汽车智能驾驶技术市场分析报告

汽车智能驾驶技术市场分析报告2021年8月

目录汽车商业模式转变，车载软件前景广阔............................................................................3智能汽车的车载系统需要兼顾实时性和开放性.................................................................4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.........................................................................................................................101插图目录图：智能汽车功能不断丰富............................................................................................3图：汽车软件功能需求不断增加....................................................................................3图：软件成为汽车市场主要驱动力.................................................................................4图：操作系统开发投入快速增长....................................................................................4图的特斯拉操作系统.................................................................................4图QNX的德尔福自动驾驶车型...........................................................................4图：操作系统内核的重要性............................................................................................5图：宏内核与微内核对比...............................................................................................5图：微内核只保留核心组件............................................................................................5图：QNX框架..............................................................................................................6图：架构.............................................................................................................6图：功能安全评级...............................................................................................7图：特斯拉基于操作系统的车载信息娱乐系统..................................................8图：宝马7系搭车载腾讯小程序进入.................................................................8图：开发良性循环...........................................................................................8图：车机上应用一览...............................................................................8图：鸿蒙OS采用混合内核设计，未来将向鸿蒙微内核发展.......................................9图：鸿蒙OS内核获得26262ASIL-D认证证书...................................................9图：鸿蒙OS内核获得EAL5+认证证书................................................................9图：鸿蒙OS不受终端设备限制的应用开发模式.......................................................10图：鸿蒙OS带来各终端无缝对接的使用体验...........................................................10表格目录表：重点公司盈利预测、估值及投资评级....................................................................2▍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，创始人兼首席执行官黄仁勋曾公开表示，到年，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：智能汽车功能不断丰富图：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。麦肯锡数据显示，年，汽车软件市场规模将望从年的亿美元上升到亿美元，到年有望达到亿美元，达，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，到年，操作系统及中间件的市场规模预计从年的亿美元上升至亿美元，达从年的亿美元上升至亿美元，达载软件和车载操作系统的高期望。3图：软件成为汽车市场主要驱动力图：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QNXLinux和为代表。QNXQNX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。和Andriod虽然富度有待提高；同时在实时性上难以达到D级别，系统容易遭到外部的入侵，带来安全性的不足。图：基于Linux的特斯拉操作系统图：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4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：操作系统内核的重要性资料来源：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：宏内核与微内核对比图：微内核只保留核心组件资料来源：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。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5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QNX图：QNX框架图：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和目前满足，都满足现阶段功能安全要求。是公认的功能安全标准，所依据的是，等级有、DA到ASILD覆盖率越高，开发流程越严格，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ASILD级别的功能安全。以其安全性和实时性著称，是第一个符合ASILD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和Andriod系统，其功能安全已经达到ASILB等级，也符合量产安全等级要求。6图：ASIL功能安全评级资料来源：ISO；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。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，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，与开源的和Android形成对比。Android和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开发的网页版应用，而非我们习以为常的。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XLE才首次使用了基于的信息娱乐系统。生态建设仍然薄弱。7图：特斯拉基于Linux操作系统的车载信息娱乐系统图：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，谷歌前装车机系统有望占据一席之地。Android掌握着庞大的用户基础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，为此谷歌年推出专为车机开发的AutomotiveOS，首先在沃尔沃旗下的Polestar2上亮相。AutomotiveOS则是以其在行的开源移动操作系统为蓝本，并且是数百万开发者熟悉的操作系统，满足汽车上的安全需要。图：Android开发良性循环图：AndroidAOS车机上应用一览资料来源：中信证券研究部绘制资料来源：车云网▍鸿蒙安全、开放兼备，有望改变行业格局OS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采用包含内核、鸿蒙微内核及的混合内核设计，8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：鸿蒙采用混合内核设计，未来将向鸿蒙微内核发展资料来源：华为官网鸿蒙OS内核获认证，保障高等级车规功能安全。华为自动驾驶OSASIL-D认证的操作系统内核。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OS内核已于5+成为业界首个拥有Security&Safety双高认