三五年后,我国汽车行业会重蹈智能手机在操作系统上的后尘吗?日前,全国政协经济委员会副部长苗圩强调,相较于芯片匮乏,目前大多数车企还没有认识到操作系统的缺位将成为行业发展的致命问题。
“安卓早已开始通过车机系统成功‘上车’,下一步,它可能会向座舱和发动机系统渗透。”苗圩害怕,一旦产生和当前手机系统类似的局面,当大部分智能车辆都采用同一种开源的、开放的、全免费的操作系统,丛林法则才会生效,赢者通吃。在他看来,现在全球智能车辆发展格局还没定,留给我国的发展时间窗口大约是3~5年,我们要提高紧迫感,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,尽管目前在售车辆使用安卓操作系统的比列还不到1%,但到2028年,这一比列或将降低到70%。“操作系统缺位的问题很尖锐,指出了当前车辆产业发展的现况。作为智能车辆的基础核心技术,车用操作系统实现自主可控早已到了迫在眉睫、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》记者专访时建议,行业可以考虑采用构建公共服务平台的方法,例如以国家智能网联车辆创新中心为牵头单位,联合行业内的骨干企业,聚行业之力,共同构建出一个公平、中立、具有权威性的操作系统,实现核心技术的突破。
国外操作系统份额占八成
作为车机软硬件资源的调度者,操作系统在实现车辆功能的过程中饰演着重要角色。接下来,随着车辆功能的日渐复杂和丰富,操作系统的职责将从实现基本的汽车控制,发展到控制智能座舱,支持智能驾驶,甚至实现手动驾驶。然而,在手动驾驶技术早已走在全球前列的中国,我们尚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。东方证券在研报中强调,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闻名,适用于仪表和动力系统。它采用了非开源的微内核构架,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,同时还兼具了数据安全的要求。不过,由于其为闭源系统,在生态建设上有所缺乏,因此适宜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、日产和宝马等。目前,QNX几乎与所有主流原始设备制造商合作,超过1.95亿辆车辆使用QNX系统,在车辆嵌入式操作系统市场中份额排行第一。
Linux的核心在于网络化的设计构架,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linux内核开发者大会,更适用于后台操作系统,并且适用于车联网以及手动驾驶技术对可靠性及网路设计的双重需求。主要优势在于性能稳定且便于订制,开源的特点也增加了开发的门槛。合作企业主要有福特、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车辆端开源车联网系统Automotive Grade Linux(AGL,汽车级Linux),该项目的参与者包括福特、铃木、戴姆勒、福特、本田、捷豹路虎、马自达、三菱车辆、日产、斯巴鲁等。
相较之下,基于Linux内核构建的安卓系统愈加复杂,功能愈发强悍,具有开源、灵活、可移植性强的优点。据悉,这款由微软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,其主要应用于联通互联设备,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,对于国外车企来说,使用安卓系统会导致过度依赖于微软。
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多样化后开发而成的,可以算作自主研制的独立操作系统。不过,目前安卓仍然被视为是最有发展前景的操作系统之一,大众、奔驰和奔驰,都开始采用车辆安卓系统,而通用汽车、福特车辆、斯特兰蒂斯、本田车辆和雷诺车辆也开始导出车用安卓。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,其他系统份额多于10%。那么待会儿,全球范围内才会产生一个安卓生态,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。
鸿蒙系统“被迫营业”
2019年8月9日,华为公司在开发者会议(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,华为即将发布了首款鸿蒙车辆——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、物力和财力构建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,自从华为被纳入德国“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,同时也扔掉了部份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,可按各类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显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,从麦克风、手机、平板、智慧屏到车机,实现不同设备间的交互。
不过,鸿蒙当前在国外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车辆有阿维塔11、极狐阿尔法S HI版、北京魔方、问界M5、问界M7和正式推出的几何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?罗兰贝格全球中级合伙人兼大中华区副总裁郑赟觉得,作为整个智能生态的重要核心,整车厂普遍希望生态愈发完整以后再加入,因此应用一个新的操作系统会采取愈发慎重的心态。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,不采用鸿蒙系统似乎有更深层次的诱因。一位不愿透漏姓名的业内人士坦言,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”,代表了一批传统车辆企业的真实看法,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”。
面向手动驾驶的AliOS Drive能打吗?
除了鸿蒙以外,另一个能与安卓相媲美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10亿元筹建了互联网车辆项目基金,同年11月,斑马智行创立。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个月热卖10万辆。由于在手机领域的竞争相对弱势,AliOS逐步将定位调整为面向车辆、IoT终端、IoT芯片和工业领域的研制物联网操作系统。
随后不久,上汽却与阿里“没谈拢”,上汽其实希望产品独享,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车辆市场来强化其AliOS市场占有率,从而进一步构建生态。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路第一大股东。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列进一步被稀释。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。在前不久举办的第九届智能网联车辆技术峰会上,斑马智行联席首席执行官张春晖表示,斑马正在构建手动驾驶操作系统——AliOS Drive,这是业内首个符合智能网联中国方案要求的手动驾驶操作系统。
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,语音是第一交互方法;第二代是智能座舱,分布异构,对标Q+A(QNX+安卓)方案,已经搭载在低端智能电动车辆智己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也应该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的比列创立的合资公司,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。需要强调的是,TINNOVE OS与AliOS不同,其是基于安卓的开源系统,因此未能像鸿蒙和AliOS一样,与安卓展开登台竞技。
自研路漫漫
事实上,鸿蒙也好,AliOS也罢,整车企业似乎更希望能将智能车辆的核心技术把握在自己手里,于是哪怕这条公路十分艰辛,还是有不少车企踏上了操作系统自研之路。
早些年,车企都声称自己的操作系统是自研完成的,但据车辆电子领域工作多年的张林(化名)观察,那时车辆企业所谓的“开发汽车系统”只是进行了应用性的修改适配而已,例如奇瑞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上层基础构架,仅依照需求定做应用程序、汽车服务等下层,有点类似于对毛坯房进行家装。当然,今天依然有许多车企的车载操作系统是基于安卓所进行的多样化改动,但越来越多的车企开始意识到,只有自主研制底层的操作系统,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前馈,而且能够支持应用跨平台、OTA/硬件的升级。作为国外首个自主研制的软硬件前馈的车用操作系统,比亚迪的构架基础会通过硬件生态逐渐筑牢,并支持ota升级(全生命周期)。
今年6月,广汽推出了星灵构架下的普赛OS,据悉,这是一款全车跨域的操作系统,创建了统一的插口定义和核心组件,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,让电子电气构架的运行效率急剧提高。
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订了战略合作备忘录,分别组建联合创新中心,合力推进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产品领域的研制合作,并共同构建面向国产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,理想车辆提出,要自主开发底层操作系统,或将和特斯拉一样,基于Linux的内核构建实时操作系统;2021年,一汽制订了“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。据悉什么是linux,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。
公共服务平台或可行
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繁重的任务,一般底层的操作系统生命周期大概为30~40年,还须要定期更新和不断的技术改进。”张林觉得,就单家车企而言,开发全新的操作系统除了须要大量的技术专长,而且须要多年的投入,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,很难产生生态。
另一方面,自研软件原本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》记者专访时坦承,车企并不适宜做车用操作系统的开发,无论是技术实力还是人员构架都有显著弱项,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、智能手机时代还是正式到来的智能车辆时代,操作系统都是交由小型IT企业开发愈发合适。
那么,直接使用鸿蒙系统或AliOS呢?这似乎也不会成为整车企业的更好选择linux内核开发者大会,对于她们来说,车载操作系统是管理和控制车载硬件、软件资源的程序,上接车辆软件开发和数据处理,还要联接“H、B、C、D”以及路、云、网,是智能车辆的“神经中枢”,如果最终是一家或两家公司的操作系统产品强占市场,他们都会像上汽一样,担心失去自己的“灵魂”,从而受制于人。
“我们其实希望有一家企业能塑造出自主可控,而且能适用大部分国外车辆产品的操作系统linux内存管理,这也是为什么你们对鸿蒙等自主车载操作系统抱以厚望的重要诱因之一。但若果单个企业无法实现国外全车辆产业操作系统生态构建的话,我们可以考虑采用构建公共服务平台的形式。”付于武建议,在车载底层操作系统方面,国家智能网联车辆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,打造出一个公平、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)