芯耀
1924
隨著全球智能電動汽車市場的蓬勃發(fā)展，車載軟件逐漸成為各大車企競爭的焦點和核心技術領域。不同于傳統(tǒng)汽車，智能電動汽車不僅需要強大的硬件支持，更需要高效、靈活的車載軟件來滿足用戶對智能化體驗的需求。因此，車載軟件的架構設計和功能開發(fā)成為智能電動汽車不可或缺的組成部分。智能化、電動化作為當前汽車產(chǎn)業(yè)變革的兩大主流趨勢，成為眾多車企未來發(fā)展的重點方向，智能電動汽車的核心競爭力也逐步從硬件轉向軟件層面。
作為提升駕駛體驗和實現(xiàn)智能控制的重要部分，車載軟件逐漸成為汽車廠商在市場競爭中的關鍵武器。與傳統(tǒng)汽車相比，智能電動汽車需要依賴更復雜的軟件架構，以實現(xiàn)高精度的傳感數(shù)據(jù)處理、自動駕駛、智能座艙等功能。當前，車載軟件的發(fā)展已經(jīng)逐步深入到系統(tǒng)底層，基礎軟件、應用軟件和中間件成為構建智能汽車生態(tài)系統(tǒng)的關鍵。同時，軟件定義汽車的概念逐漸深入人心，許多車企認識到，軟件不僅是實現(xiàn)硬件控制的必要支撐，更是提升用戶體驗、滿足個性化需求的重要因素。中國在這一領域的政策支持力度逐年加大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境逐漸成熟，智能電動汽車車載軟件的發(fā)展面臨前所未有的機遇。雖如此，智能電動汽車車載軟件市場依舊面臨著技術、法規(guī)和用戶安全方面的挑戰(zhàn)。
智能電動汽車車載軟件發(fā)展背景
1.1?軟件定義汽車趨勢
在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)中，硬件決定了汽車的基本性能和安全性，但隨著電子和信息技術的進步，車載軟件在汽車中的重要性不斷提升。汽車不再是單一的機械產(chǎn)品，而逐漸成為以軟件驅動的智能終端，軟件定義汽車（Software-Defined Vehicle, SDV）的概念也因此應運而生。相較于硬件，軟件具有更強的可擴展性和靈活性，可以通過迭代升級實現(xiàn)持續(xù)的功能更新和性能優(yōu)化。在智能電動汽車的應用中，軟件定義汽車的趨勢尤為顯著。各大車企在硬件設計的基礎上，投入大量資源開發(fā)車載軟件，以支持自動駕駛、智能座艙等高級功能。軟件的可持續(xù)迭代為車輛提供了無限的增值空間，例如車載導航系統(tǒng)可以不斷更新道路數(shù)據(jù)，自動駕駛系統(tǒng)可以通過更新獲得更高的識別準確率和決策能力。這種迭代特性不僅提升了用戶的駕駛體驗，也為車企帶來了長期的市場競爭力和客戶粘性。因此，車載軟件成為各大車企爭奪智能電動汽車市場份額的“上限”所在，也是決定產(chǎn)品最終體驗的核心因素。
1.2?智能汽車軟硬件解耦與架構演進
在汽車智能化的浪潮下，車載電子電氣架構（E/E架構）逐漸從傳統(tǒng)的分布式模式向域集中式架構演變。傳統(tǒng)的分布式E/E架構中，各個電子控制單元（ECU）相互獨立負責不同的功能模塊，硬件和軟件強耦合，導致系統(tǒng)的靈活性較差，無法滿足智能化升級需求。而域集中式架構將多個ECU功能集中到單一或少量的域控制器中，減少了硬件冗余，提高了資源利用效率，為軟硬件解耦提供了技術支持。域集中式架構的應用使得汽車可以實現(xiàn)軟硬件解耦和標準化接口的設置，這一變革也帶動了車載軟件架構的演進。當前，軟件架構正從傳統(tǒng)的“信號導向”模式逐步轉向“服務導向”（Service-Oriented Architecture，SOA）。在SOA架構中，基礎硬件與嵌入式軟件不再捆綁，底層軟件與上層應用相互獨立，各個應用組件之間可以通過標準化接口進行信息交換。這種松耦合的設計大幅度提升了軟件開發(fā)效率，縮短了軟件迭代周期，使得整車廠可以靈活地為車輛添加或更新應用功能，最終實現(xiàn)對用戶需求的快速響應。
1.3?政策與標準化驅動
在政策層面，中國政府不斷出臺支持智能汽車發(fā)展的法規(guī)和政策。近年來，關于智能網(wǎng)聯(lián)汽車和車載軟件的政策頻繁出臺，為車載軟件的規(guī)范化和產(chǎn)業(yè)化提供了政策保障。例如，2022年發(fā)布的《車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全和數(shù)據(jù)安全標準體系建設指南》，規(guī)范包括汽車網(wǎng)關、電子控制單元、車用安全芯片、車載計算平臺等安全標準，規(guī)范整車電子電氣架構、總線架構、系統(tǒng)架構等安全防護與檢測要求，以保障智能汽車系統(tǒng)的可靠性和安全性。政策的逐步完善也推動了中國車載軟件產(chǎn)業(yè)的標準化建設，為未來行業(yè)的規(guī)?；瘧煤桶l(fā)展奠定了基礎。
2020-2023年中國智能汽車軟件相關政策，來源：億歐智庫在國家政策的引導下，汽車廠商和軟件供應商的合作變得更加密切，車載軟件的自主研發(fā)能力也逐漸提升。隨著國內(nèi)車企和科技公司不斷加大研發(fā)投入，國產(chǎn)車載軟件在系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)保護、實時性等方面取得了顯著進展。這一政策驅動的標準化進程使得中國智能電動汽車市場更具規(guī)范性，促進了車載軟件的快速普及，也為未來的市場競爭奠定了基礎。
智能電動汽車車載軟件市場規(guī)模與技術架構
2.1?市場規(guī)模
近年來，智能電動汽車的銷量逐年增加，推動了車載軟件市場需求的高速增長。據(jù)億歐智庫預測，到2025年，中國智能電動汽車的銷量預計將達到1220萬輛，車載軟件市場規(guī)模也將突破373億元。這一增長趨勢顯示出智能電動汽車市場對車載軟件的高度依賴，特別是在智能座艙、自動駕駛等關鍵領域。隨著車載軟件在汽車中的作用愈發(fā)重要，應用層軟件逐漸成為車載軟件價值鏈中的“價值高地”，占據(jù)了較大的市場份額。應用層軟件對汽車品牌的差異化和用戶體驗有著直接的影響。在激烈的市場競爭中，許多車企通過應用層軟件提升車輛的個性化和智能化體驗，以增強用戶粘性和品牌認同感。例如，智能座艙的語音交互功能、娛樂信息系統(tǒng)的個性化設置等都直接影響用戶的駕乘體驗。隨著智能汽車逐步普及，應用層軟件的價值將進一步提升，預計在未來幾年內(nèi)應用層軟件將繼續(xù)占據(jù)市場主導地位。
2.2?智能電動汽車車載軟件技術架構
智能電動汽車的車載軟件技術架構主要包括應用軟件、功能軟件、中間件、操作系統(tǒng)、芯片驅動等多個層級，這些層級共同構成了服務導向架構（SOA）的基本框架，為車載系統(tǒng)提供了靈活、可擴展的運行環(huán)境。SOA架構的引入使得車輛可以通過標準化接口實現(xiàn)跨平臺的信息共享和功能擴展，從而增強了系統(tǒng)的兼容性和靈活性。
智能汽車SOA軟件架構，來源：億歐智庫在技術架構中，基礎軟件是整個車載系統(tǒng)的核心，它為車輛的多功能應用提供了穩(wěn)定的支撐?；A軟件的主要組成部分包括底層操作系統(tǒng)和中間件，它們分別負責系統(tǒng)資源的管理和應用組件的連接。中間件通過標準化的接口提供硬件抽象層功能，使得上層應用可以在不依賴底層硬件的情況下進行開發(fā)和運行。通過中間件的支持，智能電動汽車能夠實現(xiàn)不同應用模塊的高效協(xié)同，為用戶帶來一體化的智能駕駛體驗。
智能電動汽車車載軟件的市場洞察
3.1?基礎軟件洞察
基礎軟件是車載軟件系統(tǒng)的“底層架構”，它不僅是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保障，更是智能電動汽車實現(xiàn)軟硬件解耦的關鍵支撐。當前，基礎軟件的開發(fā)主要集中在操作系統(tǒng)和中間件上。在車載操作系統(tǒng)方面，國際市場的主流產(chǎn)品包括QNX、Linux和Android等。這些系統(tǒng)憑借成熟的開發(fā)生態(tài)和高安全性廣泛應用于全球汽車產(chǎn)業(yè)。然而，考慮到國際供應鏈風險，國內(nèi)企業(yè)正在加快研發(fā)自主可控的車載操作系統(tǒng)，以實現(xiàn)國產(chǎn)替代。
底層操作系統(tǒng)QNX、Linux和Android對比，來源：億歐智庫近年來，普華基礎軟件、斑馬智行等國產(chǎn)車載操作系統(tǒng)供應商積極推進本土化替代方案。例如，AliOS智能操作系統(tǒng)已經(jīng)在一些自主品牌的智能座艙和智能駕駛系統(tǒng)中量產(chǎn)應用，初步實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。國內(nèi)基礎軟件廠商還通過與整車廠、芯片企業(yè)的深度合作，進一步增強操作系統(tǒng)的兼容性和靈活性。這些基礎軟件的創(chuàng)新和發(fā)展不僅能夠提高車企的自主研發(fā)能力，也將為未來的市場競爭提供更多選擇。
3.2?應用軟件與交互方式
應用軟件是車載軟件系統(tǒng)的“用戶界面”，直接影響用戶的駕駛體驗和品牌認知。與基礎軟件的支撐功能不同，應用軟件旨在提升智能座艙、自動駕駛、人機交互等方面的用戶體驗，因此成為各大車企品牌差異化的重要競爭領域。應用軟件的核心包括智能駕駛、智能座艙、導航系統(tǒng)、語音交互、手勢控制等功能模塊 。這些模塊通過多樣化的交互方式，如觸覺、視覺、語音等，為用戶提供更直觀、便捷的體驗。在當前的應用軟件生態(tài)中，智能座艙是重要的創(chuàng)新焦點。智能座艙的語音交互技術已實現(xiàn)從簡單指令到復雜對話的提升，用戶不僅可以通過語音控制導航、播放音樂，還可以實現(xiàn)更復雜的場景互動。以理想L9的方向盤觸摸條為例，它通過創(chuàng)新的觸覺面板實現(xiàn)了車內(nèi)多項操作的整合，使駕駛員可以在不分散注意力的情況下進行操作。此外，視覺交互技術在智能座艙中的應用也日趨成熟，例如東軟的AR-HUD系統(tǒng)，它將外界環(huán)境、車內(nèi)信息、道路狀態(tài)等信息以增強現(xiàn)實的形式呈現(xiàn)在駕駛員視線范圍內(nèi)，為用戶帶來更加沉浸的駕駛體驗。手勢控制技術在應用軟件中的發(fā)展同樣不可忽視，例如嵐圖的手勢交互座艙軟件，通過手勢控制車窗、空調(diào)、車燈、座椅等功能，實現(xiàn)了無接觸的人機交互。通過這些交互方式的組合和創(chuàng)新，智能電動汽車應用層軟件逐漸突破了傳統(tǒng)駕駛的物理限制，朝著多樣化、個性化的方向快速發(fā)展。未來，應用軟件在智能汽車中的作用將進一步深化，各車企也將通過不斷更新和優(yōu)化應用軟件來滿足用戶對智能化駕駛的多層次需求。
3.3?商業(yè)模式
在車載軟件市場中，商業(yè)模式的創(chuàng)新和多樣化逐漸成為供應商和整車廠的重要策略。當前，車載軟件市場以To B端商業(yè)模式為主，即軟件供應商通過授權、一次性收費或定制化開發(fā)為整車廠提供軟件服務。一次性收費（NRE，Non-Recurring Engineering）模式適合系統(tǒng)開發(fā)或功能模塊的設計項目，而軟件授權/許可（License/Royalty）模式則具有更高的復用性和市場潛力，因為授權模式能夠保證軟件供應商在車輛全生命周期中獲得持續(xù)收益。
例如，部分頭部軟件供應商采用一次性收費與授權許可結合的模式，為整車廠提供基礎軟件、智能駕駛模塊、ADAS/AD算法包等功能包，這不僅降低了整車廠的研發(fā)成本，也為軟件供應商帶來了更穩(wěn)定的收入流。未來，隨著智能電動汽車在C端市場的普及，以消費者為導向的商業(yè)模式有望興起，特斯拉的FSD收費模式已為車企提供了參考。通過將軟件功能作為增值服務提供給消費者，車企可以在用戶購買車輛后繼續(xù)創(chuàng)造收入。C端市場的開發(fā)將對現(xiàn)有商業(yè)模式帶來沖擊，也為車企實現(xiàn)軟件變現(xiàn)提供了新思路。
智能電動汽車車載軟件的未來趨勢與挑戰(zhàn)
4.1?技術趨勢
未來，智能電動汽車車載軟件的發(fā)展將繼續(xù)朝著服務導向架構（SOA）和中央計算架構的方向演進。在這一趨勢中，整車操作系統(tǒng)將成為下一代智能汽車的技術基礎。當前車載系統(tǒng)多采用“車機OS+智能座艙OS+智能駕駛OS”模式，但隨著智能電動汽車架構逐步集中，整車操作系統(tǒng)（Whole-Vehicle OS）的發(fā)展將為車企帶來全新的技術整合方式。整車OS不僅能夠支持多任務調(diào)度、跨平臺應用，還能提升車載系統(tǒng)的安全性、可擴展性，降低研發(fā)成本。整車OS的逐步成熟將有助于車企實現(xiàn)跨品牌、跨車型的系統(tǒng)兼容，進一步簡化系統(tǒng)更新和維護的復雜性。與此同時，未來的整車操作系統(tǒng)將基于SOA架構開發(fā)，使得不同的應用模塊可以通過服務調(diào)用實現(xiàn)高效的信息共享。例如，當自動駕駛系統(tǒng)需要實時更新導航數(shù)據(jù)時，整車OS可以通過服務接口直接訪問數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)快速更新。在架構集中化趨勢下，車載系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需求也隨之增加，以太網(wǎng)通信有望逐步替代傳統(tǒng)的CAN、LIN網(wǎng)絡，成為智能電動汽車的主干網(wǎng)絡。以太網(wǎng)的高傳輸帶寬和低延遲將滿足智能汽車多模塊協(xié)同的高效需求。
4.2?安全挑戰(zhàn)
隨著車載軟件系統(tǒng)的復雜度逐漸增加，智能電動汽車的信息安全挑戰(zhàn)也愈加嚴峻。車載系統(tǒng)中集成了大量的傳感器、網(wǎng)絡通信設備以及數(shù)據(jù)處理模塊，極大增加了網(wǎng)絡攻擊的潛在風險。特別是在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的OTA（Over-the-Air）更新功能廣泛應用的背景下，系統(tǒng)可能面臨未經(jīng)授權的遠程訪問、惡意軟件植入等安全威脅。為了應對這些安全挑戰(zhàn)，整車廠和軟件供應商需要建立全面的安全防護體系，涵蓋數(shù)據(jù)加密、入侵檢測、訪問控制等多層次的防御措施。虛擬化技術的廣泛應用是智能電動汽車應對信息安全挑戰(zhàn)的一項關鍵技術。通過虛擬化技術，車載系統(tǒng)可以在同一硬件平臺上運行多個操作系統(tǒng)，將不同安全等級的應用隔離在各自的虛擬機中，從而有效防止高風險應用對系統(tǒng)核心模塊的干擾。例如，車內(nèi)娛樂系統(tǒng)和智能駕駛系統(tǒng)可以分別在不同的虛擬環(huán)境中運行，即便娛樂系統(tǒng)發(fā)生故障，也不會影響自動駕駛模塊的正常運行。然而，虛擬化技術本身的實現(xiàn)也面臨挑戰(zhàn)，特別是在系統(tǒng)故障容錯、安全隔離和資源分配等方面，還需進一步優(yōu)化和驗證。智能電動汽車的復雜架構還對功能安全提出了更高要求。功能安全不僅涉及系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，還包括如何在系統(tǒng)故障時實現(xiàn)安全的“退化模式”，保證車輛和用戶的安全。為此，車企和供應商需在系統(tǒng)設計階段進行功能安全分析，確保每個模塊在不同故障情景下都能維持最低安全要求，保證車輛在發(fā)生故障時依舊能夠安全停靠。這些安全挑戰(zhàn)是智能汽車行業(yè)需要持續(xù)關注的重要領域，也是車載軟件系統(tǒng)走向成熟的必經(jīng)之路。
結論
隨著智能電動汽車在全球市場的迅速普及，車載軟件已經(jīng)成為汽車廠商提升競爭力的重要手段。不同于傳統(tǒng)汽車的機械結構，智能電動汽車更依賴于高度集成的軟件系統(tǒng)，以實現(xiàn)智能駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、遠程管理等功能。
本文從市場規(guī)模、技術架構、應用趨勢、商業(yè)模式等多個角度探討了智能電動汽車車載軟件的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，并著重分析了軟件架構的技術演進及安全挑戰(zhàn)。車載軟件的發(fā)展將繼續(xù)朝著服務導向架構、系統(tǒng)集中化、信息安全多層防護的方向前行。車企、供應商和科技公司之間的合作將進一步推動整車OS的落地，賦能智能電動汽車更豐富的場景應用。
與此同時，車載軟件的快速發(fā)展也對信息安全、功能安全提出了更高的要求。車企在推動智能電動汽車落地的過程中，需不斷加強技術創(chuàng)新和系統(tǒng)測試，以保障用戶安全和系統(tǒng)穩(wěn)定性。智能電動汽車的車載軟件市場充滿機遇與挑戰(zhàn)。未來，車企與供應商可以通過技術合作和生態(tài)建設，共同推進中國智能電動汽車車載軟件產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。預計在政策和市場的雙重推動下，車載軟件產(chǎn)業(yè)將在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定增長，為智能電動汽車產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展奠定堅實基礎。
