汽車(chē)行業(yè)深度報(bào)告：汽車(chē)軟件操作系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈深度解析|附完整報(bào)告下載
報(bào)告出品方/作者：東吳證券，黃細(xì)里
軟件定義汽車(chē)背景下，操作系統(tǒng)是汽車(chē)生態(tài)發(fā)展的靈魂。在智能網(wǎng)聯(lián)汽
車(chē)產(chǎn)業(yè)大變革下，軟件定義汽車(chē)?yán)砟钜殉蔀楣沧R(shí)。傳統(tǒng)汽車(chē)采用的分布
式 E/E 架構(gòu)因計(jì)算能力不足、通訊帶寬不足、不便于軟件升級(jí)等瓶頸，
不能滿足現(xiàn)階段汽車(chē)發(fā)展的需求，E/E 架構(gòu)升級(jí)已成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)發(fā)
展的關(guān)鍵。E/E 架構(gòu)升級(jí)包括硬件、軟件、通信架構(gòu)三大升級(jí)，（由下至
上）芯片+操作系統(tǒng)+中間件+應(yīng)用算法軟件+數(shù)據(jù)構(gòu)建核心技術(shù)閉環(huán)，汽
車(chē)操作系統(tǒng)是軟件定義汽車(chē)生態(tài)循環(huán)發(fā)展的靈魂。
狹義操作系統(tǒng)格局穩(wěn)定，各家均打造個(gè)性化廣義操作系統(tǒng)。狹義 OS 僅 包含內(nèi)核（如 Linux、QNX），廣義 OS 從下至上包括從 BSP、操作系統(tǒng) 內(nèi)核、中間件及庫(kù)組件等硬件和上層應(yīng)用之間的所有程序。汽車(chē)底層 OS 格局較為穩(wěn)定，主要玩家為 QNX（Blackberry）、Linux(開(kāi)源基金會(huì)）、 Andorid（Google）。汽車(chē) OS 分為座艙域、自動(dòng)駕域兩大類(lèi) OS。座艙域 OS 更加注重應(yīng)用和開(kāi)發(fā)者生態(tài)，因功能安全、信息安全較低，所以中 控和儀表的 APP 應(yīng)用和接口發(fā)展較豐富，國(guó)內(nèi)多基于安卓/AliOS 開(kāi)發(fā)， 國(guó)外多基于 Linux 開(kāi)發(fā)。自動(dòng)駕駛域 OS 更加注重高實(shí)時(shí)、安全性，由 于大部分車(chē)型仍未形成自動(dòng)駕駛域，OS 發(fā)展仍較早期，布局來(lái)看多基 于 Linux/QNX 開(kāi)發(fā)。參照 Mckinsey 數(shù)據(jù)，2020 年全球汽車(chē)廣義操作系 統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 200 億美元，到 2025 年達(dá) 370 億美元，CGAR+13.1%。
科技互聯(lián)網(wǎng)聚焦于定制型 OS，大部分車(chē)企聚焦于 ROM 型。操作系統(tǒng) 的改造分為：1）基礎(chǔ)型 OS：完全獨(dú)立研發(fā)的 OS 內(nèi)核例如 Linux、QNX 等，因成本花費(fèi)過(guò)高或不會(huì)出現(xiàn)全新操作系統(tǒng)。2）定制型 OS：在基于 Linux、QNX 內(nèi)核深度定制化開(kāi)發(fā)，如修改內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行時(shí)環(huán)境、 應(yīng)用程序框架等。例如 VW.OS、特斯拉 Version、Google 車(chē)載 Android、 華為鴻蒙 OS、AliOS 等。3）ROM 型 OS：基于 Linux 或 Android 等進(jìn) 行有限的定制化開(kāi)發(fā)，不涉及內(nèi)核更改，一般只修改操作系統(tǒng)自帶的應(yīng) 用程序等，如比亞迪 DiLink、奇瑞 GKUI、蔚來(lái) NIO OS、小鵬 Xmart OS。而車(chē)機(jī)互聯(lián)本質(zhì)上僅為手機(jī)投射到座艙中控 APP，并非 OS。
特斯拉打造軟硬件一體的閉環(huán)模式，其他玩家多為分工合作。特斯拉構(gòu) 建底層芯片-操作系統(tǒng)-核心算法-數(shù)據(jù)技術(shù)一體化閉環(huán)模式，操作系統(tǒng)采 用類(lèi)比蘋(píng)果的 iOS 系統(tǒng)，具有軟件模塊更精簡(jiǎn)、系統(tǒng)更流暢、維護(hù)更簡(jiǎn) 單等有點(diǎn)。第三方操作系統(tǒng)或?qū)⒊霈F(xiàn)類(lèi)安卓模式，操作系統(tǒng)足夠開(kāi)源， 聯(lián)合芯片巨頭協(xié)同優(yōu)化，中間件/庫(kù)組件/算法軟件應(yīng)用等由 Tier1/2 供 應(yīng)商一同提供。由于行業(yè)發(fā)展初期，第三方操作系統(tǒng)仍需不斷迭代，隨 著產(chǎn)品的逐漸成熟或?qū)⑼苿?dòng)傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈智能化發(fā)展進(jìn)程。
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操作系統(tǒng)是軟件定義汽車(chē)
生態(tài)發(fā)展的靈魂
在消費(fèi)者視角下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)快速發(fā)展。隨著智能汽車(chē)快速發(fā)展，智能座艙和 ADAS 功能均不斷升級(jí)，不論是傳感器數(shù)量、芯片算力還是單車(chē)價(jià)值均實(shí)現(xiàn)快速提升， 參照我們前期發(fā)布的《軟件定義汽車(chē)，智能座艙先行》和《軟件定義汽車(chē)，ADAS 正加 速》報(bào)告，重點(diǎn)梳理了座艙和 ADAS 升級(jí)路徑、上下游產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)格局以及根據(jù)我們 自建的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)算了市場(chǎng)規(guī)模。智能座艙方面，我國(guó)智能座艙市場(chǎng)規(guī)模將由 2020 年 的 567 億元提升至 2025 年的 1030 億元，CAGR 超過(guò)+15.2%；ADAS 方面，我國(guó)自動(dòng)駕 駛市場(chǎng)規(guī)模將由 2020 年的 844 億元提升至 2025 年的 2250 億元，CAGR 超過(guò)+21.3%。
軟件定義汽車(chē)大趨勢(shì)下，芯片+操作系統(tǒng)+中間件+應(yīng)用算法軟件+數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)智能 汽車(chē)的關(guān)鍵。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大變革下，軟件定義汽車(chē)?yán)砟钜殉蔀楣沧R(shí)。傳統(tǒng)汽車(chē) 采用的分布式電子電氣（E/E）架構(gòu)因計(jì)算能力不足、通訊帶寬不足、不便于軟件 OTA 在線升級(jí)等瓶頸，不能滿足現(xiàn)階段汽車(chē)發(fā)展的需求，E/E 架構(gòu)升級(jí)已成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē) 發(fā)展的關(guān)鍵。參照我們前期發(fā)布的《軟件定義汽車(chē)，E/E 架構(gòu)是關(guān)鍵》，該文重點(diǎn)論述了 E/E 架構(gòu)升級(jí)包括硬件、軟件、通信架構(gòu)三大升級(jí)，芯片+操作系統(tǒng)+中間件+應(yīng)用算法 軟件+數(shù)據(jù)構(gòu)建核心技術(shù)閉環(huán)，未來(lái)誰(shuí)能把握其中一環(huán)或?qū)?shí)現(xiàn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈地位的提升。
傳統(tǒng)車(chē)企操作系統(tǒng)將有獨(dú)立的多個(gè)操作系統(tǒng)/系統(tǒng)程序向少數(shù)/一個(gè)操作系統(tǒng)發(fā)展。參照我們前期發(fā)布的《軟件定義汽車(chē)，AI 芯片是生態(tài)之源》，該文論述了隨著汽車(chē) E/E 架構(gòu)硬件由分布式向域控制-中央集中式不斷升級(jí)，域控制器的重要性凸顯，而 AI 芯片 則是自動(dòng)駕駛域控制器/中央計(jì)算平臺(tái)的核心。座艙域的 AI 芯片玩家主要為高通、英特 爾、華為（麒麟）和瑞薩等，要求 AI 算力較小，安全等級(jí)較低，而自動(dòng)駕駛域在 AI 算力和功能安全均遠(yuǎn)高于座艙芯片，因此 AI 芯片玩家主要為特斯拉（自研）、Mobileye、 英偉達(dá)、華為和地平線等。傳統(tǒng)汽車(chē)因不同域之間要求的實(shí)時(shí)性、安全性、通信帶寬不 盡相同，傳統(tǒng)汽車(chē)主機(jī)廠/Tier 1 級(jí)供應(yīng)商無(wú)法一步到位，因此多為跨域融合方案（即 3 個(gè)域或 5 個(gè)域等）。因此，隨著域的逐漸形成，域操作系統(tǒng)將逐漸形成，本文將重點(diǎn)論 述汽車(chē)操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車(chē)的靈魂。
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操作系統(tǒng)承上啟下，引領(lǐng)智能汽車(chē)發(fā)展
操作系統(tǒng)(Operating System, OS)是指控制和管理整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)的硬件和軟件資源， 并合理地組織調(diào)度計(jì)算機(jī)的工作和資源，以提供給用戶和其他軟件方便的接口和環(huán)境的 程序集合。智能設(shè)備發(fā)展到一定程度后一般都需要專(zhuān)門(mén)的 OS，例如 PC 機(jī)對(duì)應(yīng)的微軟 Windows 系統(tǒng)，智能手機(jī)對(duì)應(yīng)的 GoogleAndroid 系統(tǒng)和蘋(píng)果 iOS 系統(tǒng)。在軟件定義汽車(chē) 的大趨勢(shì)下，汽車(chē) OS 是傳統(tǒng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)智能汽車(chē)升級(jí)的關(guān)鍵。汽車(chē)操作系統(tǒng)是從傳統(tǒng)汽 車(chē)電子基礎(chǔ)軟件不斷演變而來(lái)，傳統(tǒng)汽車(chē)電子產(chǎn)品可分為兩類(lèi)：
1）汽車(chē)電子控制裝置：通過(guò)直接向執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電子閥門(mén)、繼電器開(kāi)關(guān)、執(zhí)行馬達(dá) 等）發(fā)送指令，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、動(dòng)力電池等協(xié)同工作的系統(tǒng)，一般統(tǒng)稱(chēng)為 ECU （電子控制單元）。常見(jiàn)的 ECU 包括發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng) EMS、自動(dòng)變速箱控制單元 TCU、 車(chē)身電子穩(wěn)定系統(tǒng) ESP、電池管理系統(tǒng) BMS 等。該類(lèi)系統(tǒng)涉及安全、行駛性能。
2）車(chē)載電子設(shè)備：如儀表、中控、抬頭顯示（HUD）、流媒體后視鏡等。這類(lèi)系統(tǒng) 常與用戶體驗(yàn)相關(guān)，不直接參與汽車(chē)行駛的控制決策，對(duì)車(chē)輛行駛性能和安全影響較小。
未來(lái)汽車(chē)操作系統(tǒng)將主要分為自動(dòng)駕駛 OS 和智能座艙 OS 兩大類(lèi)。不同車(chē)企/Tier 1 根據(jù)自身的規(guī)劃，對(duì)域劃分個(gè)數(shù)不盡相同，如博世分為 5 個(gè)域（動(dòng)力域、底盤(pán)域、座 艙域、自動(dòng)駕駛域、車(chē)身域），大眾 MEB 平臺(tái)車(chē)型為 3 個(gè)域（自動(dòng)駕駛域、智能座艙域、 車(chē)身控制域），華為同樣也為 3 個(gè)域（自動(dòng)駕駛域、智能座艙域、整車(chē)控制域）。雖然有 多個(gè)域，一般主要分為注重開(kāi)放、兼容性、生態(tài)的智能座艙域操作系統(tǒng)和注重實(shí)時(shí)、安 全、穩(wěn)定的自動(dòng)駕駛域操作系統(tǒng)兩大類(lèi)型。
2.1. 汽車(chē)廣義 OS 包含系統(tǒng)和功能軟件兩大部分
狹義的操作系統(tǒng)僅包含系統(tǒng)內(nèi)核 Kernel 部分，是系統(tǒng)軟件其中的一部分，而廣義的 操作系統(tǒng)則包含系統(tǒng)軟件和功能軟件。車(chē)載智能計(jì)算平臺(tái)自下而上可大致劃分為硬件平 臺(tái)、系統(tǒng)軟件（硬件抽象層+OS 內(nèi)核+中間件）、功能軟件（庫(kù)組件+中間件）和應(yīng)用算 法軟件等四個(gè)部分。
1）硬件平臺(tái)：基于異構(gòu)分布式硬件架構(gòu)包括 AI 單元、計(jì)算控制單元，應(yīng)支持芯片 選型靈活、可配置拓展、算力可堆砌等優(yōu)點(diǎn)。
2）系統(tǒng)軟件：是針對(duì)汽車(chē)場(chǎng)景定制的復(fù)雜大規(guī)模嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，主要包含 三層：a）硬件抽象層：包括 BSP（板卡支持包）、Hypervisor（硬件虛擬化技術(shù)，提供虛 擬平臺(tái)支持多操作系統(tǒng)）等。BSP 包括了 Bootloader（以基礎(chǔ)支持代碼來(lái)加載操作系統(tǒng) 的引導(dǎo)程序）、HAL（硬件抽象層）代碼、驅(qū)動(dòng)程序、配置文檔等，是內(nèi)核與硬件之間的 接口層，目的是為操作系統(tǒng)提供虛擬硬件平臺(tái)，使其具有硬件無(wú)關(guān)性，可以在多平臺(tái)上 移植。b）操作系統(tǒng)內(nèi)核（Kernel）：即為狹義操作系統(tǒng)，如 OSEK OS、VxWorks、RTLinux 等。內(nèi)核提供操作系統(tǒng)最基本的功能，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。c）中間件：處于應(yīng)用和操作系統(tǒng)之 間的軟件，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下軟件互聯(lián)和互操作等共性問(wèn)題，提供標(biāo)準(zhǔn)接口、協(xié)議， 具有較高的移植性，如 POSIX/ARA（自適應(yīng) AutoSAR 運(yùn)行時(shí)環(huán)境即中間件 API 接口） 和 DDS（分布式實(shí)時(shí)通信中間件）等。
3）功能軟件：包含自動(dòng)駕駛的核心共性功能模塊，如相關(guān)算法的編程框架（如 TensorFlow、Caffe、PaddlePaddle 等）。核心共性功能模塊包括自動(dòng)駕駛通用框架、網(wǎng)聯(lián)、 云控等，結(jié)合系統(tǒng)軟件，共同構(gòu)成完整的自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)，支撐自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
4）應(yīng)用算法軟件：即為實(shí)現(xiàn)具體自動(dòng)駕駛功能、HMI 交互等算法軟件。
2.2. 典型層次的汽車(chē)操作系統(tǒng)改造
汽車(chē)操作系統(tǒng)按照對(duì)底層操作系統(tǒng)改造程度的不同，主要可以分為以下幾種：
1）基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)：打造全新底層操作系統(tǒng)和所有系統(tǒng)組件，如系統(tǒng)內(nèi)核、底層驅(qū) 動(dòng)等，有的還包括虛擬機(jī)，如 QNX、Linux、WinCE 等。因打造全新操作系統(tǒng)需要花費(fèi) 太大的人力、物力，目前基本沒(méi)有企業(yè)會(huì)全新開(kāi)發(fā)底層操作系統(tǒng)。
2）定制型操作系統(tǒng)：在基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)之上進(jìn)行深度定制化開(kāi)發(fā)，如修改內(nèi)核、硬 件驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行時(shí)環(huán)境、應(yīng)用程序框架等。典型代表如大眾 VW.OS、特斯拉 Version、Google 車(chē)載 Android、華為鴻蒙 OS、AliOS 等，它們已經(jīng)屬于自主研發(fā)的獨(dú)立操作系統(tǒng)。
3）ROM 型汽車(chē)操作系統(tǒng)：基于 Linux 或安卓等基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)進(jìn)行有限的定制化開(kāi)發(fā)，不涉及系統(tǒng)內(nèi)核更改，一般只修改更新操作系統(tǒng)自帶的應(yīng)用程序等。大部分的主 機(jī)廠一般都選擇開(kāi)發(fā) ROM 型操作系統(tǒng)，國(guó)外主機(jī)廠多選用 Linux 作為底層操作系統(tǒng)， 由于國(guó)內(nèi) Android 應(yīng)用生態(tài)更好，國(guó)內(nèi)自主品牌和造車(chē)新勢(shì)力大多基于 Android 定制汽 車(chē)操作系統(tǒng)，例如比亞迪 DiLink、奇瑞 GKUI、蔚來(lái) NIO OS、小鵬 Xmart OS 等。
超級(jí)汽車(chē) APP（又稱(chēng)車(chē)機(jī)互聯(lián)或手機(jī)映射系統(tǒng)），不是完整意義的汽車(chē) OS，指簡(jiǎn)單 地把手機(jī)屏幕內(nèi)容映射到車(chē)載中控，通過(guò)整合地圖、音樂(lè)、社交等功能為一體來(lái)滿足車(chē) 主需求的 APP，如蘋(píng)果 CarPlay、谷歌 AndroidAuto、百度 CarLife、華為 Hicar 等。主要 系由于汽車(chē)座艙為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高安全性，不得不放棄性能，導(dǎo)致手機(jī)不論是芯 片還是操作系統(tǒng)處理能力都優(yōu)于汽車(chē)座艙，因此借助手機(jī)的豐富功能映射到汽車(chē)中控， 以滿足車(chē)主對(duì)娛樂(lè)的需求。由于容易實(shí)現(xiàn)+成本較低，現(xiàn)階段仍是車(chē)主的主流選擇。
2.3. 2020 年全球汽車(chē)廣義操作系統(tǒng)市場(chǎng)達(dá) 200 億美元
2020 年全球汽車(chē)廣義操作系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 200 億美元，未來(lái)五年 CGAR+13.1%。我們重點(diǎn)參照了 Mckinsey 分析數(shù)據(jù)，2020 年全球汽車(chē)廣義操作系統(tǒng)（功能軟件、狹義 操作系統(tǒng)、中間件）市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 200 億美元，到 2025 年達(dá) 370 億美元，CGAR+13.1%；到 2030 年達(dá) 500 億美元，十年 CAGR+9%。
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QNX、Linux、Android 為三大主要底層
OS 汽車(chē) OS 由基礎(chǔ)軟件程序-簡(jiǎn)單嵌入式-復(fù)雜 OS 不斷升級(jí)。早期嵌入式開(kāi)發(fā)直接在 裸機(jī)上寫(xiě)程序，無(wú) OS。隨著軟件越來(lái)越復(fù)雜，為了實(shí)現(xiàn)多任務(wù)執(zhí)行，裸機(jī)程序不得不 引入中斷，而使程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以閱讀和維護(hù)，因此嵌入式 OS 逐漸形成。但由于普通 8 位或 16 位的 ECU 執(zhí)行的功能較為單一，硬件資源有限，無(wú)法運(yùn)行如 QNX、Linux 等 復(fù)雜的 OS，常使用一些基礎(chǔ)軟件程序或簡(jiǎn)單的嵌入式實(shí)時(shí) OS 如 UCOS、FreeRTOS 等。隨著 IVI 應(yīng)用和接口逐漸復(fù)雜，座艙率先使用更為復(fù)雜 OS。Linux 和 QNX 只集成學(xué)術(shù) 定義的 OS 和通訊協(xié)議棧；ubuntu 則在 Linux 的基礎(chǔ)上添加中間件和桌面環(huán)境；Andrord 和 AliOS 則在 Linux 的基礎(chǔ)上集成了中間件、桌面環(huán)境和部分應(yīng)用軟件。
全球汽車(chē)座艙底層 OS 高度集中。安全和性能是兩個(gè)矛盾體，座艙域由于其安全等 級(jí)較低，現(xiàn)階段需要較為復(fù)雜的 OS 支持大量的應(yīng)用和接口。參照 ICVTank 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， 2019 年全球汽車(chē)座艙前 3 大底層 OS 市占率：QNX（43%）、Linux（含 Android）（35%）、 WinCE（10%）。由于自動(dòng)駕駛域還未真正形成，自動(dòng)駕駛的 OS 格局仍不明朗，而考慮 到重新開(kāi)發(fā)底層 OS 花費(fèi)的成本大，自動(dòng)駕駛 OS 或基于 Linux/QNX 內(nèi)核發(fā)展而來(lái)。
3.1. QNX：非開(kāi)源&安全實(shí)時(shí)
QNX 是一款微內(nèi)核、嵌入式、非開(kāi)源、安全實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)。QNX 系統(tǒng)是由加拿 大 QSSL 公司開(kāi)發(fā)；于 2004 年哈曼國(guó)際將 QNX 系統(tǒng)收入囊中；于 2010 年 BlackBerry 母公司 RIM 又從哈曼國(guó)際手中收購(gòu) QNX 系統(tǒng)。QNX 是微內(nèi)核架構(gòu)，內(nèi)核一般只有幾 十 KB，驅(qū)動(dòng)程序、協(xié)議棧、文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序等都在微內(nèi)核之外的受內(nèi)存保護(hù)的空 間內(nèi)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)組件之間相互獨(dú)立，避免因程序指針錯(cuò)誤造成內(nèi)核故障。因其內(nèi)核小 巧，運(yùn)行速度極快，具有獨(dú)特的微內(nèi)核架構(gòu)，安全和穩(wěn)定性高，不易受病毒破壞系統(tǒng)， 是全球首款通過(guò) ISO26262 ASIL-D 安全認(rèn)證的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。因此，QNX 常用于安全 穩(wěn)定性要求較高的數(shù)字儀表中。
黑莓基于 QNX 為汽車(chē)行業(yè)開(kāi)發(fā)了不同域的系統(tǒng)平臺(tái)。黑莓先后為汽車(chē)行業(yè)開(kāi)發(fā)了 車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)（QNX CAR Platform for Infotainment）、數(shù)字座艙系統(tǒng)（QNX Platform for Digital Cockpits）和駕駛輔助系統(tǒng)平臺(tái)（QNX Platform for ADAS）等系統(tǒng)平臺(tái)，為開(kāi) 發(fā)人員提供了靈活的工具選擇，具有良好的人機(jī)交互界面。以 QNX 駕駛輔助系統(tǒng)平臺(tái) 為例，其硬件支持瑞薩（H3、V3M）、英特爾（Denverton、Appolo Lake）、英偉達(dá) Drive 系統(tǒng)等芯片平臺(tái)，還支持毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭、GPS 等傳感器。
QNX 憑借其安全、穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)占據(jù)市場(chǎng)較高份額。QNX 為非開(kāi)源系統(tǒng)，具有開(kāi)發(fā)難度大、應(yīng)用生態(tài)較弱等特點(diǎn)，而且需要商業(yè)收費(fèi)。但由于現(xiàn)階段汽車(chē)嵌入式操作系統(tǒng) 對(duì)安全性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性具有非常嚴(yán)苛的要求，QNX 憑借這些優(yōu)點(diǎn)仍牢牢占據(jù)汽車(chē)嵌 入式操作系統(tǒng)市占率第一的位置。根據(jù)官網(wǎng)顯示，QNX 已與 45 家以上 OEM 進(jìn)行合作， 超過(guò) 1.75 億輛汽車(chē)使用了 QNX 系統(tǒng)。
3.2. Linux：開(kāi)源&功能強(qiáng)大
Linux 是一款開(kāi)源、功能更強(qiáng)大的操作系統(tǒng)。Linux 具有內(nèi)核緊湊高效等特點(diǎn)，可 以充分發(fā)揮硬件的性能。它與 QNX 相比最大優(yōu)勢(shì)在于開(kāi)源，具有很強(qiáng)的定制開(kāi)發(fā)靈活 度。我們通常提的基于 Linux 開(kāi)發(fā)新的操作系統(tǒng)是指基于 Linux Kernel 進(jìn)一步集成中間 件、桌面環(huán)境和部分應(yīng)用軟件。Linux 功能較 QNX 更強(qiáng)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(lè)系統(tǒng)中。協(xié)會(huì)或聯(lián)盟致力于將開(kāi)源 Linux 操作系 統(tǒng)推廣至汽車(chē)領(lǐng)域中，典型代表如 AGL、GENIVI。
AGL 開(kāi)源項(xiàng)目致力于建立一個(gè)基于 Linux 的聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)內(nèi)部使用的開(kāi)源平臺(tái)。2014 年，Linux 基金會(huì)發(fā)布了開(kāi)源 AGL（Automotive Grade Linux）規(guī)范 1.0 版本，它是首個(gè) 開(kāi)放式車(chē)載信息娛樂(lè)（IVI）軟件規(guī)范。其中 70%的代碼（包括操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用 程序框架）已編寫(xiě)完成，車(chē)企可以專(zhuān)注于剩下的 30%個(gè)性化定制開(kāi)發(fā)，以保證不同品牌 的差異化，而且 AGL 不收取任何許可費(fèi)。隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展，AGL 已經(jīng)不只局限于 IVI 領(lǐng)域，未來(lái)將向儀表盤(pán)、座艙域、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域延伸，現(xiàn)階段它仍未通過(guò) ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)。從其整車(chē)企業(yè)成員來(lái)看，AGL 早期主要為豐田、本田、日產(chǎn)等日系廠商，隨著 2019 年大眾、現(xiàn)代汽車(chē)的加入，AGL 勢(shì)力規(guī)模逐漸壯大。截至 2020 年 3 月，國(guó)內(nèi)已有 中國(guó)移動(dòng)、上汽集團(tuán)、德賽西威、中科創(chuàng)達(dá)等公司加入了 AGL，成員總數(shù)超過(guò) 150 個(gè)。
GENIVI 的宗旨是實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)開(kāi)源開(kāi)發(fā)平臺(tái)的廣泛普及。2009 年成 立的GENIVI聯(lián)盟一直致力于為汽車(chē)行業(yè)提供各類(lèi)開(kāi)源的車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)技術(shù)解決方 案。GENIVI 基于 Linux 提供開(kāi)源軟件，汽車(chē)車(chē)企通過(guò)選擇并整合不同的應(yīng)用和中間件 實(shí)現(xiàn)差異化的車(chē)載信息娛樂(lè)產(chǎn)品，縮短開(kāi)發(fā)周期，從而減少汽車(chē)生產(chǎn)商的成本。其中 80% 的軟件在消費(fèi)電子/通信行業(yè)中已經(jīng)被開(kāi)發(fā)，可不加修改直接應(yīng)用，僅 15%必須進(jìn)行調(diào)整 才能適用于特殊的汽車(chē)參數(shù)，僅 5%仍需自己開(kāi)發(fā)。GENIVI 將繼續(xù)開(kāi)發(fā)剩余 5%的代碼， 并開(kāi)放給所有汽車(chē)廠商。目前，聯(lián)盟的成員包括 170 多家汽車(chē)生產(chǎn)商和供應(yīng)商。
3.3. Android：Linux 的發(fā)行版本
Android 是發(fā)行版本的 Linux，系統(tǒng)復(fù)雜，功能強(qiáng)大。Android 是由 Google 公司和 開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟基于 Linux 開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)。Android 被稱(chēng)為基于 Linux 開(kāi)發(fā)的最成功的 產(chǎn)品之一，應(yīng)用生態(tài)最為豐富，主要應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備，因此，在國(guó)內(nèi)車(chē)載 IVI 系統(tǒng)?；?于 Android 開(kāi)發(fā)。Android 的主要優(yōu)點(diǎn)有：1）開(kāi)源，對(duì)中低端 OS 開(kāi)發(fā)商具有很強(qiáng)吸引 力；2）靈活，可以根據(jù)自身需要對(duì)原生 Android 進(jìn)行定制化改造；3）可移植性強(qiáng)，Android 手機(jī)上的 APP 不需要經(jīng)過(guò)大的修改就可以應(yīng)用在車(chē)機(jī)上，有利于國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廠商切入 汽車(chē)領(lǐng)域，快速建立起車(chē)載軟件生態(tài)。
Android 的缺點(diǎn)主要有：1）安全性、穩(wěn)定性差， 系統(tǒng)漏洞帶來(lái)較高風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)維護(hù)成本高；2）過(guò)度依賴(lài)于 Google。Android 憑借國(guó)內(nèi)豐富的應(yīng)用生態(tài)切入汽車(chē) IVI 系統(tǒng)。雖然安全性、穩(wěn)定性不足， 但由于車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)對(duì)安全性要求相對(duì)較低，Android 仍然憑借其上述優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi) 車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)主流地位。尤其是各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭、自主品牌、造車(chē)新勢(shì)力 紛紛基于 Android 進(jìn)行定制化改造，推出了自己的汽車(chē)操作系統(tǒng)，如阿里 AliOS、百度 小度車(chē)載 OS、比亞迪 DiLink、蔚來(lái) NIO OS、小鵬 Xmart OS 等。
3.4. WinCE：逐步推出市場(chǎng)
WinCE 是微軟 1996 年發(fā)布的嵌入式操作系統(tǒng)，主要應(yīng)用于車(chē)載主機(jī)、車(chē)載導(dǎo)航和 車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)。但是隨著 Linux 和 Android 的沖擊，現(xiàn)階段開(kāi)發(fā)者和應(yīng)用者已非常少了， 微軟計(jì)劃于 2021 年 3 月終止對(duì)其服務(wù)，將逐步退出汽車(chē)操作系統(tǒng)市場(chǎng)。
4
車(chē)企&互聯(lián)網(wǎng)&科技齊發(fā)布操作系統(tǒng)
4.1. 特斯拉率先打造 OS，樹(shù)立行業(yè)標(biāo)桿
總結(jié)：特斯拉底層芯片方面 CPU 采用 Intel Atom E3950、FSD 自研 AI 芯片（根據(jù) 算法軟件需求，不斷優(yōu)化底層工具鏈和算子庫(kù)）等芯片；操作系統(tǒng)方面基于底層 Linux 自研；功能軟件方面支持 PyTorch 的深度學(xué)習(xí)編程框架（自研算法，不需要支持所有編 程框架）；自動(dòng)駕駛功能核心算法自研；自建數(shù)據(jù)中心，用戶使用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被收集用 于不斷優(yōu)化算法軟件，形成類(lèi)蘋(píng)果的閉環(huán)開(kāi)發(fā)模式。
特斯拉的操作系統(tǒng) Version 基于 Linux 內(nèi)核深度改造而成。特斯拉系統(tǒng)平臺(tái)采用 Linux4.4 開(kāi)源操作系統(tǒng)，支持 PyTorch 的深度學(xué)習(xí)編程框架，基于 Kafka 開(kāi)源流實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)處理平臺(tái)，可支持信息娛樂(lè)系統(tǒng)（IVI）和駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）等。特斯拉選擇 Linux 一方面由于 Linux 開(kāi)源自由的優(yōu)點(diǎn)，避免受制于操作系統(tǒng)廠商；另一方面則發(fā)揮其內(nèi)核 緊湊高效、可以充分發(fā)揮硬件性能的優(yōu)點(diǎn)，滿足了特斯拉對(duì)汽車(chē)性能的要求。
通過(guò)訪問(wèn)權(quán)限控制，避免操作系統(tǒng)核心區(qū)域免受攻擊。對(duì)于信息安全問(wèn)題，特斯拉 使用了 Linux 系統(tǒng)中的內(nèi)核模塊:安全增強(qiáng)型 Linux（SELinux），通過(guò)“訪問(wèn)權(quán)限控制” 增加了操作系統(tǒng)信息安全性。訪問(wèn)權(quán)限控制，是指了解系統(tǒng)內(nèi)所有的硬件資源、設(shè)備接 口明確允許訪問(wèn)的范圍和硬件接口。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，即為第三方軟件劃分可訪問(wèn)與禁止訪問(wèn) 區(qū)域，最大限度地保證自身安全。通過(guò)訪問(wèn)權(quán)限控制，即便第三方程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)進(jìn)行 了攻擊，特斯拉也可以保證核心區(qū)域不受破壞。
基于 Linux 獨(dú)立開(kāi)發(fā)的 OS，不斷實(shí)現(xiàn) OTA 在線升級(jí)。由于采用開(kāi)源 Linux，特斯 拉可以不再依賴(lài)于軟件供應(yīng)商，而是自己完全掌握堆棧，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即可通過(guò) OTA 進(jìn) 行快速修正與升級(jí)，提升用戶體驗(yàn)。自 2014 年首次在 Model S 上使用 Version 5 以來(lái)， 特斯拉已通過(guò) OTA 技術(shù)對(duì)其操作系統(tǒng)進(jìn)行了多次重大升級(jí)。
4.2. 大眾打造 VW.OS 平臺(tái)，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型
總結(jié)：大眾更加注重功能安全、框架標(biāo)準(zhǔn)化，采用 Linux、QNX、VxWorks 等多個(gè) 底層操作系統(tǒng)打造一體式平臺(tái)，簡(jiǎn)化智能座艙、自動(dòng)駕駛、車(chē)身控制等之間的交互。優(yōu) 點(diǎn)：可充分利用各家供應(yīng)商的已有技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)型。缺點(diǎn)：各家供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)接口、 協(xié)議并不統(tǒng)一，組建的系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，仍高度依賴(lài)供應(yīng)商。大眾更加注重功能安全、框架標(biāo)準(zhǔn)化，采用多個(gè)底層操作系統(tǒng)打造一體式平臺(tái)。
大 眾通過(guò)打造一個(gè)可運(yùn)行多個(gè)底層系統(tǒng)（如 Linux、QNX、VxWorks）的 VW.OS 平臺(tái)，簡(jiǎn) 化座艙和自動(dòng)駕駛的交互技術(shù)。由于各家供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議各不相同，高度依賴(lài) AutoSAR 實(shí)現(xiàn)中間件標(biāo)準(zhǔn)化，因此產(chǎn)生大量龐大繁雜的模塊、組件以支持來(lái)自不同供應(yīng) 商的軟件。此外，大眾將建立 Volkswagen Automotive Cloud 全球?qū)僭品?wù)后臺(tái)，以實(shí) 現(xiàn)傳統(tǒng)大眾汽車(chē)向全新智能軟件產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。
在軟件定義汽車(chē)的大趨勢(shì)下，大眾軟件部門(mén)正經(jīng)歷巨變。2019 年 2 月，大眾成立新 軟件部門(mén)“Digital Car&Service”，致力于智能汽車(chē)云服務(wù)，并任命曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā) 大眾 MEB 平臺(tái)的 Christian Senger 作為部門(mén)負(fù)責(zé)人。2019 年 4 月，大眾加入開(kāi)源操作系 統(tǒng) AGL 聯(lián)盟，以開(kāi)源方式打造通用操作系統(tǒng)。同年 6 月，大眾準(zhǔn)備聯(lián)合 5,000 名數(shù)字專(zhuān) 家組成 Car.Software 部門(mén)，專(zhuān)注于軟件操作系統(tǒng)“VW.OS”研發(fā)，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。大 眾宣稱(chēng) ID.3 將成為首款搭載 VW.OS 的量產(chǎn)車(chē)型，基于自有操作系統(tǒng) VW.OS 的車(chē)型 ID.3，將具備 L3 自動(dòng)駕駛能力，可以在高速公路和城市擁堵路段進(jìn)行自動(dòng)駕駛。且從 2025 年起，大眾旗下所有新車(chē)型均將搭載 VW.OS，并通過(guò)該操作系統(tǒng)連接至大眾汽車(chē) 云平臺(tái)（與微軟合作開(kāi)發(fā)）。
大眾 VW.OS 的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛、客戶和服務(wù)統(tǒng)一的數(shù)字化平臺(tái)。VW.OS 為大眾數(shù) 字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略而生，其存在也有助于大眾數(shù)字化品牌生態(tài)系統(tǒng)的建立。搭載大眾 VW.OS的新車(chē)型將使用系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)底層硬件的資源分配，軟硬件之間的通信交互，共享底層 函數(shù)庫(kù)組件資源，大幅減少代碼量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn) ECU 功能的集成。該生態(tài)系統(tǒng)依托于 一個(gè)基于云技術(shù)，將車(chē)輛、客戶和服務(wù)三者緊密連接的統(tǒng)一數(shù)字化平臺(tái)（ODP，One Digital Platform）。ODP 平臺(tái)有效確保了大眾汽車(chē)的外部合作伙伴以及大眾汽車(chē)服務(wù)，與大眾汽 車(chē) IT 架構(gòu)緊密連接，打通全線合作
4.3. Google 車(chē)載安卓入局，有望復(fù)制手機(jī)安卓之路
Google 先后以車(chē)機(jī)互聯(lián) APP AndroidAuto 和 Android Automotive OS 入局汽車(chē) OS 領(lǐng)域。Google 早在 2014 年就開(kāi)始布局汽車(chē)領(lǐng)域，并于當(dāng)年發(fā)布車(chē)載系統(tǒng) Android Auto （實(shí)際為一款 APP），用戶通過(guò) Android Auto 可將手機(jī)上的消息、通話、媒體、導(dǎo)航等 應(yīng)用程序投射到互聯(lián)的車(chē)機(jī)上，與蘋(píng)果 CarPlay、華為 Hicar 等類(lèi)似。于 2019 年谷歌發(fā) 布 Android Automotive OS，是一款可直接運(yùn)行在汽車(chē) IVI 系統(tǒng)上的開(kāi)源操作系統(tǒng)，用戶 可以通過(guò) Google Play 下載 Google 助手、Google Map 等應(yīng)用在汽車(chē)上運(yùn)行，而無(wú)需使用 Android 手機(jī)。Android Automotive 與手機(jī) Android 類(lèi)似，其源代碼庫(kù)免費(fèi)和開(kāi)源，提供 基本的信息娛樂(lè)功能，主機(jī)廠可通過(guò) Android 的通用框架和 API 來(lái)實(shí)現(xiàn)自己所需的功能。
Android Automative 是在原手機(jī) Android 的系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)商替換為與車(chē)相關(guān)的模 塊。主要包括包括：1）Car App：包括 OEM 和第三方開(kāi)發(fā)的 App；2）Car API 提供給 汽車(chē) App 特有的接口；3）Car Service：系統(tǒng)中與車(chē)相關(guān)的服務(wù)；4）Vehicle Network Service：汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；5）Vehicle HAL：汽車(chē)的硬件抽象層描述。區(qū)別于之前的開(kāi)源安卓系 統(tǒng)，車(chē)載安卓系統(tǒng)的靈活可定制性和可修改編輯性大大降低，其應(yīng)用或許受限。沃爾沃 旗下電動(dòng)車(chē)品牌 Polestar 將成為首輛搭載車(chē)載 Android 系統(tǒng)的車(chē)型。
4.4. 華為鴻蒙面向全領(lǐng)域，打造獨(dú)立第三方平臺(tái)
華為鴻蒙是面向全場(chǎng)景微內(nèi)核的分布式 OS，初衷是為了實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)協(xié)作的能力。鴻蒙是全世界第一個(gè)面向全場(chǎng)景微內(nèi)核的分布式 OS，其開(kāi)發(fā)的初衷是為了提升操作系 統(tǒng)的跨平臺(tái)能力，包括支持全場(chǎng)景、跨多設(shè)備和平臺(tái)以及應(yīng)對(duì)低時(shí)延和高安全性挑戰(zhàn)的 能力。鴻蒙系統(tǒng)具有四大特點(diǎn)：分布架構(gòu)、天生流暢、內(nèi)核安全和生態(tài)共享；有三層架 構(gòu)：第一層是內(nèi)核，第二層是基礎(chǔ)服務(wù)，第三層是程序框架。2019 年鴻蒙 OS 1.0 率先 用于智慧屏產(chǎn)品，計(jì)劃從 2020 年起將逐步用于手機(jī)、平板、汽車(chē)等更多智能設(shè)備中。
鴻蒙自動(dòng)駕駛 OS 微內(nèi)核成為我國(guó)首個(gè)通過(guò) ASIL-D 認(rèn)證的 OS 內(nèi)核。2020 年，華 為自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)內(nèi)核獲得業(yè)界 Safety 領(lǐng)域最高等級(jí)功能安全認(rèn)證（ISO 26262 ASILD），成為我國(guó)首個(gè)獲得 ASIL-D 認(rèn)證的操作系統(tǒng)內(nèi)核；同時(shí)，該內(nèi)核于 2019 年 9 月獲 得 Security 領(lǐng)域高等級(jí)信息安全認(rèn)證（CC EAL 5+），標(biāo)志著該系統(tǒng)內(nèi)核已成為業(yè)界首個(gè) 擁有 Security & Safety 雙高認(rèn)證的商用 OS 內(nèi)核。
根據(jù)華為規(guī)劃，其 E/E 架構(gòu)方案由智能座艙、智能駕駛、整車(chē)控制三個(gè)域組成。CDC 智能座艙平臺(tái)：1）實(shí)現(xiàn)汽車(chē)和手機(jī)在軟硬件、應(yīng)用生態(tài)等實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈共享；2）基 于麒麟芯片構(gòu)建 IVI 模組，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同降低硬件成本；3）基于鴻蒙 OS，實(shí)現(xiàn)華為“1+8” 生態(tài)，實(shí)現(xiàn)跨終端的無(wú)縫互聯(lián)。MDC 智能駕駛平臺(tái)：1）發(fā)揮華為云（八爪魚(yú)云服務(wù)） +AI 優(yōu)勢(shì)，打造車(chē)云協(xié)同的平臺(tái)；2）建立標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，開(kāi)放傳感器生態(tài)；3）支持合作 伙伴開(kāi)發(fā)算法，打造差異化方案算法；4）建立對(duì)接規(guī)范，與主流廠商構(gòu)建執(zhí)行器生態(tài)。VDC 智能電動(dòng)平臺(tái)：面向不同的用戶偏好，創(chuàng)造差異化用戶體驗(yàn)，引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)能源產(chǎn)業(yè)鏈 和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，打造 mPower 多形態(tài)電驅(qū)、高效車(chē)載充電產(chǎn)品。
智能駕駛 MDC 平臺(tái)覆蓋從操作系統(tǒng)到云服務(wù)的開(kāi)放式軟件棧。根據(jù)華為規(guī)劃，建 立的 MDC 系統(tǒng)平臺(tái)將遵循 AutoSAR 規(guī)范，兼容 OpenCV、OpenCL 等第三方算法依賴(lài) 庫(kù)，兼容 POSIX PSE52 API，支持 TensorFlow、Caffe 主流 AI 框架。此外，系統(tǒng)平臺(tái)將 提供豐富的服務(wù)，例如圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理服務(wù)，車(chē)控?cái)?shù)據(jù)解析服務(wù)等，系統(tǒng)內(nèi)核時(shí)延低于 10us，通信時(shí)延低于 1ms。
4.5. 百度 Apollo 深耕多年，靜待開(kāi)花結(jié)果
百度是國(guó)內(nèi)最早布局智能駕駛的領(lǐng)先互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。2013 年百度依托深度學(xué)習(xí)研究 院成立自動(dòng)駕駛研究團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始布局汽車(chē)智能駕駛領(lǐng)域。2017 年，百度首次正式發(fā)布 Apollo 1.0，并于同年發(fā)布基于 Android 定制的對(duì)話式人工智能操作系統(tǒng) DuerOS。2019 年 9 月，百度與一汽合作的 L4 級(jí)量產(chǎn)自動(dòng)駕駛出租車(chē) Robotaxi 車(chē)隊(duì)在長(zhǎng)沙正式落地運(yùn)營(yíng)。在同年 12 月的首屆百度 Apollo 生態(tài)大會(huì)上，推出了 Apollo 5.5 版本，同時(shí)支持點(diǎn) 對(duì)點(diǎn)城市自動(dòng)駕駛，并發(fā)布車(chē)路協(xié)同、智能車(chē)聯(lián)兩大開(kāi)源平臺(tái)。2020 年，百度 Apollo 是 國(guó)內(nèi)唯一上榜的 NR 報(bào)告國(guó)際自動(dòng)駕駛領(lǐng)導(dǎo)者行列的企業(yè)。截至 2019 年 10 月，百度 Apollo開(kāi)放平臺(tái)擁有來(lái)自全球超過(guò)90個(gè)國(guó)家的3.6萬(wàn)+名開(kāi)發(fā)者，170+家生態(tài)合作伙伴， 開(kāi)源了 56 萬(wàn)行代碼。
Apollo 已形成自動(dòng)駕駛、車(chē)路協(xié)同、智能車(chē)聯(lián)等三大開(kāi)放平臺(tái)。在智能車(chē)聯(lián)平臺(tái)方 面，百度推出的解決方案是小度車(chē)載 OS，它是針對(duì)車(chē)機(jī)、導(dǎo)航儀、后視鏡等座艙設(shè)備 打造的定制化智能語(yǔ)音解決方案。自動(dòng)駕駛平臺(tái)方面，百度 Apollo 是一個(gè)開(kāi)源的基于 QNX 內(nèi)核的自動(dòng)駕駛平臺(tái)，旨在向汽車(chē)行業(yè)提供一個(gè)開(kāi)放、完整、安全的軟件平臺(tái)，幫 助他們結(jié)合車(chē)輛和硬件系統(tǒng)，快速搭建一套屬于自己完整的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。百度將開(kāi)發(fā) 環(huán)境感知算法、路徑規(guī)劃算法、車(chē)輛控制算法、車(chē)載操作系統(tǒng)的源代碼，并提供完整的 開(kāi)發(fā)測(cè)試工具，聯(lián)合市場(chǎng)上成熟的傳感器等領(lǐng)域合作伙伴，一同致力于降低無(wú)人車(chē)的研 發(fā)門(mén)檻。百度合作的車(chē)企中，底層 OS 級(jí)的合作品牌有奇瑞星途、長(zhǎng)城以及福特，集成 百度部分服務(wù)和生態(tài)的合作品牌有起亞、吉利、奇瑞、威馬、紅旗等。
4.6. 阿里 AliOS 以座艙切入，搶奪應(yīng)用生態(tài)入口
阿里在移動(dòng)操作系統(tǒng)領(lǐng)域深耕已久。阿里在 2010 年便開(kāi)始布局移動(dòng)端操作系統(tǒng)， 并于 2013 年推出移動(dòng)終端操作系統(tǒng) YunOS。隨著 5G 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，阿里由移 動(dòng)操作系統(tǒng)擴(kuò)展到跟廣泛的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。在智能汽車(chē)方面，于 2015 年 7 月和上汽集團(tuán) 共同出資成立斑馬智行，后來(lái)于 2019 年雙方對(duì)其戰(zhàn)略重組并將合作領(lǐng)域擴(kuò)大至汽車(chē)出 行服務(wù)、自動(dòng)駕駛和汽車(chē)行業(yè)云等領(lǐng)域。目前全球有近百萬(wàn)輛搭載斑馬系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)汽 車(chē)行駛在路上，其中包括榮威、名爵、MAXUS、東風(fēng)雪鐵龍、長(zhǎng)安福特、觀致、寶駿、 斯柯達(dá)等品牌。
AliOS 布局廣泛且定位清晰。不同于百度 Apollo，阿里巴巴將 AliOS 定位為面向多 端的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，并不局限于汽車(chē)市場(chǎng)；而在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域，又將 AliOS 定位 為 IVI 領(lǐng)域（車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)）。其前身 YunOS 以 Linux Kernel 為內(nèi)核，架構(gòu)類(lèi)似于Android。系統(tǒng)搭載了自主設(shè)計(jì)、架構(gòu)、研發(fā)的核心虛擬機(jī)，并增加了云服務(wù)相關(guān)模塊， 提供與安卓 Dalvik 虛擬機(jī)兼容的運(yùn)行環(huán)境。升級(jí)后的 AliOS 秉持開(kāi)源自由的技術(shù)路線， 在戰(zhàn)略重組斑馬后，阿里將 YunOS 整體知識(shí)產(chǎn)權(quán)及業(yè)務(wù)放入斑馬。后者擁有 YunOS 底 層架構(gòu)代碼完整的所有權(quán)和使用權(quán)，并可授權(quán)汽車(chē)品牌或其指定合作伙伴使用。同時(shí)， 斑馬網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步向汽車(chē)全行業(yè)開(kāi)放，結(jié)合 YunOS 操作系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)技術(shù)，讓斑馬 系統(tǒng)走進(jìn)更多汽車(chē)品牌。
4.7. 騰訊車(chē)聯(lián) TAI 入局較晚，座艙生態(tài)優(yōu)勢(shì)明顯
騰訊入局較晚，但軟件生態(tài)優(yōu)勢(shì)明顯。2017 年 11 月，騰訊在全球合作伙伴大會(huì)推 出騰訊車(chē)聯(lián) AI in Car 系統(tǒng)，并于當(dāng)年低在廣汽集團(tuán)發(fā)布的 iSPACE 智聯(lián)電動(dòng)概念車(chē)上實(shí) 現(xiàn)了落地。一年后之后，AI in Car 升級(jí)為騰訊車(chē)聯(lián) TAI 汽車(chē)智能系統(tǒng)。2020 年 6 月， 騰訊智慧出行發(fā)布了 TAI 3.0、全新一代自動(dòng)駕駛虛擬仿真平臺(tái) TAD Sim 2.0，以及汽車(chē) 云數(shù)字營(yíng)銷(xiāo)解決方案、智慧交通解決方案。目前，騰訊車(chē)聯(lián)已先后與寶馬、奧迪、奔馳、 廣汽、長(zhǎng)安、一汽、吉利、東風(fēng)等車(chē)企達(dá)成深度戰(zhàn)略合作，并落地廣汽 GS4、東風(fēng)柳汽 T5 等多款量產(chǎn)車(chē)型。
騰訊生態(tài)優(yōu)勢(shì)明顯。騰訊車(chē)聯(lián)“AI in Car”系統(tǒng)是騰訊專(zhuān)門(mén)為下一代智聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)打 造的車(chē)聯(lián)網(wǎng)解決方案，通過(guò)整合騰訊的安全、內(nèi)容、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等平臺(tái) 能力。AI in Car 的升級(jí)方案騰訊車(chē)聯(lián) TAI（Tencent Auto Intelligence）汽車(chē)智能系統(tǒng)通過(guò) 提供輕量化、生態(tài)化、跨平臺(tái)、跨終端的工具鏈構(gòu)建生態(tài)車(chē)聯(lián)網(wǎng)。具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò) 車(chē)機(jī)、云平臺(tái)、生態(tài)三個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)筑。其中車(chē)機(jī)系統(tǒng)就分為：車(chē)載場(chǎng)景服務(wù)、車(chē)載應(yīng) 用、場(chǎng)景引擎進(jìn)行展開(kāi)，車(chē)載場(chǎng)景服務(wù)是和騰訊小場(chǎng)景進(jìn)行緊密結(jié)合；云平臺(tái)涵蓋了騰 訊車(chē)聯(lián)超級(jí) ID、微信支付平臺(tái)、AI 場(chǎng)景管理平臺(tái)、內(nèi)容管理平臺(tái)、服務(wù)管理平臺(tái)；生 態(tài)即涵蓋 QQ 音樂(lè)、大眾點(diǎn)評(píng)等騰訊的內(nèi)外生態(tài)
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借智能手機(jī)之石，攻智能汽車(chē)之玉
Symbian 未能跟隨智能手機(jī)時(shí)代變革，迅速隕落。Symbian 公司由 Psion 聯(lián)合諾基 亞、愛(ài)立信、摩托羅拉共同組建。早期 Sumbian 系統(tǒng)定位開(kāi)放式平臺(tái)，任意開(kāi)發(fā)者均可 為支持 Symbian 的設(shè)備開(kāi)發(fā)軟件。其推出的白金合作計(jì)劃，同樣吸引了 ARM、德州儀 器、松下、西門(mén)子、三星、聯(lián)想等廠商先后加入，塞班系統(tǒng)聯(lián)盟先后推出 Symbian 系列 OS，廣受用戶好評(píng)，在功能手機(jī)時(shí)代，市占率曾超過(guò) 60%。但隨著智能手機(jī)時(shí)代的來(lái)臨， 專(zhuān)為功能機(jī)開(kāi)發(fā)的 Symbian 操作系統(tǒng)由于開(kāi)發(fā)難度高+后期的塞班簽名系統(tǒng)（安裝程序 需要證書(shū)簽名，即開(kāi)發(fā)者需要向塞班付費(fèi)購(gòu)買(mǎi)），導(dǎo)致開(kāi)發(fā)者生態(tài)大幅減少+摩托羅拉和 Psion 先后退出聯(lián)盟等因素，Symbian 不能適應(yīng)時(shí)代變革，僅 5 年時(shí)間，市占率便從 2007 年的近 60%迅速下降到 2012 年的不足 2%。
IOS 采用閉環(huán)開(kāi)發(fā)模式（芯片-操作系統(tǒng)-手機(jī)），隨著 2007 年第一代 iphone 發(fā)布 后，市占率快速提升并達(dá)到穩(wěn)定。Android 憑借開(kāi)源第三方模式，于 2008 年發(fā)布 Android 1.0 后市占率迅速提升并反超 IOS。
5.1. 開(kāi)源路線的代表 Android
Android 是 Google 基于 Linux 開(kāi)發(fā)的開(kāi)源 OS，由開(kāi)源 AOSP 和閉源 GMS 兩部分 組成。Android 由 Google 公司和開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開(kāi)發(fā)，是一種基于 Linux 內(nèi)核的自 由及開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)。Android 憑借其開(kāi)源、兼容性強(qiáng)、應(yīng)用生態(tài)豐富等優(yōu)點(diǎn)占 據(jù)了移動(dòng)設(shè)備 OS 大部分市場(chǎng)份額。據(jù) IDC 預(yù)計(jì)，2019 年 Android 手機(jī)市場(chǎng)占有率將達(dá) 到 87%。Android 由開(kāi)源 AOSP（又稱(chēng)安卓開(kāi)放源碼計(jì)劃）和閉源 GMS（谷歌移動(dòng)服務(wù) 組件）兩部分組成。其他廠商可以自由免費(fèi)使用、修改 AOSP，在此基礎(chǔ)上根據(jù)自己的需要進(jìn)行定制化改造。GMS 包含了谷歌的應(yīng)用商店、搜索引擎、瀏覽器、地圖、郵箱、 語(yǔ)音服務(wù)等關(guān)鍵服務(wù)，整個(gè)套件的源碼不對(duì)外開(kāi)放。
海外市場(chǎng)對(duì) GMS 依賴(lài)度極高，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)則恰好相反。在海外市場(chǎng)，如果沒(méi)有谷歌 GMS 的支持，大部分的 APP 都無(wú)法運(yùn)行，更無(wú)法使用谷歌開(kāi)發(fā)的 Google Play 應(yīng)用商 店、Google 搜索引擎、Chrome 瀏覽器、Google Earth 地圖、Gmail 郵箱等應(yīng)用。而在國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)，情況則完全不一樣。由于國(guó)內(nèi)無(wú)法使用谷歌的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商通常對(duì) 原生 Android 系統(tǒng)進(jìn)行定制，以 AOSP 為基礎(chǔ)，刪掉多余的 GMS 組件，對(duì) UI 進(jìn)行優(yōu) 化，提供更符合國(guó)人使用習(xí)慣的功能，完善軟件服務(wù)，推廣自身品牌。例如小米 MIUI、 華為 EMUI、OPPO ColorOS 等。它們本質(zhì)上只是基于 Android 的 UI 或 ROM 改造。UI 即用戶界面（User Inerface），是指對(duì)軟件的人機(jī)交互、操作邏輯、界面美觀的整體設(shè)計(jì)。ROM 是指手機(jī)系統(tǒng)固件，固件即固化的軟件，即寫(xiě)入到 Flash-ROM 中的系統(tǒng)程序。
總結(jié)而言，Android 成功的主要原因有以下四點(diǎn)：
1）開(kāi)源、自由的策略形成了豐富的軟件生態(tài)。Android 開(kāi)放源代碼，手機(jī)廠商可根 據(jù)需求對(duì) Android 進(jìn)行個(gè)性化改造。谷歌利用典型的互聯(lián)網(wǎng)思維，即利用免費(fèi)且開(kāi)放的 服務(wù)，吸引大量的第三方開(kāi)發(fā)者為其開(kāi)發(fā) APP，構(gòu)建完善的軟件生態(tài)，利用龐大的流量 獲得廣告收入。這形成了一個(gè)良性循環(huán)：開(kāi)源-開(kāi)發(fā)者眾多-應(yīng)用軟件選擇多-用戶體驗(yàn)優(yōu) 秀-用戶眾多-開(kāi)發(fā)者眾多。
2）軟件研發(fā)能力強(qiáng)+部分軟件捆綁策略增強(qiáng)用戶粘性。谷歌憑借自身強(qiáng)大的軟件開(kāi) 發(fā)能力，開(kāi)發(fā)出大量?jī)?yōu)秀的 APP 軟件，如應(yīng)用商店、搜索引擎、地圖、郵箱等。Google 還通過(guò)將這些基礎(chǔ)應(yīng)用 APP 與 Android 系統(tǒng)捆綁的方式進(jìn)一步增強(qiáng)用戶粘性，此外大部 分應(yīng)用仍開(kāi)放給第三方企業(yè)提供。
3）中立的第三方，ARM+Android 巨頭聯(lián)盟引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。Google 足夠獨(dú)立，且 谷歌與 ARM 的深度合作，使得 Android 系統(tǒng)與 ARM 架構(gòu)處理器高度優(yōu)化，通過(guò)硬件 開(kāi)放和軟件開(kāi)源的策略構(gòu)建統(tǒng)一的 CPU 指令集和 OS 內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)盟，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
4）形成了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口，使軟硬件移植性較強(qiáng)。
當(dāng)然，開(kāi)源是一把雙刃劍。Android 在開(kāi)放更多權(quán)限給第三方開(kāi)發(fā)者的同時(shí)，也留 下了諸多安全漏洞，導(dǎo)致系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性相對(duì)較差。
5.2. 一體式閉環(huán)模式的代表 iOS
蘋(píng)果 iOS 采用芯片-操作系統(tǒng)-手機(jī)一體式的模式，其中操作系統(tǒng)采用非開(kāi)源路線。iOS 只用于蘋(píng)果自己的產(chǎn)品中，有限授權(quán)第三方廠商使用，用于軟件開(kāi)發(fā)。蘋(píng)果一直貫 徹其軟硬件結(jié)合的理念，堅(jiān)持自研軟件以發(fā)揮硬件的最佳性能，來(lái)達(dá)到最佳的用戶體驗(yàn)。
總結(jié)起來(lái)，iOS 的成功主要?dú)w功于以下幾點(diǎn)：
1）安全性、穩(wěn)定性更優(yōu)。蘋(píng)果堅(jiān)持嚴(yán)格的管理體系，Apple Store 有完善的開(kāi)發(fā)者 認(rèn)證和應(yīng)用軟件審查機(jī)制，可以有效阻止系統(tǒng)漏洞、惡意插件和病毒；對(duì)涉及用戶短信、 地址、語(yǔ)音等隱私信息的權(quán)限嚴(yán)格管理；限制用戶只能從 Apple Store 下載 APP；特有 的沙盒機(jī)制可以保護(hù)用戶數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同程序之間的隔離。非開(kāi)源的策略使得 iOS 可以 穩(wěn)定運(yùn)行，注重用戶隱私的保護(hù)。
2）堅(jiān)持軟硬件結(jié)合的閉環(huán)一體式路線，重視系統(tǒng)流暢性和用戶體驗(yàn)。iOS 不考慮移 植性，因此不需要運(yùn)行在虛擬機(jī)上，且采用了執(zhí)行效率極高的 Objective-C 語(yǔ)言，代碼執(zhí) 行效率遠(yuǎn)高于 Android；iOS 專(zhuān)注于自家硬件平臺(tái)對(duì) APP 進(jìn)行優(yōu)化，而不需要像 Android 系統(tǒng)下需要保證 APP 在不同機(jī)型、系統(tǒng)版本下流暢運(yùn)行；iOS 不允許應(yīng)用程序在后臺(tái)運(yùn) 行，對(duì) CPU 和內(nèi)存占用小，保證系統(tǒng)流暢運(yùn)行；不同于 Android 中數(shù)據(jù)處理指令權(quán)限最 高，iOS 將 UI 指令權(quán)限提到最高優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先保證人機(jī)交互的系統(tǒng)流暢性。
5.3. 智能汽車(chē) OS 的發(fā)展啟示
傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈或通過(guò)類(lèi) Android 模式構(gòu)建基礎(chǔ)平臺(tái)，通過(guò) Tier 1 打造專(zhuān)屬平臺(tái)。由于汽車(chē)的銷(xiāo)量和置換率都較低，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)一款全新 OS 內(nèi)核（狹義操作系統(tǒng)）成本過(guò) 高，生態(tài)也難以打造。在座艙 OS 方面，大多數(shù)車(chē)企、Tier 1 選擇在開(kāi)源底層 OS（安卓 /Linux）的基礎(chǔ)上打造專(zhuān)屬操作系統(tǒng)（ROM 型），迅速建立起豐富的軟件生態(tài)，國(guó)內(nèi)互 聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將憑借自身的應(yīng)用生態(tài)快速切入到汽車(chē)領(lǐng)域，構(gòu)建龐大的生態(tài)體系。在自動(dòng)駕 駛 OS 方面，考慮到汽車(chē)安全性和穩(wěn)定性要求較高，車(chē)企、Tier 1 會(huì)選擇更基礎(chǔ)的 OS （Linux/QNX）構(gòu)建自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)平臺(tái)，再由 Tier 1 根據(jù)個(gè)性化需求定制差異化產(chǎn)品。
類(lèi)蘋(píng)果一體式閉環(huán)技術(shù)路線在自動(dòng)駕駛發(fā)展初期內(nèi)優(yōu)勢(shì)明顯，壁壘較高。特斯拉類(lèi) 似蘋(píng)果的研發(fā)模式，芯片-操作系統(tǒng)-手機(jī)一體式閉環(huán)研發(fā)，在自動(dòng)駕駛發(fā)展初期，優(yōu)勢(shì) 明顯。我們認(rèn)為在短期內(nèi)特斯拉在自動(dòng)駕駛方面，較傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢(shì)仍將擴(kuò)大。傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)打通 AI 芯片-操作系統(tǒng)-中間件-核心算法-數(shù)據(jù)幾個(gè)核心技術(shù)閉環(huán)。
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