,才能吸引和激發開發者的創新力量,不斷為應用生態增加活力。開放、協作、共贏的開發者生態,將成為汽車操作系統生態體系持續繁榮并不斷創新的重要源泉。億歐智庫:構建完善豐富的開發者生態的重要性汽
82、車操作系統需要提供更加開放和標準化的接口、協議及開發工具等,讓第三方開發者能夠更便捷高效地開發應用。開放性平臺提供強大的技術支持建立公開透明的游戲規則,保障開發者的合法權益,激勵開發者效力生態共建。協作共享的生態機制未來軟件開放方式將使用IT和互聯網應用的開發工具鏈,引入大量的IT軟件開發工程師。引入“云原生”匯聚來自不同領域的開發者,利用互聯網思維巧抓市場需求點,創造出市場需求。多樣化的開發者群體 硬件生態:應用軟件的功能實現離不開完善的硬件基礎,而豐富多樣的硬件生態構成了這個基礎,為操作系統提供演進的動力和空間。構建一個多元化的硬件生態可以幫助整車操作系統實現標準化、靈活性、安全性、可擴展
83、性,同時減少對硬件供應商的限制。幫助實現標準化不同硬件供應商構建在相同的標準和規范之上,幫助操作系統與硬件交互。有助于降低成本標準化可以降低系統整體成本,多元化的供應鏈可以降低單個零部件的價格。提高適配能力不同硬件可以測試和完善操作系統,提高其向后兼容性和適配新硬件的能力。提供更多選擇多個硬件供應商可以提供更多選項,滿足操作系統不同的需求。01020304億歐智庫:構建完善豐富的硬件生態的重要性億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372
84、795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)25AUTOSAR是目前應用范圍最廣的車載電子系統標準規范 2003年,寶馬、博世、大陸、戴姆勒、通用、福特、標志雪鐵龍、豐田、大眾9家企業作為核心成員,成立了一個汽車開放系統架構(Automotive Open System Architecture)組織,簡稱AUTOSAR組織。AUTOSAR組織將提供統一的接口和協議,旨在實現應用軟件和基礎軟件的解耦,為主機廠和供應商提供一個標準化的分層軟件架構,為應用開發提供方法論層面的指導,以減少汽車軟件設計的復雜度,提升軟件的可拓展性和可復用性,節省底層軟件的重復開發工作和開發成本
85、,這樣主機廠可以專注于開發具有差異性優勢的應用軟件。AUTOSAR標準平臺由于采用開放式架構和縱向分層、橫向模塊化架構,不僅提高了開發效率、降低開發成本,同時保障了車輛的安全性與一致性。截至目前,AUTOSAR組織已發布Classic Platform(CP)和Adaptive Platform(AP)個平臺規范,分別對應安全控制類和自動駕駛的高性能類。資料來源:AUTOSAR官網、CSDN、AUTOSAR 技術分析報告、億歐智庫3.2 行業標準構建開放繁榮生態之AUTOSARClassic PlatformAdaptive Platform使用語言CC+實時性硬實時軟實時適用場景傳統ECU(
86、如ECM、VCU、BMS、MCU等)自動駕駛、輔助駕駛、車聯網應用架構面向信號的架構面向服務的架構功能升級一般ECU開發后比較固定可靈活在線升級安全等級最高到ASIL D最低 ASIL B(最高可到D)主要通信方式CAN、LIN以太網操作系統AUTOSAR OS(OSEK OS)POSIX OS(Linux、QNX等)億歐智庫:Classic Platform與Adaptive Platform的對比 AUTOSAR組織發展至今,目前已有超過300家的整車、零部件、軟件、硬件等領域的成員。歐洲主要車廠,如寶馬、大眾、戴姆勒等采用AUTOSAR AP統一標準來構建SOA基礎軟件平臺。但是,值得一
87、提的是,雖然不少OEM基于AUTOSAR AP進行開發,但是AUTOSAR AP對SOA開發并不友好,存在以下問題:1)工具鏈不完善,使用復雜度高;2)資源消耗大,易占用實時域資源,影響安全;3)缺少靈活的API接口,應用開發難度大等問題。此外,AUTOSAR AP目前標準不是很完善,標準每年在更新,因此,該標準其尚未獲得行業普遍認可。目前,已經出現有頭部主機廠和科技公司主導的新標準出現,得到越來越多的主機廠青睞。010302AUTOSAR AP在SOA開發中面臨的問題資源消耗大,易占用實時域資源,影響安全AUTOSAR AP的部分功能需要在實時域中運行,例如控制汽車的剎車和加速等操作。如果A
88、UTOSAR AP占用了實時域資源,會影響實時性能,導致系統不能按時響應外部事件,從而影響汽車的安全性。工具鏈不完善,使用復雜度高依賴于AUTOSAR復雜的基礎工具,缺少完善的SOA工具鏈,給開發人員帶來大量配置工作。缺少靈活的API接口,應用開發難度大AUTOSAR AP中的API接口大多是固定的,難以根據應用程序的需求進行靈活的調整和擴展,導致應用程序的開發難度增加。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(
89、372795)億歐智庫-李米(372795)26COVESA專注于開放標準與技術的發展,加速互聯汽車系統的創新 COVESA(Connected Vehicle Systems Alliance,互聯汽車系統聯盟),前身是GENIVI聯盟,是一個致力于推動互聯汽車和智能出行領域發展的非營利組織。該組織的目標是促進互聯汽車技術的全球標準化,推廣互聯汽車技術的應用和發展,并為互聯汽車行業的各個領域提供支持和協作機會。2021年,GENIVI更名為COVESA,專注于互聯汽車開放標準與技術。GENIVI使用開源軟件和社區開發的模式,加速車載操作系統面世時間。資料來源:COVESA官網、公開資料、億歐
90、智庫3.2 行業標準構建開放繁榮生態之COVESA1充分發揮網聯汽車的潛力2為跨行業協作和聯網敞開大門3非差異化技術和標準的通用方法4跨越多個行業的公司、產品和服務的充滿活力的生態系統5開放式解決方案和可交付成果以加速行業應用億歐智庫:COVESA的五大價值OEMsTier 1OSV,中間件,硬件&服務供應商芯片供應商 COVESA聯盟頂級成員為寶馬、博世,重要成員包括OEM如福特、現代等,汽車零部件制造廠商如電裝、安波福等,芯片供應商如英偉達、NXP等,以及操作系統產業鏈的中間件、硬件和服務供應商。COVESA成員發起并促進各種合作項目,推動移動生態系統,并專注于加速互聯汽車系統。億歐智庫:
91、COVESA聯盟成員單位億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)27 過去,每個車輛電子系統都使用自己獨立的信號描述方法和數據格式,導致不同的車輛電子系統之間無法直接通信和交互。這不僅使得車輛電子系統的開發和集成變得困難和復雜,也增加了車輛維護和診斷的難度。為了解決這個問題,COVESA組織成員企業聯合開發了VSS(Vehicle Signal Specificati
92、on)規范。該規范提供一種標準化的車輛信號描述方法,包括車輛速度、發動機轉速、車輛位置、車輛加速度、車門狀態等等。這些信號可以用于診斷、車輛控制、車輛監控等應用。此外,VSS規范還提供了一些附加功能,如數據格式轉換、數據篩選、數據采樣等,以支持車輛電子系統的高效開發和集成。VSS規范使得不同的車輛電子系統可以使用相同的信號定義和描述方法,實現互通性和互操作性,從而簡化了車輛電子系統的開發和集成,提高了車輛維護和診斷的效率和準確性,從而最終節省時間和成本,使企業能夠專注于創造商業價值和差異化解決方案。因此,VSS已成為全球OEM之間共同開發和采用通用車輛數據模型、訪問協議和標準接口。資料來源:C
93、OVESA官網、公開資料、億歐智庫3.2 行業標準構建開放繁榮生態之COVESAOEM產品開發保險車隊交通基礎設施智慧城市公共交通政府監管自動駕駛充電供應商停車服務定位服務金融服務安全服務VSSOEMFleetGovt通用化:數據模型、數據目錄、APIs億歐智庫:VSS規范將不同的數據源通用化,使企業重點集中在業務價值上可擴展性支持垂直整合并延申至云端軟件和工具的協作交互簡化數據聚合和清洗更快的大規模分析應用層開發并支持代碼高可用更快的上市時間更快的產品迭代速度高度可移植的解決方案簡化新軟件的測試和評估過程減少供應商鎖定實現按需實時的消費者個性化營銷拓展未來業務開源協作帶來合作伙伴關系重要技術
94、創新和云端技術提供新的 商業機會數據訪問的增加帶來了創新創新優勢基于價值的概念和想法增加開發者和企業家的接入實現來自不同行業的關注探索對支持下游適配的商業部署億歐智庫:VSS規范的四大優勢 VSS規范是一個被廣泛采用、開發人員友好、可擴展的數據模型和目錄,具有行業支持的工具,為連接車輛的價值鏈提供了一個共同的理解,使得主機廠、車隊、政府可以聚焦在業務價值上。值得一提的是,COVESA在與第三方合作方面不斷努力。例如,2022年10月,COVESA和AUTOSAR宣布有意向在多個軟件定義汽車主題上合作。COVESA將專注于車輛數據和云交互,而AUTOSAR將為整體系統架構和車載網絡提供開放接口。
95、此外,兩個組織合作開放項目車輛 API,該API旨在實現AUTOSAR AP和基于VSS的車輛數據之間的接口。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)未來整車操作系統展望與機會以智能手機操作系統生態發展歷程為參考,展望未來整車操作系統的生態發展,提出“從多到少、從封閉到開放、由主機廠驅動至生態驅動”三大趨勢。在軟件定義汽車的背景下,隨著軟件重要性不斷提升,主機廠的核心
96、競爭力“以硬件為主”轉為“以軟件為主”。因此,主機廠必須積極進行革新,涉及到從組織架構、開發模式、供應鏈關系到商業模式等多個方面,在這場轉型升級的競爭中不被落下,跟上智能化的時代浪潮。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)29 軟件定義汽車時代,智能汽車不再被視作簡單的移動工具,而是被定義為移動的“第三空間”?;仡欀悄苁謾C操作系統的生態發展歷程,或許我們可以預測和展
97、望未來整車操作系統生態的發展方向,即“從多到少、從封閉到開放、由主機廠驅動至生態驅動”。整車操作系統由多個趨于統一。早期各智能手機廠商都有自己的操作系統,但是目前Android和iOS占據絕對領先的地位。同樣地,目前很多主機廠紛紛推出自己的整車操作系統,市場上出現多種操作系統并存的局面。但是,未來整車操作系統將會趨于統一,形成一或兩個主流標準。同時,整車操作系統領域將出現巨頭,領導市場方向,且具有規模效應。整車操作系統由封閉趨于開放。整車操作系統向第三方開發商提供更多開發接口和API,讓第三方開發商基于整車操作系統開發車載應用軟件。這些來自不同開發商的應用可提供多元功能,如導航、信息娛樂、車聯
98、網分析等。整車操作系統變得越開放,支持的第三方應用就會越多,一個真正的生態圈將逐漸形成。在這個生態圈中,整車操作系統、第三方應用軟件、車主、主機廠形成一個閉環。主機廠依靠大量第三方應用軟件來豐富自己的系統功能,從而獲得用戶體驗上的競爭優勢。第三方應用開發商可以在SOA軟件開放平臺上實現商業價值和規模效應。最重要的是,車主可通過需求反饋,獲得更多個性化和智能化服務。這個生態圈將為整車操作系統帶來巨大的生態價值,正如當今手機操作系統依賴于龐大的應用生態圈來保持其競爭力。整車操作系統由主機廠驅動至生態驅動。整車操作系統生態的興起,標志著整車操作系統由主機廠驅動轉變為生態驅動。傳統情況下,整車操作系統
99、由汽車廠商自主研發,獨立存在。汽車軟硬件功能均由主機廠主導,主機廠占據主導地位。而未來,眾多從事軟件開發的公司和個人開發者將聚集在整車生態系統周圍,為整車操作系統提供各種應用。這些應用將提供豐富的功能,引領用戶體驗發展,汽車功能和創新力不再僅靠廠商自身,而是生態系統共同驅動。但是值得注意的是,整車操作系統相對智能手機來說還處于最初期的階段,需要經歷一個漫長的的過程。資料來源:公開資料、億歐智庫4.1 未來整車操作系統生態趨勢展望生態發展初期存在多種不同操作系統,標準缺乏較為封閉,只對少量合作伙伴開放主要由主機廠驅動和決定生態發展中期開始形成一些標準,不同系統逐漸向標準靠攏開放給更多合作伙伴,但
100、規模有局限性主機廠與合作伙伴和生態圈互動密切生態發展后期形成一個或少數幾個統一標準完全向第三方開放,提供豐富的開發接口主機廠成為生態系統中的一員,與眾多參與者共同驅動應用進步億歐智庫:整車操作系統的生態發展趨勢億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)30 過去,傳統汽車主機廠以提升硬件能力為打造核心競爭力的方向,但是隨著“軟件定義汽車”不斷發展,汽車電子構架快速革新,
101、汽車硬件將逐漸趨于一致,主機廠難以在硬件層面突破差異化優勢。因此,軟件和由軟件所驅動的服務將成為主機廠競爭的核心要素。大眾汽車集團前CEO迪斯曾指出,未來汽車創新中,軟件將占到90%。隨著軟件的重要性不斷提高,軟件將深度參與到汽車的定義、開發、驗證、銷售、服務等過程中,并不斷改變和優化各個過程,主機廠和生態伙伴們正在經歷一場全面的變革,涉及到從組織架構、開發模式、供應鏈關系到商業模式等多個方面,以適應軟件定義汽車的趨勢。組織架構革新:軟件定義汽車需要采用更加平臺化和扁平化的組織架構,以實現提升軟件開發效率和軟件功能的快速迭代。傳統主機廠的組織機構主要為了硬件的集成而設計,沒有專門設立軟件部門。
102、而打造整車軟件能力需要戰略、產品、研發、供應鏈及運營等跨部門合作,因此,越來越多的OEM成立獨立的軟件公司或部門,引入具有軟件思維的人才團隊,針對整車操作系統和軟件進行需求設計、產品開發。這些機構或部門通常還承擔“與供應商合作,共同為集團服務”的角色,例如,操作系統通用基礎部分和開發測試工具鏈會借助外部供應商的能力。資料來源:公開材料、億歐智庫4.2 未來主機廠革新趨勢洞察整車需求分析整車集成測試系統需求分析系統集成測試子系統需求分析子系統集成測試軟硬件需求分析軟硬件集成測試硬件實現軟件建模億歐智庫:汽車開發模式從傳統V模型迭代為敏捷開發模型 開發模式革新:整車操作系統需要強大的軟件能力支持,
103、但是高質量的軟件產品只是基礎,更需要軟件產品快速迭代升級的能力,因此主機廠需要重新定義軟件開發和迭代過程。傳統汽車整車開發模式是一種V型開發模式,“整車-系統-子系統-軟硬件”的開發設計順序需要依賴清晰的整車需求來驅動下級設計。而軟件定義汽車時代,軟件需要反復迭代以滿足用戶對于功能升級的需求,因此整車開發模式將逐漸轉為基于平臺設計(Platform-based design)且“以應用軟件為中心”的方式,即功能和需求驅動整車設計,以適應更加敏捷和迭代的開發過程,例如敏捷螺旋模式(Agile Spiral Model)或階段門模式(Stage-Gate model)。傳統OEM架構下的工程院,沒
104、有軟件部門的存在車身動力底盤內飾外飾電子娛樂車身智駕汽車軟件供應商SDV時代,軟件能力作為重點模塊建設硬件軟件車身動力底盤內飾外飾娛樂車身智駕億歐智庫:傳統主機廠組織價架構變革需求定義系統驗證概念定義子系統測試組件測試詳細設計Sprint 1Sprint 2億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)31 供應鏈關系革新:過去汽車供應鏈是封閉式的,主機廠有長期合作的傳統軟
105、硬件供應商,一般由實力強勁的Tier1提供軟硬件一體化的“黑盒”產品,軟硬件解耦難度非常高;主機廠只負責汽車產業價值鏈中的整車研發制造和系統集成,甚至發動機系統軟件標定和整車系統集成也可以由供應商提供服務。但是在軟件定義汽車時代,由于主機廠需要實現快速的軟件研發和迭代效率,同時保障功能安全可靠,傳統的“鏈式“供應鏈模式無法完全滿足主機廠當下的需求,因此汽車供應鏈尤其是汽車智能化供應鏈的革新勢在必然。傳統Tier2作為單一零部件提供商,將提升系統集成能力,往集成化、模塊化發展,逐步從二級供應商躍升成為主機廠的一級、甚至0.5級供應商。傳統Tier1在過去與主機廠的合作中積累了大量的硬件集成經驗,
106、未來將向Tier0.5轉變,提升軟件解決方案的能力,并深入參與到主機廠的軟件設計與開發中??萍脊?、互聯網公司憑借強大的軟件能力也紛紛投入至該領域中,牽手主機廠或供應商,助力智能軟硬件生態的壯大。資料來源:德勤研究、公開資料、億歐智庫4.2 未來主機廠革新趨勢洞察億歐智庫:供應鏈企業在產業鏈中角色的變化OEMTier 2Tier 0.5OEMTier-1Tier-1.5Tier-2主機廠應用軟件控制器硬件系統軟件功能軟件 集成方案芯片內核OSIPOEM 車型1車型2車型n車載計算平臺Tier-1 傳感器控制器Tn5GIoT云計算車載計算平臺OEM 車型1車型2車型n平臺生態服務現有主流模式一次
107、性研發費用投入:購買軟件包出售IP和客戶的軟件開發授權:License、Royalty一次性研發費用和單車License打包量產分成模式整車OS供應商與主機廠之間,雙方按照每輛車裝載的軟件費用進行分成,包括不限于后續的OTA升級服務;整車OS供應商與應用軟件開發者通過分成模式獲取收入。開源服務費當整車OS進行部分開源時,整車OS開發企業可以通過收取開源服務費的形式來獲取收益。商業模式革新:未來,主機廠的盈利能力將從單純的整車銷售向應用軟件和服務升級轉移,提供個性化服務。傳統主機廠以整車銷售作為主要收入來源,但隨著軟件在整車中的占比提升,疊加電子零部件標準化提升和利潤愈發透明,差異化的軟件和持續
108、迭代更新的能力成為主機廠盈利的第二曲線。因此,越來越多的主機廠關注整車操作系統的功能軟件和應用層面。英偉達曾提出未來主流OEM會以成本價銷售汽車,通過OTA軟件升級來獲取利潤,一輛車的軟件升級總費用約為5000美元。這方面,新勢力車企們明顯走在了前方。以特斯拉為例,其開啟了汽車軟件包升級付費的時代。同時,隨著特斯拉FSD優化,軟件盈利能力不斷增強,疊加OTA的持久性競爭力,特斯拉軟件將反向推動硬件利潤增長,實現軟硬件收入雙螺旋式上升。億歐智庫:未來智能汽車的商業模式探索億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智
109、庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)32 億歐智庫(EO Intelligence)是億歐旗下的研究與咨詢機構。為全球企業和政府決策者提供行業研究、投資分析和創新咨詢服務。億歐智庫對前沿領域保持著敏銳的洞察,具有獨創的方法論和模型,服務能力和質量獲得客戶的廣泛認可。億歐智庫長期深耕新科技、消費、大健康、汽車出行、產業/工業、金融、碳中和等領域,旗下近100名分析師均畢業于名校,絕大多數具有豐富的從業經驗;億歐智庫是中國極少數能同時生產中英文深度分析和專業報告的機構,分析師的研究成果和洞察
110、經常被全球頂級媒體采訪和引用。以專業為本,借助億歐網和億歐國際網站的傳播優勢,億歐智庫的研究成果在影響力上往往數倍于同行。同時,億歐內部擁有一個由數萬名科技和產業高端專家構成的資源庫,使億歐智庫的研究和咨詢有強大支撐,更具洞察性和落地性。團隊介紹報告作者黃卓寧億歐智庫 高級分析師Email:嚴方圓億歐智庫 咨詢副總監Email:王輝億歐智庫 副院長Email:報告審核億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(37
111、2795)億歐智庫-李米(372795)33 本報告所采用的數據均來自合規渠道,分析邏輯基于智庫的專業理解,清晰準確地反映了作者的研究觀點。本報告僅在相關法律許可的情況下發放,并僅為提供信息而發放,概不構成任何廣告。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。本報告的信息來源于已公開的資料,億歐智庫對該等信息的準確性、完整性或可靠性作盡可能的獲取但不作任何保證。本報告版權歸億歐智庫所有,歡迎因研究需要引用本報告部分內容,引用時需注明出處為“億歐智庫”。對于未注明來源的引用、盜用、篡改以及其他侵犯億歐智庫著作權的商業行為,億歐智庫將保留追究其法律責任的權利。版權聲明關于
112、我們 億歐是一家專注科技+產業+投資的信息平臺和智庫;成立于2014年2月,總部位于北京,在上海、深圳、南京、紐約設有分公司。億歐立足中國、影響全球,用戶/客戶覆蓋超過50個國家或地區。億歐旗下的產品和服務包括:信息平臺億歐網()、億歐國際站(EqualO)、研究和咨詢服務億歐智庫(EO Intelligence),產業和投融資數據產品億歐數據(EO Data);行業垂直子公司億歐大健康(EO Healthcare)和億歐汽車(EO Auto)等?;趯χ袊萍?、產業和投資的深刻理解,同時憑借國際化視角和高度,億歐為中外客戶提供行業研究、投資分析、創新咨詢、數據產品、品牌公關、國際化落地等服務
113、。已經服務過的客戶包括華為、英特爾、騰訊、百度、一汽解放、理想汽車、京東、微軟、安顧集團、統信、中石油-昆侖數智、中電信息、東信集團等。億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)34 基于自身的研究和咨詢能力,同時借助億歐網和億歐國際網站的傳播優勢;億歐為創業公司、大型企業、政府機構、機構投資者等客戶類型提供有針對性的服務。創業公司億歐旗下的億歐網和億歐國際站是創業創新
114、領域的知名信息平臺,是各類VC機構、產業基金、創業者和政府產業部門重點關注的平臺。創業公司被億歐網和億歐國際站報道后,能獲得巨大的品牌曝光,有利于降低融資過程中的解釋成本;同時,對于吸引上下游合作伙伴及招募人才有積極作用。對于優質的創業公司,還可以作為案例納入億歐智庫的相關報告,樹立權威的行業地位。大型企業憑借對科技+產業+投資的深刻理解,億歐除了為一些大型企業提供品牌服務外,更多地基于自身的研究能力和第三方視角,為大型企業提供行業研究、用戶研究、投資分析和創新咨詢等服務。同時,億歐有實時更新的產業數據庫和廣泛的鏈接能力,能為大型企業進行產品落地和布局生態提供支持。政府機構針對政府類客戶,億歐
115、提供四類服務:一是針對政府重點關注的領域提供產業情報,梳理特定產業在國內外的動態和前沿趨勢,為相關政府領導提供智庫外腦。二是根據政府的要求,組織相關產業的代表性企業和政府機構溝通交流,探討合作機會;三是針對政府機構和旗下的產業園區,提供有針對性的產業培訓,提升行業認知、提高招商和服務域內企業的水平;四是輔助政府機構做產業規劃。機構投資者億歐除了有強大的分析師團隊外,另外有一個超過15000名專家的資源庫;能為機構投資者提供專家咨詢、和標的調研服務,減少投資過程中的信息不對稱,做出正確的投資決策。歡迎合作需求方聯系我們,一起攜手進步;電話 010-57293241,郵箱 億歐服務億歐智庫-李米(
116、372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)網址:https:/ 電話:010-57293241北京:北京市朝陽區霞光里9號中電發展大廈A座10層 上海:上海市徐匯區云錦路701號西岸智塔2707-2708深圳:廣東省深圳市南山區華潤置地大廈 C 座 6 層 紐約:4 World Trade Center,29th Floor-Office 67,150 Greenwich St,New York,NY 10006億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)億歐智庫-李米(372795)