苗圩:操作系統缺失將成為行業發展的致命問題
三五年后,我國汽車行業會重蹈智能手機在操作系統上的覆轍嗎?日前,全國政協經濟委員會副主任苗圩指出,相較于芯片短缺,目前大多數車企還沒有認識到操作系統的缺失將成為行業發展的致命問題。
“安卓已經開始通過車機系統成功‘上車’,下一步,它可能會向座艙和底盤系統滲透。”苗圩擔心,一旦形成和當前手機系統類似的局面,當大部分智能汽車都采用同一種開源的、開放的、全免費的操作系統,叢林法則就會生效,贏者通吃。在他看來,現在全球智能汽車發展格局還沒定,留給我國的發展時間窗口大概是3~5年,我們要增強緊迫感,力爭通過3年的努力,打造一個自主可控的、開源開放的、最好是免費的操作系統,形成中國汽車市場的產業發展生態。
苗圩所說并非危言聳聽,Gartner信息技術研究機構預測稱,盡管目前在售汽車使用安卓操作系統的比例還不到1%,但到2028年,這一比例或將增加到70%。“操作系統缺失的問題很尖銳,指出了當前汽車產業發展的現狀。作為智能汽車的基礎核心技術,車用操作系統實現自主可控已經到了迫在眉睫、必須抓緊解決的關鍵時刻。”中國汽車工程學會名譽理事長付于武在接受《中國汽車報》記者采訪時建議,行業可以考慮采用建立公共服務平臺的方式,例如以國家智能網聯汽車創新中心為牽頭單位,聯合行業內的骨干企業,聚行業之力,共同打造出一個公正、中立、具有權威性的操作系統,實現核心技術的突破。
國外操作系統份額占八成
作為車機軟硬件資源的調度者,操作系統在實現汽車功能的過程中扮演著重要角色。接下來,隨著汽車功能的日益復雜和豐富,操作系統的職責將從實現基本的車輛控制,發展到控制智能座艙,支持智能駕駛,甚至實現自動駕駛。然而,在自動駕駛技術已經走在全球前列的中國,我們仍未實現車載操作系統的自主可控,尤其是基礎操作系統,幾乎被外國企業壟斷。東方證券在研報中指出,目前基礎型操作系統市場中,QNX約占43%份額,Linux+安卓約占35%。
據悉,目前普遍采用的車控操作系統底層內核主要有Linux、QNX和其他RTOS(例如FreeRTOS、ThreadX、VxWorks等)。其中,QNX是黑莓旗下子公司,以安全穩定和實時性著稱,適用于儀表和動力系統。它采用了非開源的微內核架構,是第一個符合ISO26262 ASIL-D規范的實時操作系統,可滿足數字化儀表盤功能性安全的要求,同時還兼顧了數據安全的要求。不過,由于其為閉源系統,在生態建設上有所欠缺,因此適合用于儀表和動力系統等對安全要求高,但生態要求弱的應用場景。目前采用這一系統的車企包括通用、雷克薩斯、路虎、大眾、豐田、寶馬、現代、福特、日產和奔馳等。目前,QNX幾乎與所有主流原始設備制造商合作,超過1.95億輛汽車使用QNX系統,在汽車嵌入式操作系統市場中份額排名第一。
Linux的核心在于網絡化的設計架構,支持多用戶、多任務、多線程的同時保障系統的性能穩定,但是開發難度較高、開發環境不友好,影響了其生態建設的擴張,更適用于后臺操作系統,并且適用于車聯網以及自動駕駛技術對可靠性及網絡設計的雙重需求。主要優勢在于性能穩定且易于定制,開源的特性也降低了開發的門檻。合作企業主要有豐田、日產和特斯拉等。值得一提的是,2014年,Linux基金會聯合英特爾、豐田、三星、英偉達等多家企業推出了汽車端開源車聯網系統Automotive Grade Linux(AGL,汽車級Linux),該項目的參與者包括豐田、鈴木、戴姆勒、福特、本田、捷豹路虎、馬自達、三菱汽車、日產、斯巴魯等。
相較之下,基于Linux內核打造的安卓系統更加復雜,功能更加強大,具有開源、靈活、可移植性強的優點。據悉,這款由谷歌和開放手機聯盟共同開發的操作系統,一度被稱為基于Linux開發的最成功的產品之一,應用生態開發最為豐富,其主要應用于移動互聯設備,因此,國內的車載娛樂系統大多都基于安卓開發。不過,安卓系統也有自己的缺點,包括安全穩定性較差、系統漏洞可能帶來較高的風險、技術維護成本相對較高等。更重要的是,對于國內車企來說,使用安卓系統會導致過度依賴于谷歌。
就目前市面上已落地使用的操作系統而言,與安卓并行的包括大眾VW.OS、特斯拉Version、華為鴻蒙OS和阿里AliOS等,這些也都是在基礎型操作系統之上進行深度定制化后開發而成的,可以算作自主研發的獨立操作系統。不過,目前安卓依然被視為是最有發展前景的操作系統之一,大眾、奔馳和寶馬,都開始采用汽車安卓系統,而通用汽車、福特汽車、斯特蘭蒂斯、本田汽車和雷諾汽車也開始導入車用安卓。按照IHS的預測,2027年安卓在汽車系統的市場占有率將達到50%,而Linux將占40%左右,其他系統份額少于10%。那么到時候,全球范圍內就會形成一個安卓生態,越來越多的開發者先考慮與安卓適配,操作系統的格局就基本定下。
鴻蒙系統“被迫營業”
2019年8月9日,華為公司在開發者大會(HDC.2019)上,正式發布了華為鴻蒙系統(HUAWEI Harmony OS),這是一款全新的面向全場景的分布式操作系統,2021年12月23日,華為正式發布了首款鴻蒙汽車——AITO問界M5。
有現成的安卓系統,且開源、開放,為何華為還要投入大量的人力、物力和財力打造一款全新的操作系統呢?事實上,華為也是迫不得已而為之。據悉,自從華為被列入美國“出口管制實體名單”后,不僅英特爾、高通、臺積電中斷了與華為的合作,谷歌官方也直接限制華為使用搭載在安卓上的應用軟件。好在華為未雨綢繆,手里還擁有備用方案——鴻蒙系統,被迫讓還是工程版本的鴻蒙系統“提前轉正”,這才算挺過了這一關,當然,同時也丟掉了部分規模可觀的國際市場。
據介紹,華為推出的鴻蒙OS,主要包括鴻蒙座艙操作系統HOS、智能駕駛操作系統AOS和智能車控操作系統VOS,分別為智能座艙、智能駕駛及智能車控系統。鴻蒙OS面向全場景,支持多內核,包括Linux內核、LiteOS和鴻蒙微內核,可按各種智能設備選擇所需內核,例如在低功耗設備上使用LiteOS內核。此外,鴻蒙OS還支持128K到8G內存范圍內的硬件設備,跨度較大,對硬件的性能要求相對較低。該系統可滿足幾乎所有設備的需求,從耳機、手機、平板、智慧屏到車機,實現不同設備間的交互。
不過,鴻蒙當前在國內并沒有實現大規模應用。據不完全統計,當前使用鴻蒙系統的量產汽車有阿維塔11、極狐阿爾法S HI版、北京魔方、問界M5、問界M7和即將推出的幾何G6/M6。為何作為國產操作系統的“新秀”,鴻蒙的響應者卻并不多?羅蘭貝格全球高級合伙人兼大中華區副總裁鄭赟認為,作為整個智能生態的重要核心,整車廠普遍希望生態更加完整之后再加入,因此應用一個新的操作系統會采取更加謹慎的態度。而且目前汽車行業競爭較為激烈,采用成熟的操作系統在性價比等方面將更具優勢。
不過,對于整車企業來說,不采用鴻蒙系統恐怕有更深層次的原因。一位不愿透露姓名的業內人士直言,其實此前上汽集團總裁陳虹所說的“不能接受華為靈魂,上汽要把靈魂握在自己手中”,代表了一批傳統汽車企業的真實想法,但凡具備一定實力和市場規模的整車企業,都不會接受把操作系統這樣的關鍵核心技術全盤交給供應商,而自己只擁有一只“黑匣子”。
面向自動駕駛的AliOS Drive能打嗎?
除了鴻蒙以外,另一個能與安卓相抗衡的自主車載操作系統就是AliOS。其實,AliOS比鴻蒙起步早,也更早實現了在量產車上的搭載。
2015年3月,上汽與阿里宣布達成戰略合作,共同投資10億元設立了互聯網汽車項目基金,同年11月,斑馬智行成立。2016年7月,上汽發布了基于AliOS開發的互聯網汽車榮威RX5,上市3個月熱銷10萬輛。由于在手機領域的競爭相對弱勢,AliOS逐漸將定位調整為面向汽車、IoT終端、IoT芯片和工業領域的研發物聯網操作系統。
隨后不久,上汽卻與阿里“沒談攏”,上汽顯然希望產品獨享,能夠成為其自身的核心競爭力之一;而阿里則希望面向整個汽車市場來加強其AliOS市場占有率,從而進一步打造生態。2019年8月,上汽與阿里宣布重組斑馬網絡和AliOS,將AliOS整體知識產權及業務注入斑馬,阿里也由此成為斑馬網絡第一大股東。企查查顯示,注資后,上汽通過有限合作公司——上海賽為投資中心控制斑馬34%的股份,而上汽持股49%,意味著上汽在斑馬的持股比例進一步被稀釋。如今,AliOS面向整個汽車行業,搭載于上汽、一汽和南北大眾等40多款車型。在前不久舉行的第九屆智能網聯汽車技術年會上,斑馬智行聯席首席執行官張春暉表示,斑馬正在打造自動駕駛操作系統——AliOS Drive,這是業內首個符合智能網聯中國方案要求的自動駕駛操作系統。
據張春暉介紹,斑馬基于自研的AliOS操作系統,從發展階段來看分為三步:第一代是車載OS(操作系統),對標安卓,語音是第一交互方式;第二代是智能座艙,分布異構,對標Q+A(QNX+安卓)方案,已經搭載在高端智能電動汽車智己L7上;第三代是整車智能操作系統(AliOS Drive),最重要的是支持無人駕駛。
或許有人會說,TINNOVE OS也應當在自主操作系統的版圖上擁有位置。據了解,TINNOVE OS是由梧桐車聯發布的產品,該公司是2018年7月騰訊與長安以51:49的比例成立的合資公司,2020年,TINNOVE OS迭代為TINNOVE OpenOS和TINNOVE 3.0整合解決方案,先后搭載在長安CS系列及UNI-T上。需要指出的是,TINNOVE OS與AliOS不同,其是基于安卓的開源系統,因此無法像鴻蒙和AliOS一樣,與安卓展開同臺競技。
自研路漫漫
事實上,鴻蒙也好,AliOS也罷,整車企業顯然更希望能將智能汽車的核心技術掌握在自己手里,于是哪怕這條道路非常艱難,還是有不少車企踏上了操作系統自研之路。
早些年,車企都宣稱自己的操作系統是自研完成的,但據汽車電子領域工作多年的張林(化名)觀察,那時汽車企業所謂的“開發汽車系統”只是進行了應用性的更改適配而已,例如比亞迪DiLink、吉利GKUI、蔚來NIO OS(底層采用QNX實時操作系統,界面和應用基于安卓系統開發)和小鵬Xmart OS等,其實都沒有改變系統內核和虛擬機等下層基礎架構,僅根據需求定制應用程序、汽車服務等上層,有點類似于對毛坯房進行裝修。當然,今天仍然有許多車企的車載操作系統是基于安卓所進行的定制化改動,但越來越多的車企開始意識到,只有自主研發底層的操作系統,才能做到真正的自主可控,確保產品的安全穩定。
去年9月,比亞迪在發布e3.0平臺時,同步公布了其自研的操作系統——BYD OS,技術亮點是高內聚、低耦合、高可靠、低延時,不僅可以支持軟硬件解耦,而且還能支持應用跨平臺、OTA/硬件的升級。作為國內首個自主研發的軟硬件解耦的車用操作系統,比亞迪的架構基礎會通過硬件生態逐步夯實,并支持ota升級(全生命周期)。
今年6月,廣汽推出了星靈架構下的普賽OS,據悉,這是一款全車跨域的操作系統,創建了統一的接口定義和核心組件,將中央計算機、智能駕駛計算機和信息娛樂計算機在軟件層面有機融合。該操作系統包含了SOA跨域服務引擎、高性能中間件引擎、車云鏡像引擎和異構執行調度引擎,將使三大核心計算機,在軟件層面有機融合,讓電子電氣架構的運行效率大幅提升。
目前采用ALIOS系統的上汽集團也決定自研。去年10月,旗下零束軟件、聯創電子與中興通訊簽署了戰略合作備忘錄,分別成立聯合創新中心,合力推動汽車操作系統的自主核心能力建設,探索在車載操作系統中的微內核RTOS、Hypervisor以及Safety Linux產品領域的研發合作,并共同打造面向國產MCU芯片的嵌入式操作系統。
還有更多的車企走自研操作系統這條路。2020年,理想汽車提出,要自主開發底層操作系統,或將和特斯拉一樣,基于Linux的內核打造實時操作系統;2021年,一汽制定了“十四五”戰略規劃,面向社會發布“飛刃計劃”,打造完全自主可控的“全棧式操作系統”——FAW.OS。據悉,FAW.OS-旗智操作系統采用從操作系統內核、隔離引擎到AP中間件的全棧式解決方案,自主掌控操作系統集成開發核心技術。
公共服務平臺或可行
不過,業內人士并不看好車企的自研行為。“開發操作系統是一項艱巨的任務,一般底層的操作系統生命周期大約為30~40年,還需要定期更新和不斷的技術改進。”張林認為,就單家車企而言,開發全新的操作系統不僅需要大量的技術專長,而且需要多年的投入,但在回報方面,由于大多應用在自家品牌的產品上,因此供應有限,很難形成生態。
另一方面,自研軟件本來就不是整車企業所擅長,中國汽車工程研究院股份有限公司特聘專家鄭光偉曾在接受《中國汽車報》記者采訪時坦言,車企并不適合做車用操作系統的開發,無論是技術實力還是人員架構都有明顯短板,車企也不太可能自己開發專用的車用底層操作系統。從操作系統的發展歷史看,無論是PC時代、智能手機時代還是即將到來的智能汽車時代,操作系統都是交由大型IT企業開發更加合適。
那么,直接使用鴻蒙系統或AliOS呢?這顯然也不會成為整車企業的更好選擇,對于他們來說,車載操作系統是管理和控制車載硬件、軟件資源的程序,上接汽車軟件開發和數據處理,還要連接“H、B、C、D”以及路、云、網,是智能汽車的“神經中樞”,如果最終是一家或兩家公司的操作系統產品霸占市場,他們就會像上汽一樣,擔心失去自己的“靈魂”,從而受制于人。
“我們當然希望有一家企業能打造出自主可控,而且能適用大部分國內汽車產品的操作系統,這也是為何大家對鴻蒙等自主車載操作系統抱以厚望的重要原因之一。但如果單個企業難以實現國內全汽車產業操作系統生態打造的話,我們可以考慮采用建立公共服務平臺的方式。”付于武建議,在車載底層操作系統方面,國家智能網聯汽車創新中心可以作為牽頭單位,邀請行業內的骨干企業,例如整車企業、互聯網企業、科技公司等共同參與,協同創新,聚力發展,打造出一個公正、中立、具有權威性的操作系統。
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