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Auto-Betriebssysteme
Wie Software die Machtverhältnisse in der Automobilindustrie neu ordnet

Die Softwareentwicklung als neue Kernkompetenz bringt Konfliktpotenzial zwischen Autoherstellern und ihren großen Zulieferern. Rollen werden neu verteilt.

02.05.2021 | von Roman Tyborski und Martin-W. Buchenau

Laserbasierte Abstandsmessung © Bosch

Düsseldorf, Stuttgart Das erste Antiblockiersystem hat ein Zulieferer entwickelt, genauso wie das erste ESP, das erste GPS-gestützte Navigationssystem, die erste hochauflösende Tacho-Anzeige, den ersten Hochleistungscomputer im Auto – die Liste ließe sich beliebig weiterführen. Jahrzehntelang haben Autobauer die Entwicklung von Hard- und Softwaresystemen an Bosch, Continental, ZF und viele weitere kleinere Zulieferer ausgelagert. Für die Hersteller hatte der Motorenbau einen höheren Stellenwert.

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Während die Zulieferer über Jahrzehnte Erfahrungen in Sachen Software im Auto sammeln konnten, war es bei den Autobauern allenfalls ein Randthema, das nun aber in den Mittelpunkt rückt. Die Folge: Zulieferer verfügen im Vergleich zu den Autobauern nicht nur über mehr Wissen in der Softwareentwicklung. Sie haben auch mehr Entwickler. Bosch, Conti und ZF beschäftigen weltweit über 60.000 IT-Experten. Die Autobauer kommen auf etwa 12.000.

Neue Königsdisziplin sind die Gehirne des Autos von morgen: Kein Auto wird in Zukunft mehr ohne Hochleistungs-Steuergeräte auskommen. In den zentralen Knotenpunkten laufen alle Nervenstränge eines Autos zusammen. Dank enormer Rechenleistung von mehreren Milliarden Operationen pro Sekunde verarbeiten die Zentralrechner selbst große Datenmengen, wie sie für automatisiertes Fahren, Datendienste und permanente Software-Updates erforderlich sind.

Die hohe Rechenleistung ist nötig, weil der Softwarecode von Autos immer länger wird. Hatte ein Auto vor zehn Jahren noch rund zehn Millionen Zeilen Softwarecode, wird die Software von automatisiert fahrenden Fahrzeugen zwischen 300 und 500 Millionen Codezeilen umfassen. Zur Einordnung: Eine Million Zeilen Softwarecode entsprechen 18.000 gedruckten Textseiten.

Rund 30 Prozent des Werts eines Fahrzeugs soll nach Berechnungen der Unternehmensberatung McKinsey Software künftig ausmachen; heute sind es lediglich zehn Prozent. Fahrzeugcomputer, die einen solchen Software- und Datenumfang handhaben, sind daher bald Standard in allen Fahrzeugen – von Kleinwagen über die Oberklasse bis zum 40-Tonner.

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Wie stark die Hersteller dabei auf die Zulieferer angewiesen sind, zeigen die bereits eingegangenen Aufträge für diese Hochleistungsrechner, die über 100 Steuergeräte im Auto ersetzen sollen und auf denen die Betriebssysteme laufen werden.

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Das Auftragsvolumen von Continental beträgt über vier Milliarden Euro, bei Bosch kamen allein im zweiten Halbjahr 2020 2,4 Milliarden Euro herein. Insgesamt spricht Bosch von „einem mittleren einstelligen Milliardenbetrag“ für die automobilen Superhirne. Weitere Abschlüsse in Milliardenhöhe sollen im laufenden Jahr folgen.

Allerdings ist auch den Zulieferern klar, dass ihre letzten revolutionären Innovationen in der automobilen Softwareentwicklung weit zurückliegen. Das erste Stabilitätsprogramm ESP hatte Bosch bereits 1995 in die S-Klasse von Mercedes eingebaut. Seither halten immer neue Fahrerassistenzsysteme Einzug ins Auto. Aber diese Entwicklung ist eher evolutionär. Die neue Architektur mit einem oder zwei Zentralrechnern nach dem Vorbild von Tesla bedeutet dagegen einen gewaltigen Umbruch.

Kooperationen mit Techkonzernen

Die alte Struktur vom Autobauer auf der einen und Zulieferern auf der anderen Seite wird dadurch aufgebrochen. Beide Seiten müssen sich in bestimmten Bereichen den Techkonzernen öffnen. Bei den Zentralcomputern sind die Zulieferer auf Chipunternehmen wie Nvidia und Qualcomm angewiesen. Bei der Entwicklung der KI benötigen sie die Rechenpower der Clouds von Amazon oder Microsoft.

So hatte Bosch zuletzt eine Cloud-Partnerschaft mit Microsoft verkündet, Continental eine mit Amazon. Viel weiter aber sollen die Kooperationen nicht gehen.

Die Zulieferer wollen die sogenannte Middleware, die grob gesagt die Basis für ein Auto-Betriebssystem bildet, selbst programmieren und Autobauern anbieten. Die Zulieferer entwickeln damit den nicht sichtbaren Teil der Software des Auto-Betriebssystems, der sicherstellt, dass alle Anwendungen miteinander interagieren können.

Platine für Fahrzeug-Steuergerät © dpa

Auf Grundlage dieser Middleware können die Autobauer ihre eigenen kundenspezifischen Programme, beispielsweise das Infotainmentsystem, die Sprachsteuerung oder Fahrerassistenzsysteme, aufspielen. Die Gesamtheit aus Middleware und einzelnen Programmen ergeben das Betriebssystem.

Dabei kommt den Zulieferern auch die Rolle der sogenannten „Systemintegratoren“ zu, wie es Continental-Chef Nikolai Setzer zuletzt in einem Interview mit dem Handelsblatt bezeichnete. Conti musste das allerdings beim ID.3 von VW erst schmerzlich erlernen.

Das Elektroauto kam wegen Softwareproblemen verspätet auf den Markt. Der ID.3 verfügt über zwei Zentralrechner. Einer davon kommt von Continental. Eines der Hauptprobleme war die Integration der Software. Die kam laut Konzernkreisen von rund 19 verschiedenen Zulieferern. Die jeweiligen Softwarebausteine aber kommunizierten nicht reibungslos miteinander.

Auf Initiative von Volkswagen und Continental wurde dann ein „War-Room“ eingerichtet, in dem alle beteiligten Zulieferer zusammensaßen, um das Problem zu lösen. Herausgekommen ist das sogenannte „Partner-Tool“. Es vereinfache und beschleunige die Integration von Software und sei Conti zufolge ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber der Konkurrenz.

Zulieferer bieten Software-Baukästen

Auffällig sind die sich ähnelnden Strategien der Zulieferer. Sowohl Continental als auch Bosch bieten Baukästen an, bei denen der Kunde nur Softwarekomponenten, aber auch die gesamte Architektur samt Hardware ordern kann. Bei Bosch lassen sich mit einem sogenannten „Hypervisor“ Speicher und Rechnerleistung auch aufteilen.

Inzwischen verfügt Bosch über eine Armada von Softwareentwicklern, die allein im vergangenen Jahr um zehn Prozent auf 34.000 aufgestockt wurde. Freilich arbeiten nicht alle am Gehirn des Autos. Aber seit Jahresanfang hat Bosch im neuen Geschäftsbereich Cross-Domain Computing Solutions insgesamt 17.000 Mitarbeiter mit Spezialauftrag zusammengefasst. „Die Einheit bündelt die Hard- und Softwareentwicklung für neue Elektronikarchitekturen im Fahrzeug“, hob Bosch-Chef Volkmar Denner hervor.

Abteilung für Software-Entwicklung bei Bosch © Bosch

Während Bosch in der Tradition des Hauses versucht, möglichst vieles in Eigenregie zu halten, macht ZF aus der Not eine Tugend. Der drittgrößte deutsche Autozulieferer setzt auf Kooperationen und Tempo. Beispielsweise hat ZF bereits 2017 noch vor Bosch und den Autobauern den begehrten Grafikchipdesigner Nvidia gewinnen können. Die Amerikaner liefern das Herzstück für den Hochleistungscomputer von ZF.

Auf der Automesse in Schanghai stellte ZF vor zwei Wochen die neueste Generation seines Zentralrechners ZF ProAI vor. „Er ist der derzeit flexibelste, skalierbarste und leistungsstärkste Supercomputer der Welt für die Automobilindustrie“, frohlockte Holger Klein, ZF-Vorstand für die Region Asien-Pazifik.

Der Rechner soll für jeden Fahrzeugtyp und für alle Stufen des automatisierten oder autonomen Fahrens geeignet sein. Serienstart für die neueste Version ist 2024. „Mehrere bedeutende Aufträge für unsere Hochleistungsrechner bestätigen unsere Vorreiterrolle bei der Intelligenz im Fahrzeug“, sagt Klein.

Die großen deutschen Autozulieferer Bosch, Continental und ZF stehen jedenfalls bereit, bei der Software im Auto mehr mitzureden als je zuvor. Das nötige Wissen und das Personal haben alle drei.

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