Eletrônica automotiva: pegue o software ou volte no tempo

Tudo depende do fato de que a eletrônica automotiva será determinada por software.



Desde a introdução de vários componentes eletromecânicos e eletrônicos, os carros se tornaram os produtos de produção em série mais complexos nos últimos 50 anos. Durante esse tempo, os sistemas eletrônicos complementaram (e substituíram) várias unidades e sistemas, e ainda há muito a ser feito.



Tudo isso significa que, mais cedo ou mais tarde, os sistemas automotivos se tornarão os produtos mais difíceis de fabricar no mercado eletrônico (eles podem já ser significativamente diferentes de todos os outros produtos). Sim, é possível que os componentes de aeronaves sejam mais complexos em termos de peças e os supercomputadores tenham eletrônicos mais complexos, mas não são produzidos na casa das dezenas de milhões todos os anos.



Graças aos sistemas eletrônicos, muito mais software é usado nos carros - a quantidade de uso depende do carro. Existem muitos artigos afirmando que existem mais de 100 milhões de linhas de código usadas em carros modernos. Não vi uma análise detalhada que explicaria o que está incluído nesses 100 milhões - se houver, seus dados podem ser muito úteis. É claro que quanto mais sistemas ADAS, a Internet de carros, tecnologias de rede, segurança cibernética e sistemas de direção autônoma se desenvolverem, mais componentes de software serão usados ​​nos carros.



Não vi nenhuma discussão sobre software automotivo no contexto de decisões estratégicas, segmentos de mercado de software, tecnologias-chave ou outras questões importantes. Neste texto, examinaremos todas essas questões, bem como exploraremos as perspectivas do mercado de software automotivo. Existem diferenças significativas entre hardware e software em automóveis, e são essas diferenças que influenciam o sucesso do mercado de software automotivo.



O software automotivo já percorreu um longo caminho nas últimas duas décadas. Na década de 1990, o software automotivo era usado apenas para controlar a eletrônica embarcada em sistemas de direção e dispositivos de entretenimento simples. A complexidade desses sistemas aumentou significativamente com o tempo, mas apenas alguns (se algum) sistemas incorporados usaram um milhão de linhas de código. Os fabricantes de automóveis e seus fornecedores trataram do desenvolvimento de sistemas embarcados internamente.



Tudo isso mudou na década de 1990, quando os sistemas de infoentretenimento e navegação ganharam uma infinidade de recursos e capacidades que exigiam um sistema operacional completo para lidar com a complexidade do software. Os sistemas operacionais empurraram as empresas de alta tecnologia para o mercado automotivo (tais empresas incluem QNX, Green Hills, Wind River, Microsoft e muitas outras). Recentemente, a importância do software de código aberto (como o Linux) cresceu significativamente na indústria automotiva.

Conceito de desenvolvimento-construção-marketing-uso

A imagem abaixo mostra todas as diferenças entre hardware e software em carros. No entanto, a estrutura dessa comparação requer alguma explicação. A imagem mostra as 4 fases pelas quais passam todos os produtos e indústrias. A fase de desenvolvimento é o processo de pesquisar e trabalhar na criação de um produto. A fase de montagem envolve a produção do produto - incluindo o custo de todas as peças, o custo das instalações de fabricação e a cadeia de abastecimento. A terceira fase é o marketing. Esta fase inclui aspectos como publicidade, vendas e trabalho com canais de distribuição - todas as operações necessárias para entregar um produto a um cliente direto. A quarta fase - uso - na indústria automotiva é bastante longa.



Fui apresentado ao conceito de design-construção-marketing na Texas Instruments e ele era muito popular nos anos 70 e 80. Quando eu estava trabalhando na IHS Markit, adicionei uma fase de uso. Usei diferentes insights dessas fases em relatórios e apresentações como uma ferramenta para analisar diferentes segmentos do mercado automotivo (incluindo softwares, baterias em veículos elétricos, impressão 3D e muitos outros).



O diagrama abaixo enfatiza a importância individual de cada uma das quatro etapas para hardware e software. Ele também fornece comentários sobre como esses componentes afetam o sucesso de mercado de um veículo em cada estágio.

Fases de hardware

No topo do diagrama estão as características principais de cada uma das quatro fases de construção do hardware de um veículo. A fase de desenvolvimento define um conjunto de características e propriedades dos sistemas eletrônicos, e sua importância continua crescendo até os dias de hoje. A maioria dos componentes de hardware vem de empresas do setor de chips, e esse setor só vai crescer. O ecossistema de plataformas de hardware usadas na eletrônica automotiva também está ganhando importância. O custo da primeira fase de desenvolvimento de hardware é estimado em milhões (ou dezenas de milhões) de dólares, mas como o volume de produção é de centenas de milhares de unidades, o custo por veículo não é alto.



A fase de construção é a mais cara nesta cadeia. Isso se deve ao custo de todos os componentes de hardware (ou lista de materiais). Também é necessário considerar o custo da gestão da cadeia de suprimentos, o custo do trabalho humano e muitos outros aspectos. Em geral, os custos de hardware representam uma pequena fração do custo total de um veículo, mas esse valor aumenta mesmo quando o custo de componentes individuais diminui. O custo médio de todos os componentes dos sistemas eletrônicos é de 3 a 8 mil dólares (o limite máximo é válido para carros de luxo).



A fase de marketing para hardware varia dependendo dos componentes e tipo de sistema. Na maioria dos casos, essa fase é tratada por um fornecedor Tier-1, resultando no produto se tornando um sistema completo com eletrônicos automotivos.



As características e capacidades dos componentes de hardware também têm um impacto muito grande nas vendas de veículos (e esse impacto continua a crescer). Essa influência decorre da funcionalidade fornecida pelos componentes dos sistemas eletrônicos. Oportunidades que estão sendo trabalhadas atualmente (bem como oportunidades que surgirão no futuro) estão relacionadas a sistemas ADAS, hardware de segurança cibernética, plataformas aprimoráveis ​​e tecnologias autodirigidas.



A fase de uso de produtos automotivos dura em média de 10 a 15 anos, às vezes um pouco mais. Essa longa vida útil exige alta confiabilidade do equipamento a fim de reduzir a garantia do fabricante e os custos da campanha de recall. Durante a fase de uso, o mercado de reposição tem a maior oportunidade - especialmente após os componentes terem expirado a garantia de fábrica. O número expressivo de acidentes também cria oportunidades de negócios para essas empresas, pois os veículos danificados exigem novos componentes de hardware.

Fases de desenvolvimento de software

Na parte inferior do diagrama estão as principais características das quatro fases de um desenvolvimento de software automotivo. O software existe exclusivamente em formato digital e, portanto, suas características diferem das do hardware. No entanto, o software é, obviamente, totalmente dependente dos componentes de hardware associados.



A fase de desenvolvimento é a mais longa e, via de regra, a mais cara da criação de um produto de software. Grandes projetos de software requerem um longo tempo de desenvolvimento, que, entre outras coisas, é gasto em procedimentos de teste complexos para corrigir o maior número de erros possível (o que é absolutamente justificado do ponto de vista econômico). Nenhuma das principais plataformas de software está livre de bugs, e novos bugs são descobertos ao longo da vida do software. Os requisitos de segurança cibernética criaram uma nova classe de bugs de software - vulnerabilidades que podem ser exploradas por invasores para vários fins. Uma vez que a maioria dos programadores da indústria automotiva não são especialistas em cibersegurança, eles nem sempre sabem como escrever código de uma forma quepara que seja completamente imune a ataques de hackers.



A fase de montagem do software automotivo coloca demandas significativas no ecossistema - estamos falando sobre a necessidade de escrever novos programas e testar os produtos de software resultantes. A indústria automotiva está indo bem nesta área (alguns também usam ferramentas de desenvolvimento de código aberto).



A fase de construção também é geralmente a mais barata - é simplesmente o lançamento do software concluído na plataforma de hardware existente. Às vezes, os fabricantes precisam pagar royalties, mas geralmente isso é apenas uma pequena fração do custo dos componentes de hardware. A fase de construção é essencialmente o carregamento de programas nos sistemas eletrônicos do veículo. Também existe alguma flexibilidade em termos de quando e como o software é carregado nos sistemas eletrônicos.



A fase de marketing no caso de software varia por segmento de uso e tipo de produto de software. Na maioria dos casos, a fase de marketing é administrada por um fornecedor Tier-1, apresentando o produto de software como parte dos sistemas eletrônicos do veículo.



A funcionalidade do software tem um impacto significativo nas vendas de veículos. Muito desse impacto é baseado na usabilidade ou como o software implementa a Interface Homem-Máquina (HMI). A facilidade de uso afeta todas as áreas de funcionalidade - recursos de internet do carro, atualizações over-the-air, atualizações de recursos, sistemas ADAS e futuros recursos de direção automática. Um baixo nível de usabilidade do software levará a análises negativas, que afetarão negativamente o potencial de um modelo específico. Essas tendências negativas são um problema para os sistemas de infoentretenimento atuais e uma das razões para o sucesso recente da Apple e do Google na integração de sistemas de infoentretenimento com smartphones.



A fase de uso de produtos automotivos dura de 10 a 15 anos, ou mais em alguns países. Com um ciclo de vida tão longo, os automóveis exigem várias correções de bugs de software. A redução nos custos de correção de bug resultantes da capacidade de atualização over-the-air é necessária para economizar no serviço de garantia e nas campanhas de recall.



A fase de uso é uma fase em que o mercado de software pode se desenvolver significativamente e tem grandes perspectivas de crescimento nos segmentos de SaaS (Software as a Service) e de software em nuvem. A cibersegurança baseada em SaaS é uma oportunidade muito promissora. Correções de bug e atualizações de recursos já são vistas como recursos básicos na fase de uso do produto. É importante notar que o mercado de infotainment baseado em SaaS está crescendo. Além disso, novas oportunidades podem surgir devido à ocorrência de acidentes, uma vez que novos sistemas de hardware precisarão instalar novos softwares.

Conclusão

Os quatro estágios de desenvolvimento de software mostram que o estágio de desenvolvimento é o mais caro. Este conceito sugere que a solução é usar plataformas de software para reduzir custos de desenvolvimento e reduzir erros em grandes produtos de software. A indústria automotiva está começando a implementar uma estratégia de plataforma de software e o mercado de alta tecnologia está ajudando, mas isso não é suficiente.



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