2022中国智能电动汽车基础软件研究报告.pdf

“CHINA INTELLIGENCE ELECTRICAL VEHICLE”SERIES REPORT2022中国智能电动汽车基础软件研究报告亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)2前言u汽车基础软件是用于实现汽车系统软硬件解耦，提供汽车系统服务但与用户应用功能无关的一系列支撑软件集合，是一个开发汽车控制及应用功能的完整嵌入式软件平台，其中包括操作系统、中间件、Hypervisor与车载芯片软件。u汽车基础软件作为汽车软件的核心要素，是实现整车电子电气架构的重要基础，是汽车电子的重要构成，其架构与性能直接影响上层应用的开发效率和质量，实现上层软件的多功能应用与创新发展。u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。u汽车基础软件是实现汽车智能化与差异化竞争的底层关键要素。亿欧智库作为长期关注汽车领域的研究机构，为了进一步深度洞察中国智能电动汽车领域发展现状与其细分模块下的技术原理、市场表现以及竞争格局等问题，特此推出“2022中国智能电动汽车系列研究”报告。u2022中国智能电动汽车基础软件研究报告聚焦于中国智能电动汽车基础软件市场，将对中国智能电动汽车基础软件的技术原理、市场现状、标杆企业等进行全方面的拆解分析，并对当前主流供应商与主机厂的产品进行多维度研究与解读，使行业内外人士可以更直观的了解当下中国汽车基础软件的发展进程与市场动态。亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)1.中国智能电动汽车基础软件发展背景研究2.中国智能电动汽车基础软件发展现状研究3.中国智能电动汽车基础软件企业竞争格局分析4.中国智能电动汽车基础软件发展趋势洞察1.1 中国智能电动汽车发展现状1.2 汽车基础软件发展意义1.3 汽车基础软件发展驱动因素2.1 汽车基础软件市场规模2.2 车载操作系统技术应用现状2.3 车载中间件技术应用现状2.4 车载虚拟化技术应用现状2.5 车载BSP技术应用现状2.6 汽车基础软件产业图谱3.1 汽车基础软件竞争力评价要素3.2 标杆企业竞争力分析3.3 汽车基础软件竞争格局4.1 技术发展趋势4.2 产业发展趋势4.3 生态发展趋势4.4 本土化发展趋势目录CONTENTS亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)中国智能电动汽车基础软件发展背景研究1.1 中国智能电动汽车发展现状1.2 汽车基础软件发展意义1.3 汽车基础软件发展驱动因素亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)51.1 软件定义汽车进程已启，智能电动汽车带动产业链转型u 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。u 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。资料来源：公开资料整理、亿欧智库2005年2010年2015年2020年2025年汽车平均代码量传统燃油汽车智能电动汽车出行代步工具属性为乘客提供娱乐、工作、社交等多方面的丰富服务，带来更高效、舒适、个性化的使用体验移动智能平台产品交易价值，出售硬件盈利，产品售出后主机厂难以再通过其他方式获利用户使用价值，硬件成为入口，软件为付费服务u“电池、电机、电控”三电系统取代传统动力系统u 以计算平台和电子电气架构为代表的科技硬件成为汽车产品力基石u 以智能驾驶、智能座舱为代表的软件生态打造汽车品牌差异化供应链体系相对封闭，机械性能主导，以发动机、底盘、变速箱为代表的核心零部件直接影响燃油车的竞争力产品属性商业模式增量零部件5亿行亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)61.1“政策、技术、市场”三者驱动下，智能电动汽车前景向好u 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。u 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。9月-2111月-211月-221月-217月-219月-202001030603月-201月-207月-2011月-203月-215月-2050405月-21网联化指数电动化指数智能化指数亿欧智库：2020-2021年中国乘用车新四化指数（智能化、网联化、电动化）注：智能化指数、网联化指数与电动化指数分别反映国产乘用车市场当月符合智能化、网联化、电动化标准的车型的市场表现。能量密度大幅提升循环寿命显著延长成本大幅下降充换电加速布局智慧道路逐步建设5G新基建加速完善政策驱动ADAS装车量产智能座舱技术提速通讯技术标准建立技术驱动市场驱动动力电池技术基础设施建设自动驾驶技术市场用户数据塑造品牌力OTA升级数据作为生产资料，通过技术迭代与软件升级，给用户新体验。以用户需求为核心，通过用户数据分析建立品牌与用户间的信任关系，奠定用户流量。资料来源：乘联会、公开资料整理、亿欧智库部委时间政策工信部2021.11人工智能芯片面向云侧/边缘侧/端侧的深度学习芯片测试指标与测试方法工信部2021.11“十四五”软件和信息技术服务业发展规划工信部2021.11“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划工信部2021.62021年汽车标准化工作要点工信部2021.32021年工业和信息化标准工作要点国务院2020.2关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)71.2 智能化需求带动汽车软硬件解耦，SOA软件架构实现软件复用u 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。u 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。资料来源：公开资料整理、亿欧智库单个ECU仅对汽车局部功能进行控制，各控制模块间算力隔离，运算资源复用性低基础硬件与嵌入式软件呈现强耦合关系，底层软件与上层应用“高度捆绑”域控制器方案弱化了底层ECU的运算能力，集成更多功能有利于实现底层资源的标准化、通用化，降低软硬件间的耦合度n 软件架构：软硬件分层解耦，计算平台实现从“信号导向”到“服务导向”的转变。分布式E/E架构整车集中式E/E架构车云计算中央计算平台IVI传感器执行器动力动力底盘车身IVI中央计算平台左前右前左后右后ECU域控制器区控制器中央计算平台中央网关传感器与执行器（跨）域集中式E/E架构n 硬件架构：汽车电子电气架构正由分布式向域集中式演变，域控制器成为主要的计算与调度单元，推动软硬件解耦。传统软件架构（面向信号）软件组件运行环境层软件组件软件组件基础软件层硬件APP软件APPAPPAPP中间件操作系统硬件SOA软件架构（面向服务）重新编写重新配置重新配置硬件架构软件架构分布式集中式底层软件具备接口标准化、互相独立、松耦合三大特点汽车可在不增加或更换硬件的条件下通过不同的软件配置提供不同应用服务智能化升级需求下，传统通讯网络及软件架构设计中扩展性差、升级与移植成本高新增某项软件应用或服务，需从头建立一个新的基础软件环境面向信号面向服务亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)81.2 基础软件作为汽车软件的核心要素，成为智能汽车产业发展关键u 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。u 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。具备基本功能的OS及应用软件接口支持软件和硬件分离支持汽车应用软件的互换性、重复使用性和跨平台移植性基础算法库Adaptive AUTOSAR/其他中间件应用OS(AGL/Android)RTOS(QNX/VxWORKS)AUTOSAR ClassicBSPBSPMCALHypervisor感知建模多核异构分布架构AI单元-GPU/FPGA/ASCI计算单元-CPU控制单元-MCU虚拟机操作系统中间件功能软件芯片亿欧智库：智能汽车SOA软件架构规划/决策控制网联服务自动驾驶智能座舱应用软件工具链安全体系算法API（中间件）普通API（中间件）为了把上层应用软件和底层芯片解耦，并提供灵活的可扩展性，在上层应用软件和底层芯片之间，一般会采用分层的方法和结构由底层向上逐渐构建系统基础软件。使整车E/E架构由传统的基于ECU的开发转变为基于功能的开发，并在车载网络里实现数据整合、交换、传输等功能。汽车功能开发是通过软件+硬件来实现，软件和硬件间缺少统一接口，因此当同一个功能在匹配不同车型时，硬件会产生差异，软件无法复用，同样的功能应用不同车型时必须重新进行软件的编译，带来重复工作的成本浪费。基础软件成为智能汽车中不可或缺的重要支撑特征芯片驱动资料来源：公开资料整理、亿欧智库定义意义亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)91.2 汽车基础软件的关键技术模块搭建底层软件生态，成为“中坚力量”u 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。u 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。车载芯片软件（BSP）n 车载芯片软件即芯片驱动。对于高性能计算单元来讲，芯片驱动是指BSP（板卡支持包），包含驱动程序、Bootloader、HAL（硬件抽象层）代码等。n 芯片驱动的作用是实现芯片功能，并为车载操作系统提供应用平台，同时具有硬件相关性和操作系统相关性。n 底层操作系统也可称为操作系统内核，指Linux、QNX、VxWorks、OSEK OS等软件运行环境，提供任务管理、进程访问、中断处理、内存管理、文件系统等功能，为满足用户实时性、安全性等需求。n 广义操作系统基于底层操作系统打造，由软件、中间件、底层操作系统、车载芯片软件与虚拟机组成，目前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。操作系统n 虚拟机（Hypervisor）是硬件虚拟化技术，提供的虚拟平台可以支持多种操作系统应用，用于提供一个虚拟机去访问搭载不同车载操作系统的CPU内核。n 智能汽车中的硬件资源和软件资源可以根据终端产品需求的不同，灵活的在各类操作系统中给予分配，从而更好的发挥芯片性能、降低硬件成本。虚拟机（Hypervisor）n 中间件是一类提供系统软件和应用软件之间连接、便于软件各部件之间沟通的软件，应用软件可以借助中间件在不同的技术架构之间共享信息和资源。n 根据功能领域的不同具体可分为通信中间件、数据存储中间件、安全中间件等多种。中间件汽车基础软件关键技术软件组件方便更换安全机制集成于基础软件中间件基础软件隔离不同应用基础软件打通各资源链接可维护性功能与信息安全故障隔离可升级性作用资料来源：公开资料整理、亿欧智库亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)101.3 国家顶层建设持续完善，政策驱动中国基础软件标准的统一建设u 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。u 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。l 总体要求：面向车联网产业安全需求，加强车联网网络安全和数据安全标准工作顶层设计，包括总体与基础共性、终端与设施网络安全、网联通信安全、数据安全、应用服务安全、安全保障与支撑等6个部分。l 相关内容：规范包括汽车网关、电子控制单元、车用安全芯片、车载计算平台等安全标准，规范整车电子电气架构、总线架构、系统架构等安全防护与检测要求。车联网网络安全和数据安全标准体系建设指南l 总体要求：加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理，明确汽车数据安全、网络安全、在线升级等管理要求，指导企业加强能力建设。l 相关内容：规范软件在线升级，明确企业生产具有在线升级功能的汽车产品的，应当建立与汽车产品及升级活动相适应的管理能力，建立汽车网络安全管理制度，并具备保障汽车电子电气系统、组件和功能免受网络威胁的技术措施。关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见l 总体要求：对智能网联汽车技术架构和体系进行全面梳理和修订，智能网联汽车涉及整车零部件、信息通信、智能交通、地图定位等多领域技术，将技术架构划分为“三横两纵”技术架构。l 相关内容：与路线图1.0相比，车辆关键技术部分增加系统设计技术，包含电子电气架构、人机交互、智能计算平台；基础支撑关键技术部分增加人工智能、功能安全和预期功能安全，优化高精地图和定位、标准法规等。智能网联汽车技术路线图2.02020年2021年2022年2020.02：智能汽车创新发展战略2020.02：信息安全技术汽车电子系统网络安全指南2020.03：汽车驾驶自动化分级推荐性国家标准2020.04：2020年智能网联汽车标准化工作要点2020.11：智能网联汽车技术路线图2.02020.12：新能源汽车产业发展规划(2021-2035)2021:04：信息安全技术网联汽车采集数据的安全要求2021.06：关于开展车联网身份认证和安全信任试点工作的通知2021.06：车联网（智能网联汽车）网络安全标准体系建设指南（征求意见稿）2021.08：关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见2021.09：关于加强车联网网络安全和数据安全工作的通知2022.03：车联网网络安全和数据安全标准体系建设指南亿欧智库：2020-2022年中国智能汽车软件相关政策资料来源：公开资料整理、亿欧智库亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)111.3 软件打造主机厂差异化竞争，开发方式转变为基础软件企业带来新机遇u 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。u 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。主机厂2021年2022年2023年2025年分布式电子电气架构逐步过渡到域集成架构，再到中央计算架构（ID.4）集中式电子电气架构GEEP3.x，4个功能域控制器，整合域内功能应用软件自主开发软硬件解耦GEEP4.0，中央计算+跨域整合GEEP5.0，中央大脑架构+智能区域控制浩瀚架构SEA与集中式电子电气架构（GEEA2.0）从部分集中化向域集中化、域融合演进实现GEEA3.0中央计算平台架构，支持整车级OTA已建成V3.0 OTA通道能力，支持娱乐域、车控域等10余个控制域的OTA迭代升级域架构准中央域架构中央域架构E3.0具备四大域控制器，动力域控制系统，以及自研BYDOS分别为智能域控制系统、左车身域控制系统、右控制域系统千兆以太网络+高性能电控单元中央算力平台，实现中心计算化以中央网关模组为核心，连接自动驾驶、智能座舱两大域控制器，与车身控制单元、整车域控制器、电池管理系统等控制相关ECU亿欧智库：部分主机厂电子电气架构转型规划ECU1应用程序基础软件硬件接口核心电路ECU1应用程序基础软件硬件接口核心电路ECU1应用程序基础软件硬件接口核心电路ECU1应用程序通用基础软件整车E/E架构设计通用软硬件入口通用硬件平台新型整车E/E架构设计ECU1应用程序ECU1应用程序新型E/E架构转变软硬件集成开发车型与车型间缺乏联系与传承，车型研发效率低、成本高，不具备OTA升级和进化能力。软硬件在零部件层面解耦，硬件趋于标准化，软件逐步实现全栈化、完整化控制。软硬件解耦的单独开发开发方式转变资料来源：公开资料整理、亿欧智库亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)中国智能电动汽车基础软件发展现状研究2.1 汽车基础软件市场规模2.2 车载操作系统技术应用现状2.3 车载中间件技术应用现状2.4 车载虚拟化技术应用现状2.5 车载BSP技术应用现状2.6 汽车基础软件产业图谱亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)132.1 智能电动汽车需求拉动下，基础软件市场规模迎来高速增长u 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。u 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。亿欧智库：2016-2025年中国汽车与智能电动汽车销量统计及预测（单位：万辆）17.036.9133.3271.5449.9656.9838.22,531.13,048.920192,766.620212024E2025E2022E2,627.520202,963.42023E2,576.92,854.9+91%智能电动汽车中国汽车销量46.276.5111.7142.5435.2424.0424.0424.2408.9392.1375.8470.3446.722.7430.36.3438.1503.82023E2025E2022E201920212.92024E518.3485.32020亿欧智库：2019-2025年中国智能电动汽车基础软件市场规模测算及预测（单位：亿元）19.031.546.058.713.116.813.622.532.841.98.113.519.725.14.0142.576.5111.746.22.92024E2023E2022E6.32025E2019202022.72021亿欧智库：2019-2025年中国智能电动汽车基础软件细分模块市场规模测算及预测（单位：亿元）u 操作系统内核优化车载控制和信息娱乐两个OS的软件授权费用等u 基础软件、中间件CP AUTOSAR、AP AUTOSAR、座舱/自动驾驶/车控中间件等u Hypervisor主流使用方案的入门费、席位费、服务费、授权费到其他开发成本，以及技术支持u 功能模块软件（广义操作系统一部分）资料来源：中汽协、公开资料整理、专家访谈、亿欧智库功能模块软件（广义操作系统）基础软件、中间件Hypervisor操作系统内核优化市场规模潜在经济效益亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)142.2 域操作系统开始形成，底层操作系统成软件定义汽车发展基石u 跨域融合方案下，域操作系统正在逐渐形成，传统操作系统正由独立的多个操作系统向少数/一个操作系统发展。智能汽车操作系统从功能实现角度来看，大致可分为车控操作系统、自动驾驶操作系统与智能座舱操作系统，其中车控操作系统主要用于实现车身底盘控制、动力系统控制，自动驾驶操作系统主要用于实现自动驾驶功能，智能座舱操作系统主要用于实现车载娱乐信息系统功能以及实现HMI相应功能。u 操作系统包括底层操作系统与广义操作系统，底层操作系统目前已形成QNX、Linux为主的稳定市场格局。广义操作系统按照对底层操作系统的改造程度可分为基础操作系统、定制型操作系统与ROM型操作系统。汽车电子控制装置（ECU）发动机电控系统EMS自动变速器控制单元TCU车身电子稳定系统ESP电池管理系统BMS车载电子设备仪表中控抬头显示HUD流媒体后视镜车控操作系统动力域底盘域车身域自动驾驶操作系统智能座舱操作系统座舱域安全行驶性能用户体验实时安全稳定开放兼容生态分布式ECU架构传统汽车电子基础软件智能汽车操作系统操作系统演变过程域集中式E/E架构定制型操作系统硬件虚拟机系统内核标准系统服务汽车服务车辆控制应用程序框架应用程序云服务硬件虚拟机系统内核标准系统服务汽车服务车辆控制应用程序框架应用程序云服务ROM型操作系统汽车底层操作系统，包括所有的底层组件，如系统内核、底层驱动、虚拟机等。在基础型操作系统之上，根据应用目的进行定制化开发，如修改内核、硬件驱动、运行环境、应用程序框架。基于基础型操作系统进行有限的定制化开发，不涉及系统内核更改。一般只修改更新系统自带的应用程序等。基础操作系统硬件虚拟机系统内核标准系统服务汽车服务车辆控制应用程序框架应用程序云服务广义操作系统：按底层改造程度分类底层操作系统底层操作系统指操作系统内核，提供了最为基础的功能，即对内负责协调进程和管理软硬件资源，对外提供接口实现交互，从根本上决定了系统的性能和稳定性，是系统软件层的核心。由于开发难度大且安全性要求最高，市场竞争格局主要以QNX、Linux为主。资料来源：公开资料整理、亿欧智库自动驾驶域亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)152.2 量产应用节点来临，智能座舱操作系统成为主机厂“必争之地”u 智能座舱底层操作系统目前主要由QNX、Linux、Android组成，目前已形成较为稳固的市场格局。其中Linux与Android得益于其开源特性目前广泛应用于车载信息娱乐系统，QNX由于其稳定性与安全性更多的应用于车载仪表盘。u 国内大多数主机厂选择基于基础OS进行智能座舱操作系统自研，掌握自主OTA升级，部分科技企业凭借其软件研发能力与丰富的产品生态选择进行独立操作系统的定制化开发。据亿欧智库预测，中国市场中智能座舱渗透率正呈现快速增长，2022年已正式进入量产应用的关键节点，智能座舱操作系统成为各玩家的“必争之地”。企业操作系统底层OSROM型OS蔚来NIO OSAndriod理想Li OSAndriod小鹏Xmart OSAndriod比亚迪DiLinkAndriod戴姆勒MB.OS QNX博泰车联网擎OSAndriod斑马智行VENUSAliOS百度小度车载OSAndriod定制型OS特斯拉VersionLinux大众VW.OSLinux/QNX华为鸿蒙OSLinux斑马智行AliOSLinuxQNXLinuxAndroid(Linux发行版）WinCE公司黑莓开源谷歌微软特点封闭、兼容性差稳定性和安全性高实时性为微秒级授权费用较高开放、兼容性好稳定性和安全性一般实时性为毫秒级（打开CONFIG_PREEMPT_RT后为微秒级）开发便利，开放稳定性和安全性较弱启动时间偏长实时性好兼容性较差场景仪表盘信息娱乐系统信息娱乐系统已停止更新基础OS通过能力自建，结合自身的产品做定制化、个性化开发，对上层各组成部分和应用进行全面的把控。有助于简化车辆软件开发流程及增加OTA频率，如特斯拉。国内大多数主机厂选择基于基础OS进行有限的定制化开发，不涉及系统内核更改。优势有自身软件研发优势，对系统改造程度高、产品生态丰富。带来专利及国家层面的竞争优势，实现核心技术自主可控。优势部分科技企业选择在基础OS上进行独立操作系统的研发，如博泰车联网、斑马智行等。4951586672812024E2025E2023E2022E20193520212020亿欧智库：2019-2025中国智能座舱新车渗透率（%）资料来源：公开资料整理、专家访谈、亿欧智库擎OS基于Android深度定制，可在汽车的生命周期内通过OTA进行OS层面的迭代与升级，产品生态丰富。OSAppHMIBUSMapCoreCloud操作系统市场格局亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)162.2 自动驾驶操作系统处于部分认证阶段，各方势力共建生态u 自动驾驶领域中的操作系统已通过部分车规级安全认证，行业仍处发展初期。与智能座舱相比，自动驾驶需引入大量传感器，对底层OS的开放性要求更高，同时需要达到ISO 26262 ASIL D，因此Linux受到广泛应用。u 传统主机厂仍面临着“软件困境”，包括难以在短时间内消化软硬件解耦带来的高成本，与软件研发能力欠缺，难以短期内实现应用开发的快速交付，因此需高度依赖操作系统供应商提供软件解决方案与开发工具。芯片企业、软件企业与科技企业正成为自动驾驶操作系统领域中坚力量，各具特色与优势。自动驾驶中更多基于Linux做开发，由于Linux的开放性较高，而QNX开放程度不够，对外开放的接口性较弱。自动驾驶相比于智能座舱而言，需要引入大量的车外的传感器，如毫米波雷达、激光雷达、摄像头等，因此涉及到大量数据的处理，需要更开放的系统接口对数据进行一些预处理以及清洗等一系列的动作。自动驾驶操作系统研发现状自动驾驶发展初期主机厂的困境操作系统可以为主机厂带来硬件的多重选择，操作系统企业实现芯片适配后，尤其是 L2 级及以下自动驾驶主流芯片，能够方便主机厂招投标时确定供应商名单。u 难以在短时间消化软硬解耦带来的高成本u 软件研发能力欠缺，难以短期实现应用开发的快速交付操作系统企业提供全栈操作系统解决方案，主机厂可基于操作系统进行上层软件的开发实现快速交付，同时掌握一整套软件开发流程和工具链，自主掌控软件开发与应用更迭。芯片企业：基于芯片驱动，构建部分底层操作系统，为芯片服务。软件企业：搭建自动驾驶计算平台，基于操作系统内核，自主开发中间件与功能软件。科技企业：以自动驾驶技术为切入口，搭建自动驾驶操作系统，具备丰富的产品生态。Together OS：采用面向下一代域集中式和中央集中式车载SoC平台设计，可通过虚拟化来承载Linux、Android等操作系统Drive OS：融合了第三方RTOS+AUTOSAR，设有Hypervisor层，第三方量产RTOS方案通过了ASIL D认证。智能汽车操作系统ICVOS：基于计算平台硬件提供的软件全栈产品，包括系统软件与功能软件，支持自主可控的主流芯片及硬件平台，支持L2-L4及泊车等自动驾驶应用定制化开发。Apollo：是一个开源的基于QNX内核的自动驾驶平台，为汽车行业提供一个开放、完整、安全的软件平台，快速搭建一套完整的自动驾驶系统。智能驾驶操作系统AOS：兼容AUTOSAR规范，支持L2+L5（自动驾驶）平滑演进。资料来源：公开资料整理、专家访谈、亿欧智库国汽智控副总裁杨柯“目前来看，自动驾驶领域操作系统正在处于发展初期。基于对芯片的解耦与应用开发的快速迭代两个目标，芯片企业、软件企业、科技企业围绕自身的优势，制定不同的软件发展策略。“亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)亿欧智库-单宏宇(214823)AUTOSAR方案172.3 高级自动驾驶需求驱动下，AP与ROS2.0中间件方案应运而生u 汽车智能化与网联化对ECU的通信速率与计算能力提出了更高的要求，以数据为中心的“面向服务”架构开始取代传统的以消息为中心的“面向信号”通讯架构，推动中间件方案的演进。目前市场上主流的中间件方案为AUTOSAR，是汽车行业内应用相对成熟的中间件。u Classic AUTOSAR（CP）方案应用于分布式架构下的的MCU上，且自身包含了基于OSEK标准的OS，拥有更高的功能安全与实时性，适用于引擎控制、制动等传统ECU；为支持高级自动驾驶需求，AUTOSAR联盟推出Adaptive AUTOSAR（AP），与之并列的还有基于机器人软件中间件打造的ROS(2.0)中间件方案。车载以太网为汽车ECU带来了更高的宽带，使得数据的大量传输能够在短时间实现。技术驱动一：通信速率技术驱动二：计算能力汽车智能化对处理器性能提出更高的要求，传统的多核处理器技术无法满足汽车对ECU处理能力的需求。中间件主要任务：负责各类应用软件模块之间的通信以及对系统资源的调度。以消息为中心 通讯协议：LIN/CAN通信矩阵 通信方式：面向信号的数据传输，不管网络需不需要，它始终会不断循环发送 以数据为中心 通讯协议：DDS和SOME/IP 通信方式：仅当客户端请求或服务器通知特定订阅者时，才在客户端-服务器配置中交换数据，确保了永远不浪费带宽，并且仅在需要的时间和地点进行数据通信/交换。面向信号面向服务AUTOSAR是汽车行业内著名的中间件方案，AUTOSAR中对各功能模块进行了封装，并对模块与模块之间的接口进行标准化，从而实现汽车软硬件解耦。Classic AUTOSAR（CP）Adaptive AUTOSAR(AP)通信方式面向信号面向服务开发语言C语言C+语言/Rust实时性硬实时性（微秒级）软实时性（毫秒级）操作系统AUTOSAR OS符合POSIX规范的OS程序运行方式TASK(Run on ROM)PROCESS(Run on RAM)硬件环境MCUMPC/SOC功能安全ASIL-DASIL-B地址空间分配所有任务共享地址空间每个进程拥有独立地址空间ROS作为最早开源的机器人软件中间件，是一个分布式的进程框架。ROS具有开源特性，丰富的开源库和工具链，可用于智能驾驶领域，其中ROS(2.0)可用作自动驾驶中间件。ROS(2.0)方案ROS(2.0)通信机制基于DDS(Data Distribution Service)操作系统