3月27日,理想汽車董事長兼CEO李想在2025中關(guān)村論壇年會上宣布開源理想汽車自研汽車操作系統(tǒng)——理想星環(huán)OS。
上述消息在一定范圍內(nèi)引起熱議。
其中原因之一是,理想開源汽車操作系統(tǒng)究竟意味著什么?其中原因之二是,汽車操作系統(tǒng)國產(chǎn)化的故事講了這么多年,為何現(xiàn)在是理想宣布將其開源?
在尋求上述問題的答案之前,首先需要明晰的概念是,究竟什么是汽車操作系統(tǒng)?
從專業(yè)術(shù)語概念來看,汽車操作系統(tǒng)是智能汽車的核心軟件系統(tǒng),如同人類的中樞神經(jīng)系統(tǒng),承擔(dān)著硬件資源管理、軟件應(yīng)用支撐、車輛功能控制三大核心職能。它通過統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu),將分散的電子部件(如芯片、傳感器、執(zhí)行器)整合成有機(jī)整體,最終決定汽車智能化的上限。
通俗來講,隨著汽車智能化發(fā)展愈發(fā)深入,當(dāng)汽車變成一個“好玩的消費(fèi)電子產(chǎn)品”,汽車操作系統(tǒng)也正成為全球汽車產(chǎn)業(yè)競爭的“命門”。
汽車操作系統(tǒng)作為智能汽車的“數(shù)字基座”,其自主可控性關(guān)乎產(chǎn)業(yè)鏈安全。從這個角度而言,理想星環(huán)OS開源具備中國供應(yīng)鏈自主化的里程碑意義。
但仍需要注意的是,汽車操作系統(tǒng)開源,并不是三言兩語就可以簡而言之的。
中國車企“苦”汽車操作系統(tǒng)久矣
理想為什么要做汽車操作系統(tǒng)開源呢?
首先,時間撥回到2020年,一場席卷全球的 “芯片荒” 風(fēng)暴讓整個汽車行業(yè)陷入前所未有的困境。在很長一段時間里,芯片交貨周期從原本的1個月陡然拉長至6個月,價格更是暴漲5-10倍。
在這場芯片供應(yīng)鏈的殘酷博弈中,理想汽車,作為彼時銷量尚在起步階段的新勢力(2020 年理想總銷量近3.3 萬臺),在產(chǎn)能分配中無疑處于劣勢地位,能夠拿到的芯片供應(yīng)量極為有限。
理想汽車當(dāng)時采用的是在行業(yè)內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位的閉源操作系統(tǒng)AUTOSAR。然而,當(dāng)面臨更換短缺的MCU芯片時,問題接踵而至。
“閉源系統(tǒng)像一把鎖,車企既無法掌控開發(fā)節(jié)奏,也無法自由選擇芯片。”李想表示。
該閉源操作系統(tǒng)與全新芯片的適配、驗(yàn)證周期一般需要6個月以上,這對于爭分奪秒的汽車市場而言,每多一天等待,都可能意味著巨大的營收損失。
理想汽車經(jīng)過測算,這樣的周期延誤可能會給企業(yè)帶來上百億的營收損失,無疑是高懸在頭頂?shù)?“達(dá)摩克利斯之劍”。
其次,AUTOSAR是由德國的寶馬、戴姆勒、博世等公司發(fā)起的一個全球性的合作項(xiàng)目,總部位于德國慕尼黑。作為一個閉源的操作系統(tǒng),車企在使用AUTOSAR時需要支付授權(quán)費(fèi)用。
蓋世汽車了解到,AUTOSAR 的授權(quán)費(fèi)用并非單一模式,而是由基礎(chǔ)軟件授權(quán)、工具鏈?zhǔn)褂?、技術(shù)服務(wù)三部分組成:
其中之一為基礎(chǔ)軟件授權(quán)。
比如經(jīng)典平臺(CP):適用于傳統(tǒng)ECU控制,單車授權(quán)費(fèi)約100-300 元,主要用于基礎(chǔ)驅(qū)動和通信協(xié)議(如 CAN/LIN 總線);自適應(yīng)平臺(AP):支持智能駕駛和域控制器,費(fèi)用顯著提升至500-1500元/車,因涉及復(fù)雜的中間件和實(shí)時操作系統(tǒng)(如 AUTOSAR RTE);功能模塊擴(kuò)展:若車企需定制化功能(如OTA升級、信息安全防護(hù)),每新增模塊可能額外支付200-800元/車。
其中之二為工具鏈與開發(fā)成本。
據(jù)CSDN 博客提到的Vector工具鏈報價,主流工具如Vector的DaVinci系列,單次采購費(fèi)用高達(dá)500萬 - 2000萬元,且需按年支付10%-15%的維護(hù)費(fèi);適配新芯片(如NXP S32K系列)的底層驅(qū)動開發(fā),平均耗時3-6 個月,人力成本約200萬 - 500萬元/項(xiàng)目。
其中之三為技術(shù)服務(wù)與生態(tài)依賴。
據(jù)相關(guān)信息顯示,部分頭部供應(yīng)商提供的技術(shù)支持按人天計費(fèi),資深工程師日薪可達(dá)1.5 萬- 3萬元。若依賴第三方解決方案,可能產(chǎn)生5%-10%的項(xiàng)目總費(fèi)用分成。
另外,值得一提的是,頭部車企通過長期協(xié)議獲得折扣,單車費(fèi)用可壓降至500元以下,部分甚至以“技術(shù)合作”形式置換授權(quán)。新勢力與中小車企(如理想、蔚來)因采購量小,單車費(fèi)用普遍在1000-2000元,且需承擔(dān)更高的工具鏈分?jǐn)偝杀尽?/div>
清華大學(xué)汽車產(chǎn)業(yè)研究院的報告指出,AUTOSAR授權(quán)費(fèi)用占整車電子系統(tǒng)成本的5%-8%,其中工具鏈和技術(shù)服務(wù)占比超過60%。據(jù)悉,某L2級自動駕駛車型的電子系統(tǒng)成本約8000元,AUTOSAR相關(guān)支出達(dá)400-640元。
換言之,對于理想汽車而言,自研操作系統(tǒng)的一個重要原因就是實(shí)現(xiàn)“技術(shù)降本”。
“我們過去每年要付出幾十億元的相關(guān)BOM成本,以及幾千萬的AUTOSAR授權(quán)費(fèi),現(xiàn)在用了自己的操作系統(tǒng),由此節(jié)省下來的成本可以最終會反映到用戶購買的價格上。”李想表示,“相當(dāng)于同樣的價格,用戶可以獲得更多的安全和舒適配置,享受到更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。”
此外,過度依賴外部技術(shù)和閉源系統(tǒng),猶如將命運(yùn)的韁繩交予他人之手。一旦供應(yīng)鏈出現(xiàn)波動,企業(yè)將陷入被動挨打、毫無還手之力的困境。
理想如何開源汽車操作系統(tǒng)?
由此,2021年,理想啟動了自研汽車操作系統(tǒng)項(xiàng)目,并逐步從零開始完成了方案選型、架構(gòu)設(shè)計和落地,迭代了上百份技術(shù)方案設(shè)計文檔。
為了真正實(shí)現(xiàn)自研汽車操作系統(tǒng)的落地,理想投入了兩百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和累計超過十億的研發(fā)費(fèi)用。終于在2024年,理想汽車實(shí)現(xiàn)自研操作系統(tǒng)上車。
理想做汽車操作系統(tǒng)不容易。
當(dāng)前汽車操作系統(tǒng)的開發(fā)面臨著多重技術(shù)與法規(guī)挑戰(zhàn)。與智能穿戴設(shè)備(如智能手表、智能音箱)或智能家居系統(tǒng)(如人臉識別門禁)的輕量級操作系統(tǒng)不同,汽車操作系統(tǒng)需要同時處理動力控制、底盤管理、自動駕駛等復(fù)雜功能模塊,其失效可能直接導(dǎo)致生命安全事故。
因此國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO 26262)和各國交通法規(guī)對這類系統(tǒng)的安全性、實(shí)時性和可靠性提出了嚴(yán)苛要求,例如要求系統(tǒng)能夠通過ASIL-D級功能安全認(rèn)證。
這種嚴(yán)格的合規(guī)性要求直接推高了開發(fā)門檻。
從技術(shù)層面看,需要構(gòu)建支持多核實(shí)時調(diào)度、故障隔離、安全通信的底層架構(gòu);從資金層面估算,有分析稱,完整的汽車操作系統(tǒng)開發(fā)周期通常需要5-8年,研發(fā)投入超過10億美元。
目前全球范圍內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)具備開發(fā)能力:比如傳統(tǒng)Tier1供應(yīng)商:博世、大陸、Vector等等;專業(yè)軟件公司黑莓;車企自研團(tuán)隊(duì):特斯拉(基于 Linux 深度定制)、大眾(vw.OS)、豐田(Arene OS)。
這種技術(shù)壟斷格局實(shí)際上形成了汽車行業(yè)的準(zhǔn)入壁壘。新進(jìn)入者面臨兩難選擇:若采用第三方方案,將面臨供應(yīng)商技術(shù)迭代速度受限、定制化能力不足等問題;若選擇自主研發(fā),則需承擔(dān)高昂的研發(fā)成本和漫長的認(rèn)證周期。
顯然,理想選擇了最后一個解法。
那么,理想星環(huán)OS到底對汽車操作系統(tǒng)做了哪些改變?
有觀點(diǎn)認(rèn)為,理想星環(huán)OS并非只是簡單的系統(tǒng)更迭,而是一場對汽車底層架構(gòu)的深刻變革,如同為汽車重新構(gòu)建了一套更為敏捷、高效的 “神經(jīng)系統(tǒng)”。
在架構(gòu)設(shè)計上,理想星環(huán)OS打破了傳統(tǒng)車載系統(tǒng)各自為政的局面。以往,車上每個模塊獨(dú)立工作,“感知 - 決策 - 執(zhí)行” 的過程猶如接力賽,每一次交接都伴隨著時間延遲。而理想星環(huán)OS通過創(chuàng)新性的跨系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計,讓多個控制器系統(tǒng)緊密協(xié)同配合,實(shí)現(xiàn)了全鏈路的深度融合與全局協(xié)同優(yōu)化。
這一設(shè)計理念的革新,使得系統(tǒng)響應(yīng)速度相比AUTOSAR 操作系統(tǒng)提高了1倍,響應(yīng)穩(wěn)定性更是提高了5倍。
以高速AEB(自動緊急制動)場景為例,這是考驗(yàn)汽車主動安全性能的關(guān)鍵場景。
在120km/h的高速行駛狀態(tài)下,理想星環(huán)OS能夠?qū)EB剎停距離縮短7米。別小看這短短7米的差距,在高速行駛中,這可能就是避免一場嚴(yán)重事故的關(guān)鍵距離,為車內(nèi)乘員的生命安全增添了一道堅(jiān)實(shí)的防線。同時,在AES自動緊急轉(zhuǎn)向時,車輛的轉(zhuǎn)向動作也更加平穩(wěn)流暢,進(jìn)一步提升了主動安全性能。
在車身姿態(tài)控制方面,理想星環(huán)OS通過智能協(xié)調(diào)攝像頭、中央算力控制器、空氣懸架等多個系統(tǒng)模塊,理想魔毯空氣懸架響應(yīng)速率大幅提升,車身姿態(tài)精準(zhǔn)控制提升了73%。無論是在高速過彎、緊急避讓還是通過顛簸路面時,車輛都能保持更加穩(wěn)定的姿。
在芯片適配與算力效率方面,理想星環(huán)OS具備更快速適配能力,采用軟硬解耦設(shè)計,芯片適配周期從AUTOSAR的6個月壓縮至4周,支持英飛凌TriCore、地平線J6M、自研舒馬赫SoC等全架構(gòu)芯片。理想星環(huán)OS還實(shí)現(xiàn)了算力利用率優(yōu)化,通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn) “一芯多用”,單顆英偉達(dá)Orin芯片可同時處理自動駕駛、泊車影像等任務(wù),算力利用率提升至92%,性能損耗降低80%。
這種芯片選擇的自由化,對于國產(chǎn)芯片的發(fā)展而言,無疑是一場及時雨。
長期以來,國產(chǎn)芯片在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用面臨諸多困境,缺乏適配的操作系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵因素之一。理想星環(huán)OS對國產(chǎn)芯片的支持,為國產(chǎn)芯片提供了廣闊的發(fā)展空間。
這其中,地平線、芯馳等國產(chǎn)芯片廠商,有望借助理想星環(huán)OS實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和市場拓展,加速國產(chǎn)芯片在汽車領(lǐng)域的國產(chǎn)化替代進(jìn)程,提升中國汽車產(chǎn)業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的地位。
李想表示:“理想星環(huán)OS的開源,預(yù)計每年能為行業(yè)節(jié)省100 - 200億元的研發(fā)資源。”
除卻理想星環(huán)OS實(shí)現(xiàn)的汽車操作系統(tǒng)革新之外,理想宣布開源到底開源了什么?
在核心組件方面,理想汽車開源內(nèi)容包含車控操作系統(tǒng)、智能駕駛操作系統(tǒng)、通信中間件、虛擬化平臺等若干核心組件全棧代碼。
有行研數(shù)據(jù)顯示,通過共享代碼庫,中小車企研發(fā)成本可降低60%以上。
在工具鏈方面,理想星環(huán)OS對包含仿真測試平臺、自動代碼生成工具、多架構(gòu)編譯器等開發(fā)資源。在安全框架方面,理想星環(huán)OS實(shí)行端到端加密協(xié)議、硬件安全模塊(HSM)接口、OTA 升級驗(yàn)證機(jī)制。
理想開源的“野心”
理想星環(huán)OS的開源,猶如一顆投入平靜湖面的巨石,在汽車行業(yè)激起千層浪,其意義深遠(yuǎn)且影響廣泛。首當(dāng)其沖的便是對傳統(tǒng) AUTOSAR閉源體系的沖擊,有望重構(gòu)整個汽車操作系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)格局。
此外,理想星環(huán)OS的開源,還旨在構(gòu)建一個繁榮的開發(fā)者生態(tài),打造汽車行業(yè)的 “安卓” 系統(tǒng)。
回顧智能手機(jī)的發(fā)展歷程,安卓系統(tǒng)的開源無疑是一個重要的里程碑。
通過開放源代碼,安卓吸引了全球無數(shù)開發(fā)者的參與,形成了一個龐大而繁榮的應(yīng)用生態(tài),為智能手機(jī)的普及和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,特斯拉曾效仿消費(fèi)電子時代進(jìn)行電動化開源。眼下,理想無疑要在汽車智能化時代復(fù)制這一模式。
特斯拉在2014年宣布開放其所有專利,這一舉措被視為電動汽車領(lǐng)域的一次重大變革。
通過開源,特斯拉不僅推動了整個電動汽車行業(yè)的發(fā)展,也為自身的發(fā)展創(chuàng)造了更有利的環(huán)境。理想同樣希望通過星環(huán)OS的開源,吸引更多的開發(fā)者加入,共同推動汽車操作系統(tǒng)的創(chuàng)新和發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示,截至目前,理想星環(huán)OS已吸引超過 500 家企業(yè)注冊開發(fā)者賬號,首批開源代碼下載量突破10萬次。這一數(shù)據(jù)或許正在預(yù)示著一個繁榮的開發(fā)者生態(tài)正在逐步形成
另外一方面,理想星環(huán)OS的開源,同樣對傳統(tǒng)車企依賴Tier1供應(yīng)商的 “交鑰匙” 模式形成了巨大沖擊。
在過去,車企大多依賴Tier1供應(yīng)商提供的“交鑰匙”解決方案。車企在這種模式下缺乏自主研發(fā)能力,對核心技術(shù)的掌控力薄弱,如同被繩索束縛,難以施展拳腳。一旦供應(yīng)商出現(xiàn)問題,車企就會陷入被動局面,新車開發(fā)進(jìn)度也會受到嚴(yán)重影響。
理想星環(huán)OS的開源,正在重塑汽車產(chǎn)業(yè)鏈的價值分配格局。
在傳統(tǒng)模式下,Tier1供應(yīng)商憑借技術(shù)優(yōu)勢占據(jù)了產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)地位,獲取了大部分利潤。而隨著理想星環(huán)OS的開源,車企能夠更加自主地進(jìn)行研發(fā),減少對Tier1供應(yīng)商的依賴。
這將促使產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)重新審視自身的價值和地位,推動價值分配向車企和開發(fā)者傾斜,激發(fā)整個產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新活力。
換言之,理想星環(huán)OS的開源,是中國汽車工業(yè)從技術(shù)追隨者向規(guī)則制定者轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵一步。
當(dāng)特斯拉以電動化革新汽車行業(yè)時,理想正憑借智能化重新詮釋汽車的未來。這場由芯片危機(jī)引發(fā)的技術(shù)突破,正逐步演變成一場重塑全球汽車產(chǎn)業(yè)格局的生態(tài)革命。
在這一過程中,理想汽車不僅為自身贏得了技術(shù)與市場的雙重優(yōu)勢,更為中國汽車產(chǎn)業(yè)在全球競爭中開辟了新的賽道。
未來,如若星環(huán)OS生態(tài)系統(tǒng)的不斷完善和壯大,我們有理由相信,中國車企將在全球汽車產(chǎn)業(yè)變革中扮演更加重要的角色,引領(lǐng)中國汽車工業(yè)走向更加輝煌的未來,為全球消費(fèi)者帶來更加智能、便捷、安全的出行體驗(yàn),讓中國汽車的創(chuàng)新力量在世界舞臺上綻放出更加耀眼的光芒 。
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