操作系统行业面临的机遇与挑战

操作系统行业面临的机遇与挑战

操作系统行业面临的机遇与挑战（一）操作系统行业发展的机遇1、操作系统进程加速近年来，受国际形势变化影响，我国芯片、操作系统等关键领域技术现象屡见不鲜，而我国的网络信息安全也面临日益严峻的挑战。在国外部分国家对我国关键领域技术断供的背景下，在软硬件领域加速发展自主可控的产品，已经成为不可逆转的发展趋势。2020年，CentOS宣布将陆续停止维护，导致基于CentOS的信息基础设施面临严重安全隐患。CentOS在国内大型基础行业生产及关键业务系统的操作系统领域市场占有率较高，其停服后，用户将无法得到官方的系统升级和补丁安装支持，宕机、服务中断、数据泄露等网络信息安全风险陡增。因此，我国大型基础行业生产及关键业务系统建设亟需迁移到国产操作系统上，以增强自主可控能力。在操作系统相关领域，国家积极推动关键基础软件的自主创新，陆续颁布《十四五规划和2035年远景目标纲要》、《十四五软件和信息技术服务业务发展规划》等文件，明确要求聚力攻坚、重点突破以操作系统为代表的基础软件。在国际环境和国内政策双重驱动下，我国国产操作系统的自主创新和产业化发展将加速推进。2、我国数字化转型全面推进操作系统行业发展以数字化转型整体驱动生产方式，生活方式和治理方式变革是我国十四五期间的重要发展方向，随着新一代信息技术的持续创新和国家产业政策的重点引导，我国数字化转型加速推进，进而推动基础硬件、基础软件以及各类应用软件等需求提升。软件是数字化实现的关键，操作系统作为连接上层软件和底层硬件的枢纽，在各行业的数字化转型进程中发挥着基础支撑作用，未来市场空间持续增长。（二）操作系统行业发展的挑战1、国内操作系统产业整体发展水平相对落后美国自20世纪50年代开始，持续引领全球IT行业的发展，在操作系统等基础软件领域处于全球领先地位。我国操作系统产业的整体发展水平则落后于美国等发达国家，国内各行业的生产及关键业务系统仍普遍使用RedHat、SUSE等国外操作系统，根据亿欧智库数据，2022年，我国操作系统国产化率不足5%；同时，部分国内操作系统厂商的技术迭代依赖于RedHat、SUSE等国外厂商的开源项目，缺乏完善的生态系统建设。国内操作系统产业整体发展水平对国内厂商的技术研究、产品开发、市场拓展等均产生了较大制约。2、操作系统领域专业人才相对缺乏操作系统的研发难度大，对专业人才的要求较高。近年来，我国对操作系统等基础软件领域的鼓励和支持持续提升，但由于国内操作系统厂商与国际领先厂商的技术水平、资金实力、业务规模等差距较大，国内操作系统产业整体落后于发达国家，专业人才仍较为缺乏。全球电脑操作系统新增市场规模及增速中国软件打造了从完整操作系统、数据库、中间件、安全产品到应用系统的全产业链条，在全国税务、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均有应用。截至2021年3月，中国软件营业总收入10．19亿元。在未来发展中，人们对计算将会有更多的需求，计算机的操作系统也应当随之不断的变化，完善和优化计算机的操作系统，使得用户的需求被不断的满足。相关工作者需要深化研究，大力发展创新操作系统，为我国计算机事业注入新的生命力。操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是计算机系统组成中的重要部分。操作系统的功能重点在于内存调度、微内核处理、输入（出）设备、文件和操作五种计算机资源的管理上。操作系统主要分为服务器操作系统、云操作系统、嵌入式操作系统、物联网操作系统、桌面操作系统和移动操作系统等类别。相关数据显示，2018年中国操作系统市场规模达189亿元，仅占全球市场规模的10%。在国内政策支持及外部竞争压力的双重刺激下，国产系统迎来了发展契机，目前，国内已有一批操作系统商用，且初具生态，其中影响力比较大的操纵系统有银河麒麟、红旗、中标麒麟及深度操作系统。尽管微软公司的Windows系统占据我国桌面操作系统的主导位置，但是Wintel架构之外的桌面操作系统正逐渐蚕食一定的市场份额，我国操作系统正处在竞争格局变化的局面。2019年1-8月份，Windows系统市场份额占比为87．66%，较去年底略有下降；OSX系统市场份额占比为7．09%，较去年底微幅上升。随着半导体技术的更新换代，操作系统历经了企业商用到个人计算机（PC）再到移动端三个阶段。在移动互联网时代，安卓和苹果占据手机操作系统市场绝大部分份额。2019年1-8月Andriod系统市场份额占比达75．98%，iOS市场份额占比达22．88%。中国操作系统渗透率较之美国尚处于较低水平，伴随经济的快速发展，全球已进入移动互联网时代，中美PC渗透率皆存在下降趋势。2018年中国PC渗透率为21．8%，较2012年的24．4%下跌了2．6个百分点；美国PC渗透率为93．8%，较2012年的105．1%下跌了11．3个百分点。如今，国产操作系统发展有了一定的成绩，广泛应用于我国民生及信息相关行业，包括国防、金融、政府、教育等众多行业，其中有多个领域已进入核心应用架构。目前，芯片、大数据、操作系统等高端产业，在国家大力扶持下加快发展进程，加上中美摩擦进一步推动国产自主可控进程，我国操作系统产业将迎接更大的挑战与机遇。随着互联网的进一步发展及5G即将商用，未来将有越来越多的智能终端设备，而作为可以无缝衔接安全可靠的系统，必然有极大的发展优势。国产操作系统替代空间广阔当前信息安全上升为国家战略，国产操作系统作为最基础、最底层的计算机软件，是构建安全自主生态体系中的重要一环。为了保证基础软硬件如芯片、操作系统等的安全不受威胁，发展国产操作系统势在必行。从应用领域来看，国产操作系统已在金融、交通、能源、电信等多个行业涌现出应用落地的实例，并逐渐向核心业务领域渗透。目前，操作系统在国产化率明显高于行业，行业中金融和电信的国产化率逐步提升。受益于央行国产化率要求，2020年金融机构开始操作系统国产化测试，2021年部分大行开始小批量试用，2022年大行开始批量级采购和上线使用。诸多大行已经签订千万级国产操作系统框架，涵盖数千套服务器操作系统、数万套桌面操作系统，服务期为3-5年。国产操作系统通用市场规模将会从2021年的18．0亿元增长至2024年的34．1亿元，未来几年国产操作系统在除和涉密行业以外的2+8+N市场增速将超过20%。操作系统行业产业链操作系统产业链上游主要为技术开发人员、开源软件、服务器、PC等相关资源，上游技术人员水平的提高以及原材料的升级换代推动操作系统产品质量的提升；下游应用包括计算机、手机和IoT设备等领域。操作系统行业趋势信息技术发展走入泛在计算新时代，人类社会、信息系统和物理世界正逐渐走向人-机-物三元融合，万物互联、软件定义，成为这个时代的基本特征。操作系统、CPU处在信息技术的核心位置，是心也是魂。操作系统生态开始多元化，未来的操作系统可能不是一个生态，而是多个生态并存。操作系统是属于基础软件，主要负责管理硬件与软件资源，并提供必需的人机交互机制。我国国产操作系统渗透率水平极低，但近年来产业规模增长明显，其中2021年中国操作系统市场规模为1010亿元，同比增长7．8%，预计2022年中国操作系统市场规模将稳定增加。操作系统的类型非常多样，不同机器安装的操作系统可以从简单到复杂，从物联网终端的嵌入式操作系统、手机上的移动操作系统到超级计算机的大型操作系统。有些操作系统集成了图形用户界面，而有些仅使用命令行界面。我国操作系统细分产品按照应用场景可以分为嵌入式操作系统、桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统等。从操作系统市场规模份额来看，其中2021年中国嵌入式操作系统占比最大为38．98%。从2013-2021年中国操作系统行业专利申请数量总共达到50532件，其中2017年达到行业最高峰值为6485件，近几年操作系统行业专利申请数量略有下降趋势。操作系统是属于基础软件，主要负责管理硬件与软件资源，并提供必需的人机交互机制。我国国产操作系统渗透率水平极低，但近年来产业规模增长明显，其中2021年中国操作系统市场规模为1010亿元，同比增长7．8%，预计2022年中国操作系统市场规模将稳定增加。操作系统的类型非常多样，不同机器安装的操作系统可以从简单到复杂，从物联网终端的嵌入式操作系统、手机上的移动操作系统到超级计算机的大型操作系统。有些操作系统集成了图形用户界面，而有些仅使用命令行界面。我国操作系统细分产品按照应用场景可以分为嵌入式操作系统、桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统等。从操作系统市场规模份额来看，其中2021年中国嵌入式操作系统占比最大为38．98%。中国操作系统行业现状我国国产操作系统渗透率水平低，但近年来市场规模增长明显。据统计，2020年我国操作系统市场规模达到791．1亿元，其中国产操作系统市场规模仅26．68亿元，占比为3．37%，同比增长20．3%。从细分市场来看，2021年，我国操作系统市场规模最大的是嵌入式操作系统，占比达46．01%；其次是桌面操作系统，占比30．59%；移动及其他操作系统规模占比19．63%；服务器操作系统规模占比3．77%。从区域结构上看，我国操作系统主要分布在华东和中南地区，2021年的市场规模占比分别为36．91%、27．16%；西部和华北地区紧随其后，依次占比16．26%、15．15%；东北地区市场规模相对较小，为4．52%。数据显示，2020年我国国产操作系统产值约为26．97亿元，随着我国信创产业进入新的发展阶段，信创产业对国产操作系统的要求也在不断提高，预计国产操作系统市场产值将伴随着各个行业信创的深入而快速增长。操作系统行业发展概况截至2019年8月，在中国的桌面操作系统市场领域，微软Windows的市占率87．66%，苹果OSX的市占率为7．09%，合计为94．75%;在中国的移动操作系统市场领域，谷歌Android的市占率为75．98%，苹果iOS的市占率为22．88%，合计为98．86%。在开源操作系统生态不断成熟的背景下，中国的国产操作系统依托开源生态和政策东风正快速崛起，市场潜力巨大，未来发展前景值得期待。中国桌面操作系统当前呈现两大特征：一是Windows+Intel架构依旧统治着整个民用市场二是Wintel闭源架构从趋势上来看，正面临以Linux为代表的日趋成熟的开源生态的挑战。中国的操作系统国产化浪潮源于20世纪末，历经二十余年，厚积薄发、屡败屡战。目前，依托开源生态以及政策东风，正快速崛起，涌现出了一大批以Linux为主要架构为国产操作系统，如中标麒麟、银河麒麟、深度Deepin、华为鸿蒙等，未来的广阔发展前景值得期待。中国操作系统本土化始于20世纪末，并多以Unix/Linux为基础二次开发为主，过去20年，曾诞生超过20多个不同版本，较为市场熟知的有红旗RedFlag、深度Deepin、优麒麟UbuntuKylin、中标麒麟Neokylin、银河麒麟Kylin与中科方德等。但是，由于中国软件市场的开放、微软系统生态的攻势与知识产权等问题，本土化操作系统在市场幸存下来者寥寥无几，且多数系统仅限于政府领域，并以政府补贴为主，支持研发与应用，国产化之路依然坎坷。实时操作系统（RTOS）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，调度一切可利用的资源完成实时任务，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统，提供及时响应和高可靠性是其主要特点。实时操作系统根据其实时性的刚性要求程度不同，分为硬实时和软实时操作系统。在嵌入式领域中，嵌入式实时操作系统正得到越来越广泛的应用。采用嵌入式实时操作系统（RTOS）可以更合理、更有效地利用CPU的资源，简化应用软件的设计，缩短系统开发时间，更好地保证系统的实时性和可靠性。随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，嵌入式系统应用领域越来越广泛，尤其是其具备低功耗技术的特点得到人们的重视，基于嵌入式的产品将逐渐取代板卡式产品。随着工信部提出NB-IoT基站建设具体目标、三大运营商加速建设，物联网已经脱离云山雾罩，即将迎来万物互联的新时代。不过，物联网的过度炒作已经淡化了其深层意义：这是信息产业继移动互联网之后的下一个万亿级市场，将成为整个国民经济转型升级的信息基础设施。从实际应用来看，嵌入式软件与嵌入式系统是密不可分的，嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置，就是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。而嵌入式软件就是基于嵌入式系统设计的软件，它也是计算机软件的一种，同样由程序及其文档组成，可细分成系统软件、支撑软件、应用软件三类，是嵌入式系统的重要组成部分。2020年，我国网络通信应用领域实时操作系统软件市场容量达到276亿元。设计和制造嵌入式瘦服务器、嵌入式网关和嵌入式因特网路由器已成为嵌入式Internet时代的关键和核心技术。其中包括路由器、交换机等各种网络设备。未来几年物联网将达到数百亿乃至千亿级连接。这些为实时操作系统的应用提供了广阔的前景。制造尤其是智能制造的核心是工业控制，以及包括物联网、移动互联、云计算、大数据等应用，对嵌入式实时操作系统的需求非常大，安全性的要求也日益提高。预计未来几年，国内实时操作系统市场规模仍将处于稳定增长态势。操作系统行业分类操作系统在程序运行的过程中起到重要作用，其功能重点在于微内核处理、内存调度、输入输出设备、文件和操作五种计算机资源的管理上。操作系统上面可以装各种各样的应用软件，是重要的流量入口，作为最基本