云计算产品产业深度调研及未来发展现状趋势

云计算产品产业深度调研及未来发展现状趋势

操作系统行业竞争格局截至2021年5月，在全球手机、平板、台式电脑组成的操作系统整体市场中，Android、Windows和iOS占据了大部分的市场份额，分别占比41．42%、30．86%和16．1%，行业CR3为88．38%，市场集中度较高。从国内市场来看，仍然是Android、Windows和iOS市占率最高，截至2021年5月，这三大操作系统的市场占有率分别为50．49%、29．27%、13．89%，行业CR3为93．65%，市场高度集中。操作系统可细分为移动操作系统、物联网操作系统、嵌入式操作系统、桌面操作系统、服务器操作系统、云操作系统等领域，各细分领域均有其相对应的代表性企业。微内核是操作系统的重要发展方向新一代信息技术的发展开启了万物互联时代，推动了工业领域的自动化、智能化和信息化建设进程，在智能化工业生产过程中，机器设备和智能终端的种类多、数量大，对生产控制系统的安全性、实时性要求较高。相对于宏内核，微内核架构下的操作系统内核仅保留核心功能，其他非核心功能则从内核中剥离，并形成相应的模块化程序，不同的设备可以根据需求调用功能模块，使得操作系统的灵活性、扩展性、安全性、实时性大幅提升，从而满足以上工业场景的需求。微内核的尺寸较小、可扩展性好，可以适配更多种类的设备，同时，模块化处理后，单个模块的故障将不会影响整个操作系统，且响应速度较快，从而提高操作系统的安全性和实时性。微内核架构下，不同系统功能的调用均需要通过进程间通信完成，从而降低了通信效率和操作系统性能，因此，实现微内核架构下的性能提升，是我国操作系统厂商的重要研发方向。东数西算工程推动云计算向去中心化发展，分布式云架构渐成主流。东数西算规划在全国建立八大算力枢纽节点，东西部地区各4个枢纽节点，进行大规模的跨域远程数据传输、域内算力资源调度，让去中心化成为云计算话语权之争的新焦点。与此同时，为满足视频直播、AR/VR、工业互联网等场景下更广连接、更低时延、更好控制等需求，云计算架构正由集中式向一种更加全局化的分布式组合模式进阶。容器技术凭借高敏捷性，高弹性和可移植性获得开发者的广泛关注。容器技术将单个操作系统的资源划分到隔离组中，能够平衡不同组之间的资源使用需求。以容器为代表的云技术，可以为企业提供高敏捷性、高弹性和云间的可移植性，受到开发者的广泛关注，是未来云计算发展过程中的重要一环。操作系统行业的未来发展趋势美国在操作系统领域有着绝对的全球领先地位。在面向个人及政企办公的操作系统领域，Windows、Mac、Android、iOS均由美国企业控制。在面向生产及关键业务系统的操作系统领域，RedHat旗下的企业版本RHEL和开源版本CentOS在国内行业用户生产及关键业务系统领域占据了较高的市场份额。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，在操作系统等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。2021年，我国《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》等国家政策发布，以操作系统为代表的基础软件成为我国聚力攻坚、重点引导的方向，国产操作系统的自主创新和产业化发展将加速推进。因此，国际环境变化和国内政策重点引导，将共同推动我国操作系统领域的进程加速。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。新型电力系统建设是综合利用能源技术和数字技术，以电力+算力带动能源产业升级，促进社会经济高质量发展的重要国家战略，可实现发电系统可控多样、输电和变电系统安全稳定、配电系统智能灵活、用电系统高效节能。全面提升电力行业各环节数字化水平，是新型电力系统建设的必要条件。新型电力系统建设是在发电侧和用电侧双重驱动下，推动电力系统各个环节数字化水平提升的过程。在发电侧，随机性高、波动性强、间歇性大的新能源占比不断提升；在用电侧，分布式电源、电动汽车等新型用电主体快速增加，使得用电结构复杂化。为保障电力系统的安全、稳定运行和智能、灵活控制，发电、输电、变电、配电、用电以及电网调度等各个环节数字化水平需全面提升。根据统计，我国电力信息化市场规模持续快速增长，预计2024年将达到712亿元，2019年至2024年的复合增长率达18．25%。在碳达峰，碳中和的国家战略目标驱动下，我国电源结构中新能源占比不断提高，新能源将成为新型电力系统的主力电源。根据《中国发电企业碳中和数字转型白皮书》，预计新能源装机容量将从2021年的6，880亿瓦特增长至2030年的15，100亿瓦特，新能源装机容量占电源装机容量总额的比例将从2021年的28．96%增长至41．94%。相较于传统能源，风电、光伏等新能源发电具有随机性高、波动性强、间歇性大的显著特点，进而为电力系统的稳定运行带来较大挑战。提高电力系统的数字化控制、监测和维护能力，是建设以新能源为主体的新型电力系统的重要基础，随着我国新能源投资快速增长，电力行业数字化水平将快速提升。电力行业是社会经济运行和工业发展的重要基础，数字化转型使得电力系统接入的智能设备和应用软件复杂程度大幅提升，为保障其安全、稳定运行，电力系统自主可控的要求不断提升。国家电网制定了《国网自主可控标准体系》，对各类基础硬件、基础软件、应用软件的组合特性进行了充分验证；南方电网自2019年开始，持续开展操作系统、数据库、服务器、存储以及各类应用软件的自主可控适配测试。操作系统作为支撑业务系统运行的基础软件，逐步实现全面国产化是新型电力系统和数字电网建设的必然趋势，电力行业数字化转型将推动国产操作系统市场需求和产业规模持续提升。根据赛迪顾问数据，中国电力行业服务器操作系统市场规模在2021年达到5．6亿元，2024年预计达到8．7亿元，2021-2024年年均复合增长率预计为15．82%。数字化转型是各行业实现信息化和工业化深度融合的主要抓手，是我国现代化建设的关键环节。《十四五信息化和工业化深度融合发展规划》提出，将加快原材料、装备制造、消费品、电子信息、绿色制造、安全生产等重点行业的数字化转型步伐，持续提高数字化、网络化、智能化整体水平，到2025年，实现企业经营管理数字化普及率达到80%，数字化研发设计工具普及率达到85%，关键工序数控化率达到68%。工业互联网通过广泛连接人、机、物、系统等工业经济全要素，驱动工业的数字化、网络化、智能化发展，是实现各行业数字化转型的重要路径。智能设备是支撑工业互联网的基础，近年来，我国智能设备连接数量呈快速增长趋势。根据GSMA数据，2020年，我国物联网连接数为42亿个，其中，企业市场智能设备连接数量为22亿个；2025年，预计我国智能设备连接数量将增长至80亿个，其中，企业市场智能设备连接数量达49亿个，增幅超过1倍。在大规模工业生产过程中，工业互联网通过智能设备采集大量、复杂的数据，并基于数据优化对设备和生产过程的监控、管理以及后续服务；具备良好实时性和网络传输功能的操作系统则是以上场景实现的基础支撑，我国智能设备连接数的快速增长，将大幅提升相关操作系统的市场需求。目前，我国工业互联网领域底层操作系统的市场份额仍主要由VxWorks、QNX等国际巨头占据。随着我国基础科学技术水平的不断提高，集成电路、基础软件、核心电子元器件等关键环节的国产化、自主化水平将持续提升，操作系统作为基础软件的核心，在我国数字化转型过程中发挥基础支撑作用的同时，市场空间亦将持续增加。操作系统的基本情况操作系统是调度，管理和控制计算机硬件资源和软件资源的基础软件，处于整个IT系统的枢纽位置，向下需要兼容不同的底层硬件，向上需要支持各类应用软件，满足不同行业用户的功能需求。操作系统是一种对内管理，对外交互的基础软件。对计算机内部，操作系统的作用是管理，包括对系统资源的分配和安排、控制输入与输出设备、用户进程调度管理等；对用户层面，操作系统的作用是交互，包括以命令、图形、语音等方式，完成用户的指令，通过加载、调度应用软件实现各类软件功能。生产系统和关键业务系统是行业用户生产经营的核心系统，其软件和硬件的构成复杂，系统运行过程中对于软硬件资源的需求较高，保障生产系统和关键业务系统的安全、稳定运行，是行业用户对于操作系统的核心要求。因此，该类操作系统在安全性、稳定性、兼容性和专业性能的设计上要求较高；同时，该类操作系统供应商需具备较强的专业支持和快速响应能力，以快速解决行业用户生产及关键业务系统运行过程中出现的各类问题。行业用户的生产及关键业务系统一般在服务器、工作站、专用装置等专业硬件设备上运行，因此，该类操作系统的形态以服务器操作系统、嵌入式操作系统、工业互联网操作系统、特定场景的专用桌面操作系统为主。目前，RHEL（RedHatEnterpriseLinux）、CentOS（RHEL的开源版本）、SUSE等国际领先的Linux版本操作系统，以及IBM、HP等硬件厂商基于Unix自研的操作系统，占据了该领域较高的全球市场份额；近年来，随着国际形势的变化，我国基础软件自主可控和的进程加速，国内厂商自主研发的Linux版本操作系统迎来了良好的发展机遇，在国内大型基础设施行业的市场份额快速提升。个人用户以及政府和企业办公用户的人机交互频率更高，因此，在操作系统的易用性、生态软件多样性和成熟性、人机交互方式的友好性等方面要求较高。该类操作系统一般在个人电脑、智能手机、智能物联网设备等硬件设备上运行，Windows、MacOS、iOS、Android等国际厂商占据了该领域较高的全球市场份额；同时，随着我国操作系统产业的快速发展，国内厂商自主研发的Linux版本操作系统在国内的市场份额逐步提升。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。操作系统行业现状及未来前景分析科技新型举国体制的实质是充分调动科技界、教育界、产业界等有关人员的积极性、创造性与持续性，人才供给对于产业链的长久发展来说至关重要。当前，全球车用操作系统发展还不成熟，通过3年至5年的努力，完全有可能打造一个自主可控开源开放的操作系统，形成我国引领未来汽车产业发展的新格局。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。在国产操作系统厂商中，目前中标麒麟、银河麒麟、深度Deepin、华为鸿蒙各有所长，在竞合中不断加大国产厂商的市场话语权和占有率。《2022年中国操作系统发展研究报告》显示，国产操作系统通用市场增速将超过20%，国产操作系统通用新增市场在2024年将达到34．1亿元的规模，国产操作系统创新发展将开启加速度。《十四五信息化和工业化深度融合发展规划》提出，到2025年，企业经营管理数字化普及率达到80%，数字化研发设计工具普及率达到85%，关键工序数控化率达到68%，工业互联网平台普及率达到45%。这意味着，未来企业技术和产品与市场需求形成了同频共振，不断促使供应链更具创新活力和发展空间。随着基础软硬件国产化的推进，国产操作系统在金融、石化、交通、医疗等行业实现突破及规模性应用。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。未来几年物联网将达到数百亿乃至千亿级连接。这些为操作系统的应用提供了广阔的前景。目前，中国市场正在成为世界上发展最快的智能手机市场，在美国和西欧等发达市场，由于智能手机的高度饱和，导致智能手机的销量开始下滑，像苹果和三星等国际厂商已经开始改变现有的方式，更加注重他们的产品在中国市场销量，以便能够保证自己的市场占有率。据了解，第二季度移动端操作系统市场份额出炉，其中Android操作系统占比最高，为77．14%，高居榜首，与上季度占比基本一致。iOS操作系统占比22．83%，位居