文 / 本刊記者 鄭雪芹

汽車電子電氣架構正在從分布式向跨域集中式轉變，其中車規(guī)級芯片的發(fā)展成為汽車產業(yè)轉型升級的關鍵，并由此帶來車用操作系統(tǒng)技術架構、核心技術、軟件開發(fā)模式等全面變革。

“汽車操作系統(tǒng)‘芯’發(fā)展”主題論壇現(xiàn)場

2023 年11 月3 日，2023 中國汽車軟件大會在上海嘉定舉辦。本屆大會以“聚軟件之力，創(chuàng)數智未來”為主題，由中國汽車工業(yè)協(xié)會主辦，中德智能網聯(lián)汽車推廣應用中心、上海智能汽車軟件園共同承辦，中國汽車工業(yè)協(xié)會軟件分會、智能網聯(lián)汽車分會和中國汽車工程學會汽車基礎軟件分會協(xié)辦。緊扣新時代汽車產業(yè)高質量發(fā)展和汽車軟件發(fā)展要求，本次會議設置了“1 場大會論壇+4 個主題論壇”，旨在打造汽車軟件領域開放、高端、權威的交流與溝通平臺。其中，在“汽車操作系統(tǒng)‘芯’發(fā)展”主題論壇上，眾多業(yè)內專家、企業(yè)高層齊聚一堂，共同探討汽車產業(yè)深度變革給車載芯片與車用操作系統(tǒng)帶來的機遇和挑戰(zhàn)，共享核心部件的研發(fā)成果和經驗，為產業(yè)發(fā)展貢獻智慧力量。

軟硬一體化是大勢所趨

當前，在面向汽車智能化和電子電氣架構的持續(xù)革新中，以車規(guī)芯片和汽車基礎軟件為代表的汽車基礎軟硬件在產業(yè)升級中占據著重要地位。然而，我國汽車基礎軟硬件核心技術和典型產品嚴重缺失，已嚴重制約了我國汽車電子產業(yè)的快速發(fā)展。

電子科技大學嵌入式軟件工程中心主任羅蕾認為，智能網聯(lián)汽車的電子電氣架構正從分布式架構向中央集中演進，并進一步向“車、路、云”協(xié)同方向發(fā)展，面臨多種技術挑戰(zhàn)。既需要高實時和高帶寬的主干通信網絡，又需要高性能、高實時支持異構多核的軟硬件平臺。在此基礎上，構建滿足軟件定義下的SOA軟硬件一體化平臺成為大勢所趨。

中汽創(chuàng)智平臺軟件開發(fā)部副總經理嚴俊杰認為，未來車用操作系統(tǒng)會成為整個汽車產品的核心底座，大家都在布局整個生態(tài)的建設，打造屬于自己的汽車產品的軟件生態(tài)?？梢灶A見，智能汽車整體發(fā)展是依托硬件的支撐、軟件的提升，以及生態(tài)共建的趨勢向前發(fā)展的。在發(fā)展過程中，軟件的復雜度和開發(fā)難度在逐年增加，其中難度最大的是全棧自研。嚴俊杰建議大家一起齊心協(xié)力，構建智能汽車協(xié)同發(fā)展的生態(tài)。

為更好地應對挑戰(zhàn)，中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長楊中平建議，產業(yè)鏈上下游企業(yè)要堅持“抱團取暖”的方式參與市場競爭。一方面需要整車和零部件供應商企業(yè)保持戰(zhàn)略定力，當前中美技術和產業(yè)領域摩擦和博弈的局面不會根本改變，對這種情況要有清醒的認識，堅定信心與汽車軟硬件企業(yè)開展聯(lián)合攻關。另一方面也需要汽車軟硬件企業(yè)著眼長遠，下定決心盡早布局關鍵領域汽車產品研發(fā)。要堅持在市場化基礎上探索利益共享的有效機制，把“合作”真正融入創(chuàng)新發(fā)展的核心本質中，共同構建產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的良好生態(tài)。

事實上，上海國際汽車城已經在打造這樣一個“利益共同體”。上海國際汽車城（集團）有限公司黨委副書記、總經理潘曉紅認為，智能汽車軟件未來的發(fā)展將會更加開放、融合?；诖?，上海國際汽車城正在深入推進智能汽車產業(yè)軟件的高地建設，并籌建了上海智能汽車軟件園，主要目標是希望能夠加速汽車軟件產業(yè)的生態(tài)培育、關鍵核心技術攻堅，提升產業(yè)核心競爭力，著力突破汽車基礎軟件、車用操作系統(tǒng)、自動駕駛、智能座艙、汽車工業(yè)軟件等關鍵核心技術，形成很好的產業(yè)集群，協(xié)同發(fā)展，以期實現(xiàn)突破和創(chuàng)新。

芯片國產化面臨的挑戰(zhàn)

在智能汽車發(fā)展的進程中，芯片的重要性不言而喻。誰擁有了芯片的核心技術，誰就掌控了行業(yè)的主動權和話語權。

在技術方向上，芯片和操作系統(tǒng)是解耦還是結合？普華基礎軟件副總經理兼戰(zhàn)略研究院院長張曉先認為要“看情況”，不同的情況就有不同的結果。只要是一個成熟的架構、成熟的體系，邊界分明、標準清晰，軟、硬件一定是解耦的；但如果是一個創(chuàng)新的產品，則可能是軟硬結合的；而如果是一個完全創(chuàng)新的、仍在探索中的產品，那就一定是軟、硬件結合的，把功能發(fā)揮到極致，隨著功能成熟再形成軟、硬件解耦。

“汽車操作系統(tǒng)‘芯’發(fā)展”主題論壇現(xiàn)場

芯馳科技產品與市場總監(jiān)張曦桐認為，軟件定義汽車的趨勢使得整車的電子電氣架構不斷升級，最終大量車型會演進到中央計算架構，這將給芯片廠商帶來兩方面挑戰(zhàn)。一方面對于產品定義需要更準確的把握和預判市場的趨勢，因為市場上有多種不同的架構同時存在，帶來大量的差異化需求，廠商需要提供定制化的芯片和服務，滿足不同主機廠的差異化需求；另一方面，對產品的迭代速度、開發(fā)周期提出了更高的要求，需要更快的開發(fā)速度及更敏捷的迭代周期。

如何應對上述挑戰(zhàn)？以芯馳為例，芯馳在座艙芯片方面提供的是一個整體的解決方案，除了芯片硬件以外，還跟合作伙伴一起提供全棧的軟件解決方案，從底層操作系統(tǒng)，到中間件、上層的應用軟件，最終交付一套完整的解決方案，幫助客戶一起實現(xiàn)產品能夠快速地量產和上車。

對于芯片國產化面臨的挑戰(zhàn)，芯旺微電子產品總監(jiān)盧恒洋補充到，汽車芯片的發(fā)展目前面臨著三大挑戰(zhàn)，第一是底層器件的可靠性；第二是研發(fā)過程；第三是安全。一款產品從無到有，往往是非常簡單的，但是從有到好，是非常難的過程，需要一個體系甚至是一場研發(fā)變革來支撐變好的狀態(tài)。

在國內座艙芯片領域，已經有一些成功的國產替代方案。中科創(chuàng)達智能汽車事業(yè)群第一事業(yè)部副總經理陳凱介紹，座艙芯片包括車規(guī)級和非車規(guī)級兩類，其中車規(guī)級比較常用的有高通等，同時國內的芯片企業(yè)包括芯馳、黑芝麻、地平線等，都在不停地替代原有的主流方案；非車規(guī)級近兩年的趨勢也愈加明顯，例如比亞迪應用的座艙系統(tǒng)，具有較高的性價比，吸引主流的OEM 廠商也不斷參與進來。另外，服務型芯片也有上車的趨勢，以特斯拉為樣本，國內的一些企業(yè)也在跟隨。

中國電動汽車充電基礎設施促進聯(lián)盟副秘書長仝宗旗認為，隨著汽車向電動化、網聯(lián)化、智能化方向發(fā)展，汽車正在從傳統(tǒng)的交通工具變成一個智能的互聯(lián)移動平臺，車輛未來的產品差異化需要由芯片與軟件合力兌現(xiàn)。在汽車電子電氣架構從分布式向跨域集中式轉變的過程中，車規(guī)級芯片的發(fā)展成為汽車產業(yè)轉型升級的關鍵，在智能汽車發(fā)展中具有關鍵作用與戰(zhàn)略意義。同時由此帶來車用操作系統(tǒng)技術架構、核心技術、軟件開發(fā)模式等方面的全面變革。在此背景下，仝宗旗建議，國內需要秉承“開放、開源并協(xié)作構建多層解耦的立體生態(tài)體系”理念，形成中國標準和滿足中國應用場景的產品，共建產業(yè)生態(tài)。

車用操作系統(tǒng)破局之道

陳凱認為，隨著高通、英偉達、地平線的新產品不斷涌現(xiàn)，芯片的算力維度大幅提升，這將會給操作系統(tǒng)帶來更大的技術挑戰(zhàn)，包括系統(tǒng)的復雜程度、功能安全、軟硬件協(xié)同、架構設計等等，都會由于芯片的快速發(fā)展而增加挑戰(zhàn)難度。同時，對于整車的操作系統(tǒng)而言，在當前的芯片算力不斷加強之后，包括異構架構演進之后的解決方案，必須要通過整車的操作系統(tǒng)來統(tǒng)合HPC（高性能計算）能力，使所有底層非實時型的東西往上移，同時把云端的資源，以及相關聯(lián)的能力不停往車端移，做到良好的融合。

軟件的演變離不開架構的推動，經緯恒潤產品線總監(jiān)楊強認為，汽車電子電氣架構的演變從分布式到域集中式，再到中央計算單元+區(qū)域控制，最后到車云一體的架構，對于軟件平臺的要求，也從AUTOSAR CP 到AUTOSAR AP，再到SOA、OTA，云管端一體，從橫向發(fā)展到縱向發(fā)展推進。

楊強分享了系統(tǒng)中間件的演變趨勢。中間件是指位于操作系統(tǒng)和應用程序之間的軟件組件，它有助于應用程序和不同操作系統(tǒng)之間的通信和互操作性。系統(tǒng)中間件包含底層軟件框架、通用基礎軟件框架和功能軟件框架。從軟件分層來看，其實系統(tǒng)中間件也是廣義OS。廣義OS 除了包含狹義OS對應的操作系統(tǒng)內核、BSP 驅動之外，還會有基礎中間件以及功能軟件對應的功能。在軟件定義汽車的理念中，廣義操作系統(tǒng)是汽車軟件的靈魂。

布局廣義OS 平臺可以有利于OEM 掌握開發(fā)生態(tài)、整合資源，也有利于簡化汽車開發(fā)流程，提升汽車開發(fā)效率。但是，整車廠做軟件開發(fā)，相應的人力投入、資源投入，以及對組織架構的挑戰(zhàn)非常大。

目前，除了基礎軟件供應商布局廣義OS 之外，整車廠商也在紛紛布局各自的OEM.OS。2023 年9 月21 日，蔚來汽車發(fā)布整車全域操作系統(tǒng)——天樞SkyOS。天樞SkyOS 是蔚來整車底層操作系統(tǒng)，為整車研發(fā)建立全方位、立體的技術體系，使各種設備能夠有機地融合在一起，實現(xiàn)高效協(xié)同工作。天樞SkyOS 構建起“1+4+N”技術集群，涵蓋車控、智駕、座艙、移動互聯(lián)等多個領域，成為智能數字技術基座。根據規(guī)劃，天樞SkyOS 全功能量產將在NT3 平臺車型上實現(xiàn)。

面對巨大的挑戰(zhàn)，以蔚來為代表的整車廠商為什么要自研全域操作系統(tǒng)？蔚來汽車SkyOS 首席架構師、數字架構資深專家羅金華解釋道，第一個原因是為了降低技術被“卡脖子”的風險；第二，蔚來要積累自己全棧的研發(fā)能力，包括很多核心的技術能力積累；第三，有了這些技術，就可以做整車上的各種優(yōu)化，從用戶的體驗、工作效率到車輛性能都可以做深入的優(yōu)化。

在全行業(yè)的共同努力下，未來智能汽車將會向何方發(fā)展？國汽智控聯(lián)席CEO 叢煒認為，未來智能汽車將是帶有四個輪子的數據中心，并將為行業(yè)提供非常大的產業(yè)容量和想象空間。隨著車輛智能化程度的提高，并朝著高等級自動駕駛或者ADAS輔助駕駛道路演進，車輛的異構架構需要快速迭代，以便于硬件、芯片更加趨同化，軟件平臺和場景APP 軟件將能夠發(fā)揮更多的價值，也就是我們所說的“硬件趨同、軟件定義和場景驅動”。