華為鴻蒙作業系統深度研究:鴻蒙的現在與未來

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報告綜述:

鴻蒙的現在:備胎多年,轉正在即。

今年 6 月,華為曾表示,「最快今年秋天,最 晚明年春天,華為自研作業系統即將面世」,市場對鴻蒙作業系統在8月 9 日華為 開發者大會上正式公開亮相充滿期待。

我們預計,華為可能會在本次大會上宣布方 舟編譯器開源,同時邀請開發者基於方舟編譯器進行App開發,為未來鴻蒙生態的 建立做鋪墊。

鴻蒙的技術特徵:微內核、方舟靜態編譯器、EROFS文件系統。

我們預計,鴻蒙系 統將採用微內核架構提升系統穩定性,藉助方舟編譯器提升鴻蒙性能,通過 EROFS 穩健系統從系統底層提升系 統流暢度,三大底層 技術支持與業界重量 級人物領銜為 鴻蒙的面世保駕護航。

鴻蒙的未來:三大趨勢明確,開源、平台化和生態搭建。

參與開源,與前輩高手過 招,是最容易的成長方式; 鴻蒙系統劍指打通手 機、電腦等多種硬體 ,統一成一個 作業系統,併兼容安卓與全部的 Web 應用,實現軟硬體平台一體化的目標;未來如 何吸引到更多的應用開發者 提供優質、穩定的軟 件應用產品,避免僅 僅局限在華為 自身的機器和硬體上發展, 是對華為最大的考驗 ,這也將決定鴻蒙能 走得多遠,操 作系統層面的競爭可謂「得生態者得天下」。

鴻蒙是安可、5G、雲計算的交匯核心,是生態級別的安可。

我們在以往的報告中多 次強調,安可、5G、雲計算將是未來的三大科技主線,而作業系統作為銜接硬體與 上層軟體之間的支撐,是影 響軟體產業配套的核 心技術,無論對於支 撐軟體產業發 展,還是保障信息安全,作用都十分重要 。

可以說,鴻蒙生態是安可核心領域之一, 是生態級別的安可。

報告內容:

一、 鴻蒙的現在:備胎多年,轉正在即

備胎多年,轉正在即。

華為內部有一個代號叫「2012 實驗室」,它是華為整個前沿和基 礎科學研究組織的總稱,主要研究方向包括晶片、新一代通信、雲計算、音頻視頻分析、 作業系統、數據挖掘、機器學習等,專注於新興科技發展方向,面向未來進行 5-10 年的 長期布局。

2012 實驗室旗下有多個以科學家的名字命名的實驗室,如香農實驗室、高斯 實驗室、歐拉實驗室等等,根據《21 世紀經濟報導》於 2019 年 5 月 26 日的報導,由 歐拉實驗室負責研發華為的作業系統,屬於內部絕密項目。

此外,2019 年 5 月 24 日, 國家工商總局商標局網站顯示,華為已申請「華為鴻蒙」商標,適用於第 9 類別和第 42 類別,上述類別中包括了「作業系統程序」、「計算機操作軟體」、「計算機操作軟體」等 子類型,申請日期為 2018 年 8 月 24 日,同時華為在加拿大、墨西哥、西班牙、澳大利 亞等國也提交了「鴻蒙」的商標註冊申請,對應的分類也包括了作業系統。

上述種種跡 象基本證實了華為自研作業系統的名字正是「鴻蒙」。

2019年 7 月 5 日,華為官方正式發布了2019年開發者大會邀請函,將於 2019 年 8 月 9 日至 8 月 11 日在東莞松山湖舉行面向全球開發者的 2019 年開發者大會。

而在今年 6 月份,華為消費者業務CEO余承東曾公開表示,「最快今年秋天,最晚明年春天,華為 自研作業系統即將面世」,市場對鴻蒙作業系統在本次開發者大會上正式公開亮相充滿期 待。

我們預計,本次開發者大會上華為官方可 能會對方舟編譯器宣布開源,同時邀請開 發者加入這一新生態,基於方舟編譯器進行 App 開發,為未來鴻蒙生態的建立做鋪墊。

二、 技術特徵:微內核/方舟靜態編譯器/EROFS文件系統

2.1實力和經驗為鴻蒙面世保駕護航

安全領域操作系 統研發小試牛刀。

鼎橋通信技術有限公司(以下簡稱鼎橋)是由華為技 術與西門子通信合資組建的企業(後 2013 年 7 月諾基亞收購諾基亞西門子通信),致力 於 TD-SCDMA 無線接入網絡設備的研發、銷售和服務,是TDD(Time Div ision Duplexing, 時分雙工)無線通信設備領域的領軍企業。

鼎橋基於開源 Linux 系統開發了一款移動化 辦公作業系統 TDOS,基於國產麒麟晶片,主要應用於手機終端,其框架及系統所有模 塊均實現了完全的國產、自主化研發,技術成熟可控。

業界重量級人物 領銜鴻蒙研發團隊。

根據鳳凰網以及搜狐科技的報導,上海交通大學的 陳海波教授、陳榕副教授參與了華為作業系統的研發工作,並以項目《虛擬計算環境的 低時延關鍵技術及應用》在 2018年獲得了教育部技術發明一等獎。

陳海波教授是操作 系統領域的世界級資深專家,其於 2011 年底離開留校任教的復旦大學加入上海交通大 學,帶領交大的團隊在作業系統領域從名不見經傳沖入世界前 6。

陳海波教授 2017 年接 受華為的offer,成為內核實驗室的主管,並於 2017 年成為作業系統頂級會議 SOSP 的 兩位聯合主席之一(另一位是 Lidong Zhou)。

2019 年 1 月,上海交通大學與華為技術 有限公司戰略合作高校簽約儀式暨合作年度工作會議在上海交大舉行,華為將與上海交 大開展全面合作,除了傳統的通信領域外,在 AI、作業系統、熱設計、晶片、光通信、 車聯網等學科以及更多的基礎學科開展合作與發展。

會後華為領導又參觀了交大多個實 驗室,其中包括華為-交大 ARM 高性能計算聯合創新中心。

2.2 微內核架構穩如磐石

預計 鴻蒙系統 採用微內 核架構提 升系統穩 定性。

內核在作業系統中是一個基 本的單元, 負責管理系統資源。

一般來說,內核分為宏內核(macro kernal,也稱大內核)和微內 核(micro kernal)。

ü 宏內核的所有內核服務都運行在同一個單獨的地址空間,相互之間可以直接調用函 數,使用起來簡單高效,但是缺點也很明顯,宏內核的功能塊之間的耦合度太高造 成修改與維護的代價較高,且一個服務的異常可能導致整個系統的崩潰,例如谷歌 的安卓系統就採用了宏內核的架構,用戶經常會遇到手機系統崩潰死機的問題。

ü 微內核的子程序被劃分為多個不同的進程,它們通過 IPC(Inter-Process Communication,進程間通信)進行通信,子程序的數據輸出存儲在內存的堆棧中, 方便其他進程調用,模塊化程度和穩定性更高,單個服務的異常失效不會影響其他 的服務運行,並且可以做到子程序的單獨開發調試,使得可移植性也更好。

但是由 於 IPC 機制涉及到內核空間和用戶空間的上下文切換,導致 IPC 的開銷大於函數調 用,相比宏內核在一定程度上會降低整體的運行效率。

更形象地說,微內核是一個信息中轉站,自身完成的功能很少,主要是傳遞一個進程對 另一個進程的功能請求,而宏內核則是一個大主管,把內存管理、文件管理等等全部接 管。

我們預計,鴻蒙為提升系統穩定性,將會採用 微內核架構,並通過方舟編譯器彌補 運行效率。

2.3 方舟編譯器破解虛擬機硬傷

十年磨一劍,方舟編譯 器成為鴻蒙性能提升的利器。

在方舟編譯器面世之前,華為已經在編譯器研發上積累多年,早在 2009 年華為就創建了編譯組,2013 年推出自研編譯器HCC ,助力華為在移動通信領域領先行業。

方舟編譯器是華為為了提升安卓系統的編譯 效率推出的一項系統和應用的編譯運行機制,解決安卓系統邊解釋邊運行的低效問題,助力鴻蒙性能大幅提升。

安卓編譯器存虛擬機機制硬傷。

安卓程序多數由 Java 語言(或者其他 JVM語言,Java Virtual Machine)編寫,java 源文件通過編譯生成.class 文件,然後被打包成 DEX 字節碼文件,最後通過 Dalvik(安卓 5.0 之前,主要通過解釋執行和 JIT,Just In-Time)或者 Art 編譯器(安卓 5.0和 6.0,使用 AOT,Ahead Of Time 編譯方式)翻譯成計算機能讀懂二進位的機器碼。

由於經常運行的程序占比不高,安卓採取了在安裝過程放棄 AOT 以加快安裝速度。

而安卓 7.0 再次加入了 JIT 編譯器,並引入 了 Mterp 解釋器。

安卓系統一直在安裝速度、空間占用和運行速度上尋找一個平衡 點,解釋執行、JIT、AOT 同時存在,雖然相比從前的 JIT+Dalvik效率提升了不少, 但仍舊比編譯型語言速度慢。

方舟編譯器繞過 VM 虛擬機,通過靜態編譯和垃圾回收機制優化提升性能。

方舟編 譯器一舉繞過了目前安卓系統的虛擬機機制(該機制受制於手機系統資源,僅能使用簡單優化算法),在應用開發階段通過靜態編譯將源文件編譯成.SO 可執行文件(一套機器碼,文件大機率會比目前安卓下的大,但安裝後刪除並不占用系統空間), 並能針對多語言進行聯合優化,運行時無需產生跨語言帶來的額外消耗,提升程序的運行效率。

此外,方舟編譯器還提供了更高效的垃圾回收機制,回收時無需暫停應用,隨時用隨時回收,大大提高運行速度。

實驗室性能數據提升明顯。

根據華為實驗室的測試數據,EMUI 9.1 中僅僅對系統組 件 System Server 使用方舟編譯器進行優化,就可以帶來 24%的系統流暢度提升, 系統響應性能提高 44%,目前第三方有微博極速版進行了適配,根據華為給出的統 計數據,操作流暢度可以提升 60% 。

方舟編譯器生態的建立是重中之重

上面提到安卓的重大缺陷是虛擬機 VM機制, 這也並非安卓技術團隊無法通過技術手段繞過,但是App 開發者必須按照新的標準重新編譯應用安裝包並打包上架應用市場。

編譯器生態的推廣必須得到App 開發廠 商的支持和配合。

這一點也得到了一個細節印證:方舟編譯器的發布會上,官方使 用的表述方式是希望「App開發廠商儘快使用」,而非「手機廠商」。

目前華為已經 制定了方舟編譯器的開源時間表:2019 年 8 月對框架代碼開源(華為開發者大會將 在 8月 9 日-11 日舉行),11月對完整編譯器代碼開源,開發者將可以正式使用方舟 編譯器。

此外,方舟編譯器編譯是基於ARM 指令集開發,全面開源也將意味著其 它廠商的安卓系統也可以使用。

頂 層 的 鴻蒙生態 搭建呼之欲出。

方舟編譯器的前端、後端結構尚待官方明確。

目前計算機高級語言種類很多,例如 Java、C、C++、ojc、C#、Swift 等,而機器語言也包括 Arm、X86、mips、vliw、 alpha 等。

要實現將多種高級語言編譯為多種機器語言,現代編譯器通常需要分為前端和後端兩部分結構,其中前端機構將高級語言轉化為中間統一代碼,後端結構再將中間代碼編譯為機器代碼。

目前比較流行的前端有gcc 和 clang,後端有 llvm 和 gcc,目前海思的鯤鵬晶片尚未看到成熟的對 llvm 的支持,我們預計方舟編譯器 大機率會採用 clang 或者以 clang 為基礎的自研前端加上 gcc 的後端結構,具體結 構尚需未來(預計2019 年 8 月)官方框架代碼開源後驗證。

鴻蒙將兼容安卓和 Web 應用,打通多終端壁壘,劍指平台化發展。

2019 年 5 月,華為 消費者業務 CEO 余承東曾透露,鴻蒙將打通手機、電腦、平板、電視、汽車、智能穿戴 等消費電子產品,統一成一個作業系統,併兼容安卓與全部的Web 應用。

上述表述與國 家知識產權局商標局網站顯示的鴻蒙的註冊申請類別可以相互印證,後者出現了如「智 能手機」、「計算機操作程序」、「平板電腦」、「編輯圖像 、聲音和視頻用電腦程式」、「圖 形加速器」、「音頻和視頻設備操作控制用計算機軟體」、「無線內容傳送用計算機軟體」 等類別信息,彰顯華為將藉助鴻蒙打通多終端作業系統的決心。

2.4 事半功倍的 EROFS 文件系統

EROFS(Extendable Read-Only File System),可擴展制度文件系統,又稱做為超級文件 系統,是華為公司自研的一項提升手機隨機讀寫性能的文件系統和運行機制,它提升了 安卓系統分區(相當於電腦 C 盤)的隨機讀性能,從系統底層提升手機流暢度,首次搭 載在 2019 年 3 月 26 日發布的 P30 系列中。

系統 ROM 的讀寫性能大幅提升

EROFS 具有實時文件壓縮能力,系統文件以不同的壓縮率存儲在 ROM 上,而上層應用讀取時,讀取和解壓縮同時進行,通過高 效先進的壓縮算法,有效縮減了傳輸的文件大小,提升了讀取文件的性能,而對於上層應用,解壓操作並不可見。

同時避免在內存緊張時低效地反覆讀數據、解壓縮數據帶來的整機卡頓問題。

節省空間。

EROFS 支持文件壓縮存放,系統文件是以壓縮後的格式存儲在 ROM 上, 根據華為官方提交的源碼注釋,EROFS 保證壓縮後的數據都是按照 4KB 的數據塊存儲,而作業系統讀寫也正好是4KB 為基本單位,使得每個 4KB 數據塊解壓後的數據所包含的冗餘變少,更加節省空間。

加固系統文件安全。

EROFS 系統的文件是天然只讀的,不可被第三方改寫,因此使用 EROFS 的系統分區將更加安全。

三、 鴻蒙的未來:三大趨勢明確,開源、平台化和生態搭建

3.1 回顧作業系統發展史:推出鴻蒙正當時

作業系統發展始於 1964 年的 MULTICS。

經過半個世紀的發展,作業系統覆蓋的範圍 已從個人終端電腦拓展到工業應用作業系統、移動端作業系統以及嵌入式作業系統,而 所有現代作業系統的鼻祖都可以追溯到1964 年貝爾實驗室、麻省理工學院及美國通用 電氣公司所共同參與研發的 MULTICS(MULTiplexed Information and Computing System, 多路傳輸信息與計算系統)。

雖然 1969 年由於 MULTICS 推進緩慢而擱淺,但是 MULTICS 作為一個非常有影響力的早期分時作業系統,引入了大量新概念,如動態連結(DL, Dynamic Linking)和分層文件系統(HFS,Hierarchical File System)等,之後的 Unix 系統也被認為是其簡化的繼承者。

C 與 Unix 是早期計算機領域的主流。

1973 年,Unix 正式誕生。

貝爾實驗室的 Dennis Ritchie 將 B 語言重新改寫成 C 語言,再以 C 語言重新改寫和編譯 Unics 的內核,最後發 行了 Unix 的正式版本,這是一個強大的多用戶、多任務作業系統,並支持多種處理器架 構,也屬於分時作業系統。

而 Unix 和 C 結合成為一個統一體,使得 C 與 Unix 很快成為 世界計算機領域的主導。

Linux 原型誕生

各個商業公司開始意識到 Unix 的商業價值,並基於 Unix 開發了各自 的版本,如 Berkeley 的 BSD Unix(Berkeley Software Distribution,伯克利軟體套件)、 SUN 的 Solaris、IBM 的 AIX(Advanced Interactive eXecutive)、AT&T 的 System V 等 等,並延續至今產生多個分支和版本,而 1987 年在世界計算機作業系統領域大名鼎鼎 的荷蘭阿姆斯特丹 Vrije 大學計算機系教授 Andrew S. Tanenbaum 開發了一個類 Unix 的 微內核作業系統 Minix,成為了當前享譽世界的 Linux 系統的原型。

Linux 迎來蓬勃發展,安卓推動移動終端快速發展。

L
inux 內核誕生於 1991 年 10 月, 並採取 GPL(General Public License)協議,後續在其基礎上不斷衍生出了多個不同的 版本,如熟知的 Ubuntu、Fedora、Redhat、centOS 等等,在企業伺服器、嵌入式系統、 桌面電腦領域大面積應用。

2007 年 11 月,Google 發布基於 Linux 的開源手機作業系統 Android(由 Andy Rubin 在 2003 年成立,2005 年 8 月被 Google 收購),大大促進了移 動終端的快速發展。

2019 年,Linux 最新內核發布,約有多達 2,500 萬行代碼。

蘋果 Mac 源於 Unix 分支,iOS 在賈伯斯帶領下不斷打磨

而蘋果的 Mac OS 則是基於 Unix 內核的圖形化作業系統,由前文提到的 BSD 分支發展而來,中間經歷了 NeXT、 Rhapsody 幾個版本,並於 2000 年發布 Mac OS X,成為當前 Mac 作業系統的雛形。

與 此同時,移動端的類 Unix 作業系統 iOS 則誕生於 2007 年,藉助其流暢的系統和豐富的 硬體生態,一舉奠定了蘋果在手機系統的強大話語權。

有高潮,有低谷,Windows 終成桌面作業系統霸主

Windows 誕生於 1985 年,比苹 果 Mac 晚 2 年,其 1.0 版本是對 MS-DOS 的擴展。

1995 年發布伺服器版本作業系統,發展過程中出現了 Windows 95、Windows 98、Windows XP、Windows 7以及 Windows 10等經典系統,也遇到了 Vista、Windows 8等低谷版本,經過 30多年的發展,Windows目前已經牢牢占據了桌面作業系統的霸主地位。

目前桌面和手機作業系統的競爭格局穩定,分別出現了Windows、安卓&iOS 等行業霸 主,但是未來隨著 5G 發號槍響,進而推動物聯網的加速普及,同時伴隨著大數據、雲 計算、人工智慧的產業縱深推進,它們所催生的新業態將會給 PC 端、手機等移動端底層 操 作 系統領域帶來 巨大的變革機遇,從行業發展關鍵節 點來看,鴻蒙推出正當時!

以 Linux 為例,華為對作業系統貢獻排名國內第一,推出鴻蒙正當時

自 2005 年 4 月 至今,Linux 內核共發布 782,553 個補丁,其中華為貢獻 6,549 個,排名第 19,而以近 期封版的 Linux-5.2 版本為例,華為貢獻了 14022 個補丁中的 378 個,排名第7(上述 排名的第一位均為不明作者總和),牢牢占據了國內公司在這一領域的領頭羊地位,足見 華為在作業系統層面的理解與知識沉澱,從行業知識積累來看,亦是推出鴻蒙正當時。

立足當下,展望未來,我們認為作業系統的發展將具有三大特徵:開 源匯聚產業資源、軟 硬 件 平台一體化大 勢所趨、得生態者得天下。

3.2 開源匯聚產業資源

開源助力作業系統 蓬勃發展。

Linux 、安卓分別在伺服器端和移動端的巨大成功離不開其 開源社區帶來的知識積累,Linux 的創始人 Benedict Torvalds 亦坦言未曾預料 Linux 可 以發展如此之快。

從 Linux 內核代碼行數的增長來看,2018 年 7 月已達到驚人的 2,500 萬行,並發布了超過 78 萬個補丁,全球有接近 2 萬個開發者進行維護,可以說,是開 源社區的集體智慧推動了 Linux 和安卓等作業系統生態的蓬勃發展。

參與開源,與前輩 高 手 過 招,是最容易 的成長方式。

風險低。

開源社區很少出現倒閉關停,相比閉源軟體公司倒閉,用戶的原始碼將無 人維護,用戶可能陷入進退維谷的境地。

修復響應快。

由於開源社區中存在大量的開發者,負責、測試和維護開源系統,使 得暴露的缺陷將會很快得到修復,響應速度快。

低成本。

開源社區所推動的項目能群策群力,降低項目整體的人力和財務成本。

透明度高。

開源項目中被植入的木馬代碼將會很快被其他開發者發現,「劣幣」將會 被驅逐,從而使得整個開源社區進入自我凈化的良性循環。

我們預計,華為將建設自己可全面主導的原生 Linux(或其他)社區版本,匯聚產業資源共同發展,打造具有自主知識產品的開源社區,同時也有利於與自主品牌CPU、晶片的 深 度 融合與協同創 新,從而實現自主軟硬體產業體系的 共同突破。

3.3 軟硬體平台一體化大勢所趨

安卓系統由於其開放性,使得安卓手機廠商各自為戰,都推出了自己的應用商店,但是 在各個硬體和軟體之間並未能實現很好的整合,整個作業系統的生態略顯雜亂。

鴻 蒙系 統劍指打通手機、電腦、平板、電視、汽車、智能穿 戴等消費電子產品,統一成一個操 作系統,併兼容安卓與全部的 Web 應用,實現軟硬體平台一體化的目標。

華為已在軟硬體平台一體化上有所動作。

在 2018 年 6 月 6 日榮耀 Play 發布會上,圖形處理加速技術 GPU Turbo 面世,該技術在手機系統底層對傳統的圖形處理框架進行了重 構,實現了軟硬體協同,可使手機性能提升 60%,功耗降低30%,雖然其底層依然是優化後的安卓系統,但已在軟硬體平台一體化上邁出了重要一步。

蘋果是軟硬體平台一體化上的模範榜樣。

蘋果在軟硬體一體化上的兩大殺手武器就是 iOS 和 CPU,A 系列晶片性能持續處於行業頂尖水平,而 iOS的流暢、省電等優點也得 到了市場認可,兩者的完美結合以及對硬體性能的針對性優化賦予了蘋果產品強大的市場話語權,成為軟硬一體化的業界楷模。

Google 亦在加速布局軟硬一體化平台。

Google 正在持續打造新的作業系統 Fuchsia,力爭實現在多種硬體設備(如智慧型手機、智能音響、筆記本電腦等)上無縫和同步地運行,並引入了分布式存儲系統ledger,以支持全部內容的雲存儲。

Fuchsia OS 進行了 4層「Layer Cake」設計,採用了 Google 全新設計的新內核 Zircon,處理硬體訪問和軟體之間的通信,同時使得硬體供應商擁有可以掌控的層次結構,便於用他們自己的修改版本來替換四個層中的一個(或多個),在軟硬體平台一體化層面保留了一定的靈活性。

3.4 得生態者得天下,但任重而道遠

以 Windows Phone 為鑑

2017 年 8 月,微軟宣布停止對Windows Phone 8.1 的支持, 正式拋棄 Windows Phone,根據 IDC 公布的 2017 年 Q1 智慧型手機市場報告,彼時Windows Phone 在全球手機市場份額僅占 0.1% ,曾經移動端智能作業系統三巨頭早已 名存實亡,特別是諾基亞退出手機市場之後,市場上很少再有廠商預裝 Windows Phone 系統,微軟在移動端的失利和PC 端的巨大成功形成了強烈的反差。

系統生態未能建立,諾基亞一木難支。

2011 年 2 月 11 日,諾基亞正式宣布與微軟達成全球戰略合作夥伴關係,當時微軟最新的Windows Phone 7 系統成為諾基亞的主要手機作業系統。

即使諾基亞當時在走下坡路,但其市場份額依然是全球第一,Windows Phone 迎來了短暫的春天。

但是同期安卓和 iOS 系統飛速發展,除了擁有非常完整生態 的蘋果 iOS 系統可以自立門戶,其他廠商幾乎全部投身安卓陣營。

由於缺乏廠商的支持, Windows Phone 更新和漏洞修復速度慢,系統生態未能及時建立,從而陷入了「用戶少 à軟體廠商不適配或者應 付式適配à軟體質量低à用戶體驗差à丟失用戶à用戶少」的 惡性循環,成為 Windows Phone 最終走向失敗的重要原因。

華為的鴻蒙系統志在打通各類硬體設備(尤其是物聯網 IoT 設備),未來如何吸引到更 多的應用開發者提 供優質、穩定的軟體 應用產品,避免僅僅 局限在華為自身的機器和硬 件上發展,是對華為最大的考驗,這也將決定 鴻蒙能走得多深多遠,畢竟在作業系統層 面的競爭,「得生態者得天下」。

同時,面對手機、PC 端上的安卓、iOS、微軟等眾多對 手通過多年建立起 來的強大生態,鴻蒙 在相應領域的生態破局依然存在不少 壓力,可謂「 任 重 而道遠」。

四、 安可、5G和雲計算的交匯核心

4.1 安可、5G 和雲計算是計算機三大主線

4.1.1 安可為科技競爭必經之路

安全可控產業鏈可分為四部分:1)IT 基礎設施;2)基礎軟體;3)應用軟體;4)信息 安全。

科技將成為競爭核 心領域,安可為必經之路。

美中地緣政治競爭顯著加劇,雙方都試圖將自己確立為世界科技領袖,美中競爭很可能在關鍵的科技領域中表現出來。

自2018年以來,美國外國投資委員會 (CFIUS) 擴大了可以審查的交易類型,加強了美國政府審查並可能阻止涉及外國公司的商業交易的權力。

螞蟻金服收購美國的匯款公司速匯金的交易,正因為沒有得到美國外國投資委員會的批准而流產。

國產的 Linux 作業系統加上國產 cpu 替代 Wintel 體系

PC 整機以及辦公應用軟體、 信息安全的國產化替代能力較高。

近五年華為、曙光、浪潮等廠商崛起,市占率不斷提 升;整機廠商長城、聯想、浪潮、麒麟 6 也基本做到了黨政軍的全替代;目前國產信息 安全產品可基本 替代國外同類 產品。

國 產 化電腦已 經達到「 可用階段」,並向「好用階 段」 進 化,安可主題 未來將長期成為計算機的投資主線。

4.1.2 雲計算迎來 10 年戰略性機會

中國雲計算開局普遍落後海外 5-7 年,仍然處於早期階段。

亞馬遜 AWS 在 2006 年推出 首款產品,阿里雲誕生於 2009 年。

國內市場在 2013 年企業用戶才逐步對雲計算接受並 認可,目前產業正進入廣泛應用階段。

從規模對比、亞馬遜發展歷程來看,國內IaaS 產業中期將高速發展。

2018 年第三季度, AW S 單季度收入 66.8 億美元,同比增長 46%;阿里雲單季度收入 56.7%,同比增長 90%。

從亞馬遜歷年資本開支來看,有多次出現資本支出同比下滑(2013Q4、2015Q1/Q2/Q3), 且下滑幅度均大於 2018Q3,2018Q1 資本支出相較於 2008Q1 增長約 53 倍,短期資本 支出調整並不改變雲計算 IaaS 行業發展趨勢。

SaaS 領域集中度基礎提升。

垂直領域龍頭企業引領雲轉型,市占率得以進一步提升。

建築、餐飲等垂直細分領域具有龍頭企業,市占率高,用戶粘性強,雲轉型後市占率有 望進一步提升。

國內外建築信息化龍頭廣聯達、酒店信息化龍頭石基信息等行業內領先 企業已經步入 SaaS 轉型的關鍵期。

雲計算迅速滲透進入各個行業的信息化環境,雲計算與產業 IT 深化觸碰,將帶來中國 彎道超車機會。

傳統 IT 領域例如金融、醫療健康、能源、政務等行業用戶利用雲計算全面改造,相關 IT 細分行業需求與結構也在快速升級。

數據上雲,打造產品生態閉環,提升公司整體ARPU 值是 SaaS 公司終極目標。

從 2013 年開始雲端轉型的 Adobe 先後實施了三朵雲戰略(Creative Cloud、Document Cloud、 Experience Cloud),覆蓋了從數字內容製作到數字文件管理,再到客戶行為分析、內容 分發的一整套雲解決方案,形成了自身產品的業務閉環,增強了用戶粘性。

轉型過程中,Adobe 一方面通過疊代更新鞏固用戶基礎,同時不斷對用戶價值進行分層挖掘,進行產 品整合、差異化定價和完善增值服務,並通過資源庫 stock 等產品進一步提昇平台價值。

戰略轉型收效顯著,公司的訂閱收入占比和數字媒體ARR 逐年上升,2018 年分別高達 87.73%和 68.31 億美元,ARPS 從 2015 年起逐年回升。

4.1.3 5G 行業應用將逐步落地變現

運營商 5G 資本支出壓力大,倒逼聯手企業客戶,加速 5G 在工業網際網路等多領域商業 變現。

一方面提速降費政策壓縮運營商利潤空間,5G 基礎設施建設資本支出承壓,倒 逼運營商聯手企業客戶,探索 5G 應用場景落地變現。

另一方面 5G 網絡短期內難以從消費者端獲取足夠收益,而企業客戶對5G 聯網訴求更強,使得早期商業應用場景更可能集中於工業物聯網、泛在電力物聯網以及車聯網等以 B 端為主的領域。

2019 年三大 運營商總資本開支計劃約為3,029 億元(其中聯通 580 億元、電信780 億元、移動 1499 億非 5G 投資+170 億 5G 預估投資),相比 2018 年增加 5.59%,為 2015 年以來的首次正增長,但三大運營商在5G 方面的投資金額的絕對值依舊處於初期規模。

考慮到運營 商當前的經營增長壓力以及 4G 投資的收回周期,預計未來在政府以及企業的支持、5G基礎設施投資商業分成模式的創新推動下,運營商的5G 投資規模將會提速。

5G 成為工業物聯網業務重要支撐。

工業物聯網是工業體系和網際網路體系融合的產物。

我國各地企業的工業水平層次不齊,工業變革必須從單點的信息技術應用向全面數字化、網絡化和智能化轉變,而5G 將成為工業物聯網業務的重要技術支撐。

5G邊緣計算加速工業 IT及 OT 網絡融合,通過邊緣數據處理、跟蹤及聚合能力的增強,提升工業物聯網業務的高可靠、低時延等性能指標,提供更好的安全和用戶隱私,優化資源共享和用戶體驗。

「三型兩網 、世界一流」戰略落地 ,泛在電力物聯網建設啟動 ,物聯網生態圈開始建立。

2019 年 3 月,國家電網在 2019 年兩會報告中提出建設世界一流能源網際網路企業的重要 物質基礎是要建設運營好「兩網」(即「泛在電力物聯網」和「堅強智能電網」」。

到 2021年初步建成泛在電力物聯網,到 2024 年建成泛在電力物聯網。

參考國家電網網際網路部的數據,目前國家電網已擁有龐大的聯網設備規模與海量數據,其中接入智能電錶等各 類終端 5.4 億台(套),採集數據日增量超過 60TB,覆蓋全國約 4.71 億客戶的用電信息實現在線採集,車聯網接入充電樁超過 28萬個。

2019 年初,國家電網天津濱海公司聯合中國聯通、中興通訊、天津普迅、雲聖智能等多家公司,率先開展5G 技術在電力行 業中應用的研究,為5G 技術在電力領域落地提供應用場景。

7月 5 日,國家電網發布了《配電物聯網技術發展白皮書》,未來將以配電物聯網為骨幹 ,充分利用人工智慧、大數據、5G等技術,助力城市能源智慧化發展。

車聯網有望成為 5G重要商用場景。

5G三大應用場景 uRLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communications,可靠低延時通信)具備超高可靠、超低時延特性,eMBB (Enhanced Mobile Broadband,增強移動帶寬)大幅提高速率,mMTC(massive Machine Type of Communication,海量機器類通信)支撐海量物聯網,上述三者都使得 未來真正的無人駕駛成為可能,5G 將加快汽車的智能網聯化進度,車聯網有望成為 5G商用下的重要落地場景。

其中一項重要的技術為 C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything,蜂窩車聯),主要包括汽車與汽車(V2V)、汽車與網絡( V2 N)、汽車與基礎設施( V2I) 以及汽車與行人(V2P)四類場景。

它不僅支持現有的 LTE-V2X應用,還支持未來 5G V2X 的全新應用,基於強大的 3GPP 生態系統和連續完善的蜂窩網絡覆蓋,可大幅降低未來 自動駕駛和車聯網部署成本。

4.2 鴻蒙生態是安可核心領域之一,生態級別的安可

華為在 5G 全面領先,高研發投入打造護城河。

安卓應用存較大安全隱患,舉國同心,鴻蒙有望順勢而起。

在2019 年 6 月 12 日
的第四 屆騰訊安全國際技術峰會(TenSec 2019)上,騰訊安全科恩實驗室對外發布了《2018 年安卓應用安全白皮書》,白皮書中顯示,通過選取 2018 年下載量較高的 1404 個 App 應用進行漏洞掃描發現,超過 98%的安卓應用存在開發隱患、修復管理滯後、漏洞監測 困難等安全問題。

2019 年 5 月 25 日的貴陽數博會上,360 集團高級總經理梁志輝曾公 開表示,「全力配合以華為鴻蒙為代表的新作業系統」,我們相信,國內廠商的鼎力支持 和通力合作將會為鴻蒙生態的豐富添磚加瓦。

作業系統作為銜接 硬體與上層軟體之間的支撐 ,是影響軟體產業配套的核心 技術,無論 對於支撐軟體產業發展,還是保障信息安全,作用都十分重要。

鴻蒙未來將打通手機、 電腦、平板、電視、汽車、智能穿戴等多種消費電子和物聯網設備,統一成一個操作系 統,併兼容安卓與全部的 Web 應用,聯合廣大應用開發者打造豐富的鴻蒙生態,助力雲 計算領域形成諸多新應用。

前文我們已經詳細闡述了鴻蒙系統的優勢,如今華為在5G 通信設備核心技術方面有著得天獨厚的優勢,隨著華為發布第一款 5G 雙模手機 Mate 20X(5G),在 5G、物聯網加速發展的時代,鴻蒙有望獲得更多發展壯大的空間。

可以 說 ,鴻蒙生 態是安可 核心領 域之一, 是生態級 別的安 可,同時 也有望將 成為安 可、 5G 和 雲 計 算的交匯核心 ,其重要地位不言而喻。

4.3 哪些公司值得關注?

4.3.1 鴻蒙生態早期入局者

鴻蒙 未來成功 與否,關 鍵在於鴻蒙 生態的建 立,早期入 局者具有 先發優勢 。

今年以來, 華為與多個公司簽署了戰略合作協議,覆蓋大數據、人工智慧、安全、雲計算等多個領 域,我們預計這類公司具有生態合作的先發優勢,未來值得重點關注。

中國軟體:公司作為國產作業系統、資料庫、中間件絕對領軍,是 CEC 網絡安全與信息 化板塊的核心企業,承擔著「軟體行業國家隊」的責任和使命。

公司打造了完整的從操 作系統、資料庫、中間件、安全產品到應用系統的產品鏈條,在全國稅務、黨政、交通、 智慧財產權、金融、能源、醫衛、安監、信訪、應急、工商、公用事業等國民經濟重要領 域積累了上萬家客戶群體,緊隨 IT 行業發展趨勢,著力推動雲計算、物聯網、移動互聯 網、大數據等新技術的應用。

鴻蒙作為華為自研打造的作業系統,有望與公司的各類安 全可控產品進行有機結合。

北信源: 公司依託多年技術積累開發了信源豆豆,一個基於私有伺服器的安全可信即時 通信平台,通過搭載開放平台,添加雲盤應用、郵件系統、考勤系統、審批、日程管理、 視頻會議、會議直播等多款高質量的標準辦公應用,快速實現移動化辦公。

此外,今年 5 月,公司獲邀加入華為安全商業聯盟,並於 6 月與華為旗下的子公司鼎橋通信簽署了 戰略合作協議,在產品集成、安可研發以及服務等多方位達成合作,為國產化作業系統 提供終端安全、即時通信以及企業協作應用,共同推動安全移動應用生態的建設與發展。

7 月,公司與華為進一步加深在雲計算層面的合作,以信源豆豆和終端安全產品為合作 切入點,共同為企業級用戶提供更加安全可信的通訊、辦公等相關服務。

東方通: 公司核心業務是為企業級用戶提供基礎軟體中的中間件產品與服務,並不斷完 善在網絡信息安全、大數據等領域的布局,於 2018 年 10 月加入了華為的政務大數據聯 盟,2019 年受邀出席了華為的智能數據解決方案 FusionData 的發布會,並在華為生態 夥伴大會上加入金融開放創新聯盟。

此外華為雲平台使用了東方通的中間件及大數據產 品,雙方在政務大數據、智慧城市、全國地市政府雲平台建設上均有深度合作。

潤和軟體:華為是潤和 HiHope 最重要的生態合作夥伴,雙方已聯合發布了 HiKey960、 HiKey970、Poplar、HiHope-Hi3559A 等數款廣泛應用於諸多物聯網領域的高性能AI 計 算平台,與此同時,公司深度參與了華為海思系列晶片的研發。

科大訊飛:2018 年 5 月底,科大訊飛與華為簽署戰略合作協議,從局部合作上升為全面 戰略合作,未來雙方將在公有雲服務、ICT 基礎設施產品、智能終端、以及辦公 IT 四大 領域開展深度戰略合作,基於科大訊飛的語音識別、語音合成、訊飛聽見、訊飛翻譯等 語音 AI 技術和能力,圍繞手機等智能終端產品以及終端雲服務進行合作探討。

神州數碼:公司於 2016 年 11 月與華為建立了全面戰略合作關係,宣布在雲計算等領域 開展全方位合作,且公司還發布了「大華為」戰略,建立了華為事業群,並於 2018 年 3 月成為華為第九家全球總經銷商。

2018 年起,華為消費業務合作有較大增長,特別是與華為雲業務以及智慧安平業務等方 面的合作取得了新突破。

總的來說,公司與華為的合作關係長期而穩定,未來有望在鴻 蒙生態中取得先機。

四維圖新:公司於 2019 年 4 月 17 日與華為簽署了《戰略合作意向書》,計劃在雲服務 平台、智能駕駛、車聯網、車路協同、國際業務拓展等五個方面開展合作,打造「華為 +四維」智能汽車科技整體解決方案。

4.3.2 物聯網、5G 產業鏈公司

中科創達:公司面向智能物聯網市場推出 TurboX 智能大腦平台產品以及 TurboX Cloud 智能物聯網雲平台產品,並以車載信息娛樂系統為基礎,與高級輔助駕駛系統(ADAS)、 智能儀錶盤、車載通信系統相融合,面向汽車廠商及一級供應商提供智能駕駛艙平台產 品,擁有從平台層、算法層到產品層的完整的智能視覺人工智慧解決方案,完美支持華 為 AI 引擎,研發人員占比接近 90%。

夢網集團:公司目前全力打造的 IM 雲 2.0(富信)平台,是以富媒體消息為載體,將企 業升級成集通訊、媒體、互動於一體的全新服務平台,滿足企業大容量、多媒體、強交 互信息內容發布等應用需求,公司的富信業務具有強大的國產手機廠商資源卡位優勢,5G 未來將帶來傳統簡訊業務向 IM 雲 2.0(富信)業務的轉變。

五、 鴻蒙面臨的挑戰

基於開源、兼容共生是必經之路。

目前在手機上的安卓& iOS、PC 端的 Windows、Mac 已經在各自領域建立了豐富的生態,並擁有牢固的護城河,鴻蒙作為後起之秀寄希望於 顛覆上述領域的對手、建立一個完全孤立的生態圈也不現實,未來大機率將基於開源社 區,兼容共生,在自主可控等政策的扶持下,吸引更多的應用開發者提供優質、穩定的 應用產品,並往物聯網 IoT 領域積極拓展,同時還需避免僅僅局限在華為自身的機器和 硬體上發展,逐步完善鴻蒙生態。

未來擺在鴻蒙面前的道路將會很曲折,但5G 發展也將帶來新的變革點,產業鏈的參與 者都在積極探尋其可能帶來的變化,在當前的時間節點推出鴻蒙作業系統對華為而言也 是一個良機的發展機遇。

……

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(報告來源:國盛證券;分析師:劉高暢等)


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