2023华为鸿蒙OS发展现状生态建设及市场空间分析报告

2023年深度行业分析研究报告 目录 一、鸿蒙OS：定位万物互联时代的操作系统 1.1鸿蒙OS：不止手机，定位万物互联时代的操作系统 1.2发展历程：五年更新四代，打造国产基础软件生态 1.3Openharmony：集合多方力量，生态覆盖设备持续增加 1.4鸿蒙OS核心优势：分布式&性能优越 •分布式：全场景分布式架构，解决IoT生态协同痛点 •鸿蒙内核：更轻量&更安全的并发模型 •高性能：源自通信调度机制，保障系统性能与流畅性 二、鸿蒙生态：打造南北联通的新数字底座 2.1鸿蒙框架：助力华为1+8+N战略，数字底座使能千行百业 2.2商业模式：与生态伙伴分享收益，驱动生态飞轮加速 2.3鸿蒙生态伙伴构成：硬件兼容+软件生态+Openharmony 2.4鸿蒙OS最新发展：4.0性能大幅提升，加速生态繁荣 三、市场空间：移动、车、物联等场景前景广阔 3.1行业趋势：非IOT设备趋稳，IOT设备数预计高增 3.2.1智能手机端：出货量增速放缓，国产操作系统崛起 3.2.2PC端：国产替代比例持续提升，2027年市场规模或超500亿 3.2.3智能座舱：5年市场空间翻倍，单车价值量持续提升 3.2.4嵌入式：2027年操作系市场规模或超800亿元 3.2.5物联网：IOT设备快速增长，驱动操作系统放量 四、相关标的 一、鸿蒙OS：定位万物互联时代的操作系统 鸿蒙的定位不是替代安卓，而是实现万物互联。鸿蒙OS是一款面向万物互联新时代的、全场景、分布式的操作系统，实现OS与 硬件解绑、生态共享、跨端共享等。 一个系统覆盖所有设备 物联网操作系统是一种在嵌入式实时操作系统基础上发展出来的、面向物联网技术架构和应用场景的软件平台，需满足设备互通、低功耗、高可靠、模块化等特性。 主机/PC时代 移动互联网 万物互联 Linux OS与硬件解绑 生态共享、跨终端能力共享 应用一次开发、多端部署 OS与硬件绑定、生态无法共享、降低用户体验与开发效率 MicrosoftMacOS iOS手机 iPadOS MIOS 手机、平板、耳机、手表、智能穿戴、 车机、电视、音箱智能家居等 华为2012年开始规划“鸿蒙”，2016年立项，万物互联的 图：鸿蒙OS自研代码数量与API变化趋势 16000 10561 7739 3473 492 852 1073 2396 HarmonyOS自研代码量（万）HarmonyOSAPIs “鸿蒙+”是鸿蒙一直以来的初心与野望。 五年更新四代，鸿蒙OS持续迭代升级。其中，HarmonyOS中华为自研代码数量较2019年增长近5倍。同时，HarmonyOSNEXT实现了100%全自研，已于8月6日面向合作企业开发者开放，并将在2024年一季度向所有开发者开放。 20000 15000 10000 5000 0 2019202020212022 图：鸿蒙OS技术与应用发展历程 2012 2017 2018 201920202021 2023 2024 开始规划自主 鸿蒙内核1.0 鸿蒙内核2.0 鸿蒙OS1.0 鸿蒙OS2.0 鸿蒙OS3.0 鸿蒙OS4.0 鸿蒙OSNext 操作系统“鸿 鸿蒙内核完成技 用于终端ETT 基于开源框架关键模块自研 内核及应用框架自研 软硬协同优化 元服务 HarmonyOS 蒙” 术验证 分布式架构 通用微内核架构 垂直加速文件系统 近场通信（星闪） NEXT将实现 方舟编译器 高性能图形栈 软硬件协同高性能IPC 搭载盘古大模型的 100%全自研 确定时延引擎 支持多语言统一编译 AI服务 TEE微内核形式化验证 多终端开发IDE 多终端开发IDE(Beta) 满足车规级标准 智慧屏 创新国产PC手表/手环车机 音箱耳机 手机、电视路由器 智能门锁智能座舱 预计2025年至少适配top100应用； 2027年适配top500应用 开源鸿蒙：集合多方力量，生态覆盖设备持续增加。华为于2020年9月及2021年5月分两次将鸿蒙系统的L0-L2分支源代码捐献给开放原子开源基金会，项目命名为OpenHarmony。基金会组织亿咖通、华为终端、京东集团、解放号(中软国际)、润和软件、博泰悦臻电子、中科院软件研究所七家单位共同成立OpenHarmony项目群工作委员会，进行开源项目管理运营。 OpenHarmony1.0仅支持内存容量128KB-128MB的设备，但目前OpenHarmony已面向4GB+设备开源。 图：OpenHarmony发展历程 版本号 发行日期 API等级 主要特征 设备内存 典型产品 1.0版本 2020年9月10日 5 支持内存128KB到128MB的终端设备 128KB- 128MB •智能家居领域的联接类模组、传感器设备等。 •电子猫眼、路由器以及智慧出 行域的行车记录仪等。 1.1.0长期支持版本 2021年4月1日 5 新增和升级子系统，统一人工智能引擎框架 2.0金丝雀版本 2021年6月1日 6 支持内存128MB以上的智能终端设备，引入Linux内核作为技术底座 128M-4GB •高端的冰箱显示屏等。 2.2测试版本 2021年9月4日 6 具备典型分布式能力和媒体产品开发能力 3.0长期支持版本 2021年9月30日 7 针对轻量、小型和标准系统新增特性功能 4GB+ •智能手表、智能汽车等 3.1测试版本 2021年12月31日 8-9 增强基础能力、系统分布式能力、系统应用程序框架能力和轻量系统能力等 3.2测试版本1 2022年5月31日 8-9 增强轻量和标准系统基础能力，标准系统应用程序框架能力和标准系统应用能力 4.0测试版本1 2023年6月3日 10 完善标准系统能力，进一步完善ArkUI组件能力和效果 4.0测试版本2 2023年8月7日 - 对应用框架、分布式数据管理、等多个领域进行改进 鸿蒙VS其他系统：高扩展性、 Linux —次开发、多端部署。鸿蒙采用更轻量的并发模型，具有高安全可靠性和高扩展性，任务切换开销50%；同时，鸿蒙OS 支持分布式，能够实现一次开发、多端部署。 图：主要物联网操作系统对比 Google Apple 华为 电脑ChromeOS手机Android手表WearOS物联网AndroidThings 鸿蒙VSFuchsia：分布式&系统性能优势。鸿蒙采用分布式 架构冗余、体验不稳定 鸿蒙 多设备 1+8+N OS OS及生态分裂 系统逐渐分裂 平板iPadOS 电视tvOS 手机 电脑 Mach/BSD iOS macOS 生态封闭、协同体验仅限自有产品 可适配全设备 分布式架构、高性能 手机watchOS 图：华为HarmonyOS与谷歌Fuchsia对比 华为HarmonyOS GoogleFuchsia 系统架构，支持统一OS、弹性 部署、跨端协同；同时，相较 内核性能相对较差 不支持分布式架构 支持多设备协同工作 内核性能提升 支持分布式架构 支持多设备协同工作 鸿蒙内核 Zircon Fuchsia，华为持续优化鸿蒙OS的通信调度机制，通过高性能IPC、混合动态大页等技术提高通信调度效率，保障用户体验流畅。 分布式能力突出，解决IoT生态协同的痛点。分布式软总线、分布式数据管理、分布式设备虚拟化、分布式任务调度等核心技术 解决了不同硬件终端的生态无法共享协同，开发效率低的问题。 消费者：鸿蒙OS能够将各类终端进行能力整合，实现不同的终端设备之间的快速连接、能力互助、资源共享；应用开发者：鸿蒙OS采用多种分布式技术，使得应用程序的开发实现与终端设备的形态差异无关，使开发者聚焦上层业务逻辑，提高开发效率。设备开发者：鸿蒙OS采用了组件化设计方案，可以根据设备的资源能力和业务特征进行灵活裁剪，满足不同形态的终端设备对于操作系统的要求。 图：鸿蒙OS分布式技术及其优势 分布式技术 分布式架构的优势 分布式软总线 分布式软总线是手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机等分布式设备的通信基座，HarmonyOS为设备之间的互联互通提供了统一的分布式通信能力，为设备之间的无感发现和零等待传输创造了条件。开发者只需聚焦于业务逻辑的实现，无需关注组网方式与底层协议。 分布式设备虚拟化 分布式设备虚拟化平台可以实现不同设备的资源融合、设备管理、数据处理，多种设备共同形成一个超级虚拟终端。HarmonyOS针对不同类型的任务，为用户匹配并选择能力合适的执行硬件，让业务连续地在不同设备间流转，充分发挥不同设备的能力优势，如显示能力摄像能力、音频能力、交互能力以及传感器能力等。 分布式数据管理 分布式数据管理基于分布式软总线的能力，实现应用程序数据和用户数据的分布式管理。在HarmonyOS中，用户数据不再与单一物理设备绑定，业务逻辑与数据存储分离，跨设备的数据处理如同本地数据处理一样方便快捷，让开发者能够轻松实现全场景、多设备下的数据存储、共享和访问，为打造一致、流畅的用户体验创造了基础条件。 分布式任务调度 HarmonyOS的分布式任务调度基于分布式软总线、分布式数据管理、分布式Profile等技术特性，构建统一的分布式服务管理（发现、同步、注册、调用）机制，支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、远程连接以及迁移等操作，能够根据不同设备的能力、位置、业务运行状态、资源使用情况，以及用户的习惯和意图，选择合适的设备运行分布式任务。 制 鸿蒙OS基于分布式架构实现一次开发、多端&弹性部署、硬件&资源互助。（1）一次开发，多端部署。鸿蒙采用全栈解耦的架构，一套代码满足大小系统和硬件的要求；（2）可分可合，自由流转。鸿蒙提出分布式软总线技术，消费者可根据自己的需要来组装不同的硬件成一个超级终端，带屏设备均可成为控制中心；（3）统一生态，原生智能。打破硬件边界，多设备协同工作。 图：鸿蒙生态应用核心技术理念 一次开发，多端部署可分可合，自由流转统一生态，原生智能 多端开发环境 多端开发能力 多端分发机 多入口按需分发 多设备按需分发 设备能力抽象 事件交互归一 多端UI适配 低代码可视化开发 超级终端模拟 分布式调优 分布式调试 多端双向预览 可分可合 自由流转 多端协同 跨端迁移 应用和服务统一上架 服务独立开发，按需组合为应用 统一生态 原生智能 芯片能力开放 应用能力开放 服务能力开放 统一加入标准，实现快速接入 多应用生态共存，支持多端融合 鸿蒙OS采用全新的并发模型，任务切换开销降低50%。Linux内核并发任务与调度单元1:1耦合，存在大量无效线程；鸿蒙采用 全新并发模型，并发任务与调度单元分离（M:N），从1:1到M:N(M>>N)任务切换开销下降50%。同时，并发模型具有以下优势： 高安全性&高可靠性：（1）鸿蒙内核无Root权限，从源头提升系统安全性。传统的安卓Root权限一旦被非法获取，整个系 统即被攻破；（2）高可靠性：鸿蒙OS内核服务相互隔离，任何用户服务崩溃都不会影响到微核层，加强了系统稳定性。 高扩展性性：由于众多系统服务都转移到了用户态服务模块上，可以方便地根据终端需求进行按需剪裁和添加。 图：鸿蒙采用更轻量的并发模型图：鸿蒙内核和宏内核的安全性对比 权限控制 内存管理 电源管理 文件系统 设备驱动 芯片指令集适配 … 并发 任务 调度单元 … 鸿蒙内核 文件系统 电源管理 内存管理 权限控制 宏内核 … 并发 任务 鸿蒙OS微核层无Root权限 内核服务相互隔离，提升系统安全 …… 线程调度、进程通信 进程通信 设备驱动 调度单元 线程调度 …… 资料来源：华为2023开发者大会，华为2019开发者大会，国海证券研究所 userid:414195,docid:143697,date:2023-10-25,sgpjbg.com 13 并发任务与调度单元耦合(1:1) 并发任务与调度单元分离（