2024年华为鸿蒙专题分析：大一统时代的自主之光

2024年华为鸿蒙专题分析：大一统时代的自主之光1、操作系统：跨平台时代到来，格局重塑将至1.1、操作系统：信息产业之魂，头部效应明显操作系统是计算机的管理核心，跨平台的操作系统有望成为主流趋势。操作系统是计算机的核心基础软件，控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，其主要实现设备管理、作业管理、文件管理、进程管理、存储管理五大功能。操作系统起源于20世纪中期，伴随搭载的终端设备多元化，操作系统主要包括桌面（PC）操作系统、移动端操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统等。随着万物智联时代的到来，跨平台的操作系统有望成为主流的产业趋势。PC端操作系统产业格局：微软一家独大，但格局正趋于多元化。2023年，全球的PC操作系统以Windows为主导，Windows在全球的市占率为68.16%，在中国的市占率为80.84%，均以绝对优势位于第一名；但其市占率相较于2013年分别下滑22.52pcts和17.38pcts。在国外，苹果PC崛起带动OSX市占率上升，2023年OSX全球市占率较十年前提升11.11pcts；同时谷歌ChromeOS加速发展，2023年市占率达3.47%。在国内，国产操作系统的生态迅速丰富，市占率明显提升。移动端操作系统产业格局：安卓、IOS领跑，鸿蒙快速崛起。在传统机时代，塞班操作系统凭借诺基亚手机的超高市占率占据了全球移动端操作系统35%以上市场份额，中国近70%的市场份额。自2010年步入触屏智能机时代后，塞班市占率随着传统手机销量下滑而下降，开源的安卓系统和专用于苹果手机IOS操作系统崛起，2013年两者相加占据全球移动端操作系统市场份额的63%。截止到2023年三季度，两者在全球操作系统的市占率上升至97%。同时，从2021年开始，依托华为丰富的智能终端生态，鸿蒙操作系统快速发展，2023年鸿蒙在中国的市占率已达13%。1.2、产业趋势：跨平台潜力大，格局有望重塑在智能终端多元化的趋势下，跨平台的大一统操作系统有望成为未来的重要发展方向。从智能终端类型上看，随着智能手机、智能平板、VR/AR、智能手表等重量级的终端设备的普及，万物智联时代已经来临，应用的设备底座将扩展到数百亿IoT设备。智能终端数量正快速扩容，跨平台操作系统市场潜力巨大。GSMA预测到2025年，全球物联网终端连接数量将达246亿个，其中消费物联网终端连接数将达110亿个。IDC预计到2025年，中国物联网总连接量将达到102.7亿个。全新的全场景设备体验，正深入改变消费者的使用习惯，操作系统也将逐步从单终端向跨平台演进。跨平台变革有望带来操作系统格局重新洗牌，国内外科技巨头纷纷布局。随着终端类型的不断丰富，统一的操作系统软件底层是多终端有效联动的基础，科技巨头纷纷试水。苹果MacOS于2020年支持ARM，在底层上与移动端（IOS）实现统一，同时陆续支持了隔空传送、Handoff等多样化的交互功能。谷歌不断推动安卓的多终端化，并推出了云操作系统ChromeOS和全新操作系统FuchsiaOS，以面向多样化的场景。华为则充分利用后发优势，在核心架构上使用了微内核及分布式软总线的技术以实现更加灵活的开发与应用，充分适配多终端场景。2、群雄逐鹿：海外巨头各显其能，抢滩大一统2.1、微软：从PC端霸主，到移动端探路者联手英特尔，成就PC端操作系统全球霸主。1981年，IBM推出PC产品，搭载微软MS-DOS系统和英特尔CPU，全球PC市场逐渐形成以微软操作系统和英特尔处理器主导的寡头格局，即“Wintel联盟”。1985年，微软发布首个图形操作系统Windows1.0；1993年，发布适配多种架构的WindowsNT，后续WindowsXP、Windows10等系统都基于WindowsNT内核打造；2012年，发布面向PC和平板电脑的Windows8，推出新版OneDrive和微软商店；2013年，发布Windows8.1，大范围优化Windows8存在的问题；2015年，发布Windows10，并于2020年突破全球10亿台活跃设备；2021年，发布Windows11。目前最新版本为2023年更新的Windows1123H2。以PC端为利基市场，入局移动端操作系统。2005年，微软发布以WindowsCE为内核的智能手机操作系统WindowsMobile5.0；2010年，微软将WindowsMobile更名为WindowsPhone，推出WindowsPhone7，但不能向下兼容WindowsMobile系统的软件，开发者需要重新开发，用户也需要重新下载；2012年，发布WindowsPhone8，其与PC、平板电脑操作系统Windows8同样基于WindowsNT内核打造，微软首次实现操作系统底层统一，初步尝试通过操作系统将多设备整合。但是，由于更换内核，旧版本无法更新到WindowsPhone8，WindowsPhone的市场份额提升不明显；2016年，发布Windows10Mobile，并于2019年宣布终止对Windows10Mobile的官方支持。微软经验：版本的连贯性与软硬件生态的繁荣是操作系统成功的前提。微软在移动端的尝试，虽未取得显著的市场成功，但却是操作系统产业发展史的宝贵经验。复盘来看，有以下几点值得后发者重视：1）版本的连贯性：微软2010年推出的WindowsPhone7和2012年推出的WindowsPhone8，连续两次不兼容前代版本式更新，在一定程度上导致了用户流失；2）软硬件生态培育：操作系统的成功需要建立在繁荣的软硬件生态之上，微软向搭载WindowsPhone的硬件设备厂商收取授权费用，一定程度上导致除诺基亚外，合作的硬件厂商较少。2.2、谷歌：移动端领军者，积极布局跨平台Android：手机端依托开源弯道超车，试水跨平台操作系统。2008年9月，Android1.0发布。2009年10月，Android2.0发布，着重优化用户使用体验，Android在全球手机端市场占有率开始迅速提升，仅用4个月就从2.56%升至5.35%。2011年，Android4.0版本整合手机、平板电脑和智能电视，针对上述设备重新设计UI，随后引入图像处理和内存方面的新技术。2011年12月，诺基亚宣布放弃SymbianOS，Android迅速填补市场空白。2018年7月，Android手机端市场份额增加至峰值77.32%。2018年8月，Android9.0引入AI技术，通过机器学习管理电量和网络费用。2018年9月，苹果发布iPhoneXS等产品，Android的手机端操作系统开始与iOS竞争，2023年12月市场份额下降至70.48%。ChromeOS：全球第三大PC端操作系统，云端驱动，轻量安全。ChromeOS于2010年发布，是基于Google浏览器及Linux内核，面向互联网的轻型云操作系统。2012年，ChromeOS19发布，用户开始可以离线编辑文档，有网络时上传到云端进行同步。2016年，ChromeOS53发布，部分Chromebook可以通过测试版渠道访问Android应用程序。2021年，ChromeOS89发布，可实现Chromebook和Android手机的互联，通过ChromeOS内置的控制中心，通知、电量等Android手机功能可以在Chromebook上显示。ChromeOS目前已成为全球第三大PC端操作系统，2023年11月全球市场份额为3.71%，低于Windows的69.02%和OSX的21.01%。FuchsiaOS：采用全新内核，适应多终端场景。FuchsiaOS是Google发布的第三款操作系统，使用Google推出的Dart语言，于2016年首次出现在GitHub和Google代码库中，该系统采用Google新创建的内核Zircon（原名Magenta）。2018年，荣耀HonorPlay开始测试FuchsiaOS。2019年，Google表示，除手机外FuchsiaOS使用场景还包括物联网设备；同年，VIVO宣布加入FuchsiaOS生态。2021年5月，Google正式向NestHub推出Fuchsia1.0。之后，受大规模裁员以及部分硬件适配问题的影响，Google减缓了FuchsiaOS的更新频率。2023年3月，该系统支持64位RISC-V架构的提案正式通过。目前，FuchsiaOS已支持x86-64、ARM64和PowerPC64架构。FuchsiaOS面向未来大一统场景优势明显。FuchsiaOS采用微内核Zircon，整个系统分为内核、底层功能、应用程序和用户界面四个层级，设备驱动在内核外作为独立进程存在。这种形式使SoC生产商可以通过独立稳定的接口，开发能够跨操作系统和内核版本使用的设备驱动，模块化的设计也使FuchsiaOS更容易与嵌入式设备结合。谷歌经验：合适的入场时机、开源生态对操作系统快速崛起至关重要，微内核是未来重要的方向。谷歌作为以搜索引擎起家的科技巨头，对开源和互联具有深刻的理解，在操作系统领域的产业经验值得借鉴，包括以下几点：1）合适的入场时机：Android在发展过程中，正值移动互联网爆发，为其快速普及带来了极佳的产业环境；2）良好的开源生态：Android通过开源策略，极大的调动了上下游合作伙伴的积极性，丰富的软硬件生态不断增厚其护城河；3）微内核是重要方向：FuchsiaOS是当前谷歌战略投入的下一代操作系统，微内核的架构有助于跨平台之间的高效互联互通。2.3、苹果：PC及手机为基点，构建多元生态macOS：PC端持续迭代，底层架构与移动端逐步统一。2001年，苹果公司发布第一代MacOSX10.0，底层代码源于OPENSTEP操作系统。2005年，MacOS底层架构由PowerPC转换为Intelx86。在此期间，MacOSX同步支持两个平台；同时，苹果推出Rosetta转译器以解决软件兼容问题。2007年，苹果发布最后一代支持PowerPC的操作系统。2011年，MacX更名为OSX且不再提供Rosetta转译器服务。2016年，OSX更名为macOS。2020年，苹果发布第一个支持ARM的MacOS版本macOSBigSur，至此苹果完成了全部软硬件自研与底层架构的统一，为多终端操作系统的进一步联动打下了基础。2023年，苹果发布最新操作系统macOS14。iOS：移动端具备优势，不断适配多元化终端。作为iOS的前身，iPhoneOS于2007年发布，拥有邮件、照片、日历、Safari浏览器等基本功能。2008年，iPhoneOS2正式推出，新增AppStore应用商店，iOS生态圈初建。2010年，iPhoneOS正式更名为iOS，搭载iOS4.0的iPhone4对外发布。2013年，iOS页面设计回归扁平化，新增隔空投送（AirDrop）功能，用于多台设备之间的文件分享。2014年，iOS新增切换功能（Handoff），设备之间实现无缝过渡，移动设备和桌面设备连为一体。2015年，基于iOS系统的WatchOS和TVOS首发。2019年，基于iOS的ipadOS发布。2020年，iOS新增自定义主屏幕、小组件和应用程序库等功能。2023年，苹果全球开发者大会发布iOS17、iPadOS17、TVOS17、WatchOS10四大新系统。苹果经验：以软硬件底层自研为支撑，打造良好的设备交互体验及开发者生态是关键。截至目前，苹果全栈产品基本实现硬件、软件、应用层的联动与统一，是目前最为完善的生态体系之一。苹果公司在构建操作系统业务优势的过程中，有以下几点值得关注：1）软硬件协同发展，底层全栈自研。苹果实现了软硬件全栈自研，并在消费市场份额占比较高。在硬件端，公司自研了手机端的A系列处理器、PC端的M系列处理器，同时具备Mac、iphone、ipad、iwatch、Airpods五大消费级产品线，据IDC数据，2023年公司PC出货量占全球的8.4%，手机出货量占全球的20.1%；在软件端，公司自主研发了iOS及MacOS操作系统，同时推出了苹果地图、Safari浏览器、Facetime、钱包、健康等自研APP。2）生态安全完善，开发者数量全球第一。截至2022年，苹果开发者注册总数近3700万，申请上架APP超610万款，AppStore在线APP总量达178万个，种类覆盖游戏、工具、商务、教育、生活、娱乐、美食佳饮、效率、旅游、购物等多方面。APPStore注重软件安全，APP经实名认证、应用签名、应用上架安全与隐私检测等环节后才可上架，同时禁止安装第三方来源软件。3）设备交互体验顺畅，用户基础扎实。苹果通过个性化设计、设备交互等方式提升用户使用体验，如：隔空投送，以蓝牙和WiFi为基础实现多台苹果设备之间的文件、照片、备忘录、地图位置、网页等各类信息互传；接力功能，将未完成的任务转移到其他设备且不丢失进程；设备无缝切换，登录iCloud账户后，设备之间可实现无缝的联接切换；通用剪切板，多台苹果设备共用剪切板。苹果丰富的生态及应用层的优化夯实了其巨大的用户基础，依据苹果发布的《2022年AppStore透明度报告》，每周平均有6.57亿用户访问AppStore，用户平均每周从AppStore中下载7.48亿次APP。3、华为鸿蒙：快速崛起的自主全生态OS之光鸿蒙操作系统是华为公司自主研发的一款面向全场景的分布式操作系统。经过多年积累打磨，华为公司于2019年8月首次发布HarmonyOS1.0，此后快速迭代。2020年9月，发布HarmonyOS2.0；2022年7月，发布HarmonyOS3.0；2023年8月，发布HarmonyOS4.0；2024年1月，被称为“纯血鸿蒙”的HarmonyOSNEXT鸿蒙星河版已面向开发者开放申请，首批200多家鸿蒙原生应用厂商入局。在开源生态建设方面，华为公司于2020年9月首次向开放原子开源基金会捐赠OpenHarmony的基础代码，由基金会负责运营孵化，华为是基金会成员之一；2021年5月，又进行了第二次捐赠。鸿蒙秉承“一次开发，多端部署”、“可分可合，自由流转”、“统一生态，原生智能”三大核心技术理念，具有较高的灵活性和可维护性，注重跨平台和分布式应用的支持。复盘微软、谷歌、苹果操作系统的发展历史，可以总结出发展大一统操作系统所需要的共性因素，进而对鸿蒙系统未来发展的可能性进行判断。以下因素是最好具备的：1）完善的软硬件体系。这里最成功的例子是苹果，可以说IOS及MacOS系统的成功与苹果消费产品的成功息息相关。同时Windowsphone的停更也从侧面证明了自有硬件的重要性。2）持续投入生态建设。生态建设是所有操作系统厂商最注重的领域。安卓与iOS生态现有开发者均超过2000万，上架APP分别约260万与178万。3）多终端联动的能力。大一统操作系统反应在应用端的核心特性就是多类型终端的联动能力，也就是全家桶产品是否能给用户带来更便捷的体验。4）底层技术的革新。过去主流的操作系统使用的均是宏内核结构，谷歌与苹果逐步开始了混合内核与模块化的技术，华为鸿蒙则计划完全使用微内核架构。微内核的结构更适合多终端部署。3.1、技术端：底层能力扎实，互联效率领先采用全新微内核技术架构，保证高扩展性和高安全性。鸿蒙系统采用微内核架构。相较于宏内核，微内核主要有两点不同：1）微内核只有进程管理在内核空间内执行，其他功能（文件系统、网络协议等）则在用户空间中执行。2）微内核架构下不同的服务可以单独进行开发和维护，模块化部署能力表现出色，具有很好的扩展性。3）微内核跨模块调用时，可能存在执行效率相对较慢的问题。针对第三点鸿蒙系统全新设计了并发模型，同时对并发任务和调度单元进行了解耦，调度单元数量远小于并发任务，任务切换开销减少50%。整体来说微内核主要实现了多终端搭载所需要的小内存占比、高易扩展性与模块化的能力，基于这个核心，华为在鸿蒙上推出了诸多适用于多终端的开发者工具及用户应用功能。分布式软总线技术，提供便捷跨设备能力。鸿蒙架构的另一核心技术是依靠分布式软总线技术实现多种类、多数量的设备之间的硬件互助和资源共享，在不同场景中也被称为分布式设备虚拟化、分布式数据管理、分布式任务调度。分布式软总线技术是基于华为多年的通信技术积累，通过协议货架和软硬协同层屏蔽各种设备及各类型通信的协议差别，总线中枢模块负责解析命令完成设备间发现和连接，通过任务和数据两条总线实现设备间文件传输、消息传输等功能。最简单的例子就是软总线可以实现手机端用蓝牙发出而接收端使用WiFi接收，极大利用了不同协议的优势、减少了通信的切换成本。3.2、产品端：软硬件一体化，客户资源雄厚在硬件方面：华为一方面打造了完整的硬件产品矩阵，另一方面围绕鸿蒙支持1+8+N战略，打造核心硬件自研的硬件生态体系。1）自有产品：华为手机2023年第四季度出货1040万台，同比增长47%，中国大陆市占率14%（位列第四）；2023年三季度PC出货97.5万台；同时公司在VR、手表、音响、眼镜、耳机等多种产品均有布局。2）1+8+N战略：除了自有产品外，华为广泛链接多样化的终端产品，推出1+8+N战略，“1”代表手机；“8”代表平板电脑、PC、VR设备、可穿戴设备等八大产品线；“N”代表移动办公、智能家居等AIoT生态链产品；用Huaweishare及HiLink打通华为产品与AIoT生态链产品间的链条。在软件方面：华为自研了鸿蒙及欧拉操作系统，同时打造了OpenHarmony和OpenEuler两个开源社区，操作系统覆盖了手机、PC、服务器、智慧屏等多样化终端。同时，华为自主研发了盘古大模型。在应用软件层面，华为原厂App种类丰富，涵盖了生活、工作、娱乐等各个方面，包括鸿蒙智行、华为钱包、华为主题、日常健康等。软硬件体系健全，多设备丝滑联动提升效率。华为基于完善的软硬件体系在应用层实现了超级终端概念，真正做到了以手机为核心的万物互联。超级终端带来更便捷的操作体验。例如，在工作的时候，笔记本、显示器、手绘板、手机可以通过超级终端连接，免去线连和不同设备之间无法连接的难题。同时超级终端使用了软时钟技术和抗干扰算法，软时钟技术保证多设备的同步进程，抗干扰算法保证设备之间连接的稳定。华为是全球头部操作系统市场中，稀缺的软硬件能力均衡发展的企业。根据2023年数据，苹果MAC活跃终端数量约1.3亿，iOS约13亿；微软Windows活跃终端数量约10亿；谷歌的安卓系统活跃终端数量约50亿。2024年1月，华为常务董事余承东在鸿蒙生态千帆启动仪式上介绍称，鸿蒙生态设备数量历时仅5个月即从7亿增长至8亿，有望打开万亿级产业新蓝海。3.3、生态端：自研与开源共进，多层次繁荣“鸿蒙OS+开源鸿蒙”共进，生态建设层次清晰。鸿蒙统一生态的理念包括三个层面，即所有鸿蒙设备统一生态、OpenHarmony和Harm