一个聪明的车载操作系统能干什么(比芯片自主更迫切)
时间:2023-09-11 11:14:42 整理: • 2人看过
每经记者:王晶梁潇每经编辑:文朵。
图片来源:国家商报魏冠宏摄
10月11日,9月汽车销量排行榜出炉。乘用车协会公布的数据显示,9月乘用车市场零售额194.7万辆,其中新能源汽车61.1万辆,创下近5年单月销量数据,渗透率进一步提升。
“金九”的销售数据展现了汽车“新能源革命”的冰山一角。在这种变化中,与电气化趋势并行的是智能化。
新能源汽车是汽车智能化的理想载体。从L9的理想“五屏联动”,到小鹏G9的“5D音乐厅”,所有造车新势力都把汽车智能化作为下一步的努力方向之一。
智能网联和自动驾驶的快速落地,正在导致汽车价值方式的改变。而打好智能化基础需要两个核心技术,一个是芯片,一个是操作系统。
“在车辆操作系统的发展趋势中,‘缺芯’已经被关注,但‘缺魂’却容易被忽视。很多车企都意识到芯片对于汽车供应链自主控制的重要性,但操作系统是比芯片更紧迫、更致命的问题,是决定汽车智能化、网联化成败的关键。”全国政协经济委员会副主任、原工信部部长苗伟在日前举行的2022全球新能源与智能汽车供应链创新大会上敲响了汽车操作系统的警钟。
“手机操作系统的缺失让我们深刻认识到,在功能产品向智能产品转化的过程中,如果没有操作系统,芯片再强,汽车做得再好,都将是沙滩上的高楼。”汽车操作系统虽然远不如PC和服务器操作系统受关注,但却是中国汽车工业改革下半场的核心技术之一。
现状:车辆操作系统仍以国外厂商为主。
虽然中国新能源汽车保有量已经超过1000万辆,但是国内大部分车企仍然使用安卓系统。个人电脑时代,Windows一家独大,智能手机时代,全球智能手机操作系统主要被Android和iOS占据。如今,在汽车智能化的趋势下,迫切需要加快建立自主可控的车辆操作系统。
目前汽车正在向智能化、网联化方向发展,软件是汽车智能化的核心。根据麦肯锡的预测,未来汽车软件的价值有望快速提升。“到2030年,软件价值在汽车中的占比将达到30%,全球汽车软件市场规模将达到840亿美元。”
车辆操作系统(OS)被称为“汽车的大脑”,一个智能的操作系统是汽车下半场竞争的重要战场。在操作系统方面,分为车辆控制操作系统和车辆操作系统。其中,车辆控制操作系统分为安全车辆控制操作系统和智能驾驶操作系统;车载操作系统,用于信息娱乐和智能驾驶舱,主要用于控制系统。
目前国外厂商QNX(Blackberry)、Linux(开源)、Andorid(Google)是汽车底层操作系统的核心玩家,三大阵营相对稳定。黑莓虽然在手机市场一败涂地,但转战车载操作系统后成为“王者”。推出的QNX系统现已被许多主流汽车品牌采用,如奥迪和宝马。
斑马智行相关负责人近日通过微信接受国家商报记者采访时表示:在智能座舱系统方面,QNX安卓组合是国内厂商选择的主流方案;在智能驾驶系统方面,QNX占据垄断地位。
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先说QNX吧。QNX采用微内核架构,因为内核小,运行速度极快,安全性和稳定性高。因此,QNX常用于安全性和稳定性要求较高的数字仪表和智能驾驶系统中。但由于QNX是非开源系统,具有开发难度大、应用生态弱的特点,需要商业收费。
“由于汽车嵌入式操作系统对安全性、稳定性和实时性的要求非常严格,QNX凭借这些优势仍然牢牢占据汽车嵌入式操作系统市场份额第一的位置。”斑马智行相关负责人表示。
与QNX相比,除了Linux之外,其最大的优势在于开源,具有很强的定制性和开发灵活性。通常,人们开发一个新的基于Linux的操作系统,意味着进一步集成中间件、桌面环境和一些基于Linux内核的应用软件。
图片来源:视频截图
斑马智行的相关负责人也介绍到:“Linux比QNX更强大,组件也更复杂,所以Linux常用于支持更多应用和接口的信息娱乐系统。该协会或联盟致力于将开源Linux操作系统推广到汽车领域。典型代表是AGL(开源共享软件平台)和全球最大的汽车Linux联盟COVESA。”
最后是Android,一个叫做“分布式Linux”的系统。Android是基于Linux的最成功的产品之一。众所周知,Android的应用生态最为丰富,主要应用于移动设备。目前国内车载信息娱乐系统往往基于Android开发。Android的主要优势包括:开源、灵活(原生Android可根据自身需求定制)、可移植性强(Android手机上的APP无需大的修改即可应用于车机),有利于国内互联网厂商切入汽车领域,快速建立车载软件生态。但其缺点也是显而易见的,安全性和稳定性差,系统漏洞导致的风险高,技术维护成本高,过度依赖Google。
国泰君安在研报中表示,未来三大底层核心仍将是主流。“QNX市场份额超过50%,Linux有100多个AGL成员,开源的优势吸引了大量程序员,而Android有Google技术的支持,系统开源成本低。展望未来,Linux和Android的市场份额将逐渐扩大。”
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突破:开发自动驾驶汽车操作系统的难点是什么?
虽然底层基础OS已经趋于稳定,但是国内一些企业在开发过程中也在寻求一些自主的“突破”,比如中兴、华为、斑马。
一位资深从业者在9月在线上向记者介绍了这一“突破”的难度:“从技术难度来看,车载操作系统的内核操作系统对实时性和安全性要求极高。如果微内核出了问题,汽车在驾驶或驾驶舱等领域都会失灵,这就需要厂商有深厚的技术积累。”
即便如此,至少国内企业已经通过不同的技术路线切入市场。目前,斑马智行AliOS和华为鸿蒙系统是国内两大车载操作系统。但总体来看,车载操作系统(包括智能驾驶舱系统)自主率不足5%;车辆控制操作系统(包括自动驾驶系统)正在研发合作中。
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【/h/】斑马智行AliOS方面,据公司相关负责人介绍,“AliOS拥有超过10年的研发和推广历史,移动端数量已经超过1亿。2016年,车载操作系统正式量产,累计近300万辆。合作的汽车公司包括SAIC、一汽、大众等。,而且是中国自主研发最早、量产车数量最多的车载操作系统。”
从系统设计理念和落地上,AliOS采用多核分布式、异构集成架构,从智能驾驶舱、智能驾驶、智能车辆控制到车辆智能化逐步落地,最终形成了完整的车辆操作系统。对于操作系统领域的开发进展,斑马智行相关负责人透露:“面向智能驾驶舱的车载操作系统已经量产;针对智能驾驶和智能车辆控制的车辆控制操作系统,AliOS已完成内核开发,并通过国际标准ISO26262 ASIL-D产品安全认证。”
此外,中兴通讯相关负责人也在9月份通过书面回复告诉记者,在车载操作系统方面,中兴通讯(SZ000063,股价21.27元,市值1007亿元)聚焦底层基础操作系统,形成了以微内核操作系统RTOS、虚拟化产品Hypervisor、安全车载安全Linux为核心的三大产品。
除了技术上的沉淀,还有一个现实的“难点”,很像那句话——“你可以搞艺术但没必要”。
小鹏互联网负责人认为:“目前自主研发的国产操作系统不是技术问题,而是时机和必要性问题。在安卓、鸿蒙系统等现有系统可以满足当前用户需求的情况下,(自研)从厂商的角度来看难度更大。”
于是,就有了这样一种新的操作系统分类:在底层系统之上,根据这些系统改造程度的不同,车辆操作系统可以分为三种,定制、ROM、超级APP。
目前有提供定制app的AliOS/华为鸿蒙系统OS,有采用ROM的蔚来(HK9866,股价103港元,市值1743亿港元)和Xpeng Motors (HK9868,股价38.5港元,市值664亿港元),还有提供超级app的小度车载OS、腾讯车联泰、百度Carlife。
基于ROM的系统是基于成熟的基础操作系统进行优化或定制的,如Linux或Android,但一般不涉及系统内核的变化。自主品牌发布的大部分系统基本都是ROM类型的系统。
为什么国内车载操作系统主要采用ROM模式?9月下旬,高新兴高级副总裁、智能网联事业部总经理吴东升博士在线回应记者:“这是因为基础操作系统受到生态和行业垄断的制约,最新的车载芯片通常支持QNX、Linux、Android等国外操作系统。受限于市场压力,车企还是优先基于这些基础操作系统产品组合开发自己的ROM操作系统,以体现自己的品牌价值。ROM车厂自研和第三方企业提供服务的核心区别在于车厂的商业模式。对于车企来说,ROM车厂的自研具有更高的软件生态自主性和更多的控制力。”
操作系统不仅仅是技术问题。可见,类似于手机操作系统开发遇到的困境,车载操作系统研发成功的难度在于能否构建生态。
生态对于系统的重要性不言而喻。图片来源:网页截图。
谈及开发国产操作系统的难点,斑马智行相关负责人表示:“首先需要芯片生态的支持。芯片公司对自主操作系统的支持还停留在浅层次,需要更多芯片公司的支持和联合定义;其次,应用生态学的发展。在形成相当规模之前,一些APP对应的企业不愿意投入太多精力去开发小程序等服务;第三,大部分车企对于自主操作系统还处于尝试阶段,有一定数量的车企仍然坚持使用生态相对丰富的海外操作系统;最后,当中国的独立数据安全方案在车辆模型上实施时,行业需要基准产品。
对此,小鹏互联网相关负责人也持相同意见。“国内自研可能很难有丰富的生态,对用户来说是一种倒退;其次,生态要适应芯片,但目前主流芯片已经自然适应主流系统;最后是ROI(投资回报),自研操作系统需要很长的周期,这对厂商的管理层来说是一个挑战。”
打破游戏:独立汽车企业软件提供商构建智能汽车协会开放联盟。
【/h/】除了有实力的车企自研,在发展初期,也有车企选择直接采购完整的解决方案,即将芯片、操作系统、智能驾驶系统等软硬件全部集成打包给车企。这被称为“黑盒”解决方案。
21世纪初,市场对智能驾驶的需求还没有显露出来。另外,自动驾驶领域进入者较少,技术发展处于起步阶段,自动驾驶领域对于车企来说是空白。这时,芯片供应商全包的模式就成了车企的主要选择。2007年,宝马、通用和沃尔沃的车型都配备了Mobileye(英特尔的自动驾驶公司)提供的服务。
“黑盒”方案也被用在了数码产品中。此前,手机芯片供应商联发科推出了“交钥匙”方案,将各种类型的芯片(如音频、视频解码、信号处理)集成在一个芯片上,提供系统和开发平台——这也是当时手机市场泛滥的原因之一。
无论是“黑箱”还是“交钥匙”方案,最大的作用是改变了整个行业的发展逻辑:行业内交付终端产品(如手机、电脑、耳机)的门槛发生了变化,从“技术能力”变成了营销和供应链管理能力。
这种“全包模式”具有成本低、见效快的优势,但在智能网联时代,却成为制约车企个性化定制和差异化竞争的因素。同时,汽车厂商无法掌握核心技术,产品差异化不再由自己决定,往往依赖于第三方系统提供商或芯片厂商。
上述资深从业者认为,这种服务模式意味着车厂可能会失去主导地位,只提供硬件和机械的价值。
近年来,在国际大环境的影响下,OEM厂商逐渐意识到自主供应链建设的重要性,纷纷通过开展软件业务布局、建立生态合作等方式加快了自身软件创新的进程。
在构建智能车联网新生态方面,国内厂商也有所布局。2021年9月,智能汽车联盟开放联盟ICCOA宣布成立。目前联盟成员超过120家,涵盖小米、OPPO、vivo等主流手机厂商,以及车厂。在汽车移动终端、解决方案及技术提供、测试认证方向,成员达成深度战略合作,共同构建智能车联网新生态,开创全球智能车联网新场景。
图片来源:联盟网站截图。
OPPO智行总经理张鑫表示:“目前联盟已经推出了两个标准,一个是手机数字车钥匙标准,一个是车联标准,已经在长安欧尚等车型上落地。年内大概会有七八家车企陆续落地各种车型。对于这个联盟的长期建设和发展,我认为以SAIC为首的汽车行业同仁发挥了重要的社会作用,携手通信行业,共同推动中国汽车智能化的浪潮。”
张欣认为,从车辆操作系统来看,国内厂商已经实现了本土领先。“经过10年的智能化高速发展,中国积累了大量的系统开发工程师,这在手机厂商中得到了极大的提振。Android系统在汽车领域慢慢使用后,Android系统的人才红利将转化为生产力,提升车企向用户交付的体验。”
另外,汽车的复杂程度也决定了第三方软件服务商的价值。从软件的角度来说,不同的功能模块有不同的功能安全级别和需求特性,这就导致一辆车需要同时存在多个操作系统。
国泰君安计算机团队在报告中认为:“汽车的操作系统其实是一个大包,驾驶舱域、驾驶域、车身控制域都需要独特的操作系统,以满足对安全等级和使用功能的不同要求。比如QNX具有安全性和稳定性高的优点,所以被很多主机厂用在仪表盘上;Android拥有大量的系统开发者和完善的应用开发生态环境,一般作为娱乐系统使用。一辆车有很多操作系统,意味着下层需要动态的资源分配。直接用QNX的基线加上高通的基线是不可能的。需要进行定制和系统优化,而这项工作往往需要第三方服务商。来完成。”
在国内,中科创达(SZ300496,股价105.1元,市值480亿元)的转型路线与黑莓类似。早年还为手机厂商提供操作系统,2013年起布局智能网联汽车业务。
目前,中科创达的智能网联汽车业务主要涉及操作系统、中间件、UI设计三个方面。高通开发硬件后,形成流媒体版本,先发布给创达,创达通过合资公司创通大莲帮助高通点亮。第二部分是软件层,里面可以叠加很多中间件,比如视觉、语音、通信SDK、停车应用算法,既连接底层驱动,又连接上层应用。
在谈到OEM厂商更看重的第三方操作系统公司的能力时,吴东升告诉记者,首先是操作系统的定制、优化和完善,能否根据OEM厂商的要求进行定制和优化;其次是硬件适配性,是否能广泛适配车载硬件,包括MCU/SOC等计算芯片和CAN/ Ethernet /LIN等通信接口;第三,软件生态,是否兼容和支持标准和规范,支持丰富的第三方软件和算法的接入。
另外,从与车厂的实际沟通中,中兴相关负责人看到,国内的OEM厂商,尤其是有国资背景的大型OEM厂商,更倾向于与国内操作系统厂商合作。“一方面是为了实现国产化和自主创新,另一方面是因为国内厂商可以提供更灵活的国产化服务,对国内主机厂更有吸引力。包括中兴在内的国内各大操作系统厂商都在与国内主机厂合作探索车载操作系统的国产化,也取得了相应的进展。”
展望未来,张欣看好国产车的操作系统:“国产芯片如雨后春笋,大规模使用和推广。每个人都会逐渐建立起自己的能力。”不过,他也认为,要突破关键底层操作系统的“三足鼎立”格局,还需要五到十年的时间。
国家商报
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