(报告出品方/作者:东北证券)
1. 核心观点
鸿蒙系统长期有望成为世界第三大操作系统,带动我国基础软硬件等领域发展。操作系统作为计算机硬件与程序之间的中介,天然形成以其为核心的产品生态。 Harmony OS 2 于 2021 年 6 月正式发布,是由华为研发、基于微内核设计、全场景 的分布式操作系统。这一系统面向万物互联时代,助力解决物联网碎片化等痛点, 我们认为长期有望成为世界第三大操作系统,并带动我国基础软硬件领域发展。
全球操作系统市场由少数产品主导,市场规模约 370 亿美元。操作系统具有平台产 品属性,由少数产品主导。当前全球操作系统市场上,Android、Windows 和 iOS OS X 占据超 95%份额。根据 Statista 预计,2021 年全球操作系统市场规模约 373.2 亿美元。
操作系统生态空间更为可观,可达万亿级别。操作系统提供商在可以获得授权费外, 还会通过应用市场、地图、邮件、搜索引擎等基础服务获取佣金或广告收入,2020 年仅全球智能手机应用市场佣金就超过 277 亿美元。除此以外,操作系统会影响用户使用体验,优秀的操作系统将带动相关硬件、软件销售。对标苹果 2020 年总营收 达 2745 亿美元,
鸿蒙生态建成后,产值或可达万亿元人民币。
鸿蒙系统面向万物互联设计,具有多种优势。鸿蒙系统是研发针对万物互联新时代 的全场景、基于微内核的分布式系统,相比于传统的宏内核、专门针对某类设备的系统,具有多种优势:一是适配不同内存容量设备,从操作系统底层实现统一;二是通过分布式技术,可以实现自由硬件组合,融合并发挥不同设备的特点;三是实现开发中多终端的业务逻辑和界面逻辑进行复用,提高开发效率;四是采用统一的极简交互方式,降低用户学习成本;五是采用分布式安全,突破单一设备限制。
生态体系建设是鸿蒙系统破局之路。操作系统作为平台产品,其发展并不能仅仅依靠操作系统本身和其开发者推动,而是需要依靠广大厂商、开发者形成的生态的共同推动。华为通过开源 Openharmony、成立
HarmonyOS Connect 生态品牌、加快设 备升级进度等等,加快鸿蒙生态体系建设,吸引更多厂商和开发者作为合作伙伴, 尽快突破市占率临界点,构筑生态护城河。
鸿蒙系统的发布为中国基础软硬件等领域发展带来了新的机遇,我们判断四条投资主线。四条投资主线:一是鸿蒙生态基础硬件设备商,提供
鸿蒙设备生产制造、开发所需的硬件如开发板、芯片等;二是鸿蒙生态软件开发商,参与鸿蒙操作系统、
鸿蒙应用程序等软件开发;三是
华为汽车业务合作伙伴,与华为共同构建优势互补的生态, 推进车机这一未来重要的智能终端的发展;四是使用鸿蒙应用程序提供服务的厂商,特别是操作系统预装的第三方软件,获得鸿蒙生态用户数量加持。
2. 全球操作系统当前市场规模约 370 亿美元,鸿蒙有望成为世界第三大操作系统
2.1. 操作系统当前格局:Android、Windows 和 iOS OS X 占据超 95% 份额
操作系统(OS,Operating system)是管理计算机硬件、软件资源并为计算机程序 提供通用服务的系统软件,作为计算机硬件与程序之间的中介。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务,同时为用户提供一个与系统交互的操作界面。 操作系统根据应用领域可以划分为服务器操作系统、桌面操作系统和嵌入式操作系统,从手机、游戏主机到服务器、超级计算机等都具有操作系统。
操作系统作为平台产品,市场呈现少数产品主导的形势。操作系统连接计算机用户和应用程序开发者、硬件开发者,具有平台产品属性。平台产品具有特殊性,两侧均有用户,其平台价值随着平台匹配双方的需求增加而增长,对任何给定用户的价值在很大程度上取决于网络另一侧的用户数量,两群体互相吸引形成“网络效应”。 操作系统就属于平台产品,使用多个操作系统 需要额外的硬件、软件和学习成本等,同一操作系统便于实现共享等功能。
当前 Android、Windows 和 iOS OS X 占据全球操作系统市场超 95%份额。截至 2021 年 5 月,手机、平板、台式电脑组成的操作系统整体市场中 Android、Windows 和 iOS OS X 全球市占率分别为 41.42%、30.86%和 16.09% 6.65%,共占据 95.02%份额;中国市占率分别为 50.49%、29.27%和 13.89% 1.67%,共占据 95.32%份额。具体至手机领域, Android 和 iOS 占据绝大部分市场,全球市占率分别为72.72%和26.46%,中国市占率分别为78.56%和20.45%。 桌面操作系统中,Windows、OS X 和 Linux 全球市占率分别为 73.54%、15.87%和 2.68%,中国市占率分别为 83.67%、4.79%和 0.42%。
Android 是智能手机操作系统市场的霸主,占据全球智能手机市场超 72%份额。 Android 公司早期方向是开发面向数码相机的操作系统,但是由于相机的市场规模有限,加上智能手机市场快速发展,Android 公司在 2004 年将研发产品定位为可以与 Symbian 和 Windows 竞争的手机操作系统。谷歌在 2005 年收购 Android 公司并接手研发,在 2007 年 11 月正式发布 Android 系统,并于 2008 年 9 月推出了第一款商用 Android 设备 HTC Dream。
Android 系统自推出后,市场份额不断扩大,截至 2010 年底,其在全球智能手机市场的份额已增长 到 33%,成为最畅销的智能手机平台。2011 年 11 月,全球市场上的 Android 设备超过 2 亿部,并在随后的几年间保持快速增长,截至 2014 年, 全球安卓设备数量已超过 10 亿台。2021 年 1 季度安卓手机在智能手机中出货量占 比达 83%。截至 2021 年 3 月安卓系统市占率为 71%,谷歌市场的应用数量达 292 万个;安卓系统月活跃用户超过 30 亿,为目前使用最多的操作系统。
iOS 坐稳第二大智能手机操作系统,占据全球智能手机市场份额超 26%。2007 年,iOS 随着第一代 iPhone 首次推出,随后陆续应用到 iPod 和 iPad 设备。2008 年 7 月,iOS应用商店开放并提供 500 款应用。截至 2011 年底,iOS 占据了 60%的智能手机和平板 电脑市场份额。2015 年,使用 iOS 的设备销量达到 10 亿台。苹果公司通常每年对 iOS 进行一次重要更新,并分别于 2015 年和 2019 年推出专用于 Apple Watch 和 iPad 的 watchOS 和 iPadOS 操作系统。
截至 2020 年底,iPhone 总共销售 18.5 亿台,活跃用户达 10.42 亿,iPad 销量达 5.58 亿台,苹果应用商店包含 340 万个应用程序和 9.3 万个游戏; iOS 系统在智能手机中市场份额占比约为 27%,2021 年 1 季度在智 能手机中出货量占比 17%,是当下使用规模第二大的移动操作系统。
2.2. 全球操作系统市场规模约 370 亿美元,生态价值空间更为可观
全球操作系统市场规模约 370 亿美元,增长较平稳。PC、
平板电脑、智能手机等终 端设备市场已发展多年,渗透率提升空间有限,全球销量较为平稳。作为电子终端设备中连接计算机硬件与程序之间的中介,操作系统的市场规模也较为稳定。预计 2021 年全球操作系统市场规模约 373.2 亿美元,2016 年至 2021 年间 年平均复合增长率为 2.37%。
微软向 OEM 厂商或其他用户收取操作系统授权费,谷歌仅针对欧盟区域收取。作为桌面操作系统市场的霸主,微软向预装 Windows 系统的 OEM 厂商收取授权费;个人用户也可以通过其官网购买授权,其中中国地区Windows 10家庭版售价为1088 元人民币,专业版售价为 1817 元人民币。2018 年 10 月,谷歌开始向欧盟区域使 用 Android 操作系统的设备收取每台最低 2.5 美元,最高 40 美元的授权费,作为对欧盟判决谷歌 43.4 亿欧元罚单的反击,而目前在其他区域谷歌未直接针对操作系统进行付费授权。苹果公司的 iOS 系统只用于其自身生产销售的硬件设备,因此不存在操作系统的收费授权的情况。
除授权费外,操作系统生态空间可观,仅智能手机应用市场佣金全球约为 277 亿美 元。操作系统是管理计算机硬件、软件资源,并为计算机程序提供通用服务的系统 软件,其与计算设备的硬件、应用软件共同为用户提供服务,同时操作系统具有平台属性,因此往往会形成以操作系统为核心的产品生态。为发展产品生态形成网络效应,操作系统提供商往往采取较少收取或不收取授权费,而对其提供的基础服务等进行收费,其预装的本公司软件程序等在市场竞争中也占有一定优势,形成其特有的商业模式。据统计,2020 年 Android 和 iOS 应用收入共 1110 亿美元,如果按照 25%的平均佣 金费率计算,仅智能手机应用市场佣金全球约为 277 亿美元。
2.3. 鸿蒙系统长期有望成为世界第三大操作系统,生态产值或可达万亿
鸿蒙系统作为针对物联网时代的操作系统,长期有望成为世界第三大操作系统。经过多年消费者业务的发展,华为已积累了大量的华为和荣耀品牌用户,2016-2020 年 五年间华为全球手机出货量达到 9.3 亿台。另据华为消费者业务 CEO 余承东在华为 Mate 40 系列全球线上发布会上介绍,华为应用市场月活用户已超过 5 亿。随着华为持续推进设备升级计划,叠加物联网时代到来,智能终端设备数量快速增长,微内核设计、分布式的鸿蒙操作系统长期有望超越 iOS 成为世界第三大操作 系统。
对标苹果,鸿蒙生态产值或可达万亿。操作系统会对硬件设备、软件服务等的用户体验产生影响,从而影响用户对相关硬件设备、软件服务等的购买情况,因此操作 系统生态往往较为涵盖较广,且界限较不清晰。苹果 2020 财年总营收为 2745 亿美元,其中硬件收入为 2207 亿美元,服务收入为 538 亿美元,由此可以预测鸿蒙操作系统成为全球第三大操作系统后,生态产值或可达万亿元人民币。
3. 2021 年发布鸿蒙 OS 2.0,针对万物互联具备多种优势
3.1. 华为 2021 年发布鸿蒙 OS 2.0,解决物联网发展痛点
3.1.1. 物联网目前存在痛点,万物互联尚需发展
物联网是未来发展趋势。互联网的发展经历了 PC 互 联网、移动互联网阶段,人与人之间可以凭借智能手机、平板电脑等随时随地连接。 物联网在此基础上进一步拓展形成,可以使物与物、人与物之间通过通信、数据传 输进行互联,结合大数据、边缘计算、人工智能、机器学习等技术,提高生产效率、 便利生活,是未来的发展趋势。
当前物联网发展存在兼容性差、碎片化等痛点。物联网发展呈现割裂、碎片化的特 征,一是由于物联网应用需求多样、设备形态多样、技术选择多样;二是物联网厂商希望增强用户粘性和品牌建设,注重加强自身生态建设, 造成不同生态间兼容效果差、信息流动不畅。这些现状阻碍了物联网的发展,跨体系开发带来更高学习成本;用户产品选择有限、操作繁琐;物联网信息不能实现互通,无法充分利用物联网信息优势。
类比 PC 互联网、移动互联网时代,推进物联网发展也需要专业操作系统支持。PC 互联网时代,Windows 操作系统主打图形化操作,直观简洁的操作模式替代了 Linux 系统的命令行操作,能够使非专业人士便捷使用,推动了 PC 互联网发展。移动互联网时代,iOS 操作系统和 Android 操作系统的推出,重新定义了手机,APP 应用程序拓展了手机功能。物联网发展也离不开适应物联网特点的专业操作系统支持, 提升开发者和用户的体验。
3.1.2. 中美科技竞争激烈,华为受制裁影响严重
华为作为通信领域领先企业,受到美国围堵、制裁。随着中国科学技术的进步,国内以华为、中兴、海康威视等为代表的高科技企业不断发展,威胁到了美国的科技领先优势。在 5G 通信技术方面,华为、中兴等中国企业领跑全球,华为、中兴的 5G 专利申报数占全球比例分别为 15.39%、9.81%(截至 2021 年 2 月),成为了美国科技竞争下被围堵、制裁的重点对象。华为及其子公司被列入出口管制的“实体名单”,如果没有美国政府的批准, 华为将无法向美国企业购买元器件,禁止获取在美国境内外开发和生产的美国技术和软件。
华为智能手机业务受美国制裁影响明显。美国对华为实施的轮番打压对华为的业务产生了影响,2020 年第四季度华为智能手机出货量在全球和国内市场分别同比下降 42.53%和 34.44%,全球和国内市场占有率下降 6.8 个百分点和 13.4 个百分点,2021 年第一季度华为更是掉出全球智能手机出货量前五名;华为可穿戴设备虽然 2020 年第四季度出货量仍保持同比增长,但增幅明显低于此前几个季度。2020 年 11 月 17 日,华为出售其子品牌荣耀相关业务。为了维持企业生存和发展,华为加快其从云计算到与 5G 技术相关的业务、包括
智能汽车等领域的多元 化发展。
3.1.3. 鸿蒙系统既是物联网痛点的解决方案,也是华为转型的努力
鸿蒙系统为不同设备协同提供统一基础,解决物联网碎片化痛点。鸿蒙 OS 系统是面向全场景的分布式操作系统,基于微内核设计,可以覆盖内存从 128K 到 GB 级的智能终端设备,真正实现物联网在底层的操作系统的统一,从而打破信息割裂、 碎片化的痛点,提高信息交换、利用效率,推动万物互联时代的发展。
鸿蒙系统助力华为消费者业务转型。通过发布鸿蒙系统,华为开始建设基于底层操作系统的、面向万物互联物联网时代的鸿蒙生态,将单一种类产品竞争转化为产品生态竞争,提升用户粘性和竞争壁垒,联合更多生态合作力量,助力业务转型。
3.1.4. 华为 2012 年开始自研操作系统,2021 年推出鸿蒙 OS 2.0
2021 年 6 月 2 日,HarmonyOS 2 正式推出。2012 年,华为开始规划自有操作系统, 标志了鸿蒙操作系统的起点。2017 年,
鸿蒙内核 1.0 完成了技术验证。次年,华为 将鸿蒙内核 2.0 应用于终端 TEE,并申请“
华为鸿蒙”商标。2019 年 8 月 9 日,鸿 蒙 OS 1.0 正式发布,1.0 版本是基于开源框架,其关键模块均为自研,率先适配于 华为
智慧屏。2020 年 9 月,华为面向第三方的设备发布鸿蒙 OS 开源版本,并发布 鸿蒙 OS 2.0 首个 Beta 版本,支持智能穿戴、车机等更多设备品类。同年 12 月,在 前一版本的基础上,华为更新了鸿蒙系统对手机的支持,并提供给开发者手机设备 Beta 功能。2021 年,在经历两轮 Beta 版公测后,6 月 2 日,鸿蒙系统正式开放面向用户的公测,开始大规模推送,鸿蒙商用时代正式开启。
3.2. 鸿蒙系统针对万物互联研发设计,具备多种优势
鸿蒙系统针对万物互联研发设计,具备多种优势。鸿蒙系统是研发针对万物互联新时代的全场景、基于微内核的分布式系统,相比于传统的宏内核、专门针对某类设备的系统,具有多种优势:一是适配不同内存容量设备,从操作系统底层实现统一; 二是通过分布式技术,可以实现自由硬件组合,融合并发挥不同设备的特点;三是 实现开发中多终端的业务逻辑和界面逻辑进行复用,提高开发效率;四是采用统一 的极简交互方式,降低用户学习成本;五是采用分布式安全,突破单一设备限制。
3.2.1. 微内核设计适配不同内存设备,实现底层操作系统统一
微内核设计使操作系统可以适配轻量级设备。内核是操作系统的核心部分,管理着系统的各种资源,是连接应用程序和硬件的一座桥梁,是直接运行在硬件上的最基 础的软件实体。从内核架构来划分,可分为微内核和宏内核。微内核设计理念是将系统服务的实现与系统的基本操作规则区分开,其用户服务和内核服务是在不同的地址空间中实现的,因此具有易于实现与调试、高可移植性、避免单一组件失效造成整个系统崩溃等优点,但也存在执行速度慢、性能可能受限的缺点。宏内核其户服务和内核服务是在同一的地址空间中实现的,通信成本低,性能较高,但尺寸较微内核大,可移植性较差。除两者以外,还有一种架构结合了宏内核和微内核,成为混合内核。
Harmony OS 采用微内核设计,实现不同设备统一 OS。微内核具有尺寸小的优点, 可以适用于轻量级设备;同时由于其服务进程在不同地址空间运行,在分布式系统中具有特别的优势,Harmony OS 即采用微内核设计。Harmony OS 整体遵从分层设 计,从下向上依次为:内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照“系统 > 子系统 > 功能/模块”逐级展开,在多设备部署场景下,支持根据实际需求裁剪某些非必要的子系统或功能/模块进行按需弹性部署,能够适配不同类别的硬件资源和功能需求,实现组件可有可无、可大可小和平台可大可小。
内核层采用多内核设计,适配不同内存设备。内核抽象层通过屏蔽多内核差异,对上层提供基础的内核能力,包括进程/线程管理、内存管理、 文件系统、网络管理和外设管理等。硬件驱动框架是 HarmonyOS 硬件生态开放的基础,提供统一外设访问能力和驱动开发、管理框架。
系统服务层提供鸿蒙系统核心能力。系统服务层是 Harmony OS 的核心能力集合, 通过框架层对应用程序提供服务。系统基本能力子系统集为分布式应用在 HarmonyOS 多设备上的运行、调度、迁移等操作提供了基础能力,由分布式软总线、分布式数据管理、分布式任务调度、方舟多语言运行时、公共基础库、多模输入、图形、 安全、AI 等子系统组成。基础软件服务子系统集为 Harmony OS 提供公共的、通用 的软件服务,由事件通知、电话、多媒体、DFX 、MSDP&DV 等子系统组成。增强软件服务子系统集为 Harmony OS 提供针对不同设备的、差异化 的能力增强型软件服务,由智慧屏专有业务、穿戴专有业务、IoT 专有业务等子系 统组成。硬件服务子系统集为 Harmony OS 提供硬件服务,由位置服务、生物特征 识别、穿戴专有硬件服务、IoT 专有硬件服务等子系统组成。
框架层为应用程序提供服务。框架层为 Harmony OS 应用开发提供了 Java/C/C /JS 等多语言的用户程序框架和 Ability 框架,两种 UI 框架,以及各种软硬件服务对外开放的多语 言框架 API。
应用层为原子化服务提供支持。应用层包括系统应用和第三方非系统应用。Harmony OS 的应用由一个或多个 FA(Feature Ability)或 PA(Particle Ability)组成。其中, FA 有 UI 界面,提供与用户交互的能力;而 PA 无 UI 界面,提供后台运行任务的能 力以及统一的数据访问抽象。FA 在进行用户交互时所需的后台数据访问也需要由对应的 PA 提供支撑。基于 FA/PA 开发的应用,能够实现特定的业务功能,支持跨 设备调度与分发,为用户提供一致、高效的应用体验。
建立不同尺寸设备使用统一操作系统的网络,打破物联网碎片化局面。鸿蒙系统的微内核设计以及可剪裁的子系统/功能/模块设计,使其能够应用于不同尺寸、需求的终端设备中,适应功耗、体积、成本等把控严格的物联网设备。通过在底层使用统 一的操作系统,减少设备间通信成本,提升物联网运行效率,将帮助打破物联网割 裂、碎片化局面,实现高质量应用。
3.2.2. 领先的分布式技术,实现自由硬件组合构建超级终端
自由硬件组合是消费电子设备发展的新跨越。随着物联网时代的来临,用户往往使用多个功能不同的智能设备,数量未来 还有进一步增加的趋势,如何能够发挥各个设备的独特优势、实现协同,覆盖更多 应用场景,使用户能够自由组合硬件将是消费电子设备发展的新跨越。
华为通过领先的分布式技术提升跨设备连接效果,自由硬件组合不再是梦想。鸿蒙系统通过分布式软总线、分布式设备虚拟化、分布式数据管理、分布式任务调度等 关键技术,在多种设备之间能够实现硬件互助、资源共享,构建场景化的超级终端。
分布式软总线提供设备间通信能力。分布式软总线是手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机等分布式设备的通信基座,为设备之间的互联互通提供了统一的分布式通信能力,为设备之间的无感发现和零等待传输创造了条件。开发者只需聚焦于业务逻辑的实现,无需关注组网方式与底层协议。通过该技术,可以达到 10ms 的端到 端低时延、2.4Gbps 的高有效吞吐和 30%的高可靠的抗丢包率,实现了蓝牙和 WiFi 异构网络的融合、自发现自组网和动态试验校准。
分布式设备虚拟化融合不同设备资源。分布式设备虚拟化平台可以实现不同设备的资源融合、设备管理、数据处理,多种设备共同形成一个超级虚拟终端。针对不同类型的任务,为用户匹配并选择能力合适的执行硬件,让业务连续地在不同设备间 流转,充分发挥不同设备的能力优势,如显示能力、摄像能力、音频能力、交互能 力以及传感器能力等。
分布式数据管理使数据突破单一设备限制。分布式数据管理基于分布式软总线的能 力,实现应用程序数据和用户数据的分布式管理。用户数据不再与单一物理设备绑 定,业务逻辑与数据存储分离,跨设备的数据处理如同本地数据处理一样方便快捷, 让开发者能够轻松实现全场景、多设备下的数据存储、共享和访问,为打造一致、 流畅的用户体验创造了基础条件。其分布式文件系统的远程读写能力是微软 Samba 系统的 4 倍,基本实现跨设备文件传输与设备内文件传输水平接近;分布式数据库 的 OPS 性能是安卓的 ContentProvider 的 1.3 倍,实现跨设备的数据读取速度超越同 设备内不同应用之间的数据读取;分布式检索的性能是 iOS Core Spotlight的1.2倍。
分布式任务调度实现跨设备资源配置。分布式任务调度基于分布式软总线、分布式数据管理、分布式 Profile 等技术特性,构建统一的分布式服务管理机制,支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、远程连接以及 迁移等操作,能够根据不同设备的能力、位置、业务运行状态、资源使用情况,以 及用户的习惯和意图,选择合适的设备运行分布式任务。
3.2.3. 一次开发多端部署,降低开发成本,提升多端用户体验
一次开发多端部署,提升开发效率。Harmony OS 提供了用户程序框架、Ability 框 架以及 UI 框架,支持应用开发过程中多终端的业务逻辑和界面逻辑进行复用,能 够实现应用的一次开发、多端部署,提升了跨设备应用的开发效率。其中,UI 框架 支持 Java 和 JS 两种开发语言,并提供了丰富的多态控件,可以在手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机上显示不同的 UI 效果。
降低多端开发成本,适应万物互联新时代。由于不同种类终端设备的硬件条件等不 同,软件往往开发不同版本,需要更长的开发时间和更高的开发成本,因此软件开放商往往专注于主要平台的开发与更新,导致其他平台上的软件体验效果不佳。而在万物互联的新时代,智能设备数量、种类都会出现明显增长,实现更好的跨平台体验和多设备协 同,需要开发者在不同终端上进行开发。
3.2.4. 统一的极简交互,克服阻碍物联网发展的学习成本
当前物联网连接较为繁琐,阻碍了物联网推广。物联网设备的连接需要经历发现、 配对、连接、组合、验证等步骤,目前大部分还需要用户自己进行多步骤操作,一 般还需要安装专门的软件进行设备管理。复杂繁琐的操作将相当部分的消费者挡在 了物联网时代以外,根据统计购买智能设备的消费者,其智能设备 APP 安装率不足 10%,而其中使用了智能功能的比例又不足 5%,极大地阻碍了物联网发展。
鸿蒙通过统一的极简交互,使更多用户能够享受物联网便利。华为为鸿蒙系统开发 了碰一碰能力这一多终端业务协同技术,依托 NFC 短距通信协议,向手机端应用和三方设备开放多设备触碰交互能力。一台装了鸿蒙系统的智能设备,只需要与手机轻轻一碰,就能成功建立连接。通过极简的、统一的交互方式,为用户提供手机到周边设备,多种业务无缝切换的极致体验,解决了应用 跨设备接续难、设备配网难、传输难的问题。这将扩大物联网智能设备的用户群体,提高物联网智能设备的购买意愿,更好推动物联网生态发展。
3.2.5. 分布式安全,突破单个设备单维度局限
鸿蒙系统通过分布式安全技术,突破单个设备单维度局限。鸿蒙操作系统极大地便利了多设备连接与协同,也使其安全验证可以突破单设备、单维度的局限,利用多个终端的数据及验证方式实现更高等级防护。鸿蒙系统的分布式安全包括分布式多 端协同身份认证来保证正确的人;通过在分布式终端上构筑可信运行环境来保证正确的设备;通过分布式数据在跨终端流动的过程中,对数据进行分类分级管理来保证正确地使用数据等。
分布式多端协同身份认证:
Harmony OS 基于零信任模型,实现对用户的认证和对数据的访问控制。当用户需要跨设备访问数据资源或者发起高安全等级的业务操作时,Harmony OS 会对用户进行身份认证,确保其身份的可靠性。
Harmony OS 使用多因素融合认证,通过用户身份管理,将不同设备上标识同一 用户的认证凭据关联起来,用于标识一个用户,来提高认证的准确度。
Harmony OS 使用协同互助认证,通过将硬件和认证能力解耦来实现不同设备的资源池化以及能力的互助与 共享,让高安全等级的设备协助低安全等级的设备完成用户身份认证。
在分布式终端上构筑可信运行环境:
安全启动确保源头每个虚拟设备运行的系统固件和应用程序是完整的、未经篡 改的。Harmony OS 还提供了基于硬件的可信执行环境来保护用户的个人敏感数据的存储和处理,确保数据不泄露。由 于分布式终端硬件的安全能力不同,对于用户的敏感个人数据,需要使用高安 全等级的设备进行存储和处理。
Harmony OS 使用基于数学可证明的形式化开发和验证的 TEE 微内核,获得了商用 OS 内核 CC EAL5 的认证评级。支持为具备可信执行环境的设备预置设备证书,用于向其他虚拟终端证明自己的安全能力。对于有 TEE 环境的设备, 通过预置 PKI设备证书给设备身份提供证明,确保设备是合法制造生产的。
设备证书在产线进行预置,设备证书的私钥写入并安全保存在设备的 TEE 环境 中,且只在 TEE 内进行使用。在必须传输用户的敏感数据时,会在使用设备证书进行安全环境验证后,建立从一个设备的 TEE 到另一设备的 TEE 之间的安全通道,实现安全传输。
分布式数据分类分级管理:
数据生成:根据数据所在的国家或组织的法律法规与标准规范,对数据进行分类分级,并且根据分类设置相应的保护等级,在其整个生命周期都根据对应的安全策略提供不同强度的安全防护。虚拟超级终端的访问控制系统支持依据标签的访问控制策略,保证数据只能在可以提供足够安全防护的虚拟终端之间存储、使用和传输。
数据存储:Harmony OS 通过区分数据的安全等级,存储到不同安全防护能力的分区,对数据进行安全保护,并提供密钥全生命周期的跨设备无缝流动和跨设备密钥访问控制能力,支撑分布式身份认证协同、分布式数据共享等业务。用户的个人敏感数据仅在分布式虚拟终端的可信执行环境中进行使用,确保用户数据的安全和隐私不泄露。
数据传输:为了保证数据在虚拟超级终端之间安全流转,需要各设备是正确可信的,建立了信任关系,并能够在验证信任关系后,建立安全的连接通道,按照数据流动的规则,安全地传输数据。 当设备之间进行通信时,需要基于设备的身份凭据对设备进行身份认证,并在 此基础上,建立安全的加密传输通道。
数据销毁:销毁密钥即销毁数据。数据在虚拟终端的存储,都建立在密钥的基础上。当销毁数据时,只需要销毁对应的密钥即完成了数据的销毁。
4. 鸿蒙的破局之路:生态体系建设
操作系统的发展离不开生态的发展。操作系统作为平台产品,连接着设备商、开发 者、消费者等用户,平台价值随着平台匹配的需求增加而增长。操作系统的发展并 不能仅仅依靠操作系统本身和其开发者推动,而是需要依靠广大厂商、开发者形成 的生态的共同推动。
4.1. 开源 OpenHarmony,促进厂商、开发者共同建设
顺应国际软件开发趋势,我国也启动开源生态建设。开放原子开源基金会是致力于开源产业公益事业的非营利性独立法人机构,也是中国首个以开源为主题的基金会。该基金会提供基础服务、法律服务、IT 设施和基础服务以及社区运营管理四类大的服务方向。服务范围包括开源软件、开源硬件、开源芯片及开源内容等, 为各类开源项目提供中立的知识产权托管,保证项目的持续发展不受第三方影响。
华为捐赠鸿蒙系统核心基础架构 OpenHarmony。2020 年 9 月,华为将开源项目 OpenHarmony 捐赠给基金会,加入孵化。2020 年 12 月博泰、华为、京东、润和、 亿咖通、中科院软件所、中软国际七家单位在基金会的组织下成立了 OpenHarmony 项目群工作委员会,开始对 OpenHarmony 进行社区治理。2021 年 6 月 1 日,开源基金会正式发布 OpenHarmony 2.0 Canary。
OpenHarmony 开源项目推动相关生态建设。OpenHarmony 项目目标是面向全场景、 全连接、全智能时代,基于开源的方式,搭建一个智能终端设备操作系统的框架和 平台,促进万物互联产业的繁荣发展。基于 OpenHarmony 1.0&2.0,OpenHarmony 系统已经基本完整,可以覆盖百 K 级内存及以上的全系列终端设备。众多开发合作伙伴将以开源社区为中心,分阶段快速迭代,不断完善系统能力,逐步构建起面向万物互联时代的 OpenHarmony 生态。在 全球范围内有兴趣、有需要的组织和个人都可以基于开源项目的章程参与 OpenHarmony 开源项目,实现共商、共建、共享、共赢。
4.2. 全新生态品牌 HarmonyOS Connect,统一消费者、伙伴认知
华为提出全场景的“1 8 N”战略。2019 年 3 月 14 日,华为首次提出了“1 8 N” 战略中,6 月,华为又对它的含义进行了更新。其中“1”指的是智能手机;“8”指的是 8 类重点产品,包括 AR/VR 设备、电脑、平板、智慧大屏、可穿戴设备、音 箱、耳机和车机;“N”指的是其他的物联网设备,覆盖移动办公、
智能家居、智慧出行、运动健康、影音娱乐五大场景。“1”和“8”包含的产品主要由华为出品,“N” 则主要来自于合作伙伴,此外华为还为设备间连接提供支持。华为计划通过“1 8 N”战略打造全场景智慧生活生态,从手机产品作为消 费者业务核心转向万物互联布局。
华为启用全新品牌 HarmonyOS Connect。2021 年 5 月 18 日,在上海的 HarmonyOS Connect 伙伴峰会上,华为正式宣布升级全场景智慧生态的硬件生态品牌,将 HUAWEI HiLink 与 Powered by HarmonyOS 两大品牌全面升级为 HarmonyOS Connect。HarmonyOS Connect 生态合作伙伴计划,是华为 1 8 N 全场景战略的落地计划,依托华为 HMS Core、HarmonyOS、硬件、芯片、云服务等软硬件开放能力,为设备商、解决方案提供商、模组商等广大智能硬件合作伙伴提供全方位赋能,使合作伙伴设备快速融入华为 1 8 N 的全场 景智慧生活,实现商业共赢。
目前已有多家企业加入生态合作伙伴计划,生态建设逐步开展。自 2021 年 6 月 2 日,Harmony OS 2.0 版本正式发布,鸿蒙生态建设成为相关厂商焦点。已有数百家企业加入 HarmonyOS Connect,知名家电企业美的、九阳、老板电 器、方太、苏泊尔等都已有搭载了鸿蒙系统的家电产品在售。
4.3. 华为着力推进开源进度和设备升级计划,尽快突破市占率临界点
鸿蒙生态建设需要尽快突破网络临界点。对于操作系统这种平台产品来说,挑战往往是要建立足够的初始价值, 以激励早期采用者开始使用该产品。华为通过推进开源进度和设备升级计划,尽快完成鸿蒙系统市占率目标的实现。
华为将进一步进行鸿蒙系统开源。华为上线第三阶段的鸿蒙系统源代码,面向内存 4GB 以上的设备将极大提升 OpenHarmony 的开源进度和适用范围,吸引更多厂商进入鸿蒙生态建设。目前主流智能手机操作系统 iOS 和 Android 大版本更新时间间隔往往在一年左右,因此预测鸿蒙将于 2022-2023 年完成第四阶段代码建设,“1 8 N”全场景战略中的智能汽车生态建成;2025 年鸿 蒙将完成第五阶段代码建设,成为主流操作系统。
华为推进设备升级计划。华为设备是鸿蒙系统的生态的核心和基础,其升级鸿蒙系统的进度相当程度上决定了鸿蒙生态的建设进度。在 Harmony OS 2.0 版本发布会后,华为公布了百机升级计划,Mate40、P40 等较近期发行的机型可以直接升级, 后续还会对过去的机型包括荣耀品牌机型安排升级。而在实际的升级工作中,可升级的设备型号覆盖快于原有计划。
4.4. 物联网生态是未来竞争的重点,已有多家企业进行布局
4.4.1. 谷歌推出 Fuchsia OS,作为其物联网时代下一代操作系统
Fuchsia OS 是谷歌开发的基于微内核的操作系统。与基于 Linux 内核的 Chrome OS 和 Android 等不同,Fuchsia 基于新的名为 Zircon 的微内核,支持 arm64 和 x86-64 架构,支持 C、C 、Rust、Go、Python、Dart 等语言。其微内核并不追求极简,有 超过 170 个系统调用,远远超过典型的微内核,更注重实用性。Fuchsia 的设计目 标之一是可运行在众多的设备上,包括移动电话和个人电脑。
Fuchsia OS 已其 Nest Hub 产品上更新。2019 年 6 月 28 日,Fuchsia OS 的开发者网站 Fuchsia.dev 正式上线。2020 年 12 月 8 日,Fuchsia OS 首次在 Google Open Source 博客亮相。2021 年 5 月 25 日,谷歌向初代 Nest Hub 智能显示 器推送 Fuchsia OS,但其 UI 和功能并不会出现变化,只是将运行 Fuchsia OS 并替 换其原有的基于 Linux 内核的 Cast OS。
Fuchsia OS 基于模块化设计。Fuchsia OS 设计原则包括安全、可更新、开源、务实。 在这些设计原则的指导下,Fuchsia OS 采用了模块化设计,几乎所有东西都是一个模块(component),是可执行软件的单元,每个模块都执行特定的任务,并且可以与其他模块组合以实现复杂的应用程序,用户可以根据需求组装模块构成应用程序。
鸿蒙系统与 Fuchsia OS 的对比。鸿蒙系统与 Fuchsia OS 都采用了微内核、模块化设计,以达到适配不同内存的硬件设备的目标。在具体微内核选择上,华为采用 了 Linux kernel、Lite OS 等多内核,谷歌则采用了全新的 Zicon 内核。鸿蒙系统与 Fuchsia OS 都是面向跨平台设备,但鸿蒙系统明确为分布式系统,而 Fuchsia OS 还没有相关信息。目前鸿蒙系统应用是领先于 Fuchsia OS 已进入实际大规模公测阶段, 而 Fuchsia OS 仅向其一款设备推送更新作为测试并尚未正式举办发布会。鸿蒙系统 与 Fuchsia OS 的定位较为相似,都是面向未来万物互联时代开发,未来存在竞争关系,但 Fuchsia OS 发展可能受到相当成熟的 Android 生态影响。
4.4.2. 小米推出 Xiaomi Vela 物联网嵌入式软件平台,专注轻量级设备
小米推出 Xiaomi Vela 物联网嵌入式软件平台。Xiaomi Vela 软件平台是基于开源嵌入式操作系统 NuttX 打造的物联网软件平台,能够运行在各种芯片平台,尤其适合物联网设备。当前物联网市场是巨大但碎片化的,物联网产品之间和技术之间都有相当多的差异。Xiaomi Vela 致 力于打通所有应用场景、打通碎片化的 IoT 应用,为物联网的繁荣构建基础设施。
鸿蒙系统与 Xiaomi Vela 的对比。鸿蒙系统与 Xiaomi Vela 都采用了微内核架构,分 别提出了模块化和可剪裁的概念。在具体微内核选择上,华为采用了 Linux kernel、 Lite OS 等多内核,小米则采用了开源的 Nuttx 内核。鸿蒙系统是面向的是跨平台设 备,目标建设新的万物互联生态;而 Xiaomi Vela 则针对算力受限的轻量级设备,与 Linux、Android 互补共生。鸿蒙系统明确为分布式系统,而 Xiaomi Vela 还没有相关 信息。目前鸿蒙系统应用是领先于 Xiaomi Vela 已进入实际大规模公测阶段,而 Xiaomi Vela 已支持小米 IoT 模组,但还尚未有外部测试。小米经过多年布局和发展, 已经形成了较为完善的封闭米家生态链,易于 Xiaomi Vela 的应用和推广,但未来生 态扩展较为受限。
4.4.3. 鸿蒙系统既占据优势,也面临挑战
鸿蒙系统既占据优势,也面临挑战。相比于其他面向万物互联时代的操作系统,鸿蒙系统具有分布式、统一 OS 等优势,大规模公测阶段的应用进度也较为领先,多年来华为也积累了大量的用户和设备。由于华为无法得到先进制程芯片,其“1 8 N”战略的核心手机业务无法正常开展,必须主要依靠存量客户升级系统,对生态建设较为不利。此外,华为战略的“N”部分主要依靠生态伙伴支持,存在推广进度较慢的风险。华为鸿蒙系统的发布,标志着其从应用层面向 操作系统底层的升级,不仅为华为本身带来机遇,也为鸿蒙生态乃至中国软件生态 带来了新的机遇。
5. 关注鸿蒙产业链长期成长价值
鸿蒙系统的发布为中国基础软硬件等领域发展带来了新的机遇,推荐关注产业链长 期成长价值。鸿蒙系统的发布,为我国基础软硬件等领域产业生态,在物联网新时代的发展带来了新的机遇。同时操作系统生态的建立,不是一蹴而就的,需要广大厂商、开发者乃至消费者共同发展,推荐关注鸿蒙产业链长期成长价值。
我们判断鸿蒙生态有四条投资主线。鸿蒙操作系统有望成为全球第三大操作系统, 其应用和发展将带动我国硬件设备、软件开发等相关产业,为计算机行业带来重要 的投资机会。我们判断鸿蒙生态有四条投资主线:一是鸿蒙生态基础硬件设备商, 提供鸿蒙设备生产制造、开发所需的硬件;二是鸿蒙生态软件开发商,参与鸿蒙操作系统、鸿蒙应用程序等软件开发;三是 HUAWEI HiCar 生态合作伙伴,与华为共同构建优势互补的生态,推进车机这一未来重要的智能终端的发展;四是使用鸿蒙应用程序提供服务的 厂商,特别是操作系统预装的第三方软件,获得鸿蒙生态用户数量加持。
5.1. 鸿蒙生态建设带来基础硬件需求,开发板率先受益
鸿蒙开发板率先受益。鸿蒙生态处于建设初期,硬件设备厂商、软件开发厂商多处 于研发、调试阶段,嵌入式系统开发需求较大,因此支持鸿蒙系统的开发板作为开 发工具将率先受益。目前华为开发者联盟生态市场的鸿蒙专区,共上架了 10 款支持鸿蒙系统的开发板,覆盖了智能家居、摄像头、蓝牙键盘、物联网等应用领域。
5.2. 软件开发持续支撑鸿蒙生态发展
鸿蒙系统代码尚处于发展阶段,软件开发需求旺盛。鸿蒙系统于今年正式公测 2.0 版本,面向未来万物互联时代,还需持续进行更新迭代促进系统升级建设,操作系统及应用的软件开发需求十分旺盛。鸿蒙生态开发汇聚 了多家企业、单位、个人的力量,2020 年 12 月博泰、华为、京东、润和、亿咖通、 中科院软件所、中软国际七家单位在开放原子开源 基金会的组织下成立了 OpenHarmony 项目群工作委员会,截至 2021 年 5 月,信通院泰尔实验室、好叭科技、华秋电子、软通动力、思必拓科技等单位正陆续协商加 入项目群过程中。
5.3. 布局车机智能终端,共建智能网联汽车生态
车机是未来重要的智能移动终端。随着汽车电动化、智能化、网联化、共享化的发展,汽车除了基本的驾驶属性之外,其智能移动空间属性逐渐凸显。车机作为智能汽车的终端,将成为万物互联重要的节点,是全场景智能解决方案的重要组成部 分。
车机是华为“1 8 N”全场景战略的重要发力点。华为在万物互联时代提出了“1 8 N” 全场景战略,而在“8”部分中,除车机外,华为均有自身产品。由于车机连接驾驶 员、车辆控制系统等,与其他移动智能终端相比具有一定特殊性,华为选择聚焦其 ICT 技术优势,与车企、零部件厂商、相关软件商等共同构建优势互补的智能网联 汽车生态。
华为汽车业务可总结为“一个架构为基础、三个平台为发展重点、联接和云服务并 举”。CC 架构采用分布式 网络+域控制器的方案,推出了三大平台:CDC 智能座舱平台、VDC 整车控制平台和MDC 智能驾驶平台。在 CDC 智能座舱平台上,华为打造了鸿蒙座舱操作系统 HOS。在 VDC 整车控制平台上,华为推出了智能车控操作系统 VOS,并对基础 OS 开源,支持非
华为芯片。在 MDC 智能驾驶平台上,华为开发了智能驾驶操作系统 AOS,使用昇腾 AI 芯片、鲲鹏高性能 CPU 等提供支持,并将自研激光雷达、毫米 波雷达等传感器。
华为与车企的合作方式主要可以分为三类。第一类是华为向车企提供 HiCar 解决方 案,将移动设备和汽车连接起来,延展手机的应用和服务至汽车,实现手机为核心 的全场景体验,给消费者创造智慧出行体验。这一类合作方式最为广泛,2020 年 10 月,华为宣布已与 20 车厂合作 150 款车型,2021 年计划预装超 500 万台,比亚迪 汉、新宝骏 RC-6 等车型已支持 HiCar。
第二类合作方式是华为向车企提供自动驾驶解决方案。华为与北汽新能源合作打造 了的高阶自动驾驶量产车——极狐阿尔法 S 华为 HI 版,该车型是首款搭载华为高 阶自动驾驶 ADS 的量产车型,搭载 3 颗激光雷达、400Tops 算力、高精地图,能准确提取车道及红绿灯信息,为用户缔造全天候全场景的自动驾驶体验。此外,阿尔 法 S 华为 HI 版首个搭载鸿蒙 OS 智能座舱,可实现多终端设备协同,让用户真切体验到万物互联。
第三类合作方式是华为向车企提供自动驾驶以外的产品、服务。华为与小康股份合作推出赛力斯
华为智选 SF5 车型,联合开发双电机智能四驱动力系统,前驱使用 SEP 200 交流异步电机,后驱采用 HUAWEI DriveONE 三合一电驱动系统,集成了电机控制器、电机和减速器,同时还支持 HUAWEI HiCar 智慧互联功能、HUAWEI SOUND 系统。在软硬件合作外,赛力斯华为智选 SF5 车型成为首个华为智选生态汽车产品,正式入驻华为旗舰店,并通过华为全国的零售渠道网络 进行销售,获得
华为销售渠道加持。
5.4. 鸿蒙应用程序独具特色,预装软件获生态流量加持
鸿蒙应用程序独具特色,提升用户体验。鸿蒙系统创新的原子化服务能够使用户无需打开 App 即可直接看到想要的信息,服务卡片可以依据需求进行显示,极大地便 捷了操作。此外鸿蒙作为分布式系统,可以提供跨端应用服务,丰富用户体验。鸿蒙 应用程序的便捷体验,将为使用该程序提供服务的厂商带来更多优势。
预装软件厂商获鸿蒙生态流量加持。操作系统往往会预装一些软件,为用户提升初 始使用体验,同时也有利于预装软件积累客户,提供了宝贵的宣传机会。鸿蒙系统目前预装了 WPS、万兴喵影等第三方软件,鸿蒙用户增长、生态发展将为他们的发展加持流量,提供新的动力。
5.5. 重点企业分析
5.5.1. 中科创达
全球领先的智能操作系统产品和技术提供商。公司以智能操作系统技术为核心,聚 焦人工智能关键技术,助力并加速智能软件、智能网联汽车、智能物联网等领域的 产品化与技术创新,为智能产业赋能。
国内 Royalty 预计持续放量,智能汽车业务高景气有望持续。在智能驾驶领 域开始逐步拓展的背景下,伴随下游客户车型逐步量产,后续 Royalty 占比有望逐 年提升。2021 年上半年公司智能网联汽车业务实现营业收入 4.93 亿元, 较上年同期 增长 70.06%。考虑当前智能座舱和自动驾驶软件在汽车行业渗透率快速提升,预计公司智能汽车业务将保持高景气度,2020-2023 年复合增长率有望超过 50%。
HarmonyOS 2.0 首批生态合作伙伴,共建全场景智慧生态。公司旗下子公司创思远达成为业内率先完成 HarmonyOS Connect 全套餐集成适配,面向嵌入式WiFi BLE芯片的操作系统,支持鸿蒙碰一碰配网以及HarmonyOS Connect, 能有效缩短客户产品鸿蒙适配、HiLink 对接周期;可广泛应用于智能家居、智能照 明等面向个人、家庭和行业的物联网产品和解决方案。
5.5.2. 金山办公
国内领先办公软件和服务提供商。公司主要从事 WPS Office 办公软件产品及服务 的设计研发及销售推广。在移动互联网市场, WPS Office 移动版已经成为国内市场中月活跃用户第一位的移动端办公软件产品。
授权业务、订阅业务均实现快速增长。疫情带来的影响促进云办公加速渗透,公司 付费用户数强劲增长,用户留存率保持提升态势。2020 年,公司办公软件授权业务 同比增长 61.90%;办公服务订阅业务同比增长 63.18%,MAU 增速显著。截至 2020 年 12 月 31 日,公司主要产品 MAU 为 4.74 亿,同比增加 15.33%,环比增加 3.72%, 其中 PC 版月度活跃用户数 1.85 亿,同增 20.13%;移动版月度活跃用户数 2.82 亿, 同增 13.71%。
迎鸿蒙生态机遇,有望进一步提高市占率。2021 年 6 月 2 日,华为正式发布首个全 场景分布式操作系统 Harmony OS 2 和搭载 Harmony OS 2 的产品,正式实现商用。 公司 WPS 办公软件支持鸿蒙系统,并将作为鸿蒙预装软件,迎来新操作系统生态机遇,将加速产品推广,进一步提高市占率。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库官网】。
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