鸿蒙发力有望重塑车载操作系统格局

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250002 汽车商业模式转变，车载软件前景广阔 3 HYPERLINK l _TOC_250001 智能汽车的车载系统需要兼顾实时性和开放性 4 HYPERLINK l _TOC_250000 鸿蒙 OS 安全、开放兼备，有望改变行业格局 8风险因素 10投资建议 10插图目录图 1：智能汽车功能不断丰富 3图 2：汽车软件功能需求不断增加 3图 3：软件成为汽车市场主要驱动力 4图 4：操作系统开发投入快速增长 4图 5：基于 Linux 的特斯拉操作系统 4图 6：搭载 QNX 的德尔福自动驾驶车型 4图 7：操作系统内核的重要性 5图 8：宏内核

2、与微内核对比 5图 9：微内核只保留核心组件 5图 10：QNX 框架 6图 11：Linux 架构 6图 12：ASIL 功能安全评级 7图 13：特斯拉基于 Linux 操作系统的车载信息娱乐系统 8图 14：宝马 7 系搭车载腾讯小程序进入 Linux 8图 15：Android 开发良性循环 8图 16：Android AOS 车机上应用一览 8图 17：鸿蒙 OS 采用混合内核设计，未来将向鸿蒙微内核发展 9图 18：鸿蒙 OS 内核获得 ISO 26262 ASIL-D 认证证书 9图 19：鸿蒙 OS 内核获得 CC EAL 5+认证证书 9图 20：鸿蒙 OS 不受终端设备限制

3、的应用开发模式 10图 21：鸿蒙 OS 带来各终端无缝对接的使用体验 10表格目录表 1：重点公司盈利预测、估值及投资评级 11 汽车商业模式转变，车载软件前景广阔汽车商业模式正发生转变，智能驾驶与多元化应用的需求被激发。在汽车智能化的过程中，汽车的商业模式也发生着变化，NVIDIA 创始人兼首席执行官黄仁勋曾公开表示，到 2025 年，许多汽车企业很有可能以接近成本价的价格销售汽车，主要通过软件为用户提供价值。软件的重要性不断提升，同时汽车正发生从出行工具到智能移动空间的职能转变。在汽车智能化的过程中，车内人员将会投入更少的精力，关注点也逐渐向车内娱乐等可提高行车体验的活动转移。为确保该转

4、变下的车辆行驶安全，需要更高层次的车载操作系统提供辅助功能，甚至是实现全面的自动驾驶。车内人员解放的驾驶精力需要有更多元化的功能来满足娱乐等方面需求，例如车内搭载更丰富的 App，以提供视频、游戏与购物等方面服务，这需要一个开放性好、生态完善的车载操作系统。图 1：智能汽车功能不断丰富图 2：汽车软件功能需求不断增加资料来源：盖世汽车资料来源：大众官网软件定义汽车成为共识，车载操作系统及软件市场前景广阔。智能驾驶下乘客多元化的需求满足需要完善的车载操作系统，未来汽车的盈利水平很大程度上将由其软件所能提供的服务水平来定义，软件定义汽车成为共识，软件以及其操作系统也具有广阔的市场空间。麦肯锡数据显

5、示，2025 年，汽车软件市场规模将望从 2020 年的 200 亿美元上升到370 亿美元，到 2030 年有望达到 500 亿美元，CAGR 达 9%，将成为驱动汽车市场增长的主要动力之一；从软件细分市场来看，到 2030 年，操作系统及中间件的市场规模预计从 2020 年的 30 亿美元上升至 80 亿美元，CAGR 达 11%；信息娱乐及社交的市场规模将从 2020 年的 80 亿美元上升至 180 亿美元，CAGR 达 9%。高增长的背后体现了市场对车载软件和车载操作系统的高期望。图 3：软件成为汽车市场主要驱动力图 4：操作系统开发投入快速增长资料来源：麦肯锡含预测资料来源：麦肯锡

6、含预测 智能汽车的车载系统需要兼顾实时性和开放性现阶段车载操作系统在安全性和开放性上仍有不足，具有较大改善空间。目前主流的车载操作系统以 QNX、Linux 和 Android 为代表。QNX 通过采用非开源的微内核架构，一方面，开发人员无法获取或修改系统底层信息，保证了 QNX 的安全性，QNX 几乎未有被黑客成功入侵的记录，但由于 QNX 的封闭性，外部人员也难以进行软件开发，系统生态建设的重担落在黑莓公司与部分授权公司身上，系统开放性不足。Linux 和 Andriod 虽然开源开放性较好，但目前大多数主机厂的车机系统生态匮乏，APP 应用乏善可陈，生态丰富度有待提高；同时在实时性上难以

7、达到 ASIL D 级别，系统容易遭到外部的入侵，带来安全性的不足。图 5：基于 Linux 的特斯拉操作系统图 6：搭载 QNX 的德尔福自动驾驶车型资料来源：汽车之家资料来源：车云网安全性、实时性上 QNX 更胜一筹内核类型是操作系统的实时性的关键影响因素。内核使硬件和软件之间的通信成为可能，是操作系统的最内部部分。内核可以进一步分为两类，微内核和宏内核。微内核和宏内核有着截然不同的设计理念，宏内核将所有的系统功能（包括内存管理、文件系统、设备驱动等）都在内核里实现，而微内核则只在内核中保留了必须在内核态运行的功能，而把其他功能都移至用户态以服务线程的方式来实现。图 7：操作系统内核的重要

8、性资料来源：张先民，CSDN宏内核与微内核在架构上的差异导致了其在安全性上的不同。宏内核以 Linux 为例，其采取一体化架构，将系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈、设备驱动程序、硬件架构相关代码七大部分组成，在相同的地址空间中同时运行用户服务和内核服务。而微内核只包含进程管理等极少数核心组件，系统接口、外设驱动等组件则独立于内核之外，实现在不同的地址空间中运行用户服务和内核服务。独立化的设计思想导致微内核系统的各组件间只是通信关系，单一组件的出错不影响其他组件的正常运行，因而比宏内核系统具有更高的可靠性与稳定性。图 8：宏内核与微内核对比图 9：微内核只保留核心组件资料

9、来源：张先民，CSDN资料来源：张先民，CSDNQNX 得益于内核结构，在安全性上占有领先地位。QNX 采取微内核设计，当单一服务运行出错时，其他服务由于处于不同地址空间，并不会受到影响，系统可以继续正常运行。而以 Linux 为代表的宏内核操作系统，由于采取了一体化的设计，内核中各服务存在位于同一整体的关联性，一旦其中某个项目服务出错，将导致系统的整体崩溃，带来安全性隐患。但同时微内核的模块化结构带来大量的进程间通信，其中很大一部分是不必要的重复运算，造成明显的性能损耗并可能延长处理任务所需时间。以 Linux 为代表的宏内核将服务整合至内核当中，以函数调用的方式取代了进程间通信，避免赘余的

10、运算，在性能上表现更佳。在车辆安全相关的关键领域例如驾驶员与汽车进行交互的仪表上，系统可靠性与稳定性是核心考虑，这方面 QNX 拥有其他系统难以比拟的优势，有望保持主导地位。图 10：QNX 框架图 11：Linux 架构资料来源：张先民，CSDN资料来源：张先民，CSDN功能安全方面，QNX 满足 ASILD，而 Linux 和 Andriod 目前满足 ASILB，都满足现阶段功能安全要求。ASIL 是公认的功能安全标准，所依据的是 ISO 26262，等级有 A、 B、C、D 四个等级。从 ASIL A 到 ASIL D，对系统安全性的要求提高，意味着硬件的诊断覆盖率越高，开发流程越严格

11、，相应的开发成本增加，开发周期延长。智能座舱需要满足车规级的功能安全要求相对较低，只需要满足 ASIL 的 B 级别的功能安全，并不需要如同自动驾驶需要满足最高级别 ASIL D 级别的功能安全。QNX 以其安全性和实时性著称，是第一个符合 ISO26262 ASIL D 规范的实时操作系统，能满足数字化仪表盘功能性安全的要求，同时兼顾了数据安全要求，通过美国军方 EAL4+。用户可以基于安全的内核进行系统开发，从而保证整机系统的安全可靠。目前大部分主机厂座舱系统基于 Linux 和 Andriod系统，其功能安全已经达到 ASIL B 等级，也符合量产安全等级要求。图 12：ASIL 功能安

12、全评级资料来源：ISO 26262； 备注：其中严重度（Severity）描述一旦风险成为现实，相关人员、财产将遭受损害的程度；暴露度（Exposure）描述风险出现时，人员或财产可能受到影响的概率；可控度（Controllability）描述风险出现时，驾驶员等在多大程度上可以采取主动措施避免损害发生。Android 系统开放性更为出色开放性和开发资源直接影响操作系统的生态建设，QNX 和 Linux 生态建设薄弱。虽然 QNX 在功能安全性上面占据领先，但其高昂的授权费用和底层代码开放度不足带来的兼容性和开发难度大的问题使其生态建设薄弱，与开源的 Linux 和 Android 形成对比。

13、 Android 和 Linux 尽管都属于开源系统，但本身也有区别，Linux 系统存在第三方资源缺失的硬伤，可适配使用的车载应用也相对贫瘠。特斯拉的车机体验虽好，却也常被用户抱怨有一些车机娱乐及服务应用缺失，目前其车上的车载小程序提供一定帮助，但是特斯拉目前移植的生态都是基于 Linux 开发的网页版应用，而非我们习以为常的 App。2012 年， Linux 基金会牵头，吸纳了丰田、日产、捷豹路虎、英伟达、电装等巨头加盟的汽车专用 Linux 系统合作项目 AGL。2018 年，丰田凯美瑞混合动力 XLE 才首次使用了基于 AGL 的信息娱乐系统。生态建设仍然薄弱。图 13：特斯拉基于

14、Linux 操作系统的车载信息娱乐系统图 14：宝马 7 系搭车载腾讯小程序进入 Linux资料来源：汽车之家资料来源：汽车之家Andriod 生态建设领先，谷歌前装车机系统 Android AOS 有望占据一席之地。Android 最突出的特点便是在于应用生态。在移动设备端，Android 掌握着庞大的用户基础和开发者，在手机操作系统上已经有数量众多的 APP，可以移植在车载系统之上。但是不能简单将移动端打造的安卓操作系统直接上车，会存在兼容性差和融合度低的问题，而且稳定性和安全性也不足，为此谷歌 2019 年推出专为车机开发的 Android Automotive OS，首先在沃尔沃旗下的

15、 Polestar 2 上亮相。Android Automotive OS 则是以其在 Linux 上运行的开源移动操作系统为蓝本，并且是数百万 Android 开发者熟悉的操作系统，满足汽车上的安全需要。图 15：Android 开发良性循环图 16：Android AOS 车机上应用一览资料来源：绘制资料来源：车云网 鸿蒙 OS 安全、开放兼备，有望改变行业格局新进入者华为推出鸿蒙操作系统，混合内核助力车载操作系统。鸿蒙 OS 是华为 2019年开发者大会上推出的面向全场景的分布式操作系统，可适配包括车机、手机、智能穿戴等多种终端设备。鸿蒙 OS 采用包含 Linux 内核、鸿蒙微内核及

16、LiteOS 的混合内核设计，支持针对不同资源受限设备选用适合的 OS 内核，可适应车载操作系统的特殊使用环境。其内核抽象层通过屏蔽多内核差异，对上层提供基础的内核能力。随着鸿蒙微内核发展，未来鸿蒙 OS 内核将演化为鸿蒙微内核设计并更新外核架构，进一步提高按需拓展能力，实现更广泛的系统安全，向车载 OS 市场发起有力冲击。图 17：鸿蒙 OS 采用混合内核设计，未来将向鸿蒙微内核发展资料来源：华为官网鸿蒙 OS 内核获 ASIL-D 认证，保障高等级车规功能安全。华为自动驾驶 OS 内核已获业界最高等级功能安全认证（ISO 26262 ASIL-D），系我国首个获得 ASIL-D 认证的操作

17、系统内核。得益于该内核的细粒度解耦架构、形式化方法和确定性时延机制等优势，华为获证周期相比行业缩短了 1 年，得到认证机构和发证官的高度评价。获得 ASIL-D 认证标志着其 OS 内核在开发流程管理、安全架构设计、安全编码和安全测试等方面均满足极苛刻的要求。加之鸿蒙 OS 内核已于 2019 年获得高等级信息安全认证（CC EAL 5+），其已成为业界首个拥有 Security & Safety 双高认证的商用 OS 内核。图 18：鸿蒙 OS 内核获得 ISO 26262 ASIL-D 认证证书图 19：鸿蒙 OS 内核获得 CC EAL 5+认证证书资料来源：华为官网资料来源：华为官网打

18、破终端形态差异的应用开发模式，构建开放应用生态。鸿蒙 OS 采用多种分布式技术，使应用程序开发不再受不同终端设备形态差异的限制。应用开发者能够聚焦上层业务逻辑，更加便捷、高效地进行应用开发，做到一次开发，多端部署。另外，其组件化的设计方案使设备开发者可根据设备的资源能力和业务特征进行灵活裁剪，满足不同形态的终端设备对操作系统的要求。高度灵活的开发模式将打通不同设备的生态壁垒，车机生态将实现与手机等设备的快速对接，快速构筑开放多样的应用生态。图 20：鸿蒙 OS 不受终端设备限制的应用开发模式图 21：鸿蒙 OS 带来各终端无缝对接的使用体验资料来源：华为官网资料来源：华为官网 风险因素智能驾驶

19、新技术的推广速度低于预期；智能汽车扶持政策的力度低于预期； 出现智能驾驶的恶性事故；融资环境紧张导致企业现金流断裂等。 投资建议在特斯拉的示范效应下，智能汽车的发展加速，“软件定义汽车”已经逐渐成为业界共识。我们认为智能汽车领域将迎来 2-3 年的持续成长期，无论在内生增长，还是在外延扩张方面。汽车智能化程度也在不断升级，汽车正逐渐从传统的代步工具转变为多功能的智能移动空间，对底层操作系统的要求越来越高。QNX 和 Android 系统是当前市面上车型的主流选择，但是在安全性和开放性上各有不足。针对当前车载操作系统的痛点，华为推出了鸿蒙车载操作系统，采用包含 Linux 内核、鸿蒙微内核及 L