汽車智能駕駛技術市場分析報告

汽車智能駕駛技術市場分析報告2021年8月

目錄汽車商業(yè)模式轉變，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.............................................................................................................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入.................................................................8圖：開發(fā)良性循環(huán)...........................................................................................8圖：車機上應用一覽...............................................................................8圖：鴻蒙OS采用混合內(nèi)核設計，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認證證書...................................................9圖：鴻蒙OS內(nèi)核獲得EAL5+認證證書................................................................9圖：鴻蒙OS不受終端設備限制的應用開發(fā)模式.......................................................10圖：鴻蒙OS帶來各終端無縫對接的使用體驗...........................................................10表格目錄表：重點公司盈利預測、估值及投資評級....................................................................2▍汽車商業(yè)模式轉變，車載軟件前景廣闊汽車商業(yè)模式正發(fā)生轉變，智能駕駛與多元化應用的需求被激發(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，關注點也逐漸向車內(nèi)娛樂等可提高行車體驗的活動轉移。為確保該轉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，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，到年有望達到億美元，達，將成為驅(qū)動汽車市場增長的主要動力之一；從軟件細分市場來看，到年，操作系統(tǒng)及中間件的市場規(guī)模預計從年的億美元上升至億美元，達從年的億美元上升至億美元，達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：麥肯錫含預測資料來源：麥肯錫含預測▍智能汽車的車載系統(tǒng)需要兼顧實時性和開放性現(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，外部人員也難以進行軟件開發(fā)，系統(tǒng)生態(tài)建設的重擔落在黑莓公司與部分授權公司身上，系統(tǒng)開放性不足。和Andriod雖然富度有待提高；同時在實時性上難以達到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、實時性上更勝一籌內(nèi)核類型是操作系統(tǒng)的實時性的關鍵影響因素。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)、設備驅(qū)動等）都在內(nèi)核里實現(xiàn)，而微內(nèi)核則只在內(nèi)核中保留了必須在內(nèi)核態(tài)運行的功能，而把其他功能都移至用戶態(tài)以服務線程的方式來實現(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)核在架構上的差異導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，將系統(tǒng)調(diào)用接口、進程管理、內(nèi)存管理、虛擬文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡堆棧、設備驅(qū)動程序、硬件架構相關代碼七大部分組成，在相同的地址空間中同時運行用戶服務和內(nèi)核服務。而微內(nèi)核只包含進程管理等極少數(shù)核心組件，系統(tǒng)接口、外設驅(qū)動等組件則獨立于內(nèi)核之外，實現(xiàn)在不同的地址空間中運行用戶服務和內(nèi)核服務。獨立化的設計思想導致微內(nèi)核系統(tǒng)的各組件間只是通信關系，單一組件的出錯不影響其他組件的正常運行，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)核結構，在安全性上占有領先地位。采取微內(nèi)核設計，當單一服務運行出錯時，其他服務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計，內(nèi)核中各服務存在5位于同一整體的關聯(lián)性，一旦其中某個項目服務出錯，將導致系統(tǒng)的整體崩潰，帶來安全性隱患。但同時微內(nèi)核的模塊化結構帶來大量的進程間通信，其中很大一部分是不必要的重復運算，造成明顯的性能損耗并可能延長處理任務所需時間。以為代表的宏內(nèi)核將服務整合至內(nèi)核當中，以函數(shù)調(diào)用的方式取代了進程間通信，避免贅余的運算，在性能上表現(xiàn)更佳。在車輛安全相關的關鍵領域例如駕駛員與汽車進行交互的儀表上，系統(tǒng)可靠QNX圖：QNX框架圖：Linux架構資料來源：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。是公認的功能安全標準，所依據(jù)的是，等級有、DA到ASILD覆蓋率越高，開發(fā)流程越嚴格，相應的開發(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。以其安全性和實時性著稱，是第一個符合ASILD開發(fā)，從而保證整機系統(tǒng)的安全可靠。目前大部分主機廠座艙系統(tǒng)基于和Andriod系統(tǒng)，其功能安全已經(jīng)達到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：其中嚴重度（Severity）描述一旦風險成為現(xiàn)實，相關人員、財產(chǎn)將遭受損害的程Exposure）描述風險出現(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，和Linux生態(tài)建設薄弱。雖然QNX在功能安全性上面占據(jù)領先，但其高昂的授權費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用也相對貧瘠。特斯拉的車機體驗雖好，卻也常被用戶抱怨有一些車機娛樂及服務應用缺失，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)頁版應用，而非我們習以為常的。2012年，Linux基金會牽頭，吸納了豐田、日產(chǎn)、捷豹路虎、英偉達、電裝等巨頭加盟的汽車專用Linux系統(tǒng)合作項目XLE才首次使用了基于的信息娛樂系統(tǒng)。生態(tài)建設仍然薄弱。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入Linux資料來源：汽車之家資料來源：汽車之家Andriod生態(tài)建設領先，谷歌前裝車機系統(tǒng)有望占據(jù)一席之地。Android掌握著龐大的用戶基礎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車機上應用一覽資料來源：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)?，有望改變行業(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、手機、智能穿戴等多種終端設備。鴻蒙OS采用包含內(nèi)核、鴻蒙微內(nèi)核及的混合內(nèi)核設計，8支持針對不同資源受限設備選用適合的OS內(nèi)核，可適應車載操作系統(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)核設計并更新外核架構，進一步提高按需拓展能力，實現(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)核獲認證，保障高等級車規(guī)功能安全。華為自動駕駛OSASIL-D認證的操作系統(tǒng)內(nèi)核。得益于該內(nèi)核的細粒度解耦架構、形式化方法和確定性時延機制等優(yōu)勢，華為獲證周期相比行業(yè)縮短了1年，得到認證機構和發(fā)證官的高度評價。獲得認證標志著其OS內(nèi)核在開發(fā)流程管理、安全架構設計、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