“电动化是上半场，智能化是下半场”。这是如今汽车行业流传甚广的金句之一。
2022年1-8月，我国新能源汽车产销分别完成397万辆和386万辆，同比分别增长1.2倍和1.1倍。截至目前，我国累计推广新能源汽车数量从2012年底的2万辆攀升至1227万辆，产销量连续7年位居全球第一。
从蹒跚起步，到累计推广突破千万辆大关，经过十余年布局与抢跑，我国汽车产业在电动化的上半场竞赛中已经取得领先优势。当电动化不再是车企的转型壁垒，软件就成为汽车之魂。摩根斯坦利预测，未来，汽车60%的价值都将来自软件，不断迭代的软件将赋予汽车更加持续的生命力。智能汽车操作系统作为智能网联汽车的“大脑”，亟待进一步发展。更迫在眉睫的是，对于我国智能网联汽车产业而言，这一窗口期或许只有3-5年。
数据来源：中国汽车工业协会
“兵家必争之地”
智能汽车操作系统需要表现出高实时性、高可靠性和高安全性。万物互联时代，ICT企业和传统车企，都对汽车操作系统这一“兵家必争之地”展开角逐。
在全栈自研之路上一路狂奔的是“车界苹果”特斯拉。操作系统基于底层Linux自研；功能软件方面支持PyTorch深度学习编程框架；自动驾驶功能核心算法自研并自建数据中心……现在特斯拉已经形成了类似苹果的闭环模式，在智能汽车操作系统领域展现出较强颠覆力。
不愿只做“躯壳”的传统车企，如今也在逐步掌控自己的“灵魂”。今年5月4日，大众汽车集团旗下软件公司CARIAD牵手高通，为CARIAD软件平台提供系统级芯片（SoC），旨在实现辅助驾驶和最高达L4级别的自动驾驶功能。此前，大众还自主研发了VW.OS操作系统和Volkswagen Automotive Cloud，不断发力软件研发。
智能汽车时代，群雄逐鹿。其他国外车企中，梅赛德斯奔驰已与英伟达签署软硬件方面合作协议，预计于2024年发布自研MB.OS汽车操作系统；今年以来，宝马进一步加深与高通的合作，在L2级别先进驾驶辅助系统、L3级别高级自动驾驶功能等方面协同创新，精心设计跨NCAP（新车评价规范）、L2和L3级别的最佳自动驾驶功能；丰田将于2025年推出自研的Arene操作系统。
国内车企近年来也都纷纷推出自研车载操作系统。比如，蔚来推出NOMI；小鹏发布Xmart OS；上汽推出Venus；比亚迪有DiLink；吉利有GKUI；长城推出自研座舱操作系统GC-OS。
国外ICT企业推出的两大汽车操作系统竞争激烈。苹果公司基于QNX开发出CarPlay，IOS产品的生态强且用户粘性大，目前已有多家汽车厂商将加入Apple CarPlay车载系统联盟。不落下风的谷歌则拥有Android Auto，该系统可与移动端实现互联互通，借助高兼容性和海量数据积累提供个性化精准服务，吸引通用、本田和奥迪等车企加入OAA联盟，共同开发基于安卓的汽车操作系统。
国内ICT及软件企业在汽车操作系统领域的成果同样百花齐放。华为针对汽车发布鸿蒙座舱操作系统、智能驾驶操作系统和智能车控操作系统，通过手机实现与汽车的连接；百度布局包括智能座舱、自动驾驶、智能技术、地图在内的全系智能汽车解决方案；腾讯以云、图、AI的数字底座为核心，在智慧出行领域推出了“车云一体化战略”；阿里联合上汽成立斑马智行，携手打造智能网联系统、智能座舱系统和整车智能系统；中国电科旗下普华基础软件以汽车开放系统架构为基础，专注车用基础软件及工具链的研发与应用，推出普华灵智车控操作系统平台、普华灵思智能驾驶基础软件平台；东软睿驰推出支持软件先行的软件开发平台——NeuSAR DS（Domain System）。
“软件定义”进入深水区
智能汽车操作系统的开发离不开中间件、工具链等基础软件。2015年前后，汽车行业开始出现软件定义汽车的讨论。依据Gartner技术成熟度曲线，如今软件定义汽车的实践已经进入深水区。
东软睿驰汽车技术（上海）有限公司总经理曹斌表示，目前，“软件定义汽车”真正落地的过程还面临技术复杂度、组织体系、开发模式、开发周期等多维度挑战，车企在开发过程中需跨部件研发，甚至在不同的架构下能够复用、迁移已开发的应用软件，这需要行业在传统V字型开发流程之下，提炼更灵活敏捷、继承创新的开发方法学。
在曹斌看来，“软件先行”是一种相对谨慎的方法学创新。通过对硬件和E/E架构的抽象，使应用软件先行开发，实现上层应用的独立迭代，硬件可灵活的升级和替换，从而助力产品更快速、无缝导入量产。他认为，这需要稳固的中间层软件架构做好“承上启下”支撑，同时，完善的开发与调试工具也将加速智能化创新，为汽车软件生态繁荣发展发挥作用。
综观全行业，生态竞争是产业竞争的最高形态，构建生态优势是产业竞争的制高点。目前国内车企的车载操作系统，即智能座舱系统大多基于安卓系统开发，而车控系统、自动驾驶系统则大多在QNX、Linux两套系统基础上，做深度定制化开发。在自动驾驶对安全和实时性比较高的领域，QNX通常会成为首选。涉及动力、底盘、自动驾驶、车身控制等整车范围智能化的领域，还缺少像驾舱中的安卓系统那样成熟且稳定的开发框架、开发方法和生态体系。
普华基础软件股份有限公司副总经理张晓先对记者表示，目前国产智能操作系统的核心难点是基础共性技术突破难，对国外的依赖还比较强。具体来说，就是缺少能满足车用实时和安全要求的自主内核，严重依赖国外商用或开源的内核。相比之下，国外在基础共性技术上有一定的先发优势，包括内核、中间件、工具链等，从标准到实现已经发展了几十年。“国内在通用操作系统领域，基于Linux根技术发展出的国产通用操作系统，已经相对成熟。中国车用基础软件需要解决的是底层Hypervisor以及安全操作系统的内核选择。”张晓先说，如果要发展国内的自动驾驶底层操作系统，最好能形成具有自主可控的底层Hypervisor的安全操作系统。
汽车操作系统实现技术突破不意味着全部从零做起。广汽研究院自动驾驶软件架构高级主任工程师王勃认为，操作系统不只是一个技术问题，它需要的是营造生态。业界对开源要保持开放和接受的态度，完全脱离Linux等系统另建生态是一件非常难的事情，会让用户迁移成本过高。但在底层操作系统方面，国内可以打造自己的中间件，形成自己的解决方案。
与芯片适配最关键
如果把整个汽车操作系统生态比作一片沃土，那么这片沃土的欣欣向荣离不开各要素的相互滋养。在功能产品向智能产品转换的过程中，操作系统与芯片的适配是一个关键环节。比如，计算机时代，微软Windows操作系统和英特尔组成了“温特尔”(Wintel)联盟；手机时代，安卓和Arm组成联盟，铸就移动生态基石平台。如今到了软件定义汽车时代，智能网联汽车需要通过软硬件协同实现优势互补、合作双赢。
事实上，过去20年，从AUTOSAR建立开始，产业界一直在致力于解决解耦的问题。现在或是将来，基础软件将面对一个新问题，那就是如何解决软件灵活配置和动态部署。张晓先表示，基础软件要解决的是如何在高性能芯片上最大限度地发挥AI算法的威力，以及如何在车路云协同应用场景落地。这不仅需要考虑到车之外的场景，还要注重驾驶员体验。在此背景下，软件架构、方法论和工具方面都会面临很大不同。
“在芯片行业整体处于探索起步期，国家要鼓励本土操作系统、本土中间件与芯片的紧密适配，实现本土操作系统与芯片的融合发展，同时还要避免出现类似通用操作系统领域的适配爆炸问题。”张晓先对记者表示，软硬件协同发展，从可用到好用，需要在不断的应用中迭代升级。只有操作系统与更多高性能的芯片适配，应用于更多车企，才能取得技术和市场领先优势。从行业竞争来看，汽车芯片业内领先企业主要为国外公司，国内的汽车芯片竞争力较弱，自主产业规模仅占全球的5%以内。在此背景之下，国产车用操作系统的发展必须解决好自主发展与开放协同的关系，不仅要和本土芯片、本土汽车紧密合作，也要与国外芯片、跨国车企合作。基于此，本土汽车操作系统要积极走出去，与国外芯片适配，在跨国车企应用，在技术研发、应用验证等方面与新的技术交互融合。
在东软睿驰方面看来，“软件定义汽车”的时代，软件与硬件之间的关系将比过去复杂得多，在软硬协同的合作模式中，无论是底层硬件架构，还是具体的每个硬件，例如域控制器内来自不同厂商的芯片，其差异性都应该在软件各层中被彻底抽象化，行业对于整车架构、软件分层和接口规范等形成基本统一的共识，尤其是本土基础软件将发挥“承上启下、继往开来”的作用，积极践行“软件先行”的创新开发模式，形成生态与行业共识。
站在汽车产业结构升级的重大时期，以腾讯为代表的国内ICT企业将坚持做好数字化助手角色。腾讯智慧出行副总裁钟学丹对记者表示，一方面，腾讯将持续夯实云底座能力。另一方面，在智能汽车云作为核心底座的基础上，腾讯将发挥生态连接能力，向上连接起汽车产业链研发-生产-销售-服务等核心场景，实现车云一体化的数据驱动、场景闭环。还将面向汽车行业各环节的特殊需求进行专有化定制开发。
未来，随着汽车上越来越多的开发任务将被转移到数字化虚拟空间进行，芯片、软件、数据将成为智能汽车的心脏。王勃对记者表示，汽车操作系统的关键点便是虚拟化。未来大算力时代，在集中化硬件资源上需要各种虚拟化操作系统，以便进行功能和资源的隔离。
“这样做的好处有很多，例如不会因为某一个系统的不稳定导致整个生态崩坏，所以站在功能和安全的角度上，我们需要一个虚拟化的系统，来对接上层各类应用。”王勃对记者说。
作者丨张依依
编辑丨邱江勇
美编丨马利亚
监制丨连晓东
