智能化是當(dāng)前社會經(jīng)濟發(fā)展的主旋律，從PC（個人電腦）、智能手機再到智能汽車，每個領(lǐng)域的智能化都會改變?nèi)藗兊纳畈硪粋€前景廣闊的新產(chǎn)業(yè)。在智能化過程中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是OS化（Operating System，操作系統(tǒng)）。OS在智能設(shè)備中負(fù)責(zé)智能應(yīng)用和硬件之間的相互通信，智能設(shè)備發(fā)展到一定程度后一般都需要配備OS；而每一款成功的OS產(chǎn)品，都能讓人聯(lián)想到一家偉大的公司。比如Windows，成就了微軟在PC時代的霸主地位；而Android和iOS，則分別使Google和蘋果在智能手機時代大放異彩。汽車被認(rèn)為是下一個極有市場前景的智能產(chǎn)品，那么汽車操作系統(tǒng)目前是什么樣的市場格局，汽車智能化會帶來什么樣的戰(zhàn)略機遇？本文將針對常見車載操作系統(tǒng)進行初步梳理和探討，歡迎相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)者或投資同行互動交流。

要談智能汽車操作系統(tǒng)，首先得了解汽車電子。傳統(tǒng)意義上的汽車電子產(chǎn)品可簡單分為兩類：一類是汽車電子控制裝置，其通過直接向執(zhí)行機構(gòu)（如電子閥門、繼電器開關(guān)、執(zhí)行馬達等）發(fā)送指令以控制車輛關(guān)鍵部件（如發(fā)動機、變速箱、動力電池等）的協(xié)同工作，常見的包括發(fā)動機控制、底盤控制、車身電子控制等。另一類是車載汽車電子裝置，是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置，和汽車本身的性能并無直接關(guān)系，常見的包括行車電腦、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。由于駕駛者直接接觸的汽車電子產(chǎn)品絕大部分是車載電子裝置，對底層的汽車電子控制裝置感知度較低，因此本文討論的車載操作系統(tǒng)特指車載電子裝置的操作系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)也稱IVI（In-Vehicle Infotainment，車載信息系統(tǒng)）操作系統(tǒng)或HMI（Human Machine Interface，人機交互界面）操作系統(tǒng)。當(dāng)然隨著汽車電子的不斷發(fā)展，車載電子和汽車電子控制相互融合的產(chǎn)品也在不斷涌現(xiàn)，如高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、全液晶儀表等，對車載操作系統(tǒng)提出了新的要求，文末也會有所提及。

1、為何需要車載操作系統(tǒng)？

要回答這個問題，我們先來看電腦為何需要操作系統(tǒng)。其實最初的電腦并沒有操作系統(tǒng)，人們通過各種操作按鈕來控制計算機，后來出現(xiàn)了匯編語言，并將它的編譯器內(nèi)置到電腦中，操作人員通過有孔的紙帶將程序輸入電腦進行編譯。這些將語言內(nèi)置的電腦只能由操作人員自己編寫程序來運行，不利于設(shè)備、程序的共用。為了解決這種問題，從20世紀(jì)70年代中期開始出現(xiàn)了電腦操作系統(tǒng)，這樣就很好實現(xiàn)了程序的共用，以及對電腦硬件資源的管理。

同樣，汽車早期也并沒有操作系統(tǒng)，從20世紀(jì)90年代開始，隨著車載電子裝置功能的日益豐富以及外部交互/接口標(biāo)準(zhǔn)的種類增加，這類基于微控制芯片的嵌入式電子產(chǎn)品逐漸需要采用類似個人電腦的軟件架構(gòu)以實現(xiàn)分層化，平臺化和模塊化，提高開發(fā)效率的同時降低開發(fā)成本。因此，汽車電子產(chǎn)品才逐步開始采用操作系統(tǒng)。

以車載娛樂信息系統(tǒng)為例，最早的收音機/CD播放器采用專用的音頻解碼芯片就能實現(xiàn)，實現(xiàn)數(shù)字化后由觸摸屏代替播放器開關(guān)、調(diào)節(jié)按鈕，后來又增加了藍牙電話功能，接著又集成了地圖導(dǎo)航、倒車雷達影像，相應(yīng)的實現(xiàn)這些功能的車機主CPU數(shù)據(jù)處理能力也逐步增強，從最早4位、8位、16位發(fā)展到32位、64位，從單核發(fā)展到多核。引入操作系統(tǒng)，就能有效分配車機的硬件資源，對以上各種任務(wù)功能進行協(xié)同管理，并控制各項任務(wù)優(yōu)先級別。

2、車載操作系統(tǒng)的性能要求及業(yè)內(nèi)主流產(chǎn)品

對于車載操作系統(tǒng)，其需具備實時性（平均響應(yīng)延時至少在毫秒級）、可靠性（最大響應(yīng)延時不超過秒級）和安全性等汽車電子的苛刻要求。目前能符合上述要求的操作系統(tǒng)產(chǎn)品較少，業(yè)內(nèi)較為主流的產(chǎn)品包括：

01、Blackberry QNX Neutrino

Blackberry QNX Neutrino是一款安全性和穩(wěn)定性極高的微內(nèi)核實時操作系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)通常以其公司名QNX簡稱，具備高運行效率、高可靠性特點并在工控領(lǐng)域擁有近40年的使用經(jīng)驗，被廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)療、軌道交通、核電站、航空航天等對安全性、實時性要求較高的領(lǐng)域。特別是在汽車領(lǐng)域，QNX是全球第一款通過ISO 26262 ASIL level D安全認(rèn)證的車載OS產(chǎn)品，已匹配全球超過40個汽車品牌，并應(yīng)用于6000多萬輛汽車，是目前市場占有率第一的車載OS。福特的Sync 3、通用汽車的新安吉星系統(tǒng)以及奧迪/大眾系列虛擬駕駛艙都是基于QNX，德爾福和百度的自動駕駛汽車平臺也均宣布采用QNX。此外百度還計劃將其自主研發(fā)的CarLife、DuerOS語音及地圖等整合到QNX CAR平臺之中。

（QNX的合作伙伴）

02、Linux及基于Linux的各類改版

Linux是一款開源的高效靈活的操作系統(tǒng)，與QNX相比最大優(yōu)勢在于其為開源軟件，具備很大的定制開發(fā)靈活度。但由于Linux版本變動很快，每天都有上千次改動，OEM和供應(yīng)商為了得到一個比較固定和可靠的Linux版本，需要積累很多操作系統(tǒng)上的開發(fā)經(jīng)驗。特斯拉就是在Linux基礎(chǔ)上開發(fā)出了完全適配旗下車輛的車載系統(tǒng)，阿里的AliOS也是基于Linux開發(fā)。2016年，由Linux基金會贊助的開源車載系統(tǒng)AGL（Automotive Grade Linux）項目發(fā)布2.0版本，致力于為汽車廠商和駕駛員提供全新的車載娛樂系統(tǒng)支持。2017年，豐田汽車宣布將在未來的汽車中控中采用AGL的開源軟件；德賽西威也正式加入AGL聯(lián)盟，成為中國首個加入AGL的智能駕駛整體解決方案提供商。另外，鈴木、戴姆勒、福特、本田、捷豹路虎、馬自達、三菱、日產(chǎn)、斯巴魯?shù)纫惨呀?jīng)加入AGL聯(lián)盟。（此前還有一個成立于2009年，同樣致力于為汽車行業(yè)提供基于Linux的開源車載信息娛樂系統(tǒng)聯(lián)盟叫GENIVI，未成氣候，本文不再展開介紹）。

而后裝車機市場廣泛使用的Android系統(tǒng)由于是基于Linux內(nèi)核，也可視作是一種“類Linux系統(tǒng)”。

03、Windows Embedded Compact

Windows Embedded Compact簡稱為WinCE，是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的32位嵌入式操作系統(tǒng)。由于其行業(yè)應(yīng)用早、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，曾是許多車機產(chǎn)品的選擇，但隨著微軟在智能手機領(lǐng)域的節(jié)節(jié)敗退，車載等細分市場的營收無法支撐起龐大的研發(fā)投入，微軟逐漸退出了嵌入式操作系統(tǒng)市場。以福特Sync信息娛樂系統(tǒng)為例，其第一代和第二代產(chǎn)品都是基于WinCE打造，第三代產(chǎn)品則轉(zhuǎn)向了QNX。

04、其他

Wind River VxWorks和micro-ITRON等，其中Wind River VxWorks是功能強大覆蓋多行業(yè)的硬實時操作系統(tǒng)（平均響應(yīng)延時在微秒級），但授權(quán)和開發(fā)定制成本非常高，市場份額有限。micro-ITRON曾是日資車型的主流汽車操作系統(tǒng)，但日系供應(yīng)商也已逐漸采用其他OS以滿足市場需求。

下圖是IHS對車載操作系統(tǒng)市場占有率演變趨勢的統(tǒng)計和預(yù)測：

（車載操作系統(tǒng)市場占有率演變趨勢）

IHS的預(yù)測簡單看主要說明了兩點：

一、Windows（WinCE）將逐步退出車載操作系統(tǒng)市場，其他操作系統(tǒng)的市占率也將大幅下降，從2017年的15%下滑到2022年的5%以下。

二、基于Linux開發(fā)的各類系統(tǒng)從2014年開始迅猛增長，這一態(tài)勢仍將保持較長時間，長期看市場最終將形成QNX和Linux兩家獨大的局面。

方向上我們認(rèn)同IHS對于市場趨勢的判斷，但隨著汽車電子架構(gòu)向多域控制方向發(fā)展，未來同一輛車上很有可能會有多個OS并存（后文會有提及），每個OS運行在各自適合的域中。例如在座艙域，ADAS/自動駕駛功能要求OS具有高度的實時性和可靠性，微內(nèi)核的QNX無疑具有先天優(yōu)勢；在互聯(lián)域，互聯(lián)網(wǎng)關(guān)、智能天線等，Linux/Android更有優(yōu)勢。因此，未來車載OS市場中，QNX和Linux（包括Android）更多可能是共存關(guān)系而非簡單的相互替代。

3、為什么說車載操作系統(tǒng)會是一門大生意？

打開雪球網(wǎng)站，瀏覽美股行情（2018年4月10日數(shù)據(jù)），我們發(fā)現(xiàn)美股市值最高的幾家公司幾乎都與操作系統(tǒng)有關(guān)。Windows曾助力微軟成為全球市值最高的公司，就算在智能手機領(lǐng)域折戟，微軟目前也有超過7000億美元的市值；Android和iOS也分別屬于谷歌和蘋果兩家巨無霸企業(yè)。

反觀車載操作系統(tǒng)領(lǐng)域，目前全球市場占有率超過60%的QNX操作系統(tǒng)，其對應(yīng)公司黑莓的市值也只有區(qū)區(qū)55億美元不到，汽車與個人電腦、智能手機市場容量的數(shù)量級差異，是否注定了車載操作系統(tǒng)難以支撐起高市值的公司？

我們認(rèn)為，車載操作系統(tǒng)的市場價值未充分體現(xiàn)，主要有兩個原因，一是目前車載操作系統(tǒng)市場尚處于發(fā)展初期，市場格局尚未確立，就像智能手機發(fā)展初期有iOS、Android、Symbian、Blackberry、Windows Mobile、MeeGo、Palm、BADA等諸多操作系統(tǒng)一樣，只有經(jīng)過充分市場競爭并形成寡頭壟斷的市場格局以后，最終勝出的操作系統(tǒng)產(chǎn)品才能體現(xiàn)出巨大價值，QNX目前的高市占率得益于先發(fā)優(yōu)勢，但其行業(yè)地位仍面臨來自Google等公司可能會推出的其他微內(nèi)核OS產(chǎn)品的挑戰(zhàn)；二是目前智能汽車的滲透率較低，車載操作系統(tǒng)的出貨量不大，而且由于汽車的更新周期普遍比手機長，車載操作系統(tǒng)放量會是一個長期的過程。但考慮到汽車產(chǎn)品的高單價，以及用戶的付費能力和商業(yè)價值普遍更高，隨著智能汽車滲透率的不斷提高，車載操作系統(tǒng)仍是一個極具想象空間的市場。

4、國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭在車載操作系統(tǒng)領(lǐng)域的布局

既然車載操作系統(tǒng)有如此巨大的市場想象空間，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們都表現(xiàn)出了濃厚興趣，紛紛在2014年前后推出了名稱洋氣的所謂“車載操作系統(tǒng)”。

但事實上，上述產(chǎn)品除了阿里的AliOS可以算作是類Linux的車載操作系統(tǒng)外，其他產(chǎn)品均是通過Mirrorlink、Miracast等通信協(xié)議讓智能手機映射到車機屏幕上的一種折中解決方案，并不是真正意義上的車載操作系統(tǒng)。從國內(nèi)市場表現(xiàn)來看，CarPlay和Android Auto不溫不火，CarLife和Welink也沒有太大進展，只有AliOS成功搭載到上汽榮威RX5車型于2016年成功上市，并有望搭載到神龍汽車旗下車型。我們認(rèn)為，Google和Apple雖然在智能手機時代憑借Android和iOS兩大操作系統(tǒng)瓜分了相關(guān)生態(tài)，但各自在汽車前裝市場推廣卻遇到了技術(shù)和市場的困難，主要有以下原因：

1）技術(shù)上針對智能移動終端優(yōu)化的OS需要做較大改變才能適應(yīng)車載要求；

2）市場上車廠和供應(yīng)商對其他廠商強勢控制自己的組件不可接受；

3）Apple完全無法滿足車廠的個性化定制需求；而Android也并非完全自由。

因此我們判斷，CarPlay，Android auto等產(chǎn)品更多是互聯(lián)網(wǎng)巨頭進軍車載信息娛樂市場的“曲線救國”之舉，限于其“映射”這種模式的天生缺憾，未來還是較難成為車內(nèi)人機交互的主流模式。2016年，蘋果雇傭了QNX公司創(chuàng)始人兼CEO、黑莓汽車軟件部門前負(fù)責(zé)人丹·道奇(Dan Dodge)，由其負(fù)責(zé)蘋果的智能汽車項目；Google也在2017年的I/O開發(fā)者大會上宣布和奧迪、沃爾沃在Android車載系統(tǒng)上的合作，宣告了非原生車載系統(tǒng)歷史階段的結(jié)束。有理由相信，蘋果和谷歌仍將是未來車載操作系統(tǒng)市場不可忽視的重量級選手。

5、車載操作系統(tǒng)的前沿發(fā)展動向

目前車載電子領(lǐng)域出現(xiàn)的一個新趨勢是用統(tǒng)一的處理器芯片支持車內(nèi)所有的智能交互設(shè)備，包括中控大屏、液晶儀表、HUD（Head Up Display，抬頭顯示）、智能后視鏡等。這一方案主要有以下優(yōu)點：一是將前裝多個屏幕上的芯片功能整合在一塊高性能芯片上以降低成本和功耗；二是使用一塊計算芯片為各個組件的互聯(lián)互通打下了一定基礎(chǔ)，并統(tǒng)一用戶體驗；三是使用一塊計算芯片能簡化項目開發(fā)復(fù)雜度和降低供應(yīng)商整合難度；四是提供統(tǒng)一芯片組對芯片廠家而言意味著更高的產(chǎn)業(yè)鏈附加值和話語權(quán)。

知名的車載半導(dǎo)體芯片商NXP對于未來車載電子系統(tǒng)架構(gòu)演變的趨勢判斷如下圖，NXP認(rèn)為原先在汽車電子架構(gòu)上混亂無序的ECU互聯(lián)將終結(jié)，汽車的各個組成部分，發(fā)動機/車體/安全/HMI等功能將“分而治之”，劃分域后再通過統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。而車載信息系統(tǒng)、導(dǎo)航、儀表盤等功能將由統(tǒng)一的控制芯片掌控。

（NXP對于未來車載電子系統(tǒng)架構(gòu)演變的趨勢判斷）

在上述趨勢的推動下，我們看到車載芯片廠家已在快速整合，巨頭們通過并購不斷補齊自身產(chǎn)業(yè)鏈布局，從而形成完整方案解決能力，搶占產(chǎn)業(yè)鏈制高點。近年車載芯片行業(yè)并購演變?nèi)缦聢D所示：

（近年車載芯片行業(yè)并購演變）

車載智能座艙的統(tǒng)一芯片控制使得車載計算資源可以集約化利用，但也帶來了各種數(shù)據(jù)的相互融合以及隨之而來的安全隱患。例如，智能座艙系統(tǒng)將原有的車載信息娛樂系統(tǒng)與車聯(lián)網(wǎng)、儀表等數(shù)據(jù)融合在一起處理，但根據(jù)功能安全ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)定義,儀表的某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)和代碼與影音娛樂系統(tǒng)的代碼屬于不同等級要求（ASIL），從安全角度應(yīng)該進行功能域的隔絕，因此智能座艙統(tǒng)一芯片控制的設(shè)計又與汽車電子功能安全標(biāo)準(zhǔn)背道而馳。為此，汽車電子專家引入了航電設(shè)備中虛擬化管理的概念，其意義在于可提供一個同時運行兩套獨立操作系統(tǒng)的環(huán)境，比如在智能座艙控制芯片中同時運行Android（APP應(yīng)用豐富）和QNX（實時性、安全性高），為智能網(wǎng)聯(lián)的應(yīng)用提供高性價比且符合安全要求的平臺。目前已商用的汽車虛擬化管理程序產(chǎn)品包括Blackberry QNX Hypervisor，Wind River Hypervisor，Green Hills INTEGRITY Muitivisor，Mentor Graphics Embedded Hypervisor以及去年被松下汽車電子收購的Open Synergy。

綜上所述，隨著汽車智能化水平的不斷提升，車載操作系統(tǒng)的配備將必不可少。由于有實時性、可靠性和安全性的要求，目前市面上能完全滿足要求的車載操作系統(tǒng)產(chǎn)品并不多，長期來看很有可能會形成QNX和類Linux兩家獨大的局面，且兩者會是長期共存關(guān)系。目前QNX具有一定先發(fā)優(yōu)勢，全球市場占有率超過60%，但其行業(yè)地位仍面臨一定的挑戰(zhàn)?？紤]到車載操作系統(tǒng)有望成為繼PC操作系統(tǒng)和智能手機操作系統(tǒng)之后的又一巨大市場，國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛布局，蘋果和谷歌仍將是該領(lǐng)域不可忽視的重量級選手。此外，隨著車載電子領(lǐng)域出現(xiàn)了統(tǒng)一芯片控制的新趨勢，未來虛擬化管理程序有望在車載領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。

從創(chuàng)業(yè)和投資的角度，我們認(rèn)為車載操作系統(tǒng)包括車載芯片需要長期的研發(fā)積累、巨大的資金投入和多年的行業(yè)應(yīng)用驗證，投資回報期長，競爭對手實力雄厚，并不適合初創(chuàng)公司進入。我們更看好擁有汽車電子前裝配套經(jīng)驗，能夠利用現(xiàn)有主流車載操作系統(tǒng)和車載芯片設(shè)計出軟硬件完美結(jié)合的智能座艙產(chǎn)品，并擁有較好渠道資源的創(chuàng)業(yè)團隊。目前如山資本在智能座艙領(lǐng)域投資布局的赫千電子、如新智能和唯聯(lián)科技均具備上述特點，同時各自在商業(yè)模式、技術(shù)路徑和銷售渠道上有一定差異。未來，如山資本將繼續(xù)關(guān)注汽車智能座艙乃至整個汽車電子領(lǐng)域的優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)團隊，繼續(xù)加大投資布局，并攜手更多合作伙伴，加速汽車的“智能化”進程！