麥肯錫：5G與邊緣計算引領汽車產業進入四大趨勢

集微網訊息，隨著車聯網生態系統的發展，它將影響多個行業包括汽車、電信、軟體和半導體的價值鏈。麥肯錫最新發布了一份報告，探討了一些重塑該行業的最重要的變化，特別是5G和邊緣計算的不斷髮展帶來的機會。報告還注意到，如果半導體公司願意重新審視其產品、產能、組織和運營能力以及進入市場的方法，那他們在未來幾年可能會獲得更高的價值。

汽車軟體和電子產品的新時代

四大顯著技術趨勢已經成為汽車行業創新的關鍵驅動力：自動駕駛、連線性、電氣化和共享移動性—如汽車共享服務（如下圖）。這四大趨勢被統稱為

ACES趨勢

，將對計算和行動網路需求產生重大影響，其中自動駕駛產生的影響最大，因為它需要更高的車載計算能力來實時分析大量的感測器資料。

其他自動駕駛技術、空中程式設計（OTA）更新和第三方服務的整合也將需要車內外的高效能和智慧連線。同樣，極其嚴格的車輛安全要求需要更快、更可靠、延遲極低的行動網路。有了ACES功能，業界人士現在面臨三大工作負載位置的選擇：車載計算、雲端和邊緣計算（如下圖）。

為了確保用例滿足技術可行性的門檻，公司必須決定在哪裡以及如何在可用的計算資源中平衡工作負載（如下圖）。這可以讓用例滿足越來越嚴格的安全要求，提供更好的使用者體驗。為平衡車載、邊緣和雲計算的工作負載，可能需要考慮多種因素，其中有四個因素尤其重要。

首先是

安全

，因為對乘客安全至關重要的工作負載需要極快的反應時間，其他考慮因素包括延遲、計算複雜性和資料傳輸要求，這取決於資料的型別、數量和異質性。

今天的車聯網用例通常依靠車載計算或雲來處理其工作負載。例如，導航系統可以接受相對較高的延遲，在雲端其功能發揮的更好。OTA更新通常透過雲端資料中心交付，在干擾最小的時候透過Wi-Fi下載，資訊娛樂內容源自雲端並在車內緩衝，能為使用者提供更好的體驗。相比之下，事故預防工作負載，如自主緊急制動系統（AEBS）需要超低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。

計算和連線方面的進步有望實現許多新的、先進的汽車用例。

計算和連線方面的進展預計將促成許多新的和先進的使用案例（見下圖）。這些發展可以改變工作負載的位置。更重要的是，5G行動網路的推出可以允許更多的邊緣處理。鑑於這些相互關聯的技術的重要性，麥肯錫詳細探討了它們的特點，重點是汽車應用。

5G和邊緣計算的好處

5G技術有望提供頻寬、低延遲、可靠性和分散式能力，更好地滿足車聯網用例的需求。它對汽車應用的好處主要分為以下三點：

增強型移動寬頻（EMBB）：5G可能提供更快、更統一的使用者體驗，速度達到每秒10gb，比4G技術快五到十倍。這可能會增強高頻寬用例，如車載資訊娛樂系統、車輛遠端操作和實時人機介面渲染。

大規模的物聯網（IoT）：透過實現每平方公里一百萬個連線，5G網路可以有效地支援來自汽車、連線的基礎設施終端和終端使用者裝置的大量併發連線，這可能會消除汽車以及其他裝置因多個連線而導致行動網路斷開連線的可能性。

超低延遲通訊（URLLC）：5G延遲理論上可以降到一毫秒，比4G快5-15倍。這意味著5G可以將高速與高可靠性結合起來，消除了在兩者之間進行權衡的必要性。這對於自動駕駛汽車的物體跟蹤、智慧電閘道器鍵基礎設施的保護和控制以及包括航空和機器人在內的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內更多地使用邊緣應用。例如，不屬於安全關鍵型的工作負載——資訊娛樂和智慧交通管理可以開始從車載或雲端轉移到邊緣。最後，5G連線可以減少延遲，這樣一來，某些對安全至關重要的功能可以開始透過邊緣基礎設施增強，而不是僅僅依賴車載系統。

當前，大多數汽車應用傾向於完全依賴一個工作負載位置。未來，它們可能會使用邊緣計算與車載或雲處理的某種組合確保提供更高的效能。例如，智慧交通管理系統可以透過用外部資料（例如，其他車輛的遙測資料、實時交通監測、地圖和相機影象）來加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進行融合。車內車載可以做出與安全有關的最終決定。最後，大量的實時和非實時資料可能需要在車輛、邊緣基礎設施和雲端進行管理，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。

轉變的行業動態和新機遇

不斷髮展的汽車價值鏈將為行業內的人和外部技術參與者帶來許多新的機會。到2030年，

互聯汽車使用案例所創造的總價值可能超過5500億美元，而2020年約為640億美元

（見下圖）。

連線性提高為整個汽車價值鏈的參與者提供了改善其運營和客戶服務的機會。以汽車的預測性維護為例。目前，售後市場的保養和維修服務主要是按照固定的保養計劃或定時的保養/維修。在特定時期內需要維修的車輛數量幾乎不確定，這導致了服務安排、替換零件訂購和庫存等方面的低效率。使用遠端汽車診斷的預測性維修可以透過給原始裝置製造商和經銷商一個啟動和管理維修過程的機會來改善這一過程。

先進的聯網汽車用例的推廣速度在很大程度上取決於5G和邊緣計算的可用性。各種因素正在匯聚不斷加快這一程序。在消費者和行業用例激增的推動下，對這些關鍵推動因素的需求正在上升。在短期內，可以透過增強4G已有的服務來產生價值，包括導航和路線、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。

麥肯錫預計，更多的5G和邊緣可用性可能會擴大可行的用例清單（技術和財務上），使邊緣價值成倍增長。展望2030年，大約30%的價值可能是由5G和邊緣實現的（2020年為5%），這與麥肯錫關於先進連線的跨部門報告基本一致。

價值的創造可能會因為傳統的參與者進入相鄰的領域，以及來自傳統上不在汽車價值鏈中的行業新進入者，如通訊系統供應商（CSP）、超大規模的企業和軟體開發商而加速。英特爾、英偉達和臺灣半導體制造公司等參與者正在增加汽車軟體的能力，以實現更大的協同效應和垂直整合的好處。除了加速創造價值外，新進入者可能會爭奪總價值的更大份額。

汽車-硬體價值鏈預計將根據原始裝置製造商的型別發生變化。傳統的汽車製造商，連同他們的價值鏈，預計將在現有能力的基礎上，繼續發揮完善的硬體開功能。從汽車到雲各個應用的汽車、部件、裝置和晶片可能繼續主要由專門的公司製造。非傳統或新興的汽車企業可以與成熟的汽車原始裝置製造商共同開發汽車平臺，並使用原始裝置製造商的服務或合同製造商，如Magna Steyr，來完成價值鏈的傳統部分。

已有的企業可能會透過擴大其核心業務、提高技術水平或擴大其價值鏈足跡來尋求份額的增長。例如，為汽車原始裝置製造廠商創造先進的晶片組是半導體企業的核心業務，但他們也可以透過提供車載和邊緣軟體系統或向汽車原始裝置製造廠商提供以軟體為主的解決方案來獲取額外的價值。同樣，為了獲取額外的價值，超大規模公司可以建立終端使用者服務，如為汽車原始裝置製造商提供資訊娛樂應用程式或為合同製造商提供軟體平臺。

新興的生態系統原型

隨著參與者採取戰略行動以提高他們在市場中的地位，麥肯錫預期會形成兩種型別的參與者生態系統。在一個封閉的生態系統中，成員資格受到限制，單一標準可能由一個參與者（如大眾汽車公司）或一組OEM定義。任何公司都可以加入的開放生態系統，通常有一套民主化的全球標準，並向共同的技術棧發展。在極端的例子中，存在共同的介面和真正的開放標準，每個參與者都可能留在自己的軌道上，專注於其核心競爭力。

混合生態系統也將繼續存在。遵循這種模式的參與者有望在系統基礎上混合使用開放和封閉元素。例如，這可能適用於一個價值鏈的原始裝置製造商和供應商具有特殊專長或核心競爭力的系統。

附表6描述了每個生態系統模式的優缺點。

價值鏈動態

新興互聯汽車價值鏈上的公司為五個領域開發產品：道路和物理基礎設施、汽車、網路、邊緣和雲。公司可以為每一個領域提供軟體服務、軟體平臺或硬體（見下圖）。

隨著汽車連通性的發展，

麥肯錫預計硬體和軟體會

脫鉤

。這意味著硬體和軟體可以獨立發展，並且各自有各自的時間線和生命週期。這種趨勢可能會鼓勵原始裝置製造商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表明，透過硬體和軟體開發的脫鉤和並行化，開發時間可以減少40%。此外，支援這種脫鉤的目標架構具有強大的中間層，為半導體領域的價值創造提供機會。這個中間層可能至少由兩個相互聯絡的領域作業系統組成，它們可以處理各自領域的脫鉤問題。硬體和軟體的脫鉤是汽車創新的關鍵部分，使產品的差異化能力嚴重地傾向於軟體。

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通用介面的互操作性標準。在這種情況下，公司可能會留在自己的傳統領域內。例如，半導體企業可能專注於為特定客戶生產跨領域和堆疊層的晶片組，原始裝置製造商專注於汽車系統，而CSP則專注於連線層，或許還有邊緣基礎設施。同樣，超大規模的企業可能在雲/邊緣服務中獲取價值。

相比之下，在封閉的生態系統中，公司可以定義專有的標準和介面，以確保與其成員的技術有高水平的互操作性。例如，封閉式生態系統中的OEM除了為汽車創造軟體服務和平臺外，還可以開發分析、視覺化能力和邊緣或雲應用，供自己使用。汽車的差異化來源可能包括具有即插即用能力的資訊娛樂功能和自主能力，如感測器融合演算法和安全功能。

雖然軟體是創新的關鍵推動力，但它的漏洞可能會給原始裝置製造商帶來巨大影響，這使得網路安全成為一個優先事項（更多資訊見側邊欄 “網路安全的重要性”）。結合起來，5G和邊緣基礎設施有可能提供更多的靈活性來管理與預防和響應有關的安全事件。

硬體廠商可以利用他們的專業知識，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，並且正在用大量的軟體產品來補充其片上系統的人工智慧設計能力，這些軟體產品涵蓋了整個自動駕駛棧，從作業系統和中間層到感知和軌跡規劃。

一些公司也在向不同的堆疊層發展。以華為為例，該公司原本是一家網路裝置供應商和消費級電子電氣裝置生產商，以及邊緣和雲基礎設施製造商。目前，該公司正瞄準各種汽車堆疊層，包括基本的車輛作業系統、電子和電氣硬體、汽車專用電子和電氣、軟體和電動車平臺。未來，華為可能開發汽車、監測感測器、人機介面、應用層以及邊緣和雲領域的軟體服務和平臺。

汽車價值鏈上的新機會和戰略

更大的汽車互連性將為半導體企業和汽車價值鏈上的其他公司提供許多機會。在各個環節中，他們可能因成為解決方案的提供者而受益，而不是隻專注於軟體、硬體或其他元件。當他們向前邁進並試圖獲取價值時，公司可能會受益於對其核心戰略要素的重新審視，包括能力和產品組合。

半導體公司

汽車半導體市場與物聯網和資料中心一樣，是全球半導體行業中最有前途的細分市場。從硬體廠商轉型為解決方案提供商的半導體公司可能會發現，他們的業務與競爭對手的業務差異很大。例如，他們可能會透過開發針對其系統架構最佳化的應用軟體來贏得客戶。半導體公司還可以在協調層發現新的機會，幫助他們在車載、雲和邊緣計算之間平衡工作負載。

隨著審查其現有的產品，半導體公司可能會發現，他們可以擴大軟體業務，並透過利用自己在汽車行業以及邊緣和雲計算方面積累的經驗，生產更多特定用途的晶片，如用於先進的駕駛輔助、智慧駕駛艙和電源控制系統的微控制器，並形成產業規模。除了軟體之外，半導體公司可能會發現其他很多機會，涉及更高計算能力的先進節點和更高效率的晶片組。

半導體公司可以透過與專注於汽車用例的超大規模企業和邊緣企業建立戰略伙伴關係，利用其邊緣和雲計算能力。

為了提高與特定用途晶片有關的產能，半導體企業將受益於其對原始裝置製造商和消費者需求的更好理解，以及對專用矽的新要求。半導體公司可以透過與專注於汽車用例的超大規模企業和邊緣企業建立戰略伙伴關係，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於可能使他們成為具有更高堆疊控制點的“0。5級”系統整合商的能力。在另一個重大轉變中，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的新興產品，一級供應商可能會考慮招聘全棧員工，他們能看到更大的畫面，設計出更適合終端使用者期望的產品，並可能考慮把重點放在低成本國家和高速增長市場，提供價格差異化、定製化或較低規格的產品，這些產品已經在高成本經濟體進行了測試。

CSPs原始裝置製造商

原始裝置製造商可以利用5G和邊緣的顛覆，將業務和合作模式定位在作為服務的解決方案上，還可以利用其現有的資產和能力，建立封閉或開放的生態系統應用，或專注於高質量的合同製造。主要的原始裝置製造商的高增長產品可以包括與移動、共享移動和電池有關的作為服務的模式。原始裝置製造商在尋求與其他新的和現有的價值鏈參與者合作時，需要記住兩點：填補人才和能力差距（例如，在晶片開發方面）和有效管理多樣化的投資組合。

CSPs

CSP必須使網路投資與汽車價值鏈的發展保持同步，以確保足夠的5G/邊緣服務可用性。為此，他們可能需要與正在進入該領域的汽車原始裝置製造商或超大規模公司建立合作。為了獲得最佳效果，CSP將確保他們的核心連線資產能夠滿足車輛到一切（V2X）的用例要求，並建立路線圖來支援高度自動駕駛。然而，連線本身只代表了CSP整體價值的小部分，公司將從擴大其產品組合，包括基於邊緣的基礎設施即服務和平臺即服務中受益。超越傳統的連線核心可能需要支援更靈活的工作環境的組織結構和運營模式。

超大規模公司

超大規模公司可以透過快速行動，與各種價值鏈上的參與者合作，測試和驗證各領域的優先用例來獲得地位。他們還可以與行業參與者建立夥伴關係，在核心雲和新興的邊緣領域推動汽車特定標準的制定。為了抓住全部的潛在機會和最有吸引力的機會—超大規模的企業應該首先分析現有的資產和能力，例如現有的雲基礎設施和服務。他們還將從調整雲和邊緣產品組合中獲益，或透過擴大雲可用性區域來覆蓋V2X用例推廣和現實世界測試的領先位置。如果超大規模公司想在汽車價值鏈中增加雲和邊緣產品的足跡，他們可以考慮一系列的合作關係，如與原始裝置製造商建立合作，以測試和驗證用例。

5G和邊緣計算的好處不是空話，很快就會到來，但沒有任何參與者可以僅憑個體就能獲得。今天，有些機會已經蜂擁而至，但在許多汽車公司的技術路線圖中沒有明確顯示，不是每個人都能抓住這些機會。

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與原始裝置製造商和價值鏈上的其他公司建立了強有力的合作關係。汽車行業的ACES趨勢正在快速發展；半導體公司必須迅速行動起來，瞄準機會並完善現有的戰略。這些努力不僅有助於他們穩住底線，而且還可以讓一級製造商和原始裝置製造商縮短產品和服務的上市時間，加速智慧汽車的推廣採用，對所有人都有利。 （校對/周宇哲）