书名：软件定义汽车
ISBN：978-7-115-66079-4
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著 车皓阳
责任编辑 单瑞婷
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软件定义汽车作为新能源汽车领域的一个新兴且备受关注的主题，目前尚未形成一个全面而系统的知识体系。本书旨在帮助读者全面了解这一热点主题，并深入理解技术层面之外的市场与商业发展动态。
本书分为3个部分，共13章。第1部分奠定软件定义汽车的理念基础与技术支撑；第2部分深入剖析智能汽车操作系统、汽车中间件、智能座舱、数字钥匙、智能驾驶、车联网等核心软件构成；第3部分则探讨软件定义汽车的安全保障、新技术及主流厂商的软件定义汽车理念。各章节既相互关联又相对独立，便于读者根据个人兴趣与需求选择性阅读。
本书适合新能源汽车行业工程师和研究人员参考，也适合对新能源汽车感兴趣的初学者阅读。
1885年，第一辆汽车“Benz Patent-Motorwagen”诞生，转瞬已过百余载，汽车行业在此期间历经机械化和电气化两个时代。软件定义汽车（Software Defined Vehicles，SDV）伴随着汽车电动化浪潮而生，期望通过软件能力重新定义汽车硬件的功能，为汽车电动化、智能化和网联化赋能。至此，天地变成江湖，液压制动由电子制动接管，手动门眨眼间就变成了电吸门，就连原先一次次的碰撞验证实验也逐渐被软件定义了。
滚滚长江东逝水，软件定义汽车的革命带来了用户体验的提升，也带来了另一面，主机厂商始料未及地、毫无准备地遇到了一些新问题：黑客入侵变得比前些年更加频繁和难以防范；用户抱怨维修周期变长了，维修本身好像也更加困难了，维修成本还居高不下。维修师傅更换电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）只是因为他们没有更好的方法来修复它们，根本不是因为ECU本身有软硬件问题。
软件定义汽车究竟因何而生，又面临着什么样的机遇与挑战？汽车厂商如何借助软件重塑汽车开发体系？安全又将如何通过软件得以保障？针对这些问题，本书简洁而恰当地为读者解答。从软件定义的由来开始，本书对其中的每一方面都进行了深入探讨。此外，为了让读者能够了解软件定义汽车这一波汽车行业数字化转型浪潮的全貌，本书还涵盖了软件化生产、数字营销、用户服务中台等一些关键内容，这一点与我们对软件定义汽车的通常理解有着很大的不同。
我们正在经历一个巨变的时代，这个时代不断激发着创业者和创造者的热情，激荡着每一个参与者的人生，很高兴我们能置身其中。对汽车行业而言，这是一个黄金年代，也是激烈竞争的年代。衷心希望各位读者能够喜欢本书。道阻且长，行则将至，与诸君共勉。
江贺
（大连理工大学人工智能大连研究院院长）
从石器时代到青铜器时代，从蒸汽机时代到电气时代，人类文明的发展总是伴随着新的生产工具的出现，新的生产工具会激发滞后生产力的大幅提升，进而引发一场产业变革，这次产业变革的主角是智能汽车。智能汽车凭借其核心地位，促进了智能座舱和智能驾驶技术的繁荣发展，软件定义汽车的各种行业言论夹杂其间，让人难辨是非。
智能汽车行业受到政策法规、技术进步、产业链发展、基础设施建设、消费者需求的显著影响，用户增长速度非常快，但是近两年，行业内众多企业表现出一种急功近利的心态，竞相追求快速发展，试图在短时间内确立行业的领军地位。然而，汽车制造业实际上是一个发展节奏较慢的领域。从汽车的生产、规模化制造，到最终投放市场，再到收集成千上万用户的使用反馈，这一系列环节构成了一个漫长的过程。只有在这一过程的末端环节，企业才能通过不断的优化和改进，逐步形成行业标准。而只有在这个过程中，软件定义汽车所倡导的软硬件解耦、硬件的标准化、软件的自我升级与持续进化，甚至是电子电气架构的变革才有可能实现。
市场竞争加剧的现状大大增加了软件定义汽车的曝光率，但与此同时，也加剧了信息的碎片化现象。本书成书的初衷也是希望在这个强调碎片化学习的时代，避免读者分散阅读，让读者能够快速掌握软件定义汽车的核心内容。
写一本书，需要整理和阅读大量的文献，同时，一本书也是对当下某个领域的“快照”。作者和读者同样希望把所有的信息和内容都浓缩在小小一本书里，但“细节是魔鬼”，譬如定位和测距，都是非常专业的知识领域，其中的解决方案和算法也不胜枚举。然而限于篇幅，本书只能更多地侧重于宏论著述，希望读者能够掌握软件定义汽车的基本面，甚至是厂商和市场状况，而非软件和算法细节。基于“求全不求细”的理念，作者规划了本书的内容。
本书分为3个部分，共13章，第1部分（第1章～第4章）是基础篇，第2部分（第5章～第10章）是核心篇，重点讲述智能汽车操作系统、汽车中间件、智能座舱、数字钥匙、智能驾驶、车联网的核心软件构成，第3部分（第11章～第13章）是扩展篇，讲解软件定义汽车的周边安全保障、新技术的诞生与主流厂商的软件定义汽车理念。本书各章内容简介如下。
第1章是关于软件定义汽车的概述，探讨软件定义汽车的由来、汽车新四化与软件定义汽车、概念泛化的“软件定义汽车”、挑战与趋势等诸多话题。
第2章介绍ECU与汽车总线，以及电子电气架构的原理与发展趋势。
第3章讲解的是作为后端核心支撑技术的汽车云，以及汽车大数据平台、高精度地图、汽车软件开发流程。
第4章重点讲解使软件不断迭代及使软硬件能解耦的关键技术——OTA。
第5章讲的是一个古老的话题——智能汽车操作系统，智能汽车操作系统决定了软件定义汽车的发展上限。
第6章的内容是承上启下的汽车中间件，中间件是软硬件解耦的关键性技术，本章重点讲解AUTOSAR等重点汽车中间件。
第7章主要讲解软件定义汽车的两大核心之一 ——智能座舱。
第8章探讨智能座舱体系下的一个非常特殊的存在——数字钥匙，未来数字钥匙的作用将不仅是开关车门，更会成为数字空间与物理空间的连接器。
第9章重点讲解软件定义汽车的两大核心之一 ——智能驾驶。
第10章概述车联网的基本概念和技术，还介绍了软件定义的车联网。
第11章对围绕在智能汽车周边的整车电子安全、智能座舱与安全、智能驾驶与安全等安全问题，以及主机厂的安全理念进行了详细的讨论。
第12章探讨近期成为市场热点的800V高压电气平台、一体化压铸技术等生产制造新技术，以及整车新技术、智能座舱新技术，理解这些硬件技术对于理解背后的软件支撑技术是非常有帮助的。
第13章总结主流车企与零部件厂商是如何践行软件定义汽车理念的。
本书各章内容相对独立，读者可以根据自己的兴趣和需求有选择地阅读。
本书对汽车行业的管理人员、新能源汽车行业从业人员，以及立志进入新能源汽车行业的读者、开发工程师来说，都是一本不错的参考书。希望在阅读本书以后，可以激发读者对软件定义汽车的热情，共同建设和推进软件定义汽车的各项具体业务。
感谢支持本书的各位朋友，感谢公司的各位同事，感谢人民邮电出版社的工作人员，在大家的共同努力下，本书得以高质量地呈现给读者。
虽然作者全面审核了本书的文字和图片，编辑也审校多次，但书中难免会有疏漏。如果发现任何问题，恳请读者不吝赐教，通过邮箱bigdatache@qq.com反馈给我，我将尽己所能为读者答疑解惑，也欢迎读者对本书提出宝贵意见和建议。感谢读者的理解和支持！
车皓阳
2024年8月
软件将会定义地球上的每一辆汽车。
故事就是这么开始的，1885年（也有人说是1886年），德国人卡尔·本茨在妻子贝瑞塔·林格的资助和鼓励下研制出了这颗蓝色星球上的第一辆汽车——“奔驰一号”（Benz Patent-Motorwagen，汽车行业沿用至今的01、001、009的命名传统大概即来源于此），这是一辆充满复古气息的马车式三轮汽车（见图1-1）。
图1-1 贝瑞塔·林格的首驾
本茨很聪明，带着妻子温存的提醒，随后又申请了地球上的第一项汽车专利，冰冷的钢铁结构和毫无温度的专利稿件背后，本原而又深刻地闪耀着女性和爱的光辉。此后汽车人励精图治，汽车行业经过百余年的发展，已然成为“改变世界的机器”和推动国民经济发展的“发动机”，而在这“机器”和“发动机”的背后隐藏了数不清的软件代码。如今，汽车工业俨然已经变成了“地表最复杂的大众工业制造体系”，是彼得·德鲁克[1]口中“工业中的工业”，同时也是软件高度密集的核心领域。
[1] 彼得·德鲁克，管理学科开创者，被誉为“现代管理学之父”。——编者注
汽车行业的软件使用量一点儿也不低。车企规划设计院和研究院里广泛使用的C字头的计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）、计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，CAE）和计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing，CAM）软件（见表1-1），以及汽车制造工厂里普遍配套的产品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）、制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）、企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）等软件林林总总，花样翻新。
表1-1 CAD、 CAE 和 CAM软件
| 软件类型 |
软件说明 |
|---|---|
| CAD |
在汽车行业，CAD大多用于前期的车型设计和产品设计，其功能大致包括数字建模、工程分析、零件装配动态模拟、运动仿真和自动绘图等 |
| CAE |
在汽车行业，CAE大多用于车辆的性能分析和结构分析，用计算机辅助求解复杂工程与产品结构，力学性能的分析与计算等问题 |
| CAM |
在汽车行业，CAM软件的作用是借助计算机的能力管理整车生产制造过程，操作和管理生产设备，测试和检验整车系统 |
随着“硬件趋同，软件定义”成为业界共识，软件成为这个时代决胜负的关键要素。根据德勤的测算，预计到2030年，软件成本占整车物料清单（Bill of Material，BOM）的比重将从前些年的不到10%增长到50%。软件所涵盖的范畴已经从传统的CAD、ERP拓展到人工智能（Artificial Intelligence，AI）算法、车载操作系统（Automotive Operating System，AOS）、电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）等嵌入式或智能化软件，甚至还包含芯片端的控制软件。此刻，整个汽车产业已经开始密集地重新认知软件、解构软件和定义软件，软件定义汽车遂成风云之势。
在软件定义汽车这个新时代，车企都在围绕着垂类数据、行业技能知识和全新的应用场景构筑企业护城河，大型车企[2]如蜜蜂般地辛勤找寻自己的第二增长曲线，中小型企业也企图逆袭成为巨头，各家企业都产生了深深的错失恐惧（Fear of Missing Out，FOMO）感，唯有倾尽全力转型，期许自家在风起云涌的时代挺立潮头，成为汽车产业新一代的赋能者和领军者。主机厂/原始设备制造商（Original Equipment Manufacturer，OEM）、Tier-1和Tier-2等各级零部件供应商皆倾尽全力，全面向软件驱动和软件定义的方向转型，并大幅提升体系内软件解决方案的占比，竭力适应前所未见的巨量软件与硬件适配和解耦所带来的超高系统集成复杂度，以及由此衍生的一系列问题和变化。
[2] 注意，在本书中，车企、汽车厂商、整车厂、整车企业、主机厂、主机厂商、OEM均指汽车生产制造企业，不进行特殊区分和理论探讨。
本章作为本书的开篇，旨在从软件定义这个概念的历史由来引入话题，剖析软件定义汽车理论与应用体系的历史大背景，进而让读者能够快速掌握软件定义汽车的基本概念与特点，了解当前的趋势和挑战，理解汽车行业内各个参与方对软件定义汽车的不同认知，从而让读者能够快速形成关于软件定义汽车这一整套体系的概念图景。本章中的内容大多来自各位知名汽车专家和头部汽车企业的观点总结，少部分来自作者自身的体会和感受，如有不当之处，希望读者不吝赐教。
软件定义汽车的概念源自软件定义，并借助汽车新四化的发展趋势，成为众多论坛和会议中主题演讲的热门话题，其热度持续高涨。
从字面上看，软件定义（Software Defined，SD）就是用软件技术来定义系统功能，即将原先硬件实现的功能软件化。中国科学院院士梅宏教授曾强调，“软件定义”是一种“通过软件实现分层抽象的方式来驾驭系统复杂性的方法论”。这种思想所带来的核心收益是软硬件解耦，软件向个性化方向发展，硬件向标准化方向发展，各自演化，最终使系统达到平台化和智能化。这个目标听起来似乎有些理想化，但其实在许多领域，软件定义的方法已经起到了非常重要的作用，也掀起了软件定义世界的新浪潮。具体来说，软件定义要实现需求可定义、硬件可重组、软件可重配和功能可重构，其背后蕴含的一些基本特征如图1-2所示。
图1-2 “软件定义”背后蕴含的基本特征
就像近年来许多领先突破的思想一样，软件定义的概念最早也出现在IT领域。2008年，斯坦福大学Nick McKeown教授所领导的Clean Slate课题研究组正式提出了软件定义网络（Software Defined Network，SDN）的概念。SDN的核心思想是分离网络设备的数据平面（Data Plane）、控制平面（Control Plane）和应用平面（Application Plane），各自开放可编程接口，打破软硬件一体化的局面，进而重构整个网络的功能。SDN架构如图1-3所示。
图1-3 SDN架构
2008年，Nick McKeown教授及其团队发布了第一个开源SDN控制器NOX-Classic，这是一种单一集中式控制器，实现了基于开放平台NetFPGA的OpenFlow交换机。Nick McKeown教授可真了不起，在学术上他是美国国家工程院院士、美国艺术与科学院院士、英国皇家工程院院士，在产业上他参与创办了Abrizio、Nemo Systems、Nicira Networks、Barefoot Networks等知名公司，而且均被思科、VMware、英特尔等知名公司收购，他是做学术和办公司都厉害的跨界牛人。
谷歌在2012年就已经实现了SDN的规模化应用，基于控制数据平面接口（Control-Data-Plane Interface，CDPI）的OpenFlow协议完成了对其数据中心广域网B4的改造，链路利用率从原先的30%～40%提升至90%以上，整个SDN领域受到了极大的鼓舞和振奋。
构建于运营商网络之上的互联网业务取得如此巨大的成就，也激励着运营商加入SDN的行列。2013年，中国移动加入开放网络基金会（Open Network Foundation，ONF），并率先提出电信级SDN的概念。
2013年美国电信运营商AT&T发布了Domain 2.0战略，战略中提出2020年网络软件化率要达到75%。Verizon发布了SDN/NFV参考架构白皮书，引入统一的端到端网络编排和业务编排。
2015年中国移动在NovoNet项目中引入SDN/NFV，提出了以开放网络自动化平台（Open Network Automation Platform，ONAP）为核心的智能化编排管理体系，目前已广泛应用。
2015年中国联通启动CUEB-Net 2.0，自主研制了网络控制器和协同器，并于2016年首次提出构建基于SDN的中国联通产业互联网（China Unicom Industrial Internet，CUII）。
中国电信则发布了CTNet2025网络架构白皮书，重点强调了新型OSS的重要性及O域与B域的协同。
运营商的一系列电信网络变革措施推动了SDN的规模化落地成熟。
SDN领域的收购事件自其概念提出之时，从未停歇。SDN领域收购简史如图1-4所示。
图1-4 SDN领域收购简史
从2012年VMware收购Nicira Networks开始，直到近年，SDN领域几乎每年都有重大的收购案发生。例如，2021年5月，思科宣布收购以色列SDN控制软件开发商Sedona Systems公司，Sedona的NetFusion软件是分级控制器（Hierarchical Controller）领域的市场领导者，分级控制器是实现5G切片、可路由光网络的关键。2022年4月，AMD宣布以19亿美元（约合121亿元人民币）的价格收购云服务供应商Pensando，用来增强面向超大规模提供商、小型云和5G的SDN智能。通信领域通过这些收购快速洗牌，软件定义的思想也在这十多年间生根发芽，深入人心。
除SDN以外，计算机系统架构专家还提出了软件定义存储（Software Defined Storage，SDS）、软件定义计算（Software Defined Computation，SDC）、软件定义数据中心（Software Defined Data Center，SDDC）、软件定义广域网（Software Defined Wide Area Network，SD-WAN）等诸多概念，并完成了内容繁多的落地实践。它们的共同特征就是硬件从定制化到虚拟化，通过深度的软件定义来灵活地管理各种硬件虚拟化后的资源，从以硬件资源为核心走向以软件资源为核心。
此后，软件定义被学者泛化到了各个领域，无线电电子学专家和学者提出软件定义无线电、软件定义雷达，空间物理学家提出软件定义飞行器、软件定义卫星，生产制造和软件服务专家则提出软件定义制造、软件定义服务，安全专家提出融合零信任概念的软件定义边界，军事专家提出软件定义国防，建筑领域的专家提出软件定义家居、软件定义建筑。最后，专家学者索性提出软件定义一切（Software Defined Everything，SDX/SDE）的概念，希望智能（the smart）和体力（the brawn）分离，底层硬件（体力）可以变得更便宜和可互换，而总体软件（智能）变得更有能力和实现更快的发展，以更好地应对“人（人类社会）机（信息空间）物（物理世界）”三元融合的万物智能互联时代所带来的挑战。
2019年，中国科学院信息技术科学部在北京举办了学部咨询项目“软件定义一切（SDX）及其行业应用发展策略研究”的启动会，科研院所、高校及产业界近50位专家学者参加了会议。软件定义俨然变成这次数字化转型的核心动力之一，成为我国科技经济发展的主要动力。
2021年，工业和信息化部在《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》 （以下简称《规划》）中屡次提到“软件定义”。《规划》提出，“软件定义”赋能实体经济新变革，并明确指出“软件定义”是新一轮科技革命和产业变革的新特征和新标志。软件赋予了企业新型的增长能力，石化、钢铁、能源、汽车等各个行业都开始加快软件化转型的进程，软件势必成为各大企业的核心竞争力。《规划》也指出，软件运营服务模式也要进行创新，推广软件订阅、计次收费等新型软件运营模式，建立起市场化的创新机制和应用保障机制。
正如Netscape创始人马克·安德森在《华尔街日报》上发表的文章《为什么软件正在“吞噬”世界》中所说，今天软件应用无处不在，并且正在吞噬整个世界。
汽车行业正在经历百年巨变，智能汽车代替燃油汽车占领新一轮科技革命和产业革命的战略高地，以往“旧四化”的提法逐渐被大众淡忘，“新四化”和“新三化”的叫法被广泛认可。2014年至2015年，我们曾经耳熟能详的“旧四化”，即平台化、模块化、国际化、轻量化，被重新定义为更适应彼时发展状况的“新四化”，即智能化、电动化、电商化、共享化，“旧四化”的概念变化如图1-5所示。
图1-5 “旧四化”的概念变化
目前被广泛认可的汽车“新四化”（“新四化修订版”）指的是汽车电动化、智能化、网联化、共享化，这个“新四化”的提法来自2017年上汽集团在其举办的前瞻技术论坛上提出的集团未来发展战略布局。电动化就是电动驱动，广义上是包含新能源驱动及其他非燃油动力的能源驱动方式。电动化趋势指的是燃油动力向新能源动力系统转变的趋势，产业安全、环境安全及“双碳”目标都使汽车电动化变得越来越重要，目前已经成为整个汽车产业发展的一条明晰的主线，电动化也被广泛理解成新能源的代名词。无论是从用户规模还是从出口规模来看，我国都已经成为全球最活跃、最大的新能源市场之一。
智能化是伴随着电动化趋势火热起来的一个概念，和电动化一并被看作汽车行业未来发展的两大重要支柱技术。智能化主要指的是智能座舱、智能驾驶及更广泛意义上的应用智能化，这波汽车智能化的红利大约肇始于2020年。智能驾驶技术赋予汽车自主导航和决策的能力，智能座舱则强调将车辆转变为第三生活空间，提供个性化的乘坐体验，从而增加舒适性和便捷性。无论新势力车企还是传统车企，都竭力在智能化方向上打造差异化竞争优势，因为可以说智能化决定了电动化的体验上限，而电动化则为智能化提供了一个最佳的实现载体，它们是最重要的两化。
网联化主要指的是车联网布局，联网可以为车辆提供异构多元化网络接入能力，同时，汽车联网后可与其他汽车、道路设施交互信息，实现信息与资源共享，联网后汽车将成为像智能手机一样的大型移动终端。另外，网联化也指利用车载Wi-Fi/蓝牙/NB-IoT/手机投屏等实现车内设备的互联互动。
共享化指的是共享汽车与共享约车，这两种形式的共享化如图1-6所示。
用户可以通过支付押金（或者通过信用值）与使用费来使用共享汽车出行，这里面还包括一种新的订阅模式，即像蔚来这类厂商组织的深度试驾，其核心目标是让用户深度体验，为后面买车做铺垫。共享约车指的是像滴滴出行、T3出行这类网约车和首汽这类出租车。约车模式下的细分模式有很多，像短租、长租及融资租赁。一般来说，共享汽车是自驾，共享约车是打车，两者在运营模式上有根本性差异，但也有共性——“一车多用”。
图1-6 共享化的两种形式
2020年国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》（以下简称《规划》）中只提及了电动化、智能化、网联化，而共享化被明确移除，其原因是目前共享化还只是一种商业模式，而《规划》则多从产业技术的角度出发，这是国家863计划节能与新能源汽车重大项目监理专家组组长王秉刚与乘联会秘书长崔东树两位行业专家给出的近乎一致的答案。可以简单理解为，其他三化概念有明确的目标导向性，而共享化还处在行业发展早期阶段。但是，共享化可以解决运营成本问题、交通拥堵问题和老龄化问题，是实现智慧交通的重要手段之一，其未来发展仍然可期。
在2024年举办的中国电动汽车百人会论坛上，中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高提出了一个明确的观点：新能源汽车行业正在经历三项关键技术的转型，即电动化、智能化和低碳化，这三化分别代表了行业的初级、中级和高级阶段。
欧阳明高院士进一步强调，要想打造一个强大的汽车工业国家，必须依托四化战略，即电动化、智能化、低碳化和全球化。这四大方向是推动汽车行业持续发展和提升国际竞争力的关键。此外，需要特别指出的是，一些车企和专家也将轻量化和绿色化纳入了新四化体系中，形成了“新五化”甚至“新六化”，我们在此就不做过多解释了。
对应于国内提出的汽车发展新四化趋势，麦肯锡在“2023科技趋势的展望”报告中提出ACES（Autonomous Driving, Connectivity，the Electrification of Vehicles, Shared Mobility），即自动驾驶、互联互通、汽车电气化和共享移动出行，国内外很多文献和报告对此多有提及。仔细来看，可以说ACES与国内新四化的说法高度一致，国内新四化中的智能化指智能座舱和智能驾驶，而ACES中的A指的是自动驾驶，相较国外，国内新能源汽车确实更关注座舱的智能化。还有一个类似的词汇CASE（Connection, Autonomous Driving，Shared Mobility，Electric Powertrain），即互联、自动驾驶、共享移动出行、电气化”。ACES和CASE可称为国外版的“新四化”。
“新四化”向“新三化”的转变，标志着汽车行业发展路径的逐步明晰。在建设交通强国和科技强国的进程中，必须以硬核科技为底层支撑，软件定义汽车及相伴而来的技术革新则是承接“新四化”和“新三化”的核心突破方向。据说“软件定义汽车”的概念最早是在2016年由时任百度高级副总裁、自动驾驶事业部总经理王劲提出的，认可这一说法的言论甚多，但很难溯源考证。一方面，软件定义汽车这个概念在2018年之前并不是特别流行，其真正火爆是在近五年。另一方面，直到本书成书时，除了博世、采埃孚（ZF）、NXP、大众汽车等知名厂商的公开诠释外，其他外文文献和国外学术研究领域鲜有SDV（Software Defined Vehicles）及类似的词汇出现，国内对软件定义汽车的热衷程度要远远高于国外。如果硬要溯源的话，可以找到2007年2月的Proceedings of the IEEE中某篇文献曾经提到的“Software Defined Vehicle”，在此我们对概念源头不做考证。
让人欢欣鼓舞的是，时下大火的英伟达创始人兼CEO黄仁勋认为，到2030年，大部分汽车将实现L2级自动驾驶功能，并进一步提出软件即将定义汽车并创造利润，他表示汽车制造商的业务模式将从根本上发生改变。至此，马斯克和黄仁勋两大科技产业的巨擘都明确表示对软件定义汽车这个趋势的关注和认可。
2015年，电气电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）和IHS Automotive（现S&P Global Mobility，标普全球汽车）咨询公司报道，1978年的时候，通用汽车曾使用一个改良过的摩托罗拉6802微处理器芯片在凯迪拉克车上显示速度、燃油、行程和发动机信息，到了1981年，通用汽车又通过5万行代码来控制发动机的点火装置。他们声称，高端豪华汽车电子系统有6500万行代码，是前者的1300倍。
1983年，J. Bereisa在IEEE Transactions on Industrial Electronics的论文中写道，软件开发将成为新产品开发工程中最重要的考虑因素。Broy在2007年的一篇文章中预估，超过80%的汽车创新来自计算机系统，软件已成为汽车价值（以及标价）的主要贡献部分，即使当前汽车价格尚未完全反映这一趋势。电子产品成本占汽车成本的百分比从20世纪70年代末的5%左右攀升至2005年的15%（不包括最终组装成本）。对混合动力汽车来说，仅发动机控制所需的软件量就几乎是传统汽车的两倍，电子产品的成本占汽车成本的百分比接近45%。当时一些专家预测，10年内，电子产品成本占汽车成本的百分比对传统汽车来说将上升至50%，而对混合动力汽车来说将上升至80%。
2008年年底，咨询公司Frost & Sullivan估计，在不久的将来，汽车将需要2亿至3亿行代码，现在智能电动汽车上的代码量已经达到了这个量级。盖世汽车研究院则预估到2025年，一辆智能汽车的代码量将达到7亿行，较2022年增加约2.3倍。
2015年《福布斯》（Forbes）报道，摩根士丹利（Morgan Stanley）估算，以后自动驾驶汽车60%的价值将源于软件，而当时汽车软件价值只占总体价值
的10%。
麦肯锡预测，不远的2030年，全球汽车软件市场规模将增长至840 亿美元，由于汽车行业更加重视用户体验和自动驾驶，汽车软件带来的价值占比将持续提升至30%。
埃森哲（Accenture）商业研究院分析预估，受软件定义汽车的影响，到2030年，全球汽车行业将因数字服务应用带来1.5万亿美元的营收增长，而到2040年，数字服务的营收增长将扩大至3.5万亿美元，其在汽车行业总营收的占比将达到40%的惊人程度。我国汽车和出行相关行业收入如图1-7所示。正如图1-7中预估的那样，2040年的我国汽车行业，因数字化服务的应用及出行和自动驾驶板块的快速增长所带来的营收将接近2022年的15倍，即超过1万亿美元（约合7万亿元人民币），从整个汽车和出行行业来看，一半营收将会来源于此，营收池将会发生结构性的转变。
“软件定义汽车”的说法已经提出了很多年，汽车行业从广受争议发展到目前被用户和专业人士广泛接受的阶段。从发展阶段来看，软件定义汽车大致呈现出基础设施建设阶段、量产阶段和软件价值极大化阶段。其中，基础设施建设阶段的关注点更多地集中在智能汽车操作系统的研发、云平台的研发；量产阶段的关注点在于推出新的整车研发架构，形成非常多的个性化、场景化的创新，这也是汽车行业目前所处的阶段；而软件价值极大化阶段则经过多年软件研发的积累，形成了以软件为主导的付费变现模式，软件的价值也在这个阶段得到极大化的体现，新的商业模式的形成将使用户思维发生根本性的转变。
图1-7 我国汽车和出行相关行业收入（资料来源：埃森哲商业研究院）
我们相信软件将定义汽车。然而，软件如何能够对这一大型硬件进行定义、具体是哪些软件在起作用，以及面临哪些挑战，这些问题正是我们关注的焦点。
现在人们普遍相信，未来的汽车就是一个装着四个轮子在道路上疾驰的大电脑，这句话大家都能理解。但是，我们暂时放下手头的工作，仔细想一想，软件为什么能够定义汽车？以前的世界不是也很魔幻而美好吗？在没有软件定义的世界中，汽车难道跑得就不好不快吗？为什么非要软件定义?很多讨论、观点和反思接踵而至，我们先来看一些主流汽车厂商关于软件定义汽车的积极反应：
● 梅赛德斯-奔驰将用数据驱动的MB.OS取代MBUX；
● 大众汽车坚信下一个十年软件将彻底改变汽车，所以大众将建立1万人的汽车软件组织，从事车联网、智能座舱、自动驾驶、车辆运动及能量控制、数字出行服务五大块业务；
● 大众汽车VW.OS基于Linux + Adaptive AUTOSAR（AUTomotive Open System ARchitecture）操作系统，应用软件和I/O功能解耦，并采用面向服务的架构（Service-Oriented Architecture，SOA）；
● 通用汽车将于 2023 年逐步过渡到其 Ultifi 平台，Ultifi 是基于通用汽车整车智能化平台VIP（Vehicle Intelligent Platform）开发的端到端软件平台；
● 奔驰将于2024年发布其自主研发的汽车操作系统完整版，提供统一的优化软件平台，提高车辆联网效率和数据处理能力，为用户提供多样化的数字服务和功能；
● 丰田汽车将在2025年推出自研的Arene操作系统；
● 2023年上海车展上，上汽集团旗下品牌智己汽车发布“AI4M智能战略”，将AI变革智能出行作为战略方向；
● 理想汽车宣称下一代车型将搭载自研跨系统域的Li OS平台，专注于智能驾驶，未来会连接智能车辆控制和智能座舱。
关于“软件为什么能够定义汽车”这个问题，我们需要从几个方面来思考。
从技术上讲，除“电脑”以外，电动汽车本身不像传统的燃油车那样复杂，没有那么多复杂的机械部件，基本可以由软件来定义。机械制造的汽车也早已和电子元器件紧密相连，电子点火、灯光控制、防抱装置（Antilock Braking System，ABS）等自动化电子器件都是由软件控制的。未来，车身零部件和机械装置将延续燃油车时代的“白标化”，电子零部件也会因软件定义加速“白标化”，越来越小的硬件差异会使车辆硬件价差无法拉开，整车利润会越来越透明，特斯拉等车企加速了以硬件成本价售车的进程，对标与竞争优势将体现在软件栈创新和体验创新上，而在车辆销售中，软件组合将成为新的利润增长点。
此外，对于以往汽车频繁的召回和功能修复，未来很多时候将可通过OTA（Over the Air，OTA）技术来实现远程升级。OTA类似于手机App的热更新功能，有了这项神奇的能力，车辆就不需要再像以前一样召回后修复，也就是说车辆召回率会降低，同时还会形成“硬件预埋+软件后付费”的新增消费模式。从主机厂的角度，相当于汽车会有多次开始量产（Start of Production，SOP）的机会，这样也尽可能地延长了汽车的生命周期和价值周期。可以看到，在智能电动汽车领域，已经形成“硬件趋同，软件差异”的发展趋势。
硬件定义的方向是一切皆为计算机，软件定义的方向是一切皆为服务。软件定义汽车背后的驱动力之一是，用户付费价值链从厂商“销售硬件”+用户购买产品[3]转向厂商“销售软件和服务”+用户购买营销服一体化服务。像特斯拉这样精明的主机厂发现未来的利润来源将是可以多次购买的软件，而不再是以前那样一次性购买的车身硬件，软件成了新的商品。20万元的汽车，以15%的毛利率计算，每辆汽车的毛利大概是3万元，即便未来靠汽车硬件不赚钱，购买10次3000元的软件也将产生和以前相当的毛利，而动辄成本一两万元的智驾功能则形成了巨大的利润空间。当新的服务消费理念形成之时，便是众多主机厂、新势力车企转型成功之时。
[3] 如果没有特别修饰，本书中的产品指的是整车产品，即完整的车辆，而非软件产品。
软件定义汽车的时代同样也是AI爆发的时代。处在这样的智能化时代，用户在智能手机、智能家居、智能办公等各种智能技术和应用加持的环境中耳濡目染，对自己的用车智能化需求也越来越高。用户端智能化的反向驱动，使得汽车从制造域、供应链域、用户域逐渐向全域智能化方向演变。汽车身上满满地装配了各种各样的传感器、摄像头和数据采集设备，汽车从车联网开始互联互通，甚至充电桩与电动汽车也开始互联互通。
软件定义汽车的时代，同样是碳中和的时代。碳中和将改变整个能源体系的基础，由此必然带来与以前完全不同的脱碳产业生态。碳中和将驱动形成全新的绿色智能生态，智能电动汽车也是这个生态体系中的重要组成部分。碳普惠促使智能电动汽车体系的加速发展，同样也激励了软件定义汽车的加速发展。
云计算、大数据、物联网、AI、数字孪生、元宇宙等诸多数字技术在近十年间趋于成熟，并且催生了平台化设计、个性化定制、网络化协同、智能化生产、服务化延伸、数字化管理等新型平台模式，为软件定义汽车的实现提供了完善的平台化基础。
当50%以上的功能由软件来定义时，除了可以提供传统的机械质素和强劲的电动特性，更多的用户数据和车辆数据也将被回传给主机厂。经过不断积累和完善的数据可以用来不断地完善和提升产品能力，从而为驾驶员和乘客带来更智能的乘车体验、更安全的车内空间、更便捷的驾控感。
软件定义汽车的时代同时也是经销商代理模式与厂商直营模式博弈的时代。主机厂希望更多地直面用户，为了追求极致的用户体验而出现的更多软件定义场景使得以前固若金汤的经销商代理模式开始瓦解。当然，在这个瓦解进程中，主机厂会左右摇摆，怀疑进展中的不顺利是错误的模式选择造成的，这种自我怀疑的过程实则有助于新模式的筑基和巩固。主机厂与用户关系的建立，从传统的卖完车就结束变成卖完车才刚刚开始。在新势力车企中，用户关系部门、用户体验部门、用户端数字化部门开始显露，重要性不断加强。
从产业视角来看，软件定义将使汽车行业从以往各自封闭的主机厂运作模式转变为开放平台运作模式，开放生态会在汽车行业形成类似App Store这样的行业公共平台，在其上交换和交易数据、模型、算法和算力，从而大力促进算法和应用的创新。
类似其他软件定义领域，软件定义汽车其实是一个过程，分为不同的发展阶段，并不是一步到位的。就像云计算厂商面向IaaS、PaaS和SaaS提供软件产品一样，软件定义汽车的厂商也在基础层、平台层、应用层分别耕耘，从供应链和软件上下游分治和共享，共同构成软件定义汽车的宏大蓝图。概念泛化的“软件定义汽车”如图1-8所示。
图1-8 概念泛化的“软件定义汽车”
软件定义汽车的概念最初由汽车行业有识之士提出，并逐渐被各大主流汽车厂商接受。在各种铺天盖地的论坛发帖、媒体新闻稿、学术研讨和行业深度解读文章的广泛传播下，用户群体快速形成了“软件至上”的认知。但是，从汽车行业的专业人士、主机厂和用户三种视角分别来看，大家对软件定义汽车的理解其实是各不相同的。总的来说，软件定义汽车概念的发展经历了一个从狭义到广义的概念泛化的过程。
汽车行业的专业人士是资深的行业从业人员，他们是软件定义汽车的亲历者和践行者。从他们的角度而言，软件定义汽车纯粹是一直挂在嘴边的智能座舱和智能驾驶。这是行业中最早对软件定义汽车的理解，也是这个概念诞生之初的根本含义。多数专业人士会认为，软件定义汽车代表的多是领先的智能化软件技术给汽车制造业带来的革故鼎新，他们展现出的是一种技术导向的思维。
主机厂的看法则更综合，内涵也更丰富。软件定义汽车意味着整个主机厂的“含软件量”逐年快速提升，软件将渗透到“研、产、供、销、服”各个体系和环节中，通过数字化转型工程不断重塑并改变既有流程，实现体验持续提升、过程持续优化、价值持续创造，这个过程体现了主机厂从硬件产品思维向软件产品思维的转变。这个转型的大背景是汽车产业从机械到电气的转变，是应对硬件产品逐渐趋同而寻求新的突破口的转变，是汽车行业价值链重构的转变。主机厂视角偏全局和宏观，对软件定义的思考会更加宽泛，并非仅限于智能座舱和智能驾驶，而是触及了智能用户运营、智能工厂和智能供应链等领域。
用户深受智能手机、掌游时代电子娱乐消费主义的影响，希望汽车能像智能手机一样，集娱乐、点餐、社交和远程控制等功能于一体，认为软件定义汽车的作用多是带来用户体验的提升以及提供娱乐、上网、购物等各种消费服务。这实际上是消费者期待今后的汽车仍能延续智能手机时代的使用习惯与体验的一种潜在的心理投射现象。
不同的是，以往消费者购车的时候主要考虑性能、可靠性和安全性三大因素，如今车载信息娱乐系统（In-Vehicle Infotainment，IVI）、高级驾驶辅助系统等功能正在逐渐成为消费者关注且左右购买决策的典型配置。用户对软件定义汽车的态度更直接，要求更具实用性和娱乐性，不管厂商怎么宣传，用户始终保持着自己的态度和观点──“娱乐和实用主义至上”。
软件定义汽车带来了汽车电子架构的革新，主机厂后续很难像以前那样在硬件堆料上打造差异化，软件、数据、算法、算力将成为车企的核心竞争力，这种变化将使整个生态体系面临多样化的挑战，如图1-9所示。
图1-9 软件定义汽车带来了新的挑战
汽车厂商从产业价值链的生产制造环节扩大到全产业链条，将面临数倍于以往的软件、功能和数据，因为缺乏可遵循的标准范式，所以汽车厂商普遍会陷入数字化转型的焦虑。焦虑也来自软件成本的快速上升，车企的多品牌经营策略造成车型架构和软件的不统一，很多软件往往只能在一个车型上使用，因此无法做到跨车型甚至跨品牌成本分摊，软件规模越大，焦虑就会越多。
自2019年开始，国外汽车巨头和国内自主汽车品牌都纷纷设立软件开发部门和控股子公司（见表1-2），像上汽、吉利、长城等大型汽车品牌也开始整合软件、AI、大数据、云计算、网络安全等方面的资源和研发能力。
表1-2 重点汽车品牌和它们的软件部门/控股子公司
| 品牌 |
软件部门/控股子公司 |
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|---|---|---|
| 国内 |
上汽 |
创新研究开发总院、零束、斑马智行、Momenta |
| 吉利 |
吉利研究院、亿咖通、芯擎科技、星纪时代、魅族、吉咖智能、星纪魅族 |
|
| 长城 |
长城研究院、产业数智化中心（IDC）、毫末智行、仙豆智能 |
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| 长安 |
重庆长安汽车软件科技有限公司 |
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| 奇瑞 |
数字化中心、智能汽车技术中心、雄狮科技 |
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| 广汽 |
广汽研究院、智能汽车软件技术联合创新中心（中科创达） |
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| 国外 |
丰田 |
丰田汽车研究院（TRI-AD）、Woven Planet Holdings（Woven Core和Woven Alpha） |
| 宝马 |
Critical Techworks（与Critical Software组建合资公司） |
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| 大众 |
Car.Software（CARIAD的前身）、CARIAD、neocx |
|
此外，汽车行业普遍面临“缺芯”“少魂”（指缺少厂商自主研发的智能驾驶平台和操作系统）的困境。2021年6月，上汽集团董事长陈虹接受采访时表示，上汽与华为这样的第三方厂商合作自动驾驶是不能接受的。2021年和2022年全球车企均因“缺芯”出现空前的交付压力，汽车厂商开始对芯片制造、储备和供应给予充分重视，但“少魂”困境仍待突破，尤其是对于国内供应商而言。另外，用户驾乘体验从传统驾驶向第三空间扩展，汽车场景化功能形成成百上千种组合，使汽车智能化愈发复杂。智能化时代的黑客攻击和数据滥用也给企业的监管和法规制定带来了新的挑战。
供应商体系也面临着前所未有的转型压力。在形成行业共识的标准之前，跨供应商的软件集成能力成为核心能力，同时，软件带来的新的安全和可靠性问题也是摆在供应商面前的一些新课题，这些课题是以前供应商很少考虑或者不擅长的。和汽车厂商一样，供应商亟须补齐软件这一课，从软件差等生变成软件标兵。
短期内车企对于交付白盒源码的痴迷，也造成了供应商的局促与无力。举个典型的例子，自动驾驶的供应商交付源码后，大部分主机厂承接不住，交与不交其实对结果的影响差异并不大。另一个潜在挑战是，软件定义汽车对传统汽车供应链与合作模式的颠覆，呈现出供应商和厂商竞合共赢的局面。
此外，传统燃油车时代的零部件制造商所生产的配件，与新能源汽车的需求不完全匹配，供应链发生了明显的转移，这也给宁德时代、沪光股份、华阳集团、上声电子等国内零部件供应商带来了前所未有的时代机遇。
传统的供应商与主机厂之间的合作关系也遇到了很大的挑战。对于传统汽车，几乎每一个汽车电子部件都会有各自专属的ECU、嵌入式操作系统和应用程序，电子系统的碎片化现象是非常严重的。为了更好地接纳软件定义汽车，主机厂会非常有诉求地将供应商各自独立的电子系统和平台进行整合，电子电气架构和整合软件平台的目标会打破传统主机厂与供应商之间协作的平衡。
此外，哪些部分自研，哪些部分外包，如何有效划分主机厂软件团队和供应商团队之间的工作边界，避免出现像奥迪前研发主管Peter Mertens发出的灵魂拷问——“甚至很难找到一行代码是完全由我们自己的工程师创造的”，这也许是大众汽车前Car.Software部门负责人Christian Senger当时应该考虑的。
从业人员则遇到了与切身利益相关的发展瓶颈。面对突如其来的转变，一方面让主机厂和供应商体系的从业人员认识到自己对于软件和智能化技术的理解不足，另一方面进入主机厂体系的互联网人士则对主机厂固化的研发流程和体系倍感不适。更有甚者，自研发口诞生的主机厂质量管理体系中往往将整车研发流程套用于软件研发流程，考核软件研发时会造成部门之间旗帜鲜明的争议和冲突。这种冲突本质上源于组织思维的转型阵痛。因为车企中从上到下充斥着“干了一辈子机械”和“干了一辈子汽车”的汽车人，贡献巨大，但其“僵化的思维”重视流程、崇尚严格的绩效考核，对软件缺乏足够的敏感度和敬畏心，对于软件人员缺少共情和理解，因此造成了非常多的软件管理问题、冲突和困境。综合来看，这也是软件定义汽车这一理念落地的最大障碍之一。
毫无疑问，软件定义汽车的市场在高速增长，在市场重塑的过程中，整体已经凸显出如下一些重要的趋势。
（1）软件定义使汽车行业越来越像互联网行业和软件行业，新能源大厂“卷”的程度已然超过传统的互联网公司，面临的挑战也是多样化、多方面和新颖的，人“卷”的同时心也很“卷”。
（2）产品开发模式开始发生根本性转变，车企的研发模式向互联网企业的研发模式靠近，软件开发模式从传统的瀑布模型、V模型转向更加高效灵活的、改造版的敏捷开发，互联网人大量涌向新势力车企和传统车企，开始深入了解和掌握艰涩的汽车知识，汽车人亦开始学习互联网的竞争方式和灵活思维，他们的每个毛孔都流淌着双向渗透和奔赴的血液，快速迭代优化和OTA升级成为新型汽车软件开发模式的标志之一。
（3）核心竞争要素从传统燃油车时代的“造型与工程设计+动力总成+底盘+电子电器”转向智能电动汽车时代的“硬件+软件+服务”，新能源的角力场从西方转向东方，汽车产业正在经历从“传统制造迭代”向“数智驱动创新”的全面系统性重构。
（4）面向服务的架构（SOA）设计方法和理念能够有效实现软硬件“解耦”思路，对计算性能也能有效利用，可以极大降低软件升级的复杂度和成本，因此开始成为车辆软件服务的技术基础。整车软件架构正在从基于面向信号架构（Signal-Oriented Architecture，SOA）的烟囱式垂直架构转变为“通用硬件平台+基础软件平台+各类应用软件”的水平分层架构，架构的转变使得更彻底的软硬件解耦成为可能。对于软硬件解耦，虽然口号喊了好多年，但效果却并不理想，存在诸多挑战，只有通过解耦才能使汽车的物理开发和数字开发得以并行。同时，软件研发也在向以微服务和容器化为代表的云原生方向发展。
（5）传统汽车供应链是Tier-2→Tier-1→整车厂线性模式，这个模式将被百度等互联网公司以及华为等信息与通信技术（Information and Communications Technology，ICT）公司这些闯入的“野蛮人”玩家所改变，各企业将围绕消费者为中心进行产品创新、研发和供应，传统线性模式将被打破，出现“你中有我，我中有你”的网状合作形态。同时，Tier-1、Tier-2[4]、Tier-3供应商中会出现更多纯软件、系统软件、基础软件和AI芯片厂商等新型的参与者，原本清晰分明的供应链关系中的边界开始变得模糊，Tier-1、Tier-2、Tier-3相互渗透，如图1-10所示。传统Tier-1零部件企业的软件研发往往难以满足主机厂的需求，所以主机厂要么采取自研，要么开始绕过Tier-1直接与具备较强软件研发和算法研发能力的Tier-2开展合作，而这些供应商的身份也会因此而发生转变。
[4] 注意，本书中Tier-1指一级供应商，Tier-2指二级供应商。
图1-10 软件定义汽车趋势下供应链关系发生了实质性的变化
（6）主机厂固有的硬件集成思维逐渐向软件自研思维转变，软件开始大量实现车端功能，整个行业认为转型势在必行，但主机厂的研发治理模式（包括产品设计与开发、验证和执行）尚不完善，难以快速、稳定、准确地构建和交付软件支持的服务。
（7）价值链后移并重构，整车利润向软件和智能零件侧转移，堆料和堆配置的现象比以前更密集，选配等模式导致汽车配置多样性、复杂度快速增加。
（8）传统汽车上的控制器以嵌入式系统开发为主，而智能汽车上的电子电气架构则以域控制器为主，车载平台逐渐向中心化迈进，满足性能、可靠性、实时性、效率提升等计算平台的新的非功能性需求成为挑战。
（9）软件技术沉淀在新一轮新能源淘汰赛中充当至关重要的角色，AI、5G通信、云计算等多种技术驱动汽车向智能化不断进化的同时，也大幅增加了软硬件开发的复杂度。数据链、工具链均须在云上打通以保障产品设计和研发的快速迭代，软件思维逻辑需要重新审视和改变，才能适应新技术革命的极高速演化。车云协同、功能上云、算力卸载上云使得云计算技术在软件定义汽车时代显得尤为重要。
（10）AI时代，数据呈指数级增长，算法和模型领域不断涌现新的尝试和突破，高阶自动驾驶驱动车端部署大量的传感器和高算力平台，5G技术驱动算力向边缘转移，算力变成新时代的竞争壁垒。算力之火也从互联网大厂燃向了新势力车企，进而燃向了传统主机厂。智能化算法也不再仅限于智能座舱、智能驾驶，还涉足智能电动、智能车辆控制，进入动力、底盘、道路环境仿真等车辆早期设计阶段。
与以往燃油车时代的汽车相比，智能电动汽车正在由纯机械式产品逐渐转向软件定义产品、数据定义体验的超级智能终端。软件定义汽车始终离不开汽车本身，软件并非简单的“汽车+×”中的×项，软件和汽车之间并非机械的配套关系，而是需要充分考虑系统之间的有机相互作用，采取整合思维，统一考量。
从前述内容我们已经知道，对于软件定义汽车的认知，以不同的视角来看是不同的。同样，理解定义汽车的是哪些软件，也有不同的视角。
（1）业务视角
图1-11呈现的是主机厂视角下的软件体系，主机厂的软件体系完全服务于其产销业务，即服务于主机厂内部组织架构中的各个业务单元。但是，以往主机厂的组织架构是功能型的，而新的适用于数字化转型的组织形态应该是平台型的，因此主机厂的组织架构也面临着从根本上重塑的需求。
重塑后的典型主机厂架构分为用户域、生态域、产品域、供应链域、工厂域和运营支持域，每个域内都有大量数字化系统的开发建设工作。以用户域为例，用户域的典型业务包括品牌宣传、市场营销、公关舆情以及汽车销售（直营或经销商）、车辆交付、售后服务等环节。品牌宣传需要企划管理系统、用户洞察平台等系统，市场营销则需要客户数据平台（Customer Data Platform，CDP）、营销自动化（Marketing Automation，MA）、广告监测和投放平台的助力，公关舆情需要舆情监控平台、客户体验管理（Customer Experience Management，CEM）对内外网的客户声音（Voice of Customers，VOC）的实时监测。典型用户域软件系统的较完整清单有100多项，分别服务于其“品牌、营销、公关、销售、交付、售后”等业务。
图1-11 定义汽车的软件（业务视角）
需要进一步展开的是，产品域在主机厂中的职责是定义车型产品，产品域的汽车软件分为车载软件和非车载软件，如图1-12所示。
图1-12 产品域的汽车软件
进一步来说，车载软件可以分为如下4种。
● 整车电子软件是与整车高度耦合或安全等级较高的模块，例如发动机控制、电机控制、刹车控制、电子助力转向控制、混合动力系统控制、安全气囊控制、电池热管理等。
● 功能独立且安全等级较低的车身控制软件，例如网关、照明控制、雨刮控制、车门车窗控制、无钥匙启动、天窗控制、座椅记忆控制、后视镜控制、功放控制等。
● 智能座舱或车机，主要是以各类大屏为承载的软件。
● 智能驾驶，例如高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistance System，ADAS）、自动驾驶（Autonomous Driving，AD）及附属的雷达或摄像头传感器等。
从价值链角度看，车载软件、算法软件、软件密集型的电子硬件目前的产业附加值较高，也是主机厂、零部件企业、科技公司争相布局的焦点。
非车载软件广泛存在于汽车行业的各个领域，就产品域本身来说，更多的是指网联软件、工具链软件、生产用下线电检软件（End of Line，EOL）、云平台（如数据埋点后台、电池状态远程监控、OTA运营平台）。
（2）横向功能视角
图1-13给出的是以切面横向拉通看待软件在主机厂各类域内的应用情况。
从最上层的用户界面与体验，到底层的基础设施与云，各个域内用到的软件均有很强的共性。以用户界面与体验为例，在技术上分属产品域座舱内使用的3D车模和分属用户域的App内使用的3D车模，其大多使用Unity 3D，需要解决的核心问题也是Unity 3D车模如何无缝嵌入车机系统和App，以适配车端和云端信号，以及适配不同的iOS和Android机型。Android Automotive是用来运行IVI系统、Android应用程序以及可选的第二方和第三方Android应用程序的Android车机开发平台，它和Android App的操作系统同为Android，运行环境也非常类似，且都是开源的，只不过前者是为主机厂量身定制的，后者是为普通移动开发者定制的。
从用户服务与应用层来看，由于产品越来越直面用户，因此各主机厂都开始建设负责对全网用户声音实时监测的平台，这个平台从400电话、在线IM、开放的互联网媒体、论坛侧收集用户声音，然后进行声音对齐、补全、融合等一系列加工处理，最终生成工单派发给各相应部门对应的接口人，以期以最快速度响应用户Bug，修正产品，降低舆情风险，进而提升用户满意度。
图1-13 定义汽车的软件（横向功能视角）
大数据平台则是另一项典型的可在全域拉通的软件应用，用户域的大数据平台更多关注用户行为分析，希望通过对用户的深入洞察提升用户转化和下单的效率，而智能驾驶侧的大数据平台则更关注多模态数据和时空大数据存储、加工和呈现。大数据平台都使用类似的技术，例如实时数据仓库处理框架Flink以及Iceberg数据湖平台。
（3）混合视角
图1-14展示了本书所使用的软件定义汽车架构，也是用得最多的一种呈现方式，参考了佐思汽研和国科础石的版本并进行了相应简化。同时，本书各章节基本与本图对应，遵循自下而上、自左而右的讲解顺序。此处，我们不对本图过多讲解，因为后续各章会逐步拆解，把每个模块尽可能地讲述清楚。
图1-14 本书所使用的软件定义汽车架构（参考佐思汽研《2022年软件定义汽车：产业全景研究报告》，重庆中科汽车软件创新中心、国科础石（重庆）软件有限公司联合编撰的《汽车软件全景图（2022年）》）
对于层出不穷的社会热点和新鲜事物，往往会同时出现正反两面截然不同的声音。过去由于信息渠道单一，或许只能听到一面之词，现在发达的互联网使得同时有相反观点存在，这会让人倍感迷惑。软件定义汽车的发展也是如此，我们总结了其中一些典型的反面声音。
软件代码量的激增并不能证明软件定义汽车的趋势已经形成。虽然主流的声音宣称汽车软件的代码量在逐年攀升，例如摩根士丹利估算，未来软件价值占比将达到60%左右，又如大众汽车宣称软件创新将占未来汽车创新的90%左右的比重，但通过代码量来表示软件已经可以定义汽车的观点确实有些像宣传手段。诚然，像车机软件的代码量已达到上亿行，手机App车控SDK单端代码量也超过百万行，就连手机App车控UI单端代码量也能达到十余万行。但是，软件代码量的增加很大程度上来源于对应电子元器件数量本身的指数级增长，因此更多的硬件就意味着需要更多的控制代码以及保障信号稳定传输和处理的代码。
从计算机发展史来看，软件和硬件的发展是交替进行的。早期，摩尔定律揭示了硬件发展的规律，强悍的硬件以周期性引领了计算机领域的发展，这时的硬件发展领先于软件发展。互联网时代数据出现井喷，硬件一时跟不上数据和软件的要求，英特尔王者易位，英伟达成为这一时代的新的王者，GPU领域确实出现了软件促进硬件发展的现象。在智能电动汽车目前的发展阶段，软件仍然依附于硬件发展，并未出现像GPU领域那样软件定义硬件的现象。功能和应用场景定义了智能汽车，软件只是在其中扮演了越来越重要的角色，而非定义性的角色。
未来特斯拉开创的硬件预埋＋软件后付费、订阅服务将成为新能源车企的核心竞争力。很多同类观点的持有者认为车机生态很快会发展出像App Store这样的软件商店。FSD确实为特斯拉带来了可观的净利润，但软件商店这样的模式在汽车领域为时尚早。2008年，App Store带着500款App正式上线，到2018年，App Store上的App超过200万款。而车机App目前则都来自车企大量采购的第三方应用以及少量自研，规模化的车机App商城尚未出现，更不用说像App Store那样的10年高速发展了。车企确实都在研究软件付费和订阅模式，但基本是各自独立运作，没有意愿也没有实际行动将车机软件推动到像手机软件生态那样的发展程度。
未来软件在汽车中的占比会持续提升，所有智能化的功能都需要软件来实现。这种说法很容易让所有人的关注点完全聚集在软件上，这是极大的误导。软件只是一种实现手段，作为前提条件不假，但如果全部押宝在强化软件能力上，到头来一定会发现这种做法是有大问题的。用一句经典的话表达，软件只是“定义”了汽车，而不是“实现”了汽车。
用户在购车的时候才不会考虑所谓的软件定义汽车。Semicast Research首席分析师Colin Barnden曾经说过：“没有用户会在买车时要求购买SDV。”现阶段确实如此，用户在购车的时候根本不会关心什么是SDV，SDV是车企为提高利润和迎接未来而推崇的新计划。
这些反面声音在事物发展过程中必然会产生。本书无意分辨对错，但可以肯定的是，软件定义汽车的未来已来，当下只是开始，精彩还在延续。
软件定义汽车时代，可爱可敬的汽车厂商正在倾力打造这样一辆可编程的汽车，这辆汽车兼具平台特性和智能特性，优质的软件流畅地运行在车辆平台上，这辆汽车因而可以细致地了解我们的个性化意图，贴心地提升我们的驾乘体验。借助这些优质的软件，主机厂将带给我们惊喜的用户体验。
过去，汽车在销售时已经具备了全部功能，“提车即巅峰”。现在，软件定义将使“提车即开始”，之后的用车体验会随着厂商不断完善功能而持续提升，进而，用户的购买链条也因此而发生改变，从以前的购买整车硬件，变成购买整车硬件加预埋软件，强大的软件能力会使汽车厂商获得可观的增量利润。这有点儿像电信业的IT化进程，电信业需要把大量单一用途的、软硬件耦合的、昂贵的设备转向IT化网络——硬件通用化、虚拟化和低成本的、软件定义的网络，汽车产业同样也在经历着类似的“IT化进程”——软件定义汽车，开启一个软件定义汽车的新时代。
