挺复杂！智能汽车带飞软件生态

随着汽车智能化、网联化的深入推进，自动驾驶技术的日趋成熟，汽车将成为继个人电脑、手机之后的下一个最具前景的智能终端设备。

虽然近几年智能汽车、自动驾驶的发展经历了几乎所有新技术都会遇到的炒作期、泡沫期，但从包括政府、整车厂、初创企业、投资机构、互联网软件企业等各方动态来看，行业趋势已成为共识。

根据2019年发布的Gartner技术成熟度曲线，L4级别自动驾驶尚处在泡沫下行期，但我们已能明显看到L3级别在逐渐上行正蓄势待发。

根据自动驾驶专业智库ICVTank数据，2018全球自动驾驶产业融资总额为101.7亿美元，虽然2019年的66.4亿美元同比2018年有所下降，但仍远高于2016的40亿美元和2017年的26亿美元。

进入2020年，国家发改委等11部委联合印发《智能汽车创新发展战略》，将进一步加快产业进程。

汽车高度智能化时代的来临，必然大幅提升软件在汽车价值链条的地位。

“软件定义汽车”已经成为产业链头部企业的战略共识，大众CEO迪斯在2019年甚至提出“软件将占未来汽车创新的 90%”。

汽车除了本身的驾驶工具属性外，服务属性逐渐增强，比如通过车联网实现内容的推送，通过OTA实现车辆的个性化定制等，摩根士丹利估算未来自动驾驶汽车60%的价值将源于软件。

本文将试图解答，随着“软件定义汽车”的到来，汽车软件会呈现怎样的生态，会有怎样的机会，又有哪些国内公司将受益?

01、智能汽车未来需要哪些软件?

各自的定位和价值?有没有成型的或相对统一的框架?如果没有，有哪些主流的代表?

(一)底层操作系统

可以预见，未来汽车的智能硬件和软件系统复杂程度将远超个人电脑和手机，因此汽车也需要安装底层操作系统OS，用来管理整个硬件和软件资源，给用户和其他软件提供接口和环境。

智能汽车OS拥有非同一般的地位，所有应用程序都需要在OS上运行，围绕OS可以构建一个庞大的应用生态，其一举一动影响到整个行业的发展，因此成为各大厂商竞相布局的热点。

汽车操作系统是从传统汽车电子不断演变而来。

传统汽车电子产品可分为两类：一类是汽车电子控制装置，通过直接向执行机构(如电子阀门、继电器开关、执行马达)发送指令，以控制车辆关键部件(如发动机、变速箱、动力电池)协同工作，这类系统一般统称为电子控制单元(ECU)。

常见的ECU包括发动机电控系统EMS、变速箱牵引力控制TCU、电子稳定控制ESP，以及新能源汽车整车控制VCU、电池管理系统BMS等;

另一类是车载电子设备，如仪表、娱乐音响、导航系统、抬头显示(HUD)等，这类系统不直接参与汽车行驶的控制决策，不会对车辆行驶性能和安全产生影响，通常统称为车载娱乐信息系统(In-VehicleInfotainment,IVI)。

近些年，IVI逐步向智能座舱系统演变，汽车电子控制装置将逐渐向自动驾驶系统演变，分别产生了智能汽车操作系统的两大雏形：自动驾驶OS和智能座舱OS。由于自动驾驶OS对安全性、实时性、稳定性要求非常高，而智能座舱OS更加重视开放性、兼容性，目前两大OS相对独立运行。

1.自动驾驶OS

自动驾驶OS主要用于车辆底盘与动力控制，以实现油门、转向、换挡、刹车等基本行驶功能。目前主流的自动驾驶OS框架主要有Autosar、Linux、ROS(基于Linux内核)、黑莓QNX。

在系统框架层面，AutosarClassic和Adaptive比较普遍，但在自动驾驶生态体系方面比较薄弱;内核方面，QNX作为传统车控实时OS得到普遍使用;通信框架方面，运行在Linux上的ROS被广为接受。

承担汽车电控功能的自动驾驶OS必须是高稳定性的嵌入式实时性操作系统，保证在一定时间限制内完成特定功能。

例如汽车安全气囊控制，在车辆发生碰撞的很短时间内(毫秒级)若不能快速打开，就无法对人员起到保护作用。

目前主流的汽车电控操作系统基本都兼容OSEK/VDX和AUTOSAR两类汽车电子软件标准，OSEK/VDX是基于ECU开发的操作系统标准，AUTOSAR是基于整体汽车电子开发的功能标准。

但OSEK和AUTOSAR仅作为标准定义了操作系统的技术规范，基于这些技术规范，各家软件和工具服务商开发了各自的操作系统产品，然后提供给Tier1供应商。

2.智能座舱OS

智能座舱是由不同的座舱电子组合成完整的体系，主要分为5大部分：车载信息娱乐系统、流媒体中央后视镜、抬头显示系统HUD、全液晶仪表、车联网模块。

目前国际上还没有统一的智能座舱OS标准，但核心知识产权主要被黑莓QNX、谷歌Android以及许多基于Linux定制的OS等国外软件企业掌握，整车OEM和Tier1供应商通常在这些OS的基础上开发定制化界面用于汽车信息娱乐和仪表等产品。

(二)中间件

预计在很长一段时间内，智能汽车的软件系统将出现多种操作系统并存的局面，电子电气架构快速演变，系统复杂性持续提升，连接硬件底层和应用层的中间件业务存在巨大发展空间。

中间件主要针对应用层的开发人员，针对不同应用优化底层操作系统的接口，使应用开发人员可以将开发工作集中在自己的业务层面。

在智能汽车时代，中间件将扮演重要角色。对于自动驾驶平台，中间件服务商主要帮助对接车厂、平台级OS与核心硬件厂商，使标准化产品能够给予不同层级用户个性化的接口调用。

对于通信平台而言，中间件服务商将主要帮助对接应用层(开发商、服务商等)、OS与硬件厂商，使得标准化产品能够给与不同层级用户个性化的接口调用。相比通信平台，自动驾驶平台的定制化程度会更高，因此中间件商的潜在发展空间更大。

智能座舱系统的发展需要选用集成度更高的芯片，如英特尔、高通等，并接纳更多样化的操作系统如Android、阿里AliOS、Linux、黑莓QNX等，中间件企业可以帮助汽车电子领域各层级厂商加速系统的升级换代。

根据华为《鲲鹏计算产业白皮书》，预计到2023年中国中间件市场规模为13.6亿美元，5年复合增速为15.7%;全球中间件市场规模为434亿美元，5年复合增速10.3%。

具体到车载中间件，东吴证券预计2023年全球市场规模约为86.8亿美元。

根据工信部统计数据，从全部软件行业来看，中间件收入约占到嵌入式软件服务收入水平2.5%左右。

考虑到智能汽车价值远高于一般的计算终端，且车规级安全要求和长周期开发，预计中间件在汽车软件领域收入占比可达到一般嵌入式软件行业的两倍，达到5%。

ICVTank测算2020年国内智能座舱系统和自动驾驶系统中间件市场规模分别可达28亿和10亿元人民币。

(三)智能座舱应用软件

高级别自动驾驶实现后，汽车将成为新的生活空间，围绕这一空间产生的生态充满了想象空间。

尤其是近两年行业内在自动驾驶技术的进展不及预期，大批企业将目光转向了更易于实现和贴近消费者的智能座舱上。

以上汽的部分车型搭载的斑马系统为例，主要的软件功能不外乎智能语音交互、导航、支付、网购、旅游、餐饮外卖、音乐等，与过去一个个单独的APP相比，如今的更加重视形成一个完整的生态，各个APP之间相互连通。

而当在车内能够“解放双手”的时刻，汽车才真的变成了一个可以跟客厅、办公室相提并论的空间，游戏娱乐、电影、在线办公、VR/AR、在线会议软件都将抢占这个新的广阔市场。

(四)自动驾驶仿真测试软件

仿真软件属于工业软件的细分领域，传统汽车仿真软件通常用于零部件、汽车电子、内燃机的仿真分析。

自动驾驶在真正实现落地之前，需要经过路测在内的多项安全考验。在实际测试过程中，由于路测效率较慢，车企倾向于选择仿真测试与实际路测相结合的方式。

据美国兰德智库估算，一套自动驾驶的系统至少需要经过180亿公里的验证才能达到量产条件。

即便是一支拥有100辆测试车的自动驾驶车队，以40公里/时的平均时速进行全天测试，也需要花费大约500年。

自动驾驶仿真测试是通过传感器仿真、车辆动力学仿真、高级图形处理、交通流仿真、数字仿真、道路建模等技术模拟路测环境，并添加算法，搭建相对真实的驾驶场景，来完成自动驾驶汽车路测工作。

仿真测试可以代替真实路测，加快测试速度。英伟达的工程师使用仿真测试系统，可以在5小时内完成48万公里的路测。

截至2020年4月，Waymo已累计完成150亿英里的仿真测试里程，其自动驾驶套件WaymoDriver每天可在虚拟道路行驶约2000万英里。

(五)云控基础平台软件

智能汽车需要随时联网、随时在线，并接受云端的控制。未来完全自动驾驶的实现不是凭单个车辆的智能化就能做到。

它需要云端的协同控制。

车辆本身的智能化、云端控制两者深度融合，成为车、路、云融为一体的系统，才能真正实现完全自动驾驶。

这就需要智能汽车的云控基础平台。

（编辑：核心网）

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