八成份额被垄断 自主操作系统谋翻盘

三五年后,我国汽车行业会重蹈智能手机在操作系统上的覆辙吗?日前,全国政协经济委员会副主任苗圩指出,相较于芯片短缺,目前大多数车企还没有认识到操作系统的缺失将成为行业发展的致命问题。

“安卓已经开始通过车机系统成功‘上车’,下一步,它可能会向座舱和底盘系统渗透。”苗圩担心,一旦形成和当前手机系统类似的局面,当大部分智能汽车都采用同一种开源的、开放的、全免费的操作系统,丛林法则就会生效,赢者通吃。在他看来,现在全球智能汽车发展格局还没定,留给我国的发展时间窗口大概是3~5年,我们要增强紧迫感,力争通过3年的努力,打造一个自主可控的、开源开放的、最好是免费的操作系统,形成中国汽车市场的产业发展生态。

苗圩所说并非危言耸听,Gartner信息技术研究机构预测称,尽管目前在售汽车使用安卓操作系统的比例还不到1%,但到2028年,这一比例或将增加到70%。“操作系统缺失的问题很尖锐,指出了当前汽车产业发展的现状。作为智能汽车的基础核心技术,车用操作系统实现自主可控已经到了迫在眉睫、必须抓紧解决的关键时刻。”中国汽车工程学会名誉理事长付于武在接受《中国汽车报》记者采访时建议,行业可以考虑采用建立公共服务平台的方式,例如以国家智能网联汽车创新中心为牵头单位,联合行业内的骨干企业,聚行业之力,共同打造出一个公正、中立、具有权威性的操作系统,实现核心技术的突破。

作为车机软硬件资源的调度者,操作系统在实现汽车功能的过程中扮演着重要角色。接下来,随着汽车功能的日益复杂和丰富,操作系统的职责将从实现基本的车辆控制,发展到控制智能座舱,支持智能驾驶,甚至实现自动驾驶。然而,在自动驾驶技术已经走在全球前列的中国,我们仍未实现车载操作系统的自主可控,尤其是基础操作系统,几乎被外国企业垄断。东方证券在研报中指出,目前基础型操作系统市场中,QNX约占43%份额,Linux+安卓约占35%。

据悉,目前普遍采用的车控操作系统底层内核主要有Linux、QNX和其他RTOS(例如FreeRTOS、ThreadX、VxWorks等)。其中,QNX是黑莓旗下子公司,以安全稳定和实时性著称,适用于仪表和动力系统。它采用了非开源的微内核架构,是第一个符合ISO26262 ASIL-D规范的实时操作系统,可满足数字化仪表盘功能性安全的要求,同时还兼顾了数据安全的要求。不过,由于其为闭源系统,在生态建设上有所欠缺,因此适合用于仪表和动力系统等对安全要求高,但生态要求弱的应用场景。目前采用这一系统的车企包括通用、雷克萨斯、路虎、大众、丰田、宝马、现代、福特、日产和奔驰等。目前,QNX几乎与所有主流原始设备制造商合作,超过1.95亿辆汽车使用QNX系统,在汽车嵌入式操作系统市场中份额排名第一。

Linux的核心在于网络化的设计架构,支持多用户、多任务、多线程的同时保障系统的性能稳定,但是开发难度较高、开发环境不友好,影响了其生态建设的扩张,更适用于后台操作系统,并且适用于车联网以及自动驾驶技术对可靠性及网络设计的双重需求。主要优势在于性能稳定且易于定制,开源的特性也降低了开发的门槛。合作企业主要有丰田、日产和特斯拉等。值得一提的是,2014年,Linux基金会联合英特尔、丰田、三星、英伟达等多家企业推出了汽车端开源车联网系统Automotive Grade Linux(AGL,汽车级Linux),该项目的参与者包括丰田、铃木、戴姆勒、福特、本田、捷豹路虎、马自达、三菱汽车、日产、斯巴鲁等。

相较之下,基于Linux内核打造的安卓系统更加复杂,功能更加强大,具有开源、灵活、可移植性强的优点。据悉,这款由谷歌和开放手机联盟共同开发的操作系统,一度被称为基于Linux开发的最成功的产品之一,应用生态开发最为丰富,其主要应用于移动互联设备,因此,国内的车载娱乐系统大多都基于安卓开发。不过,安卓系统也有自己的缺点,包括安全稳定性较差、系统漏洞可能带来较高的风险、技术维护成本相对较高等。更重要的是,对于国内车企来说,使用安卓系统会导致过度依赖于谷歌。

就目前市面上已落地使用的操作系统而言,与安卓并行的包括大众VW.OS、特斯拉Version、华为鸿蒙OS和阿里AliOS等,这些也都是在基础型操作系统之上进行深度定制化后开发而成的,可以算作自主研发的独立操作系统。不过,目前安卓依然被视为是最有发展前景的操作系统之一,大众、奔驰和宝马,都开始采用汽车安卓系统,而通用汽车、福特汽车、斯特兰蒂斯、本田汽车和雷诺汽车也开始导入车用安卓。按照IHS的预测,2027年安卓在汽车系统的市场占有率将达到50%,而Linux将占40%左右,其他系统份额少于10%。那么到时候,全球范围内就会形成一个安卓生态,越来越多的开发者先考虑与安卓适配,操作系统的格局就基本定下。

2019年8月9日,华为公司在开发者大会(HDC.2019)上,正式发布了华为鸿蒙系统(HUAWEI Harmony OS),这是一款全新的面向全场景的分布式操作系统,2021年12月23日,华为正式发布了首款鸿蒙汽车——AITO问界M5。

有现成的安卓系统,且开源、开放,为何华为还要投入大量的人力、物力和财力打造一款全新的操作系统呢?事实上,华为也是迫不得已而为之。据悉,自从华为被列入美国“出口管制实体名单”后,不仅英特尔、高通、台积电中断了与华为的合作,谷歌官方也直接限制华为使用搭载在安卓上的应用软件。好在华为未雨绸缪,手里还拥有备用方案——鸿蒙系统,被迫让还是工程版本的鸿蒙系统“提前转正”,这才算挺过了这一关,当然,同时也丢掉了部分规模可观的国际市场。

据介绍,华为推出的鸿蒙OS,主要包括鸿蒙座舱操作系统HOS、智能驾驶操作系统AOS和智能车控操作系统VOS,分别为智能座舱、智能驾驶及智能车控系统。鸿蒙OS面向全场景,支持多内核,包括Linux内核、LiteOS和鸿蒙微内核,可按各种智能设备选择所需内核,例如在低功耗设备上使用LiteOS内核。此外,鸿蒙OS还支持128K到8G内存范围内的硬件设备,跨度较大,对硬件的性能要求相对较低。该系统可满足几乎所有设备的需求,从耳机、手机、平板、智慧屏到车机,实现不同设备间的交互。

不过,鸿蒙当前在国内并没有实现大规模应用。据不完全统计,当前使用鸿蒙系统的量产汽车有阿维塔11、极狐阿尔法S HI版、北京魔方、问界M5、问界M7和即将推出的几何G6/M6。为何作为国产操作系统的“新秀”,鸿蒙的响应者却并不多?罗兰贝格全球高级合伙人兼大中华区副总裁郑赟认为,作为整个智能生态的重要核心,整车厂普遍希望生态更加完整之后再加入,因此应用一个新的操作系统会采取更加谨慎的态度。而且目前汽车行业竞争较为激烈,采用成熟的操作系统在性价比等方面将更具优势。

不过,对于整车企业来说,不采用鸿蒙系统恐怕有更深层次的原因。一位不愿透露姓名的业内人士直言,其实此前上汽集团总裁陈虹所说的“不能接受华为灵魂,上汽要把灵魂握在自己手中”,代表了一批传统汽车企业的真实想法,但凡具备一定实力和市场规模的整车企业,都不会接受把操作系统这样的关键核心技术全盘交给供应商,而自己只拥有一只“黑匣子”。

除了鸿蒙以外,另一个能与安卓相抗衡的自主车载操作系统就是AliOS。其实,AliOS比鸿蒙起步早,也更早实现了在量产车上的搭载。

2015年3月,上汽与阿里宣布达成战略合作,共同投资10亿元设立了互联网汽车项目基金,同年11月,斑马智行成立。2016年7月,上汽发布了基于AliOS开发的互联网汽车荣威RX5,上市3个月热销10万辆。由于在手机领域的竞争相对弱势,AliOS逐渐将定位调整为面向汽车、IoT终端、IoT芯片和工业领域的研发物联网操作系统。

随后不久,上汽却与阿里“没谈拢”,上汽显然希望产品独享,能够成为其自身的核心竞争力之一;而阿里则希望面向整个汽车市场来加强其AliOS市场占有率,从而进一步打造生态。2019年8月,上汽与阿里宣布重组斑马网络和AliOS,将AliOS整体知识产权及业务注入斑马,阿里也由此成为斑马网络第一大股东。企查查显示,注资后,上汽通过有限合作公司——上海赛为投资中心控制斑马34%的股份,而上汽持股49%,意味着上汽在斑马的持股比例进一步被稀释。如今,AliOS面向整个汽车行业,搭载于上汽、一汽和南北大众等40多款车型。在前不久举行的第九届智能网联汽车技术年会上,斑马智行联席首席执行官张春晖表示,斑马正在打造自动驾驶操作系统——AliOS Drive,这是业内首个符合智能网联中国方案要求的自动驾驶操作系统。

据张春晖介绍,斑马基于自研的AliOS操作系统,从发展阶段来看分为三步:第一代是车载OS(操作系统),对标安卓,语音是第一交互方式;第二代是智能座舱,分布异构,对标Q+A(QNX+安卓)方案,已经搭载在高端智能电动汽车智己L7上;第三代是整车智能操作系统(AliOS Drive),最重要的是支持无人驾驶。

或许有人会说,TINNOVE OS也应当在自主操作系统的版图上拥有位置。据了解,TINNOVE OS是由梧桐车联发布的产品,该公司是2018年7月腾讯与长安以51:49的比例成立的合资公司,2020年,TINNOVE OS迭代为TINNOVE OpenOS和TINNOVE 3.0整合解决方案,先后搭载在长安CS系列及UNI-T上。需要指出的是,TINNOVE OS与AliOS不同,其是基于安卓的开源系统,因此无法像鸿蒙和AliOS一样,与安卓展开同台竞技。

事实上,鸿蒙也好,AliOS也罢,整车企业显然更希望能将智能汽车的核心技术掌握在自己手里,于是哪怕这条道路非常艰难,还是有不少车企踏上了操作系统自研之路。

早些年,车企都宣称自己的操作系统是自研完成的,但据汽车电子领域工作多年的张林(化名)观察,那时汽车企业所谓的“开发汽车系统”只是进行了应用性的更改适配而已,例如比亚迪DiLink、吉利GKUI、蔚来NIO OS(底层采用QNX实时操作系统,界面和应用基于安卓系统开发)和小鹏Xmart OS等,其实都没有改变系统内核和虚拟机等下层基础架构,仅根据需求定制应用程序、汽车服务等上层,有点类似于对毛坯房进行装修。当然,今天仍然有许多车企的车载操作系统是基于安卓所进行的定制化改动,但越来越多的车企开始意识到,只有自主研发底层的操作系统,才能做到真正的自主可控,确保产品的安全稳定。

去年9月,比亚迪在发布e3.0平台时,同步公布了其自研的操作系统——BYD OS,技术亮点是高内聚、低耦合、高可靠、低延时,不仅可以支持软硬件解耦,而且还能支持应用跨平台、OTA/硬件的升级。作为国内首个自主研发的软硬件解耦的车用操作系统,比亚迪的架构基础会通过硬件生态逐步夯实,并支持ota升级(全生命周期)。

今年6月,广汽推出了星灵架构下的普赛OS,据悉,这是一款全车跨域的操作系统,创建了统一的接口定义和核心组件,将中央计算机、智能驾驶计算机和信息娱乐计算机在软件层面有机融合。该操作系统包含了SOA跨域服务引擎、高性能中间件引擎、车云镜像引擎和异构执行调度引擎,将使三大核心计算机,在软件层面有机融合,让电子电气架构的运行效率大幅提升。

目前采用ALIOS系统的上汽集团也决定自研。去年10月,旗下零束软件、联创电子与中兴通讯签署了战略合作备忘录,分别成立联合创新中心,合力推动汽车操作系统的自主核心能力建设,探索在车载操作系统中的微内核RTOS、Hypervisor以及Safety Linux产品领域的研发合作,并共同打造面向国产MCU芯片的嵌入式操作系统。

还有更多的车企走自研操作系统这条路。2020年,理想汽车提出,要自主开发底层操作系统,或将和特斯拉一样,基于Linux的内核打造实时操作系统;2021年,一汽制定了“十四五”战略规划,面向社会发布“飞刃计划”,打造完全自主可控的“全栈式操作系统”——FAW.OS。据悉,FAW.OS-旗智操作系统采用从操作系统内核、隔离引擎到AP中间件的全栈式解决方案,自主掌控操作系统集成开发核心技术。

不过,业内人士并不看好车企的自研行为。“开发操作系统是一项艰巨的任务,一般底层的操作系统生命周期大约为30~40年,还需要定期更新和不断的技术改进。”张林认为,就单家车企而言,开发全新的操作系统不仅需要大量的技术专长,而且需要多年的投入,但在回报方面,由于大多应用在自家品牌的产品上,因此供应有限,很难形成生态。

另一方面,自研软件本来就不是整车企业所擅长,中国汽车工程研究院股份有限公司特聘专家郑光伟曾在接受《中国汽车报》记者采访时坦言,车企并不适合做车用操作系统的开发,无论是技术实力还是人员架构都有明显短板,车企也不太可能自己开发专用的车用底层操作系统。从操作系统的发展历史看,无论是PC时代、智能手机时代还是即将到来的智能汽车时代,操作系统都是交由大型IT企业开发更加合适。

那么,直接使用鸿蒙系统或AliOS呢?这显然也不会成为整车企业的更好选择,对于他们来说,车载操作系统是管理和控制车载硬件、软件资源的程序,上接汽车软件开发和数据处理,还要连接“H、B、C、D”以及路、云、网,是智能汽车的“神经中枢”,如果最终是一家或两家公司的操作系统产品霸占市场,他们就会像上汽一样,担心失去自己的“灵魂”,从而受制于人。

“我们当然希望有一家企业能打造出自主可控,而且能适用大部分国内汽车产品的操作系统,这也是为何大家对鸿蒙等自主车载操作系统抱以厚望的重要原因之一。但如果单个企业难以实现国内全汽车产业操作系统生态打造的话,我们可以考虑采用建立公共服务平台的方式。”付于武建议,在车载底层操作系统方面,国家智能网联汽车创新中心可以作为牵头单位,邀请行业内的骨干企业,例如整车企业、互联网企业、科技公司等共同参与,协同创新,聚力发展,打造出一个公正、中立、具有权威性的操作系统。本报记者施芸芸《中国汽车报》(2022-09-26 014-015版)