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操作系统行业研究:国产替代空间广阔,龙头厂商成长可期

未来智库 12241

前言:

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(报告出品方/作者:国泰君安证券,李沐华,朱丽江)

01、操作系统发展历史悠久且市场格局基本稳定

操作系统是计算机最核心的基础软件,发展历史悠久

操作系统是计算机最重要、最核心的基础软件。操作系统是一组主管并控制计算机硬件与软件资源,并提供必需的人机交互机制的系 统软件程序。操作系统位于CPU、内存等硬件之上,各类应用软件之下,是最接近硬件层的基础软件,起到承上启下的作用,确保可 以对计算机各项资源进行合理调度与使用。操作系统主要可以提供以下功能:

①进程管理,其工作主要是进程调度,在单用户单任务的情况下,处 理器仅为一个用户的一个任务所独占, 进程管理的工作十分简单, 但在多道程序或多用户的情况下,组织多个作业或任务时,就要解决 处理器的调度、 分配和回收等问题 。 ②存储管理:存储分配、存储共享、存储保护 、存储扩张。 ③设备管理:设备分配、设备传输控制 、保持设备独立性。 ④文件管理:文件存储空间管理、目录管理 、文件操作管理、文件 保护。 ⑤作业管理:负责处理用户提交的任何需求与指令。

根据不同的维度,操作系统可细分为不同类别。按照操作系统面向的设备类型,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、嵌入式操作系统;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;按照是否虚拟化,可以分为物 理机操作系统和虚拟化操作系统。

操作系统发展历史悠久。现代操作系统的鼻祖可追溯到美国AT&T公司和贝尔实验室等在1964年共同开发的MULTICS(多路信息计算系统)。 自那开始,整个操作系统的演化可分成以下三个阶段: (1)Unix初始系统诞生。1969年Unix系统诞生,此时的操作系统主要面向科研机构和高效的专业编程人士使用,无可视化界面。 (2)可视化操作系统演进。1984年及1985年,以苹果Mac和微软Windows为代表的可视化操作系统诞生,大幅降低了使用者门槛。 (3)开源Linux诞生与演进。1991年芬兰大学生Linus从教授开发的教学用的Mini-Unix启发下,写出了Linux内核,并将GNU组件与Linux内核 集成Linux系统,创建了全世界软件人员合力开发开源操作系统的模式,深刻影响了现在的操作系统市场格局。

Unix系统:Unix是现代操作系统的鼻祖。最早的UNIX系统于 1969年问世。1972年,贝尔实验室的DennisRitchie开发出高 级语言C语言,用来改写原来使用汇编语言编写的UNIX系统, 为提高UNIX系统的可移植性以及应用软件的开发效率奠定了 基础。

Unix系统在其发展早期因为反垄断法的要求,采取了免费授权 的方式,从而获得了企业和科研院所广泛的接受,随后Unix系 统开始出现许多分支,典型的代表包括IBM的AIX系统、惠普 的UX系统、Oracle的Solaris系统、加州大学伯克利分校开发 的BSD系统等,苹果的MacOS X因采用了BSD内核,因而也可 划分为Unix体系。1984年AT&T剥离部分资产解除反垄断法限 制后,开始将Unix进行闭源商业销售。 目前多数Unix系统的销售模式为捆绑硬件进行闭源商业销售, 在小型机、大型机和超级计算机等计算设备上有广泛应用。

MacOS:MacOS是苹果公司为Macintosh系列电脑专属开发的操作系统。在1984年苹果首次推出了具有可视化图形显示界面的MacOS, 之后不断迭代至MacOS 9版本,前9个版本基于Mach微内核研发,后来被统称为Classic MacOS。2001年苹果公司正式推出MacOS X, 其内核改为以BSD内核和Mach微内核为基础开发的Darwin,基于Unix的BSD内核的加入,增加了系统的稳定性、性能表现和响应速度, 同时Mach内核还能兼容老版MacOS应用,MacOS X后续经历了15个内部版本迭代。

在2020年Mac电脑正式从Intel平台迁移至自研的 Arm架构的Apple Silicon平台M1芯片后,支持M1芯片的macOS 11 Big Sur于2020 年 6 月 23 日发布;2021年6月7日苹果发布了 macOS 12 Monterey,在稳定性、多设备互联等方面进一步优化;2022年10月25日苹果发布了macOS 13 Ventura,界面以及多任务 调度等操作逻辑进一步与移动端的iOS、iPadOS靠齐。

Windows:Windows操作系统囊括了桌面、服务器、移动端及嵌入式的全场景。1985年微软发布了首个基于Dos内核的具备图形界面的 Windows操作系统, 后续经历了Windows95(加入了开始按钮、菜单栏、任务栏、资源管理器、IE浏览器等)、Windows98等版本;2001 年,微软发布了基于NT内核的划时代的Windows XP系统,具备更强的网络和远程桌面能力,更强的性能表现和兼容性,后续微软的桌面操 作系统一直基于NT内核进行迭代,最新版本为2021年发布的Windows 11,可以直接兼容安卓操作系统。同时Windows还有面向服务器的 Windows Server、面向移动端的Windows Phone以及面向嵌入式的Windows CE等操作系统,布局全面。

Linux:Linux系统是指Linux内核以及一些列组件构成的可自由使用的开源操作系统。最初的Linux系统通常是指的Linux内核与一系列GNU 组件构成的GNU/Liunx操作系统。内核指的是可以提供设备驱动程序、文件系统、内存管理、进程管理、网络通信等核心功能的系统软件, 但内核并不是一套完整的操作系统,还需要其他组织或厂商将Linux内核与各种软件和文档包装起来,并提供系统安装界面和系统配置、设定 与管理工具等,才能构成完整的Linux发行版操作系统。目前Linux系统在各社区及发行商的推动下,广泛应用于移动端、服务器端及嵌入式场 景,并逐渐开始在桌面端提升影响力。

全球操作系统市场格局稳定,呈现寡头垄断状态

全球桌面操作系统呈现出Windows与MacOS两强相争的局面,Linux份额持续提升。根据StatCounter的部署量数据,自2009年以来 Windows一直稳居全球桌面操作系统龙头地位,但其部署率整体呈现下降趋势,从2009年的94.73%下降至2022年的75.48%;同期MacOS一 直是仅次于Windows的第二大操作系统,其部署率从4.27%提高至15.19%,二者合计占据90%以上的桌面操作系统部署率;Linux系统的部署 率则呈现持续提升的状态,从0.69%提高至2.5%,特别是从2020年开始Linux部署率提升有所加速。

按照营收计算,Windows在桌面操作系统中市占率同样领先。考虑到Windows及MacOS占据了全球桌面系统装机量的90%以上,我们重点 考虑Windows与MacOS的营收情况。根据IDC数据进行测算,2018年Windows桌面端营收为103.11亿美元,MacOS为17.78亿美元,二者 合计为120.89亿美元;2021年Windows桌面端营收达到128.72亿美元,MacOS营收达到22.62亿美元,二者合计为151.34亿美元;2018- 2021年间Windows、MacOS及二者营收合计的年符合增速分别为7.68%、8.36%及7.78%。在营收的占有率上,二者保持了相对稳定, Windows占有约85%的份额,MacOS占据约15%的份额。

全球移动端操作系统呈现Android与iOS寡头竞争格局。在经历过智能手机发展早期的混战以后,基于Linux内核的Android操作系统凭借其 免费开源的优势,逐渐成为全球移动端操作系统的龙头,而iOS(类Unix内核)则凭借与iPhone的深度绑定,始终在移动端操作系统中占有较 高份额。根据StatCounter的部署量数据,Android在2009年的部署率仅为2.41%,但随后几年其市占率快速怕生,到2018年其部署率最高 达到75.45%,之后稳定在70%以上;iOS在2009年部署率为34.01%,随后部署率基本在20%-30%之间波动,到2022年部署率为27.98%; 2022年Android与iOS部署率合计达到99%以上。

全球服务器端操作系统主要由Linux与Windows构成。与商业闭源操作系统占据绝对主导地位的桌面端操作系统不同,免费开源操作系统在 服务器端具有广泛的应用,根据IDC统计数据,2018年全球服务器出货中,58.74%部署了付费操作系统,41.26%使用免费操作系统;到 2021年的全球服务器出货中,有52.15%付费购买了操作系统,47.85%使用免费操作系统。综合考虑免费及付费部署操作系统的服务器, Linux占据了主导地位,且逐渐拉开与Windows的差距,2021年全球1354万台服务器出货中,63.47%安装了Linux系统,36.25%安装了 Windows系统,只有0.28%安装Unix等其他操作系统。

Windows、红帽、SUSE是目前全球服务器装机量前三的品牌操作系统。根据IDC数据,2021年全球服务器出货中,微软Windows、红帽 RHEL以及SUSE的部署率分别为36.25%、13.71%、2.26%,他们合计占据了绝大部分付费操作系统的市场。在免费操作系统中,以CentOS 为代表的的开源Linux操作系统占据了绝大部分的装机量。若按照技术路线及付费方式区分,免费的Linux、付费的Windows以及付费的Linux 是目前服务器装机量前三大的选择。

02、微软和红帽分别是全球商业及开源操作系统领军

微软是全球商业操作系统龙头,持续投入夯实生态壁垒

微软是全球商业操作系统的龙头。2021年,Windows在桌面操作系统上的部署率达到74.76%,市占率约85%,营收达到128.72亿美元;在 付费服务器操作系统中的部署率达到66.87%,市占率达到64.68%,营收达到94.3亿美元;二者营收合计达到223亿美元。 我们认为其获得市场成功的主要原因有以下几点:

①在个人电脑发展早期就积极抢占市场,获得市场先发优势。1981年8月,IBM推出全球第一款个人电脑(Personal Computer)IBM 5150,为缩短研发生产周期,IBM决定采用第三方软硬件产品,这也 成为后来PC整机生产最主流的商业模式,IBM 5150搭载英特尔8088微处理器以及微软与IBM联合研发的MS-DOS操作系统。原本IBM预计在 五年后其总销量可以达到24万台,结果在发售后的第二年累计销量便达到75万台,在商业上获得巨大的成功,IBM 5150的成功也奠定了微软 在操作系统领域的先发优势,1982年,IBM 5150成为《时代》周刊“年度人物“。

在看到可视化视窗操作系统的广阔需求后,微软在1985年推出了可视化视窗操作 系统Windows,凭借生态开放的优势快速在全球PC厂商普及。 同时微软也与IBM联合进行了面向高端工作站、服务器和大型计算机的操作系统 OS/2 NT的开发,后来二者解除合作,IBM向市场独立提供OS/2系统,微软向市 场提供改名后的Windows NT系统,在微软投入重金推动软件适配以及部分整机厂 商因为与IBM整机业务竞争关系的影响下,Windows NT成为更多整机厂商的选 择,而IBM OS/2的市场表现以失败而告终。

②与Intel捆绑形成Wintel联盟,几乎垄断市场。1981年基于英特尔CPU和微软DOS系统的IBM 5150 PC的大获成功,成为微软与英特尔展开深度合作的契机,1980年代末英特尔与微软均成 为市场上的头部厂商,二者决定强强合作结成Wintel联盟,鼓励微软和英特尔的合作厂商生产使用Intel x86架构CPU和微软Windows系统的 个人电脑,从而进一步强化了二者的市场优势,到1990年代,Windows在全球操作系统的市占率达到95%以上,达到新的巅峰。 Wintel联盟的达成也使得微软与英特尔产品间的兼容性大幅提高,产品性能得以发挥最大的效果。Windows功能的丰富促进英特尔硬件的销 售,而Intel硬件性能的提升和规模效应带来的成本降低也进一步促进Windows的销售,二者共同促进了电脑品质的突飞猛进和整机成本的 剧减,使得个人电脑的需求快速增长,也为二者的商业成功奠定基础。

③持续高投入,夯实生态和技术壁垒。微软在操作系统的研发投入上毫不吝啬,从1994年微软Windows NT系统发布后到2000年Windows XP系统发布前的7年间,微软研发投入合计为141.08亿美元,这一阶段微软的研发费用主要集中在Windows操作系统及Office办公套件之上;从2001年Windows Vista系统立项开始到2005年Vista系统正式发布前夕的5年间,微软的研发费用合计达到292.44亿美元,根据美国商业周刊的测算,预计Vista系统累计投入达到200亿美元。2018财年微软研发费用达到147.26亿美元,2022财年提高至245.12亿美元,尽管目前微软的业务体系已经扩容到云计算、游戏、智能硬件、企业级服务软件等更多类别,但考虑到操作系统的重要性,预计Windows的研发投入每年仍在数十亿美元的量级。

红帽是全球领先的开源软件供应商,树立了开源商业模式的标杆

从Linux操作系统到云原生技术,红帽成为全球领先的开源软件解决方案供应商。红帽公司在成立早期,专注于Linux操作系统的开发与销售,为 Linux社区发展做出了卓越的贡献,其主导的Fedora是目前最主流的Linux开源社区这一,其推出的RHEL系统是目前收入规模最大的Linux商业发 行版本,从2001年开始,红帽就停止销售RedHat Linux产品,转为订阅服务模式。从2006年开始,红帽进行了对开源中间件、虚拟化厂商的收 购,产品开始多元化,业务边界不断扩大。

从2011年开始,红帽开始进军软件可视化以及云计算市场,可以提供软硬一体化的解决方案,强化云 原生产品的研发能力,公司进入到新的发展阶段。在2012年红帽成为全球第一家年营收超过10亿美元的开源软件公司,2019年IBM以340亿美 元完成了对红帽的收购,这是当时全球软件史上规模最大的一笔收购。经过多年的发展,红帽已经成长为全球领先的开源软件解决方案供应商。

红帽主营业务包括基础设施产品、应用开发及新兴技术产品、咨询与培训服务三大块。基础设施产品主要包括企业级Linux操作系统(RHEL)、基础架构管理产品和虚拟化管理工具,其中RHEL贡献了绝大多数收入;应用开发及新兴技术产品包含一系列协助客户构建和管理混合IT计算环境的产品,如中间件、云存储、容器、自动化运维平台等;培训与支持服务主要为客户提供迁移规划和实施,运维人员培训等服务,协助客户高效的了解和使用公司产品。

红帽的核心商业模式是持续对开源软件社区进行投 入,并将开源软件项目进行商业化、产品化,充当 起贡献者、开源社区与企业客户之间的桥梁。红帽 工程师通过贡献代码的方式积极参与创建上游开源 软件社区,为开源社区提供技术支持,红帽公司引 导、组织并以资金支持社区全体成员共同改进开源 产品,之后红帽会基于社区产品向企业客户推出更 稳定的、更安全、更标准化、具备更好运维服务的 商业发行版软件,红帽获得商业收益后再反哺开源 社区,形成良性互动。例如目前为红帽贡献最多收 入来源的RedHat Enterprise Linux就是脱胎于红 帽在2003年创建的开源Linux社区Fedora, RedHat Storage来自于Ceph开源社区,RedHat OpenStack Platform来自于RDO开源社区等。

红帽操作系统生态主要由Fedora Linux、RHEL和CentOS三者构成。Fedora Linux位于生态上游,是一个由红帽公司主导赞助的、基于Linux内核的、追求功能快速迭代的免费开源的社区发行版操作系统。Fedora Linux是红帽操作系统生态里新功能、新技术的试验田,一些经 过检验的代码最终会被RHEL吸收。Fedora Linux版本迭代速度快,自2003年11月发布首个版本以来,大约每6个月会发布一个新版本,每个版本的更新维护周期通常为13个月,在下下个版本发布一个月后便不再更新维护。目前最新版本为2022年11月发布的Fedora37版本。

03、国产操作系统厂商面临百亿级市场替代机遇

主流海外桌面、服务器操作系统停服成为国产操作系统发展的契机

微软黑屏门、美国棱镜门等风险事件频发,显示出操作系统自主可控的重要性。 微软黑屏门:微软中国宣布自2008年10月20日开始,分批次向中国客户推出 Windows正版增值计划,未通过正版验证的Windows XP系统用户,其电脑桌面背 景会变为纯黑色,用户可以重设背景,但每隔60分钟,电脑桌面背景仍会变为纯黑 色,同时屏幕右下角会出现一个永久性的通知显示“您可能是软件盗版的受害者”。 表明Windows系统存在可被操控的后门。

美国棱镜门:根据2013年6月6日美国华盛顿邮报的报道,美国政府自2007年开始就 实行一项名为棱镜计划(PRISM)的绝密电子监听计划,美国国安局能够对任何使用 参与到该计划的IT公司服务的客户的即时通讯内容和既存资料进行深度监听,监控内 容包括电子邮件、即时消息、视频、照片、视频会议、语音聊天、存储的数据、传输 的文件、社交网络细节等,参与到该项目的公司包括微软、谷歌、苹果等。表明美国 政府长期地、有计划地、胁迫美国IT巨头对机构和个人用户的信息隐私进行侵犯。

Windows 7及CentOS等主流桌面、服务器操作系统停服成为国产操作系统发展的契机。 目前我国仍有25%的存量电脑在使用Windows 7版本,Windows 7停服影响重大。微软Windows 7操作系统在2020年1月14日正式停止更 新维护服务,后续官方不再为该产品提供官方技术支持及安全补丁升级。根据StatCounter数据,截止2022年11月,我国电脑中有85%安装了 Windows操作系统,在Windows操作系统内部版本中有30.6%仍在使用Windows 7操作系统,相当于我国存量电脑中仍有25%仍在使用 Windows 7操作系统,这些用户中有较多政府、教育及央国企用户。Windows 7停服后意味着该系统的安全性会大幅降低,对于政府及企业级 客户来说风险隐患明显增强,需要尽快完成系统更替。

红帽宣布CentOS停服引发对商业公司主导的开源社区的信任危机。2019年9月CentOS 8在RHEL 8发布4个月后正式发布,原计划生命周期将 到2029年,因而许多企业制定了将其业务系统从老旧的CentOS 6(计划2020年停服)及CentOS 7迁移至CentOS 8的规划。然而在2020年 12月红帽突然宣布CentOS 8将在2021年12月31日提前8年停服,CentOS 7则继续按原计划在2024年6月30日停服。

CentOS停服后意味着不 会再有官方的系统升级和安全补丁支持,一旦新的安全漏洞出现,容易被黑客利用,造成业务系统宕机、服务中断、数据泄露等风险,网络安 全风险陡增。红帽公司建议使用CentOS 8的客户将其业务系统迁移到需要付费订阅的RHEL或者免费更新的CentOS Stream中。由于CentOS Stream属于REHL上游的滚动预览版本,其功能更新没有规律性,因而基本无法满足企业生产环境和关键业务系统的使用需求。红帽这样的做 法实际上是为了自己的商业利益,倒逼CentOS客户转去付费订阅RHEL。红帽此举引发了全球开发者对商业公司主导的开源社区的信任危机。

RHEL的订阅价格昂贵,在价格敏感的客户或者场景较难大规模推广。根据兴业银行在2021年的公开招投标文件,RHEL的标准订阅费用接近1 万元/年/套,可以支持虚拟化功能的容器版RHEL的订阅价格更是达到3.4万元/年/套,高昂的价格使其较难在过去大量使用CentoS系统的对价 格敏感的客户或场景里去大规模推广。相较之下,国产操作系统仅收取5000元左右的License买断费用,在后续每年仅收取License费用的15% 的运维费用,价格优势更为显著。

CentOS在我国关键行业具有广泛应用,其停服将提高用户使用国产操作系统的意愿。根据赛迪顾问的统计数据,2021年我国新出货的服务器 部署的操作系统中有79.1%为Linux系统, 20.1%为Windows系统,0.8%为Unix等其他系统,Linux占据绝对主导地位,与全球水平相比我国 Linux的部署率高15.6pcts。2019-2021年我国新出货的服务器中分别有45%、46%、47%付费部署操作系统,2021年的付费率相较全球付费 率低5.1pcts。由于Windows系统及Unix系统绝大部分为付费系统,意味着有约26.1%的服务器付费部署了Linux系统,有53%的服务器在使用 免费的Linux系统,预计其中CentOS扮演了较为重要的角色。CentOS的停服将提高用户使用国产操作系统的意愿。

国产操作系统厂商积极拥抱开源,建设开源操作系统根社区

历经三十余年发展,目前国产操作系统正在逐渐走向成熟好用阶段。我国从“七五规划”期间开始国产操作系统的规划,经历了启蒙、发展、 壮大、攻坚四个阶段。随着中国在操作系统领域研发力度的持续增加,以麒麟、统信为代表的国产商业化操作系统的产品性能已经大幅提升, 生态建设也初具规模,开始具备规模化推广能力。过往国产操作系统主要基于国际主流的Linux开源社区版本进行开发。从零开始构建操作系统需要巨大的资金投入,到2020年Linux内核有 2780万行代码,根据2009年Linux基金会官方评估,若闭源开发Fedora 9发行版系统,预计需要投入108亿美元。考虑到开源软件商业模式的 成本和生态优势,过往国产操作系统主要基于国际主流的Linux开源社区版本进行开发。

但是开源不等于无国界,依旧存在被管制的风险。开源的核心要素包括开源基金会、开源协议、开源代码托管平台、开源项目。基金会层面, Apache开源基金会明确宣布遵守美国《出口管制条例》(EAR),因而其下的Hadoop、Spark、KafKa等开源项目都需要遵守EAR出口管制; Linux基金会明确其自身管理办法不受EAR管制,因而未做特殊声明的话其下项目不用遵守EAR出口管制,但部分项目如Ceph明确其遵守EAR管 制,属于特例;Mozilla基金会明确其司法管辖权归属于美国加州,但不意味其管理项目默认受到EAR管制。开源协议层面,主流的开源协议如 GPL、LGPL、BSD、MIT、Mozilla、Apache等均未涉及EAR相关声明,风险较低。

代码托管平台上,GitHub、SourceForge和Google Code 均宣布遵守EAR,因而风险最大。开源项目上会受到前面三者的影响,目前主流的开源项目如RHEL、SUSE都宣布遵守EAR,因而存在风险。随 着越来越多主体位于欧美地区的开源组织开始宣布遵守EAR,会威胁到开源供应链的安全性。

面对潜在风险,头部的国产操作系统厂商纷纷开始直接基于Linux内核构建自主根社区。俄乌冲突爆发后,SUSE、RedHat以及Ubuntu社区的 主导方Canonical都公开表示将全面停止在俄罗斯境内提供任何业务支持,Github也大面积封禁俄罗斯开发者账号。这些措施极大地打击了国 内开发者对海外开源社区的信任。开源社区是开源操作系统的创新源泉,对于供应链安全极为重要,过往基于海外社区发行版进行二次开发的 操作系统中的基础函数库、网络协议、图形库、浏览器引擎等大量底层代码都严重依赖于海外社区,在地缘政治趋紧的环境下有较高风险。因 而头部的国产操作系统厂商纷纷开始直接基于Linux内核构建自己的根社区,以提高自主可控程度。

openEuler是目前国内最成功的开源操作系统跟社区之一。华为早在2010年就开始基于Linux内核研发自己的服务器操作系统EulerOS,主要用 于内部ICT设施及华为云服务等业务上;在2015年左右,华为认为开源是做大做强操作系统生态更好的选择,因而确立了开源的战略决策; 2019年9月19日的华为全连接大会上,华为宣布openEuler即将开源,并上线了openEuler社区官网;2019年12月31日,华为开放openEuler 源代码,正式进入开源时代;

2020年3月27日,在华为开发者大会上,openEuler的首个正式版本20.03发布,麒麟、统信、普华、中科院软件 所发布了首批四款基于openEuler的商业发行版操作系统;鉴于此前红帽突然宣布CentOS停服影响到业界对商业公司主导的开源社区的使用信 心,2021年11月9日华为宣布openEuler正式捐献给开放原子开源基金会,并且华为不会做欧拉操作系统的商业发行版,以提高社区的中立性, 更好的推动欧拉开源社区的长远发展。

openEuler目前由开放原子开源基金会主导,提高中立性。开放原子开源基金会是我国首个开源基金会,是致力于推动全球开源事业发展的非 盈利机构,由阿里巴巴、百度、华为、浪潮、腾讯、360、招商银行等龙头科技企业于2020年6月在北京联合发起成立。目前基金会旗下在运营 openEuler、openHarmony、AliOS Things、TencentOS Tiny等多个开源项目。 OpenEuler捐献给开放原子开源基金会以后,社区的中立性 有明显提升,但同时华为也还会在技术创新、生态构建、商业推广、开源建设、人才发展五个方面持续投入资金并推动欧拉生态发展。

国产操作系统厂商面临百亿级市场替代机遇

信创服务器操作系统市场空间广阔,预计到2027年潜在市场规模将突破100亿。根据IDC数据,2021年全球服务器出货量达到1354万台, 同比增长6.9%,中国服务器出货量达到391万台,同比增长8.4%,IDC预计到2026年全球服务器出货量将达到1790万台,考虑到连续多年 中国服务器出货增速高于全球服务器出货增速,我们假设2022-2026年中国服务器出货增速高于全球增速2个百分点,2027年增速与2026 年持平,则预计到2027年我国服务器的年出货量将达到601万台。根据IDC统计数据,我国服务器出货中有约50%供应给互联网厂商(包含 其运营的IDC机房)及大中型民营企业,则到2027年政府及央国企的服务器采购量预计达到301万台。

我们结合2020-2022年信创落地节奏,对未来五年 信创服务器出货节奏进行测算,预计至2027年我国 信创服务器的年出货量将达到200万台。由于商业 版信创操作系统具备更稳定的性能表现、更良好的 软件兼容性、更专业优质的售后服务,因而我们预 计随着信创逐渐从办公系统替换向一般业务系统及 核心业务系统的替换深入,政府及央国企客户对商 业版信创服务器操作系统的需求将快速释放,取代 其基于开源操作系统自研的版本。我们综合考虑每 年新增信创服务器中付费部署操作系统的部分以及 存量信创服务器操作系统的运维需求(通常由三年 以上维保期,维保费用为License费用的15%), 经过测算得到2022年我国信创服务器操作系统市场 规模约8.5亿元,到2027年会提高至103.9亿元, 2022年至2027年的年复合增速为65%。

信创PC操作系统商业化推进更快,预计到2027年潜在市场规模将达到30亿。根据IDC数据,2021年我国PC出货量达到5300万台,但2022 年受疫情等影响预计服务器出货量将下降至4770万台,在2024年PC出货量将重返增长态势,预计到2027年我国PC出货量将达到5798万 台。根据我们的调研,2022年因面临疫情、重大会议等对政府客户招投标的影响,信创PC出货量同样有明显下降,预计自2023年开始将恢 复明显的增长状态,我们预计到2027年信创PC的年出货量会达到1000万台。由于过往非信创PC的操作系统中就几乎没有开源操作系统的身 影,客户也良好的付费习惯,且PC软件生态适配难度更大,因而在信创PC市场也主要采购商业版的操作系统。我们预计至2027年,信创PC 操作系统的年市场规模将达到30亿元,2022年至2027年的年复合增速为30.7%。

04、国产操作系统厂商快速成长,市场向龙头集中

国产操作系统逐渐形成寡头竞争格局,市场向龙头厂商逐渐集中

国产操作系统逐渐形成寡头竞争格局,市场向龙头厂商逐渐集中。从营收来看,国产商业操作系统逐渐形成了麒麟、统信寡头竞争的格 局,2021年麒麟软件实现营收11.34亿元,统信软件实现营收6.8亿元,麒麟信安的操作系统业务营收仅为0.7亿元;从麒麟与统信的对比 来看,2020、2021年及2022上半年,统信软件的营收分别为麒麟软件的69.8%、60%、15.4%,二者营收差距有一定拉开,整体市场逐 渐向龙头厂商集中,麒麟软件具备市场份额领先地位。从盈利水平来看,2020、2021年及2022年上半年,麒麟软件分别实现净利润 1.65、2.75、1.02亿元,统信软件为0.2、-2.38、-3.74亿元,麒麟软件的费用投入与营收增长实现了较好的匹配,统信软件因营收体量的 差距在盈利上有一定压力。

麒麟软件是操作系统龙头厂商,市场优势地位显著

麒麟软件是操作系统龙头厂商,连续10年位列中国Linux操作系统市占率第一。麒麟软件操作系统业务发展的前身最早可以追溯到1989年中国 软件开发的Unix系统COSIX,转型Linux路线后中国软件在1999年发布首款中软Linux系统;2002年银河麒麟作为863项目正式由国防科大启动 研发,在2006年完成初版(基于BSD Unix)研发,后在2009年发布了基于Linux内核的银河麒麟3.0;2003年中国电子集团下属中国软件与中 国电科集团下属普华软件联合成立中标软件公司,在2004年发布中标普华Linux,2010年中标软件与国防科大达成战略合作协议,整合面向政 府民用市场的中标普华Linux与面向特种行业的银河麒麟Linux后推出中标麒麟Linux;

2014年中国软件与天津市政府联合成立天津麒麟公司,国 防科大将“银河麒麟”的商标及知识产权授权给天津麒麟,2018年银河麒麟Linux成为唯一获得过国家科技进步一等奖的操作系统产品;2019 年为顺应产业发展趋势和行业需求的变化,发挥央企在关键信息基础设施领域的领导地位,中国软件旗下子公司天津麒麟换股并购中标软件,强 强整合成为麒麟软件有限公司;2022年麒麟软件主导建立桌面操作系统根社区openKylin。根据赛迪顾问统计,在2012-2021年间,麒麟系统 连续10年位居中国Linux操作系统市占率第一。

麒麟软件的产品线包括服务器操作系统、桌面操作系统及增值产品。其中服务器操作系统主力销售产品为银河麒麟高级服务器操作系统V10,具 备内生本质安全、云原生支持、自主平台深入优化、 高性能、易管理等特性。同源构建支持飞腾、鲲鹏、龙芯、申威、海光、兆芯等信创CPU 的操作系统,针对不同信创CPU在内核安全、RAS特性、I/O性能、虚拟化和国产硬件(桥片、网卡、显卡、Al卡、加速卡等)及驱动支持等方面优 化增强;支持KVM、Docker、LXC等虚拟化以及Ceph、GlusterFS、OpenStack、k8s等原生技术生态,实现对容器、虚拟化、云平台、大数 据等云原生应用的良好支持;构建基于自主软硬件和密码技术的内核与应用一体化的内生本质安全体系。

银河麒麟桌面操作系统V10是一款适配国产软硬件平台并深入优化和创新的简单易用、稳定高效、安全可靠的新一代图形化桌面操作系统产品; 实现了同源支持飞腾、龙芯、申威、 兆芯、海光、鲲鹏、海思麒麟等国产处理器平台和Intel、AMD等国际主流处理器平台;

采用全新的界面风 格和交互设计,提供更好的硬件兼容性,整体性能接近Windows7;支持移固融合,系统融入更多企业级网络连接场景,增加多种触控手势和统 一认证方式,将桌面体验与移动体验深度结合,支持移动应用与终端数据互通,支持来源于不同移动端、PC端的无线投射虹软多屏协同;注重 生态繁荣,提供麒麟移动运行环境( KMRE)和麒麟Windows运行环境( KWRE)的创新技术,丰富应用体验,积极推动软硬件适配,截止 2022年11月26日,已经完成78.1万个软件适配组合以及35.2万个硬件适配组合,多数高频常用软件以及完成原生开发。

统信软件是国产操作系统后起之秀,实现了快速发展

统信软件是国产操作系统的后起之秀,积极推动国产操作系统生态建设。统信UOS的发展最早可以追溯到2004年由hiweed发起的hiweed linux 项目,秉着“免除新手痛苦、节约老手时间”的理念,基于Ubuntu做出中文本地化的社区版操作系统;2009年hiweed社区改名为Deepin; 2011年刘闻欢等创办武汉深之度科技公司并完成对deepin社区的收购,2015年推出基于Debian社区的deepin V15版本;2019年诚迈科技、武 汉深之度等联合发起成立统信软件公司,基于deepin社区发布商业发行版本操作系统UOS;2020年采用Linux 5.4及5.7双内核的deepin V20版 本及其商业发行版UOS V20发布;2022年5月统信软件宣布基于Linux内核打造国产桌面操作系统根社区deepin。

统信软件坚持拥抱开源、回馈开源, 主导发布国产桌面操作系统根社区 deepin。早期deepin基于Ubuntu 社区进行开发;在2015年为了上游 供应的稳定,开始基于非商业公司主 导的Debian社区进行版本开发;到 2022年随着技术实力的进步,也为 了进一步提高供应链安全性,统信软 件开始基于更上游的Linux内核构建 桌面操作系统根社区deepin。此外 统信软件也积极参与openEuler(代 码贡献度第三)、openAnolis(代 码贡献度第二)等国产开源操作系统 社区的代码贡献。

麒麟信安是国防、电力行业操作系统尖兵,持续推动生态建设

麒麟信安是国防、电力行业操作系统尖兵。2006年国防科大基于BSD生态的银河麒麟系统研发成功后,为了推动研究成果的产业化落地,2007 年国防科大、中标软件、长沙软件园以及北京华盾联合出资成立麒麟工程公司,但由于BSD生态演进缓慢,难以适应计算机硬件技术的快速迭 代,麒麟工程持续处于亏损状态,2009-2010年间前三家出资方陆续将其持股转让给北京华盾后退出;2010年麒麟工程正式决定将其技术路线 转型至Linux生态,独立开展操作系统研发;2015年麒麟工程实控人成立麒麟有限(后更名麒麟信安),2021年麒麟工程并入麒麟信安。公司 从2010年转型Linux路线后,很快获得国防、电力行业客户订单,逐渐成长为国防、电力行业操作系统尖兵。

麒麟信安的操作系统囊括服务器、桌面以及工控嵌入式场景。麒麟信安服务器操作系统具备高安全性(等保四级认证)、高可用性、高兼容性等 优势,兼容主流软硬件。麒麟信安桌面操作系统具备安全稳定、界面友好、简单易用等特性,具有良好的交互性以及对软硬件的兼容性。麒麟信 安工控操作系统具备微内核、高实时性、多形态定制、高安全性等特性,继承麒麟信安操作系统的安全特性以及openEuler技术优势,系统大小 在MB级别,可基于源码包特性灵活裁剪定制,通过实时虚拟化技术,高效复用多核资源,在物理机和虚拟机上实时任务响应延迟均小于100微 妙。麒麟操作系统广泛应用于国防、电力、政府、能源、金融、工业等行业信息系统建设,在电力行业累计应用超过10万套,在航天测发控系统 应用超过1万套。

麒麟信安积极参与国内开源生态建设,不断拓展生态圈。麒麟信安是openEuler社区及openKylin社区的理事会成员单位,是openEuler的主要商 业发行版厂商,在openEuler的代码贡献度排行上长期稳居前十名。公司积极拓展生态圈,与主流的操作系统、芯片、整机、数据库、中间件及 应用软件厂商达成合作关系,共同推进应用生态的繁荣发展。

报告节选:

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精选报告来源:【未来智库】「链接」

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