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华为鸿蒙操作系统深度研究:鸿蒙的现在与未来
来源:未来智库
2022-08-18 15:25:20
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(温馨提示:文末有下载方式) 报告综述: 鸿蒙的现在:备胎多年,转正在即。今年 6 月,华为曾表示,“最快今年秋天,最 晚明年春天,华为自研操作系统即将面世”,市场对鸿蒙操作系统在8月 9 日华为 开发者大会上正式公开亮相充满期待。我们预计,华为可能会在本次大会上宣布方 舟编译器开源,同时邀请开发者基于方舟编译器进行App开发,为未来鸿蒙生态的 建立做铺垫。 鸿蒙的技术特征:微内核、方舟静态编译器、EROFS文件系统。我们预计,鸿蒙系 统将采用微内核架构提升系统稳定性,借助方舟编译器提升鸿蒙性能,通过 EROFS 稳健系统从系统底层提升系 统流畅度,三大底层 技术支持与业界重量 级人物领衔为 鸿蒙的面世保驾护航。 鸿蒙的未来:三大趋势明确,开源、平台化和生态搭建。参与开源,与前辈高手过 招,是最容易的成长方式; 鸿蒙系统剑指打通手 机、电脑等多种硬件 ,统一成一个 操作系统,并兼容安卓与全部的 Web 应用,实现软硬件平台一体化的目标;未来如 何吸引到更多的应用开发者 提供优质、稳定的软 件应用产品,避免仅 仅局限在华为 自身的机器和硬件上发展, 是对华为最大的考验 ,这也将决定鸿蒙能 走得多远,操 作系统层面的竞争可谓“得生态者得天下”。 鸿蒙是安可、5G、云计算的交汇核心,是生态级别的安可。我们在以往的报告中多 次强调,安可、5G、云计算将是未来的三大科技主线,而操作系统作为衔接硬件与 上层软件之间的支撑,是影 响软件产业配套的核 心技术,无论对于支 撑软件产业发 展,还是保障信息安全,作用都十分重要 。可以说,鸿蒙生态是安可核心领域之一, 是生态级别的安可。 报告内容:一、 鸿蒙的现在:备胎多年,转正在即 备胎多年,转正在即。华为内部有一个代号叫“2012 实验室”,它是华为整个前沿和基 础科学研究组织的总称,主要研究方向包括芯片、新一代通信、云计算、音频视频分析、 操作系统、数据挖掘、机器学习等,专注于新兴科技发展方向,面向未来进行 5-10 年的 长期布局。2012 实验室旗下有多个以科学家的名字命名的实验室,如香农实验室、高斯 实验室、欧拉实验室等等,根据《21 世纪经济报道》于 2019 年 5 月 26 日的报道,由 欧拉实验室负责研发华为的操作系统,属于内部绝密项目。此外,2019 年 5 月 24 日, 国家工商总局商标局网站显示,华为已申请“华为鸿蒙”商标,适用于第 9 类别和第 42 类别,上述类别中包括了“操作系统程序”、“计算机操作软件”、“计算机操作软件”等 子类型,申请日期为 2018 年 8 月 24 日,同时华为在加拿大、墨西哥、西班牙、澳大利 亚等国也提交了“鸿蒙”的商标注册申请,对应的分类也包括了操作系统。上述种种迹 象基本证实了华为自研操作系统的名字正是“鸿蒙”。 2019年 7 月 5 日,华为官方正式发布了2019年开发者大会邀请函,将于 2019 年 8 月 9 日至 8 月 11 日在东莞松山湖举行面向全球开发者的 2019 年开发者大会。而在今年 6 月份,华为消费者业务CEO余承东曾公开表示,“最快今年秋天,最晚明年春天,华为 自研操作系统即将面世”,市场对鸿蒙操作系统在本次开发者大会上正式公开亮相充满期 待。我们预计,本次开发者大会上华为官方可 能会对方舟编译器宣布开源,同时邀请开 发者加入这一新生态,基于方舟编译器进行 App 开发,为未来鸿蒙生态的建立做铺垫。 二、 技术特征:微内核/方舟静态编译器/EROFS文件系统 2.1实力和经验为鸿蒙面世保驾护航 安全领域操作系 统研发小试牛刀。 鼎桥通信技术有限公司(以下简称鼎桥)是由华为技 术与西门子通信合资组建的企业(后 2013 年 7 月诺基亚收购诺基亚西门子通信),致力 于 TD-SCDMA 无线接入网络设备的研发、销售和服务,是TDD(Time Div ision Duplexing, 时分双工)无线通信设备领域的领军企业。鼎桥基于开源 Linux 系统开发了一款移动化 办公操作系统 TDOS,基于国产麒麟芯片,主要应用于手机终端,其框架及系统所有模 块均实现了完全的国产、自主化研发,技术成熟可控。 业界重量级人物 领衔鸿蒙研发团队。 根据凤凰网以及搜狐科技的报道,上海交通大学的 陈海波教授、陈榕副教授参与了华为操作系统的研发工作,并以项目《虚拟计算环境的 低时延关键技术及应用》在 2018年获得了教育部技术发明一等奖。陈海波教授是操作 系统领域的世界级资深专家,其于 2011 年底离开留校任教的复旦大学加入上海交通大 学,带领交大的团队在操作系统领域从名不见经传冲入世界前 6。陈海波教授 2017 年接 受华为的offer,成为内核实验室的主管,并于 2017 年成为操作系统顶级会议 SOSP 的 两位联合主席之一(另一位是 Lidong Zhou)。2019 年 1 月,上海交通大学与华为技术 有限公司战略合作高校签约仪式暨合作年度工作会议在上海交大举行,华为将与上海交 大开展全面合作,除了传统的通信领域外,在 AI、操作系统、热设计、芯片、光通信、 车联网等学科以及更多的基础学科开展合作与发展。会后华为领导又参观了交大多个实 验室,其中包括华为-交大 ARM 高性能计算联合创新中心。 2.2 微内核架构稳如磐石 预计 鸿蒙系统 采用微内 核架构提 升系统稳 定性。内核在操作系统中是一个基 本的单元, 负责管理系统资源。一般来说,内核分为宏内核(macro kernal,也称大内核)和微内 核(micro kernal)。 ü 宏内核的所有内核服务都运行在同一个单独的地址空间,相互之间可以直接调用函 数,使用起来简单高效,但是缺点也很明显,宏内核的功能块之间的耦合度太高造 成修改与维护的代价较高,且一个服务的异常可能导致整个系统的崩溃,例如谷歌 的安卓系统就采用了宏内核的架构,用户经常会遇到手机系统崩溃死机的问题。 ü 微内核的子程序被划分为多个不同的进程,它们通过 IPC(Inter-Process Communication,进程间通信)进行通信,子程序的数据输出存储在内存的堆栈中, 方便其他进程调用,模块化程度和稳定性更高,单个服务的异常失效不会影响其他 的服务运行,并且可以做到子程序的单独开发调试,使得可移植性也更好。但是由 于 IPC 机制涉及到内核空间和用户空间的上下文切换,导致 IPC 的开销大于函数调 用,相比宏内核在一定程度上会降低整体的运行效率。 更形象地说,微内核是一个信息中转站,自身完成的功能很少,主要是传递一个进程对 另一个进程的功能请求,而宏内核则是一个大主管,把内存管理、文件管理等等全部接 管。我们预计,鸿蒙为提升系统稳定性,将会采用 微内核架构,并通过方舟编译器弥补 运行效率。 2.3 方舟编译器破解虚拟机硬伤 十年磨一剑,方舟编译 器成为鸿蒙性能提升的利器。 在方舟编译器面世之前,华为已经在编译器研发上积累多年,早在 2009 年华为就创建了编译组,2013 年推出自研编译器HCC ,助力华为在移动通信领域领先行业。方舟编译器是华为为了提升安卓系统的编译 效率推出的一项系统和应用的编译运行机制,解决安卓系统边解释边运行的低效问题,助力鸿蒙性能大幅提升。 安卓编译器存虚拟机机制硬伤。安卓程序多数由 Java 语言(或者其他 JVM语言,Java Virtual Machine)编写,java 源文件通过编译生成.class 文件,然后被打包成 DEX 字节码文件,最后通过 Dalvik(安卓 5.0 之前,主要通过解释执行和 JIT,Just In-Time)或者 Art 编译器(安卓 5.0和 6.0,使用 AOT,Ahead Of Time 编译方式)翻译成计算机能读懂二进制的机器码。由于经常运行的程序占比不高,安卓采取了在安装过程放弃 AOT 以加快安装速度。而安卓 7.0 再次加入了 JIT 编译器,并引入 了 Mterp 解释器。安卓系统一直在安装速度、空间占用和运行速度上寻找一个平衡 点,解释执行、JIT、AOT 同时存在,虽然相比从前的 JIT Dalvik效率提升了不少, 但仍旧比编译型语言速度慢。 方舟编译器绕过 VM 虚拟机,通过静态编译和垃圾回收机制优化提升性能。方舟编 译器一举绕过了目前安卓系统的虚拟机机制(该机制受制于手机系统资源,仅能使用简单优化算法),在应用开发阶段通过静态编译将源文件编译成.SO 可执行文件(一套机器码,文件大概率会比目前安卓下的大,但安装后删除并不占用系统空间), 并能针对多语言进行联合优化,运行时无需产生跨语言带来的额外消耗,提升程序的运行效率。此外,方舟编译器还提供了更高效的垃圾回收机制,回收时无需暂停应用,随时用随时回收,大大提高运行速度。 实验室性能数据提升明显。根据华为实验室的测试数据,EMUI 9.1 中仅仅对系统组 件 System Server 使用方舟编译器进行优化,就可以带来 24%的系统流畅度提升, 系统响应性能提高 44%,目前第三方有微博极速版进行了适配,根据华为给出的统 计数据,操作流畅度可以提升 60% 。 方舟编译器生态的建立是重中之重。上面提到安卓的重大缺陷是虚拟机 VM机制, 这也并非安卓技术团队无法通过技术手段绕过,但是App 开发者必须按照新的标准重新编译应用安装包并打包上架应用市场。编译器生态的推广必须得到App 开发厂 商的支持和配合。这一点也得到了一个细节印证:方舟编译器的发布会上,官方使 用的表述方式是希望“App开发厂商尽快使用”,而非“手机厂商”。目前华为已经 制定了方舟编译器的开源时间表:2019 年 8 月对框架代码开源(华为开发者大会将 在 8月 9 日-11 日举行),11月对完整编译器代码开源,开发者将可以正式使用方舟 编译器。此外,方舟编译器编译是基于ARM 指令集开发,全面开源也将意味着其 它厂商的安卓系统也可以使用。顶 层 的 鸿蒙生态 搭建呼之欲出。 方舟编译器的前端、后端结构尚待官方明确。目前计算机高级语言种类很多,例如 Java、C、C 、ojc、C#、Swift 等,而机器语言也包括 Arm、X86、mips、vliw、 alpha 等。要实现将多种高级语言编译为多种机器语言,现代编译器通常需要分为前端和后端两部分结构,其中前端机构将高级语言转化为中间统一代码,后端结构再将中间代码编译为机器代码。目前比较流行的前端有gcc 和 clang,后端有 llvm 和 gcc,目前海思的鲲鹏芯片尚未看到成熟的对 llvm 的支持,我们预计方舟编译器 大概率会采用 clang 或者以 clang 为基础的自研前端加上 gcc 的后端结构,具体结 构尚需未来(预计2019 年 8 月)官方框架代码开源后验证。 鸿蒙将兼容安卓和 Web 应用,打通多终端壁垒,剑指平台化发展。2019 年 5 月,华为 消费者业务 CEO 余承东曾透露,鸿蒙将打通手机、电脑、平板、电视、汽车、智能穿戴 等消费电子产品,统一成一个操作系统,并兼容安卓与全部的Web 应用。上述表述与国 家知识产权局商标局网站显示的鸿蒙的注册申请类别可以相互印证,后者出现了如“智 能手机”、“计算机操作程序”、“平板电脑”、“编辑图像 、声音和视频用计算机程序”、“图 形加速器”、“音频和视频设备操作控制用计算机软件”、“无线内容传送用计算机软件” 等类别信息,彰显华为将借助鸿蒙打通多终端操作系统的决心。 2.4 事半功倍的 EROFS 文件系统 EROFS(Extendable Read-Only File System),可扩展制度文件系统,又称做为超级文件 系统,是华为公司自研的一项提升手机随机读写性能的文件系统和运行机制,它提升了 安卓系统分区(相当于电脑 C 盘)的随机读性能,从系统底层提升手机流畅度,首次搭 载在 2019 年 3 月 26 日发布的 P30 系列中。 系统 ROM 的读写性能大幅提升。EROFS 具有实时文件压缩能力,系统文件以不同的压缩率存储在 ROM 上,而上层应用读取时,读取和解压缩同时进行,通过高 效先进的压缩算法,有效缩减了传输的文件大小,提升了读取文件的性能,而对于上层应用,解压操作并不可见。同时避免在内存紧张时低效地反复读数据、解压缩数据带来的整机卡顿问题。 节省空间。EROFS 支持文件压缩存放,系统文件是以压缩后的格式存储在 ROM 上, 根据华为官方提交的源码注释,EROFS 保证压缩后的数据都是按照 4KB 的数据块存储,而操作系统读写也正好是4KB 为基本单位,使得每个 4KB 数据块解压后的数据所包含的冗余变少,更加节省空间。 加固系统文件安全。EROFS 系统的文件是天然只读的,不可被第三方改写,因此使用 EROFS 的系统分区将更加安全。 三、 鸿蒙的未来:三大趋势明确,开源、平台化和生态搭建 3.1 回顾操作系统发展史:推出鸿蒙正当时 操作系统发展始于 1964 年的 MULTICS。经过半个世纪的发展,操作系统覆盖的范围 已从个人终端电脑拓展到工业应用操作系统、移动端操作系统以及嵌入式操作系统,而 所有现代操作系统的鼻祖都可以追溯到1964 年贝尔实验室、麻省理工学院及美国通用 电气公司所共同参与研发的 MULTICS(MULTiplexed Information and Computing System, 多路传输信息与计算系统)。虽然 1969 年由于 MULTICS 推进缓慢而搁浅,但是 MULTICS 作为一个非常有影响力的早期分时操作系统,引入了大量新概念,如动态链接(DL, Dynamic Linking)和分层文件系统(HFS,Hierarchical File System)等,之后的 Unix 系统也被认为是其简化的继承者。 C 与 Unix 是早期计算机领域的主流。1973 年,Unix 正式诞生。贝尔实验室的 Dennis Ritchie 将 B 语言重新改写成 C 语言,再以 C 语言重新改写和编译 Unics 的内核,最后发 行了 Unix 的正式版本,这是一个强大的多用户、多任务操作系统,并支持多种处理器架 构,也属于分时操作系统。而 Unix 和 C 结合成为一个统一体,使得 C 与 Unix 很快成为 世界计算机领域的主导。 Linux 原型诞生。各个商业公司开始意识到 Unix 的商业价值,并基于 Unix 开发了各自 的版本,如 Berkeley 的 BSD Unix(Berkeley Software Distribution,伯克利软件套件)、 SUN 的 Solaris、IBM 的 AIX(Advanced Interactive eXecutive)、AT&T 的 System V 等 等,并延续至今产生多个分支和版本,而 1987 年在世界计算机操作系统领域大名鼎鼎 的荷兰阿姆斯特丹 Vrije 大学计算机系教授 Andrew S. Tanenbaum 开发了一个类 Unix 的 微内核操作系统 Minix,成为了当前享誉世界的 Linux 系统的原型。 Linux 迎来蓬勃发展,安卓推动移动终端快速发展。Linux 内核诞生于 1991 年 10 月, 并采取 GPL(General Public License)协议,后续在其基础上不断衍生出了多个不同的 版本,如熟知的 Ubuntu、Fedora、Redhat、centOS 等等,在企业服务器、嵌入式系统、 桌面电脑领域大面积应用。2007 年 11 月,Google 发布基于 Linux 的开源手机操作系统 Android(由 Andy Rubin 在 2003 年成立,2005 年 8 月被 Google 收购),大大促进了移 动终端的快速发展。2019 年,Linux 最新内核发布,约有多达 2,500 万行代码。 苹果 Mac 源于 Unix 分支,iOS 在乔布斯带领下不断打磨。而苹果的 Mac OS 则是基于 Unix 内核的图形化操作系统,由前文提到的 BSD 分支发展而来,中间经历了 NeXT、 Rhapsody 几个版本,并于 2000 年发布 Mac OS X,成为当前 Mac 操作系统的雏形。与 此同时,移动端的类 Unix 操作系统 iOS 则诞生于 2007 年,借助其流畅的系统和丰富的 硬件生态,一举奠定了苹果在手机系统的强大话语权。 有高潮,有低谷,Windows 终成桌面操作系统霸主。Windows 诞生于 1985 年,比苹 果 Mac 晚 2 年,其 1.0 版本是对 MS-DOS 的扩展。1995 年发布服务器版本操作系统,发展过程中出现了 Windows 95、Windows 98、Windows XP、Windows 7以及 Windows 10等经典系统,也遇到了 Vista、Windows 8等低谷版本,经过 30多年的发展,Windows目前已经牢牢占据了桌面操作系统的霸主地位。 目前桌面和手机操作系统的竞争格局稳定,分别出现了Windows、安卓&iOS 等行业霸 主,但是未来随着 5G 发号枪响,进而推动物联网的加速普及,同时伴随着大数据、云 计算、人工智能的产业纵深推进,它们所催生的新业态将会给 PC 端、手机等移动端底层 操 作 系统领域带来 巨大的变革机遇,从行业发展关键节 点来看,鸿蒙推出正当时! 以 Linux 为例,华为对操作系统贡献排名国内第一,推出鸿蒙正当时。自 2005 年 4 月 至今,Linux 内核共发布 782,553 个补丁,其中华为贡献 6,549 个,排名第 19,而以近 期封版的 Linux-5.2 版本为例,华为贡献了 14022 个补丁中的 378 个,排名第7(上述 排名的第一位均为不明作者总和),牢牢占据了国内公司在这一领域的领头羊地位,足见 华为在操作系统层面的理解与知识沉淀,从行业知识积累来看,亦是推出鸿蒙正当时。 立足当下,展望未来,我们认为操作系统的发展将具有三大特征:开 源汇聚产业资源、软 硬 件 平台一体化大 势所趋、得生态者得天下。 3.2 开源汇聚产业资源 开源助力操作系统 蓬勃发展。Linux 、安卓分别在服务器端和移动端的巨大成功离不开其 开源社区带来的知识积累,Linux 的创始人 Benedict Torvalds 亦坦言未曾预料 Linux 可 以发展如此之快。从 Linux 内核代码行数的增长来看,2018 年 7 月已达到惊人的 2,500 万行,并发布了超过 78 万个补丁,全球有接近 2 万个开发者进行维护,可以说,是开 源社区的集体智慧推动了 Linux 和安卓等操作系统生态的蓬勃发展。参与开源,与前辈 高 手 过 招,是最容易 的成长方式。 风险低。开源社区很少出现倒闭关停,相比闭源软件公司倒闭,用户的源代码将无 人维护,用户可能陷入进退维谷的境地。 修复响应快。由于开源社区中存在大量的开发者,负责、测试和维护开源系统,使 得暴露的缺陷将会很快得到修复,响应速度快。 低成本。开源社区所推动的项目能群策群力,降低项目整体的人力和财务成本。 透明度高。开源项目中被植入的木马代码将会很快被其他开发者发现,“劣币”将会 被驱逐,从而使得整个开源社区进入自我净化的良性循环。 我们预计,华为将建设自己可全面主导的原生 Linux(或其他)社区版本,汇聚产业资源共同发展,打造具有自主知识产品的开源社区,同时也有利于与自主品牌CPU、芯片的 深 度 融合与协同创 新,从而实现自主软硬件产业体系的 共同突破。 3.3 软硬件平台一体化大势所趋 安卓系统由于其开放性,使得安卓手机厂商各自为战,都推出了自己的应用商店,但是 在各个硬件和软件之间并未能实现很好的整合,整个操作系统的生态略显杂乱。鸿 蒙系 统剑指打通手机、电脑、平板、电视、汽车、智能穿 戴等消费电子产品,统一成一个操 作系统,并兼容安卓与全部的 Web 应用,实现软硬件平台一体化的目标。 华为已在软硬件平台一体化上有所动作。在 2018 年 6 月 6 日荣耀 Play 发布会上,图形处理加速技术 GPU Turbo 面世,该技术在手机系统底层对传统的图形处理框架进行了重 构,实现了软硬件协同,可使手机性能提升 60%,功耗降低30%,虽然其底层依然是优化后的安卓系统,但已在软硬件平台一体化上迈出了重要一步。 苹果是软硬件平台一体化上的模范榜样。苹果在软硬件一体化上的两大杀手武器就是 iOS 和 CPU,A 系列芯片性能持续处于行业顶尖水平,而 iOS的流畅、省电等优点也得 到了市场认可,两者的完美结合以及对硬件性能的针对性优化赋予了苹果产品强大的市场话语权,成为软硬一体化的业界楷模。 Google 亦在加速布局软硬一体化平台。Google 正在持续打造新的操作系统 Fuchsia,力争实现在多种硬件设备(如智能手机、智能音响、笔记本电脑等)上无缝和同步地运行,并引入了分布式存储系统ledger,以支持全部内容的云存储。Fuchsia OS 进行了 4层“Layer Cake”设计,采用了 Google 全新设计的新内核 Zircon,处理硬件访问和软件之间的通信,同时使得硬件供应商拥有可以掌控的层次结构,便于用他们自己的修改版本来替换四个层中的一个(或多个),在软硬件平台一体化层面保留了一定的灵活性。 3.4 得生态者得天下,但任重而道远 以 Windows Phone 为鉴。2017 年 8 月,微软宣布停止对Windows Phone 8.1 的支持, 正式抛弃 Windows Phone,根据 IDC 公布的 2017 年 Q1 智能手机市场报告,彼时Windows Phone 在全球手机市场份额仅占 0.1% ,曾经移动端智能操作系统三巨头早已 名存实亡,特别是诺基亚退出手机市场之后,市场上很少再有厂商预装 Windows Phone 系统,微软在移动端的失利和PC 端的巨大成功形成了强烈的反差。 系统生态未能建立,诺基亚一木难支。2011 年 2 月 11 日,诺基亚正式宣布与微软达成全球战略合作伙伴关系,当时微软最新的Windows Phone 7 系统成为诺基亚的主要手机操作系统。即使诺基亚当时在走下坡路,但其市场份额依然是全球第一,Windows Phone 迎来了短暂的春天。但是同期安卓和 iOS 系统飞速发展,除了拥有非常完整生态 的苹果 iOS 系统可以自立门户,其他厂商几乎全部投身安卓阵营。由于缺乏厂商的支持, Windows Phone 更新和漏洞修复速度慢,系统生态未能及时建立,从而陷入了“用户少 à软件厂商不适配或者应 付式适配à软件质量低à用户体验差à丢失用户à用户少”的 恶性循环,成为 Windows Phone 最终走向失败的重要原因。 华为的鸿蒙系统志在打通各类硬件设备(尤其是物联网 IoT 设备),未来如何吸引到更 多的应用开发者提 供优质、稳定的软件 应用产品,避免仅仅 局限在华为自身的机器和硬 件上发展,是对华为最大的考验,这也将决定 鸿蒙能走得多深多远,毕竟在操作系统层 面的竞争,“得生态者得天下”。同时,面对手机、PC 端上的安卓、iOS、微软等众多对 手通过多年建立起 来的强大生态,鸿蒙 在相应领域的生态破局依然存在不少 压力,可谓“ 任 重 而道远”。 四、 安可、5G和云计算的交汇核心 4.1 安可、5G 和云计算是计算机三大主线 4.1.1 安可为科技竞争必经之路 安全可控产业链可分为四部分:1)IT 基础设施;2)基础软件;3)应用软件;4)信息 安全。 科技将成为竞争核 心领域,安可为必经之路。美中地缘政治竞争显著加剧,双方都试图将自己确立为世界科技领袖,美中竞争很可能在关键的科技领域中表现出来。自2018年以来,美国外国投资委员会 (CFIUS) 扩大了可以审查的交易类型,加强了美国政府审查并可能阻止涉及外国公司的商业交易的权力。蚂蚁金服收购美国的汇款公司速汇金的交易,正因为没有得到美国外国投资委员会的批准而流产。 国产的 Linux 操作系统加上国产 cpu 替代 Wintel 体系。PC 整机以及办公应用软件、 信息安全的国产化替代能力较高。近五年华为、曙光、浪潮等厂商崛起,市占率不断提 升;整机厂商长城、联想、浪潮、麒麟 6 也基本做到了党政军的全替代;目前国产信息 安全产品可基本 替代国外同类 产品。国 产 化电脑已 经达到“ 可用阶段”,并向“好用阶 段” 进 化,安可主题 未来将长期成为计算机的投资主线。 4.1.2 云计算迎来 10 年战略性机会 中国云计算开局普遍落后海外 5-7 年,仍然处于早期阶段。亚马逊 AWS 在 2006 年推出 首款产品,阿里云诞生于 2009 年。国内市场在 2013 年企业用户才逐步对云计算接受并 认可,目前产业正进入广泛应用阶段。 从规模对比、亚马逊发展历程来看,国内IaaS 产业中期将高速发展。2018 年第三季度, AW S 单季度收入 66.8 亿美元,同比增长 46%;阿里云单季度收入 56.7%,同比增长 90%。 从亚马逊历年资本开支来看,有多次出现资本支出同比下滑(2013Q4、2015Q1/Q2/Q3), 且下滑幅度均大于 2018Q3,2018Q1 资本支出相较于 2008Q1 增长约 53 倍,短期资本 支出调整并不改变云计算 IaaS 行业发展趋势。 SaaS 领域集中度基础提升。垂直领域龙头企业引领云转型,市占率得以进一步提升。 建筑、餐饮等垂直细分领域具有龙头企业,市占率高,用户粘性强,云转型后市占率有 望进一步提升。国内外建筑信息化龙头广联达、酒店信息化龙头石基信息等行业内领先 企业已经步入 SaaS 转型的关键期。 云计算迅速渗透进入各个行业的信息化环境,云计算与产业 IT 深化触碰,将带来中国 弯道超车机会。传统 IT 领域例如金融、医疗健康、能源、政务等行业用户利用云计算全面改造,相关 IT 细分行业需求与结构也在快速升级。 数据上云,打造产品生态闭环,提升公司整体ARPU 值是 SaaS 公司终极目标。从 2013 年开始云端转型的 Adobe 先后实施了三朵云战略(Creative Cloud、Document Cloud、 Experience Cloud),覆盖了从数字内容制作到数字文件管理,再到客户行为分析、内容 分发的一整套云解决方案,形成了自身产品的业务闭环,增强了用户粘性。转型过程中,Adobe 一方面通过迭代更新巩固用户基础,同时不断对用户价值进行分层挖掘,进行产 品整合、差异化定价和完善增值服务,并通过资源库 stock 等产品进一步提升平台价值。 战略转型收效显著,公司的订阅收入占比和数字媒体ARR 逐年上升,2018 年分别高达 87.73%和 68.31 亿美元,ARPS 从 2015 年起逐年回升。 4.1.3 5G 行业应用将逐步落地变现 运营商 5G 资本支出压力大,倒逼联手企业客户,加速 5G 在工业互联网等多领域商业 变现。一方面提速降费政策压缩运营商利润空间,5G 基础设施建设资本支出承压,倒 逼运营商联手企业客户,探索 5G 应用场景落地变现。另一方面 5G 网络短期内难以从消费者端获取足够收益,而企业客户对5G 联网诉求更强,使得早期商业应用场景更可能集中于工业物联网、泛在电力物联网以及车联网等以 B 端为主的领域。2019 年三大 运营商总资本开支计划约为3,029 亿元(其中联通 580 亿元、电信780 亿元、移动 1499 亿非 5G 投资 170 亿 5G 预估投资),相比 2018 年增加 5.59%,为 2015 年以来的首次正增长,但三大运营商在5G 方面的投资金额的绝对值依旧处于初期规模。考虑到运营 商当前的经营增长压力以及 4G 投资的收回周期,预计未来在政府以及企业的支持、5G基础设施投资商业分成模式的创新推动下,运营商的5G 投资规模将会提速。 5G 成为工业物联网业务重要支撑。工业物联网是工业体系和互联网体系融合的产物。 我国各地企业的工业水平层次不齐,工业变革必须从单点的信息技术应用向全面数字化、网络化和智能化转变,而5G 将成为工业物联网业务的重要技术支撑。5G边缘计算加速工业 IT及 OT 网络融合,通过边缘数据处理、跟踪及聚合能力的增强,提升工业物联网业务的高可靠、低时延等性能指标,提供更好的安全和用户隐私,优化资源共享和用户体验。 “三型两网 、世界一流”战略落地 ,泛在电力物联网建设启动 ,物联网生态圈开始建立。2019 年 3 月,国家电网在 2019 年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要 物质基础是要建设运营好“两网”(即“泛在电力物联网”和“坚强智能电网””。到 2021年初步建成泛在电力物联网,到 2024 年建成泛在电力物联网。参考国家电网互联网部的数据,目前国家电网已拥有庞大的联网设备规模与海量数据,其中接入智能电表等各 类终端 5.4 亿台(套),采集数据日增量超过 60TB,覆盖全国约 4.71 亿客户的用电信息实现在线采集,车联网接入充电桩超过 28万个。2019 年初,国家电网天津滨海公司联合中国联通、中兴通讯、天津普迅、云圣智能等多家公司,率先开展5G 技术在电力行 业中应用的研究,为5G 技术在电力领域落地提供应用场景。7月 5 日,国家电网发布了《配电物联网技术发展白皮书》,未来将以配电物联网为骨干 ,充分利用人工智能、大数据、5G等技术,助力城市能源智慧化发展。 车联网有望成为 5G重要商用场景。5G三大应用场景 uRLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communications,可靠低延时通信)具备超高可靠、超低时延特性,eMBB (Enhanced Mobile Broadband,增强移动带宽)大幅提高速率,mMTC(massive Machine Type of Communication,海量机器类通信)支撑海量物联网,上述三者都使得 未来真正的无人驾驶成为可能,5G 将加快汽车的智能网联化进度,车联网有望成为 5G商用下的重要落地场景。其中一项重要的技术为 C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything,蜂窝车联),主要包括汽车与汽车(V2V)、汽车与网络( V2 N)、汽车与基础设施( V2I) 以及汽车与行人(V2P)四类场景。它不仅支持现有的 LTE-V2X应用,还支持未来 5G V2X 的全新应用,基于强大的 3GPP 生态系统和连续完善的蜂窝网络覆盖,可大幅降低未来 自动驾驶和车联网部署成本。 4.2 鸿蒙生态是安可核心领域之一,生态级别的安可 华为在 5G 全面领先,高研发投入打造护城河。 安卓应用存较大安全隐患,举国同心,鸿蒙有望顺势而起。在2019 年 6 月 12 日的第四 届腾讯安全国际技术峰会(TenSec 2019)上,腾讯安全科恩实验室对外发布了《2018 年安卓应用安全白皮书》,白皮书中显示,通过选取 2018 年下载量较高的 1404 个 App 应用进行漏洞扫描发现,超过 98%的安卓应用存在开发隐患、修复管理滞后、漏洞监测 困难等安全问题。2019 年 5 月 25 日的贵阳数博会上,360 集团高级总经理梁志辉曾公 开表示,“全力配合以华为鸿蒙为代表的新操作系统”,我们相信,国内厂商的鼎力支持 和通力合作将会为鸿蒙生态的丰富添砖加瓦。 操作系统作为衔接 硬件与上层软件之间的支撑 ,是影响软件产业配套的核心 技术,无论 对于支撑软件产业发展,还是保障信息安全,作用都十分重要。鸿蒙未来将打通手机、 电脑、平板、电视、汽车、智能穿戴等多种消费电子和物联网设备,统一成一个操作系 统,并兼容安卓与全部的 Web 应用,联合广大应用开发者打造丰富的鸿蒙生态,助力云 计算领域形成诸多新应用。前文我们已经详细阐述了鸿蒙系统的优势,如今华为在5G 通信设备核心技术方面有着得天独厚的优势,随着华为发布第一款 5G 双模手机 Mate 20X(5G),在 5G、物联网加速发展的时代,鸿蒙有望获得更多发展壮大的空间。可以 说 ,鸿蒙生 态是安可 核心领 域之一, 是生态级 别的安 可,同时 也有望将 成为安 可、 5G 和 云 计 算的交汇核心 ,其重要地位不言而喻。 4.3 哪些公司值得关注? 4.3.1 鸿蒙生态早期入局者 鸿蒙 未来成功 与否,关 键在于鸿蒙 生态的建 立,早期入 局者具有 先发优势 。 今年以来, 华为与多个公司签署了战略合作协议,覆盖大数据、人工智能、安全、云计算等多个领 域,我们预计这类公司具有生态合作的先发优势,未来值得重点关注。 中国软件:公司作为国产操作系统、数据库、中间件绝对领军,是 CEC 网络安全与信息 化板块的核心企业,承担着“软件行业国家队”的责任和使命。公司打造了完整的从操 作系统、数据库、中间件、安全产品到应用系统的产品链条,在全国税务、党政、交通、 知识产权、金融、能源、医卫、安监、信访、应急、工商、公用事业等国民经济重要领 域积累了上万家客户群体,紧随 IT 行业发展趋势,着力推动云计算、物联网、移动互联 网、大数据等新技术的应用。鸿蒙作为华为自研打造的操作系统,有望与公司的各类安 全可控产品进行有机结合。 北信源: 公司依托多年技术积累开发了信源豆豆,一个基于私有服务器的安全可信即时 通信平台,通过搭载开放平台,添加云盘应用、邮件系统、考勤系统、审批、日程管理、 视频会议、会议直播等多款高质量的标准办公应用,快速实现移动化办公。此外,今年 5 月,公司获邀加入华为安全商业联盟,并于 6 月与华为旗下的子公司鼎桥通信签署了 战略合作协议,在产品集成、安可研发以及服务等多方位达成合作,为国产化操作系统 提供终端安全、即时通信以及企业协作应用,共同推动安全移动应用生态的建设与发展。 7 月,公司与华为进一步加深在云计算层面的合作,以信源豆豆和终端安全产品为合作 切入点,共同为企业级用户提供更加安全可信的通讯、办公等相关服务。 东方通: 公司核心业务是为企业级用户提供基础软件中的中间件产品与服务,并不断完 善在网络信息安全、大数据等领域的布局,于 2018 年 10 月加入了华为的政务大数据联 盟,2019 年受邀出席了华为的智能数据解决方案 FusionData 的发布会,并在华为生态 伙伴大会上加入金融开放创新联盟。此外华为云平台使用了东方通的中间件及大数据产 品,双方在政务大数据、智慧城市、全国地市政府云平台建设上均有深度合作。 润和软件:华为是润和 HiHope 最重要的生态合作伙伴,双方已联合发布了 HiKey960、 HiKey970、Poplar、HiHope-Hi3559A 等数款广泛应用于诸多物联网领域的高性能AI 计 算平台,与此同时,公司深度参与了华为海思系列芯片的研发。 科大讯飞:2018 年 5 月底,科大讯飞与华为签署战略合作协议,从局部合作上升为全面 战略合作,未来双方将在公有云服务、ICT 基础设施产品、智能终端、以及办公 IT 四大 领域开展深度战略合作,基于科大讯飞的语音识别、语音合成、讯飞听见、讯飞翻译等 语音 AI 技术和能力,围绕手机等智能终端产品以及终端云服务进行合作探讨。 神州数码:公司于 2016 年 11 月与华为建立了全面战略合作关系,宣布在云计算等领域 开展全方位合作,且公司还发布了“大华为”战略,建立了华为事业群,并于 2018 年 3 月成为华为第九家全球总经销商。 2018 年起,华为消费业务合作有较大增长,特别是与华为云业务以及智慧安平业务等方 面的合作取得了新突破。总的来说,公司与华为的合作关系长期而稳定,未来有望在鸿 蒙生态中取得先机。 四维图新:公司于 2019 年 4 月 17 日与华为签署了《战略合作意向书》,计划在云服务 平台、智能驾驶、车联网、车路协同、国际业务拓展等五个方面开展合作,打造“华为 四维”智能汽车科技整体解决方案。 4.3.2 物联网、5G 产业链公司 中科创达:公司面向智能物联网市场推出 TurboX 智能大脑平台产品以及 TurboX Cloud 智能物联网云平台产品,并以车载信息娱乐系统为基础,与高级辅助驾驶系统(ADAS)、 智能仪表盘、车载通信系统相融合,面向汽车厂商及一级供应商提供智能驾驶舱平台产 品,拥有从平台层、算法层到产品层的完整的智能视觉人工智能解决方案,完美支持华 为 AI 引擎,研发人员占比接近 90%。 梦网集团:公司目前全力打造的 IM 云 2.0(富信)平台,是以富媒体消息为载体,将企 业升级成集通讯、媒体、互动于一体的全新服务平台,满足企业大容量、多媒体、强交 互信息内容发布等应用需求,公司的富信业务具有强大的国产手机厂商资源卡位优势,5G 未来将带来传统短信业务向 IM 云 2.0(富信)业务的转变。 五、 鸿蒙面临的挑战 基于开源、兼容共生是必经之路。目前在手机上的安卓& iOS、PC 端的 Windows、Mac 已经在各自领域建立了丰富的生态,并拥有牢固的护城河,鸿蒙作为后起之秀寄希望于 颠覆上述领域的对手、建立一个完全孤立的生态圈也不现实,未来大概率将基于开源社 区,兼容共生,在自主可控等政策的扶持下,吸引更多的应用开发者提供优质、稳定的 应用产品,并往物联网 IoT 领域积极拓展,同时还需避免仅仅局限在华为自身的机器和 硬件上发展,逐步完善鸿蒙生态。 未来摆在鸿蒙面前的道路将会很曲折,但5G 发展也将带来新的变革点,产业链的参与 者都在积极探寻其可能带来的变化,在当前的时间节点推出鸿蒙操作系统对华为而言也 是一个良机的发展机遇。 …… 温馨提示:如需原文档,可登陆未来智库www.vzkoo.com搜索下载本报告。 关注公众号“未来智库”,及时获取最新内容。 (报告来源:国盛证券;分析师:刘高畅等)

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