智能座艙發展簡史

鄭開車

提到汽車的智能化，我們先從汽車的發展史說起。

19世紀末到20世紀初，是汽車發展的萌芽期，彼時汽車就像一臺裝上了發動機的馬車，其制造都是在手工坊定制而成，但在車輛的動力系統上，已經開始出現了不同的嘗試。機技術的成熟，使得電動汽車逐漸被市場淘汰，燃油車逐漸成為市場主流。福特創造的流水線工廠真正改變了汽車工業的歷史走向，汽車作為一種消費品，開始走進千家萬戶。此后，在美國、歐洲、日本，汽車工業蓬勃發展，以內燃機為驅動的燃油汽車開始一統天下。

直到21世紀，電動車的浪潮再次興起，繁榮百年的汽車工業迎來了技術變革帶來的嚴峻挑戰：電氣化。不過與之前不同的是，伴隨電動化浪潮的是座艙智能化的浪潮，并改變了汽車產業的競爭規則。

2012年，特斯拉Model S發布，標志著汽車行業進入了“智能大屏時代”。特斯拉的工程師們在設計座艙時把大屏放到了重要的位置，并把更多的交互從實體按鍵轉移到大屏上。自此，大屏開始成為汽車座艙科技感、豪華感的新符號。

智能化重新定義了汽車產業，就像喬布斯用iPhone重新定義了手機，馬斯克也用Model系列重新定義了汽車。喬布斯定義手機的方法靠的是軟件，iPhone只是載體，馬斯克重新定義汽車靠的也是軟件，而載體則是智能座艙。

近兩年，更多的新能源車企在智能座艙領域開始發力，許多新能源車企在座艙上都提出了更多空間和場景概念，讓消費者不僅可以開車出門，還能在車內睡覺、玩游戲、看電影。車輛智能化已成為行業內外評判一家車企實力的重要指標之一。

不過，汽車的智能化不是一蹴而就的，智能座艙的演化也經歷了漫長演變，主要有四大發展階段。

第一階段：電子座艙時代

早期階段，汽車被定義為一種作為代步工具的純機械產品，最早的產品是對馬車的改造和升級。20世紀初期，汽車的形態結構主要由引擎、傳動系統、懸掛系統，以及車輪、車身等幾個部分組成，并沒有明確的“座艙”概念。

1908年，福特T型車的問世吹響了汽車工業蓬勃發展的“第一聲號角”。福特汽車發現，通過流水線大規模裝配的生產效率遠高于傳統手工制作。自此，汽車成為大眾消費品，汽車產品本身也有了進一步發展的空間。

同時，汽車內外飾在這一階段迎來發展黃金期，為了保證乘車人員的溫暖和舒適，汽車開始采用全封閉車廂，內外飾的雛形開始顯現。可以說，福特開啟了汽車工業化生產的起點。

之后，博世開啟了汽車電子化和座艙舒適化時代—1897年，博世生產出了汽車磁力發電機的點火裝置，使得汽車產品開始與電子系統有了交集，汽車舒適性開始成為賣點；20世紀10-40年代，博世先后啟動電機、車載喇叭、柴油噴射系統、車載收音機等量產產品，座艙內的電子控制系統有了雛形。

經過20多年發展，在20世紀60-90年代，汽車座艙開始與現代汽車有了更多相似之處。早期座艙信息只服務于駕駛者，顯示包括機械式儀表盤及車載收音機、對講機等設備的基本駕駛信息。并且，汽車的中控臺只有實體按鍵控制的收音機和空調調節器，只能滿足駕駛的基本需求，功能簡陋單一，也缺乏交互性。

在上世紀末，汽車機械性能被工程師們挖掘到一個頂峰，電子設備開始蓬勃發展。在那個年代的豪華車代表—梅賽德斯奔馳W140的中控屏上，一塊細長的黑白點陣屏幕、幾十個密密麻麻的按鍵代表著那個年代的科技感。在這一發展浪潮下，在基礎安全性之外，汽車慢慢形成了3個高端標簽：性能、奢華、科技范兒。

20世紀50-70年代，美國生產了最多的汽車，也成為了最大的汽車消費市場，由此迎來了汽車產品的新一輪變革，“美系肌肉車”的風格正是那個年代的產物。但讓那時的美國人想不到的是，在豪華車市場，歐洲車企的地位仍舊難以撼動；而在遙遠的東方，還在蹣跚學步的日本汽車工業正在悄悄崛起，并對未來汽車工業的發展以及全球汽車市場競爭格局逐漸產生重大影響。

第二階段：電子屏幕“上車”

如果說奔馳、奧迪把科技感帶到了汽車領域，那么電子產品真正“上車”依賴的還是日系品牌。

20世紀80-90年代，隨著日本本土電子工業的繁榮以及日系汽車品牌開始走向全球，日本本土誕生了富士通這樣生產車用CD、DVD、揚聲器等車載電子產品的企業。雖然依舊比不上博世、德國大陸、麥格納等企業的規模，但在日本本土汽車品牌的滋養下，許多供應鏈企業快速成長，甚至長成了電裝（世界第二大汽車零部件供應商）這樣的巨頭。

技術的發展并非一蹴而就，而是由量變到質變的循序漸進。彼時，汽車座艙的變化其實已經在發生，電氣式儀表盤終于誕生，從真空熒光顯示屏發展到采用液晶顯示屏及小尺寸薄膜晶體管顯示器。

1979年，阿斯頓·馬丁（Lagonda）搭載了一塊LED顯示屏來顯示儀表板信息，自此開啟了電子屏“上車”的先河。可以說，阿斯頓·馬丁代表著汽車品牌中最頂級的梯隊，車型上應用的新技術也代表著未來汽車發展的方向。

此后，第八代皇冠、代號為E65的第四代寶馬7系，以及后來的奔馳W220也紛紛采用電子顯示屏作為其科技賣點。電子屏開始成為“標配”，LED屏幕正式走向汽車內裝的舞臺。

不過，LED屏幕的應用雖然促使汽車的科技感有了一定的進步，但90年代的汽車，就好像長著四個輪子的功能機，臃腫且功能單一，實際的用戶體驗非常差。

由于當時技術水平所限，車內仍然需要插SIM卡實現通話功能，需要從九宮格按鍵中打字以設定導航。對于車內人機交互，當時的人們也曾提出一些問題：如何能最大程度方便駕駛者和乘客使用這些功能？如何兼顧內飾的易用與美觀？

答案就在于模塊化的排列組合。一方面，縱向的排列可以滿足內飾中對稱的美感，另一方面，從人機工程的角度來看，可以方便用戶理解與操作某一項功能。直到后來，技術的進步使得汽車座艙結構發生了巨大變化。

而大屏的出現是這一努力的結果，即實體按鍵被更高科技含量的觸摸按鍵所替代，越來越多的功能被集成至系統內部，再加上語音識別功能出現在座艙內，人機交互變得更簡單。這些變化，無疑對汽車產業鏈提出了新的要求，于是汽車進入車聯網時代的“前夜”。

車聯網，是汽車座艙邁向智能化的“前哨站”，即讓車聯上網。上網本身雖并不困難，但需要足夠的硬件支撐。

2009年，中國開始發放3G牌照，中國追上了全球汽車智能化發展的步伐。當時通用汽車、上汽集團和上海通用汽車合資成立了安吉星公司，并開始進入中國與電信合作，在年底為上汽通用銷售的各主力車型提供汽車安全信息服務。

安吉星進入中國是一個標志性事件，隨后Telematics（車載信息系統）汽車在線服務市場被引爆，各大車企紛紛推出了類似服務。比如，奔馳推出了奔馳互聯（Mercedes me）、豐田G-BOOK（車載智能通信系統）引入中國。

雖然系統名字不同，但功能大同小異，主要包含路徑規劃、事故救援、車輛定位、遠程診斷、遠程車門鎖止解鎖、空調預啟動等服務。

不過，2010年以前的車聯網功能并不算強大，對智能座艙的設計主要目的是“安防”，一方面，彼時3G通信帶寬有限，傳輸信息的能力并不強；另一方面，當時車企對屏幕交互的權限持保守態度，直到智能手機普及，消費端才更加注重車輛本身的信息交互功能，車聯網才成為車企關注的重點。

第三階段：開啟“智能交互”之門

隨著4G時代智能手機的崛起和技術普及，無論是在交互性還是功能性上，智能手機都遠超當時的車載系統。幾年之間，憑借著最新的聯網技術和豐富的導航，娛樂應用成功占據了汽車的智能網絡中樞位置。

車聯網帶來一個技術上的重要變化，汽車座艙內的中控域（ASIL-A）與儀表域（ASIL-B）開始有了交互。比如，在配有多功能方向盤的車型上，可以通過按鍵直接調整中控屏幕、播放音量、空調溫度等。這說明，原本來自不同廠家的功能控制模塊開始有了通信、融合的趨勢，汽車座艙進入真正的車聯網時代。

此時，汽車廠商才開始逐漸重視車聯網系統。從用戶視角來看，相比智能手機，車載大屏的確更適合于駕車的交互體驗（如語音交互、方向盤交互）、綜合傳感器優化以及駕駛體感（如自動泊車、智能后視鏡）。并且4G通信帶寬的擴容使得車載系統能夠獲得不輸智能手機的聯網體驗，這使得大屏在4G時代重獲機會，也進一步明確了智能座艙的理念和目標。

隨后，特斯拉Model S發布，它取消了絕大部分機械按鍵，取而代之的是一塊17英寸的大屏幕，各家新造車勢力也隨后跟進，在智能座艙方向開始了“斗爭”。

其實，2017年對中國車市來說是極為關鍵的一年：其一，越來越多的用戶接受大屏交互，整個市場從增量轉向存量市場；其二，通信技術開始成為一項重要技術，給了中國產業鏈企業崛起的機會。

得益于智能手機產業鏈的成熟發展，車載硬件方面逐漸形成了規范邏輯，而在軟件端，互聯網公司的紛紛下場打破了車聯網的生態壁壘。比如，蘋果發布的CarPlay成了用戶量最大的第三方車機屏幕軟件，但CarPlay并沒有能夠復制iOS在移動端的成功。因為相比智能手機，汽車產品的消費決策周期更長，車機系統層面的優勢雖然能夠影響購買決策，但車機屏幕軟件不是消費者做決策的唯一依據，車輛本身的性能、油耗等產品力更加重要。

同時，互聯網巨頭們也看到了新的機遇，紛紛發布對應的解決方案。當時，騰訊發布智能座艙解決方案TAI，提供車載版微信、車機導航、位置分享；華為在座艙軟件應用上布局了HarmonyOS（鴻蒙系統）智能座艙系統，涵蓋娛樂、游戲、親子等多種車載場景；“大廠”之外，梧桐車聯、智行暢聯等第三方也開始為汽車主機廠提供智能網聯的解決方案，來彌補汽車品牌在軟件技術上的短板。

不過，互聯網企業與汽車產業的第一次聯姻并不順利，焦點在于智能化的主導權以及跨行業間的信任。上汽集團董事長陳虹曾對此直言不諱：“與華為這樣的第三方廠商合作自動駕駛，是不能接受的。因為它會成為上汽的靈魂，上汽成了軀體，而上汽要把靈魂掌握在自己手中……”

事實證明，即便主機廠不愿意被互聯網大廠搶走智能化的風頭，但歷史浪潮滾滾洪流之下，智能化這塊短板還是必須要補的。畢竟眼看著特斯拉、“蔚小理”一路崛起，車企再倔強也終究逃不過智能化的“真香定律”。

整體而言，直到4G時代車聯網才真正“可堪大用”，一些AI語音控制技術開始初步實用化，有了智能交互的雛形，但受限于智能化技術水平，彼時的汽車座艙仍然算不上真正的智能化座艙。一方面，因為自動駕駛仍然沒有真正進入商業化落地階段，智能座艙的概念需要逐漸探索完善；另一方面，4G技術的傳輸速度、帶寬容量以及車載芯片的算力都無法支撐起座艙智能化的需求。可以說，5G時代的“概念中的智能座艙”才真正進入落地階段。

第四階段：走向人機共駕

目前，智能駕駛主要聚焦在“單車智能”及“車路協同”上。傳感器都裝在車上，在本地進行判斷，智能汽車在自動駕駛汽車的過程中，實現實時聯網，將車側和路側海量信息交互，節點規模突破百億量級甚至千億量級，并推動“人-車-路-云”實現高度協同，使得高水平高精度的自動智能駕駛成為可能。

實現這樣的愿景，需要基于5G的發展和應用。相較4G網絡，5G具有更快的速度、更低的延時、更穩定的網絡質量，可以解決很多車聯網應用場景的技術痛點。

所以可以通過5G提升車輛對環境的感知、決策和執行能力，給車聯網、自動駕駛應用，尤其是涉及車輛安全控制類的應用創造所需的基礎條件。同時，人和智能系統通過多層次合作，在“人機共駕”的雙重保障下，可為車主的安全提供更多保障。

這場智能變革帶來的最大價值，其實就是對人力的解放。自動駕駛的成熟度越高，對人力勞動的解放程度就越高，智能座艙帶來的用戶體驗就越好。

想想看，如果L5的自動駕駛普及了，那么汽車就變成了一個私密空間，而唯一能給用戶提供服務的就是整個智能化座艙。是不是座艙越智能，越能夠“有求必應”，體驗越好？

各大汽車廠商“軟硬兼施”

各家汽車廠商如此激烈競爭，智能座艙的進化究竟有什么用處？智能座艙與傳統座艙最大的不同，在于人與車輛之間交互動態的改變。這樣的改變其實也改變了人與汽車的關系，汽車不再只是一個工具，而是變成了一個移動智能空間。

智能交互的核心是大屏、車機系統，它們承接著AI語音與其他軟硬件設備的協同和交互。無論是特斯拉、蔚來、小鵬、理想，還是后來的華為，“HUD（汽車抬頭顯示器）+大屏+流暢的車機系統”都成為了智能座艙的標配。

在智能交互上，國產新勢力品牌和特斯拉等勢均力敵。比如，除了已成為智能座艙標配的HUD，蔚來PanoCinema（蔚來全景數字座艙）將嘗試引入AR眼鏡，作為新的交互入口；小鵬P5還能夠和大疆無人機Mavic 2 Pro機型的車機互聯，通過語音或大屏控制無人機智能飛行；華為鴻蒙智能座艙的智能交互賣點，在于分布式硬件、軟件的交互協同等；百度、小米雖然還沒有真正意義上的量產智能座艙產品，但實力不容小覷。

作為一個移動的智能空間，意味著智能座艙能夠實現更多功能，一方面要依賴硬件，比如芯片、控制模塊等，另一方面還要依賴軟件能力充分發掘硬件潛能，能夠對座艙資源有效調動。

在這方面，各大汽車廠商紛紛“軟硬兼施”，為智能時代開啟第三生活空間積蓄力量。總的來說，就是在軟件層面主機廠將牢握軟件接口，在平臺化、解決方案、深度定制的模式自研軟件上都深入突破。

可以看出，在軟件服務上，各大車企廠商都主推自研軟件，主要有三方面原因：

第一，未來汽車子系統高度集成，軟件升級、更改可能影響激光雷達等功能的運行，影響車輛剎車和轉向。這可能意味著車輛設計之處就需要考慮子系統集成、軟硬件協調的問題，廠商必須把握對生態企業的影響力。

第二，第三方軟件OTA（空中下載技術）可能會有數據泄密風險。從整體來看，一些實力較強的車企，都采用自研OS（操作系統）的路線，一方面是為了軟硬一體化能夠帶來更完整的體驗，且進一步在軟件層面做到品牌調性一致，另一方面是為了有效把控數據安全。

不過，自研并不是唯一出路，一些有開放能力的大廠也在開放自己的軟件能力和應用生態。以華為為例，AITO問界M5汽車由HarmonyOS智能座艙系統加持，車機大屏上可同步使用手機App，軟件服務在手機和車機間銜接。

第三，軟件更新收入有望成為主機廠盈利的重要組成部分。SOA架構（面向服務的架構）是一種軟件架構的設計技術，在IT領域已有數十年應用經驗。其在汽車端的應用，無疑是“軟件定義汽車”的技術基礎，也是眾多車企打造智能座艙軟件平臺的方向。

參考智能手機的演化，軟件定義汽車并不只是在產品層面重新定義汽車，更重要的是，它可能改變傳統的營收模式。汽車產品單價高、消費決策時間長、制造成本高，這注定了單一依賴軟件收費的模式無法適用于汽車行業。但在此之外，車機系統應用生態的豐富以及其承載的應用服務可能會創造出一個新的消費市場。

在硬件方面，目前主機廠車企多由旗下Tier0.5（新型智能汽車部件供應商，部分隸屬于主機廠）或消費電子企業提供解決方案，而價值鏈的頂端還是在于芯片，在這一領域，國產芯片也有更多發展的機會。

座艙域帶來“芯”機遇

隨著汽車智能化提升，算力的需求上漲，也在推動主控芯片高速增長。

在傳統座艙中，人與汽車的交流靠的是被動感知，通過人機工程來交流，比如通過控制車輛加速、減速，以及各式各樣的按鍵來實現各種功能，人與汽車的交流更多依賴機械觸感。而智能座艙，能夠通過整合到車輛中的傳感器，把這些功能更多地交給算法去處理，減少了人在駕駛過程中處理信息的頻次和密度。因此，在體驗上，駕駛搭載智能座艙的車輛可能會更舒適、更安全。

而這一切離不開芯片的計算，智能座艙的發展為芯片產業的成長帶來了新的市場。在汽車芯片的發展浪潮和全球汽車缺芯的背景下，汽車芯片也站在了行業的“風口浪尖”，獲得了前所未有的關注。

車規級芯片中，系統級的SoC芯片（系統級芯片）性能最為強大。相比傳統車載芯片，SoC芯片上除了CPU之外，還集成了GPU、RAM、ADC/DAC、Modem（調制解調器）、高速DSP（數字信號處理器）等，解決了傳統芯片無法兼容不同傳感器和操作系統的問題，這也給國產芯片帶來了一波發展機遇。

車機軟件系統的不斷迭代下，車載大屏承載的功能和內容服務越來越多，所以在多種應用任務進行的同時，也需要兼顧大屏交互的流暢性，而這就需要軟件硬件更加一體化，芯片的算力能夠不斷適應軟件應用的進一步拓展。在國內汽車芯片領域，國產替代的需求在不斷增長，地平線、芯馳科技等一批國產芯片玩家也紛紛瞄準這一領域。

在MCU（微控制單元）芯片領域，一些國產品牌在功能指標上已經有了與國際競品同臺競技的實力，比如在2021年缺芯最嚴重的時期，不少國產芯片可實現替代。此外，自動駕駛類的MCU芯片仍舊長期短缺，但隨著自動駕駛技術逐漸成熟，并進入標準化和規模化生產階段，自動駕駛芯片與座艙域控制器主控芯片有可能會進一步融合，這意味著向上突破會成為國產汽車芯片產業的必經之路。

歷史總是押著相似的韻腳，就像90年代發達的日本電子工業推動本田和豐田走向世界，中國供應鏈企業也正在推動中國品牌走向世界。汽車智能座艙的發展，對于中國汽車工業來說不啻為一場競賽，在這場競賽中，中國汽車供應鏈企業開始走出國門。至于他們之中會不會跑出下一個巨頭，我們拭目以待。