孤儿寡母生存记随着汽车智能化、网联化的提速,主机厂开始加速布局汽车电子电气架构转型,中国汽车基础软件市场正迎来发展窗口。此前,车载基础软件的发展主要以国外企业为主导,形成较稳定的市场格局。2022年以来,本土车载基础软件开始加速量产上车,开启技术验证,其中的车载操作系统、中间件等市场应用也进入百花齐放时期,中国汽车终端市场需求的迸发下,本土基础软件企业迎来了发展机遇。
主机厂开始陆续停止燃油车的销售,意味着传统燃油汽车将正式被智能电动汽车取代。随着整车功能越来越复杂,汽车软件代码量与复杂度在快速增长,预计到2025年, 汽车软件代码量将达到5亿行,汽车产品属性、商业模式与增量零部件正在被颠覆,软件定义汽车时代已至。
从产品属性角度来看,智能电动汽车将变为移动智能平台,为乘客提供多样化的服务与使用体验。从商业模式角度来看,主机厂将一改过往硬件交易的模式,以用户使用价值为核心,打造软件收费模式。从增量零部件来看,三电系统、智能驾驶、智能座舱将成为未来汽车品牌差异化的核心,汽车产业链开始重塑。
据乘联会数据统计,从2020年至2022年一月,中国乘用车新四化指数均呈现上涨趋势。其中,电动化指数上扬趋势明显,相比之下,得益于国内芯片供应部分得到缓解,智能化指数与网联化指数在2021年末呈现微升,亿欧智库预测未来随着中国智能电动汽车的快速推广与普及,智能化指数与网联化指数的提升也是必然趋势。
中国智能电动汽车的发展受到政策、技术、市场的影响驱动。国家正持续出台推动汽车智能化、网联化的相关政策,为市场健康发展提供顶层规划;随着动力电池技术、 基础设施建设与自动驾驶技术的成熟与完善,智能电动汽车渗透率有望进一步提升;用户数据开始成为主机厂核心生产资料,闭环驱动汽车智能化全面升级。
智能化趋势下,传统分布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,使开发人员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。
软硬件解耦趋势下,汽车计算平台正从“信号导向”向“服务导向(SOA)”转变,基础硬件与嵌入式软件的传统强耦合关系被打破,底层软件与上层应用开始呈现标准化、相互独立、松耦合的特点,意味着软件工程师在修改或新增某一软件功能时,只需对上层服务组件进行代码编写,无需进行底层软件重复开发,提高了效率。
智能汽车SOA软件架构从上而下分别为应用软件、功能软件、中间件、底层操作系统(狭义操作系统)、车载芯片软件(BSP)、虚拟机(Hypervisor)与芯片,其中功能软件、中间件、底层操作系统、车载芯片软件与虚拟机组成广义操作系统,也是下文中讨论的基础软件。
基础软件用于实现汽车系统软硬件解耦,为后续汽车系统服务提供可复用、稳定的软件支撑,其架构与性能直接影响上层应用的开发效率和质量,帮助实现上层软件的多功能应用与创新发展,带动汽车技术的革新与产品差异化发展,成为智能汽车产业发展的关键一环。
根据软件架构划分,汽车基础软件关键软件模块包括操作系统 、中间件、虚拟机(Hypervisor)与车载芯片软件(BSP),其中操作系统包括底层操作系统与广义操作系统,广义操作系统基于底层操作系统开发,在智能电动汽车中按域划分为智能座舱操作系统、自动驾驶操作系统与车控操作系统。
基础软件在汽车中起到具备可维护性、功能与信息安全、故障隔离与可升级性的作用,提高整车开发的效率,为上层多元的应用软件开发提供通用化平台,成为“软件定义汽车”中不可或缺的中坚力量。
近两年来,政府通过一系列政策,持续出台智能网联汽车、信息安全、功能安全等模块的政策布局,明确汽车软件在整车中核心零部件的地位,指导电子电气架构和系统软件相关标准体系建设,保障智能网联相关应用软件的测试认证。
国家层面政策覆盖于智能网联汽车的网络与信息安全,为基础软件发展的网络信息安全做出指导意见,对基础软件行业技术标准建立起到推动作用,技术标准的统一仍依赖于行业协会与企业的共同推动。
软件定义汽车成为产业共识,各大主机厂为提升自己的软件竞争力,纷纷开始布局电子电气架构转型规划,向域集中式E/E架构、整车集中式E/E架构转变。以主流传统主机厂与新势力为代表的部分主机厂在2021年已实现域集中式E/E架构,整车集中式E/E架构也成为大家的五年规划,软硬件架构升级提速。
集中式电子电气架构下,主机厂的开发方式正从传统的软硬件集成开发向软硬件解耦的单独开发转变,使得硬件趋于标准化,软件逐步实现全栈化与完整化控制。这一趋势颠覆传统汽车的链条式供应模式,为基础软件企业带来新型开发与商业模式。
中国智能电动汽车目前处于发展起步阶段,随着政策、技术与市场的驱动,在未来几年内有望迎来高速增长。2019年中国智能电动汽车销量为17万辆,亿欧智库预测到2025年,中国智能电动汽车销量将达到838.2万辆,实现91%的复合增长率,拉动汽车基础软件的市场需求释放。
中国汽车市场已进入稳定发展状态,2022年预计实现46.2亿元的市场规模,存在424.2亿元的潜在经济效益。未来规模化应用下,基础软件单车成本有望下探,但随着应用功能复杂度增加,基础软件单车使用量会有所提升,因此未来随着整车销量上涨,2025年汽车基础软件市场规模将达到142.5亿元。
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