计算机行业智能汽车与国产数字底座系列报告：鸿蒙与智能汽车软件生态深度研究-20211124-民生证券-36页.pdf

本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 Table_Summary 报告摘要： 智能汽车数字底座需具备开放性、安全性和低延时性三大重要特征 1）开放性：车机OS为信息娱乐服务、车内人机交互、多源信息融合提供平台，因此其底层系统应具备开源开放的特性，为用户提供集“工作-娱乐-生活”的丰富应用；2）安全性：车机 OS 为座舱软硬件提供运行环境需提高其信息安全防护性，以及稳定的、高度安全的管理保障；3）低延时性：座舱域ADAS功能搭配感知传感器每小时可产生tb级别的数据，需要极为迅捷的响应速度，要求底层系统具有低延时能力。 鸿蒙车机操作系统能够解决智能汽车软件“开放性和安全性”之间矛盾 智能座舱域中，以“开源鸿蒙”为基础的鸿蒙车机OS，其“多内核结构”设计可以有效解决车机天然存在的“开放性和安全性”之间矛盾。在安全性层面：鸿蒙自研的微内核架构，可以形成对应用安全有效的分层管制。在开放性层面：鸿蒙车机 OS 通过采用自研的确定时延引擎技术，相比Linux车机OS，可实现25.7%的响应时延下降和55.6%的时延波动率下降，实现对ADAS功能低时延和确定时延要求的完美契合。 鸿蒙车机操作系统已经有清晰的盈利模式 1）接口调用/认证收入；2)应用商城：具体可分为“应用分成”和车机HMS下“联动应用”收入；3）系统授权费收入：HMS服务参考GMS模式，在车机生态成熟后预计将对标手机操作系统，向车端主机厂收取相应的授权费，规模测算将同样基于量价逻辑。4）广告费用：自研车载App的广告投放收入和广告服务商制作费用抽成，预计将成为其营收贡献的重要组成部分。 投资建议 我们坚定看好智能汽车产业链与鸿蒙车机系统所带来的投资机会，智能汽车产业链中建议继续重点关注：中科创达、四维图新、德赛西威（通信组覆盖）、锐明技术（通信组覆盖）、鸿泉物联（通讯组覆盖）；建议关注：千方科技、道通科技、均胜电子（鸿蒙车机OS合作伙伴）等。 风险提示 自动驾驶技术发展低于预期；竞争者加速涌入导致行业竞争加剧；芯片短缺影响；政策推进不及预期；鸿蒙系统推进不及预期。 Table_ProfitDetail 盈利预测与财务指标 代码 重点公司 现价 EPS PE 评级 11月23日 2020A 2021E 2022E 2020A 2021E 2022E 300496 中科创达 152.87 1.05 1.59 2.16 146 96 71 推荐 002920 德赛西威 134.84 0.94 1.48 1.81 143 91 74 推荐 002405 四维图新 15.48 -0.16 0.05 0.13 / 310 119 推荐 688208 道通科技* 74.50 0.96 1.25 1.84 71 59 40 暂未评级 002970 锐明技术 39.00 1.36 1.44 1.89 29 27 21 推荐 002373 千方科技* 14.24 0.68 0.72 0.93 28 20 15 暂未评级 688288 鸿泉物联 39.60 0.88 0.79 0.97 45 50 41 推荐 600699 均胜电子* 23.30 0.45 0.55 1.02 56 42 23 暂未评级 资料来源：公司公告，民生证券研究院（注：标星公司EPS来自Wind一致性预期） （*） Table_Invest 推荐 维持评级 Table_QuotePic 行业与沪深300走势比较 资料来源：Wind，民生证券研究院 Table_Author 分析师：吕伟 执业证号： S0100521110003 电话： 18612109231 邮箱： lvwei_ Table_docReport 相关研究 1.民生计算机周报20211122：计算机的机会如何演绎？ 2.行业事件点评:推进数据确权与分级管理，建议高度重视数据安全 -14%-6%2%10%18%20/11 21/2 21/5 21/8 21/11计算机 沪深300Table_Title 计算机 行业研究/深度报告 鸿蒙与智能汽车软件生态深度研究 智能汽车与国产数字底座系列报告 深度研究报告/计算机 2021年11 月24日 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 Table_Page 深度研究/计算机 目录 1 车机生态下的“星辰大海”. 3 1.1 手机生态：万能的“场景性工具” . 4 1.2 车机生态：“移动第三空间”的跃进 . 6 2 生态内核攻坚站 . 10 2.1 手机生态启示录：操作系统被重新定义 . 10 2.2 车机生态：驶向万物互联的时代 . 12 3 鸿蒙系统：生于产品，止于生态. 20 3.1 全面升维，生态级的横向整合 . 20 3.2 精准下沉，终端级的纵向优化 . 25 3.3 从“手机到车机”，鸿蒙OS盈利模式的野望 . 27 4 投资建议 . 31 5 风险提示 . 32 插图目录 . 33 表格目录 . 33 pOtMqQoMoNmPoOoOtPmRoMaQ9R7NmOnNsQqRjMqRmNiNsQqM9PmNpRwMtQvMvPnNpO 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 Table_Page 深度研究/计算机 1 车机生态下的“星辰大海” 作为移动互联网浪潮下划时代的产物，智能手机和智能汽车的应用生态均沿袭着“互联时代-智能时代-AIoT 时代”的发展路径。其中，智能手机以办公应用为切入点，通过架构的升级赋予了操作系统承载更多应用的能力，从而实现其生态边界向多终端联动下的“场景性工具”延伸；智能汽车则延续了手机生态的演化路径，并创新性地将智能手机作为“应用钥匙”，率先为其打开流量入口，奠定了车机初期的生态。同时，伴随着自动驾驶能力的成熟，智能座舱域将与自动驾驶域实现联动，以调用、集成ADAS的能力，从而扩大其使用场景的范围，并在此基础上联动手机、家电、可穿戴设备等多种智能终端，驱动车机生态从“手机-汽车”移动互联向“汽车-AIoT”万物互联转变。 图1: 智能手机与智能汽车生态的演进 资料来源：民生证券研究院整理 回溯智能手机与智能汽车生态的演化路径，其背后的核心逻辑皆遵循着“需求的挖掘-架构的变革-生态的延展”链条，以赋予用户在消费价值上的升维。 用户需求作为产品价值的第一要义，是驱动应用生态形成的基础。智能手机以用户的办公需求为出发点，依靠着PC应用程序的思维底座，构建了初期的应用生态；对于智能汽车而言，由于其屏幕的革新，车载应用的需求获得井喷，使得车机率先选择以移动应用的联动为出发点，通过座舱与移动端的互联，以接入丰富的手机应用，并通过投屏方式使得其应用能够在移动端与车端之间切换，从而奠定了车机初期的“移动生态”。 终端架构的变革使得应用生态锦上添花，从而持续为用户带来消费价值的升维。在“互联时代”中，尽管手机和汽车均展现了其应用生态的雏形，但仍无法根据用户需求的变化打造出与各自终端相适配的“精准生态”。在此背景下，架构的全面升级，推动了智能手机、智能汽车从功能性产品向智能化终端的代际突破，使其产品的价值重心从硬件转移至软件层面，并通过用户数据的反馈+OTA 技术的完善，实现了功能的快速迭代，为用户持续地创造消费价值。值得注意的是，操作系统作为硬件底座与上层应用的关键接口，具备了管理、控制软硬件资源的能力，而对其进行定制化的改造则是打造终端专属生态关键一步。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 Table_Page 深度研究/计算机 在用户需求与架构升级的双重驱动下，产品生态边界得以延伸，其生态属性也再次重塑。智能手机通过OTA技术提升其终端性能，使其具备了承载更多应用的能力，而应用的丰富也驱动着手机生态边界的不断拓展，最终成为万能的“场景性工具”；区别于智能手机，智能汽车依托OTA能力，更聚焦于其娱乐功能与ADAS能力的联动，以解除汽车仅作为移动工具的桎梏，并与手机、家电、可穿戴设备等AIoT终端互联，使之成为真正的“移动的第三空间”。 1.1 手机生态：万能的“场景性工具” “互联时代”，智能手机率先颠覆了传统功能机以物理按键为枢纽的交互方式，创新性地将电子屏幕作为媒介，延伸PC端的办公功能，并赋予用户从“桌面办公”切换至“移动办公”的能力；“智能时代”，智能手机则完美复刻了PC端的软件体系，使得手机功能能以应用程序的形式存在，从最初的通信等基础功能，拓展至娱乐、社交等多样化应用；“AIoT 时代”，智能手机又与家电、可穿戴设备等智能终端契合联通，实现了移动端应用生态与办公、出行、家居等场景间的无缝衔接，使之成为万能的“场景性工具”。 图2: 智能手机生态的演化过程 资料来源：民生证券研究院整理 具体来看，“互联时代”的手机颠覆了单一的通信功能，移动应用生态的雏形诞生。在外观设计上，手机的革新率先以硬件屏幕为攻破点，通过扩大其外观屏幕以增强用户的可阅读性；在内在系统上，其完美复制了PC端应用的呈现方式，将内容延伸至办公场景，实现了PC端与移动端之间的互联。此时，手机除了原有电话、短信等功能外，还具备了阅读文件、收发邮件、发送传真及编写备忘录的办公能力。以首款智能手机Simon Personal Communicator为例（1992年，IBM），其率先采用了便携式的触摸屏技术，并将移动电话的通话功能与掌上电脑 PDA 能力实现有效结合，使其除了拨打、接听电话，以及实现了通讯录、计算器、闹钟等少数基础应用之外，还具备了邮件、传真等简单的办公功能。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 Table_Page 深度研究/计算机 图3: 智能手机与PC端应用互联 资料来源：民生证券研究院整理 手机架构的升级突破了原有功能的界限，使其跃升至应用生态下的“智能时代”。虽然在“互联时代”中，手机复刻了PC端的应用，使其具备了基本的通讯和办公功能，但落后的软硬件架构仍无法满足用户在多场景下需求的变化。因此，手机架构进一步升级，其中硬件架构从“基带处理器+应用处理器”架构向“多处理器内核系统”架构进化，软件架构则复刻了 PC 的软件体系，使得各类应用包括最基本的窗口管理器均能以应用程序的形式存在。全新的架构不仅降低了手机软硬件设计的复杂性，也提高了应用功能的可扩展性，驱动手机属性从单一的功能性产品升级为智能化的移动终端。值得注意的是，操作系统作为对内驱动应用软件的核心引擎，对外提供承接“开发者-用户-终端”交互渠道的枢纽，其成为了拓宽应用生态边界不可替代的关键。 图4: 智能手机应用生态不断丰富 资料来源：民生证券研究院整理 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 Table_Page 深度研究/计算机 与真实场景互联，打造“AIoT 时代”下的无边界终端。除了提供个性化生活、娱乐和消费服务外，我们认为，智能手机终局下的“精准生态”将跨越物理极限，并与家居、汽车以及可穿戴设备等AIoT终端实现组合搭载，以完成与真实生活场景的连接及共享，使其不仅获得流畅的全场景体验，也解决了“差异化”智能终端间体验割裂的问题，彻底打破时间、空间的限制，从而改变手机仅作为线上应用载体的属性，使其成为真正的“场景性工具”。 图5: 智能手机的“AIoT时代” 资料来源：民生证券研究院整理 1.2 车机生态：“移动第三空间”的跃进 智能汽车是继智能手机后人类工业史上又一伟大的“升维”攻坚战，其同样也经历了从“互联时代-智能时代-AIoT 时代”的转变。但我们在此强调，车机生态绝不仅是手机生态的范式转移，而是在此基础上延展了 ADAS 的能力，以扩展其使用场景的范围，并与多种 AIoT 终端实现联动，使之成为真正意义上的“移动的第三空间”。 图6: 智能汽车的生态演进 资料来源：民生证券研究院整理 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 Table_Page 深度研究/计算机 屏幕的革新带来人车交互的全新体验，催化“互联时代”移动端应用向车端迁移。智能手机触控模式的诞生，改变了传统以按键为枢纽的交互习惯，并赋予了汽车设计厂商足够的灵感，率先对汽车座舱内的屏幕进行革新，以延续手机多点触控的操作模式，并将影音娱乐、导航地图等功能汇集于中控大屏中，使汽车具备了与手机互联的基础条件。同时，移动端应用市场的“红海”化，也致使大量应用开发商将汽车作为全新的生态入口，开始搭建车端“生态营地”，进入移动端与车端的“互联时代”。此时，用户通过投屏的方式，即能同步使用导航、视频、音乐、社交APP等移动应用，但由于车端采用手机原装数据线等物理互联方式，直接将手机应用 APP“蛮横”植入，导致移动端的应用与汽车属性无法形成良好匹配，仅能提供导航、影音等简单应用，致使用户体验感较差。 图7: 移动端应用向车端迁移 资料来源：民生证券研究院整理 架构的革新驱动汽车属性蜕变，车机生态迈入“智能时代”。尽管汽车在“互联时代”中复刻了移动端的应用，使得车机生态初具雏形，但落后的软硬件架构仍然制约着车机生态的发展。因此，整车架构开启“分布式-（跨）域集中-中央计算平台”的升级迭代，在此背景下，OTA技术应运而生，有效推动了汽车属性从功能性产品向智能化终端的蜕变。其中操作系统作为负责“控制与管理”软硬件资源的核心基础，是突破“互联”车机生态瓶颈的关键，而主机厂与开发商也纷纷选择“转身”切入前装市场，针对车机系统进行定制化的“改造与填充”，构建属于汽车的“生态王国”。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 Table_Page 深度研究/计算机 图8: 移动端应用向车端迁移 资料来源：民生证券研究院整理 “横纵联盟”贯穿全场景应用生态，打造“AIoT时代”下车机的“骇客帝国”。横向来看，车机将不再局限于与手机端的连接，而是将“互联”的枝蔓伸向路端、家电、可穿戴设备等AIoT 终端，以实现“个性化、集成化”的生活、工作、娱乐服务的输出，并改变了车机仅作为应用载体的属性，使其成为在多终端互联下的“功能集成者”。同时，在“AIoT时代”共用统一终端的基础上，“数据”成为核心桥梁，打破了时间、空间的限制，打通线上、线下的边界，实现了多终端、全场景的无缝切换。在 2019 年 CES 展览上，奥迪展示了其与 Holoride合作开发的车载VR虚拟现实娱乐技术，该技术将VR系统与车辆动态数据结合，深度嵌入视频、游戏等内容，并通过传感器与游戏数据打通，届时车辆的移动路况都将被实时同步并映射到虚拟体验空间中。即，当后排乘客戴上VR眼镜进行游戏时，随着车辆行驶路线和路况的变化，VR眼镜中的游戏场景也会随之变化。 图9: 车机与多终端互联打造AIOT时代的“万物互联”生态 资料来源：央广网，民生证券研究院 纵向来看，“座舱内部融合”与“ADAS 联动”缔造了车机完整的“纵向生态”。智能座舱作为用户最直接的交互触点，其集成了液晶仪表、中控屏幕、HUD和后座娱乐等多终端及系统，但传统座舱功能布局的碎片化导致人车间“无缝交流”存在障碍。因此，智能座舱率先进行了“多屏化融合、多系统融合”，以带来更为智能的交互体验。同时，基于汽车架构的迭代，智能座舱也将“触角”延展至ADAS功能中，即借助感知层的摄像头、雷达等传感器来获取车况、 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 Table_Page 深度研究/计算机 路况等全方位信息，并载基于座舱控制器下进行环境建模以及决策判断，同时将数据信息以及指令集，与车载应用、交互进行联动，以最终实现“决策与应用”的统一执行。此时，智能座舱基于“车机应用与ADAS功能”的融合，赋予了用户依靠车机实现“多个应用一次交互，多个内容一次呈现”的流畅体验。举例来说，根据比亚迪汽车智慧生态研究院院长舒酉星的介绍，目前开发者正在开发的“车内人工智能保镖系统”，一旦乘客或者司机感觉到车内不安全亦或不舒服，在车上呼救，车机将会结合语音和图像识别做出判断，智能汽车将自主控制灯光喇叭等，进入求救模式。 图10: 车端内部联动构建车机生态 资料来源：民生证券研究院整理 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 Table_Page 深度研究/计算机 2 生态内核攻坚站 2.1 手机生态启示录：操作系统被重新定义 操作系统是智能手机生态的核心。在前章中，我们重点分析了智能手机的生态迭代遵循着“需求的挖掘-架构的变革-生态的延展”这一演化路径，而在此过程中，操作系统作为关键中枢，在终端设备内外两个维度，均展现出极强的不可替代性：对内，负责终端软硬件资源管理；对外，则以“交互”为纽带承接着“开发者-用户-终端”的生态链条。 图11: 操作系统是生态之核心 资料来源：Gartner，民生证券研究院 对内，操作系统充当着软件应用的“引擎”，实现了终端软硬件资源的全面管控。应用软件的运行离不开芯片、内存等硬件资源的支持，但由于其无法直接向硬件下达调动指令，需要通过操作系统作为“中间媒介”来响应需求，以对接、调动相关硬件资源，这使得操作系统成为了软件运行的直接“引擎”。此外，操作系统还负责协调管理全部软件进程和硬件资源，解决进程同步、死锁等问题，当多个软件程序面临“竞争冲突”，操作系统将决定算力、存储、I/O接口等资源的分配次序，以保证终端在其协调、管理下有序运行。 图12: 操作系统架构 资料来源：民生证券研究院整理 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 11 Table_Page 深度研究/计算机 对外，操作系统则提供了交互渠道，使其具备“开发平台-用户窗口-运行支持”三重功能定位，承接着“开发者-用户-终端”的生态链条。无论是闭源或开源，操作系统均以“交互”为切入点，即为开发者提供接口、为用户打造了专用界面/应用商店、为终端厂商搭建底层执行逻辑，实现应用“研发调试-上传下载-运行维护” 的全周期贯穿，成为了生态真正的定义者。以iOS（闭源）与安卓（开源）为例，iOS系统仅允许开发者通过其提供的工具包进行程序开发，并在严格的审核机制下推出应用功能，而用户也仅能通过AppStore的单一渠道下载应用，以保证形成“开发者-AppStore-用户”的单向闭环。同时，此系统只搭载在iPhone机型之上，其目的在于不断追求自身“芯片+系统”的完美适配，提高系统性能，从而为用户带来高质量的消费体验；而安卓则为开发者打造了AOSP开源框架、SDK套件和API接口，构建了自由度较高的开发平台，同时其应用能与Google Play乃至第三方应用商店适配，用户也可从多种途径进行下载。此外，安卓选择与众多手机厂商、芯片公司合作构建OHA联盟以适配多种机型，为其应用寻求更多的搭载终端，以缔造更开放的安卓生态。 图13: iOS闭源生态模式 图14: 安卓开源生态模式 资料来源：Wikipedia，民生证券研究院 资料来源：罗兰贝格，民生证券研究院 根据层级框架的不同，手机操作系统可大致分为：1）底层操作系统：即从“内核到组件”全新打造的操作系统，如iOS、安卓等。其中，iOS为闭源系统，配合苹果“自研芯片+操作系统”的战略，实现“芯片-操作系统-应用软件”的完美适配，从而避免了兼容性差异等常态化问题，同时也大幅提升了其系统的稳定性和安全性; 安卓为开源系统，由谷歌联合手机厂商、软件开发商、芯片制造商打造的OHA联盟开发，可与不同手机终端及芯片适配，免费灵活，软硬件开放性强，但稳定性和安全性水平由于根架构开放而稍显逊色。2）顶层操作系统：即在不改变底层操作系统内核的基础上进行定制开发的操作系统，市场上多以安卓为底层操作系统进行修改，如小米MIUI、OPPO Color OS、魅族Flyme等。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 12 Table_Page 深度研究/计算机 图15: 底层操作系统与顶层操作系统 资料来源：民生证券研究院整理 底层操作系统把握内核，成为各类操作系统的“基石”。在操作系统架构中，内核提供了最为基础的功能，即对内负责协调进程和管理软硬件资源，对外提供接口以实现交互，从根本上决定了系统的性能和稳定性。其中，底层操作系统是从“内核到组件”都进行了重塑，而顶层操作系统则是沿袭了底层操作系统的内核，仅对应用程序框架层或UI界面进行修改，保留了原有系统的主要功能和特性。因此，底层操作系统把握内核成为各类操作系统的“基石”，较顶层操作系统更加具备主导作用。 图16: 框架图 图17: 小米MIUI架构图 资料来源：安卓官网，民生证券研究院 资料来源：小米官网，民生证券研究院 2.2 车机生态：驶向万物互联的时代 车机生态正迈入“横纵联盟”的新纪元，汽车将成为“移动的第三空间”。基于我们此前的分析，汽车在“互联时代-智能时代-AIoT 时代”迭代下，其产品属性也将实现从“载人工具”向“生活空间”直至“移动第三空间”的转变。直至目前，我们认为，车机生态正迈入“横纵联盟”的新纪元，而其也将在应用生态的基础上，具备全面联动的特点，即横向实现车机与AIoT终端的广泛互动，纵向延伸至ADAS功能，给予用户持续升维的使用体验。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 13 Table_Page 深度研究/计算机 图18: “横纵联盟”车机生态 资料来源：汽车之家，民生证券研究院 在“横纵并举”的生态路线中，由于操作系统功能的“中枢”属性，车机OS成为变革路上最为关键的“堡垒”。在前章的分析中，车机生态有着与手机生态相似的迭代路线，而在手机生态的迭代中，操作系统作为“承接中枢”，对内管理、对外交互，已然成为生态建设的核心。类比到智能汽车中，对内，车机OS同样也占据着承上启下的地位，其以芯片和域控制器为底层基础，设置相应的内部通信接口，继而在软件请求的驱动下，根据算力的需求，对硬件资源进行相关的调用分配；对外，车机OS也为开发者、用户以及外部跨终端间的资源互通提供了信息的出入口和交换平台，其作为桥梁连接“开发者-用户-AIoT终端底座”，打通三者之间的底层信息屏障，使其具有集“开发平台、用户窗口和信息集汇中心”的三重功能定位，从而为车机向全场景生态融入带来可能。 图19: 汽车软硬件架构图 资料来源：中国软件评测中心，亿欧，民生证券研究院 与手机端相同，车机OS若按照层级的划分，可进一步分为：底层车机OS和顶层车机OS。其中，底层车机OS：从内核到组件均全新打造的操作系统，如QNX、Linux、安卓以及实时操 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 14 Table_Page 深度研究/计算机 作系统（RTOS）等；顶层车机 OS：在底层操作系统上进行二次开发的系统，根据开发程度的不同又分为深度定制型和ROM型操作系统。其中，深度定制型是基于底层操作系统从内核到应用程序层都进行深度改造，同时优化硬件资源，典型的如大众VW.OS、阿里AliOS 等；ROM 型操作系统则是基于安卓自有架构对汽车服务层及应用层二次开发，如小鹏Xmart OS，蔚来OS等。此种层级划分方式根据内核是否全新构建为其依据，沿袭了智能手机的规则，因此我们认为，在智能汽车中底层车机 OS 依旧把握着内核，相较顶层车机 OS 而言是真正的“价值核心”。 图20: 车机OS的主要分类 资料来源：民生证券研究院整理 横向的扩容：构筑横向生态的基础是底层车机 OS 与物联网 OS 的打通/合并。我们认为，在“AIoT 时代”下，车机将不再局限于与手机端的连接，而是将“互联”的枝蔓伸向路端、家电、可穿戴设备等各类AIoT终端，以实现“个性化、集成化”的生活、工作、娱乐服务的输出，而若要实现车机和各种AIoT间的全面兼容与联动，则需要底层车机OS与物联网OS打通/合并。但是，传统底层车机OS与物联网OS所用的系统架构、通信协议均无法做到全面的协调统一，在跨终端的联动上普遍采用投屏、映射等浅层联动的方式，导致其难以实现与物联网OS间的“相互认证-底层连接-数据流转”，应用功能也无法在系统间灵活调动、迁移。以安卓为例，从系统基础特性而言，其内核不可伸缩，缺乏灵活可变的运行逻辑，难以搭载于不同终端底座，尤其是低内存的小型终端。其中，在车机 OS 领域，谷歌基于底层安卓内核推出Automotive OS，依旧采用 “数据线物理连接”或“wifi 投射”等传统方式与手机相连接，无法做到“汽车-手机”间的应用流转，更无法与AIoT设备互动，而后谷歌依靠安卓 Things弥补了其在物联网领域的空白，但因通信接口不统一等问题，车机OS与此物联网OS仍然存在“信息屏障”，致使车机无法与AIoT终端实现联动，应用也不易进行“AIoT终端-车机”的迁移。 表1: 主要的物联网OS 操作系统名称 应用场景 销售额 操作系统名称 应用场景 传统嵌入式OS uClinux 工业控制、无人机、网络设备（路由器、交换机、防火墙、负载均衡器等）、专用的轻量级物联网OS RT-Thread 智能家电、网关、工业物联网终端 智能生活电器、智能穿戴设备、工业数据采集设vxworks SylixOS 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 15 Table_Page 深度研究/计算机 控制系统（自动售货机） 通信、军事、航空航天、工业制造机器人、医疗机械以及汽车电子 航空航天、电力电网、轨道交通、机器人、新能源、医疗、工业自动化 Alios things Amazon FreeRTOS 备 工业场景下的传感器、制动器、泵和自动化组件 通用OS裁减 安卓 things 除手机、电视、车机外和穿戴式设备之外的物联网及嵌入式设备，适用于智能家居 统一微内核OS Harmony OS 鸿蒙 依次推进从低资源到高资源硬件的覆盖、以分布式能力面向全场景 Windows 10 IoT核心版 智能建筑、IoT网关、HMI、智能家居、可穿戴设备 Fuchsia 可以兼容手机、PC、智能家居等物联网场景的统一操作系统 资料来源：亿欧，各公司官网，民生证券研究院 正因传统底层车机 OS 缺乏与物联网 OS 兼容互通的基本能力，导致其在开发者体系、管理能力以及终端接入范围上也存在较大缺陷，难以实现精确且全面的横向延展。就当前底层车机OS而言，其并无兼容/打通物联网OS的能力“基石”，致使开发环境和其他AIoT终端间并不兼容，阻碍了物联网开发者向车机转移的通道，使得上游开发环节扩充缺乏必要的原生动力。而车机OS与物联网OS处于“通信隔离”状态，其自身又缺乏相应的管理套件，导致车机OS难以对AIoT终端进行“聚合/管理”。此外，这种不兼容还会使得车机可“精确对接”的终端搭载数量不足，致使车机生态相对“狭隘”，车机生态的横向延伸无法通过足量的实例测试得到进一步优化。 基于以上维度，我们认为，底层车机 OS 在与物联网 OS 互联兼容的“根基”之上，需溯源开发者，增强生态管理能力，扩大AIoT终端覆盖范围，以实现生态的横向延展。在开发者层面：AIoT 终端底座的多样性，导致了车机、各设备存在大量的接口不兼容问题，这也就要求底层车机OS配备标准化的接口，从而适配多样化终端，改善开发环境，以吸引AIoT开发者向车机层面进行“平滑”迁移；在生态管理层面：在互联兼容的基础上，大量终端接入导致信息指数级增长，底层车机OS对AIoT终端进行“连接-访问-信息流转”全流程管理的难度加大，底层车机OS需提供“模块化、平台化”的管理体系，以提升管理效率，并且对此进行监测、分析，以达到管理向“高质量/高效能”的跃进；在终端覆盖层面：车机需解决在不同场景下品牌多样性所导致的碎片化问题，消除硬件的物理差异，从而拓宽其自身的融合范围，实现AIoT终端覆盖的“量、类”齐升。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 16 Table_Page 深度研究/计算机 图21: 车机生态的“横向”延展 资料来源：民生证券研究院整理 纵向的深入：智能座舱在联动应用的同时将ADAS作为功能延伸，从而打造车机的“纵向生态”。智能座舱作为用户最直接的交互触点，其集成了液晶仪表、中控屏幕、HUD 和后座娱乐等多终端及系统，但传统座舱功能布局的碎片化导致人车间“无缝交流”存在障碍。因此，智能座舱率先进行了“多屏化融合、多系统融合”，以带来更为智能的交互体验。同时，基于汽车架构的迭代，智能座舱将“触角”延展至ADAS功能，即借助感知层的摄像头、雷达等传感器来获取车况、路况等全方位信息，并在基于座舱控制器下进行环境建模以及决策判断，同时将数据信息以及指令集，与车载应用、交互进行联动，以最终实现“决策与应用”的统一执行。此时，智能座舱基于“车机应用与ADAS功能”的融合，赋予了用户依靠车机实现“多个应用一次交互，多个内容一次呈现”的流畅体验。此时，底层车机OS不仅是座舱域应用功能的窗口，又是ADAS功能外透及联动的主要平台，也成为缔造纵向生态的核心。 为完成以上座舱原生功能和衍生功能的管理任务，缔造纵向车机生态，我们认为，底层车机OS，需具备开放性、安全性和低延时性三大重要特征。1）开放性：车机OS为信息娱乐服务、车内人机交互、多源信息融合提供平台，因此其底层系统应具备开源开放的特性，为用户提供集“工作-娱乐-生活”的丰富应用，带来“千人千面”的个性化体验；2）安全性：车机OS为座舱软硬件提供运行环境，需降低其自身漏洞水平，提高其信息安全防护性；而对于仪表等承载安全数据的组件，车机OS需提供稳定的、高度安全的管理保障，响应智能汽车行驶安全的要求；3）低延时性：随着座舱域中 ADAS 功能的延伸，搭配感知传感器每小时产生tb级别的数据，需要车机OS凭借极为迅捷的响应速度，在极短时间内完成对数据的分析、行车决策的制定等流程。因此，这又要求底层系统具有低延时性的管理和通讯能力，进而保证行车指令能够得到快速传达与响应。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 17 Table_Page 深度研究/计算机 图22: 车机生态的“纵向”深入 资料来源：汽车之家，民生证券研究院 根据 ICVTank 的资料，当前底层车机OS主要包括QNX、Linux、安卓和WinCE等， 2022年QNX、Linux和安卓三者占比将超过 90%，成为车机OS的主要玩家。结合以上的分析维度，我们认为，在开放性层面， Linux和安卓具备得天独厚的优势，QNX略显逊色。其中，Linux在基于“宏内核”与“开源”两大特点下，天然具备了极高的灵活性与开放性，但在移动端的“缺席”，致使其缺乏相关的“软件储备”，应用生态并不完善，多需主机厂二次开发或适配；而安卓在Google的开源战略下，系统开放性强，加之其在移动端的软件积累，致使其应用生态丰富，这也吸引自主品牌、造车新势力、第三方服务商依托其国内成熟的应用生态，多基于安卓定制车机OS，例如吉利 GKUI、蔚来NIO OS、百度车联网等；相比之下，QNX作为闭源系统，其底层代码的开放度相对较弱，软件开发的“重担”均落在黑莓公司与部分授权公司身上，致使开发者人数相对缺乏，生态建设也较为闭塞。根据黑莓官方统计，QNX车载程序数量在270个左右，虽然数量在不断增长，但是相较于安卓数十万的软件应用，其应用数量目前仍差距较大。 表2: 国内安卓车企车机应用对比 车机OS 比亚迪DILINK 吉利GKUI 蔚来NIO OS 小鹏XmartOS 理想One 导航 可自由下载 APP 高德地图 百度地图 高德地图 高德地图、腾讯地图 信息娱乐 可自由下载 APP 酷我音乐喜马拉雅 QQ 音乐、爱奇艺、喜马拉雅 基本覆盖 QQ音乐、爱奇艺、哔哩哔哩等 游戏 可自由下载 APP 无 无 提供部分游戏 无 应用商城 有 无 无 有 无 资料来源：42号车库，各公司官网，民生证券研究院 在中控仪表、行驶数据保驾护航的安全稳定指标上，QNX 具备一定的卡位性优势。车机 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 18 Table_Page 深度研究/计算机 OS 的安全性包含两点，即中控仪表稳定性、系统漏洞防护性：一方面，汽车中控仪表需稳定运行，即在长时间驾驶过程中，中控仪表不会卡顿闪退、崩溃死机，保证正常运转；另一方面，汽车朝智能化、网联化方向发展，导致汽车代码量激增达到“亿级”规模，操作系统漏洞数量也随之激增，车机OS需加大自身信息安全防护力度。在这些底层车机OS中，由于QNX采用微内核架构，天然地具备了高安全性和高稳定性的特点，同时其系统完全封闭，系统漏洞较少，被攻击的风险相对较低；而与QNX相比，Linux与安卓均采用了宏内核架构，用户服务和内核服务均运行在相同的地址空间内，并开放了最高系统权限，这将导致单一用户服务出错并致使整个系统崩溃的问题，系统稳定性较差，同时其底层开源，系统漏洞数量也相对较多，处于较高的暴露风险之中。根据CVE Details的统计， 2021年安卓和Linux系统漏洞数量分别达3795和2704个，而QNX则不足百个，并且还有国际功能安全IEC 61508为其背书，软件安全等级高达SIL3级别。 图23: 微内核和宏内核架构对比 图24: 功能安全等级分类 资料来源：Techdifference，CSDN，民生证券研究院 资料来源：功能安全技术基础，电子发烧友网，民生证券研究院 ADAS功能的延伸要求车机OS具备低延时性，QNX和实时性操作系统（RTOS）优势相对明显。随着ADAS功能向车机延伸，底层车机OS在除实现上述娱乐性功能外，还要用于车辆底盘与动力控制，乃至为上层算法等分配硬件资源，以完成油门、转向、换挡、刹车等基本行驶功能，并保障其ADAS能力的输出，这也对底层车机OS低延时性提出更高要求。其中，QNX的微内核架构使其在整合运算资源的基础上保障运算效率，延时量在微秒级别，具有功能安全ASIL-D 级别认证；反观 Linux 和安卓系统，其对于程序任务的执行响应时间要求较低，具有非实时的缺陷，但Linux得益于其自身较高的灵活性，在优化自身内核和中断服务后，实时性、稳定性得到相对的提升，延时可达微秒量级，使其获主机厂认可，如特斯拉Autopilot、造车新势力小鹏P7 Xpilot3.0均选择基于Linux构建ADAS模块。此外，实时性操作系统如FreeRTOS、ThreadX、VxWorks 等延时量均在微秒级别，具备高实时性以及稳定性，能够完美支持 ADAS功能的展现，或会受到更多青睐。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 19 Table_Page 深度研究/计算机 表3: QNX、Linux以及实时性操作系统对比 QNX Linux 其他RTOS 开放性 封闭 开源 商用或开源 是否可剪裁 否 是 - 延时量 微秒级 毫秒级（打开CONFIG_PREEMPT_RT后为微秒量级） 微秒级 安全级别 ASIL-D 无，有可能达到ASIL-B - ADAS模块 小鹏G3 Xpilot2.5，蔚来ES8/ES6 NIO Pilot，威马EX6 Living Pilot，理想 ONE 特斯拉Autopilot，Waymo，小鹏P7 Xpilot3.0 - 资料来源：安霸半导体，亿欧，民生证券研究院 当下构建“横纵生态”难以实现，操作系统亟待新生。经过此前分析，当前的底层车机OS 并不能满足“横纵联盟”生态的要求，而其作为生态构建的核心要素，亟需从内核到实用程序层进行全新构建。总结而言，从横向生态角度，车机底层OS应面向全场景，打通/合并物联网OS，赋予汽车连接AIoT终端的能力；从纵向生态角度，其需保证安全性、低延时性，同时底层开源具备打造丰富座舱应用的潜能。 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 20 Table_Page 深度研究/计算机