软件行业操作系统专题分析关山飞渡-大道笃行

软件行业操作系统专题分析关山飞渡_大道笃行（报告出品方：长江证券）操作系统：计算机系统的内核与基石操作系统定义：管理并调度软硬件资源的系统软件操作系统作为计算机系统中最基本的系统软件，控制并管理着整个计算机系统的软、硬件资源，并合理的组织及调度计算机的工作和资源分配，以提供给用户和其它软件方便的接口和环境。例如在用户对计算机的使用过程中，在用户程序的运行过程中，其负责完成所有硬件相关、应用无关的基本使用工作，为使计算机系统高效、安全、可靠、方便地运转。整体上看，操作系统主要起到了连接计算机软硬件资源与用户接口的作用。从使用者角度，操作系统可以对计算机系统的各项资源展开调度（其中包括软硬件设备、数据信息等）。在资源管理方面，计算机资源主要包含了进程管理、内存管理、文件管理、设备管理以及为用户提供方便的可操作界面。从具体功能看，主要可分为：1、进程管理：主要为进程调度，在多道程序或多用户情况下，解决处理器的调度、分配和回收等问题；2、内存管理：主要功能包括存储分配、存储共享、存储保护以及存储扩张。3、文件管理：主要任务为对文件存储空间进行管理、目录管理、文件操作管理以及文件保护；4、设备管理：主要用于对设备进行分配、传输控制以及保持设备的独立性；5、用户管理：负责处理用户提交的任何需求与指令。产业定位：向下拟合驱动硬件，向上承接用户应用操作系统是所有软件中最靠近硬件的软件，被视为计算机硬件的第一扩充，在计算机系统层次结构中起着承上启下的作用，即面向硬件，又面向软件和各类用户，是软硬件资源的控制中心。操作系统在计算机中的地位极高，是计算机系统中最重要的系统软件。它既控制着各种计算机资源分配给用户使用，同时也支撑着其他系统软件如各类编译系统、程序库等运行。简而言之，操作系统是计算机系统的内核与基石。操作系统分类：场景不同，系统各异操作系统是整个计算机的核心系统软件，属于基础软件，主要负责管理计算机硬件与软件资源，并提供必需的人机交互机制。随着信息技术的发展，操作系统的概念已延伸到信息设备的各个计算节点，以及协同工作的云端、边缘端、智能终端等各类设备中。根据不同的维度，操作系统可细分为不同类别。1、按照操作系统面向的设备类型，通用操作系统主要包括桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统。2、按照源代码是否开放，操作系统可划分为开源系统和闭源系统两类。3、按照应用场景的不同，操作系统可分为通用和专用操作系统两大类。通用操作系统是具有多种类型操作特征的操作系统，可以同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能。通用操作系统包括服务器操作系统、桌面操作系统、移动操作系统等产品型态，专用操作系统通常是在通用操作系统基础上面向特定场景进行特殊定制的操作系统目前，我国国产操作系统大多数均选择以Linux为基础进行二次开发。主要原因是Linux系统作为开源操作系统具有灵活定制、结构层次清晰、运行效率高、运维成本低、较高的安全性等特点。2020年国家“十四五”规划中将开源技术列入国民经济和社会发展五年规划纲要，支持数字技术开源社区等创新联合体发展，完善开源知识产权和法律体系，鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务，这使得Linux为代表的开源软件在国内具有较好的发展前景。国产服务器操作系统技术水平与国际同步，都是基于Linux构建，并在逐步形成自身的特色，提升在操作系统领域的主导力。国产桌面操作系统在系统易用性、可管理性、生态建设等方面不断改进和增强，不断缩小与Windows桌面操作系统的差距。国产操作系统在掌握源代码的基础上，支持飞腾、鲲鹏、龙芯、申威、海光、兆芯等主流国产CPU。国产操作系统在支持国密算法和可信计算技术等方面相对于国外产品更具优势，在安全性方面表现更优异。根据Gartner在2020年发布的全球软件市场收入分析报告，中国Linux服务器操作系统RedHat（RHEL）的市场收入份额为69.9%，MicroFocusInternational（SUSE）市场收入份额为15.90%，Oracle市场收入份额为5.4%，Canonical（Ubuntu）市场收入份额为1%，其他品牌市场份额为7.8%。鉴往知来：从发展历程看操作系统厂商核心要素全球市场格局：国际厂商占据主导地位操作系统的发展经历了操作系统发展的初级阶段、操作系统的形成以及进一步发展三个阶段。其中，初级阶段可以分为早期批处理、脱机批处理和执行系统三个过程；操作系统形成的标志性特征是采用了多道程序设计技术和分时技术，这一阶段出现了批量操作系统、分时操作系统和实时操作系统；20世纪80年代，操作系统得到了进一步发展，出现了功能更强、使用更方便的各种不同类型的操作系统。在此过程中，微软、谷歌、苹果等公司逐步奠定了其在操作系统领域的主导地位。PC时代Windows系统形成一家独大局面，2013年以后Android和iOS系统份额逐年提升，2017年Android系统市场份额超过Windows。截至2022年10月，全球操作系统市场中Android、Windows和iOS的市场份额占比分别为42.37%、30.11%和17.60%1。不同的操作系统厂商着重布局在不同的应用领域，因此下游细分市场份额与整体份额也有着一定差异。其中微软主要以桌面操作系统为主，谷歌和苹果伴随智能手机时代兴起，在移动操作系统占据领先地位。分类别来看，在桌面操作系统领域，Windows占据垄断地位，同时MacOSX份额逐年小幅度提升。根据Statcounter统计，2021年Windows的市场份额占比由2009年的94.73%下降至74.76%，虽然呈现下滑趋势，但仍牢牢占据垄断地位。同时MacOSX基本连年小幅上涨，2021年市场份额占比为16.04%。服务器操作系统领域，Linux占比不断提高。开源上世纪90年代Linux的诞生和开源运动的兴起，传统的闭源操作系统市场地位受到挑战，特别是服务器操作系统市场，根据IDC在2018年的统计数据，全球服务器操作系统市场收入份额（付费+免费）中，Linux的占比为68.00%。国外巨头成长之路：软件持续迭代+生态建设卡位Windows操作系统常年占据操作系统市场王者地位，并且在桌面操作系统形成垄断，在服务器操作系统形成寡头局面。通过复盘其发展历程，其成功要素主要有两点：（1）打造易用性形成客户基础抢占先机，持续迭代不断加强易用性保留客户粘性；（2）形成Wintel联盟，强者联盟构建生态强势卡位。Windows的发展始于1981年，项目起初以“界面管理器”，创新式设计用户界面设计的基本单位——窗口。随后Windows1.0正式发布于1985年，是微软首次对多任务用户界面进行尝试，使得操作系统变得更有组织性、直观性，极大加强了鼠标的功能，提供了篡改扣划的多进程操作界面，易用性大大提升。随后，Windows操作系统经过数十次迭代，兼容性、硬件匹配性、易用性以及易学性都得到了巨大的提升，从用户使用感到产品性能全面迭代，极大程度的培养了客户使用习惯，以及保留了客户粘性。强强联手构建Wintel联盟，生态搭建进行强势卡位。操作系统在整个软硬件架构中起到承上启下的重要作用，其对上层应用以及下层硬件的适配往往决定了一个操作系统使用的广泛性，以及极大影响了用户对于其使用的选择。因此生态的形成是操作系统巨头能够持续领先的核心要素。复盘Windows，早在成长初期，它就选择与Intel强强联盟，通过捆绑销售，提升自己的话语权，把握住了对产业上下游生产商的控制权。生态的形成帮助微软在软件市场中形成对应用软件开发上的绝对优势，先于其他厂商搭建而成的生态成为其发展的强势护城河。趋势研判：势在必行，开源互联大势所趋中美博弈持续升级，势在必行操作系统是IT之魂，自主可控是绝对底线。自2010年“震网”病毒爆发以来，自主可控逐渐成为关注焦点。操作系统作为IT之魂，向上承接软件生态，向下对接硬件资源，其代码繁杂，极易携带后门程序，潜在风险因素较大。当前信创产业已全方位上升为国家战略，操作系统与CPU均是安全自主生态体系的核心环节，为保证国产操作系统行业蓬勃发展，国家出台了一系列相关政策，包含培育操作系统等基础软件发展、建设相关标准、加快操作系统应用生态搭建等。中美科技博弈持续升级，操作系统的势在必行。多年来，我国IT产业主要聚焦于社交、电商、在线视频等上层应用领域，而在操作系统等底层IT领域主要奉行“造不如买”的发展模式，产业基础相对薄弱，微软、苹果等操作系统国际巨头在我国占据了主要的市场份额。然而，2017年以来，美国持续加大对中国科技产业的制裁力度，采取了建立“实体清单”、严格审查中国企业对美企技术的并购活动等措施。随着中美科技博弈的持续升级，“造不如买”的发展模式显然难以为继，操作系统作为关键产业环节亟需实现。系统开源助力弯道超车，万物互联构建生态体系操作系统开发及生态建设极其复杂。操作系统仅本体就有数千万行代码，所需的开发与维护投入非常巨大。此外在生态方面，操作系统需要针对不同硬件（服务器、芯片）进行适配，同时需要上层软件开发商针对操作系统的版本进行相应的适配和调优，同款应用软件会发布多个版本以适应不同的操作系统，所需工作量成翻倍式增长。系统开源成为弯道超车的可行模式。随着开源成为国际上软件开发的一种主流模式，基于开源社区建立起共建共享的开发模式，可以共同解决复杂技术问题，充分吸纳各方需求，并提前吸引了产业上下游介入。同时，基于开源社区的协作机制形成共识，可在代码层面实现底层标准，避免上层应用的重复开发，提升产业效能。因此，以麒麟、统信为代表的国产操作系统走向了基于开源软件的开发模式，共促产业各方协作发展，共建产业链及生态体系。开源铸就国产操作系统新格局。在历史原因和相关政策刺激合力作用下，当前国产操作系统市场存在厂商林立的格局。基于开源软件模式下的操作系统版本发行商的核心价值就是做增值服务，随着openEuler等操作系统中国原生社区的蓬勃发展，国产操作系统版本发行商将呈现将上游技术收敛到中国原生社区，共促社区技术创新，共建统一生态的新局面。基于中国原生社区技术，深度融合行业应用需求，通过增值开发形成国产操作系统商用发行版，并配套迁移适配、生态建设、产品认证等增值服务为行业客户创造价值将成为一种趋势。国产操作系统将进入新一轮高速发展期。垂直下沉、万物互联构筑全新生态壁垒。伴随硬件算力逐渐增强，设备智能化一日千里，操作系统开始由PC机、服务器向各智能终端设备下沉。2021年6月华为HarmonyOS2正式推出，其可同时连接各类智能物联设备（如智能电视、可穿戴设备和汽车），是华为万物互联战略的起点。当前我国国产操作系统在PC应用端存在生态缺陷，打造垂直下沉，多机一体的万物互联生态，或可构筑出符合当前境况的独特壁垒。边际变化：信创进程加速推进，替代空间知多少?操作系统与个人电脑（PC）和服务器均是1：1的配比关系，因此为测算操作系统市场空间，我们需要先对我国个人电脑（PC）及服务器的数量进行统计。根据产业信息网统计，我国2016~2018年个人电脑（PC）需求量约为5600万台左右，且需求量已趋于稳定，后续测算过程中，我们均以5600万台作为我国平均每年个人电脑（PC）出货量数据；根据IDC数据，2021年我国服务器出货量约为391.1万台，同比增长11.7%，则后续测算过程中，我们以10%的复合增速计算服务器行业后续规模，并选用2022~2025年均值500万台作为后续平均每年服务器出货量数据。若以售价为参考，则估算桌面端、服务器端操作系统市场空间分别为411亿元和305亿元，合计约产生716亿元空间。上述估算中，价格参数的选择来自于相关软件产品的报价（终端售价），并未考虑销售过程中的渠道分润。若考虑这一因素的影响，假设销售过程中经销商分润比例约为40%，则对应至操作系统品牌厂商收入的市场空间约为429亿元/年。当前时点，操作系统国产化进程加速推进，未来五年有望实现从政务部门向八大行业、国央企等领域的扩容。因此，我们希望针对党政市场、行业及国央企市场，以及其他民用市场，进行分部段测算。从整体用户范围维度来看，根据国家统计局的统计资料，2020年国有单位从业人员为5563万人，其中公共管理&社会组织、教育业、卫生&社会保障&社会福利分别为1957、1637、894万人。该指标的统计口径包括：公共管理和社会组织国有单位（1957万人）；教育业国有单位（1637万人）；卫生、社会保障和社会福利业国有单位（894万人）；交通运输、仓储及邮电通信业国有单位（108万人）；以及电力、燃气及水的生产和供应业国有单位（102万人）等19个细分领域。除此之外，金融行业也是信创八大行业之一，截至2020年，金融行业从业人员约为859万。以党政市场为例，从业人员约有2000万人，同时IDC数据显示历年政府行业平均电脑销售量约为340万台左右，若考虑6年的正常产品替换周期，则两个口径的数字恰好吻合，意味着党政行业人员电脑基本遵循1：1的配置比例。与此同时，考虑到个人端并没有购买服务器的需求，则企业级市场（约3200万台PC销量）对应500万台服务器销量，因此我们保守假设党政及八大行业市场中，电脑和服务器的配比约为6：1。依据上述测算假设，我们对党政市场、行业及国央企市场，以及其他民用市场，分别进行测算：党政市场：从业人员约2000万人，对应年化330万台电脑销量，和55万台服务器销量。若以市场报价的6折作为厂商售价，计算厂商对应市场空间，则桌面端、服务器操作系统分别对应10.9亿、19.8亿，合计30.7亿市场空间。行业及国央企市场：从业人员约4500万人，对应年化750万台电脑销售量，以及125万台服务器销量。若以市场报价的6折作为厂商售价，计算厂商对应市场空间，则桌面端、服务器操作系统分别对应24.8亿、45.0亿，合计69.8亿市场空间。党政及行业市场合计年化操作系统市场空间约为100亿元/年。更进一步，若考虑国产化操作系统厂商进一步向民用市场领域进军：对应年化约4500万台电脑销售量，以及约320万台服务器销售量。若以市场报价的6折作为厂商售价，计算厂商对应市场空间，则桌面端、服务器操作系统分别对应148.5亿、115.2亿，合计约263.7亿市场空间。长期视角：国产系统逐渐成熟，格局演变向何方?国产操作系统大多为以Linux为基础二次开发的操作系统。国产操作系统大多是本土厂商以Linux内核为基础，对内核代码进行修改和补充，加入GUI（图形界面）、应用等部分，最终形成相应的Linux发行版。Linux的发行版本主要分为两类：一类是商业公司维护的版本，以RedHat为代表；另一类是社区组织维护的版本，以Debian为代表。在基于Debian版本衍生的系统产品中，代表性厂商包括银河麒麟、武汉深之度、凝思等，而基于RedHat版本而打造产品的本土厂商则包括普华、中标软件（后整合为麒麟软件）、中兴新支点、红旗以及中科方德等。当前时点，兼容与生态层面仍然是国产操作系统厂商的核心痛点。从份额维度来说，我国桌面操作系统中，Windows、macOS仍处于主导地位，近年来在国内市占率虽逐步下降，但依然占有90%左右的市场份额，而Linux操作系统（主要国产厂商分类）份额仅为0.49%。较低的份额就意味着生态的缺失，绝大多数的应用层需要额外的适配工作才能在国产操作系统中运行，这也是此前国产化替换相对困难的原因，而替换困难也将进一步限制份额与生态，从而形成恶性循环。而相比之下，全球服务器领域Linux操作系统是主流，其占比已超过60%，从这一角度来说，国产服务器操作系统的生态环境相应的更加完善，国产服务器操作系统技术水平与国际同步。生态环节有望成为破局点。当前时点浪潮加速推进，应用层纷纷推出针对国产芯片和操作系统的适配版本，产业生态急剧丰富。政策助力之下，行业应用生态加速发展，有望打破原有恶性循环，加速的同时，操作系统厂商积累更多用户侧经验后，也将进一步提升自身系统可用性与易用性。我们坚信在国产化浪潮的助推下，我国操作系统厂商份额有望逐步提升。但更进一步聚焦国产厂商内部：由于国产OS产业仍处发展