汽車智能化推動了汽車軟件開發(fā)需求爆發(fā)式增長。一輛“數(shù)字”汽車（2015年）的軟件代碼量能夠達(dá)到1億行，遠(yuǎn)高于Facebook、戰(zhàn)斗機(jī)、人造衛(wèi)星等高科技產(chǎn)品的代碼量。而隨著智能座艙、自動駕駛等智能化模塊的發(fā)展，汽車軟件代碼量仍在以超過20%的年增長率劇增。一輛2025年生產(chǎn)的智能汽車代碼量預(yù)計將達(dá)到7億行，相較于2020年增加了2.3倍。由此可見，汽車制造的技術(shù)壁壘也由傳統(tǒng)三大件以及零部件的集成能力轉(zhuǎn)變?yōu)榇a研發(fā)的能力，隨著汽車智能化不斷升級以及軟件生態(tài)的逐漸繁榮，汽車軟件開發(fā)需求爆發(fā)式增長，整車軟件成本占比將大幅提升。
全球汽車軟件市場規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大
Berylls管理咨詢公司預(yù)計汽車軟件市場規(guī)模將在2020-2030年期間增長逾三倍，年均增長率為13%，市場規(guī)模將從760億歐元增長到2520億歐元。具體來看，智能駕駛領(lǐng)域（ADAS/AD）將在2020年至2030年期間占據(jù)汽車服務(wù)市場增長的最大份額，軟件平臺、安全以及集成測試驗(yàn)證也將有較高的復(fù)合增速，當(dāng)然增速最快的將是高性能計算平臺（HPC），預(yù)計將達(dá)到37%。如果要將整個市場增量做進(jìn)一步拆分，核心增量（約2100億歐元）來自于智能化功能復(fù)雜性的提升，同時由于軟件模塊化及開發(fā)方式轉(zhuǎn)變帶來的效率提升也會減少開發(fā)支出620億歐元。在智能化、網(wǎng)聯(lián)化變革趨勢下，催化了軟件和硬件在零部件層面解耦的需求，軟件將獨(dú)立成為核心零部件產(chǎn)品。汽車軟件產(chǎn)品需要獲得的多維的車輛數(shù)據(jù)和控制權(quán)限，來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能和任務(wù)執(zhí)行。汽車軟件越來越復(fù)雜，行數(shù)快速提升，逐步形成系統(tǒng)OS和應(yīng)用軟件的架構(gòu)，汽車軟件開發(fā)難度提升。傳統(tǒng)汽車時代，汽車的生態(tài)鏈?zhǔn)菄@Tier1展開，Tier1采購芯片、軟件集成后供應(yīng)給主機(jī)廠。在“軟件定義汽車”的趨勢下，汽車軟件行業(yè)迎來了分層化與模塊化，將誕生一批專業(yè)化中間模塊供應(yīng)企業(yè)。車企很難完成全鏈條軟件模塊的研發(fā)，而標(biāo)準(zhǔn)的第三方模塊會經(jīng)過更多不同的場景和不同的產(chǎn)品測試，具有更高的質(zhì)量和生命力，還能分?jǐn)?、降低各模塊成本。例如，汽車OTA技術(shù)提供商艾拉比，深耕汽車領(lǐng)域和OTA技術(shù)多年，已經(jīng)具備了標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品模塊，為國內(nèi)30多家主機(jī)廠提供模塊化的OTA解決方案，針對不同車企品牌、車型提供定制化的平臺搭建和適配服務(wù)。從傳統(tǒng)V型開發(fā)轉(zhuǎn)向面向軟件定義汽車的分層式開發(fā)，轉(zhuǎn)變基礎(chǔ)是中間件的引入。域控架構(gòu)下應(yīng)用算法復(fù)雜程度高，尤其是自動駕駛領(lǐng)域幾乎沒有任何一家公司能夠提供一整套的軟件系統(tǒng)，所以需要多家供應(yīng)商來合作完成整套軟件包，由于中間件的引入實(shí)現(xiàn)了軟硬件的解耦，為第三方軟件的引入提供了可能，而第三方軟件需搭載在中間件提供的功能接口上。這需要負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成的車廠或者供應(yīng)商具備非常強(qiáng)的軟件系統(tǒng)架構(gòu)能力和中間件平臺設(shè)計能力。AUTOSAR車用 OTA系統(tǒng)的開發(fā)
經(jīng)典中間件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：AUTOSAR。AUTOSAR致力于為汽車行業(yè)開發(fā)和引入開放且標(biāo)準(zhǔn)化的軟件架構(gòu)。通過簡化軟件和硬件的更換和更新，AUTOSAR方法為可靠地控制當(dāng)今和未來車輛電子和軟件系統(tǒng)日益復(fù)雜化奠定了基礎(chǔ)。AUTOSAR規(guī)定了分層架構(gòu)、方法論和應(yīng)用接口規(guī)范，使得汽車嵌入式系統(tǒng)控制軟件開發(fā)者，得以在ECU軟件開發(fā)與驗(yàn)證過程中，擺脫對硬件系統(tǒng)的依賴，實(shí)現(xiàn)了軟硬件的分離。在中間件出現(xiàn)之前，系統(tǒng)軟件是直接基于操作系統(tǒng)開發(fā)，導(dǎo)致軟硬件高度耦合。隨著車內(nèi)代碼量的增長導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本劇增，為了提高軟件的管理性、移植性、裁剪性和質(zhì)量，需要定義一套標(biāo)準(zhǔn)的接口、高質(zhì)量的無縫集成、高效的開發(fā)以及通過新的模型來管理復(fù)雜的系統(tǒng)。中間件將軟件、硬件進(jìn)行分離，對下層硬件資源進(jìn)行抽象、利用，對芯片進(jìn)行驅(qū)動并優(yōu)化操作系統(tǒng)，對上層軟件提供服務(wù)接口，為不同算法提供不同類型的插件。中間件解決數(shù)據(jù)傳輸、應(yīng)用調(diào)度、系統(tǒng)集成和流程管理等問題，可大幅提升應(yīng)用層軟件的開發(fā)效率。
AUTOSAR的優(yōu)勢主要有：1.有利于提高軟件的復(fù)用度，使軟件可以跨平臺復(fù)用；2.便于軟件的交換與更新；3.軟件功能可以進(jìn)行先期架構(gòu)級別的定義和驗(yàn)證，從而減少開發(fā)錯誤；4.減少手工代碼量，減輕測試驗(yàn)證負(fù)擔(dān)，提高軟件質(zhì)量；5.使用一種標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)交換格式（ARXML），方便各個公司之間的交流合作。2019年，艾拉比加入AUTOSAR中國工作組，與博世、赫千、福瑞泰克、東軟睿馳、東風(fēng)汽車、恩智浦共同完成了“車用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OTA演示系統(tǒng)”的開發(fā)。這套演示系統(tǒng)采用了AUTOSAR自適應(yīng)平臺和經(jīng)典平臺的節(jié)點(diǎn)的OTA軟件刷寫，初步驗(yàn)證了與AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的OTA升級流程、OTA策略等，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)元素貼近新一代汽車量產(chǎn)項目。基于多域控制的OTA功能是實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車快速迭代的基本條件，也是未來汽車發(fā)展的一種必然趨勢。通過實(shí)現(xiàn)車載網(wǎng)絡(luò)各系統(tǒng)的OTA的升級，可以降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，也可以通過OTA為客戶提供千人千面的個性化服務(wù)，滿足不同客戶的需求，提升用戶對車輛的粘度和滿意度。SOA架構(gòu)改革推動OTA向更智能、更簡單的方向發(fā)展
固定化的架構(gòu)缺乏靈活性。ECU各功能的編碼在架構(gòu)設(shè)計階段被預(yù)先定義在ECU排序文件中，運(yùn)行過程中依次調(diào)用、逐個運(yùn)行。ECU間信號收發(fā)關(guān)系是靜態(tài)的，信號只能由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，不具備靈活性。同時，這種固定化的軟件架構(gòu)限制了使用者個性化開發(fā)的需求，OTA外部開發(fā)者無法由軟件定義新功能，且無法支持在線升級和軟件的迭代更新。SOA將車端不同功能及硬件能力劃分為服務(wù)，并按整車的原子能力將服務(wù)拆分為顆粒度更小的接口。各服務(wù)組件的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化封裝，可通過既定協(xié)議互相訪問、拓展組合；SOA的核心要素包括松耦合、標(biāo)準(zhǔn)化定義、軟件復(fù)用等。SOA架構(gòu)下的軟硬解耦可以實(shí)現(xiàn)高效的OTA升級。軟件不再是基于某一固定硬件開發(fā)，汽車原有ECU軟件煙囪式垂直架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ糜布脚_+基礎(chǔ)軟件平臺+各類應(yīng)用軟件的水平分層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軟硬件的解耦。硬件預(yù)埋，軟件后部署，通過不斷OTA實(shí)現(xiàn)軟件功能迭代推動整車功能升級。SOA架構(gòu)下可以實(shí)現(xiàn)更好的成本管控。在傳統(tǒng)的面向信號架構(gòu)下，如果某個軟件功能需要改動，整車通訊系統(tǒng)和ECU都要發(fā)生改動，而ECU數(shù)量的急劇增加使得這一過程的成本和復(fù)雜度顯著上升，SOA架構(gòu)下可較大幅度減少ECU數(shù)量，并實(shí)現(xiàn)主機(jī)廠對軟件功能實(shí)現(xiàn)高效管理。主機(jī)廠深度參與軟件開發(fā)，OTA從零部件級轉(zhuǎn)向整車級甚至企業(yè)級需求
主機(jī)廠開始深度參與軟件開發(fā)。在傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，各系統(tǒng)軟件的開發(fā)幾乎全部由Tier1/2完成，黑盒供應(yīng)給主機(jī)廠，主機(jī)廠只是整體架構(gòu)的定義者，負(fù)責(zé)設(shè)計、管理系統(tǒng)概念的定義，最終完成系統(tǒng)集成和檢驗(yàn)的工作。隨著汽車軟件的重要性不斷提升，主機(jī)廠開始重視定義軟件，深度參與系統(tǒng)架構(gòu)、功能需求分析等環(huán)節(jié)，甚至主導(dǎo)軟件單元設(shè)計與研發(fā)。無論是通專業(yè)第三方建立合作還是自主研發(fā)，傳統(tǒng)供應(yīng)鏈關(guān)系都將發(fā)生根本性的變化，打破軟件廠商作為Tier2先供應(yīng)給Tier1再到OEM的塔狀供應(yīng)模式，向扁平化的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)模式發(fā)展。例如艾拉比，最初進(jìn)入汽車領(lǐng)域是從服務(wù)Tier1廠商開始，隨著主機(jī)廠深度參與軟件開發(fā)，逐步從零部件級的OTA技術(shù)服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎嚰壣踔疗髽I(yè)級的OTA技術(shù)服務(wù)。本身也從軟件供應(yīng)商轉(zhuǎn)變成為了Tier1廠商。頭部新勢力車企自研，其他車企傾向于第三方專業(yè)OTA
現(xiàn)階段全棧自研的僅為頭部新勢力企業(yè)，這類車企有強(qiáng)烈的差異化訴求，同時有足夠的資金實(shí)力和軟件人才作支撐。蔚小理采用OTA自研的方式，以追求在更頻繁的更新，打造差異化功能賣點(diǎn)，通過OTA提升客戶體驗(yàn)，增加軟件收入。然而，目前選擇全棧自研的新勢力企業(yè)車型價位普遍在25萬元以上，級別普遍在B級及以上，總覽整個國內(nèi)乘用車市場，2021年僅24%的車型售價在25萬元以上，B級及以上車型銷量占比僅34%，國內(nèi)銷售主力為25萬元以下、B級及以下車型。單看特斯拉、蔚小理在國內(nèi)的市場份額，2021年僅占2.9%。從市場銷量來看，頭部新勢力車型普遍B級以上，價位在25萬元以上，并非銷量主力。主流國內(nèi)外車企對成本非常敏感，加上OTA試錯成本高，需要深厚的技術(shù)積累，車企本身在這方面缺乏大規(guī)模可靠性的驗(yàn)證基礎(chǔ)以及測試用例和測試工具方法，因此更傾向于具備完整OTA能力的第三方供應(yīng)商來構(gòu)建OTA體系。因此艾拉比這樣的第三方整車OTA方案商市場機(jī)會將越來越多。艾拉比的服務(wù)覆蓋顯示，從2018年開始，艾拉比服務(wù)的主機(jī)廠逐年遞增，目前已經(jīng)涵蓋大眾、奔馳、上汽、北汽、廣汽、長城、吉利、比亞迪、東風(fēng)、江鈴、宇通等30多家主機(jī)廠，合計達(dá)成50多個OTA建設(shè)項目，市場份額逐年提升，客戶對艾拉比的依賴性增強(qiáng)。通過OTA的大規(guī)模上車，艾拉比將拓展更多軟件服務(wù)業(yè)務(wù)，比如云診斷、軟件管理、軟件可售等。
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