重塑驾乘体验，数字座舱与SDV驱动汽车未来

随着汽车工业进入智能化与数字化时代，智能汽车已经不再仅仅只是简单的代步工具，而是成为集驾驶辅助、娱乐体验和个性化服务于一体的智能终端。车舱里的大屏幕不仅能够展示导航信息，还能动态调整显示方式以适应环境光线，车内的智能语音助手可以回应你的每一个需求，无论是调节座椅温度还是寻找附近最好的咖啡馆。

在这样的智能驾驶体验背后，数字座舱和软件定义汽车（Software-Defined Vehicle, SDV）正悄然重塑着整个汽车行业。它们不仅让汽车更懂你的需求，还为未来的汽车发展提供了无限可能。

究竟数字座舱有何奥秘，SDV又如何重新定义汽车工业？前威玛汽车智能化工程总监Simon Zhong和我们从定义、技术、以及技术挑战与机遇等方面展开了探讨。

数字座舱兴起与演变

在传统的汽车中，驾驶员主要通过物理仪表盘获取车速、燃油量等信息，而娱乐系统则只是简单的收音机或CD播放器，这些系统之间缺乏联动性，功能相对单一。随着信息技术和车载电子系统的进步，数字座舱逐渐成为整车智能化的重要组成部分，集成了多功能显示屏、车载信息娱乐系统、语音和人脸识别、智能虚拟助手等，打破了传统仪表与娱乐系统之间的界限，在用户体验和功能上取得了诸多突破。

Simon表示，总体来看，智能座舱的发展经历了电子化、智能助理、人机共驾等几个关键阶段。如今，智能座舱的概念已经趋于泛化，它不仅只是一个车机概念，而是作为整车的人机交互入口，把乘客在汽车上包括视听、触觉、嗅觉等在内的五感体验都囊括其中，甚至赋能车辆产生具象化的形象。

随着高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶（AD）技术的不断发展，数字座舱也不只是信息显示和控制中心，而是逐渐演进为一个动态的、以用户体验为核心的智能平台。比如，智驾系统的感知、路径规划等信息更好的呈现，以便驾驶员能够清晰的了解智驾系统的能力边界，及时做出反应。未来，当车辆进入自动驾驶模式时，数字座舱还扮演了娱乐与生产力中心的角色，驾驶员逐渐转变为乘客，座舱可以提供视频会议、在线娱乐和个性化服务等多种功能，演变成移动生活空间。

走进“软件定义汽车”

随着人工智能、通讯和算力等技术的演进，与数字座舱同步发展的还有“软件定义汽车(SDV)”概念。

软件定义汽车指以软件为核心，通过软件定义和实现车辆功能的一种全新汽车架构模式。过去，在传统汽车制造架构中，功能通常是由分立的硬件配置来决定的。但在SDV架构下，车辆的功能实现不再是分散在多个独立的ECU中，而是由中央计算平台进行统一处理，进而实现对车辆功能的集中控制和高效的在线升级，使得车辆具备了更强的扩展性和可更新性，能够根据用户需求进行软件的快速更新迭代。

SDV架构的核心理念是：软硬解耦、功能集成、持续迭代。

首先，车辆的功能不再依赖特定的硬件实现，而是通过标准化的接口和协议，可以让软件可以在不同硬件中更加灵活的迁移、适配。硬件模块化设计，使得硬件仅作为软件的载体，便于功能扩展和升级。

其次，借助OTA（Over-the-Air）技术，车辆功能和性能可以通过无线更新不断优化，用户无需更换整车即可享受最新的软件功能，例如自动驾驶性能升级或座舱娱乐系统扩展。

此外，SDV架构提供开放的API和开发平台，吸引第三方开发者参与，共同构建丰富的软件生态。用户可根据需要安装或解锁特定功能，形成类似智能手机的“应用商店”模式。

SDV的关键技术和硬件构成

Simon表示，实际上，无论是数字座舱还是SDV，都是一种产品定义思路，而电子电气架构是它们的底层支撑。如今，要实现SDV也需要多种硬件和关键技术的支持，主要包括：

中央计算架构：中央计算架构是SDV的核心，通过将分散的电子控制单元（ECU）整合为高性能的中央计算单元，算力和数据的集中，大幅提升了软件迭代效率，并可不断衍生新的功能体验。

高性能芯片：功能的集成需要更高算力芯片的支持，智能驾驶及智能座舱领域也需要更强的NPU和GPU算力。

智能操作系统和中间件：为车辆的软件管理提供统一平台，确保系统的实时性、安全性和灵活性。

OTA（无线软件更新）技术：实现功能的持续迭代和安全补丁的快速部署，使车辆能够像智能手机一样不断优化。

5G通信和云计算：增强了车内外数据交互的实时性和带宽，更好的支持大模型的端云混合部署或自动驾驶的远程接管。

供电要素：SDV需要强大的算力支持中央计算架构、AI芯片和多传感器融合，这对电能供应提出了更高要求。数字座舱、自动驾驶等功能的运行也依赖于稳定、高效的电力系统。

SDV推动数字座舱的创新

SDV概念的发展和普及也在不断推动数字座舱的创新。

SDV的OTA技术为数字座舱的功能迭代和个性化服务提供了技术保障。车辆可以通过OTA快速部署新功能，用户不需要更换硬件即可享受最新的技术进步，使得数字座舱成为一个持续演进的平台。通过用户数据的动态分析，座舱可以实时调整设置，为每位驾驶员提供定制化的界面和服务，例如根据驾驶习惯优化座椅调节或娱乐推荐。

SDV还促进了数字座舱生态系统的扩展。开放的操作系统和标准化的软件平台使第三方开发者可以参与座舱功能的创新，带来更加丰富的应用场景。例如，用户可以选择从应用商店下载额外的功能模块或订阅服务，从而让数字座舱变得更加灵活和多样化。这种平台化的设计使得数字座舱不仅是车辆的控制中心，也成为用户生活的数字延伸。

此外，SDV推动了数字座舱与智能驾驶的深度融合。在自动驾驶模式下，数字座舱能够重新定义驾驶员的角色，将其从操控者转变为乘客。这要求数字座舱提供更丰富的娱乐、生产力和舒适性功能，例如高清视频会议、云端办公、沉浸式娱乐体验等。

数字座舱和SDV的行业应用

随着汽车智能化技术的发展，数字座舱和SDV的行业应用已逐渐从概念阶段走向实际落地。Simon表示，无论是造车新势力还是老牌车企，近年来都开始以它们为理念进行新车型的开发和制造。

例如，汽车的数字座舱采用了极简化设计，完全取代传统物理按键，以中控大屏为交互核心，整合驾驶数据、娱乐功能和车辆状态显示。通过其高度集成的中央计算架构和强大的OTA能力，实现了车辆功能的持续更新和优化，例如新增的能量回收模加速模式，以及自动驾驶能力增强和娱乐应用更新等。甚至，在2021年底将AMD 嵌入式 APU+RDNA2 独立显卡的X86芯片组合应用到汽车上，在架构不变的情况下进行硬件迭代，使其可以支持3A游戏。

技术机遇与挑战

随着消费者对汽车的期待逐渐从“代步工具”转向“智能移动空间”，数字座舱和SDV在这样的背景下不断发展。数字座舱和SDV所提供多模态交互、个性化和常用常新的体验，使汽车能够随着时间推移不断优化和提升，这种灵活性为汽车企业提供了增强客户忠诚度的重要工具。

SDV的特性也促进汽车厂商和技术供应商开创了基于软件和服务的商业模式。例如，通过OTA功能，车企可以提供订阅式服务，解锁高级驾驶辅助功能、导航升级或娱乐应用。这种模式将汽车销售从一次性硬件销售转型为长期收入流，创造了类似智能手机应用商店的生态系统。

虽然开拓了全新的市场，目前数字座舱和SDV在整个汽车行业中的大规模普及应用仍面临着一些挑战。

发展挑战

算力瓶颈与成本问题：Simon谈到，高阶智驾以及座舱的多屏交互、本地大模型集成等需求，对算力的需求成倍增长，近年来车企热衷于抢最强芯片的首发，从高通SA8155P到SA8295P，英伟达ORIN系列。但当前车企仍不满足现有芯片，蔚小理甚至都在自研芯片，车企的开发投入指数级增长，量产后的软件迭代也需要团队不断投入，对中小型车企尤其不利。另外，更高的单价成本也限制了高阶智驾和旗舰座舱向 15万以下级别的车型普及。

系统集成与兼容性：功能集中带来的好处显而易见，但这也大大提升了系统的复杂程度，比如硬件的集成，在一定大小的零部件内集成的器件越多，硬件设计难度就越高，不同子系统的功能安全需求不同，高阶智驾的大算力芯片往往也需要水冷。软件层面亦是如此，不同功能的软件集成在一起，车辆控制的需要安全、稳定，娱乐、生态的需要更好的兼容性，不同的需求，促使虚拟机Hypervisor+多操作系统来及进行支撑。

重塑汽车供应链：SDV对汽车行业的供应链将产生较大影响，不再是软硬件强绑定的模式。新的趋势下，硬件的供应会逐步向头部有成本及质量管控优势的企业聚集，如立讯精密。而软件方面，则给了一些软件和算法能力强的公司上车的机会，如商汤绝影、Momenta、轻舟智航等。整车厂与软件供应商、芯片厂商之间的合作关系将更加紧密。当然，软硬一体的方式依然会长期存在。

最后，Simon指出，数字座舱和SDV正在推动汽车设计和制造从硬件导向向软件驱动转型，从单一功能向多样化服务拓展。随着芯片、人工智能等关键技术的发展，多模态大模型将可能支持对每个个体用户的智能感知，进而赋能智能汽车更加了解用户，提供更加个性化和差异化的服务。

参考资料

[1]  http://www.ciaiechina.com/news2.asp?id=747

[2] https://www2.deloitte.com/cn/zh/pages/consumer-business/articles/software-defined-cars-industrial-revolution-on-the-arrow.html

[3]  https://news.qq.com/rain/a/20230717A00VJ900