1、软件定义汽车（Software Defined Vehicles，SDV）已成为汽车产业近年来达成的共识发展趋势。在智能化、网联化变革趋势下，汽车逐步由机械代步工具向新一代移动智能终端转变。功能需求推动汽车电子电气架构由分布式向集中式升级，软硬件在零部件层面，软件逐步获得全栈化、完整化的控制权限，实现汽车多元化的应用功能，成为定义汽车产品力的关键因素。在此趋势下，汽车产业的现有格局受到前所未有的冲击，如何洞悉智能汽车产业的发展趋势，是汽车产业参与各方在变革中掌控先机的关键，为了梳理智能汽车软件产业现状，总结智能汽车软件产品技术方案，洞悉智能汽车软件产业发展趋势，赛迪顾问股份有限公司联合东软集团
2、编写软件定义汽车：中国智能汽车软件产业发展趋势洞见白皮书，旨在为政府、投资机构以及产业参与企业在智能汽车软件未来发展中的决策与规划提供建设性意见和理论性支持。前言PART 01智能汽车软件产业发展背景分析1.1 产业界定与内涵021.2 产业环境031.3 政策导向041.4 产业现状05PART 02智能汽车软件产业链概况2.1 变革趋势下智能汽车软件产业链及格局082.2 全球智能汽车软件产业概况092.3 中国智能汽车软件产业概况102.4 智能汽车软件产业链全景图13PART 03智能汽车软件关键技术及应用趋势3.1 汽车电子电气架构与车载计算平台技术趋势163.2 系统层软件183.
3、3 自动驾驶软件223.4 智能座舱软件263.5 车联网软件313.6 高精度地图37PART 04产业发展趋势与驱动要素分析4.1 中国智能汽车软件产业发展趋势404.2 产业发展驱动要素分析40PART 05中国智能汽车软件产业发展建议5.1 政策发展建议465.2 产业发展建议465.3 企业发展建议465.4 投资机遇建议47目 录01PART智能汽车软件产业发展背景分析1.1 产业界定与内涵智能汽车软件可定义为软件将深度参与到汽车定义、开发、验证、销售、服务等过程中，并不断改变和优化各个过程，实现体验持续优化、过程持续优化、价值持续创造。智能汽车软件产业技术体系复杂、价值链长、产业
4、交叉较为融合，布局从基础控制的系统层软件，遍布进阶功能的智能座舱软件、车联网软件、自动驾驶软件。软件架构的关键技术使得车辆控制系统在开发过程中逐渐与硬件解耦，让用户体验摆脱对于系统环境的依赖，赋予用户新体验与汽车新价值。软件在汽车产品的比重在持续增加，汽车架构也从分布式走向集中式架构，汽车从信息孤岛模式走向网联互通模式，这些都标志着软件定义汽车时代的到来。软件定义汽车架构下，可以通过OTA服务持续的为车辆升级完善，使车辆不断进化，具备自有的品牌价值。软硬件解耦式开发与后端云平台的持续服务赋予了汽车开发的创新生态。1智能汽车软件产业发展背景分析数据来源：赛迪顾问，2021.3图1-2智能汽车软件
5、赋予汽车开发的创新生态标准化的设计开发工具远程调试、诊断工具自动化仿真测试平台后端云平台内容服务平台车主APP车辆大数据平台OTA服务应用商店边缘计算资源通用存储、网络、计算功能OTA Master安全网关标准架构下的域控制器开放的创新生态基础软件外设芯片及研件平台X-DCX-DCCAR BRAINGPDU创新应用及商业形态车辆平台核心技术及算法图1-1开放式汽车软件架构示意图数据来源：赛迪顾问，2021.3软件架构AIHD Map语音识别功能安全深度学习大数据OTAV2X芯片技术传感器用户体验HMI遵循标准的开放式软件架构将车辆控制系统的设计元素有效的解耦摆脱对系统环境的依赖，更多基于互联网
6、的用户体验技术得以使用架构对硬件抽象，硬件更新对软件的影响大幅降低，车辆硬件的更新成为可能硬件关键技术02软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见1.2 产业环境在汽车的电动化、网联化、智能化、共享化的发展趋势下，汽车逐步由机械驱动向软件驱动过渡，汽车电子电气架构的变革也使得汽车的硬件体系趋于集中化，软件体系的差异化成为汽车价值差异化的关键。科技公司、软件公司进入汽车行业也推动了供应链生态体系的改变，汽车产业链逐渐从主机厂、一级、二级供应商的线性关系演变为更加复杂的主机厂、供应商以及互联网企业均参与进汽车新生态体系，从汽车全生命周期覆盖整个产业的网状关系。商业模式上也从出售汽车硬件转为出售
7、硬件与后续服务的转变；研发流程也从软硬件集成开发转变为软硬件解耦的单独开发。新的整车电子架构构成了未来智能网联车的核心，而软件和服务能力将成为未来汽车产业里最重要的竞争力。全球主要汽车主机厂及零部件厂商通过自研及合作的方式完成高等级的智能汽车软件技术的布局及积累。当前阶段，智能网联产业核心零部件已市场化，L2级别的辅助驾驶功能和车联网产品已与部分车型完成适配，核心领域初具产业规模。图1-3汽车软件价值差异化关键示意图数据来源：赛迪顾问，2021.3数据来源：赛迪顾问，2021.3图1-4全球主机厂软件定义汽车布局中央计算平台并行计算软件实现功能增减ECU功能独立化ECU功能接口化功能的增减-控
8、制器增减模块化域控制器分散的ECU整合到一起降低整车成本、重量和功耗软件替代硬件功能定制化 品牌差异化，主要是通过增加软件功能来实现。 软件的后部署，可以通过OTA快速实现。软硬分离化 硬件接口标准化，软件平台化，降低开发成本 硬件资源共享化，例如传感器资源复用化计算集中化 统一分配、协调ECU的计算资源 面向服务的架构（SOA） 满足未来持续扩展200025部分自动驾驶L2特斯拉奥迪德尔福+MobIieye百度零部件厂跨界/创新企业优步代表达到商业化通用丰田日产标志雪铁龙通用本田奥迪沃尔沃谷歌博世苹果福特戴姆勒奔弛宝马现代整车厂有条件自动驾驶L3高
9、度自动驾驶L4完全自动驾驶L5031.3 政策导向在国家级汽车产业战略规划中，汽车电子及软件始终为规划发展较为重要的组成部分。2017年以来，国家层面关于汽车电子顶层设计政策密集出台，先后对车联网、智能汽车等的新兴产业提出了行动计划或发展战略。2020年2月，国家发改委、工信部等十一部门联合印发智能汽车创新发展战略 ，提出到2025年，实现有条件的自动驾驶汽车规模化生产，高等级的自动驾驶汽车在特定场景市场化应用，同时基本形成中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系。正式将发展智能汽车上升到国家战略层面。2020年4月，工信部发布2020年智能网联汽车标准
10、化工作要点 ，指出今年要形成能够支撑驾驶辅助及低级别自动驾驶的智能网联汽车标准体系，并建立智能网联汽车标准制定及实施评估机制。标准体系的建立将保障汽车电子产品检测认证及研发应用进程的有序推进。表1-12017年以来我国汽车领域重点政策数据来源：赛迪顾问，2021.3时间2020.042020.042020.022019.012018.122018.042018.012018.012018.01政策2020年智能网联汽车标准化工作要点信息安全技术汽车电子系统网络安全指南智能汽车创新发展战略道路车辆先进驾驶辅助系统（ADAS）术语及定义车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划智能网联汽车道路测试管理
11、规范（试行）智能汽车创新发展战略促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）新一代人工智能发展规划主要单位工信部全国信息安全标准化技术委员会国家发改委、中央网信办、科技部、工信部、公安部、财政部、自然资源部、住房城乡建设部、交通运输部、商务部、国家市场监管总局全国汽车标准化技术委员会工信部工信部、公安部、交通运输部国家发改委工信部国务院主要内容或目标2020年形成能够支撑驾驶辅助及低级别自动驾驶的智能网联汽车标准体系，并建立智能网联汽车标准制定及实施评估机制。指导整车厂、零部件供应商、软件供应商、芯片供应商以及各种服务提供商等汽车电子供应链上各组织机构开展网络安全活动，指导相
12、关人员在从事汽车电子系统的设计开发、生产、运行和服务等过程中满足基本的网络安全需求。到2025年，中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成。2035年到2050年，中国标准智能汽车体系全面建成、更加完善。完成智能汽车技术体系、生态体系等六大体系建设任务。对ADAS系统的覆盖范围应全面而完整，确定其范畴不涉及自动驾驶系统，明确边界。到2020年，实现车联网（智能网联汽车）产业跨行业融合取得突破，具备高级别自动驾驶功能的智能网联汽车实现特定场景规模应用， “人-车-路-云”实现高度协同，适应产业发展的政策法规、标准规范和安全保障体系初步建立。明确了测
13、试主体、测试驾驶人及测试车辆应具备的条件，以及测试申请及审核，测试管理，交通违法和事故处理等内容。到2020年，中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全体系框架基本形成；到2035 年体系框架全面形成；到2035年，中国标准智能汽车享誉全球。支持车载智能芯片、自动驾驶操作系统、车辆智能算法等关键技术和产品研发，到2020年，建立可靠、安全、实时性强的智能网联汽车智能化平台，支撑高度自动驾驶（HA级） 。加快人工智能关键技术转化应用，推动重点领域智能产品创新，发展自动驾驶汽车和轨道交通系统，形成我国自主的自动驾驶平台技术体系和产品总成能力，探索自动驾驶汽车共享
14、模式。04软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见1.4 产业现状中国智能汽车软件产业相对平稳增长，预计2022年，中国智能汽车软件产业总规模可达264亿元。目前中国智能汽车软件产业增长以应用型软件为主，系统型软件增长为辅。应用型软件中增长量的主要量为智能汽车的自动驾驶（以自动巡航ACC为代表的辅助驾驶） ，已具规模的智能座舱软件相对平稳增长，车联网软件的增长也处于相对起步阶段。我国自动驾驶当前所在的发展阶段为L2级L3级，从L2级到L3级的重要差异为是否能主动调配路端资源，故车联网软件与自动驾驶软件产业的增长会随同车路协同系统的未来建设共同增长。数据来源：赛迪顾问，2021.30级无智能
15、道路1级信息化2级智能辅助3级人在环境的垂直场景自治4级有监督的系统内自治5级全系统自主运行当前所在发展阶段人的自组织交通流调度信息流、服务人/车决策多智能体间调度知识流和控制流，协调“路”资源，面向人、可视化面向车、超视距人参与机器决策人监督、机器决策全机器决策特定应用场景人-车-路-系统协同决策局部范围跨应用车-路-系统协同决策全局车-路-系统协同决策图1-5中国智能汽车软件产业规模预测图1-6自动驾驶软件当前所在的发展阶段数据来源：赛迪顾问，2021.320020E2021E2022E264.0236.0214.0186.0171.0159.0规模（亿元）6.7%7
16、.5%8.8%15.1%10.3%11.9%增长率05PART02智能汽车软件产业链概况2智能汽车软件产业链概况2.1 变革趋势下智能汽车软件产业链及格局传统汽车软件产业中，产业链较短，产业结构较为简单。软件产品主要为一些基础软件程序或简单的嵌入式实时OS（如UCOS、FreeRTOS等） ，控制8位或16位ECU执行较为单一功能，与ECU深度耦合。产业链上游为软件产品供应商，中游为零部件集成商，下游为整车集成商。部分主流Tier1厂商同时涉及上游和中游环节，构建核心技术壁垒，整车企业基于单个车型设计需求选择各个ECU进行搭配，零部件间关联较小，车型间设计经验无法积累，车型不具备持续升级能力，
17、无法应对智能化、网联化变革趋势，追踪消费者使用需求。在智能化、网联化变革趋势下，软件和硬件在零部件层面解耦，软件独立成为核心零部件产品。汽车软件产品获得的多维的车辆数据和控制权限，实现复杂的功能和任务执行。汽车软件的越来越复杂，行数快速提升，逐步形成系统OS和应用软件的架构。汽车软件开发难度提升，传统的汽车零部件供应商研发能力难以满足需求。汽车软件产业链被重塑，具有软件研发优势的互联网和ICT企业入局，与传统汽车软件Tier2厂商一起成为上游环节Tier1厂商；整车汽车成为中游环节，同时部分车企向上游软件环节布局；下游向应用服务延伸，互联网类企业凭借与消费者的深度关联扩展汽车软件后续应用服务价
18、值。图2-2变革趋势下汽车软件产业链上游：软件供应中游：整车集成下游：运营服务Tier 1整车企业互联网企业数据来源：赛迪顾问，2021.3图2-1传统汽车软件产业链数据来源：赛迪顾问，2021.3上游：软件供应中游：零部件集成下游：整车集成Tier 2Tier 1整车企业08软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见2.2 全球智能汽车软件产业概况2.2.1 整车产深度定制开发操作系统软件目前在应用层面系统软件主要集中在智能座舱操作系统层面，整车厂深度定制开发自己的操作系统成为一大趋势。目前几乎所有的汽车大厂都在基于QNX、Linux、Andriod及WinCE四大底层基础软件，定制自己的
19、车载OS。目前全球汽车软件定制厂商主要有瑞士的Luxoft，美国的Globallogic以及中国的东软集团。2.2.2 自动驾驶相关软件是各方布局的重点应用软件领域，国外主要参与者为互联网科技企业、整车企业、汽车零部件企业、软件算法类初创企业和地图软件类企业，针对自动驾驶软件和高精地图软件等产品进行开发。其中，产业链上下游相关的大型企业主要通过直接参与、注资成立子公司以及收购的形式在智能汽车软件领域进行战略布局。如谷歌通过注资成立Waymo公司，对L4-L5级自动驾驶软件算法进行研发；通用、福特等大型车企分别通过注资成立Cruise、Argo AI等公司对L3-L5级自动驾驶软件算法进行布局研
20、发；英特尔等集成电路企业作为智能汽车软件的上游芯片厂商，通过收购初创类龙头企业Mobileye进入汽车软件领域，提升自身芯片产品适配率。表2-1整车企业定制开发车载OS情况数据来源：赛迪顾问，2021.3车企品牌福特奔驰奥迪宝马大众沃尔沃特斯拉丰田雪佛兰本田定制系统软件SYNC 3COMAND/MBUXMMIiDriveVW.OSSensusVersionG-bookMyLinkHonda Connect基础系统软件QNXQNXQNXQNXQNXQNXLinuxLinuxLinuxAndriod09表2-2国外主要涉及智能汽车软件类企业及主营产品数据来源：赛迪顾问，2021.32.3 中国智能
21、汽车软件产业概况2.3.1 科技互联网巨头企业探索基础型操作系统技术突破涉及内核的基础型操作系统软件研发难度较大，我国在该领域起步较晚，前期主要基于QNX、Linux、Andriod国际三大基础型系统软件内核进行上层系统研发。以华为、阿里为代表的科技互联网巨头企业逐步布局基础型系统软件技术研发，通过逐步替代的路线，以基于现有内核的定制型系统软件为基础，向上发展应用软件构建软件生态，向下在不影响上层应用的基础上探索工具链和内核程序的替代，逐步完成由定制型操作系统向基础型操作系统的转变。目前，华为的鸿蒙OS系统已基本完成产品研发，并在奇瑞的部分车型上完成上车应用，阿里的AliOS已完成上车应用，并
22、逐步探索内核和工具链技术的突破。企业名称WaymoCruiseDrive.aiArgo AITeslaMobileyenuTonomyAImotiveZMP IncNavyaZooxEasymile SASHereTomTom企业类型谷歌注资通用注资苹果注资福特、大众注资新兴车企英特尔收购德尔福汽车收购初创公司，PSA合作日本上市初创公司法国上市初创公司亚马逊收购大陆集团注资地图类企业地图类企业主要产品L4-L5级自动驾驶软件算法L4-L5级自动驾驶软件算法L4-L5级自动驾驶软件算法L4-L5级自动驾驶软件算法L3-L4级自动驾驶软件算法L2-L4级自动驾驶软件算法L4-L5级自动驾驶软件算
23、法L5级自动驾驶视觉算法L4-L5级自动驾驶软件算法低速自动驾驶软件算法物流自动驾驶软件算法巴士自动驾驶软件算法车队编队、导航软件算法导航软件算法10软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见图2-3基础型操作系统研发路线示意图数据来源：赛迪顾问，2021.32.3.2 传统大型汽车软件企业迅速转型应对车企应用需求东软集团、中科创达、德赛西威等A股上市大型汽车软件企业转型迅速，适应由Tier2供应商向Tier1供应商转变，针对整车汽车在智能座舱、车联网等领域的需求，提供各类产品和解决方案。2.3.3 整车企业与互联网企业共同孵化初创公司，布局汽车软件产业整车企业与互联网企业优势互补，依靠两方
24、在硬件和软件上的研发优势和技术积累，联合注资孵化智能网联核心领域初创公司，布局研发智能汽车软件领域核心产品。表2-3国内主要汽车软件企业及业务领域企业名称东软集团中科创达德赛西威均胜电子业务领域东软集团进入智能汽车互联领域近30年，整合“云管端”架构，提供软硬件一体的整体解决方案，业务覆盖智能座舱、智能通讯（T-BOX） 、智能网联、全球导航、软件服务、自动驾驶、电池管理、共享出行、基础软件平台、车载信息安全等领域为汽车提供从操作系统开发、核心技术授权到应用定制的整体智能驾驶舱软件解决方案和服务，为汽车厂商和一级供应商提供完整的解决方案、工具和服务聚焦智能座舱、智能驾驶和网联服务三大领域的整合
25、，提供安全、舒适、高效的智慧出行解决方案致力于智能驾驶系统、汽车安全系统、新能源汽车动力管理系统以及高端汽车功能件总成等的研发与制造应用软件定制型操作系统基础型操作系统芯片硬件应用替代应用软件定制型操作系统基础型操作系统芯片硬件应用软件基础型操作系统芯片硬件数据来源：赛迪顾问，2021.311表2-4国内车企相关汽车软件企业及产品数据来源：赛迪顾问，2021.32.3.4 初创企业依靠资本投入，布局研发前沿技术构建技术护城河初创类企业依靠资本投资，针对自动驾驶和场景自动驾驶软件算法等短期内商业模式不明确的技术进行研发探索，完善我国智能汽车软件生态，构建智能汽车软件技术护城河。表2-5国内智能汽
26、车软件相关初创企业及产品数据来源：赛迪顾问，2021.3企业名称梧桐车联雄狮科技斑马网络博泰车联亿咖通企业类型长安汽车与腾讯共同孵化奇瑞集团孵化上汽集团与阿里共同孵化东风集团投资，与捷豹路虎、宾利等豪华品牌绑定吉利集团孵化主要产品致力于为汽车全行业提供全面的智慧出行系统相关软件及解决方案以软件技术为核心，聚焦自动驾驶、车联网、大数据三个领域智能座舱操作系统；车联网相关软件与解决方案致力于打造整合车载、互联网、手机三个部份的以汽车生活服务为核心的跨平台软件体系提供数字座舱、主动安全、无人驾驶传感器与控制器，以及车联网云平台和大数据平台运营服务相关的软件和电子产品企业名称驭势科技禾多科技图森未来小
27、马智行百度apollo嬴彻科技文远知行主要产品园区、牵引车自动驾驶高速、泊车自动驾驶高速、卡车自动驾驶L4-L5级自动驾驶L4-L5级自动驾驶L3-L4级卡车自动驾驶L4-L5级自动驾驶企业名称新石器菜鸟裹裹美团无人车蘑菇车辆MomentaAuto X智加科技主要产品园区物流车自动驾驶物流车自动驾驶物流车自动驾驶基于车路协同自动驾驶泊车、低速自动驾驶机器视觉软件算法商用车自动驾驶12软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见2.3.5 科技互联网巨头垄断下游娱乐应用运行生态百度、阿里、腾讯、华为及字节跳动五大科技互联网巨头凭借各自在移动互联网领域的应用优势，移植构建车载应用生态。互联网巨头处
28、于车载娱乐应用金字塔顶端，收割绝大部分消费者流量。五大巨头在智能汽车娱乐应用软件生态上占据着绝对的优势，基本形成了生态垄断。2.4 智能汽车软件产业链全景图智能汽车软件产业涉及产品体系众多，价值链长，产业链上下游间交叉深度融合，难以参照传统产业，按照上、中、下游划分。本报告从产品功能和应用主体的角度，依照产业发展趋势，绘制产业链全景图。从功能的角度可分为系统软件和应用软件两大领域，依据使用主体可分为车端软件和软件，各领域内依据细分产品进一步区分研发、应用和运营服务，对应产品相关企业。图2-4科技互联巨头应用生态布局情况数据来源：赛迪顾问，2021.3腾讯生态微信；QQ音乐；腾讯地图；阅文；腾讯
29、视频；腾讯体育；途虎养车；车点点；美团；大众点评；停简单；特来电百度生态小度车载 OS；百度地图；梨视频；网易云音乐；喜马拉雅；知乎；蜻蜓FM；唱吧；微博；特来电；太平洋保险；首汽约车字节跳动生态今日头条；抖音；懂车帝阿里生态AliOS；高德地图；淘宝；天猫；支付宝；饿了么；优酷；停简单；捷停车；易加油；云快充；特来电；飞猪华为生态鸿蒙OS；HiCar；华为商店娱乐应用生态13数据来源：赛迪顾问，2021.3车队管理路径规划高精地图地图导航交通管理信号灯调配车路信息同步车辆调配交通流量规划应急情况处理远程控制大数据分析远程控制数据安全数据增值数据预警基础型操作系统QNXLinuxWinCE鸿蒙
30、Android定制版操作系统ROM型操作系统中间件自动驾驶车辆控制车联网智能座舱BMS发动机电机转向制动碰撞能量回收车身高精地图车联网安全IMU定位OTA远程诊断WIFIBLEV2X导航远程车控HMI语音仪表显示车载应用传感器融合软件算法ADAS软件算法场景自动驾驶软件算法AVP自动驾驶软件算法机器视觉软件算法车端软件云端软件图2-5智能汽车软件产业链全景图14PART03智能汽车软件关键技术及应用趋势3.1 汽车电子电气架构与车载计算平台技术趋势汽车电子电气架构从传统分布式架构正在朝向域架构、中央计算架构转变，车内控制系统趋于形成统一的架构标准及通用的软硬件平台，各类控制功能逐渐演变为统一平
31、台下的各类应用。其技术演进有四个关键趋势：计算集中化、软硬件解耦化、平台标准化以及功能开发生态化。智能化与网联化共同推动了汽车电子电气架构的变革，一方面是车内网络拓扑的优化和实时、高速网络的启用，另一方面是ECU（电子控制单元）的功能进一步集成到域控制器甚至中央计算单元。汽车电子底层硬件不再是由实现单一功能的单一芯片提供简单的逻辑计算，而是需要提供更为强大的算力支持；软件也不再是基于某一固定硬件开发，而是要具备可移植、可迭代和可拓展等特性。汽车原有以ECU为单元的研发组织将发生转变，形成通用硬件平台、基础软件平台以及各类应用软件的新型研发组织形态。3智能汽车软件关键技术及应用趋势图3-1汽车电
32、子电气架构转变趋势示意图数据来源：赛迪顾问，2021.3域控制器1域控制器2域控制器4域控制器3中央计算平台模块化30100+ECUs中央计算平台基于网络的、面向服务架构动态可配置、无缝冗余硬件可升级域控制器融合面向服务架构并行计算、冗余、功能安全开放可扩展平台图3-2汽车电子电气架构开发方式转变趋势示意图数据来源：赛迪顾问，2021.3核心电路硬件接口基础软件应用程序ECU1核心电路硬件接口基础软件应用程序ECU2核心电路硬件接口基础软件应用程序ECU3核心电路硬件接口基础软件应用程序ECUn整车E/E架构设计通用硬件平台通用软硬件接口通用基础软件ECUnECU1ECU2ECU3应用程序应用
33、程序应用程序应用程序整车E/E架构设计16软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见车载计算平台目前整体的技术发展趋势的共识为软件可升级，可以做到跨车型、跨软件，跨车企的软件重用；硬件可扩展、可更换，传感器的即插即用。软硬件解耦的大趋势下，加速软硬件迭代的周期，做到可扩展的车载计算平台，东软集团提出了可插拔硬件架构的设想（如图3-3） ，以模块化架构作为切入点，通过对芯片的冗余处理、容灾容错实现故障的检测、隔离、阻断，以及基于服务容器、分布式计算和面向服务架构进行算力流动的设置。华为则通过计算与通信架构来驱动软件定义汽车入手（如图3-4） ，构建可信的体系，优化单车成本，基于可扩展架构降低整
34、车开发周期，平滑推进智能驾驶，将车打造成能持续创造价值的平台。图3-3东软集团汽车车载计算平台解决方案示意图3rdParty APPOpen OSUpgradH/WUpgradeableH/W3rdParty APPOpen OSCarAPPTrustOSUnifyI/FBasic H/WH/SH/SH/SConn.Conn.Conn.数据来源：赛迪顾问，2021.3数据来源：赛迪顾问，2021.3上层应用HOSVOSAOSVehicle Stack计算与通信架构VIUVIUVIUVIUVIUT-BOXT-BOX智能座舱CDC智能电动VDC智能驾驶MDC车载网关执行器传感器传感器外设T-BOX
35、图3-4华为汽车车载计算平台解决方案示意图173.2 系统层软件3.2.1 关键技术分析系统软件即操作系统，是管理和控制智能汽车硬件与软件资源的底层，提供运行环境、运行机制、通信机制和安全机制等。目前车载操作系统可分为四个层次：基础型操作系统、定制型操作系统、ROM型操作系统和中间件。基础型操作系统包括系统内核、底层驱动等，提供操作系统最基本的功能，负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性；目前底层操作系统为开源框架，暂不受版权和知识产权的影响，一般不属于企业考虑开发的技术范围。定制版操作系统则是在基础型操作系统之上进行深度定制化开发，如修改内核、硬件驱
36、动、运行时环境、应用程序框架等，属于自主研发的独立操作系统。ROM则是基于发行版修改后的系统服务与系统UI。ROM型汽车操作系统是基于Linux或安卓等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，一般只修改更新操作系统自带的应用程序等。大部分的主机厂一般都选择开发ROM型操作系统，国外主机厂多选用Linux作为底层操作系统，国内主机厂则偏好Android应用生态。中间件是处于应用和操作系统之间的软件，实现异构网络环境下软件互联和互操作等共性和问题，提供标准接口、协议，并具有较高的移植性。目前国内厂商在中间件上的发展较为先进，致力于在E/E电子架构变革中提供可过渡的解决方案。图3-5
37、系统层软件架构示意图数据来源：赛迪顾问，2021.3基础型操作系统QNXLinuxWinCE鸿蒙OS其它OS定制版操作系统ROM型操作系统VW.OSAliOS车载AndroidVersionDiLinkGKUINIOOSXmartOSApolloNeuSARApex.OS中间件18软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见3.2.2 应用趋势分析汽车软件市场整体呈现出动态增长，总体规模预计到2030年将达到840亿美元，系统软件增长较多，预计未来十年将以CAGR+11%的速度增长。由于汽车的软硬件的开发周期差别，使得汽车软件在供应上逐渐与硬件分离，并逐步具备互联网的快速迭代趋势倾向。汽车软件
38、的功能发布可以与车型逐渐分离，增加车型硬件的使用长尾期。随着汽车电子电气架构的向域架构演变，域架构体系下操作系统和中间件的重要性显著提高，同时系统软件对于电池管理、汽车网联化及相关服务的功能控制也逐渐占比增长。3.2.3 主要厂商与解决方案软件定义汽车的大趋势下，国内外厂商对于系统软件提出了不同的解决方案，下面分别以主要厂商的解决方案为例，介绍不同汽车软件架构下的系统软件。东软睿驰系统软件解决方案NeuSAR为混合型车辆软件架构，该技术方案适用于车企完成从传统分布式架构朝向域架构、中央计算架构转变的过渡期中的软件开发工作。NeuSAR在传统基于AUTOSAR Classic的架构中保留原有功能
39、，将新引入功能主要通过AUTOSAR Adaptive中基于服务的方式进行相应的开发。Classic的保留可以让整车厂在引入大量先进技术的同时，最大程度兼容现有传统控制器，通过渐进的方式逐步过度到未来更新的架构中去，在降低成本的同时也大大降低的新技术引入带来的风险。而Adaptive平台的引入可以让整车厂将新技术基于服务去构建，进而为新技术引入提供了更好的技术支撑。同时Adaptive平台集成了东软自主研发的车联网S-Car防护技术，以上这些新技术又是现在汽车的核心产品竞争力，所以Adaptive平台的引入可以大大加强汽车产品竞争力。图3-6汽车软件市场规模增长数据来源：赛迪顾问，2021.3
40、345861843USD BILLIONS202020252030操作系统和中间件整车车身与能控动力总成和底盘信息娱乐、连接、安全、智能网联ADAS,AD19图3-7东软睿驰系统软件解决方案数据来源：东软睿驰，赛迪顾问，2021.3华为的解决方案则采用了弹性的分布式解决方案，具备弹性扩展特性。核心部分为自动驾驶操作系统，自动驾驶操作系统使用并包含了车控操作系统软件和功能软件，是基于异构分布硬件/芯片组合，是车控操作系统的异构分布扩展。系统软件和功能软件是车载智能计算基础平台安全、实时、高效的核心和基础系统软件创建复杂嵌入式系统运行环境。功能软件根据自动驾驶核心共性需求，明
41、确定义自动驾驶各共性子模块。图3-8华为系统软件解决方案功能软件应用软件系统软件数据及地图HMI及需求感知融合决策规划网联云控控制执行算法接口APIAPI管理平面和实时控制平面Linux等Hypervisor 及 BSP DriversLinux优化/其他安全实时内核AUTOSAR RTESafetyRTOSMCALBSW自动驾驶通用框架模块（感知、规划、控制）深度学习和视觉模块传感器模块网联模块云控模块POSIX/ARA分布式通信数据来源：赛迪顾问，2021.3车云协同应用智能电池管理智能车身控制智能动力控制云端自驾管理车云协同平台大数据CP / SP聚合智能化场景管理接口管理功能领域中间件
42、整车域中间件座舱域中间件自动驾驶域中间件 EV动力域中间件车云协同中间件热/能量管理中间件通用基础中间件调试与标定组件网络安全组件OTA升级组件日志服务储存服务功能安全组件基础软件AUTOSAR ClassicSOA For AndroidAUTOSAR Adaptive底层硬件MCUI/OCPU（MPU/GPU）IAAS / Cloud Server车端应用Vehicle ControlEnergy Mgt.AIV2XHMIADASOTADisplaySound3rd AppNaviDecision & perceptionRTOSHypervisorRTOSPOSIX OSLinuxSaf
43、e POSIX OSAndroid Automotive OS操作系统工具链20软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见3.2.4 企业竞争分析从各主机厂的发展动向来看，主机厂一方面力图掌握智能汽车底层软件和硬件的控制权，更倾向中立的操作系统；一方面积极与软件供应商开展合作，例如东软集团、中科创达等软件供应商，利用开源软件组织，减少开发周期和成本。从各操作系统的市场占有率和技术成熟度来衡量企业在系统软件上的竞争力。鸿蒙OS、特斯拉Version等已走在技术先进的前列，但市场占有率相对不高。技术先进性上略差但是较为成熟的操作系统，如QNX、AGL等更多用于智能座舱、车载娱乐等系统上，系统层软
44、件较少。但市场占有率较高，例如AGL已经获得了11家主机厂的支持，它已解决70%的操作系统开发工作，剩下30%由主机厂自己开发。主机厂不仅获得了操作系统掌控权，还大大缩短了开发进程，降低了开发成本。和AGL相比，ANDROID的生态要成熟很多，被国内主机厂广泛采用。不过为了规避ANDROID的相关风险，国内主机厂也积极为其他操作系统提供拓展机会，例如AliOS目前至少应用到了九家汽车品牌上。总体来看，主机厂更倾向中立和免费的操作系统。图3-9企业竞争分析数据来源：赛迪顾问，2021.3图3-10基础型操作系统市场份额数据来源：赛迪顾问，2021.3技术先进性市场占有率其他, 12%WinCE,
45、 8%Linux（Android）,35%QNXLinux（Android）WinCE其他QNX, 43%213.3 自动驾驶软件3.3.1 关键技术分析自动驾驶的基本过程分为三部分：感知、决策、控制。其关键技术为自动驾驶的软件算法与模型，通过融合各个传感器的数据，不同的算法和支撑软件计算得到所需的自动驾驶方案。自动驾驶中的环境感知指对于环境的场景理解能力，例如障碍物的类型、道路标志及标线、行车车辆的检测、交通信息等数据的分类。定位是对感知结果的后处理，通过定位功能帮助车辆了解其相对于所处环境的位置。环境感知需要通过多传感器获取大量的周围环境信息，确保对车辆周围环境的正确理解，并基于此做出相应
46、的规划和决策。目前两种主流技术路线，一种是以特斯拉为代表的以摄像头为主导的多传感器融合方案；另一种是以谷歌、百度为代表的以激光雷达为主导，其他传感器为辅助的技术方案。决策是依据驾驶场景认知态势图，根据驾驶需求进行任务决策，接着能够在避开存在的障碍物前提之下，通过一些特定的约束条件，规划出两点之间多条可以选择的安全路径，并在这些路径当中选择一条最优的路径，决策出车辆行驶轨迹。执行系统则为执行驾驶指令、控制车辆状态，如车辆的纵向控制及车辆的驱动和制动控制，横向控制是方向盘角度的调整以及轮胎力的控制，实现了纵向和横向自动控制，就可以按给定目标和约束自动控制车运行。图3-11自动驾驶关键技术架构数据来
47、源：赛迪顾问，2021.3车辆纵横向协调控制系统控制车辆底层执行机构通信传感器视觉传感器雷达传感器轨迹预测运动目标静态栅格道路结构高精度融合定位数据接收与处理多传感器数据融合驾驶场景认知态势感知行为决策运动规划路径规划决策22软件定义汽车中国智能汽车软件产业发展趋势洞见3.3.2 应用趋势分析从车企与IT企业对于自动驾驶的研发路线可以看出，无论是渐进式的从辅助驾驶、部分自动驾驶、高度自动驾驶和完全自动驾驶的方向分阶段发展的路线，还是颠覆式的跳过汽车智能化逐级发展的思路，直接实现车辆的高度/完全自动驾驶的发展路线，最终的目标为高度完全自动驾驶。就当前自动驾驶软件的应用来看，在乘用车上量产的辅助驾
48、驶技术有侧向稳定控制、电动助力转向控制，部分高档车还装有自动泊车、自适应巡航、车道偏离预警系统等辅助驾驶系统。主要应用在辅助驾驶阶段，车辆控制以驾驶员为主，驾驶员掌握最终的驾驶权，系统辅助驾驶员，降低驾驶负担。目前以L2级自动驾驶系统的搭载率明显提升，L3级开始渗透。以自适应巡航（ACC）作为L2级驾驶辅助标准，具备L2级及以上的驾驶辅助功能标配或选配的车型占总车型的比例达到19%。图3-12汽车智能辅助驾驶产品前装市场渗透率数据来源：赛迪顾问，2021.38.65%9.65%10.91%15.93%四周环视系统11.80%11.76%12.74%13.02%并线辅助9.06%8.76%11.
49、60%21.27%车道偏离预警系统6.78%8.67%12.59%26.76%主动刹车系统9.81%15.93%自适应巡航系统7.14%6.51%6.30%7.23%5.07%14.37%0.88%0.09%0.17%0.13%0.79%5.67%8.12%14.85%1.62%5.64%自动泊车入位车道保持辅助系统夜视系统疲劳驾驶提示道路交通标识识别2017H22018H12018H22019H223图3-13中国自动驾驶功能普及率及预测数据来源：赛迪顾问，2021.343%30%16%22%11%7%20020E2021E2022EL2及以上功能普及率3.3.3 主要
50、厂商与解决方案自动驾驶软件算法解决方案主要厂商有提供全场景解决方案的驭势科技、百度、小马智行等，也有提供特定场景下解决方案的禾多科技、新石器、纵目科技等厂商。百度的自动驾驶方案Apollo发展相对较早，以开放平台Apollo为例，目前版本已更迭至6.0，其解决方案包括了Robotaxi方案、面向 BRT快速公交的Minibus 2.0方案、面向最后一公里的自主泊车方案、面向低成本低速微型车方案、以及自动驾驶云等关键技术。同时，Apollo作为全球较大的自动驾驶开发者社区，版本更迭较快，与车企合作前装量产也有助于降低成本提升规模。前装自动驾驶方案商，如东软睿驰、德赛西威、经纬恒润、纵目等公司向车
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