比芯片自主更迫切车用操作系统难在哪里？

小微 2022月10月12日阅读数 59764

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比芯片自主更迫切车用操作系统难在哪里？
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图片来源：每日经济新闻魏官红摄

10月11日，汽车9月销量榜出炉。根据乘联会发布的数据，9月乘用车市场零售销量为194.7万辆，其中新能源汽车达到61.1万辆，创近5年的月销数据新高，渗透率进一步提升。

“金九”销售数据展示着汽车“新能源革命”的冰山一角。在这场变革中，与电动化风潮并行的，还有智能化。

新能源汽车是汽车智能化的理想载体。从理想L9的“五屏联动”，到小鹏G9的“5D音乐厅”，群起的造车新势力们，无一不把汽车智能化作为下一步发力方向之一。

智能网联和自动驾驶的快速落地，正引导汽车价值方式发生改变。而打好智能化基础需要两大核心技术，一个是芯片，另一个就是操作系统。

“在车用操作系统发展趋势方面，‘缺芯’已被重视，但‘少魂’易被忽视。很多车企意识到芯片对于汽车供应链自主可控的重要性，但操作系统是比芯片更加迫切和致命的问题，是决定汽车智能化、网联化胜负的关键。”在日前举办的2022全球新能源与智能汽车供应链创新大会上，全国政协经济委员会副主任、工信部原部长苗圩敲响了车用操作系统的警钟。

“手机操作系统的缺失，使我们深深地认识到，在功能产品向智能产品的转换过程中，如果没有操作系统，芯片再强，汽车做得再好，都是在沙滩上起高楼。”尽管车载操作系统的关注度远不如PC和服务器操作系统，却是中国汽车产业变革下半场的核心技术之一。

现状：车用操作系统仍是国外厂商三分天下

虽然我国新能源汽车保有量已超千万辆，但国内大多数车企仍使用安卓系统。在个人计算机时代，Windows一家独大，智能手机时代，全球智能手机操作系统主要由安卓和iOS占领。如今，在汽车智能化趋势下，加快建立一套自主可控的车用操作系统已成当务之急。

当前，汽车不断向智能化、网联化方向发展，而软件是汽车智能化的核心。据麦肯锡预测，未来汽车软件价值有望快速提升。“到2030年汽车中软件价值占比将达到30%，届时全球汽车软件市场规模将高达840亿美元。”

车用操作系统（Operating System，OS）被喻为“汽车的大脑”，而足够智能的操作系统，是汽车下半场的竞争的重要战场。在操作系统方面，分为车控操作系统和车载操作系统。其中，车控操作系统分为安全车控操作系统和智能驾驶操作系统；车载操作系统，则面向信息娱乐和智能座舱，主要应用于控制系统。

当前，国外厂商QNX（Blackberry，黑莓）、Linux（开源）、Andorid（Google）是底层汽车操作系统的核心玩家，三大阵营较为稳定。虽然黑莓在手机市场战败，但其转战车载操作系统后却成为“王者”，推出的QNX系统如今已为奥迪、宝马等众多主流汽车品牌采用。

斑马智行相关负责人近日通过微信接受《每日经济新闻》记者采访时表示：在智能座舱系统方面，QNX+Android组合是国内厂商选择的主流方案；而在智能驾驶系统方面，QNX则占据垄断地位。

图片来源：视频截图

那就首先来说QNX。QNX采用微内核架构，因内核小巧，运行速度极快，并且安全和稳定性高。因此，QNX常用于安全稳定性要求较高的数字仪表、智能驾驶系统中。但由于QNX为非开源系统，具有开发难度大、应用生态较弱等特点，而且需要商业收费。

“由于现阶段汽车嵌入式操作系统对安全性、稳定性、实时性具有非常严苛的要求，QNX凭借这些优点仍牢牢占据汽车嵌入式操作系统市占率第一的位置。”斑马智行相关负责人说道。

相比QNX，再说Linux，它最大的优势在于开源，其具有很强的定制开发灵活度。通常情况下，人们基于Linux开发新的操作系统，是指基于Linux Kernel进一步集成中间件、桌面环境和部分应用软件。

图片来源：视频截图

斑马智行相关负责人还介绍：“Linux功能较QNX更强大，组件也更为复杂，因此Linux常用于支持更多应用和接口的信息娱乐系统中。协会或联盟致力于将开源Linux操作系统推广至汽车领域中，典型代表如全球最大的汽车级Linux联盟AGL（开源共享软件平台）、互联汽车系统联盟（COVESA）。”

最后是Android——被称为“发行版本Linux”的系统。Android是基于Linux开发的、最成功的产品之一。众所周知，Android应用生态最为丰富，且主要应用于移动设备，目前国内车载信息娱乐系统常基于Android开发。Android的主要优点包括：开源、灵活（可根据自身需要对原生Android进行定制化改造），可移植性强（Android手机上的APP不需要经过大修改就可以应用在车机上），有利于国内互联网厂商切入汽车领域，快速建立起车载软件生态。但其缺点也较为明显，安全性、稳定性差，系统漏洞带来较高风险，技术维护成本高以及过度依赖Google。

国泰君安在研报中表示，未来三大底层内核仍是主流。“QNX市占率超50%，Linux拥有AGL成员超100家，开源优点吸引了大量程序员，而Android拥有Google技术支撑，系统开源成本低。展望未来，Linux和Android市场份额将逐渐扩大。”

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突围：开发自主车用操作系统，难点在哪儿？

虽然底层基础OS已经稳定，但国内一些企业也在发展过程中寻求一些自主上的“突围”，如中兴、华为、斑马等。

一位资深从业人士9月时曾在线上对记者介绍这种“突围”的难度：“从技术难度上看，车用操作系统的内核操作系统，对实时性和安全性要求极高，如果在微内核这块出了问题，车会在驾驶或者座舱等领域出现失灵的状态，这需要厂商拥有深厚的技术积累。”

即便如此，至少国内企业已经以不同技术路线切入市场。当前，斑马智行AliOS和华为HarmonyOS是我国两大主要车用操作系统。不过，总体来看，目前车载操作系统（含智能座舱系统）自主率不足5%；而车控操作系统（含自动驾驶系统）均在研发合作当中。

图片来源：AITO网页截图

斑马智行AliOS方面，据企业相关负责人介绍：“AliOS已拥有10余年研发与推广历程，移动终端搭载量曾超过1亿部，2016年车载操作系统正式量产上车，累计搭载车辆近300万辆，合作车企包括上汽、一汽、大众等，是我国自主研发最早、量产车辆最多的车载操作系统。”

从系统设计理念和落地来看，AliOS采用多核分布、异构融合的架构，从智能座舱、智能驾驶、智能车控到整车智能逐步落地，最终形成一个完整的车用操作系统。对于在操作系统领域的发展进度，斑马智行相关负责人透露：“面向智能座舱的车载操作系统已经量产；而面向智能驾驶和智能车控的车控操作系统，AliOS已经完成内核研发，通过国际标准ISO26262 ASIL-D产品安全认证。”

此外，中兴相关负责人9月也通过书面回复向记者介绍，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、安全车用Safety Linux为核心的三大产品。

除了技术沉淀，还有一个现实的“难”，这一点像极了那句话——“可以搞艺术但是没必要”。

小鹏互联网相关负责人就认为：“目前，自研国产操作系统并不是技术问题，而是时机和必要性问题。在已有的诸如安卓、鸿蒙等系统可以满足当前用户需求下，纯粹站在厂商的角度，（自研）是比较难的。”

因此，操作系统又有了这样一个新的分类：在底层系统之上，根据对这些系统改造程度的不同，车载操作系统可划分为三种，定制型、ROM型和超级APP。

目前，提供定制型的有AliOS/华为鸿蒙OS，采用ROM型的有蔚来（HK9866，股价103港元，市值1743亿港元）、小鹏汽车（HK9868，股价38.5港元，市值664亿港元）等，提供超级APP的有小度车载OS、腾讯车联TAI和百度Carlife。

ROM型系统是基于成熟的基础操作系统，比如基于Linux或基于Android来进行优化或者定制化，但一般不涉及系统内核的更改。绝大多数自主品牌公布的系统，基本上都是ROM型系统。

为何国产车载操作系统主要通过ROM型方式呢？9月下旬，高新兴高级副总裁、智能网联事业部总经理吴冬升博士线上回应记者称：“这是因为基础性操作系统受到生态和行业垄断的约束，最新的车载芯片通常都是支持QNX、Linux、Android等这样的国外操作系统。车企受限于市场压力，还是优先基于这些基础性操作系统产品组合去开发自己的ROM型操作系统，以此来体现自身的品牌价值。ROM型车厂自研和第三方企业提供服务，核心差异是车厂的商业模式，ROM型车厂自研对车企来说，软件生态自主性更高，更受控。”

操作系统不只是一个技术问题。可以看到，与手机操作系统发展遭遇的困境相似，车用操作系统的成功研发难度也在于能否构建生态。

生态对于系统的重要不言而喻图片来源：网页截图

谈及自研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。芯片企业对自主操作系统的支持仍在较浅层面，需要更多芯片企业支持以及联合定义；其次，应用生态的发展。在形成可观的规模之前，部分APP对应企业不愿投入过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仍处于尝试阶段，而且有一定数量的车企仍然坚持用生态相对丰富的海外操作系统；最后，中国自主的数据安全方案在车型上的落地，行业需要标杆性的产品。

对此，小鹏互联网相关负责人也持有相同意见，“国产自研可能很难有丰富的生态，这个对用户来说是体验退坡；其次，生态要跟芯片做适配，但目前主流芯片都已天然适配了主流系统；最后，ROI（投资回报率），自研操作系统需要较长的周期，对于厂商的经营管理是个挑战。”

破局：自主车企+软件提供商共建智慧车联开放联盟

除了有实力的车企自研外，在发展早期，有些车企选择了直接购置完整的解决方案——即将芯片、操作系统以及智能驾驶系统的软硬件全部整合打包给车企，这种被称为“黑盒子”方案。

21世纪初，市场对智能驾驶的需求尚未显露，加之自动驾驶领域的入局者数量不多，技术发展处于起步阶段，车企对自动驾驶领域一片空白。此时，由芯片供应商全包的模式成为车企的主要选择。2007年，宝马、通用和沃尔沃的车型均配置Mobileye（英特尔旗下的自动驾驶公司）提供的服务。

数码产品上也曾使用过“黑盒子”方案。此前，手机芯片供应商联发科推出过“turn key”（交钥匙）方案，将多种类型芯片（如音频、视频解码、信号处理）集成到一颗芯片上，并提供系统和开发平台——这也是当时手机市场山寨机泛滥的原因之一。

无论是“黑盒子”还是“turnkey”（交钥匙）方案，最大的作用在于改变了整个行业的发展逻辑：交付行业终端产品（如手机、电脑、耳机）的门槛变了，从“技术能力高低”转向了营销加供应链管理能力的高低。

这种“全包模式”的好处在于成本低、见效快，但在智能网联时代却成为束缚车企们个性化定制、差异化竞争的因素。同时，车厂也无法掌握核心技术，产品的差异化不再由自己来决定，往往取决于第三方系统提供商或者芯片厂商。

上述资深从业人士认为，这种服务模式意味着，车厂可能丧失主导权，只提供硬件机械的价值。

近年来，在国际大环境影响下，主机厂也逐步认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以及建立生态合作的方式，加快其软件创新的进程。

在共建智慧车联新生态方面，国产厂商也已经有所布局。2021年9月，智慧车联开放联盟ICCOA宣布成立，目前联盟成员数量超120家，覆盖小米、OPPO、vivo等主流手机厂商，以及车厂等。在汽车移动终端、方案和技术提供、测试认证等方向，成员达成深度战略合作，共建智慧车联新生态，营造全域智慧车联新场景。

图片来源：联盟网页截图

OPPO智行总经理章欣介绍称：“目前联盟已经推出了两个标准，一个是手机的数字车钥匙标准，另一个是车联的标准，在长安欧尚等车型上已经落地，年内大概会有七八家车厂的各类车型逐步落地。对于这个联盟长期的建设和发展，我认为以上汽为首的汽车行业同仁们起到了社会担当的重要角色，携手通信行业共同推动中国汽车智能化浪潮。”

章欣认为，从车用操作系统层面来看，国内厂商已经实现了局部领先。“经过10年的智能化高速发展，中国沉淀、积累了大量的系统开发工程师人才，这背后手机厂商起到了非常大的助推作用。在汽车领域慢慢开始使用安卓系统后，安卓系统的人才红利会转化为生产力，来提升车企交付给用户的体验。”

除此之外，汽车的复杂性也决定了第三方软件服务商的价值。从软件角度看：不同功能模块有不同的功能安全等级和需求特点，导致一辆车上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：“车的操作系统其实是一个大包，座舱域、驾驶域与车身控制域都会需要独特的操作系统来满足对安全等级和使用功能的不同需求，比如QNX的优势在于安全性、稳定性高，所以被众多主机厂用于仪表盘；安卓类的系统开发者数量庞大，应用开发的生态较完善，一般被用作娱乐系统。一辆车有很多操作系统就意味着下层需要动态的资源分配，直接拿来QNX的基线加上高通的基线根本没办法使用，这里需要一个定制和系统优化的工作，而这个工作往往需要第三方的服务商来完成。”

在国内，中科创达（SZ300496，股价105.1元，市值480亿元）的转型路线与黑莓较为类似，早年间也为手机厂商提供操作系统，自2013年开始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设计等三个方面。高通把硬件开发完之后形成一个流片版本，这个版本会先释放到创达内部，创达通过二者的合资公司创通联达帮高通做点亮；第二部分是软件层，中间可以叠加很多中间件，比如说视觉、语音、通信SDK以及泊车应用算法等等，它既连接底层驱动又连接上层应用。

谈及主机厂比较看重第三方操作系统公司的哪些能力时，吴冬升对记者表示，首先是操作系统定制、优化、提升能力和成熟度，能否根据主机厂的要求做定制和优化；其次，硬件适配能力，能否广泛适配车载硬件，包括MCU/SOC等计算芯片、CAN/以太/LIN等通信接口；第三，软件生态，是否兼容和支持标准规范，以及支持丰富的第三方软件、算法等接入。

此外，从实际与车厂的沟通中，中兴相关负责人看到，就国内主机厂而言，特别是头部国资背景的大型主机厂，更倾向于和国内操作系统厂商合作。“一方面是实现国产化自主创新，另外也是因为国内厂商可以提供更灵活的本地化服务，对于国产主机厂更有吸引力。包括中兴通讯在内的国内主要操作系统厂商，正在和国内主机厂进行车载操作系统国产化方面的合作与探索，也取得了相应进展。”

展望未来，章欣对国产车用操作系统表示乐观：“国产芯片已经像雨后春笋一样逐步起来，并且已经在大规模的使用、推广中了，大家会慢慢把自己的能力建立起来。”不过他也认为，要想打破关键底层操作系统“三足鼎立”的格局，并非一朝一夕可以实现，还需要五到十年时间持续突破。

封面图片来源：每日经济新闻魏官红摄