Angesichts der wachsenden Nachfrage von Autokäufern nach intelligenten Funktionen entwickeln sich moderne Fahrzeuge zunehmend zu softwaregetriebenen mobilen Endgeräten. Schätzungen zufolge gehören weltweit etwa 400 Millionen Fahrzeuge zu den „vernetzten Autos“ mit Echtzeitüberwachungs- und Konnektivitätsfunktionen. Automobilhersteller bringen kontinuierlich hochwertigere Funktionen und Dienste auf den Markt und realisieren Software-Updates über OTA-Technologie (Over-the-Air). In diesem Zusammenhang entstand das Konzept des softwaredefinierten Fahrzeugs (SDV), dessen Kern darin besteht, Hardware und Software zu entkoppeln und die Funktionen und Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs softwaredefiniert zu gestalten, sodass sich das Fahrzeug vom Transportmittel zum „Smartphone auf Rädern“ und weiter zur „adaptiven Plattform auf Rädern“ entwickelt.
Konzept und Treiber des softwaredefinierten Fahrzeugs
Die Entwicklung des softwaredefinierten Fahrzeugs ist durch Innovationen bei den Geschäftsmodellen der Smartphone-Branche inspiriert. Smartphone-Unternehmen iterieren ihre Produkte schnell durch Hardware-Standardisierung und Softwaredifferenzierung; die Automobilindustrie versucht nun, ein ähnliches Modell zu übernehmen. Zu den entscheidenden Erfolgsfaktoren für SDV gehören: die Entkopplung der Netzwerkfunktionen von proprietärer Hardware sowie die Gründung unabhängiger Software-Tochtergesellschaften durch die Automobilhersteller, um die Kommerzialisierung von Software voranzutreiben. Diese Maßnahmen können den Software-Update-Zyklus erheblich verkürzen, das Erlebnis im Fahrzeuginnenraum verbessern und über OTA-Updates neue Funktionen oder Leistungsoptimierungen für verschiedene Fahrzeugbereiche bereitstellen, ohne dass umfangreiche Änderungen an der Hardware erforderlich sind.
Markttrends und Erlösmodelle
Marktforschungen zeigen, dass der Marktanteil von SDV in den nächsten zehn Jahren weiter wachsen wird; der Anteil der Nutzfahrzeuge nimmt allmählich zu, aber Personenkraftwagen werden weiterhin mehr als 80 % des Marktes ausmachen. Unter den Anwendungsbereichen hat das fortschrittliche Fahrerassistenzsystem (ADAS) den größten Anteil, gefolgt von autonomem Fahren, Fahrzeug-Infotainmentsystemen und Antriebsstrangsteuerung. ADAS umfasst Funktionen wie Spurhalteassistent, automatische Notbremsung und adaptive Geschwindigkeitsregelung, die die Fahrsicherheit erheblich erhöhen können. Immer mehr Automobilhersteller beginnen, Fähigkeiten für autonomes Fahren der Stufe L3 und höher aufzubauen; gleichzeitig werden abonnementbasierte Infotainmentdienste immer beliebter.
Mit Blick auf die Erlösmodelle ist der Anteil der Softwareverkäufe am Gesamtumsatz der Automobilindustrie von 3 % im Jahr 2019 auf 14 % im Jahr 2025 gestiegen. Tesla hat als erster Hersteller kostenpflichtige Software-Upgrades und Abonnementdienste eingeführt, beispielsweise kostenpflichtige OTA-Upgrades für Funktionen wie Autopilot, Antriebsstrang und Infotainmentsysteme sowie einen monatlich abonnierbaren Premium-Connected-Car-Dienst. Dieses Modell wird von immer mehr Automobilherstellern übernommen.
Technologiereife und Evolutionsstufen
In Bezug auf die technologische Entwicklung wird SDV in mehrere Reifegrade unterteilt. Von der anfänglichen mechanischen Steuerung (Level 0) bis zum vollständig softwaredefinierten Ökosystem (Level 5) geht jede Stufe mit Veränderungen bei Konnektivität, IT-Infrastruktur, Softwareentwicklung, Softwarearchitektur, Cybersicherheit und Halbleitertechnologie einher. Am Beispiel der Halbleiter verläuft der Entwicklungspfad vom breiten Einsatz von Mikrocontrollern und System-on-a-Chip (SoC) hin zu Hochleistungs-SoCs; letztlich könnten neuromorphe Chips implementiert werden, um ein breiteres Anwendungsspektrum zu unterstützen.
Evolution des Ökosystems von OEMs und Zulieferern## Entwicklung des OEM- und Lieferanten-Ökosystems
Das softwaredefinierte Auto hat auch das Ökosystem von OEMs und Lieferanten tiefgreifend verändert. Das traditionelle OEM-Erstausrüster-Modell wandelt sich zu einem OEM-0,5-Ebenen-Lieferanten-Modell, bei dem OEMs mehr Mitspracherecht bei Produktdefinition und Architekturdesign haben, während Lieferanten zu strategischen Partnern werden. Dieser Wandel hat vier Hauptgeschäftsmodelle für Automobilsoftware hervorgebracht: kundenspezifische Softwareentwicklung und Engineering-Dienstleistungen, Beratungs- und Technologieservices, Software-IP-Lizenzierung und Anwendungsentwicklung sowie integrierte Produkte und Lösungen aus Hard- und Software. Viele OEMs beginnen, eigene Betriebssysteme zu entwickeln, nutzen öffentliche und private Clouds für Datenmanagement und -analyse und umgehen sogar traditionelle Lieferanten, um direkt mit Softwareunternehmen zusammenzuarbeiten.
Entwicklung und Zukunft der E/E-Architektur
Auch die E/E-Architektur (elektrisch/elektronisch) entwickelt sich kontinuierlich weiter. In der frühen modularen Architektur wurde jede Funktion von einer unabhängigen elektronischen Steuereinheit (ECU) verwaltet; später kamen Domänencontroller auf, die die zugehörigen ECUs integrierten; dies entwickelte sich weiter zu einer zentralisierten Architektur, die die Domänencontroller zusammenführte, und führt schließlich zu einer Architektur, die Zonencontroller mit zentralen Fahrzeugcomputern kombiniert. In Zukunft werden fortschrittlichere E/E-Architekturen mehr eingebettete Funktionen in die Cloud verlagern, eine Mischung aus Hochleistungsrechnen und Cloud-Computing ermöglichen und die Algorithmen für autonomes Fahren dynamisch anhand von Echtzeit-Verkehrsdaten, Wetter und Verkehrsbedingungen aktualisieren.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das softwaredefinierte Fahrzeug das technologische Paradigma und die Geschäftsmodelle der Automobilindustrie neu gestaltet. OTA-Updates, die Entkopplung von Hard- und Software sowie die hochintegrierte E/E-Architektur verlängern nicht nur die Lebensdauer der elektronischen Komponenten im Fahrzeug, sondern bieten den Nutzern auch ein personalisiertes und aktualisierbares Mobilitätserlebnis. Mit der zunehmenden Reife der Technologie hat das SDV das Potenzial, zum zentralen Knotenpunkt des zukünftigen intelligenten Verkehrsökosystems zu werden.