做一个国产操作系统到底有多难?

  近日,多家媒体报道称,俄罗斯境内用户现已无法正常下载Windows 10和Windows 11系统安装程序。同时,俄用户也无法下载用于安装操作系统的Media Creation Tool应用程序。这给外界敲响了警钟,关键技术国产化、自主创新发展的重要性和紧迫性已愈发凸显。

  当前,“缺芯少魂(“芯”是指芯片,“魂”是指操作系统)”仍是我国亟待解决的技术难题。那么,做一个国产操作系统的难点在哪里呢?对此,民生证券指出,对国产软硬件的推广来说,一次性地投入资金购买并非难事,建立国产软硬件的应用生态才是能否持续成长的关键。

  “打造生态的难点在于,怎么样让更多相关的伙伴共同去做一个事情,这块大家要有共同的目标,同时,和本身商业上以及从他们的产品方向上有一致性,并激发相关开发者的兴趣,保证大家的意愿和投入。”OpenCloudOS社区TOC(技术监督委员会)主席、腾讯云副总裁郭振宇日前在线上对包括《每日经济新闻》记者在内的媒体说道。

做一个国产操作系统到底有多难?

  打造一款操作系统难在哪里?

  就市场格局而言,国内桌面操作系统方面,Windows、macOS处于绝对主导地位,虽然近5年在国内市占率逐步下滑,不过仍占据超过90%市场份额,而国产操作系统在Linux分类,占比不足5%,市占率有待提升。

  现阶段,我国市场上的国产操作系统达10种以上,其中主流的包括UOS(统信软件)、麒麟OS、普华软件、中兴新支点、凝思、中科方德、华为欧拉OpenEuler等,但它们大多是以Linux为基础的二次开发。

  操作系统按应用领域可以划分为四种:桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统和其他操作系统(云、嵌入式、物联网操作系统等)。

  如今大家对Windows、安卓、iOS等操作系统都习以为常,但实际上开发一个操作系统的工作量非常大。

  举例来说,Windows XP有代码4000万行,Windows 7有代码5000万行,3.6版本的Linux 内核代码就有1590万行,而Linux的发行版Debian系统代码行数达6500万行,而且这些代码还都是经过软件厂商反复精简的结果。如果对几千万代码行数的工作量没有概念,可以参照一个案例:“WPS代码大约在百万行这个级别,而雷军执掌的金山软件重写WPS用了3年时间。”

  庞大的工作量和漫长的开发周期导致操作系统研发成本高昂。以操作系统Windows为例,自1985年推出Windows1.0以来,Windows系统已经经历了三十多年的变革。从最初运行在DOS下的Windows3.0,到后来风靡全球的WindowsXP、Windows7、Windows8等历代演进迭代、才于2021年推出Windows11。

  在资金投入上,微软开发Vista所花费的研发费用超过了200亿美元,而Linux仅内核,如果根据人员投入的规模,据测算也耗资数十亿美元。这种规模的资金和人力是国内操作系统厂商目前难以企及的。相比之下,国内做操作系统的公司的开发人员,大一些的有几百人,小的甚至不足百人。

  另外,操作系统的成功同样离不开硬件,尤其是芯片的支持。早在IBM于1981年推出业界第一台个人电脑前,微软和英特尔就开始了合作。两家公司强强联合,软硬件之间良好的协同发展使得WinTel联盟迅速崛起,在上世纪80年代后期逐步占据市场主导地位。

  民生证券表示:“基础软硬件产业链非常庞大,除本身参与的厂商外,运维和服务人员、二次开发、开源社区、基于生态的软件应用都是实现国产软件自立的重要参与方。”

  虽然很难,但好消息是,目前国产操作系统在几个细分赛道或者客户群方面已经有所突破。

  政企用户市场,国产桌面操作系统已“破冰”

  桌面操作系统(Operating System)是配置在计算机硬件上的第一层基础软件,管理计算机系统的全部硬件资源,分为闭源和开源两类。国产桌面操作系统大多是以开源项目Linux内核为基础,由中国本土软件公司自主对内核代码进行一定的修改和补充,加入GUI(图形界面)、应用等部分,形成了相应的应用于桌面端的Linux操作系统发行版。

  全球市场,桌面操作系统中Windows占比高达75.5%,尽管Windows一家独大,但其在全球的市场份额正不断下降,2012年其全球市场份额为90.0%,2022年4月仅为75.5%,而苹果OS X市场份额不断上升,从2012年的7.5%上升到2022年4月的15.5%。

  中国市场,桌面操作系统中Windows占比达85.6%,苹果OS X从2012年的1.1%上升到2022年4月的5.9%,Linux从2012年的0.19%上升到2022年4月的0.71%。凭借较高的占比,业内也流行着“微软之下,寸草不生”这一软件业的“诅咒”,中国自主软件产品在过去几十年的发展中也曾被微软轻易地扼杀在了摇篮。

  不过,在党政市场,近几年,国产桌面操作系统方面已经涌现出统信软件(诚迈科技持股32.31%)、麒麟软件(中国软件持股34.93%)等厂商,给市场带来活力的同时,也在不断影响着市场表现和竞争格局。

  公开资料显示,统信软件由诚迈科技(SZ300598,股价40.45元,市值64.74亿元)与武汉深之度联合成立,其操作系统品牌为UOS,UOS产品基础为武汉深之度的操作系统Deepin。目前,以统信软件等为代表的国产操作系统已趋于成熟。今年5月,诚迈科技董事长王继平在业绩说明会上表示:“据统信软件内部统计,统信软件桌面操作系统去年底在党政市场市占率约为65%,在行业市场约为80%。和2020年差不多。”

  此外,6月24日,麒麟软件还宣布,中国首个桌面操作系统根社区openKylin正式发布上线。所谓根社区,是指基于Linux内核和其他开源组件而构建,不依赖上游发行版的社区。而该社区的组建也能更好地加速我国自主化操作系统的进程,提升我国的信息安全性。

  受政策利好影响,桌面国产操作系统似乎“迎来了春天”,但真实情况也不容客观。近年来,统信软件总体规模和营业收入虽然保持较高的增长水平,但公司净利润却大多为亏损状态。2019年~2021年,统信软件的净利润分别为-36.44万元、2035.91万元和-23843.80万元。2022年一季度,统信软件实现营业收入3517.45万元,净亏损1.84亿元。与2021年同期相比,一季度营收同比下降45.91%。

  对于亏损额增加的原因,公司解释称,统信UOS操作系统为技术密集型产品,在产品研发、生态适配、市场推广等方面需要较大的投入,同时,整体员工数量较成立之初也已大幅增加。另外,当前统信软件产品下游应用领域主要为党政信创市场,客户类型较为单一,并且不同地区政府采购信创产品(包括国产操作系统)的节奏不同,导致公司营业收入的增长不及营业成本的短期快速增长。

  服务器操作系统已取得初步成效?

  手机操作系统方面,主要分为安卓和iOS系统,壁垒较高。不过,在服务器操作系统领域,我国已有厂商取得初步成效。

  “中国操作系统企业正从开源的使用者向贡献者,甚至是技术的引领者转变。”6月22日,在2022 OpenCloudOS社区开放日上,国产开源操作系统OpenCloudOS发布了首个源社区(L1)项目及首个全量软件包(L3)版本,并首度披露其技术研发路线图。这意味着,OpenCloudOS将成为中国首个具备全链路国产化能力的服务器操作系统,可以为国内企业提供自主可控的上游版本,和满足企业级稳定性需求的软件供应版本。

  2020年12月,美国RedHat宣布,自2022年1月1日起停止维护CentOS 8服务器操作系统,并将于2024年6月30日停止维护CentOS 7。停服后,CentOS无法获得官方升级和补丁,用户将面临严重的网络安全威胁。此事曾在业内引发广泛关注和热议。

  不过,OpenCloudOS社区理事、中兴操作系统产品总工、操作系统专家委员会委员徐立锋表示,“今年1月,OpenCloudOS的首个版本初步满足了业界对CentOS替代的需求”。据介绍,目前,OpenCloudOS源社区已完成数百个软件包的构建工作。后续,OpenCloudOS还将发布首个源社区正式版本(OpenCloudOS Stream 22.12)及第二个社区大版本,满足企业自主可控的需求。

  此外,在OpenCloudOS社区之前,OpenHarmony、OpenEuler、龙蜥等开源社区相继成立。

  6月15日,在华为伙伴暨开发者大会2022上,华为公司副总裁、计算产品线总裁邓泰华在线上对包括记者在内的媒体表示:“截至目前,欧拉商业装机量累计超过170万套,新增市场份额达到19%,预计到今年底将达25%,明年的目标是做到中国新增市场份额第一。”

  他进一步称,欧拉的发展是非常快的。“操作系统的生态构建非常(有)挑战(性),欧拉在2020年初开源,如果年底做到25%,可以说处于第一梯队,三年时间生态得到快速发展在中国是第一次,这意味着欧拉在服务器和云的操作系统上走出一条路。未来,我们希望把欧拉的经验都分享出来,产业链能够共建一个生态扩大市场份额。

  OpenEuler的定位是面向数字基础设施的开源操作系统,支持服务器、云计算、边缘计算、嵌入式等应用场景,这在一定程度上和OpenCloudOS的定位有所重合,如何看待二者的关系,双方会不会展开合作?

  对此,郭振宇在线上对包括《每日经济新闻》记者在内的媒体表示,对于国产操作系统的大目标,相信所有中国操作系统开源社区是一致的,共建国产操作系统生态的大方向是一致的。而且大家在源头上,基于Linux内核和一些开源软件的生态也是一致的。这奠定了我们可以和更多其他国产开源社区进行进一步合作的基础,未来我们也希望能够在一定条件下,一起推动操作系统相关标准的统一。在标准统一下,用户可以更加方便地在不同产品之间切换,甚至共同研发。”

  他认为:“不同操作系统社区只要大的方向和标准是统一的,通过不同社区、不同方向的合作,能够进一步促进国产操作系统社区的活跃度,同时也能迸发出更多的创新。”随着产业生态的迅速发展,操作系统国产化进程有望提速。

  物联网系统或将成为赶超的机会点

  在Windows、安卓、iOS等操作系统已经处于垄断地位的情况下,或许换个赛道,提前卡位物联网是关键之举。一位券商分析师6月21日在微信上对记者称,“如果国产操作系统要赶超的话,充其量物联网是有机会的,因为比较简单,而且大部分是联网,所以网路功能实际上比较重要。”对此,前产业分析师姚嘉洋也持有相同意见。

  根据IoT Analytics数据,2020年全球物联网总连接数达到117亿,预测到2025年将达到309亿,2020年~2025年复合增长率为21.4%。

  相比PC端和移动端时代,物联网时代对操作系统提出了多终端、跨平台、低成本、强安全等新要求。物联网时代,终端变得多样化、碎片化,操作系统如何解决终端割裂,达成跨平台、跨终端协作变得尤为关键,目前物联网还处于发展早期,操作系统市占率较为分散,适配不同应用场景。

  光大证券在研报中指出,当前市场中的物联网操作系统可以大致分为四类:传统嵌入式系统+通信协议+其他物联网功能模块;基于Linux、移动端成熟操作系统等的裁剪;面向物联网的轻量级IoT OS;全场景的物联网操作系统:谷歌 Fuchsia和鸿蒙。

  “相比其他三类或是由其他操作系统裁剪得来,或是面向某特定领域的物联网操作系统,只有Fuchsia和开源鸿蒙是面对全场景的,专为物联网时代开发设计的操作系统。”光大证券认为,目前看来,面向下一代操作系统定位的鸿蒙和Fuchsia有最大机会成为第三代物联网操作系统领军者。

  不过,姚嘉洋通过微信对记者表示,目前鸿蒙的主力还是以智能手机为主,当然也有在一些其他应用上布局,但实际上AliOS在华为之前就已经在很多互联网产品上进行布局,并且跟晶片行业的合作会比较深入。同时,阿里涵盖的产业范围也很广,有利于AliOS的布局。

  在多家国产厂商的共同努力下,国产基础软硬件体系目前已经处于“可用”状态,但相比成熟的Wintel体系,国产基础软硬件体系在产品性能、软件生态、用户使用体验等,以及未来可预见的售后、运维等还面临众多难题。不过,打造中国自己的操作系统已经形成产业共识,这也是我们在新时代的立足之本。

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