软件技术是汽车电子功能实现的核心技术，随着汽车电子系统以及软件技术应用的发展，汽车电子系统功能日趋丰富和结构日趋复杂，汽车电子软件的设计工作量和软件结构复杂性也越来越大。汽车电子软件产业发展至今已有近五十年的历程，目前主要经历了三个发展阶段：

中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国汽车电子软件市场动态监测及竞争战略研究报告》

（1）第一阶段：汽车电子软件技术在电气时代（1970-1990 年）中的有限应用：汽车产品从诞生发展至今已有百年历史，而上世纪七十年代电子技术才开始应用于汽车工业。发动机燃油喷射控制系统率先采用电子控制系统，来提高燃油效率。随后半导体开关、微处理器、传感器等新兴电子元器件的不断应用驱动汽车电子软件的创新发展。这期间随着电子汽油喷射技术的发展和防抱死技术的成熟，逐步实现汽车的主要机械功能由电子软件控制。在此阶段，由于机械与电子元器件的联接与理想状态仍有一定差距，汽车电子软件技术的应用非常有限。

（2）第二阶段：嵌入式操作系统在电子软件时代（1990-2010 年）中的应用：随着车载和电控系统功能的日益丰富以及汽车电子产品外部交互/接口标准的种类增加，基于微控制芯片的嵌入式电子产品逐渐需要采用类似个人电脑的软件架构以实现分层化、平台化和模块化。90 年代以后，汽车电子产品逐步开始采用嵌入式操作系统，陆续出现了运算程度更高的发动机控制、自动变速、动力转向、电子稳定程序、主动悬架、座椅位置、空调、刮水器、安全带、安全气囊、防碰撞、防盗、巡航行驶、全球卫星定位等汽车电子控制系统，以及车载音频、视频数字多媒体娱乐系统、无线网络和智能交通等车载电子电器系统。在此阶段，模块化的电子控制单元（ECU）中嵌入相应的操作系统，搭载嵌入式操作系统的汽车电子元器件逐渐替代机械元器件发挥控制作用，汽车电子系统愈发精密复杂，汽车在此阶段已然成为机电高度一体化的产物。

（3）第三阶段：软件在智能化时代（2010 年以后）成为定义汽车的工具：2010 年后，汽车电子与软件行业推陈出新，胎压监测系统、48V 系统、碰撞避免系统、线控转向技术、自适应巡航系统、无线连接技术等新兴技术产品不断涌现。随着汽车电子与软件技术的发展，汽车智能化技术正在逐步得到应用。

随着智能网联趋势的到来，汽车电子软件不断地改善汽车使用的体验，如人机交互体验、自动驾驶体验等。同时，汽车电子软件的开发工作范围越发广泛，不仅包含各硬件模块基本功能的实现，还包含 HMI、用户体验（UX）、算法、操作系统、高精度地图、空中升级技术（OTA）等。2012 年，特斯拉在美国发布的高性能电动跑车 MODEL S 开启了汽车智能时代。MODEL S 是最早应用全液晶仪表以及 17 寸信息娱乐系统的量产车型，其触摸屏、数字化组合仪表盘和方向盘按键无缝集成了多媒体、导航、通信、驾驶室控制和车辆数据显示系统，通过车载中控触摸屏用户可控制车内大部分功能，并具备车载软件系统的空中升级（OTA）功能。2014 年 10 月，特斯拉发布 AUTO PILOT 自动驾驶辅助系统，实现了车道保持、限速提醒、自动刹车等高级驾驶辅助功能，并可陆续通过空中升级技术（OTA）实现自动驾驶功能的迭代和更新。2015 年国务院发布《中国制造 2025》，更将发展智能网联汽车提升至国家战略高度。2017 年 9 月我国第一部 V2X 应用层团体标准发布，对汽车智能互联化起到重大推进作用。除车联网外，未来在 ADAS、5G 通信、高精度地图等新兴技术的加持下，新一代汽车电子软件技术有望获得长足发展。

当下，“软件定义汽车”成为汽车行业的重要发展趋势。软件不仅可通过车载控制器实现信息交互、通信、控制等功能，更将驱动汽车设计和汽车应用的创新，使汽车成为具备自主学习能力、拓展丰富功能的智能移动终端。在“软件定义汽车”时代，汽车电子软件的发展主要有以下特点：

①技术创新为汽车电子软件发展创造了有利条件

A.芯片的运算能力呈指数级提升：随着芯片运算能力的指数级提升，各大芯片厂商都推出了与算力匹配的主控芯片，由此为汽车电子软件的发展提供了强而有力的硬件基础。目前，一辆智能汽车所搭载的代码量较传统汽车大幅增加，自动驾驶软件的平均运算量达到 10个 TOPS（Tera Operations Per Second，万亿次操作每秒）量级，可见高运算能力芯片的重要性。

B.云计算和 5G 的铺设速度加快：云平台的计算、存储能力和 5G 的传输速度为汽车电子软件的发展提供了技术保障。“大流量、低延时”是智能网联汽车在处理数据时提出的基本需求。如今，主流云计算厂商均针对汽车整车制造商推出了车联网解决方案；芯片厂商、通信运营商等各方则利用 5G 技术积极推行 C-V2X 相关技术在智能网联汽车中的应用。上述趋势均将有利于驱动汽车电子软件的快速发展。

②汽车电子电气架构升级为汽车电子软件发展营造了有利环境：

A.汽车电子电气架构的演进历程：目前，汽车业内普遍将整车电子电气架构的发展分为 6 个阶段：模块化阶段、功能集成阶段、中心域控制器阶段、跨域融合阶段、车载电脑和区域控制器阶段、“车-云”计算阶段。根据电气架构的不同，模块化阶段以及功能集成阶段属于分布式电子电气架构；中心域控制器阶段以及跨域融合阶段属于域集中电子电气架构；车载电脑和区域控制器阶段以及“车-云”计算阶段属于车辆集中电子电气架构。

B.域集中式电子电气架构有利于实现“软件定义汽车”：汽车电子软件技术为汽车赋予智能网联基因，而汽车电子软件技术在“软件定义汽车”时代中的大量应用离不开汽车电子电气架构的升级，域集中式电子电气架构将有利于“软件定义汽车”的实现。目前，汽车电子电气架构正从分布式向域集中式变革，域集中式的汽车电子电气架构采用域控制器实现对汽车各大功能域进行控制，从基础硬件架构的角度推动实现汽车智能网联化，助力行业加速实现“软件定义汽车”。

汽车电子电气架构的升级主要从算力利用率、整车功能协同两个方面助力汽车智能网联化，推动汽车加速进入“软件定义汽车”时代。首先，“软件定义汽车”促进汽车智能网联化程度的提高和汽车功能的丰富。分布式的汽车电子电气架构中，各类电子控制单元（ECU）的芯片仅在对应功能运行期间执行运算工作，其余时段芯片处理能力处于闲置状态，算力的利用效率较低。在汽车功能日趋丰富的趋势下，采用分布式的汽车电子电气架构将导致电子控制单元（ECU）数量的增加，造成更大的算力闲置。而域集中式的汽车电子电气架构将同一功能域下的电子控制单元（ECU）集成，芯片的数量较分布式汽车电子电气架构大幅减少，芯片算力的利用效率亦将大幅提高。其次，域集中式架构提高了汽车对各类信息的融合处理能力，整车功能协同得以强化。分布式汽车电子电气架构中，通常采用一个功能对应一套硬件，功能间交互困难。而在域集中式汽车电子电气架构中，处于同一域中的功能对应一个域控制器，同域功能间实现协同交互。

随着汽车电子电气架构的变革，智能网联汽车在硬件架构集中化、标准化的前提下可搭载的功能日渐丰富，软件可真正定义汽车功能。

③以软硬分离技术为代表的软件架构升级加速汽车电子软件发展：“软件定义汽车”的显著特点是硬件高度集中化、标准化，在此基础上软件可实现与硬件解耦，各种新兴软件技术得以在汽车中应用。

在传统汽车中软件高度依赖于硬件，通过嵌入硬件的方式与硬件高度耦合。随着汽车功能的增加，各功能对应的硬件大幅增加，配套的嵌入式软件亦随之增加。然而，由于汽车搭载的硬件种类繁多且其对应的嵌入式软件开发流程较为封闭，导致传统的汽车电子软件架构存在复用性差、模块化受限、交互难以实现等问题。在“软件定义汽车”时代，汽车的软件架构复杂化程度大幅提高，其代码量亦会几何级数增长，传统汽车电子软件架构所存在的问题如无法解决，汽车智能网联化将无法实现，汽车电子软件架构亟需升级。

目前市场所采用的主流软件架构升级主要通过软硬分离进行，即实现软件与硬件间的分层解耦，提高软件通用性。具体而言， 经典 AUTOSAR（Classic AUT OSAR）及自适应 AUTOSAR（Adaptive AUTOSAR）混合方式是实现软硬分离的主要途径。AUTOSAR 可提供标准的接口定义、软件模块化设计，从而令软件及其组件不受硬件影响。经典 AUTOSAR 主要面向基于电子控制单元（ECU）的传统汽车嵌入式软件，自适应 AUTOSAR 主要面向更为复杂的基于域控制器或中央计算平台的汽车电子软件。其中，自适应 AUTOSAR 相较于经典AUTOSAR 能够更好支持强大算力的多核 SoC、服务可灵活部署、支持空中升级（OTA）等优势，更符合“软件定义汽车”理念下对汽车电子软件的要求。

汽车电子软件架构的升级，有利于汽车电子软件与硬件间的解耦分层以及提升汽车电子软件各功能间的交互，从而真正实现“软件定义汽车”。汽车电子软件与硬件解耦分层后，软件实现模块化设计开发，通用性大幅增强。同时，软硬分离后软件还可通过空中下载技术（OTA）实现在线升级，汽车智能网联化属性将得到提升，符合汽车作为未来移动智能终端的技术要求。汽车电子软件架构升级后，汽车电子软件可实现各功能间的交互，汽车电子软件从依赖于硬件提供单一功能架构转变为面向服务架构（SOA），汽车可在不更换或增加硬件的条件下通过不同的软件配置为驾驶员提供多样的服务。

④软件价值在汽车整车内容结构中的占比大幅提高：汽车的发展经历了“机械定义汽车”、“电子电气定义汽车”两个阶段，目前处于向“软件定义汽车”变革的转折点。其中，“机械定义汽车”强调汽车的动力性能，“电子电气定义汽车”强调汽车在驾驶过程中的安全性、舒适性，“软件定义汽车”强调汽车的个性化用户体验，实现智能化与网联化。

随着汽车智能网联化程度的提高，软件在汽车整车内容结构中占比逐渐提高。根预计，全球汽车整车内容结构中软件驱动的占比将在 2030 年达到30%。“机械定义汽车”时代，汽车业形成的关键技术集中于发动机及机械传动系统领域；“电子电气定义汽车”时代，汽车业形成的关键技术是通过电子控制系统与车载电气系统实现对动力、底盘、车身等关键功能领域的控制；而在“软件定义汽车”时代，汽车业的技术攻关重点将在于如何实现汽车电子软件由单一功能架构转变为面向服务的基础架构，为汽车不断赋予附加价值和提升智能网联化水平。随着人工智能、5G 通信、车联网等新兴技术的介入，软件在汽车整车内容结构中的比重将逐步提高，汽车将逐步从传统的交通工具演变为高度智能网联化的移动终端。

3、汽车电子软件的发展趋势:作为我国软件产业的发展新力量，汽车电子软件有望在国家有关政策以及智能网联汽车快速发展的共同推动下，成为我国软件产业未来继续保持快速增长态势的新动力。

目前主流的汽车电子软件服务商有 Elektrobit、中科创达、东软集团及发行人等。相对于其他软件定制市场，汽车电子软件市场格局比较分散。根据天风证券研究所预测，2018 年汽车软件定制市场规模约为 65.40 亿元，2023 年全球汽车软件定制市场空间有望达到 275.42 亿元，年均复合增长率为 30%。据预测，2015-2025 年汽车软件代码量有望呈指数级增长，其年均复合增速约为21%。

（1）汽车电子电气架构变革使汽车电子软件保持高速稳定增长:汽车向智能化、网联化、电动化发展驱动汽车电子电气架构不断变革，逐渐从分布式架构向域集中式架构演进。在分布式阶段，车辆各功能由不同的电子控制单元（ECU）控制，一辆车分布着上百个电子控制单元（ECU）；到了域集中式阶段，高级驾驶辅助系统（ADAS）、电控系统、信息娱乐与仪表显示系统等功能可以通过域控制器实现局部的集中化处理。伴随汽车电子电气架构的演进，汽车逐步向移动的智能终端演化，软件价值不断提升。根据美国电气和电子工程师协会与 IHS 咨询的报告，20 世纪 80 年代初，一辆轿车的软件系统只有约 5 万行程序代码；而如今，高端豪华汽车的软件系统则有近 6,500 万行程序代码；近40 年的发展中，汽车软件代码量提升了 1,300 倍。随着代码量的增长以及软件功能的增加，汽车电子软件的复杂度也日益提升。

（2）智能驾驶推动汽车电子软件创新:智能驾驶最终目标是实现完全自动驾驶。2020 年 3 月 9 日，工信部发布了《汽车驾驶自动化分级》公告，将汽车驾驶自动化分为六个等级，分别为 0 级应急辅助驾驶到 5 级完全自动驾驶。从 0 到 5 级，自动驾驶能力逐级递增。智能驾驶的基本工作原理就是通过各类传感器，如摄像头、雷达、红外线设备等，不断搜集汽车周边信息，通过人工智能技术辅助驾驶员做出判断和决策；而完全自驾驶，则是在智能驾驶的基础上，实现汽车对驾驶作出自主判断与决策。智能驾驶的实现不仅对包括人工智能、感知传感、5G、车联网在内的新一代技术提出要求，对汽车电子软件的创新、升级、迭代提出更高的要求。

以 ADAS 为例，ADAS 主要应用于 L1/L2/L3 级驾驶自动化。目前，ADAS包含但不限于以下功能：自动泊车辅助（APA）、自适应巡航控制、自动紧急制动、盲点探测、注意力检测系统、前方碰撞预警系统、车道偏离预警、驾驶员疲劳探测、交通标志识别等。ADAS 乃至更高阶的完全自动驾驶在运行过程中需要更多的电子控制单元（ECU）和传感器。为了满足自动驾驶功能的实现，汽车架构中必须引入搭载高性能的车规级芯片的域控制器、车载以太网和域集中式电子电气架构，上述硬件设备及其功能对汽车电子软件的设计工作量、软件架构和算法提出了更高要求，汽车软件代码量呈指数级增长。由此可见，智能驾驶的出现将驱动汽车电子软件的持续创新。

（3）汽车网联化促进汽车电子软件高速发展汽车网联化是指借助新一代信息通信技术，实现车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台的全方位网络交互连接，提升汽车智能化水平和自动驾驶能力，构建汽车和交通服务新业态，是物联网技术在智能交通系统领域的延伸。车联网产业是汽车、电子、信息通信、道路交通运输等行业深度融合的新型产业，是全球创新热点和未来发展制高点。

汽车网联化主要包括人、车、路、通信、服务平台 5 类要素，是一个“端、管、云”三层结构体系。车联网的实现需要包括语音识别、图像识别、数据采集、操作系统、云计算、大数据、无线通信等关键技术支持。“端”层面由车辆和路侧设施的各种终端单元构成，参与主体包括汽车整车制造商、汽车零部件供应商、汽车电子软件服务商以及基础设施集成商；“管”层面包括 4G/5G 车载蜂窝、C-V2X 和 802.11p 直连无线等通信技术构成，参与主体有通讯设备提供商、网络运营商等；“云”层面主要是由云计算、大数据、多链接管理、多业务支持等技术共同构成的系统平台，主要为车联网提供高精度地图、数据、系统软件等应用生态，参与主体包括运算软件和数据供应商、公共服务和行业服务提供商等。车联网生态中除了车辆驾驶相关应用外还向诸多领域渗透，可以产生海量衍生应用。随着汽车网联化应用需求和规模的发展，汽车电子软件行业亦将高速增长。