软件定义汽车的起源

我们讨论了软件定义汽车的起源、软件的重要性，并指出了软件早已经存在于汽车之中，并非最近几年才出现的新生事物。而且，我们也认为软件将会决定一个车企的生死，因为无论是传统的基本车辆功能，还是智能座舱、智能驾驶等新兴的智能化功能，无一不是在这个时代进行竞争的基本条件，而且正在被软件所重塑。对于车企而言，如果未来仍然做不好软件，可能连上牌桌的机会都没有了。

 

软件定义汽车详解

让我们首先再来深入理解一下软件定义汽车这个名词。

1. 软件定义汽车首先是一个技术概念。从其衍生而来的原始词汇（如：SDN等）所对应的概念来看，软件定义汽车应该是一个技术概念，对应于软硬件分离的理念和技术。即：将汽车中的硬件作为基础平台，通过软件的配置和部署等实现相应的功能和性能。但对于如何实现软件定义汽车却始终没有一个标准的答案，有些人将SOA作为实现软件定义汽车的方式，但并非所有业内人士都认同这种观念。在技术方面的唯一共识是全新的电子电气架构和域控制器是实现软件定义汽车的基础。

2. 软件定义汽车也是一种理念。当前的汽车行业已经将软件定义汽车当作一种理念来看待，超越了其原本的技术概念。大家因为相信软件定义汽车必然实现而将其奉为信条，并相信其一种必然的趋势。各方当前的普遍共识是：未来的汽车中，软件将占据主导地位，成为车企之间竞争的主要因素。因此，从车企到供应商，大家纷纷进行相应的投资布局和组织机构改革，以期能够从全产业链来构建自身强大的软件开发能力。

无论软件定义汽车究竟是什么，行业内对以下几点已经达成了共识：

1）软件在整车成本中的比重将逐渐增加，并占据重要的位置；

2）软件对整车的功能和性能至关重要，未来汽车功能的创新将主要依靠软件实现；

3）软件将越来越多的影响整个汽车产业链，最终引起整个汽车产业链的关系重构；

4）汽车行业的商业模式将被软件和相关技术的应用所逐渐改变，软件将成为重要的利润来源；

5）未来的汽车将因软件的不断迭代而得以不断成长；

6）汽车将从一个主要基于硬件的产品转变为软硬结合的智能移动设备。

软件定义汽车的内涵已经远远超越了某种具体的技术，汽车制造商将不再仅仅通过马力和扭矩等使自己与众不同，而消费者也越来越多地被由软件定义的功能所吸引，车辆已经成为物联网的一部分。无论是在车端还是云端，大量数据都需要软件来处理、管理和分发。软件带动着汽车技术的革新、引领汽车产品差异化发展潮流，已经成为汽车“新四化”发展的基础和核心。软件正在引起整个汽车行业的产业链格局、组织架构、开发流程体系等的变革，而且这个变革将不断深化，最终将让所有人都目瞪口呆。

 

电子电气架构是软件定义汽车的核心

在这场由软件引起的变革中，电子电气架构成为了最先引起业界注意的一个基础技术。整个行业中最大的改变之一就体现在对电子电气架构从忽视到重视的历程中，几乎所有人都认为只有改变电子电气架构才能实现软件定义汽车的目标。这无疑是一个极其正确的决定，因为软件绝不等于代码，只有面向软件的架构才能支撑起软件定义汽车的理想。而电子电气架构的灵魂也并不是代码，良好的网络架构、功能架构、电气架构和软件架构才是决定电子电气系统功能与性能的最核心因素。软件代码只是电子电气系统中一个重要组件，软件定义汽车时代的架构设计既要面向软件，又必须考虑硬件。

不得不清醒的认识到的一点是，如果没有硬件的支撑，软件将没有载体，也就无法发挥作用。硬件可以被忽视，但它永远都在发挥着重要的作用。

电子电气架构的形态变化已经成为有目共睹的事实。从分布式走向集中式带来的变化也已经远远不只是网络拓扑的变化。控制器的硬件、总线形式和配电系统等实体部件都在发生着巨大变化，这是软件定义汽车所引起的最显著的变化。除此之外，电子电气架构的物理视图还有一个尚未变为现实但正在发生的变化：硬件的平台化和硬件能力的预留。

 

硬件平台化之后才能实现软件定义汽车

让手机成为被“软件定义的手机”的物质基础是硬件的平台化。平台化的硬件才能支撑操作系统的平台化，然后才可能有应用软件的平台化。对于汽车而言，由于其本身硬件的高复杂度和各个车企的封闭，平台化的道路非常漫长，因此实现通用化更是遥遥无期。但在一个车企内部，如果能够很好的实现架构化设计，在架构范围内实现车型之间的平台化就是一件可行的事情。

手机上可以随意安装软件的另外一个基础是硬件能力的预留，也即在其出厂时的硬件能力（算力、存储等）有足够的剩余，从而可以支持未来的软件更新与增加。而在传统的汽车行业中，车辆出厂时的硬件能力基本上都是刚刚够用，因为任何一点多余的能力都会造成成本的增加。在软件无需扩展的情况下，硬件能力的预留是没有任何意义的。而当OTA技术发展起来之后，用户也希望自己的车辆能够像手机一样“常用常新”，硬件可供扩展的能力空间就不再是一种浪费，而是基本的需求。

 

硬件预留并不那么靠谱

然而，在目前的车辆中，车身控制等传统领域内的传感器和执行器的能力预留并没有多大的意义，因为这些领域的功能和性能都已经比较成熟，可提升空间很小，因此即使预留也很难增加车辆的功能和提升性能。

但车载信息娱乐系统和无人驾驶系统的情形却完全不同，因为这两个领域仍在蓬勃发展中，功能与性能都仍然有较大的提升空间。由于这两个系统很少有自己专属的执行器，因此可以基本不需要考虑执行器的能力预留。对于系统中所使用的传感器而言，由于大多数系统在设计的时候已经基本上将现有传感器的能力利用到了极致，因此也没有能力预留的空间。只有是否使用的差异，其目的无非是两种：一种是在车辆量产时该传感器的相关功能尚未成熟，导致无法使用；另外一种是为了将其相关功能单独标价售卖，期望用户能够额外付费，而获取更多的利润。严格的讲，这两种方式都不同于手机等IT行业产品所谓的硬件能力预留，但或许可以称之为能力“预置”。

因此，当前汽车中的硬件能力预留大多发生在信息娱乐与无人驾驶这两个系统中，能够预留能力的硬件基本上只有相应控制器的算力、内存和存储空间，以期将来可以持续不断进行软件的迭代，从而实现提升用户满意度和增加收入的目标。

但当前硬件的能力剩余并不多，大部分车型在出厂的时候就已经将其主要芯片的算力消耗的差不多了。虽然内存和存储空间的问题都可以通过增加成本来解决，但算力却并不是可以花钱就解决的。因为作为硬件核心的车载芯片的能力直接决定了控制器的算力，而现在可以获得的芯片算力却并尚不能满足当前软件的需求：无论是信息娱乐系统主机中的那些从手机中移植过来的APP、数量与分辨率都在不断增加的屏幕，还是各种无人驾驶系统中不断增加的传感器数据和各种算法，都可以在短时间内将有限的芯片算力“吃”得一干二净。这种现象是因为软件的需求在以几何级数飞速增长，而硬件的迭代速度已经接近摩尔定律的极限。由于这种软件与硬件发展的不同步，导致所谓的硬件能力预留的有效期最多只有两到三年。在此之后，很多新的软件将可能无法部署到那些已经“过时”的硬件平台上，用户所能获得的软件功能提升将越来越有限。同时，如果考虑到车企中的大部分软件人员可能已经不再对老的硬件平台上的软件进行开发和维护，那么硬件能力预留也就只是将车辆硬件的保鲜期延长了一点点而已，而其代价却是相关成本的大幅度增加。

理想中的硬件能力预留应该是可以支持车辆生命周期中的大部分软件更新和扩展的，而目前软硬件发展速度的不匹配则大大限制了这种愿望的实现，软件的能力需求仍然处于超越硬件能力供给的阶段。另外，由于每次芯片平台的切换都会导致海量开发费用的投入和漫长的时间成本，甚至导致很多原有硬件平台上的软件不再适用，因此所谓的硬件能力预留所产生的各种相关成本实际上远远超过BOM中所能够看到的物料成本。这个问题只有在芯片的能力大幅度提升、同质性越来越高，并且软件所需的硬件资源增长速度大幅度降低之后，才能够得到彻底的解决。只有到那个时候，软件才会成为真正的主角。

 

硬件是一切的基础

没有硬件支撑的软件就是镜花水月。熟悉汽车控制器开发的朋友一定知道，每一次软件功能的大幅度提升都一定是建立在硬件的提升之上。无论是汽车座舱的进步还是智驾的进步，无一不是先有硬件的提升，然后才有软件功能和性能的提升。如果没有高通8155和英伟达的Orin等强大的芯片出现，现在的座舱和智驾很难有大幅度的变化。

可以类比IT行业的AI（人工智能）的发展，如果没有英伟达等众多芯片公司推出的具有强大算力的专用芯片，ChatGPT等应用不可能这么迅速的发展起来。

在手机行业也是如此：一枝独秀的苹果其成功的因素中，芯片是当之无愧的基础。那些没有自己芯片支撑的手机厂商即使能够达到很大的销量，其利润率也一定会大大低于能够实现软硬件都自我可控的厂商。

硬件如同一座大厦的地基与框架，而软件则如同各种装修与装饰。没有好的地基与框架，大厦无法建得高大宏伟，更无法长久使用。而没有各种装修与装饰，用户也无法获得良好的使用体验。

 

只有与硬件结合的软件才有存在的空间和意义！

在传统的控制器中，模拟电路占据了主要的部分，而模拟电路的设计门槛很高，需要大量的实践经验和长期的积累。因此，过去自己设计硬件的主机厂并不多。然而，进入了域控制器时代，数字电路占了主要部分，硬件设计好像简单了很多：只要选择合适的芯片，有点经验的工程师都能快速的搭建一个控制器的原型出来。但这样的硬件很难有什么独特性：既然大家都可以买到相同的芯片，那么控制器的优劣就只能拼软件了。从这个角度而言，软件确实定义了汽车上的一部分功能和性能。可是，软件是很容易被抄袭的，除非能够保持持续的创新能力并一直维持领先地位，否则很容易就会被后来者超越。

 

如同Alan Kay所言：那些真的严肃对待软件的人应该制造自己的硬件（People who are really serious about software should make their own hardware.）。

值得欣喜的是，已经有越来越多的厂商开始尝试自己定义自己的硬件。然而，芯片设计与制造的成本非常巨大，绝非那些体量小的OEM可以参与的。这无关于技术能力，因为造车始终是一门生意，要讲投入产出比。如果销量不够大，那么卖车赚的钱可能连设计芯片的投资都收不回来，这样的模式有怎么可能持久呢？

我并不想给出软件是否能够定义汽车的肯定或否定的结论，一是因为自己也在不断的思考中。二是观点与事实不同，没有绝对的是与非。你相信世界是什么样的，世界在你眼中就是什么样的。坚定地走自己的路吧，别管别人怎么看。

最后，给大家的忠告是：量力而行，脚踏实地。技术变革期往往也是行业洗牌期，跟着别人的步伐是无法超越别人的。
        责任编辑：彭菁