軟件定義汽車的起源

我們討論了軟件定義汽車的起源、軟件的重要性，并指出了軟件早已經(jīng)存在于汽車之中，并非最近幾年才出現(xiàn)的新生事物。而且，我們也認為軟件將會決定一個車企的生死，因為無論是傳統(tǒng)的基本車輛功能，還是智能座艙、智能駕駛等新興的智能化功能，無一不是在這個時代進行競爭的基本條件，而且正在被軟件所重塑。對于車企而言，如果未來仍然做不好軟件，可能連上牌桌的機會都沒有了。

軟件定義汽車詳解

讓我們首先再來深入理解一下軟件定義汽車這個名詞。

1.軟件定義汽車首先是一個技術(shù)概念。從其衍生而來的原始詞匯（如：SDN等）所對應(yīng)的概念來看，軟件定義汽車應(yīng)該是一個技術(shù)概念，對應(yīng)于軟硬件分離的理念和技術(shù)。即：將汽車中的硬件作為基礎(chǔ)平臺，通過軟件的配置和部署等實現(xiàn)相應(yīng)的功能和性能。但對于如何實現(xiàn)軟件定義汽車卻始終沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的答案，有些人將SOA作為實現(xiàn)軟件定義汽車的方式，但并非所有業(yè)內(nèi)人士都認同這種觀念。在技術(shù)方面的唯一共識是全新的電子電氣架構(gòu)和域控制器是實現(xiàn)軟件定義汽車的基礎(chǔ)。

2.軟件定義汽車也是一種理念。當(dāng)前的汽車行業(yè)已經(jīng)將軟件定義汽車當(dāng)作一種理念來看待，超越了其原本的技術(shù)概念。大家因為相信軟件定義汽車必然實現(xiàn)而將其奉為信條，并相信其一種必然的趨勢。各方當(dāng)前的普遍共識是：未來的汽車中，軟件將占據(jù)主導(dǎo)地位，成為車企之間競爭的主要因素。因此，從車企到供應(yīng)商，大家紛紛進行相應(yīng)的投資布局和組織機構(gòu)改革，以期能夠從全產(chǎn)業(yè)鏈來構(gòu)建自身強大的軟件開發(fā)能力。

無論軟件定義汽車究竟是什么，行業(yè)內(nèi)對以下幾點已經(jīng)達成了共識：

1）軟件在整車成本中的比重將逐漸增加，并占據(jù)重要的位置；

2）軟件對整車的功能和性能至關(guān)重要，未來汽車功能的創(chuàng)新將主要依靠軟件實現(xiàn)；

3）軟件將越來越多的影響整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈，最終引起整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)系重構(gòu)；

4）汽車行業(yè)的商業(yè)模式將被軟件和相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用所逐漸改變，軟件將成為重要的利潤來源；

5）未來的汽車將因軟件的不斷迭代而得以不斷成長；

6）汽車將從一個主要基于硬件的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)檐浻步Y(jié)合的智能移動設(shè)備。

軟件定義汽車的內(nèi)涵已經(jīng)遠遠超越了某種具體的技術(shù)，汽車制造商將不再僅僅通過馬力和扭矩等使自己與眾不同，而消費者也越來越多地被由軟件定義的功能所吸引，車輛已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分。無論是在車端還是云端，大量數(shù)據(jù)都需要軟件來處理、管理和分發(fā)。軟件帶動著汽車技術(shù)的革新、引領(lǐng)汽車產(chǎn)品差異化發(fā)展潮流，已經(jīng)成為汽車“新四化”發(fā)展的基礎(chǔ)和核心。軟件正在引起整個汽車行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈格局、組織架構(gòu)、開發(fā)流程體系等的變革，而且這個變革將不斷深化，最終將讓所有人都目瞪口呆。

電子電氣架構(gòu)是軟件定義汽車的核心

在這場由軟件引起的變革中，電子電氣架構(gòu)成為了最先引起業(yè)界注意的一個基礎(chǔ)技術(shù)。整個行業(yè)中最大的改變之一就體現(xiàn)在對電子電氣架構(gòu)從忽視到重視的歷程中，幾乎所有人都認為只有改變電子電氣架構(gòu)才能實現(xiàn)軟件定義汽車的目標(biāo)。這無疑是一個極其正確的決定，因為軟件絕不等于代碼，只有面向軟件的架構(gòu)才能支撐起軟件定義汽車的理想。而電子電氣架構(gòu)的靈魂也并不是代碼，良好的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能架構(gòu)、電氣架構(gòu)和軟件架構(gòu)才是決定電子電氣系統(tǒng)功能與性能的最核心因素。軟件代碼只是電子電氣系統(tǒng)中一個重要組件，軟件定義汽車時代的架構(gòu)設(shè)計既要面向軟件，又必須考慮硬件。

不得不清醒的認識到的一點是，如果沒有硬件的支撐，軟件將沒有載體，也就無法發(fā)揮作用。硬件可以被忽視，但它永遠都在發(fā)揮著重要的作用。

電子電氣架構(gòu)的形態(tài)變化已經(jīng)成為有目共睹的事實。從分布式走向集中式帶來的變化也已經(jīng)遠遠不只是網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化?？刂破鞯挠布?、總線形式和配電系統(tǒng)等實體部件都在發(fā)生著巨大變化，這是軟件定義汽車所引起的最顯著的變化。除此之外，電子電氣架構(gòu)的物理視圖還有一個尚未變?yōu)楝F(xiàn)實但正在發(fā)生的變化：硬件的平臺化和硬件能力的預(yù)留。

硬件平臺化之后才能實現(xiàn)軟件定義汽車

讓手機成為被“軟件定義的手機”的物質(zhì)基礎(chǔ)是硬件的平臺化。平臺化的硬件才能支撐操作系統(tǒng)的平臺化，然后才可能有應(yīng)用軟件的平臺化。對于汽車而言，由于其本身硬件的高復(fù)雜度和各個車企的封閉，平臺化的道路非常漫長，因此實現(xiàn)通用化更是遙遙無期。但在一個車企內(nèi)部，如果能夠很好的實現(xiàn)架構(gòu)化設(shè)計，在架構(gòu)范圍內(nèi)實現(xiàn)車型之間的平臺化就是一件可行的事情。

手機上可以隨意安裝軟件的另外一個基礎(chǔ)是硬件能力的預(yù)留，也即在其出廠時的硬件能力（算力、存儲等）有足夠的剩余，從而可以支持未來的軟件更新與增加。而在傳統(tǒng)的汽車行業(yè)中，車輛出廠時的硬件能力基本上都是剛剛夠用，因為任何一點多余的能力都會造成成本的增加。在軟件無需擴展的情況下，硬件能力的預(yù)留是沒有任何意義的。而當(dāng)OTA技術(shù)發(fā)展起來之后，用戶也希望自己的車輛能夠像手機一樣“常用常新”，硬件可供擴展的能力空間就不再是一種浪費，而是基本的需求。

硬件預(yù)留并不那么靠譜

然而，在目前的車輛中，車身控制等傳統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的傳感器和執(zhí)行器的能力預(yù)留并沒有多大的意義，因為這些領(lǐng)域的功能和性能都已經(jīng)比較成熟，可提升空間很小，因此即使預(yù)留也很難增加車輛的功能和提升性能。

但車載信息娛樂系統(tǒng)和無人駕駛系統(tǒng)的情形卻完全不同，因為這兩個領(lǐng)域仍在蓬勃發(fā)展中，功能與性能都仍然有較大的提升空間。由于這兩個系統(tǒng)很少有自己專屬的執(zhí)行器，因此可以基本不需要考慮執(zhí)行器的能力預(yù)留。對于系統(tǒng)中所使用的傳感器而言，由于大多數(shù)系統(tǒng)在設(shè)計的時候已經(jīng)基本上將現(xiàn)有傳感器的能力利用到了極致，因此也沒有能力預(yù)留的空間。只有是否使用的差異，其目的無非是兩種：一種是在車輛量產(chǎn)時該傳感器的相關(guān)功能尚未成熟，導(dǎo)致無法使用；另外一種是為了將其相關(guān)功能單獨標(biāo)價售賣，期望用戶能夠額外付費，而獲取更多的利潤。嚴格的講，這兩種方式都不同于手機等IT行業(yè)產(chǎn)品所謂的硬件能力預(yù)留，但或許可以稱之為能力“預(yù)置”。

因此，當(dāng)前汽車中的硬件能力預(yù)留大多發(fā)生在信息娛樂與無人駕駛這兩個系統(tǒng)中，能夠預(yù)留能力的硬件基本上只有相應(yīng)控制器的算力、內(nèi)存和存儲空間，以期將來可以持續(xù)不斷進行軟件的迭代，從而實現(xiàn)提升用戶滿意度和增加收入的目標(biāo)。

但當(dāng)前硬件的能力剩余并不多，大部分車型在出廠的時候就已經(jīng)將其主要芯片的算力消耗的差不多了。雖然內(nèi)存和存儲空間的問題都可以通過增加成本來解決，但算力卻并不是可以花錢就解決的。因為作為硬件核心的車載芯片的能力直接決定了控制器的算力，而現(xiàn)在可以獲得的芯片算力卻并尚不能滿足當(dāng)前軟件的需求：無論是信息娛樂系統(tǒng)主機中的那些從手機中移植過來的APP、數(shù)量與分辨率都在不斷增加的屏幕，還是各種無人駕駛系統(tǒng)中不斷增加的傳感器數(shù)據(jù)和各種算法，都可以在短時間內(nèi)將有限的芯片算力“吃”得一干二凈。這種現(xiàn)象是因為軟件的需求在以幾何級數(shù)飛速增長，而硬件的迭代速度已經(jīng)接近摩爾定律的極限。由于這種軟件與硬件發(fā)展的不同步，導(dǎo)致所謂的硬件能力預(yù)留的有效期最多只有兩到三年。在此之后，很多新的軟件將可能無法部署到那些已經(jīng)“過時”的硬件平臺上，用戶所能獲得的軟件功能提升將越來越有限。同時，如果考慮到車企中的大部分軟件人員可能已經(jīng)不再對老的硬件平臺上的軟件進行開發(fā)和維護，那么硬件能力預(yù)留也就只是將車輛硬件的保鮮期延長了一點點而已，而其代價卻是相關(guān)成本的大幅度增加。

理想中的硬件能力預(yù)留應(yīng)該是可以支持車輛生命周期中的大部分軟件更新和擴展的，而目前軟硬件發(fā)展速度的不匹配則大大限制了這種愿望的實現(xiàn)，軟件的能力需求仍然處于超越硬件能力供給的階段。另外，由于每次芯片平臺的切換都會導(dǎo)致海量開發(fā)費用的投入和漫長的時間成本，甚至導(dǎo)致很多原有硬件平臺上的軟件不再適用，因此所謂的硬件能力預(yù)留所產(chǎn)生的各種相關(guān)成本實際上遠遠超過BOM中所能夠看到的物料成本。這個問題只有在芯片的能力大幅度提升、同質(zhì)性越來越高，并且軟件所需的硬件資源增長速度大幅度降低之后，才能夠得到徹底的解決。只有到那個時候，軟件才會成為真正的主角。

硬件是一切的基礎(chǔ)

沒有硬件支撐的軟件就是鏡花水月。熟悉汽車控制器開發(fā)的朋友一定知道，每一次軟件功能的大幅度提升都一定是建立在硬件的提升之上。無論是汽車座艙的進步還是智駕的進步，無一不是先有硬件的提升，然后才有軟件功能和性能的提升。如果沒有高通8155和英偉達的Orin等強大的芯片出現(xiàn)，現(xiàn)在的座艙和智駕很難有大幅度的變化。

可以類比IT行業(yè)的AI（人工智能）的發(fā)展，如果沒有英偉達等眾多芯片公司推出的具有強大算力的專用芯片，ChatGPT等應(yīng)用不可能這么迅速的發(fā)展起來。

在手機行業(yè)也是如此：一枝獨秀的蘋果其成功的因素中，芯片是當(dāng)之無愧的基礎(chǔ)。那些沒有自己芯片支撐的手機廠商即使能夠達到很大的銷量，其利潤率也一定會大大低于能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件都自我可控的廠商。

硬件如同一座大廈的地基與框架，而軟件則如同各種裝修與裝飾。沒有好的地基與框架，大廈無法建得高大宏偉，更無法長久使用。而沒有各種裝修與裝飾，用戶也無法獲得良好的使用體驗。

只有與硬件結(jié)合的軟件才有存在的空間和意義！

在傳統(tǒng)的控制器中，模擬電路占據(jù)了主要的部分，而模擬電路的設(shè)計門檻很高，需要大量的實踐經(jīng)驗和長期的積累。因此，過去自己設(shè)計硬件的主機廠并不多。然而，進入了域控制器時代，數(shù)字電路占了主要部分，硬件設(shè)計好像簡單了很多：只要選擇合適的芯片，有點經(jīng)驗的工程師都能快速的搭建一個控制器的原型出來。但這樣的硬件很難有什么獨特性：既然大家都可以買到相同的芯片，那么控制器的優(yōu)劣就只能拼軟件了。從這個角度而言，軟件確實定義了汽車上的一部分功能和性能。可是，軟件是很容易被抄襲的，除非能夠保持持續(xù)的創(chuàng)新能力并一直維持領(lǐng)先地位，否則很容易就會被后來者超越。

如同Alan Kay所言：那些真的嚴肅對待軟件的人應(yīng)該制造自己的硬件（People who are really serious about software should make their own hardware.）。

值得欣喜的是，已經(jīng)有越來越多的廠商開始嘗試自己定義自己的硬件。然而，芯片設(shè)計與制造的成本非常巨大，絕非那些體量小的OEM可以參與的。這無關(guān)于技術(shù)能力，因為造車始終是一門生意，要講投入產(chǎn)出比。如果銷量不夠大，那么賣車賺的錢可能連設(shè)計芯片的投資都收不回來，這樣的模式有怎么可能持久呢？

我并不想給出軟件是否能夠定義汽車的肯定或否定的結(jié)論，一是因為自己也在不斷的思考中。二是觀點與事實不同，沒有絕對的是與非。你相信世界是什么樣的，世界在你眼中就是什么樣的。堅定地走自己的路吧，別管別人怎么看。

最后，給大家的忠告是：量力而行，腳踏實地。技術(shù)變革期往往也是行業(yè)洗牌期，跟著別人的步伐是無法超越別人的。
責(zé)任編輯：彭菁