智能化是當前社會經濟發展的主旋律，從PC（個人電腦）、智能手機再到智能汽車，每個領域的智能化都會改變人們的生活并帶來一個前景廣闊的新產業。在智能化過程中，最關鍵的環節是OS化（Operating System，操作系統）。OS在智能設備中負責智能應用和硬件之間的相互通信，智能設備發展到一定程度后一般都需要配備OS；而每一款成功的OS產品，都能讓人聯想到一家偉大的公司。比如Windows，成就了微軟在PC時代的霸主地位；而Android和iOS，則分別使Google和蘋果在智能手機時代大放異彩。汽車被認為是下一個極有市場前景的智能產品，那么汽車操作系統目前是什么樣的市場格局，汽車智能化會帶來什么樣的戰略機遇？本文將針對常見車載操作系統進行初步梳理和探討，歡迎相關領域的創業者或投資同行互動交流。

要談智能汽車操作系統，首先得了解汽車電子。傳統意義上的汽車電子產品可簡單分為兩類：一類是汽車電子控制裝置，其通過直接向執行機構（如電子閥門、繼電器開關、執行馬達等）發送指令以控制車輛關鍵部件（如發動機、變速箱、動力電池等）的協同工作，常見的包括發動機控制、底盤控制、車身電子控制等。

另一類是車載汽車電子裝置，是在汽車環境下能夠獨立使用的電子裝置，和汽車本身的性能并無直接關系，常見的包括行車電腦、導航系統、汽車音響及電視娛樂系統、車載通信系統、上網設備等。由于駕駛者直接接觸的汽車電子產品絕大部分是車載電子裝置，對底層的汽車電子控制裝置感知度較低，因此本文討論的車載操作系統特指車載電子裝置的操作系統，業內也稱IVI（In-Vehicle Infotainment，車載信息系統）操作系統或HMI（Human Machine Interface，人機交互界面）操作系統。當然隨著汽車電子的不斷發展，車載電子和汽車電子控制相互融合的產品也在不斷涌現，如高級駕駛輔助系統（ADAS）、全液晶儀表等，對車載操作系統提出了新的要求，文末也會有所提及。

1、為何需要車載操作系統？

要回答這個問題，我們先來看電腦為何需要操作系統。其實最初的電腦并沒有操作系統，人們通過各種操作按鈕來控制計算機，后來出現了匯編語言，并將它的編譯器內置到電腦中，操作人員通過有孔的紙帶將程序輸入電腦進行編譯。這些將語言內置的電腦只能由操作人員自己編寫程序來運行，不利于設備、程序的共用。為了解決這種問題，從20世紀70年代中期開始出現了電腦操作系統，這樣就很好實現了程序的共用，以及對電腦硬件資源的管理。

同樣，汽車早期也并沒有操作系統，從20世紀90年代開始，隨著車載電子裝置功能的日益豐富以及外部交互/接口標準的種類增加，這類基于微控制芯片的嵌入式電子產品逐漸需要采用類似個人電腦的軟件架構以實現分層化，平臺化和模塊化，提高開發效率的同時降低開發成本。因此，汽車電子產品才逐步開始采用操作系統。

以車載娛樂信息系統為例，最早的收音機/CD播放器采用專用的音頻解碼芯片就能實現，實現數字化后由觸摸屏代替播放器開關、調節按鈕，后來又增加了藍牙電話功能，接著又集成了地圖導航、倒車雷達影像，相應的實現這些功能的車機主CPU數據處理能力也逐步增強，從最早4位、8位、16位發展到32位、64位，從單核發展到多核。引入操作系統，就能有效分配車機的硬件資源，對以上各種任務功能進行協同管理，并控制各項任務優先級別。

2、車載操作系統的性能要求及業內主流產品

對于車載操作系統，其需具備實時性（平均響應延時至少在毫秒級）、可靠性（最大響應延時不超過秒級）和安全性等汽車電子的苛刻要求。目前能符合上述要求的操作系統產品較少，業內較為主流的產品包括：

01、Blackberry QNX Neutrino

Blackberry QNX Neutrino是一款安全性和穩定性極高的微內核實時操作系統，業內通常以其公司名QNX簡稱，具備高運行效率、高可靠性特點并在工控領域擁有近40年的使用經驗，被廣泛應用于汽車、醫療、軌道交通、核電站、航空航天等對安全性、實時性要求較高的領域。特別是在汽車領域，QNX是全球第一款通過ISO 26262 ASIL level D安全認證的車載OS產品，已匹配全球超過40個汽車品牌，并應用于6000多萬輛汽車，是目前市場占有率第一的車載OS。福特的Sync 3、通用汽車的新安吉星系統以及奧迪/大眾系列虛擬駕駛艙都是基于QNX，德爾福和百度的自動駕駛汽車平臺也均宣布采用QNX。此外百度還計劃將其自主研發的CarLife、DuerOS語音及地圖等整合到QNX CAR平臺之中。

（QNX的合作伙伴）

02、Linux及基于Linux的各類改版

Linux是一款開源的高效靈活的操作系統，與QNX相比最大優勢在于其為開源軟件，具備很大的定制開發靈活度。但由于Linux版本變動很快，每天都有上千次改動，OEM和供應商為了得到一個比較固定和可靠的Linux版本，需要積累很多操作系統上的開發經驗。特斯拉就是在Linux基礎上開發出了完全適配旗下車輛的車載系統，阿里的AliOS也是基于Linux開發。2016年，由Linux基金會贊助的開源車載系統AGL（Automotive Grade Linux）項目發布2.0版本，致力于為汽車廠商和駕駛員提供全新的車載娛樂系統支持。2017年，豐田汽車宣布將在未來的汽車中控中采用AGL的開源軟件；德賽西威也正式加入AGL聯盟，成為中國首個加入AGL的智能駕駛整體解決方案提供商。另外，鈴木、戴姆勒、福特、本田、捷豹路虎、馬自達、三菱、日產、斯巴魯等也已經加入AGL聯盟。（此前還有一個成立于2009年，同樣致力于為汽車行業提供基于Linux的開源車載信息娛樂系統聯盟叫GENIVI，未成氣候，本文不再展開介紹）。

而后裝車機市場廣泛使用的Android系統由于是基于Linux內核，也可視作是一種“類Linux系統”。

03、Windows Embedded Compact

Windows Embedded Compact簡稱為WinCE，是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的32位嵌入式操作系統。由于其行業應用早、系統結構簡單，曾是許多車機產品的選擇，但隨著微軟在智能手機領域的節節敗退，車載等細分市場的營收無法支撐起龐大的研發投入，微軟逐漸退出了嵌入式操作系統市場。以福特Sync信息娛樂系統為例，其第一代和第二代產品都是基于WinCE打造，第三代產品則轉向了QNX。

04、其他

Wind River VxWorks和micro-ITRON等，其中Wind River VxWorks是功能強大覆蓋多行業的硬實時操作系統（平均響應延時在微秒級），但授權和開發定制成本非常高，市場份額有限。micro-ITRON曾是日資車型的主流汽車操作系統，但日系供應商也已逐漸采用其他OS以滿足市場需求。

下圖是IHS對車載操作系統市場占有率演變趨勢的統計和預測：

（車載操作系統市場占有率演變趨勢）

IHS的預測簡單看主要說明了兩點：

一、Windows（WinCE）將逐步退出車載操作系統市場，其他操作系統的市占率也將大幅下降，從2017年的15%下滑到2022年的5%以下。

二、基于Linux開發的各類系統從2014年開始迅猛增長，這一態勢仍將保持較長時間，長期看市場最終將形成QNX和Linux兩家獨大的局面。

方向上我們認同IHS對于市場趨勢的判斷，但隨著汽車電子架構向多域控制方向發展，未來同一輛車上很有可能會有多個OS并存（后文會有提及），每個OS運行在各自適合的域中。例如在座艙域，ADAS/自動駕駛功能要求OS具有高度的實時性和可靠性，微內核的QNX無疑具有先天優勢；在互聯域，互聯網關、智能天線等，Linux/Android更有優勢。因此，未來車載OS市場中，QNX和Linux（包括Android）更多可能是共存關系而非簡單的相互替代。

3、為什么說車載操作系統會是一門大生意？

打開雪球網站，瀏覽美股行情（2018年4月10日數據），我們發現美股市值最高的幾家公司幾乎都與操作系統有關。Windows曾助力微軟成為全球市值最高的公司，就算在智能手機領域折戟，微軟目前也有超過7000億美元的市值；Android和iOS也分別屬于谷歌和蘋果兩家巨無霸企業。

反觀車載操作系統領域，目前全球市場占有率超過60%的QNX操作系統，其對應公司黑莓的市值也只有區區55億美元不到，汽車與個人電腦、智能手機市場容量的數量級差異，是否注定了車載操作系統難以支撐起高市值的公司？

我們認為，車載操作系統的市場價值未充分體現，主要有兩個原因，一是目前車載操作系統市場尚處于發展初期，市場格局尚未確立，就像智能手機發展初期有iOS、Android、Symbian、Blackberry、Windows Mobile、MeeGo、Palm、BADA等諸多操作系統一樣，只有經過充分市場競爭并形成寡頭壟斷的市場格局以后，最終勝出的操作系統產品才能體現出巨大價值，QNX目前的高市占率得益于先發優勢，但其行業地位仍面臨來自Google等公司可能會推出的其他微內核OS產品的挑戰；二是目前智能汽車的滲透率較低，車載操作系統的出貨量不大，而且由于汽車的更新周期普遍比手機長，車載操作系統放量會是一個長期的過程。