隨著聯網汽車生態系統的發展，它將影響多個價值鏈，包括汽車、電信、軟體和半導體。在本文中，我們探討了改變該行業的一些最重要的變化，特別是5G和邊緣計算的增長可能帶來的機會。我們還研究了半導體公司如果願意以新的眼光看待他們的產品、組織和運營能力及其進入市場（go-to-market，GTM）的方法，他們在未來幾年可能會獲得的價值。
汽車軟體和電子裝置的新時代
四個眾所周知的技術趨勢已經成為汽車工業創新的關鍵驅動因素：自動駕駛（autonomous driving，）、互聯互通（connectivity）、電氣化（electrification）和共享移動（shared mobility，比如汽車共享服務）。總的來說，這些被統稱為“ACES”趨勢，它們將對計算和行動網路需求產生重大影響。
其中，自動駕駛的影響可能最大，因為它需要更高的車載計算能力來實時分析大量感測器資料。其他自動技術、空中下載（over-the-air，OTA）更新和第三方服務整合也需要汽車內外的高效能和智慧連線。同樣地，越來越嚴格的車輛安全需求要求更快、更可靠的行動網路和極低的延遲。
藉助ACES，行業參與者現在有三種主要的工作負載位置選擇：車載、雲和邊緣。
為了確保用例滿足技術可行性的閾值，公司必須決定在可用計算資源中的何處以及如何平衡工作負載。這可以讓用例滿足日益嚴格的安全要求，並交付更好的使用者體驗。為了平衡跨車載、邊緣和雲計算的工作負載，可能需要考慮多個因素，其中有四個因素可能尤為重要：安全、延遲、計算複雜度和資料傳輸的需求——這取決於資料的型別、數量和異構性。
如今，聯網汽車的使用案例通常依賴於車載計算或雲計算來處理工作負載。例如，導航系統可以容忍相對較高的延遲，並可能在雲中更好地執行；OTA更新通常透過雲資料中心交付，並在干擾最小的情況下透過Wi-Fi下載；而資訊娛樂內容源自雲端，並機載緩衝，以提供更好的使用者體驗。相比之下，自動緊急制動系統（AEBS）等事故預防工作負載需要非常低的延遲和高水平的計算能力，這可能意味著它們最好透過車載計算處理。
在計算和連線方面的進步有望實現許多新的、高階的用例。這些發展可能會改變工作負載的位置。特別重要的是，5G行動網路的推出可能允許更多的邊緣處理。鑑於這些相關技術的重要性，我們詳細探討了它們的特點，重點聚焦汽車應用。
5G和邊緣計算的好處
5G技術有望提供高頻寬、低延遲、可靠性和分散式功能，更好地滿足聯網汽車用例的需求。它對汽車應用的好處主要有三個方面：
•增強型移動寬頻（EMBB）：5G可能提供更快、更統一的使用者體驗，速度可達每秒10千兆，比4G技術快5到10倍。這可能增強高頻寬用例，如車內資訊娛樂、車輛遠端操作和實時人機介面渲染。
•大規模物聯網（IoT）：透過每平方公里支援多達100萬個連線，5G網路可以有效地支援來自道路上的汽車、連線的基礎設施端點和終端使用者裝置的大量併發連線。這可能會消除汽車和其他裝置由於大量連線而無意中與行動網路斷開連線的可能性。
•超低延遲通訊（URLLC）：5G延遲理論上可以降低到1毫秒，是4G的5到15倍。這意味著5G可以將高速和高可靠性結合起來，無需在兩者之間進行權衡。這對於自動駕駛車輛的目標跟蹤、智慧電閘道器鍵基礎設施的保護和控制，以及航空和機器人等應用的遠端控制和過程自動化都很重要。
這些好處可能有助於在汽車行業中更多地使用邊緣應用程式。非安全關鍵型工作負載，例如資訊娛樂和智慧交通管理，可能會開始從車載或雲端轉移到邊緣。最終，5G連線可以減少延遲，使某些安全關鍵功能可以開始透過邊緣基礎設施得到增強，而不僅僅是依賴於機載系統。
目前大多數汽車應用程式都傾向於只依賴於單個工作負載位置。未來，他們可能會將邊緣計算與車載或雲處理相結合，以提供更高的效能。例如，智慧交通管理系統可以利用外部資料（例如，其他車輛的遙測資料、實時交通監控、地圖和相機影象）增強車輛的感測器資料，從而改善車載決策。資料可以儲存在多個位置，然後由交通管理軟體融合。與安全相關的最終決定將在車載位置做出。最終，可能需要跨車載、邊緣基礎設施和雲管理大量實時和非實時資料，以實現高階用例。因此，邊緣和雲之間的資料交換必須是無縫的。
不斷變化的行業動態和新機遇
不斷髮展的汽車價值鏈將為行業內外技術參與者提供許多新的機會。到2030年，聯網汽車使用案例創造的總價值可能超過5500億美元，而2020年這一數字約為640億美元。
不斷增加的互聯性為整個汽車價值鏈的參與者提供了改善運營和客戶服務的機會。以汽車的預測性維護為例，售後市場的維護和維修現在主要包括遵循固定間隔的維護計劃或反應性維護/維修。對特定時期內需要維修的車輛數量缺乏可見性，導致了服務排程、更換部件訂購和庫存等方面的效率低下。利用遠端汽車診斷技術進行預測性維修，可以為原始裝置製造商（OEM）和經銷商提供啟動和管理維修流程的機會，從而改善維修流程。
先進聯網汽車用例的推出速度在很大程度上取決於5G和邊緣計算的可用性。多種因素匯聚在一起加速了這一程序。由於消費者和行業用例的激增，對這些關鍵促成因素的需求也正在上升。在短期內，可以透過增強4G現有服務來產生價值，包括導航和路由、智慧停車、集中和自適應交通控制，以及對司機、乘客或包裹的監控。
我們預計，更大的5G和邊緣可用性可能會擴大可行用例的列表（包括技術上和財務上），以指數方式提升邊緣價值。展望2030年，我們估計約30%的價值可能由5G和邊緣實現（2020年為5%）。
傳統參與者進入鄰近領域，以及非傳統汽車價值鏈中的新行業參與者，如通訊系統供應商（CSPs）、超大規模企業和軟體開發人員，都可以加速價值創造。英特爾（Intel）、英偉達（Nvidia）和臺積電（Taiwan Semiconductor Manufacturing Company）等廠商都在增加汽車軟體功能，從而帶來更大的協同效應和垂直整合效益。除了加速價值創造之外，新參與者可能會爭奪更大份額的總價值。
預計汽車硬體價值鏈將根據OEM的型別而分化。傳統汽車製造商及其價值鏈預計將繼續基於現有能力完善硬體開發角色。汽車、零部件、裝置以及用於從汽車到雲的各種應用程式的晶片，可能繼續主要由專門生產這些應用程式的公司生產。非傳統或有發展潛力的汽車廠商可以與老牌汽車整車廠合作開發汽車平臺，並利用整車廠的服務或合同製造商的服務來完成傳統的價值鏈。
老牌企業可能會尋求透過擴大核心業務、提升技術棧或擴大價值鏈足跡來增加市場份額。例如，為汽車OEM創造先進的晶片組是半導體制造商的核心業務，但他們也可以透過提供車載和邊緣軟體系統，或為汽車OEM提供“以軟體為中心”的解決方案來獲取額外的價值。同樣地，為了獲取額外價值，超大規模企業可以建立終端使用者服務，例如為汽車OEM廠商提供的資訊娛樂應用程式或為合同製造商提供的軟體平臺。
新興生態系統原型
當參與者採取戰略行動去提升自己在市場中的地位時，我們便可期待兩種型別的參與者生態系統形成。一種是封閉的生態系統，其中成員資格受到限制，專有標準可能由單個參與者定義，也可能由一群OEM定義。另一種是任何公司都可以加入的開放生態系統，通常支援一套民主化的全球標準，並向共同的技術堆疊演進。在極端的例子中——存在公共介面和真正開放的標準——每個參與者可能都在自己的領域，專注於自己的核心能力。
混合生態系統也將存在。遵循這種模式的參與者會混合使用開放和封閉的元素。例如，這可能適用於具有特定專業知識或核心能力的整車廠和價值鏈供應商的系統。
動態發展的價值鏈
新興聯網汽車價值鏈中的公司為五個領域開發產品：道路和物理基礎設施、車輛、網路、邊緣和雲。對於每個領域，公司可以提供軟體服務、軟體平臺或硬體。
隨著汽車互連性的發展，我們預計硬體和軟體將會脫鉤。這意味著硬體和軟體可以獨立開發，每個都有自己的時間軸和生命週期。這一趨勢可能會鼓勵OEM和供應商共同定義技術標準，並可能加快創新週期和上市時間。大型跨國半導體公司已經證明，透過硬體和軟體開發的解耦和並行化，可以將開發時間減少40%。此外，支援這種分離的目標架構具有強大的中介軟體層，為半導體部門提供了另一個創造價值的機會。該中介軟體層可能由至少兩個相互連結的域作業系統組成，它們可以處理各自域的解耦。硬體和軟體的脫鉤是汽車創新的一個關鍵方面，它將產品的差異化能力嚴重傾斜於軟體。
新的機會。在軟體層，公司可以通過幾種不同的方式獲得價值。在開放的生態系統中，參與者將廣泛採用具有相對公共介面的互操作性標準。在這種情況下，公司可能會保持在其傳統領域內。例如，半導體廠商可能專注於跨領域和棧層為特定客戶生產晶片組，OEM專注於汽車系統，而CSP則專注於連線層，可能還會專注於邊緣基礎設施。類似地，超大規模企業可能會從雲/邊緣服務中獲取價值。
相比之下，在封閉的生態系統中，公司可能會定義專有的標準和介面，以確保與成員技術的高水平互操作性。例如，在一個封閉的生態系統中，OEM除了為車輛建立軟體服務和平臺外，可能還會開發分析、視覺化功能，以及專門為自己所用的邊緣或雲應用程式。汽車差異化的來源可能包括即插即用（plug-and-play）功能的資訊娛樂功能、感測器融合演算法等自動駕駛功能和安全功能。
雖然軟體是創新的關鍵推動者，但它引入的漏洞可能會給OEM帶來昂貴的代價，使網路安全成為優先考慮的事項。將5G和邊緣基礎設施結合起來，可能會為管理、預防和響應相關的安全事件提供更大的靈活性。
硬體廠商可以利用他們的專業知識來提供先進的軟體平臺和服務。例如，英偉達已經進入了高階駕駛輔助系統（ADAS）市場，並透過大量的軟體產品來補充其片上系統（system-on-a-chip）AI設計能力，這些軟體覆蓋了整個自動駕駛堆疊——從作業系統和中介軟體到感知和軌跡規劃。
一些公司也在轉向不同的堆疊層。以華為為例，傳統意義上，該公司是一家網路裝置供應商和消費級電氣和電子（E&E）裝置生產商，以及邊緣和雲基礎設施製造商。但目前，該公司的目標是各種車輛堆疊層，包括基礎車輛作業系統、E&E硬體、汽車專用E&E、軟體和電動汽車平臺。未來，華為還可能會針對邊緣和雲領域開發車輛、監控感測器、人機介面、應用層以及軟體服務和平臺。
汽車價值鏈上的新機遇和新戰略
更高的汽車互連性將為半導體公司和汽車價值鏈上的其他公司帶來無數機會。在所有領域，他們都可以從“成為解決方案提供者”中受益，而非只專注於軟體、硬體或其他元件。當他們向前邁進並試圖獲取價值時，公司可能會從重新審視其核心戰略的要素中受益，包括他們的能力和產品組合。
半導體公司
與物聯網和資料中心一樣，汽車半導體市場是全球半導體行業中最有前途的細分市場之一。將自己從硬體製造商轉變為解決方案提供商的半導體公司，可能會發現更容易將自己的業務與競爭對手區分開來。例如，他們可能透過開發針對其系統架構最佳化的應用軟體來贏得客戶。半導體公司也可以在編配層找到新的機會，這可能使他們能夠平衡車載、雲和邊緣計算之間的工作負載。
當半導體公司審查他們目前的產品時，他們可能會發現他們可以擴大自己的軟體業務，並生產更多的特定用途的晶片，如先進的駕駛輔助系統的微控制器，智慧座艙和電源控制系統，並透過利用他們在汽車行業和邊緣和雲計算方面的經驗進行大規模生產。除了軟體之外，半導體公司可能還會找到多種機會，包括與計算能力更高的更先進節點和效率更高的晶片組相關的機會。
為了提高與特定用途晶片相關的能力，半導體廠商需要更好地理解OEM和消費者的需求，以及對專用矽的新要求。半導體公司可以透過與高度關注汽車用例的超大規模企業和邊緣企業建立戰略伙伴關係，來利用其邊緣和雲計算能力。
一級供應商
一級供應商可以考慮集中精力，使其成為具有更高堆疊控制點的“0。5級”系統整合商。另一個重大轉變是，他們可以利用現有的能力和資產為新車開發作業系統、ADAS、自動駕駛和人機介面軟體。
為了生產汽車計算生態系統中新興的產品，一級供應工商可能會考慮招聘具有遠見、能夠更好地設計出符合終端使用者期望的產品的全棧員工。他們也可以考慮把重點放在低成本國家和高增長市場上，這些市場有價格差異化、定製化或規格較低的產品，這些產品已經在高成本經濟體中得到了檢驗。
原始裝置製造商(OEM)
OEM可以透過將業務和夥伴關係模式轉向服務解決方案，從而利用5G和邊緣計算能力。他們還可以利用現有的資產和能力來構建封閉或開放的生態系統應用程式，或者專注於高質量的合同製造。主要的OEM高增長產品可能包括與移動性、共享移動性和電池相關的服務模式。在尋求與其他新的和現有的價值鏈參與者合作時，OEM需要記住兩件事：填補人才和能力的缺口（例如，在晶片開發方面），有效地管理多樣化的投資組合。
雲服務提供商(CSP)
CSPs必須保持網路投資與汽車價值鏈的發展同步，以確保充分的5G/邊緣服務可用性。為此，他們可能需要與進入這一領域的汽車OEM或超大規模企業建立合作關係。為了達到最佳效果，CSP將確保其核心連線資產能夠滿足“車到一切”（vehicle-to-everything，V2X）用例需求，並建立支援高度自動駕駛的路線圖。然而，對於CSP來說，連線性本身只佔整體價值的一小部分，公司將從擴大其產品組合中受益，包括基於邊緣的IaaS和PaaS。超越傳統連線核心的演進可能需要支援更敏捷工作環境的組織結構和操作模型。
超大規模企業
超大規模企業可以透過快速行動，與各種價值鏈參與者合作，測試和驗證跨領域的優先用例，從而取得進展。他們還可以與行業參與者建立合作關係，在其核心雲和新興邊緣領域推動特定於汽車的標準。為了確定他們所有的潛在機會——以及最有吸引力的機會——超級規模公司應該首先分析他們現有的資產和能力，比如他們現有的雲基礎設施和服務。如果超大規模企業想要在汽車價值鏈中增加他們的雲和邊緣足跡，他們可以考慮一系列的合作伙伴關係，比如與OEM進行用例測試和驗證。
5G和邊緣計算的好處是真實的，而且很快就會到來，但沒有哪一家公司能獨自做到這一點。如今，許多汽車公司的技術路線圖中並沒有明確指出已經出現的大規模機遇，也並非每個人都在把握這些機遇。
建立夥伴關係和生態系統，將聯網汽車推向市場並獲取價值是至關重要的，一些半導體公司已經在與OEM和價值鏈上的其他企業建立牢固的關係。汽車行業的ACES趨勢發展迅速；半導體公司必須迅速行動，尋找機會，完善現有戰略。這些努力不僅有助於提高他們的利潤，還可以讓一級汽車製造商和OEM縮短產品和服務的上市時間，這將加速智慧汽車的採用——這對所有人都有利。
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