比芯片自主更迫切 車用操作系統(tǒng)難在哪里？

每經(jīng)記者 王晶  梁梟    每經(jīng)編輯 文多    

圖片來源：每日經(jīng)濟新聞 魏官紅 攝

10月11日，汽車9月銷量榜出爐。根據(jù)乘聯(lián)會發(fā)布的數(shù)據(jù)，9月乘用車市場零售銷量為194.7萬輛，其中新能源汽車達到61.1萬輛，創(chuàng)近5年的月銷數(shù)據(jù)新高，滲透率進一步提升。

“金九”銷售數(shù)據(jù)展示著汽車“新能源革命”的冰山一角。在這場變革中，與電動化風(fēng)潮并行的，還有智能化。

新能源汽車是汽車智能化的理想載體。從理想L9的“五屏聯(lián)動”，到小鵬G9的“5D音樂廳”，群起的造車新勢力們，無一不把汽車智能化作為下一步發(fā)力方向之一。

智能網(wǎng)聯(lián)和自動駕駛的快速落地，正引導(dǎo)汽車價值方式發(fā)生改變。而打好智能化基礎(chǔ)需要兩大核心技術(shù)，一個是芯片，另一個就是操作系統(tǒng)。

“在車用操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢方面，‘缺芯’已被重視，但‘少魂’易被忽視。很多車企意識到芯片對于汽車供應(yīng)鏈自主可控的重要性，但操作系統(tǒng)是比芯片更加迫切和致命的問題，是決定汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化勝負的關(guān)鍵。”在日前舉辦的2022全球新能源與智能汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會上，全國政協(xié)經(jīng)濟委員會副主任、工信部原部長苗圩敲響了車用操作系統(tǒng)的警鐘。

“手機操作系統(tǒng)的缺失，使我們深深地認識到，在功能產(chǎn)品向智能產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換過程中，如果沒有操作系統(tǒng)，芯片再強，汽車做得再好，都是在沙灘上起高樓。”盡管車載操作系統(tǒng)的關(guān)注度遠不如PC和服務(wù)器操作系統(tǒng)，卻是中國汽車產(chǎn)業(yè)變革下半場的核心技術(shù)之一。 

現(xiàn)狀：車用操作系統(tǒng)仍是國外廠商三分天下

雖然我國新能源汽車保有量已超千萬輛，但國內(nèi)大多數(shù)車企仍使用安卓系統(tǒng)。在個人計算機時代，Windows一家獨大，智能手機時代，全球智能手機操作系統(tǒng)主要由安卓和iOS占領(lǐng)。如今，在汽車智能化趨勢下，加快建立一套自主可控的車用操作系統(tǒng)已成當務(wù)之急。

當前，汽車不斷向智能化、網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展，而軟件是汽車智能化的核心。據(jù)麥肯錫預(yù)測，未來汽車軟件價值有望快速提升。“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(guī)模將高達840億美元。”

車用操作系統(tǒng)（Operating System，OS）被喻為“汽車的大腦”，而足夠智能的操作系統(tǒng)，是汽車下半場的競爭的重要戰(zhàn)場。在操作系統(tǒng)方面，分為車控操作系統(tǒng)和車載操作系統(tǒng)。其中，車控操作系統(tǒng)分為安全車控操作系統(tǒng)和智能駕駛操作系統(tǒng)；車載操作系統(tǒng)，則面向信息娛樂和智能座艙，主要應(yīng)用于控制系統(tǒng)。

當前，國外廠商QNX（Blackberry，黑莓）、Linux（開源）、Andorid（Google）是底層汽車操作系統(tǒng)的核心玩家，三大陣營較為穩(wěn)定。雖然黑莓在手機市場戰(zhàn)敗，但其轉(zhuǎn)戰(zhàn)車載操作系統(tǒng)后卻成為“王者”，推出的QNX系統(tǒng)如今已為奧迪、寶馬等眾多主流汽車品牌采用。

斑馬智行相關(guān)負責(zé)人近日通過微信接受《每日經(jīng)濟新聞》記者采訪時表示：在智能座艙系統(tǒng)方面，QNX+Android組合是國內(nèi)廠商選擇的主流方案；而在智能駕駛系統(tǒng)方面，QNX則占據(jù)壟斷地位。

圖片來源：視頻截圖

那就首先來說QNX。QNX采用微內(nèi)核架構(gòu)，因內(nèi)核小巧，運行速度極快，并且安全和穩(wěn)定性高。因此，QNX常用于安全穩(wěn)定性要求較高的數(shù)字儀表、智能駕駛系統(tǒng)中。但由于QNX為非開源系統(tǒng)，具有開發(fā)難度大、應(yīng)用生態(tài)較弱等特點，而且需要商業(yè)收費。

“由于現(xiàn)階段汽車嵌入式操作系統(tǒng)對安全性、穩(wěn)定性、實時性具有非常嚴苛的要求，QNX憑借這些優(yōu)點仍牢牢占據(jù)汽車嵌入式操作系統(tǒng)市占率第一的位置。”斑馬智行相關(guān)負責(zé)人說道。

相比QNX，再說Linux，它最大的優(yōu)勢在于開源，其具有很強的定制開發(fā)靈活度。通常情況下，人們基于Linux開發(fā)新的操作系統(tǒng)，是指基于Linux Kernel進一步集成中間件、桌面環(huán)境和部分應(yīng)用軟件。

圖片來源：視頻截圖

斑馬智行相關(guān)負責(zé)人還介紹：“Linux功能較QNX更強大，組件也更為復(fù)雜，因此Linux常用于支持更多應(yīng)用和接口的信息娛樂系統(tǒng)中。協(xié)會或聯(lián)盟致力于將開源Linux操作系統(tǒng)推廣至汽車領(lǐng)域中，典型代表如全球最大的汽車級Linux聯(lián)盟AGL（開源共享軟件平臺）、互聯(lián)汽車系統(tǒng)聯(lián)盟（COVESA）。”

最后是Android——被稱為“發(fā)行版本Linux”的系統(tǒng)。Android是基于Linux開發(fā)的、最成功的產(chǎn)品之一。眾所周知，Android應(yīng)用生態(tài)最為豐富，且主要應(yīng)用于移動設(shè)備，目前國內(nèi)車載信息娛樂系統(tǒng)?；贏ndroid開發(fā)。Android的主要優(yōu)點包括：開源、靈活（可根據(jù)自身需要對原生Android進行定制化改造），可移植性強（Android手機上的APP不需要經(jīng)過大修改就可以應(yīng)用在車機上），有利于國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廠商切入汽車領(lǐng)域，快速建立起車載軟件生態(tài)。但其缺點也較為明顯，安全性、穩(wěn)定性差，系統(tǒng)漏洞帶來較高風(fēng)險，技術(shù)維護成本高以及過度依賴Google。

國泰君安在研報中表示，未來三大底層內(nèi)核仍是主流。“QNX市占率超50%，Linux擁有AGL成員超100家，開源優(yōu)點吸引了大量程序員，而Android擁有Google技術(shù)支撐，系統(tǒng)開源成本低。展望未來，Linux和Android市場份額將逐漸擴大。”

圖片來源：每經(jīng)記者 楊夏 攝

突圍：開發(fā)自主車用操作系統(tǒng)，難點在哪兒？

雖然底層基礎(chǔ)OS已經(jīng)穩(wěn)定，但國內(nèi)一些企業(yè)也在發(fā)展過程中尋求一些自主上的“突圍”，如中興、華為、斑馬等。

一位資深從業(yè)人士9月時曾在線上對記者介紹這種“突圍”的難度：“從技術(shù)難度上看，車用操作系統(tǒng)的內(nèi)核操作系統(tǒng)，對實時性和安全性要求極高，如果在微內(nèi)核這塊出了問題，車會在駕駛或者座艙等領(lǐng)域出現(xiàn)失靈的狀態(tài)，這需要廠商擁有深厚的技術(shù)積累。”

即便如此，至少國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)以不同技術(shù)路線切入市場。當前，斑馬智行AliOS和華為HarmonyOS是我國兩大主要車用操作系統(tǒng)。不過，總體來看，目前車載操作系統(tǒng)（含智能座艙系統(tǒng)）自主率不足5%；而車控操作系統(tǒng)（含自動駕駛系統(tǒng)）均在研發(fā)合作當中。

圖片來源：AITO網(wǎng)頁截圖

斑馬智行AliOS方面，據(jù)企業(yè)相關(guān)負責(zé)人介紹：“AliOS已擁有10余年研發(fā)與推廣歷程，移動終端搭載量曾超過1億部，2016年車載操作系統(tǒng)正式量產(chǎn)上車，累計搭載車輛近300萬輛，合作車企包括上汽、一汽、大眾等，是我國自主研發(fā)最早、量產(chǎn)車輛最多的車載操作系統(tǒng)。”

從系統(tǒng)設(shè)計理念和落地來看，AliOS采用多核分布、異構(gòu)融合的架構(gòu)，從智能座艙、智能駕駛、智能車控到整車智能逐步落地，最終形成一個完整的車用操作系統(tǒng)。對于在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展進度，斑馬智行相關(guān)負責(zé)人透露：“面向智能座艙的車載操作系統(tǒng)已經(jīng)量產(chǎn)；而面向智能駕駛和智能車控的車控操作系統(tǒng)，AliOS已經(jīng)完成內(nèi)核研發(fā)，通過國際標準ISO26262 ASIL-D產(chǎn)品安全認證。”

此外，中興相關(guān)負責(zé)人9月也通過書面回復(fù)向記者介紹，在車載操作系統(tǒng)方面，中興通訊（SZ000063，股價21.27元，市值1007億元）聚焦底層基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，形成了以微內(nèi)核操作系統(tǒng)RTOS、虛擬化產(chǎn)品Hypervisor、安全車用Safety Linux為核心的三大產(chǎn)品。

除了技術(shù)沉淀，還有一個現(xiàn)實的“難”，這一點像極了那句話——“可以搞藝術(shù)但是沒必要”。

小鵬互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)負責(zé)人就認為：“目前，自研國產(chǎn)操作系統(tǒng)并不是技術(shù)問題，而是時機和必要性問題。在已有的諸如安卓、鴻蒙等系統(tǒng)可以滿足當前用戶需求下，純粹站在廠商的角度，（自研）是比較難的。”

因此，操作系統(tǒng)又有了這樣一個新的分類：在底層系統(tǒng)之上，根據(jù)對這些系統(tǒng)改造程度的不同，車載操作系統(tǒng)可劃分為三種，定制型、ROM型和超級APP。

目前，提供定制型的有AliOS/華為鴻蒙OS，采用ROM型的有蔚來（HK9866，股價103港元，市值1743億港元）、小鵬汽車（HK9868，股價38.5港元，市值664億港元）等，提供超級APP的有小度車載OS、騰訊車聯(lián)TAI和百度Carlife。

ROM型系統(tǒng)是基于成熟的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，比如基于Linux或基于Android來進行優(yōu)化或者定制化，但一般不涉及系統(tǒng)內(nèi)核的更改。絕大多數(shù)自主品牌公布的系統(tǒng)，基本上都是ROM型系統(tǒng)。

為何國產(chǎn)車載操作系統(tǒng)主要通過ROM型方式呢？9月下旬，高新興高級副總裁、智能網(wǎng)聯(lián)事業(yè)部總經(jīng)理吳冬升博士線上回應(yīng)記者稱：“這是因為基礎(chǔ)性操作系統(tǒng)受到生態(tài)和行業(yè)壟斷的約束，最新的車載芯片通常都是支持QNX、Linux、Android等這樣的國外操作系統(tǒng)。車企受限于市場壓力，還是優(yōu)先基于這些基礎(chǔ)性操作系統(tǒng)產(chǎn)品組合去開發(fā)自己的ROM型操作系統(tǒng)，以此來體現(xiàn)自身的品牌價值。ROM型車廠自研和第三方企業(yè)提供服務(wù)，核心差異是車廠的商業(yè)模式，ROM型車廠自研對車企來說，軟件生態(tài)自主性更高，更受控。”

操作系統(tǒng)不只是一個技術(shù)問題?？梢钥吹剑c手機操作系統(tǒng)發(fā)展遭遇的困境相似，車用操作系統(tǒng)的成功研發(fā)難度也在于能否構(gòu)建生態(tài)。

生態(tài)對于系統(tǒng)的重要不言而喻 圖片來源：網(wǎng)頁截圖

談及自研國產(chǎn)操作系統(tǒng)的難點，斑馬智行相關(guān)負責(zé)人表示：“首先，需要芯片生態(tài)的支持。芯片企業(yè)對自主操作系統(tǒng)的支持仍在較淺層面，需要更多芯片企業(yè)支持以及聯(lián)合定義；其次，應(yīng)用生態(tài)的發(fā)展。在形成可觀的規(guī)模之前，部分APP對應(yīng)企業(yè)不愿投入過多精力去開發(fā)小程序等服務(wù)；第三，大部分車企對于自主操作系統(tǒng)仍處于嘗試階段，而且有一定數(shù)量的車企仍然堅持用生態(tài)相對豐富的海外操作系統(tǒng)；最后，中國自主的數(shù)據(jù)安全方案在車型上的落地，行業(yè)需要標桿性的產(chǎn)品。

對此，小鵬互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)負責(zé)人也持有相同意見，“國產(chǎn)自研可能很難有豐富的生態(tài)，這個對用戶來說是體驗退坡；其次，生態(tài)要跟芯片做適配，但目前主流芯片都已天然適配了主流系統(tǒng)；最后，ROI（投資回報率），自研操作系統(tǒng)需要較長的周期，對于廠商的經(jīng)營管理是個挑戰(zhàn)。”

破局：自主車企+軟件提供商共建智慧車聯(lián)開放聯(lián)盟

除了有實力的車企自研外，在發(fā)展早期，有些車企選擇了直接購置完整的解決方案——即將芯片、操作系統(tǒng)以及智能駕駛系統(tǒng)的軟硬件全部整合打包給車企，這種被稱為“黑盒子”方案。

21世紀初，市場對智能駕駛的需求尚未顯露，加之自動駕駛領(lǐng)域的入局者數(shù)量不多，技術(shù)發(fā)展處于起步階段，車企對自動駕駛領(lǐng)域一片空白。此時，由芯片供應(yīng)商全包的模式成為車企的主要選擇。2007年，寶馬、通用和沃爾沃的車型均配置Mobileye（英特爾旗下的自動駕駛公司）提供的服務(wù)。

數(shù)碼產(chǎn)品上也曾使用過“黑盒子”方案。此前，手機芯片供應(yīng)商聯(lián)發(fā)科推出過“turn key”（交鑰匙）方案，將多種類型芯片（如音頻、視頻解碼、信號處理）集成到一顆芯片上，并提供系統(tǒng)和開發(fā)平臺——這也是當時手機市場山寨機泛濫的原因之一。

無論是“黑盒子”還是“turnkey”（交鑰匙）方案，最大的作用在于改變了整個行業(yè)的發(fā)展邏輯：交付行業(yè)終端產(chǎn)品（如手機、電腦、耳機）的門檻變了，從“技術(shù)能力高低”轉(zhuǎn)向了營銷加供應(yīng)鏈管理能力的高低。

這種“全包模式”的好處在于成本低、見效快，但在智能網(wǎng)聯(lián)時代卻成為束縛車企們個性化定制、差異化競爭的因素。同時，車廠也無法掌握核心技術(shù)，產(chǎn)品的差異化不再由自己來決定，往往取決于第三方系統(tǒng)提供商或者芯片廠商。

上述資深從業(yè)人士認為，這種服務(wù)模式意味著，車廠可能喪失主導(dǎo)權(quán)，只提供硬件機械的價值。

近年來，在國際大環(huán)境影響下，主機廠也逐步認識到自主供應(yīng)鏈建設(shè)的重要性，紛紛通過開展軟件業(yè)務(wù)布局以及建立生態(tài)合作的方式，加快其軟件創(chuàng)新的進程。

在共建智慧車聯(lián)新生態(tài)方面，國產(chǎn)廠商也已經(jīng)有所布局。2021年9月，智慧車聯(lián)開放聯(lián)盟ICCOA宣布成立，目前聯(lián)盟成員數(shù)量超120家，覆蓋小米、OPPO、vivo等主流手機廠商，以及車廠等。在汽車移動終端、方案和技術(shù)提供、測試認證等方向，成員達成深度戰(zhàn)略合作，共建智慧車聯(lián)新生態(tài)，營造全域智慧車聯(lián)新場景。

圖片來源：聯(lián)盟網(wǎng)頁截圖

OPPO智行總經(jīng)理章欣介紹稱：“目前聯(lián)盟已經(jīng)推出了兩個標準，一個是手機的數(shù)字車鑰匙標準，另一個是車聯(lián)的標準，在長安歐尚等車型上已經(jīng)落地，年內(nèi)大概會有七八家車廠的各類車型逐步落地。對于這個聯(lián)盟長期的建設(shè)和發(fā)展，我認為以上汽為首的汽車行業(yè)同仁們起到了社會擔(dān)當?shù)闹匾巧?，攜手通信行業(yè)共同推動中國汽車智能化浪潮。”

章欣認為，從車用操作系統(tǒng)層面來看，國內(nèi)廠商已經(jīng)實現(xiàn)了局部領(lǐng)先。“經(jīng)過10年的智能化高速發(fā)展，中國沉淀、積累了大量的系統(tǒng)開發(fā)工程師人才，這背后手機廠商起到了非常大的助推作用。在汽車領(lǐng)域慢慢開始使用安卓系統(tǒng)后，安卓系統(tǒng)的人才紅利會轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，來提升車企交付給用戶的體驗。”

除此之外，汽車的復(fù)雜性也決定了第三方軟件服務(wù)商的價值。從軟件角度看：不同功能模塊有不同的功能安全等級和需求特點，導(dǎo)致一輛車上需要同時存在多個操作系統(tǒng)。

國泰君安計算機團隊在報告中認為：“車的操作系統(tǒng)其實是一個大包，座艙域、駕駛域與車身控制域都會需要獨特的操作系統(tǒng)來滿足對安全等級和使用功能的不同需求，比如QNX的優(yōu)勢在于安全性、穩(wěn)定性高，所以被眾多主機廠用于儀表盤；安卓類的系統(tǒng)開發(fā)者數(shù)量龐大，應(yīng)用開發(fā)的生態(tài)較完善，一般被用作娛樂系統(tǒng)。一輛車有很多操作系統(tǒng)就意味著下層需要動態(tài)的資源分配，直接拿來QNX的基線加上高通的基線根本沒辦法使用，這里需要一個定制和系統(tǒng)優(yōu)化的工作，而這個工作往往需要第三方的服務(wù)商來完成。”

在國內(nèi)，中科創(chuàng)達（SZ300496，股價105.1元，市值480億元）的轉(zhuǎn)型路線與黑莓較為類似，早年間也為手機廠商提供操作系統(tǒng)，自2013年開始布局智能網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)務(wù)。

目前，中科創(chuàng)達的智能網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)務(wù)主要涉及操作系統(tǒng)、中間件、UI設(shè)計等三個方面。高通把硬件開發(fā)完之后形成一個流片版本，這個版本會先釋放到創(chuàng)達內(nèi)部，創(chuàng)達通過二者的合資公司創(chuàng)通聯(lián)達幫高通做點亮；第二部分是軟件層，中間可以疊加很多中間件，比如說視覺、語音、通信SDK以及泊車應(yīng)用算法等等，它既連接底層驅(qū)動又連接上層應(yīng)用。

談及主機廠比較看重第三方操作系統(tǒng)公司的哪些能力時，吳冬升對記者表示，首先是操作系統(tǒng)定制、優(yōu)化、提升能力和成熟度，能否根據(jù)主機廠的要求做定制和優(yōu)化；其次，硬件適配能力，能否廣泛適配車載硬件，包括MCU/SOC等計算芯片、CAN/以太/LIN等通信接口；第三，軟件生態(tài)，是否兼容和支持標準規(guī)范，以及支持豐富的第三方軟件、算法等接入。

此外，從實際與車廠的溝通中，中興相關(guān)負責(zé)人看到，就國內(nèi)主機廠而言，特別是頭部國資背景的大型主機廠，更傾向于和國內(nèi)操作系統(tǒng)廠商合作。“一方面是實現(xiàn)國產(chǎn)化自主創(chuàng)新，另外也是因為國內(nèi)廠商可以提供更靈活的本地化服務(wù)，對于國產(chǎn)主機廠更有吸引力。包括中興通訊在內(nèi)的國內(nèi)主要操作系統(tǒng)廠商，正在和國內(nèi)主機廠進行車載操作系統(tǒng)國產(chǎn)化方面的合作與探索，也取得了相應(yīng)進展。”

展望未來，章欣對國產(chǎn)車用操作系統(tǒng)表示樂觀：“國產(chǎn)芯片已經(jīng)像雨后春筍一樣逐步起來，并且已經(jīng)在大規(guī)模的使用、推廣中了，大家會慢慢把自己的能力建立起來。”不過他也認為，要想打破關(guān)鍵底層操作系統(tǒng)“三足鼎立”的格局，并非一朝一夕可以實現(xiàn)，還需要五到十年時間持續(xù)突破。

封面圖片來源：每日經(jīng)濟新聞 魏官紅 攝