2022中国汽车产业数字化创新研究报告:操作系统篇
在新一轮科技革命背景下,中国汽车产业正在发生深刻变革。数字化转型正成为一项复杂且庞大的系统工程,让汽车产业当中的各类企业纷纷为之长期布局并持续演进。
智能驾驶操作系统是智能驾驶技术发展的核心模块之一,对其实时性、可靠性、功能安全、信息安全、及计算能力都有着极高的要求,成为主机厂、传统供应商以及科技企业助力汽车产业数字化转型过程中的布局重点。
随着中国相关法律法规的颁布、汽车行业标准工具的完善以及智能驾驶技术的发展,具有高性能、统一的智能汽车操作系统将出现,为汽车产业的数字化转型提供稳定可靠的底层支撑。
未来,亿欧智库将持续密切关注汽车产业数字化创新技术,通过对行业的深度洞察,持续输出更多有价值的研究成果。欢迎读者与我们交流联系,共同助力中国汽车产业数字化的持续发展。
1、汽车产业数字化发展综述
全球数字化转型成为经济复苏新引擎,汽车产业作为数字化创新载体方兴未艾
随着以人工智能、云计算、大数据分析等新一代技术为代表的数字经济蓬勃发展,产业数字化转型已成为后疫情时代经济复苏的新引擎。汽车产业作为数字化创新的重要载体,在全球范围内已经开始了大规模兴起,在汽车领域,国际传统汽商正快汽车数字化与智能化发展的战略布局。
在全球数字化高速发展的背景下,汽车行业作为国民经济的支柱产业,其数字化转型具有必要性与紧迫性。目前已有多家主机厂通过自主构建数字化中心、开展软件业务布局以及建立生态合作的方式,加快其数字化创新的进程。
新兴技术驱动汽车产业数字化转型,汽车产品为数字化技术提供最佳应用场景
大数据、云计算、物联网、区块链等高新技术构成了数字化技术。数字化技术一方面将促进汽车向智能网联、智能驾驶方向发展,进一步加快5G+车联网的协同发展,促使主机厂加速数字化升级;另一方面随着智能驾驶、智能座舱时代的到来,通过数字化技术可使车上碎片时间的激活变现,为用户带来新的驾乘体验,同时为汽车产业数字化转型带来商业化新风口。
汽车产业数字化是利用现有及新兴数字化技术,将数字基因全方位融入产业,从而发掘全新商业价值,优化重构价值链。同时汽车产业特有的复杂度高、资金密集、智能化需求旺盛等特性,是数字化技术应用的重要场景之一。因此数字化新兴技术的应用极大地驱动了汽车产业的智能化发展与数字化转型。
消费者对于汽车智能化需求升级,助推汽车产业数字化升级实现产业价值延伸
亿欧智库预测2025年中国智能电动车销量达到838万辆,汽车智能驾驶功能搭载率达到72%。智能化体验成为影响消费者购车决策的关键要素之一,重要性仅次于质量、性能、设计,高于价格、品牌与购买体验。此外,相比于整体汽车消费人群,30岁以下人群更青睐智能化体验,在购车人群中占比达37%。
消费者对于汽车智能化的需求提升,正加速汽车产业智能化、数字化发展。智能座舱、智能驾驶等创新模式的出现也将汽车产业价值的微笑曲线升级至2.0,开始向消费者端延伸。主机厂也正在通过汽车数字化升级提供给消费者全生命周期的智能化服务,满足消费者的长尾需求。
汽车产业数字化发展催生主机厂全新需求,将产业生态共建视为核心环节
汽车产业数字化变革下,“智能座舱+智能驾驶”作为智能化“硬核”创新产品驱动着汽车的产品定位从出行工具向“第三生活空间”延展。同时数字化用户体验与数字化出行服务逐渐成为主机厂打造品牌差异化的核心考量因素。对于创新产品、用户体验以及出行服务的数字化需求,主机厂更加青睐与供应商之间的深度合作以及与其定制化服务。
汽车供应链格局正由垂直结构向扁平化生态化的模式发展。传统供应链中,企业通常按照不同责任分工进行资源匹配,而新型供应链则是主机厂进行产品定义、开发和销售,最终实现生态体系的构建。因此,数字化汽车生态重构需要主机厂与产业链企业共同协同创新,其中操作系统、中间件、数据等软件生态已经成为主机厂关注的焦点。
主机厂自身难以良好肩负其数字化转型新使命,寻求企业合作带来有效解决方案
主机厂作为汽车产业数字化转型的关键角色,在当前企业转型与发展过程中依然面临困境。传统主机厂现阶段能力难以很好的满足自身数字化转型的需求与使命,主要体现在其组织架构不完善、标准化工具缺失以及供应体系认知不足。
汽车产业的数字化发展并非一蹴而就,而是一个长期持久的过程。主机厂数字化转型所面临的困境同样为汽车产业链上下游带来了发展机遇。在传统主机厂与科技企业以及供应商的合作下,对于当前痛点的解决方案已初见成效。在汽车数字化转型过程中,优先解决痛点的传统主机厂,会获得长期可维持的行业领先。
2、汽车产业数字化——操作系统细分领域分析
汽车产业数字化助推整车E/E架构升级,操作系统成为实现软硬件解耦关键环节
汽车产业数字化与智能化的发展趋势下,传统分散式电子电气架构开始向域集中式架构转变,大量相同功能的ECU进行整合,交由域控制器进行统一的管理调度,使主机厂与供应商能够完全独立于底层硬件,进行上层软件的开发,实现软硬件解耦范围的进一步扩大。
在智能汽车SOA软件架构中,操作系统由系统软件和功能软件组成,处于上层应用软件和底层硬件之间(智能驾驶中间件也可称之为广义操作系统),一般采用分层的方法和结构由底层向上构建,以此来实现软硬件解耦,同时在车载网络中实现数据整合、交换、传输等功能。
智能驾驶操作系统助主机厂打破“交钥匙”供应方式,同时实现商业模式创新
汽车智能驾驶操作系统作为实现软硬件解耦的核心底层软件,帮助主机厂打破了传统供应链中Tier1的“软硬件一体”交钥匙式的供给模式。主机厂在对外采购硬件的同时,加大对上层应用软件的研发与投入,实现对核心技术的掌控,在软件定义汽车时代掌握更多话语权与决策权。
软硬件解耦是实现软件定义汽车新开发模式的前提,通过分离车辆硬件与软件开发流程,在硬件售出后,通过OTA实现软件的持续迭代与优化,满足用户个性化和长尾需求,延缓硬件平台更新频率,实现整车平台生命周期最大化。在OTA升级把多域之间的能力通过软件进行连通的过程中,操作系统扮演着重要角色。因此操作系统的发展与成熟让主机厂看到更广泛的商业模式。
智能驾驶操作系统为智能汽车带来差异化,参与企业专注打造品牌特色发展路径
智能驾驶操作系统的软件产业生态主要由功能软件供应商、中间件供应商、底层操作系统供应商以及虚拟机供应商共同构成。底层操作系统、虚拟机(Hypervisor)、BSP产品标准化程度高,复用率高,同时经历了长期发展,目前已形成稳定的市场格局。智能驾驶中间件、功能软件作为差异化程度较高的模块,其参与企业也正在打造自身具有品牌特色的发展路径。
目前,智能驾驶操作系统企业通过与主机厂进行深度合作,为其提供定制化、差异化的产品方案。在此过程中,智能驾驶操作系统企业有望参与主机厂的架构平台建设与选型中,提供上层应用软件开发接口,并帮助适配芯片。
车规级智能驾驶操作系统面临新需求,具有多维优势的供应商将脱颖而出
车规级智能驾驶操作系统不同于传统IT级操作系统,其所扮演的角色与重要性均产生了新的定义。作为汽车产业实现技术演进与商业模式创新的基础核心,车规级操作系统供应商也面临着主机厂提出的功能安全、温度考验、数据传递以及数据安全等新的性能需求。
目前大多数主机厂仍然难以从汽车管理思维向软件思维转换,软件研发能力不足导致主机厂对汽车操作系统供应商的依赖度提升。主机厂在寻求操作系统供应商合作的过程中,通常会考虑其量产案例情况以及综合服务能力(包括研发自主性、定制化能力以及服务质量)。同时具有双向优势的供应商将从主机厂的选择中脱颖而出。
具备ICT属性科技企业与聚焦车载基础软件研发的企业为智驾操作系统主要参与者
具备ICT属性科技企业与聚焦车载基础软件研发的企业为当前智能驾驶操作系统主要的参与者。其中具备ICT属性的科技企业包括国汽智控、华为、百度三家主流企业,都拥有成熟智能驾驶OS产品,同时深度自研。其中,国汽智控提供基于硬件平台的全栈操作系统产品,华为基于自研的Harmony OS打造全栈智能汽车解决方案,包括智能驾驶操作系统AOS,百度apollo提供一个开源的基于QNX内核的自动驾驶平台。
聚焦车载基础软件研发的企业则由AutoSAR AP阵营与ROS阵营的企业组成,AutoSAR AP是提供高性能计算和通信机制的主流中间件方案,以普华基础软件、东软睿驰、经纬恒润、映驰科技等主流企业为代表;ROS作为机器人软件中间件,可用于智能驾驶领域,以Autocore为代表。智能驾驶操作系统领域正处于百花齐放时期,未来随着技术的成熟与标准的统一,将形成更为稳定的市场格局。
智能驾驶操作系统供应商需具备“承上启下”业务能力,提供可定制化解决方案
主机厂希望通过操作系统供应商实现业务下沉、方案个性定义以及全生命周期增加价值,打造属于自己的差异化操作系统,同时汽车产业链主流玩家不断外延业务边界,算法、芯片等Tier2呈现向Tier1进阶趋势。因此操作系统供应商需要具备“承上启下”的业务能力来实现向上支持主机厂的智能驾驶应用自定义,向下集成和整合Tier2的资源。
为满足主机厂意在“打造属于自己的OS”,国汽智控推出了独特的系统级产品方案“iVBB”,包括智能汽车操作系统(ICVOS2.0)、智能汽车域控制器(ICVHW2.0)、车路云基础软件(ICVEC2.0)以及信息安全数据安全(ICVSEC)。为主机厂提供全生态、跨车型、跨平台、可实现应用定制的车规级OS。
3、汽车产业数字化发展趋势洞察
技术发展助推统一的智能汽车操作系统出现,生态共建成为行业共识与长期目标
在整车集中式E/E架构成为发展趋势下,汽车的座舱域、车控域、智能驾驶域将得到整合,因此统一的智能汽车操作系统将出现。基于统一的智能汽车操作系统,不同的智能化功能会由相应功能模块组件来完成。
对于汽车操作系统而言,产业协同,生态共建成为汽车行业的共识。未来汽车操作系统的生态将基于五个维度进行构建,包括完备的工具链生态、软硬件解耦下的供应链生态,软件人才孵化与培养,技术标准化的建立,最终实现良好的用户生态。汽车操作系统生态构建将在产业链上下游企业的协同发展与共同推进下实现。
数字化孕育汽车产业新模式,智能汽车发展新需求带动并赋能新基建发展建设
在数字化发展下,汽车产业将孕育出新模式新业务,形成新的经济增长点。数字化技术的赋能下,汽车产业将实现提质、降本、增效以及减存的发展趋势。同时数字化也将为汽车产业带来新的业务模式、新的技术范式、新的组织方式以及新的文化意识。
未来,汽车产业的数字化发展将持续从车、人以及流程切入,推进研、产、供、销、服的数字化,释放全生命周期的数据价值。智能汽车发展带来的新需求,将拉动新基建的发展与完善,同时智能汽车将作为“移动数据中心”与智慧交通、智慧城市等新基建之间相互赋能并成为其发展的关键一环。