汽車智能駕駛技術(shù)市場分析報告

汽車智能駕駛技術(shù)市場分析報告2021年8月

目錄汽車商業(yè)模式轉(zhuǎn)變，車載軟件前景廣闊............................................................................3智能汽車的車載系統(tǒng)需要兼顧實(shí)時性和開放性.................................................................4鴻蒙OS安全、開放兼?zhèn)?，有望改變行業(yè)格局.................................................................8風(fēng)險因素.........................................................................................................................10投資建議.........................................................................................................................101插圖目錄圖：智能汽車功能不斷豐富............................................................................................3圖：汽車軟件功能需求不斷增加....................................................................................3圖：軟件成為汽車市場主要驅(qū)動力.................................................................................4圖：操作系統(tǒng)開發(fā)投入快速增長....................................................................................4圖的特斯拉操作系統(tǒng).................................................................................4圖QNX的德爾福自動駕駛車型...........................................................................4圖：操作系統(tǒng)內(nèi)核的重要性............................................................................................5圖：宏內(nèi)核與微內(nèi)核對比...............................................................................................5圖：微內(nèi)核只保留核心組件............................................................................................5圖：QNX框架..............................................................................................................6圖：架構(gòu).............................................................................................................6圖：功能安全評級...............................................................................................7圖：特斯拉基于操作系統(tǒng)的車載信息娛樂系統(tǒng)..................................................8圖：寶馬7系搭車載騰訊小程序進(jìn)入.................................................................8圖：開發(fā)良性循環(huán)...........................................................................................8圖：車機(jī)上應(yīng)用一覽...............................................................................8圖：鴻蒙OS采用混合內(nèi)核設(shè)計，未來將向鴻蒙微內(nèi)核發(fā)展.......................................9圖：鴻蒙OS內(nèi)核獲得26262ASIL-D認(rèn)證證書...................................................9圖：鴻蒙OS內(nèi)核獲得EAL5+認(rèn)證證書................................................................9圖：鴻蒙OS不受終端設(shè)備限制的應(yīng)用開發(fā)模式.......................................................10圖：鴻蒙OS帶來各終端無縫對接的使用體驗(yàn)...........................................................10表格目錄表：重點(diǎn)公司盈利預(yù)測、估值及投資評級....................................................................2▍汽車商業(yè)模式轉(zhuǎn)變，車載軟件前景廣闊汽車商業(yè)模式正發(fā)生轉(zhuǎn)變，智能駕駛與多元化應(yīng)用的需求被激發(fā)。在汽車智能化的過程中，汽車的商業(yè)模式也發(fā)生著變化，創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛曾公開表示，到年，許多汽車企業(yè)很有可能以接近成本價的價格銷售汽車，主要通過軟件為用戶提供價值。軟件的重要性不斷提升，同時汽車正發(fā)生從出行工具到智能移動空間的職能轉(zhuǎn)變。在汽車智能化的過程中，車內(nèi)人員將會投入更少的精力，關(guān)注點(diǎn)也逐漸向車內(nèi)娛樂等可提高行車體驗(yàn)的活動轉(zhuǎn)移。為確保該轉(zhuǎn)變下的車輛行駛安全，需要更高層次的車載操作系統(tǒng)提供輔助功能，甚至是實(shí)現(xiàn)全面的自動駕駛。車內(nèi)人員解放的駕駛精力需要有更多元化的功能來滿足娛樂等方面需求，例如車內(nèi)搭載更豐富的等方面服務(wù)，這需要一個開放性好、生態(tài)完善的車載操作系統(tǒng)。圖：智能汽車功能不斷豐富圖：汽車軟件功能需求不斷增加資料來源：蓋世汽車資料來源：大眾官網(wǎng)軟件定義汽車成為共識，車載操作系統(tǒng)及軟件市場前景廣闊。智能駕駛下乘客多元化的需求滿足需要完善的車載操作系統(tǒng)，未來汽車的盈利水平很大程度上將由其軟件所能提供的服務(wù)水平來定義，軟件定義汽車成為共識，軟件以及其操作系統(tǒng)也具有廣闊的市場空間。麥肯錫數(shù)據(jù)顯示，年，汽車軟件市場規(guī)模將望從年的億美元上升到億美元，到年有望達(dá)到億美元，達(dá)，將成為驅(qū)動汽車市場增長的主要動力之一；從軟件細(xì)分市場來看，到年，操作系統(tǒng)及中間件的市場規(guī)模預(yù)計從年的億美元上升至億美元，達(dá)從年的億美元上升至億美元，達(dá)載軟件和車載操作系統(tǒng)的高期望。3圖：軟件成為汽車市場主要驅(qū)動力圖：操作系統(tǒng)開發(fā)投入快速增長資料來源：麥肯錫含預(yù)測資料來源：麥肯錫含預(yù)測▍智能汽車的車載系統(tǒng)需要兼顧實(shí)時性和開放性現(xiàn)階段車載操作系統(tǒng)在安全性和開放性上仍有不足，具有較大改善空間。目前主流的車載操作系統(tǒng)以QNXLinux和為代表。QNXQNX幾乎未有被黑客成功入侵的記錄，但由于QNX的封閉性，外部人員也難以進(jìn)行軟件開發(fā)，系統(tǒng)生態(tài)建設(shè)的重?fù)?dān)落在黑莓公司與部分授權(quán)公司身上，系統(tǒng)開放性不足。和Andriod雖然富度有待提高；同時在實(shí)時性上難以達(dá)到D級別，系統(tǒng)容易遭到外部的入侵，帶來安全性的不足。圖：基于Linux的特斯拉操作系統(tǒng)圖：搭載QNX的德爾福自動駕駛車型資料來源：汽車之家資料來源：車云網(wǎng)安全性、實(shí)時性上更勝一籌內(nèi)核類型是操作系統(tǒng)的實(shí)時性的關(guān)鍵影響因素。內(nèi)核使硬件和軟件之間的通信成為可能，是操作系統(tǒng)的最內(nèi)部部分。內(nèi)核可以進(jìn)一步分為兩類，微內(nèi)核和宏內(nèi)核。微內(nèi)核和宏4內(nèi)核有著截然不同的設(shè)計理念，宏內(nèi)核將所有的系統(tǒng)功能（包括內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動等）都在內(nèi)核里實(shí)現(xiàn)，而微內(nèi)核則只在內(nèi)核中保留了必須在內(nèi)核態(tài)運(yùn)行的功能，而把其他功能都移至用戶態(tài)以服務(wù)線程的方式來實(shí)現(xiàn)。圖：操作系統(tǒng)內(nèi)核的重要性資料來源：張先民，CSDN宏內(nèi)核與微內(nèi)核在架構(gòu)上的差異導(dǎo)致了其在安全性上的不同。宏內(nèi)核以為例，其采取一體化架構(gòu)，將系統(tǒng)調(diào)用接口、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、虛擬文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)堆棧、設(shè)備驅(qū)動程序、硬件架構(gòu)相關(guān)代碼七大部分組成，在相同的地址空間中同時運(yùn)行用戶服務(wù)和內(nèi)核服務(wù)。而微內(nèi)核只包含進(jìn)程管理等極少數(shù)核心組件，系統(tǒng)接口、外設(shè)驅(qū)動等組件則獨(dú)立于內(nèi)核之外，實(shí)現(xiàn)在不同的地址空間中運(yùn)行用戶服務(wù)和內(nèi)核服務(wù)。獨(dú)立化的設(shè)計思想導(dǎo)致微內(nèi)核系統(tǒng)的各組件間只是通信關(guān)系，單一組件的出錯不影響其他組件的正常運(yùn)行，因而比宏內(nèi)核系統(tǒng)具有更高的可靠性與穩(wěn)定性。圖：宏內(nèi)核與微內(nèi)核對比圖：微內(nèi)核只保留核心組件資料來源：張先民，CSDN資料來源：張先民，CSDNQNX得益于內(nèi)核結(jié)構(gòu)，在安全性上占有領(lǐng)先地位。采取微內(nèi)核設(shè)計，當(dāng)單一服務(wù)運(yùn)行出錯時，其他服務(wù)由于處于不同地址空間，并不會受到影響，系統(tǒng)可以繼續(xù)正常運(yùn)行。而以為代表的宏內(nèi)核操作系統(tǒng)，由于采取了一體化的設(shè)計，內(nèi)核中各服務(wù)存在5位于同一整體的關(guān)聯(lián)性，一旦其中某個項(xiàng)目服務(wù)出錯，將導(dǎo)致系統(tǒng)的整體崩潰，帶來安全性隱患。但同時微內(nèi)核的模塊化結(jié)構(gòu)帶來大量的進(jìn)程間通信，其中很大一部分是不必要的重復(fù)運(yùn)算，造成明顯的性能損耗并可能延長處理任務(wù)所需時間。以為代表的宏內(nèi)核將服務(wù)整合至內(nèi)核當(dāng)中，以函數(shù)調(diào)用的方式取代了進(jìn)程間通信，避免贅余的運(yùn)算，在性能上表現(xiàn)更佳。在車輛安全相關(guān)的關(guān)鍵領(lǐng)域例如駕駛員與汽車進(jìn)行交互的儀表上，系統(tǒng)可靠QNX圖：QNX框架圖：Linux架構(gòu)資料來源：張先民，CSDN資料來源：張先民，CSDN功能安全方面，QNX滿足ASILD，而Linux和目前滿足，都滿足現(xiàn)階段功能安全要求。是公認(rèn)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，所依據(jù)的是，等級有、DA到ASILD覆蓋率越高，開發(fā)流程越嚴(yán)格，相應(yīng)的開發(fā)成本增加，開發(fā)周期延長。智能座艙需要滿足車規(guī)級的功能安全要求相對較低，只需要滿足的B級別的功能安全，并不需要如同自動駕駛需要滿足最高級別ASILD級別的功能安全。以其安全性和實(shí)時性著稱，是第一個符合ASILD開發(fā)，從而保證整機(jī)系統(tǒng)的安全可靠。目前大部分主機(jī)廠座艙系統(tǒng)基于和Andriod系統(tǒng)，其功能安全已經(jīng)達(dá)到ASILB等級，也符合量產(chǎn)安全等級要求。6圖：ASIL功能安全評級資料來源：ISO；備注：其中嚴(yán)重度（Severity）描述一旦風(fēng)險成為現(xiàn)實(shí)，相關(guān)人員、財產(chǎn)將遭受損害的程Exposure）描述風(fēng)險出現(xiàn)時，人員或財產(chǎn)可能受到影響的概率；可控度（Controllability現(xiàn)時，駕駛員等在多大程度上可以采取主動措施避免損害發(fā)生。系統(tǒng)開放性更為出色開放性和開發(fā)資源直接影響操作系統(tǒng)的生態(tài)建設(shè)，和Linux生態(tài)建設(shè)薄弱。雖然QNX在功能安全性上面占據(jù)領(lǐng)先，但其高昂的授權(quán)費(fèi)用和底層代碼開放度不足帶來的兼容性和開發(fā)難度大的問題使其生態(tài)建設(shè)薄弱，與開源的和Android形成對比。Android和Linux系統(tǒng)存在第三方資源缺失的硬傷，可適配使用的車載應(yīng)用也相對貧瘠。特斯拉的車機(jī)體驗(yàn)雖好，卻也常被用戶抱怨有一些車機(jī)娛樂及服務(wù)應(yīng)用缺失，目前其車上的車載小程序提供一定幫助，但是特斯拉目前移植的生態(tài)都是基于開發(fā)的網(wǎng)頁版應(yīng)用，而非我們習(xí)以為常的。2012年，Linux基金會牽頭，吸納了豐田、日產(chǎn)、捷豹路虎、英偉達(dá)、電裝等巨頭加盟的汽車專用Linux系統(tǒng)合作項(xiàng)目XLE才首次使用了基于的信息娛樂系統(tǒng)。生態(tài)建設(shè)仍然薄弱。7圖：特斯拉基于Linux操作系統(tǒng)的車載信息娛樂系統(tǒng)圖：寶馬7系搭車載騰訊小程序進(jìn)入Linux資料來源：汽車之家資料來源：汽車之家Andriod生態(tài)建設(shè)領(lǐng)先，谷歌前裝車機(jī)系統(tǒng)有望占據(jù)一席之地。Android掌握著龐大的用戶基礎(chǔ)能簡單將移動端打造的安卓操作系統(tǒng)直接上車，會存在兼容性差和融合度低的問題，而且穩(wěn)定性和安全性也不足，為此谷歌年推出專為車機(jī)開發(fā)的AutomotiveOS，首先在沃爾沃旗下的Polestar2上亮相。AutomotiveOS則是以其在行的開源移動操作系統(tǒng)為藍(lán)本，并且是數(shù)百萬開發(fā)者熟悉的操作系統(tǒng)，滿足汽車上的安全需要。圖：Android開發(fā)良性循環(huán)圖：AndroidAOS車機(jī)上應(yīng)用一覽資料來源：中信證券研究部繪制資料來源：車云網(wǎng)▍鴻蒙安全、開放兼?zhèn)洌型淖冃袠I(yè)格局OS年開發(fā)者大會上推出的面向全場景的分布式操作系統(tǒng)，可適配包括車機(jī)、手機(jī)、智能穿戴等多種終端設(shè)備。鴻蒙OS采用包含內(nèi)核、鴻蒙微內(nèi)核及的混合內(nèi)核設(shè)計，8支持針對不同資源受限設(shè)備選用適合的OS內(nèi)核，可適應(yīng)車載操作系統(tǒng)的特殊使用環(huán)境。其內(nèi)核抽象層通過屏蔽多內(nèi)核差異，對上層提供基礎(chǔ)的內(nèi)核能力。隨著鴻蒙微內(nèi)核發(fā)展，未來鴻蒙OS內(nèi)核將演化為鴻蒙微內(nèi)核設(shè)計并更新外核架構(gòu)，進(jìn)一步提高按需拓展能力，實(shí)現(xiàn)更廣泛的系統(tǒng)安全，向車載OS市場發(fā)起有力沖擊。圖：鴻蒙采用混合內(nèi)核設(shè)計，未來將向鴻蒙微內(nèi)核發(fā)展資料來源：華為官網(wǎng)鴻蒙OS內(nèi)核獲認(rèn)證，保障高等級車規(guī)功能安全。華為自動駕駛OSASIL-D認(rèn)證的操作系統(tǒng)內(nèi)核。得益于該內(nèi)核的細(xì)粒度解耦架構(gòu)、形式化方法和確定性時延機(jī)制等優(yōu)勢，華為獲證周期相比行業(yè)縮短了1年，得到認(rèn)證機(jī)構(gòu)和發(fā)證官的高度評價。獲得認(rèn)證標(biāo)志著其OS內(nèi)核在開發(fā)流程管理、安全架構(gòu)設(shè)計、安全編碼和安全測試等方面均滿足極苛OS內(nèi)核已于5+成為業(yè)界首個擁有Security&Safety雙高認(rèn)