1977 年誕生的 Oldsmobile Toronado 汽車,堪稱劃時代之作。
這款汽車配備電子點火定時系統,可有效提升燃油效率,更是首款搭載微處理器與嵌入式軟體的車輛。然而,這只是汽車技術創新的開端而已。
當年的 Toronado 僅配置單一電子控制單元 (ECU) 並包含數千行程式碼,而現今的汽車已搭載多個 ECU,程式碼規模更高達 3 億行。更重要的是,其創新速度與規模正以指數級、難以想像的方式持續成長。
歷經半個世紀,汽車軟體才達到 3 億行程式碼的規模。
然而,我們預測僅在未來 12 個月內,車用軟體程式碼行數將倍增,於 2027 年突破 6 億行的規模。
1977 年推出的 Oldsmobile Toronado 為首款搭載微處理器的車輛 (來源:GM Heritage Archive)
從前的汽車設計是以結構與機械平台為核心,也就是底盤與引擎。隨著時代演進,離散電子元件 (discrete electronic component) 與軟體逐步導入,一開始是用於取代既有功能 (如手動車窗搖桿),後續則新增了各種創新功能 (如 GPS 導航)。
數十年來,這些電子元件及其對應軟體的設計與開發,皆獨立於核心車體架構之外,通常在製造與組裝的後期階段,才以獨立元件的方式加裝於汽車上。
如今,此種做法已不再適用。
隨著汽車電子的複雜度與相互依存性日益提升,而電子元件也已成為汽車運行以及駕駛和乘客安全不可或缺的一環。再加上軟體定義 (software-defined) 平台不斷擴展,從先進駕駛輔助系統 (ADAS)、環景攝影系統,到自動駕駛功能,甚至車載代理型 AI,預計在未來一年內汽車程式碼總量將再翻倍成長。
未來的汽車,從底盤到程式碼,都必須作為一個緊密整合且高度複雜的系統進行設計、開發與測試。
瞭解虛擬化 (virtualization) 如何提升利潤 、加速汽車上市時程,並在軟體定義車輛時代取得競爭優勢。
車用軟體的迅速擴展不僅是技術趨勢,更重新定義了汽車產業的經濟模式。過去一百多年來,汽車製造商主要的競爭焦點在於馬力、操控性及機械創新。如今,戰場正逐漸轉向軟體功能、連接性與持續性的升級。
代工製造廠商 (OEM) 不再只是銷售一成不變的產品,而是採取更具彈性的全新商業模式,讓汽車在離開展示間後仍然能夠持續進化。透過空中下載技術 (Over-the-air, OTA) 更新軟體,消費者無需親自回廠即可獲得全新功能、效能提升與安全強化。以往僅限於特定車型的功能,如今也能以隨選升級或訂閱服務的方式提供。
這場轉型已然展開。
部分汽車製造商已開始嘗試針對加熱座椅或效能提升收取月費,另有一些業者則打造專屬作業系統,以取代第三方平台,藉此掌握使用者體驗及營收來源。預計至本世紀末,軟體訂閱服務將如同延長保固一般普及,創造數十億美元的持續性收入,並將徹底改變消費者對汽車擁有權的認知。
要實現持續進化的軟體定義車輛 (SDV) 願景,並非僅是新增程式碼這麼簡單,而是需要徹底重新思考汽車的設計、工程與驗證方式。
數億行程式碼必須能在各種電子元件與系統間無縫地傳輸資料,而這些負責感測、安全及通訊等功能的系統,必須以毫秒級的精確度協同運作。
多年來,汽車架構仰賴數十個獨立電子控制單元來運作,各自負責特定功能。然而,隨著軟體複雜度不斷提升,汽車製造商正轉向更少、但更強大的集中運算平台,以處理更龐大的運算需求。這意味著會在更精簡的硬體配置上執行更多的程式碼,以及在少數幾個高效能處理器上整合更多的功能。如此一來,開發挑戰也從過去由各個供應商分別提供 ECU 解決方案,轉變為在統一運算平台上進行真正的軟體整合。
因此,硬體與軟體開發流程不再能夠各自獨立,等到後期才進行整合。整個系統必須在設計初期、實體平台尚未誕生以前即開始同步規劃、相互調整。
這正是電子數位孿生 (electronics digital twins, eDT) 變得如此不可或缺的原因。透過建立功能精確的虛擬車用電子與系統模型,設計團隊可從一開始即同步進行軟硬體協同開發,無須等到最後階段才進行整合。
電子數位孿生與虛擬原型 (virtual prototype) 不僅可讓工程師提前於元件層級進行軟體開發,更能模擬、驗證並最佳化全車電子系統。這使團隊能夠洞察資料於子系統間的傳輸情況、關鍵元件在真實場景下的互動,以及新功能對安全與效能的影響。運用電子數位孿生,汽車製造商可測試數十億、甚至兆級的運行狀況與極端案例,其中許多情境若以實體原型進行測試,將因成本過高或耗時過久等問題而難以實現。
藉由採用電子數位孿生,汽車產業不僅能應對日益複雜的工程挑戰,更能重新定義工程設計流程、加速創新,並提升未來車輛的品質與安全。
我們預測,到 2027 年新出廠汽車的軟體將由 6 億行程式碼組成。這不僅是一個數字,更代表汽車產業百年來運作模式的重大轉折。
許多汽車製造商正重新定義自身定位。
他們不再只是製造商,而是朝向科技公司的模式發展,其商業模式也越趨接近雲端服務供應商及應用程式開發商。他們導入敏捷、迭代式的開發流程,讓更新不再是多年一次的產品改版,而是持續升級。設計、開發、測試與演進,均以統一系統為核心,從底盤、引擎到晶片與軟體,都不再只是生產線上的零散元件組合。
不同於 1977 年的 Oldsmobile Toronado,您在 2027 年所購買的汽車,到 了2030 年雖然外觀如昔,但是卻能帶來全新體驗——而這正是新世代汽車的設計特色。