計算機行業智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海-220221（37頁）.pdf

1、 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 計算機行業 行業研究 | 深度報告 軟件將成為智能汽車差異化的核心，汽車軟件架構逐步向軟件將成為智能汽車差異化的核心，汽車軟件架構逐步向 SOA 演進演進。而相較于傳統汽車，智能汽車能為車主創造豐富的、可感知的價值以及全新的駕駛體驗，這是當前不同汽車形成差異化的關鍵，而軟件則是汽車智能化的核心。未來汽車軟件價值有望快速提升，據麥肯錫預測，到 2030 年汽車中軟件價值占比將達到 30%，屆時全球汽車軟件市場規模將高達 840 億美元?！坝布A埋，軟件升

2、級”成為當下車企的主流策略，未來兩年將成為 L3 及更高級別自動駕駛發展的關鍵節點，具有領先軟件和算法能力的車企、軟件供應商有望獲得重要機遇。在汽車智能化、網聯化的趨勢下，汽車電子電氣架構開始逐步向域架構、中央計算架構轉變，這也為軟件定義汽車的實現帶來了硬件基礎。為了滿足快速的軟件和功能的開發，面向服務的軟件架構（SOA）開始被業界所認可。在 SOA 架構下，所有的服務組件接口均被標準化，軟件的部署不再依賴特定的硬件平臺、操作系統等，其松耦合、靈活易于拓展的特點真正意義上實現了汽車的“軟硬分離”。目前，上汽、小鵬、威馬等主機廠也開始紛紛布局 SOA 軟件架構的開發，未來幾年內或迎來 SOA 量

3、產的高峰期。 智能汽車軟件智能汽車軟件架構主要可分為系統軟件層、功能軟件層和應用軟件層架構主要可分為系統軟件層、功能軟件層和應用軟件層。1 系統軟件是車載操作系統的基礎，不僅為上層應用以及功能的實現提供了高效、穩定環境的支持，也是各類應用調度底層硬件資源的“橋梁”，在智能汽車整體軟硬件架構中處于核心的位置。系統軟件可進一步劃分：硬件抽象層主要包括 Hypervisor 和BSP，其中 Hypervisor 提供了在同一硬件平臺上承載異構操作系統的靈活性，而BSP 可支持操作系統更好地運行于硬件主板；OS 內核（屬于狹義 OS）操作系統最基本的功能，負責管理系統的進程、內存、設備驅動程序、文件和

4、網絡系統，決定著系統的性能和穩定性，是系統軟件層的核心。目前主流的 OS 內核包括 QNX、Linux、VxWorks；中間件是汽車軟件架構中重要的基礎軟件， AUTOSAR 是目前應用最為廣泛的中間件方案。2 功能軟件主要包含自動駕駛的核心共性功能模塊以及相關中間件，利用這些共性功能模塊，開發者可更高效地進行自動駕駛業務層面的研發。3 應用軟件層主要包括智能汽車場景算法、座艙功能、數據地圖等內容，是汽車智能座艙以及自動駕駛方案形成差異化的核心。 軟件定義汽車時代下，軟件定義汽車時代下，擁有擁有軟硬件全棧能力的廠商將軟硬件全棧能力的廠商將具備優勢。具備優勢。對于傳統 Tier1 來說，部分系統

5、功能開發權被主機廠收回是大勢所趨。為了避免淪為硬件代工商，越來越多的 Tier1 開始致力于打造“硬件+底層軟件+中間件+應用軟件算法+系統集成”的全棧技術能力，典型代表包括博世、華為等，這也是 Tier1 搶占下一個市場份額制高點的關鍵所在。對于軟件供應商來說，目前主機廠開始繞過傳統的 Tier1 以尋求與軟件供應商的直接合作，因此軟件供應商若能提供越多的軟件 IP 產品組合，就可能獲取更高的單車價值。此外，軟件供應商也正尋求進入傳統 Tier1 把持的硬件設計、制造環節，比如域控制器、TBOX 等，以提供多樣化的解決方案。我們認為，擁有軟硬件全棧能力的廠商將在汽車智能化的浪潮中占據優勢，板

6、塊內相關公司包括中科創達、光庭信息、東軟集團、經緯恒潤等。 在軟件定義汽車的背景下，軟件成為汽車智能化的核心，擁有完善的產品矩陣及軟硬件全棧能力的廠商將具備優勢。建議關注中科創達(300496，買入)、光庭信息(301221，未評級)、東軟集團(600718，未評級)、經緯恒潤（IPO 進程中，屬汽車行業標的）。 風險提示風險提示 汽車智能化落地不及預期、芯片短缺持續。 投資建議與投資標的 核心觀點 國家/地區 中國 行業 計算機行業 報告發布日期 2022 年 02 月 21 日 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 看好（維持） 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰

7、大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 2 目 錄 一、軟件定義汽車時代下，智能汽車軟件架構逐步向 SOA 邁進 . 6 1.1 軟件成為智能汽車差異化的核心 . 6 1.2 軟硬件解耦帶動汽車軟件架構向 SOA 演進 . 9 二、智能汽車軟件架構梳理 . 13 2.1 系統軟件：提供基礎功能和底層環境支持，是操作系統的核心 . 13 2.1.1 硬件抽象層：Hypervisor 與 BSP 搭建軟硬件間的“橋梁” 13 2.1.2 OS 內核：QNX 、Linux、VxWorks 為主

8、流 16 2.1.3 中間件：AUTOSAR 標準應用最為廣泛 19 2.2 功能軟件：提供自動駕駛的核心共性模塊，支撐自動駕駛技術的實現 . 24 2.3 應用軟件：智能汽車差異化的核心 . 27 三、相關公司介紹 . 30 3.1 中科創達：車載操作系統頭部廠商，由座艙域到駕駛域打開成長空間 30 3.2 光庭信息：國內領先的汽車軟件及解決方案提供商 32 3.3 東軟集團：全球領先的汽車電子產品和服務供應商 33 3.4 經緯恒潤：國內汽車電子頭部企業，具備提供基于 SOA 架構解決方案及高級別智能駕駛整體解決方案的能力 35 風險提示 . 37 9ZdYMBgVnVaZwVpOrQoO

9、9PcM7NtRpPoMmOlOpPsQjMnPsQ9PmMwPuOmOpQxNmOmP 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 3 圖表目錄 圖 1：全球主機廠軟件定義汽車布局. 6 圖 2：2020 年部分典型高科技產品代碼量對比（萬行） . 6 圖 3：全球汽車軟件與硬件內容結構占比 . 6 圖 4：全球汽車軟件市場規模預測（億美元） . 6 圖 5：比亞迪推出的軟硬件解耦車用操作系統 BYD OS . 7 圖 6：華為智能駕

10、駛計算平臺 MDC 架構 . 7 圖 7：軟件是實現汽車“新四化”的關鍵 . 7 圖 8：新勢力車企通過預埋大算力硬件以保證后續的軟件升級能力 . 8 圖 9：我國智能座艙新車滲透率高于全球水平 . 8 圖 10：我國乘用車輔助駕駛系統占比情況預測 . 8 圖 11：汽車電子電氣架構逐步向域架構、中央計算架構轉變 . 9 圖 12：新型 EE 架構下開發方式發生轉變 . 10 圖 13：面向信號的架構（Signal-Oriented Architecture） . 10 圖 14：面向服務的架構（Service-Oriented Architecture） . 10 圖 15：SOA 架構降低

11、了新功能開發的難度 . 11 圖 16：主機廠需構建的“三大能力” . 11 圖 17：主機廠的開發模型逐步發生改變 . 11 圖 18：汽車軟件產業鏈正逐漸被重塑 . 12 圖 19：未來軟件供應商的盈利模式有望轉變 . 12 圖 20：智能汽車軟硬件架構概覽 . 13 圖 21：Hypervisor 技術可使多系統運行在同一計算平臺上 . 14 圖 22：QNX Hypervisor 架構 . 15 圖 23：ACRN 架構 . 15 圖 24：嵌入式系統對應的 BSP 開發內容 . 16 圖 25：廣義 OS 與狹義 OS . 16 圖 26：三大主流自動駕駛 OS 內核 . 17 圖

12、27：實時 OS 區分任務緊急性 . 17 圖 28：分時 OS 不區分任務緊急性 . 17 圖 29：QNX 系統架構圖 . 18 圖 30：微內核 OS 提供完整的內存保護 . 18 圖 31：中間件位于基礎層及應用層之間 . 19 圖 32：中間件對于推動汽車軟硬件解耦具有重要作用 . 20 圖 33：AUTOSAR 聯盟擁有 300 多家合作伙伴（截至 2021 年 7 月） . 20 圖 34：AUTOSAR 推動著 EE 架構演進 . 20 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與

13、您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 4 圖 35：AUTOSAR 軟件架構旨在提升軟件模塊的可復用性和可互換性 . 21 圖 36：AUTOSAR Classic Platform 架構 . 21 圖 37：AUTOSAR Classic Platform 基礎軟件層 . 21 圖 38：AUTOSAR Adaptive Platform 架構 . 22 圖 39：智能駕駛功能軟件平臺架構 . 24 圖 40：V2X 根據交互對象不同可分為四類 . 25 圖 41：車聯網云控基礎平臺結構及運營主體 . 25 圖 42：特斯拉打造 AI+純視覺的解決方案 . 26 圖

14、43：未來自動駕駛需要多傳感器融合作為支撐 . 26 圖 44：汽車價值鏈逐步重塑 . 27 圖 45：用戶對智能座艙配置的需求意向 . 27 圖 46：智能座艙新車滲透率有望快速提升 . 27 圖 47：全球自動駕駛市場規模預測（千億美元） . 28 圖 48：中國自動駕駛市場規模預測（十億元） . 28 圖 49：不同級別自動駕駛對地圖的需求 . 28 圖 50：傳統整車廠主要通過三種方式加碼汽車軟件研發 . 29 圖 51：智能座艙、自動駕駛及車路協同三大領域布局廠商 . 30 圖 52：中科創達 TurboX Auto 4.5 智能座艙平臺架構 . 31 圖 53：中科創達 E-Coc

15、kpit 智能座艙產品功能概述 . 31 圖 54：中科創達 E-Cockpit 智能座艙產品主要優勢 . 31 圖 55：輔易航致力于可商業化的低速自動駕駛應用 . 32 圖 56：光庭信息智能汽車領域主要產品 . 32 圖 57：東軟智能座艙整體系統架構示例 . 34 圖 58：東軟車聯網 C-V2X 技術應用展開場景 . 34 圖 59：東軟睿馳系統軟件解決方案 . 35 圖 60：經緯恒潤三大主營業務 . 36 圖 61：經緯恒潤主要客戶概覽 . 36 圖 62：經緯恒潤基于 SOA 的架構開發關鍵技術 . 36 圖 63：經緯恒潤 Adaptive AUTOSAR 架構 . 36 圖

16、 64：經緯恒潤 MaaS 解決方案 . 37 表 1：部分 OEM 車企 SOA 軟件的量產部署 . 12 表 2：主流車載操作系統具有不同的特點及應用場景. 14 表 3：車載 Hypervisor 主要供應商 . 15 表 4：各 OS 內核比較 . 18 表 5：Classic Platform 與 Adaptive Platform 的對比 . 22 表 6：部分供應商的中間件產品 . 23 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免

17、責申明。 5 表 7：中科創達具有完備的智能座艙產品及解決方案. 30 表 8：光庭信息智能網聯汽車業務五大產品線 . 33 表 9：東軟集團智能汽車相關產品及解決方案 . 34 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 6 一、軟件定義汽車時代下，一、軟件定義汽車時代下，智能汽車軟件架構逐步向智能汽車軟件架構逐步向SOA 邁進邁進 1.1 軟件成為智能汽車差異化的核心 汽車智能化的大趨勢下，“軟件定義汽車”成為產業共識。汽車智能化的

18、大趨勢下，“軟件定義汽車”成為產業共識。簡單來說，軟件定義汽車（Software Defined Vehicles，SDV）指的是軟件將深度參與到汽車定義、開發、驗證、銷售、服務等過程中，并不斷改變和優化各個過程，實現體驗持續優化、過程持續優化、價值持續創造。目前，不同車型在硬件配置方面逐漸趨同，各大車企在硬件領域已經經歷了漫長的競爭，硬件及其成本持續改善的空間較為有限。相較于傳統汽車，智能汽車能為車主創造豐富的、可感知的價值以及全新的駕駛體驗，這也是當前不同汽車形成差異化的關鍵。因此，軟件和算法逐步成為了車企競爭的核心要素，造車的壁壘也由從前的上萬個零部件拼合集成能力演變成將上億行代碼組合運

19、行的能力。 圖 1：全球主機廠軟件定義汽車布局 圖 2：2020 年部分典型高科技產品代碼量對比（萬行） 數據來源：賽迪顧問，東方證券研究所 數據來源：IEE，億歐智庫，東方證券研究所 軟件價值不斷提升，全球汽車軟件市場將快速增長。軟件價值不斷提升，全球汽車軟件市場將快速增長。據麥肯錫預測，全球汽車軟件與硬件產品內容結構正發生著重大變化，2016 年軟件驅動占比從 2010 年的 7%增長到 10%，預計 2030 年軟件驅動的占比將達到 30%。從規模上來看，全球汽車軟件市場規模將從 2020 年的 350 億美元增長到 840 億美元，未來將有巨大的空間。 圖 3：全球汽車軟件與硬件內容結

20、構占比 圖 4：全球汽車軟件市場規模預測（億美元） 數據來源：麥肯錫，東方證券研究所 數據來源：麥肯錫，東方證券研究所 68%63%41%7%10%30%25%27%29%201020162030E硬件驅動軟件驅動其他010020030040050060070080090020202025E2030E操作系統/中間軟件動力總成和底盤整車能量管理娛樂/互娛/安全自動駕駛350620840 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 7 競

21、逐智能化下半場，軟件及計算能力競逐智能化下半場，軟件及計算能力成為成為新新時代下汽車的核心時代下汽車的核心。智能化、網聯化、電動化、共享化已成為汽車產業變革的必然趨勢，汽車產品逐步由傳統代步機械工具向新一代具備感知和決策能力的智能終端轉變。在汽車“新四化”浪潮的變革趨勢下，比亞迪董事局主席兼總裁王傳福曾在2021聯想創新科技大會上表示：“電動化是上半場，智能化是下半場。智能化是更大的變革，創造的生態超乎想象?！痹陔妱悠嚂r代，電池、電驅等三電核心技術是比亞迪的護城河，王傳福認為，在下一個汽車時代軟件決定了汽車競爭力。在2021華為智能汽車解決方案生態論壇上，華為智能汽車解決方案 BU CEO

22、余承東同樣表示，電動化、網聯化、智能化的時代已經到來，與傳統汽車相比，智能汽車的本質已經發生了改變，計算和軟件成為了汽車的核心?？梢灶A見的是，未來汽車智能化將成為各大車廠競逐的焦點，而軟件能力將成為定義整車功能的關鍵。 圖 5：比亞迪推出的軟硬件解耦車用操作系統 BYD OS 圖 6：華為智能駕駛計算平臺 MDC 架構 數據來源：汽車之家，東方證券研究所 數據來源：華為 MDC 智能駕駛計算平臺白皮書，東方證券研究所 圖 7：軟件是實現汽車“新四化”的關鍵 數據來源：億歐智庫，東方證券研究所 “硬件預埋“硬件預埋，軟件升級，軟件升級”成為車企主流策略，未來汽車軟件、算法優化空間巨大。成為車企主

23、流策略，未來汽車軟件、算法優化空間巨大。當前面向量產乘用車的智能駕駛系統整體處于 L3及以下級別，智能駕駛技術仍在持續迭代升級中。汽車產品具備較長的生命周期，一般為 5-10 年，車載計算平臺的算力上限決定車輛生命周期內可承載的軟件服務升級上限。相較而言軟件迭代更快，因此智能駕駛軟件迭代周期與硬件更換周期存在錯位。為保證車輛在全生命周期內的持續軟件升級能力，主機廠在智能駕駛上采取“硬件預置，軟件升級”的策略，通過預置大算力芯片，為后續軟件與算法升級優化提供足夠發展空間。以蔚來、智己、威馬、小鵬為代表的主機廠在新一代車型中均將智能駕駛算力提升至 500-1000Tops 級別。 計算機行業深度報

24、告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 8 圖 8：新勢力車企通過預埋大算力硬件以保證后續的軟件升級能力 數據來源：億歐智庫，東方證券研究所 我國智能汽車我國智能汽車產業發展產業發展速度領先世界速度領先世界，L3 及以上級別自動駕駛落地有望為行業帶來及以上級別自動駕駛落地有望為行業帶來更大更大機遇。機遇。在巨大的消費需求推動下，我國汽車產業鏈中的企業密切合作，不僅構建了良性互動的生態環境，并且推動著行業標準水平快速提升。根據 IHS Markit

25、數據，我國 2020 年智能座艙新車滲透率達48.8%，且到 2025 年預計可以超過 75%，無論是滲透率還是滲透率提升速度均高于全球水平。蓋世汽車CEO周曉鶯女士也指出，目前我國自動駕駛產業發展處于世界領先水平。從座艙域到駕駛域，近年來高算力芯片的問世加速了智能汽車向更高級別自動駕駛的演進，例如英偉達推出的Xavier（30TOPS）、DRIVE Orin（254TOPS）、DRIVE Atlan（1000TOPS），而根據地平線數據，實現 L3 自動駕駛的算力需達 20-30TOPS，到 L4 級需要 200TOPS 以上，可見當前芯片算力方面已為 L3及更高級別的自動駕駛“做好了準備”

26、。根據艾瑞咨詢，隨著智能駕駛相關上路法規的不斷完善，L3 級別有條件自動駕駛乘用車有望在 2023 年開始逐步落地。結合我國新勢力車企對于今年新車型的大算力預埋，我們認為，2022-2023 年將成為 L3 及更高級別自動駕駛發展的關鍵節點，具有領先軟件和算法能力的車企、軟件供應商有望獲得重要機遇。 圖 9：我國智能座艙新車滲透率高于全球水平 圖 10：我國乘用車輔助駕駛系統占比情況預測 數據來源：IHS Markit，東方證券研究所 數據來源：艾瑞咨詢，東方證券研究所 35.3%48.8%53.3%59.8%66.0%72.1%75.9%38.4%45.0%49.4%52.2%55.1%57

27、.6%59.4%0%10%20%30%40%50%60%70%80%201920202021E2022E2023E2024E2025E中國市場全球市場20%21%22%23%25%26%12%18%22%26%29%33%3%4%6%0%10%20%30%40%50%60%70%20202021E2022E2023E2024E2025EL1（%）L2（%）L3（%） 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 9 1.2 軟硬件解耦帶動

28、汽車軟件架構向 SOA 演進 傳統汽車分布式的 EE 架構難以適應軟件定義汽車的時代需求： 1 在傳統 EE 架構中軟硬件高度嵌套，軟件功能的實現更加依賴于硬件。若要新增單一功能，需要改變所有與其相關的 ECU軟件，同時也要修改車內電線、線束布線等，功能或系統升級的復雜性極大，車企集成驗證更為困難。若要實現較為復雜的功能，則需要多個控制器同時開發完成才能進行驗證，一旦其中任意一個控制器出現問題，可能導致整個功能全部失效； 2 在傳統分布式 EE 架構之下，ECU 由不同的供應商開發，框架無法復用，無法統一。同時，OTA 外部開發者無法對 ECU 進行編程，無法由軟件定義新的功能，以進行硬件升級

29、； 3 基于傳統分布式 EE 架構，車企只是架構的定義者，核心功能是由各個 ECU 完成，其軟件開發工作主要是由 Tier1 完成。主機廠只做集成的工作，這也導致過去大部分主機廠自身的軟件開發能力較弱。 隨著汽車不斷向智能化、網聯化方向發展，以單片機為核心的傳統分布式電子電氣架構已經很難滿足未來智能汽車產品的開發需求，同時還面臨算力束縛、通訊效率缺陷、以及不受控的線束等成本黑洞。因此，汽車電子電氣架構從傳統分布式架構正在朝向域架構、中央計算架構轉變，而集中化的 EE 架構是實現軟件定義汽車重要的硬件基礎。 圖 11：汽車電子電氣架構逐步向域架構、中央計算架構轉變 數據來源：arm 中國，蓋世汽

30、車，東方證券研究所 在集中化的在集中化的 EE 架構下軟硬件解耦，軟件開發逐漸通用化、平臺化。架構下軟硬件解耦，軟件開發逐漸通用化、平臺化。分布式軟件架構是一種面向信號的架構，控制器之間通過信號來傳遞信息，整個系統是封閉、靜態的，在編譯階段就被定義完成，因此若主機廠要修改或增加某個控制器的功能定義，同時該指令還必須調用另一個控制器上的功能時，就不得不把所有需要的控制器都升級，大大延長開發周期、增加開發成本。此時，軟硬件高度嵌套，硬件之間難以形成較強的協同性，汽車軟件的可復用性和 OTA 升級能力整體較弱。隨著汽車 EE 架構逐步趨于集中化，域控制器或中央計算平臺以分層式或面向服務的架構部署，E

31、CU 數量大幅減少，汽車底層硬件平臺需要提供更為強大的算力支持，軟件也不再是基于某一固定硬件開發，而是要具備可移植、可迭代和可拓展等特性。汽車原有以 ECU為單元的研發組織將發生轉變，形成通用硬件平臺、基礎軟件平臺以及各類應用軟件的新型研發組織形態。 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 10 圖 12：新型 EE 架構下開發方式發生轉變 數據來源：賽迪顧問，東方證券研究所 為實現軟件定義汽車，智能汽車軟件架構需向為實現軟件定義汽

32、車，智能汽車軟件架構需向 SOA 轉型升級。轉型升級。過去汽車軟件架構更多是面向信號的架構（Signal-Oriented Architecture），ECU 的功能是固定的，軟件被提前編寫在控制器中。但隨著智能汽車的發展，車內搭載的 ECU 數量快速增加，這不僅使 ECU 的點對點的通訊變得十分復雜，且不具備靈活性和擴展性，微小的功能改動都會引起整車通訊矩陣以及各 ECU軟件的變動。SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務的軟件架構）是一種軟件架構，同時也是一種軟件設計方法和理念，其具備接口標準化、松耦合、靈活易于擴展等特點： 1 首先，在 SOA架構中每

33、一個服務都具有唯一且獨立互不影響的身份標識（ID），界定了清晰的功能范圍，并通過服務中間件（Service Middleware）完成自身的發布、對其他服務的訂閱以及與其他服務的通訊工作。因此，SOA架構解決了傳統架構中因個別功能增減/變更而導致整個通訊矩陣與路由矩陣都要變更的問題。同時，SOA 架構中每一個服務組件接口都是“標準可訪問”的，服務組件的設計、部署不再依賴于具體特定的硬件平臺、操作系統和編程語言，同樣的組件/功能可以通過標準化接口在不同的車型上實現復用，實現組件的“軟硬分離”。 圖 13：面向信號的架構（Signal-Oriented Architecture） 圖 14：面向服

34、務的架構（Service-Oriented Architecture） 數據來源：CSDN，東方證券研究所 數據來源：CSDN，東方證券研究所 2 在智能汽車時代，軟件的迭代周期越來越短，獨立于硬件的軟件升級是持續為客戶提供價值的關鍵。由于 SOA架構具有“松耦合”的特性，服務組件和硬件均可以標準化地接入和訪問，若要新增某一功能只需增加相應的服務組件并使其調用不同的硬件功能即可。因此在 SOA架 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明

35、。 11 構下，開發人員可更多地專注于上層應用的開發，而無需再對底層算法甚至各個 ECU中的軟件進行重新編譯，這也解決了相同的應用在不同車型及硬件環境下重復開發的痛點，使得汽車軟件架構十分靈活并易于拓展。 圖 15：SOA 架構降低了新功能開發的難度 數據來源：億歐智庫，東方證券研究所 在軟硬件解耦在軟硬件解耦以及汽車軟件架構向以及汽車軟件架構向 SOA 轉型的背景下，汽車軟件產業鏈正逐漸被重塑：轉型的背景下，汽車軟件產業鏈正逐漸被重塑： 1 主機廠開始重視軟件能力的構建，通過建立軟件自研能力、系統架構能力以及 SOA架構能力以強化軟硬件解耦。目前大部分車企已經完成了軟件自研能力補充或升級，建

36、立起了平臺型架構體系，車企的傳統開發模型也正向面向軟件定義汽車的開發模型升級 圖 16：主機廠需構建的“三大能力” 圖 17：主機廠的開發模型逐步發生改變 數據來源：億歐智庫，東方證券研究所 數據來源：億歐智庫，東方證券研究所 2 軟件供應商一躍成為 Tier1 供應商。由于汽車軟件開發難度提升，傳統的汽車零部件供應商研發能力難以滿足需求，此時車廠開始繞過傳統一級供應商，直接與原有的二級供應商（芯片、軟件算法等廠商）合作。在軟件定義汽車時代，軟件重要性不言而喻，整車廠為了掌握主導權并降低高昂的研發成本，往往會選擇直接與具備較強的獨立算法研發能力的軟件供應商合作，因此這些軟件供應商一躍成為了 T

37、ier1 廠商。未來，軟件供應商的盈利模式有望發生轉變，開發基礎平臺收許可費、供應功能模塊按 Royalty 收費及定制化的二次開發等方式或成為主流打法。 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 12 圖 18：汽車軟件產業鏈正逐漸被重塑 圖 19：未來軟件供應商的盈利模式有望轉變 數據來源：賽迪顧問，東方證券研究所 數據來源：億歐智庫，東方證券研究所 主機廠紛紛布局主機廠紛紛布局SOA軟件架構的開發，未來幾年內或迎來軟件架構的開發

38、，未來幾年內或迎來SOA量產的高峰期。量產的高峰期。當前大部分OEM主機廠仍處于硬件架構升級的階段，目前僅有特斯拉、大眾完成了定制 OS 內核的開發構建和規?；瘧?，汽車軟硬件解耦也處于發展初期，現階段主機廠紛紛將底層基礎軟件（系統軟件層）作為發展重點。從長期來看，SOA 將重構汽車生態，汽車行業很可能復制 PC 和智能手機的軟件分工模式。車企可通過自建或與供應商合作搭建操作系統和 SOA平臺，引入大量的算法供應商、生態合作伙伴等形成開發者生態圈，未來車企能夠向用戶提供全生命周期的軟件服務。這一背景下，主機廠紛紛布局 SOA 軟件架構的開發，未來幾年有望成為 SOA 量產的高峰期。 表 1：部

39、分 OEM 車企 SOA 軟件的量產部署 廠商廠商 Logo SOA 軟件平臺進度軟件平臺進度 量產計劃量產計劃 上汽零束軟件 2021 年 4 月，上汽零束 SOA 軟件開發平臺正式發布，將實現“T+0+1+7”的迭代速度，也即在新的應用場景可于“T+0”快速上線；新的輕應用可于“T+1”快速上線，新的 APP 則可在“T+7”時快速上線。并且基于標準化的服務接口，開發過程的參與者將不再局限于整車廠，還將包括第三方應用廠商甚至個人開發者，最終旨在構建類似于智能手機上 IOS/安卓的開發平臺。 計劃2022 年量產搭載 小鵬汽車 小鵬已實現 EE2.0 的雙腦域架構中央計算，主干網絡已經可以實

40、現以太網+CANFD 的數據；小鵬汽車采用混合 SOA 架構，最終形成了三層交互的整車軟件架構形態，其中包含車身功能層、應用層、交互層、車身功能層，提供少部分的服務接口標準，安全有序地管理車身功能的所有服務。應用層要實現整車少部分本地功能，最終通過調用服務接口實現所有本地功能，實現遠程終端應用和云端應用。 計劃2022 年量產搭載 威馬汽車 威馬汽車在威馬 W6 汽車中應用 SOA 平臺，上線了自定義編程功能，自定義場景超 100 個，手機端與車機端同步，為滿足用戶出行場景的個性化需求，威馬 W6 在復雜的 SOA 架構里，利用手機端 APP“威馬智行”首創通俗易懂的自定義場景編程功能（威馬快

41、捷）。 2021 年已量產 合眾新能源 合眾新能源哪吒 S 計劃將基于 SOA 架構開發整個系統，產品正式上市時間可能在 2022 年下半年，可能首先搭載在內部代號為 EP40 的旗艦車型上，續航可達 1000 公里，采用“下一代 AI 控制器”、“下一代智能駕駛控制器”、“基于以太網的 SOA 架構”等。 計劃2022 年量產搭載 數據來源：佐思汽研，東方證券研究所 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 13 二、二、智能智能汽

42、車軟件架構梳理汽車軟件架構梳理 縱觀智能汽車軟硬件架構，最底層的是車輛平臺以及外圍硬件（傳感器、V2X、動力及底盤控制等），在其之上的是自動駕駛計算平臺，而這也是實現汽車智能化的核心。進一步來看，自動駕駛計算平臺可以分為硬件平臺和軟件兩大部分，其中軟件層面自下而上分別為： 1 系統軟件：由硬件抽象層、OS 內核（狹義上的操作系統）和中間件組件構成，是廣義操作系統的核心部分； 2 功能軟件：主要為自動駕駛的核心共性功能模塊，包括自動駕駛通用框架、AI 和視覺模塊、傳感器模塊等庫組件以及相關中間件。系統軟件與功能軟件構成了廣義上的操作系統。 3 應用軟件：主要包括場景算法和應用，是智能座艙（HMI

43、、應用軟件等）以及自動駕駛（感知融合、決策規劃、控制執行等）形成差異化的核心。 圖 20：智能汽車軟硬件架構概覽 數據來源：CSDN，東方證券研究所 2.1 系統軟件：提供基礎功能和底層環境支持，是操作系統的核心 系統軟件是車載操作系統的基礎，不僅為上層應用以及功能的實現提供了高效、穩定環境的支持，也是各類應用調度底層硬件資源的“橋梁”，在智能汽車整體軟硬件架構中處于核心的位置。通常來說，系統軟件由硬件抽象層、OS 內核（狹義上的操作系統）和中間件組件三部分構成。 2.1.1 硬件抽象層：Hypervisor 與 BSP 搭建軟硬件間的“橋梁” 在汽車電子電氣系統中，不同的在汽車電子電氣系統中

44、，不同的 ECU 提供不同的服務，提供不同的服務，同時同時對底層操作系統的要求也不對底層操作系統的要求也不同同。根據 ISO 26262 標準，汽車儀表系統與娛樂信息系統屬于不同的安全等級，具有不同的處理優先級。汽車儀表系統與動力系統密切相關，要求具有高實時性、高可靠性和強安全性，以QNX操作系統 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 14 為主；而信息娛樂系統主要為車內人機交互提供控制平臺，追求多樣化的應用與服務，主要以Linu

45、x 和 Android 為主。 表 2：主流車載操作系統具有不同的特點及應用場景 操作系統操作系統 簡介簡介 優勢優勢 劣勢劣勢 合作主機廠合作主機廠/零部件供應商零部件供應商 QNX 屬于黑莓公司，是全球第一款通過 ISO 26262 ASIL level D 認證的車載操作系統 安全性、穩定性極高，符合車規級要求，可用于儀表盤 需要授權費用，只應用在高端車型上 通用、克萊斯勒、凱迪拉克、雪佛蘭、雷克薩斯、路虎、保時捷、奧迪、大眾、別克、豐田、捷豹、寶馬、現代、福特、日產、奔馳、哈曼、偉世通、大陸、博世等 Linux 基于 POSIX 和 UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多 CPU的操

46、作系統 免費、靈活性、安全性高 應用生態不完善，技術支持差 豐田、日產、特斯拉等 Android 谷歌開發的基于 Linux架構的系統，屬于“類 Linux 系統” 開源，易于 OEM 自研，移動終端生態完善 安全性、穩定性較差，無法適配儀表盤等安全要求高的部件 奧迪、通用、蔚來、小鵬、吉利、比亞迪、博泰、英偉達等 WinCE 微軟發布的 32 位的多任務嵌入式操作系統，具有多任務搶占、硬實時等特點 在當時實時性出色，windows 應用開發便利 現在開發者和應用已經非常少，即將推出歷史舞臺 福特 Sync1、Sync2 等 數據來源：億歐智庫，東方證券研究所 在在 EE 架構架構趨于集中化后

47、，虛擬化（趨于集中化后，虛擬化（Hypervisor）技術的出現讓“多系統”成為現實。）技術的出現讓“多系統”成為現實。在電子電氣系統架構從分布式向域集中式演進的大背景下，各種功能模塊都集中到少數幾個計算能力強大的域控制器中。此時，不同安全等級的應用需要共用相同的計算平臺，傳統的物理安全隔離被打破。虛擬化（Hypervisor）技術可以模擬出一個具有完整硬件系統功能、運行在一個完全隔離環境中的計算機系統，此時供應商不再需要設計多個硬件來實現不同的功能需求，而只需要在車載主芯片上進行虛擬化的軟件配置，形成多個虛擬機，在每個虛擬機上運行相應的軟件即可滿足需求。Hypervisor 提供了在同一硬件

48、平臺上承載異構操作系統的靈活性，同時實現了良好的高可靠性和故障控制機制，以保證關鍵任務、硬實時應用程序和一般用途、不受信任的應用程序之間的安全隔離，實現了車載計算單元整合與算力共享。 圖 21：Hypervisor 技術可使多系統運行在同一計算平臺上 數據來源：CSDN，東方證券研究所整理 在車載虛擬化領域，在車載虛擬化領域，主流的主流的 Hypervisor 技術提供商包括技術提供商包括 BlackBerry QNX Hypervisor（閉源）（閉源）及及 Intel 與與 Linux 基金會主導的基金會主導的 ACRN（開源）。（開源）。目前，只有 QNX Hypervisor 應用到量

49、產車型，它也是目前市場上唯一被認可功能安全等級達到 ASIL D級的虛擬化操作系統。國內廠商也紛紛加 計算機行業深度報告 智能汽車深度系列之一：汽車軟件的星辰大海 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。 15 入兩大主流虛擬機技術生態：2017 年，中科創達與誠邁科技入選黑莓 VAI 計劃（該計劃將建立一個基于黑莓 QNX 嵌入式技術和 Certicom 安全技術的全球專家網絡，旨在拓展嵌入式軟件市場），公司可以基于黑莓的嵌入式技術開發集成服務、安全關鍵型解決方案；東軟集團在 ACRN 項目早

50、期就成為了其會員；2019 年，ACRN 與潤和軟件建立戰略合作伙伴關系。 圖 22：QNX Hypervisor 架構 圖 23：ACRN 架構 數據來源：CSDN，東方證券研究所 數據來源：CSDN，東方證券研究所 表 3：車載 Hypervisor 主要供應商 主要品類主要品類 所屬機構所屬機構 發展歷程發展歷程 量產情況量產情況 國內典型合作伙伴國內典型合作伙伴 QNX Hypervisor RIM （Blackberry 母公司） 由加拿大 QSSL 公司開發，2004 年被哈曼收購，2010年又被黑莓收購，2021 年2 月黑莓正式發布 QNX Hypervisor 2.2 版本