開物成務(wù)，華為鴻蒙操作系統(tǒng)全景解構(gòu)
1. 華為七年沉淀，發(fā)力物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)“鴻蒙”
1.1 ICT 領(lǐng)域之“大腦”，得系統(tǒng)者得天下
1.2 早期鴻蒙雛形 LiteOS 就已體現(xiàn)華為發(fā)力 IoT
2. 微內(nèi)核、方舟編譯器是鴻蒙生態(tài)的兩大核心要素
2.1 鴻蒙微內(nèi)核從底層即為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計
2.2 方舟編譯器是鴻蒙的取勝關(guān)鍵
3. 借助鴻蒙，華為將成“5G+IoT 時代的蘋果”
4. 鴻蒙將完善華為 IoT 生態(tài)，催化產(chǎn)業(yè)進(jìn)程
新聞鏈接：https://www.useit.com.cn/thread-24401-1-1.html
本期投資提示:
1.2019年8月9日，華為于開發(fā)者大會發(fā)布基于微內(nèi)核的全場景分布式鴻蒙操作系統(tǒng)，同 時宣布方舟編譯器開源。
2.得系統(tǒng)者得天下，操作系統(tǒng)乃在ICT領(lǐng)域之“大腦”。從技術(shù)角度看，操作系統(tǒng)作為管理 分配硬件資源、實現(xiàn)應(yīng)用軟件功能的重要載體，技術(shù)含金量之高決定了其”金字塔尖“的 地位。從生態(tài)角度看，操作系統(tǒng)廠商更是相應(yīng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的主導(dǎo)者。鴻蒙操作系統(tǒng)的推出， 對華為、對我國自主可控進(jìn)程的意義不言而喻。
3.微內(nèi)核、方舟編譯器是鴻蒙生態(tài)的兩大核心要素。鴻蒙從設(shè)計之初就為多終端(如邊緣計 算 IoT、服務(wù)器等)而生，作為鴻蒙操作系統(tǒng)生態(tài)的兩大核心要素，微內(nèi)核乃操作系統(tǒng)的 一種結(jié)構(gòu)形式，將系統(tǒng)實現(xiàn)各功能的模塊化，更靈活，易于拓展、易于維護(hù)與更新迭代; 編譯器可視為人與機器的“翻譯”，將人的程序語言翻譯給計算機可理解并執(zhí)行，是人與 計算機之間實現(xiàn)溝通的橋梁。
(1)微內(nèi)核。微內(nèi)核更適應(yīng)復(fù)雜的程序功能，且能夠更靈活地移植至不同硬件平臺。鴻 蒙微內(nèi)核從底層即為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，且體現(xiàn)分布式的特點，解決 IoT 生態(tài)協(xié)同的痛點。微內(nèi) 核是 IoT 操作系統(tǒng)演進(jìn)方向，鴻蒙微內(nèi)核之效率、安全性業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。
(2)方舟編譯器。方舟編譯器通過將編譯過程提前至開發(fā)者環(huán)節(jié)提升應(yīng)用執(zhí)行效率，這 一點對于多終端尤其是物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算而言尤為重要。此外方舟編譯器對開發(fā)者友好，利 于形成良好生態(tài);與自有麒麟、鯤鵬等硬件架構(gòu)協(xié)同，形成類似 Win-tel 的軟硬件格局。
4.微內(nèi)核、方舟編譯器兩大要素看，鴻蒙生而為IoT設(shè)計，并非單純以手機系統(tǒng)為主要陣地。
5.華為“鴻蒙”概念的公開時點雖受到外部環(huán)境影響，但實際早期 LiteOS 已積淀大量商用 經(jīng)驗。LiteOS 解決物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用三大痛點:(1)低成本、低功耗，海量小型化、可移動終 端接入，對續(xù)航能力與單位成本提出較高要求;(2)連接多樣，物聯(lián)網(wǎng)終端在不同場景 下需要不同形式的網(wǎng)絡(luò)連接;(3)安全，“云”+“端”協(xié)同、互聯(lián)互通后更強調(diào)數(shù)據(jù)安 全。未來成熟商用的 LiteOS 將逐步融入鴻蒙操作系統(tǒng)，逐步增強鴻蒙生態(tài)的多終端開發(fā) 能力。
6.借助鴻蒙，華為將成“5G+IoT時代的蘋果”。蘋果曾是3G、4G移動互聯(lián)網(wǎng)時代成長的
新興巨頭，回顧蘋果的崛起路程，在生態(tài)、硬件、先發(fā)優(yōu)勢+持續(xù)創(chuàng)新三方面體現(xiàn)優(yōu)勢。
產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新藍(lán)海下，“華為之于物聯(lián)網(wǎng)”可類比“蘋果之于移動互聯(lián)網(wǎng)”:(1)生態(tài)，
鴻蒙與方舟編譯器將開源，擁抱海量開發(fā)者;(2)硬件，華為擁有強大 ICT 硬件基因，
已推出從底層硬件到中間件、操作系統(tǒng)，再到到編譯工具、應(yīng)用軟件的全棧軟硬件方案。 (3)先發(fā)優(yōu)勢+持續(xù)創(chuàng)新，華為 5G 核心優(yōu)勢+鴻蒙前身
LiteOS 擁有豐富商用經(jīng)驗。
7.鴻蒙將完善華為 IoT 生態(tài)，催化產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。IoT 是華為在產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代的重要布局，華 為主要聚焦于基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、工業(yè)是華為 IoT 的三大應(yīng)用方向，目前 三大應(yīng)用成熟度各有不同，鴻蒙操作系統(tǒng)預(yù)計將在三大領(lǐng)域起催化作用。
8.鴻蒙操作系統(tǒng)的推出將對華為各業(yè)務(wù)板塊產(chǎn)生積極作用，并推動IoT產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，預(yù)計華為 產(chǎn)業(yè)鏈眾多公司將受益。
投資案件
結(jié)論和投資建議
操作系統(tǒng)在 ICT 產(chǎn)業(yè)扮演重要角色，操作系統(tǒng)廠商將成為相應(yīng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的主導(dǎo)者。
借助鴻蒙操作系統(tǒng)，華為將在生態(tài)、硬件、先發(fā)+持續(xù)創(chuàng)新三方面體現(xiàn)競爭優(yōu)勢，成為 5G+IoT 產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍。
華為發(fā)布鴻蒙操作系統(tǒng)，同時將開源方舟編譯器，主要體現(xiàn)發(fā)力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，預(yù)計 將對華為各業(yè)務(wù)板塊產(chǎn)生積極作用，并推動 IoT 產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，預(yù)計華為產(chǎn)業(yè)鏈眾多公司將 受益。
原因及邏輯
從技術(shù)、生態(tài)兩角度看，操作系統(tǒng)對于 ICT 廠商而言具有重要意義，鴻蒙操作系統(tǒng) 的推出，對華為、對我國自主可控進(jìn)程的意義不言而喻。
微內(nèi)核、方舟編譯器是鴻蒙生態(tài)的兩大核心要素。微內(nèi)核更適應(yīng)復(fù)雜的程序功能，
且能夠更靈活地移植至不同硬件平臺;方舟編譯器通過將編譯過程提前至開發(fā)者環(huán)節(jié)提
升應(yīng)用執(zhí)行效率，這一點對于多終端尤其是物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算而言尤為重要。結(jié)合以上兩 大要素看，鴻蒙生而為 IoT 設(shè)計。
車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、工業(yè)是華為 IoT 的三大應(yīng)用方向，目前三大應(yīng)用成熟度各有不 同，鴻蒙操作系統(tǒng)預(yù)計將在三大領(lǐng)域起催化作用。
有別于大眾的認(rèn)識
市場認(rèn)為華為鴻蒙操作系統(tǒng)的發(fā)布受外部環(huán)境影響，更多體現(xiàn)“談判籌碼”作用， 但我們認(rèn)為華為七年前就已開始布局操作系統(tǒng)領(lǐng)域，且鴻蒙已初步具備商用能力，長遠(yuǎn) 看也與華為多終端戰(zhàn)略相協(xié)同。
市場認(rèn)為鴻蒙主要應(yīng)用于手機操作系統(tǒng)并替代谷歌安卓，但我們認(rèn)為從微內(nèi)核、方 舟編譯器兩要素看鴻蒙主要發(fā)力物聯(lián)網(wǎng)，開源生態(tài)、ICT 硬件基因、5G 技術(shù)等優(yōu)勢下 鴻蒙的發(fā)布與成熟將催化物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。
操作系統(tǒng)(OS，Operating System)是管理計算機軟硬件資源的“大腦”。常見 ICT 系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，軟件又可分為操作系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。其中操作系統(tǒng)是介 于硬件和應(yīng)用軟件之間的一層重要部分，是管理分配硬件資源、實現(xiàn)應(yīng)用軟件功能的重要 載體。
操作系統(tǒng)在 ICT 領(lǐng)域扮演重要角色，其作用可從技術(shù)、生態(tài)兩方面佐證:
(1)技術(shù)角度看，操作系統(tǒng)在程序運行的過程中起重要作用。
一般而言，軟件程序的運行需要四大要素:程序設(shè)計語言、編譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、指 令集。粗略理解:1程序設(shè)計語言是編程的工具基礎(chǔ)，包括常見的
C、C++、Java、C#等; 2編譯系統(tǒng)的作用是將編寫好的程序語言“翻譯”成機器能夠識別的二進(jìn)制碼;3操作系
統(tǒng)是調(diào)度資源、執(zhí)行程序的“大腦”;4指令集則決定了程序以何種方式來執(zhí)行。
可作以下類比:硬件相當(dāng)于高速公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施資源，軟件相當(dāng)于駕駛員/旅客，
而操作系統(tǒng)則相當(dāng)于各種類型的交通工具。汽車、火車等交通工具借助公路、鐵路等基礎(chǔ)
設(shè)施得以行駛，駕駛員/旅客在交通工具上方能到達(dá)不同目的地。操作系統(tǒng)則是向下對接硬
件，使硬件資源的存在有實際意義，同時向上承載各類應(yīng)用程序，得以實現(xiàn)各種應(yīng)用功能;
編譯系統(tǒng)在程序運行的過程中，起到方向盤或?qū)Ш絻x的作用，將駕駛員(軟件)的操作(程 序指令)轉(zhuǎn)化為車輛的位移(機器語言)。
圖 1:操作系統(tǒng)在程序運行的過程中起重要作用
資料來源:《操作系統(tǒng)之哲學(xué)原理》鄒恒明(機械工業(yè)出版社)，申萬宏源研究
(2)生態(tài)角度看，總結(jié) Win-tel 與我國自主可控歷程，操作系統(tǒng)廠商處于 ICT 產(chǎn)業(yè) 鏈的核心環(huán)節(jié)。
Win-tel 聯(lián)盟下，微軟股價隨 Win95、WinXP 等版本的發(fā)布屢創(chuàng)新高。1980s 微軟
與英特爾組成 Win-tel 聯(lián)盟，使得 Windows 系統(tǒng)搭配 x86 的 Intel 處理器成為 PC 領(lǐng)域的
絕對主流，二者結(jié)合后，在軟硬件版本迭代、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)協(xié)同，一時形成“雙寡頭 壟斷”的格局。1995 年 Win95
的發(fā)布首創(chuàng)了“桌面”的概念，使人機交互界面更加友好; Windows XP 的發(fā)布進(jìn)一步穩(wěn)固了微軟在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
圖 2:操作系統(tǒng)在程序運行的過程中起重要作用
資料來源:Bloomberg，申萬宏源研究
盡管芯片是 ICT 生態(tài)的底層核心，但 Windows 背后龐大的應(yīng)用生態(tài)決定了微軟對芯 片商有較高話語權(quán)。微軟于
2018 年公布 Win10 操作系統(tǒng)已擁有 3500 萬個應(yīng)用、超 1.75 億個軟件版本，支持 1600
萬個硬件/驅(qū)動組合。微軟三十余年積累海量開發(fā)者，擁有龐大 的應(yīng)用基礎(chǔ)，因此對芯片架構(gòu)的選擇擁有一定話語權(quán)。在 x86 以外微軟已針對 ARM
架構(gòu) 推出新一代操作系統(tǒng)，英特爾以外的芯片商將受益 Win 生態(tài)的拓展。
另外，ICT 領(lǐng)域自主可控不僅體現(xiàn)在以芯片為代表的硬件層，更需要操作系統(tǒng)帶動生 態(tài)可持續(xù)。“基礎(chǔ)軟件的短板主要在操作系統(tǒng)，芯片的短板主要在 EDA(電子設(shè)計自動化) 設(shè)計工具等領(lǐng)域”。芯片層的創(chuàng)新與投入一直是產(chǎn)業(yè)與資本的關(guān)注重點，但持續(xù)研發(fā)需要 商用以及操作系統(tǒng)帶動應(yīng)用軟件同步推進(jìn)，如果沒有商用階段的現(xiàn)金流再投資，則芯片層 的創(chuàng)新難以持續(xù)迭代。
表 1:國內(nèi)已出現(xiàn)一批商用操作系統(tǒng)，且初具生態(tài)
資料來源:各公司公告與官網(wǎng)、技術(shù)白皮書，天眼查，申萬宏源研究
華為“鴻蒙”概念的公開時點雖受到外部環(huán)境影響，但實際已積淀大量商用經(jīng)驗。
鴻蒙操作系統(tǒng)的發(fā)布時點體現(xiàn)重大意義，但并非是“從無到有”的過程，2012 年華為就已 開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng) LiteOS，并在可穿戴設(shè)備、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、LPWA 等領(lǐng)域應(yīng)用， 是鴻蒙操作系統(tǒng)的雛形。
圖 3:華為早在 2012 年就已開始研發(fā)名為 LiteOS 的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
資料來源:華為 LiteOS 官網(wǎng)，申萬宏源研究
LiteOS 解決物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成本、連接、安全三大痛點，體現(xiàn)華為早期就已探索布局 IoT 領(lǐng)域。
(1)低成本、低功耗。物聯(lián)網(wǎng)需要海量終端接入，且大多數(shù)邊緣設(shè)備為小型化、可移
動，因此對續(xù)航能力與單位成本提出較高要求。LiteOS 內(nèi)核小于 10k，同時通過 MCU 和 通信模組二合一的 OpenCPU
架構(gòu)，能夠顯著降低終端體積和終端成本。且超低功耗，甚 至 1 節(jié) 5 號電池可工作 5 年。
(2)連接多樣。物聯(lián)網(wǎng)終端在不同場景下需要不同形式的網(wǎng)絡(luò)連接，尤其進(jìn)入到 5G
時代后，對系統(tǒng)的連接性能和兼容性要求嚴(yán)格。連接拓展性能強，支持 6LoWPAN、WiFi、 BTE、Zigbee
等多種協(xié)議，且設(shè)備間可以自組網(wǎng)、自發(fā)現(xiàn)、互操作，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 的不同連接需求。
(3)安全。物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算需要“云”+“端”協(xié)同，互聯(lián)互通后數(shù)據(jù)泄露成為物聯(lián) 網(wǎng)系統(tǒng)的重大隱患。LiteOS 以極小體積的內(nèi)核實現(xiàn)了雙向認(rèn)證、差分升級、DTLS/DTLS+ 等機制。
表 2:LiteOS 眾多特性表明該系統(tǒng)專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計
資料來源:華為 LiteOS 官網(wǎng)，申萬宏源研究
未來成熟商用的 LiteOS 將逐步融入鴻蒙操作系統(tǒng)，逐步增強鴻蒙生態(tài)的多終端開發(fā)能力。在鴻蒙之前，華為已形成
HiLink(連接標(biāo)準(zhǔn))+LiteOS(操作系統(tǒng))+芯片(算力)的 IoT“三件套”體系。在這一體系下，華為 2C
的智能家居、智能手機、手表手環(huán)等設(shè)備出 貨量已累計超過2億件，2B 的水電表、攝像頭、單車等設(shè)備出貨量已累計超過1億件，擁
有成熟穩(wěn)定的商用方案。進(jìn)一步 LiteOS 與鴻蒙結(jié)合，將在 IoT 領(lǐng)域形成強大合力。
圖 4:華為已形成 HiLink+LiteOS+芯片的 IoT“三件套”體系
資料來源:2019 年 8 月 9 日華為開發(fā)者大會，申萬宏源研究
鴻蒙從設(shè)計之初就為多終端(如邊緣計算 IoT、服務(wù)器等)而生，微內(nèi)核、方舟編譯 器作為鴻蒙操作系統(tǒng)生態(tài)的兩大核心要素。
微內(nèi)核乃操作系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)形式，將系統(tǒng)實現(xiàn)各功能的模塊化，更靈活，易于拓展、 易于維護(hù)與更新迭代;編譯器可視為人與機器的“翻譯”，將人的程序語言翻譯給計算機 可理解并執(zhí)行，是人與計算機之間實現(xiàn)溝通的橋梁。
圖 5:微內(nèi)核、方舟編譯器是鴻蒙生態(tài)的兩大核心要素
資料來源:申萬宏源研究
華為 10 年來在編譯器與系統(tǒng)內(nèi)核的布局演進(jìn)，已經(jīng)為鴻蒙操作系統(tǒng)和進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)做 好了充足的鋪墊。
圖 6:華為 10 年布局多終端系統(tǒng)，為進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)做好鋪墊
資料來源:2019 年 8 月 9 日華為開發(fā)者大會，申萬宏源研究
微內(nèi)核與宏內(nèi)核相對應(yīng)，是操作系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)形式。操作系統(tǒng)的核心功能包括文件 系統(tǒng)、內(nèi)存和 I/O
設(shè)備管理、CPU 調(diào)度等，宏內(nèi)核即指操作系統(tǒng)將上述功能全部“打包集 成”在內(nèi)核里，不同的功能模塊之間耦合度高，所以具有高效率的優(yōu)點，代表系統(tǒng)包括
Linux、 Unix 等)。微內(nèi)核則將系統(tǒng)分為各個小的功能模塊，僅將最核心的調(diào)度、內(nèi)存管理功能保
留在內(nèi)核中，驅(qū)動、文件系統(tǒng)等以“外部模塊”的形式與內(nèi)核連接，相應(yīng)的優(yōu)勢是易于拓 展、易于維護(hù)與更新、穩(wěn)定性高，代表系統(tǒng)包括
Windows、Mac OS X 等。
微內(nèi)核更適應(yīng)復(fù)雜的程序功能，且能夠更靈活地移植至不同硬件平臺。微內(nèi)核僅在操 作系統(tǒng)的內(nèi)核中保留最基本功能，大大降低了內(nèi)核的開發(fā)難度;分布式思維，將非核心的 程序和模塊隔離在內(nèi)核之外，因此當(dāng)單一程序出現(xiàn)錯誤時不會影響系統(tǒng)整體功能;同時， 微內(nèi)核相比宏內(nèi)核更易于移植，開發(fā)、更新周期也得以縮短。
仿照第一部分，同樣可作以下類比:若操作系統(tǒng)類比為車輛等交通工具，則不同內(nèi)核
結(jié)構(gòu)相當(dāng)于車輛的不同定制方式。宏內(nèi)核相當(dāng)于商用整車，而微內(nèi)核則類似支持深度定制
車。在行駛過程中，商用整車雖整體運行效率高，但如果某一部件出現(xiàn)故障，則需要專人、
同款備件才能維修;而定制車的很多模塊可替代性本身就非常強，且能夠通過簡單改裝在 不同路況下行駛(不同硬件環(huán)境)。
圖 7:微內(nèi)核在結(jié)構(gòu)形式上比宏內(nèi)核更扁平化，也更靈活
資料來源:《操作系統(tǒng)之哲學(xué)原理》鄒恒明(機械工業(yè)出版社)，申萬宏源研究
鴻蒙微內(nèi)核從底層即為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計。上述可知，微內(nèi)核的最大特性是僅在內(nèi)核中保留
最核心功能，因此對于鴻蒙而言:連接實時性更好(響應(yīng)時延降低 25.7%、時延波動率降 低 55.6%)，同時結(jié)合 5G
低時延場景，尤其適用于工業(yè)控制、智能交通等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域; 可以做到故障隔離，最大程度保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，在 5G 超多連接場景下更能滿足
萬物互聯(lián)的要求。
鴻蒙微內(nèi)核體現(xiàn)分布式的特點，解決 IoT 生態(tài)協(xié)同的痛點。目前已有操作系統(tǒng)基本只 對應(yīng)于某一種硬件，如
Windows 對應(yīng) x86 PC、iOS 對應(yīng)蘋果手機等。但 IoT 時代終端種
類數(shù)量極大拓展，難以針對每種硬件分別開發(fā)操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序，不同硬件終端的生態(tài)
無法共享協(xié)同，開發(fā)效率低。而鴻蒙實現(xiàn)了硬件解耦，即可針對應(yīng)不同設(shè)備進(jìn)行彈性部署
(例如智慧屏、穿戴設(shè)備、車機、音箱、手機等)。同時創(chuàng)新的分布式軟總線使得擁有不 同功能的硬件可以彼此協(xié)同。
例如:傳統(tǒng)的相機、電視、音響等設(shè)備原本相互獨立;但在鴻蒙的分布式軟總線下， 這些設(shè)備被“虛擬化”成攝像模組、顯示模組、外放模組，并成為有機整體，用戶無需另 行設(shè)置即可按需調(diào)用各種功能，硬件終端之間形成相互協(xié)同。
圖 8:未來基于微內(nèi)核的鴻蒙操作系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用于 IoT 領(lǐng)域
資料來源:2019 年 8 月 9 日華為開發(fā)者大會，申萬宏源研究
微內(nèi)核是 IoT 操作系統(tǒng)演進(jìn)方向，鴻蒙微內(nèi)核之效率、安全性業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。一般微內(nèi)核
系統(tǒng)，由于驅(qū)動、文件系統(tǒng)等進(jìn)程被外置，各模塊之間的通信需要經(jīng)過內(nèi)核“搭橋”，因
而效率往往比宏內(nèi)核要低。但鴻蒙微內(nèi)核對進(jìn)程間通信進(jìn)行了高度優(yōu)化，使得鴻蒙相比 QNX、Fuchisia 效率提升 3 至 5
倍。此外，由于微內(nèi)核的代碼數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于宏內(nèi)核，因 此鴻蒙能夠以對每行代碼進(jìn)行充分的“形式化”的安全驗證，顯著提升了內(nèi)核安全性。
方舟編譯器最早系華為于 2019 年 4 月在 P30 系列手機發(fā)布會上公布，但實際積淀十 年，定位是多終端系統(tǒng)。華為早期表示方舟編譯器將大幅提升手機端安卓系統(tǒng)的運行效率， 而開發(fā)編譯器其實是協(xié)助鴻蒙操作系統(tǒng)更深層次布局邊緣計算、服務(wù)器等領(lǐng)域。
對傳統(tǒng)編譯器而言，編譯時點、跨語言編譯是制約應(yīng)用程序執(zhí)行效率的瓶頸。應(yīng)用程 序的執(zhí)行要經(jīng)過字節(jié)碼到機器碼的轉(zhuǎn)換，程序員在編程時使用上述 C、C++、Java、C#等 程序語言，但硬件的執(zhí)行邏輯是基于 0 和 1 的二進(jìn)制。因此要讓硬件能夠“讀懂”指令， 就需要編譯器把“程序語言”轉(zhuǎn)譯成“機器語言”。
(1)編譯時點:根據(jù)編譯器工作時點的不同，編譯方式可分為兩種，但執(zhí)行效率仍有 提升空間。一種是“邊執(zhí)行、邊翻譯”，程序調(diào)用了某一句指令，編譯器就實時將其轉(zhuǎn)譯
為二進(jìn)制碼(早期版本安卓使用該方案，程序執(zhí)行效率低下);另一種是引進(jìn)高性能虛擬 機(在安卓系統(tǒng)中為 ART，即 Android Run
Time)，在程序安裝時或系統(tǒng)空閑時就提前 將代碼轉(zhuǎn)譯完畢，進(jìn)一步提升了程序執(zhí)行效率，但新的問題在于程序安裝時間長。
(2)跨語言編譯:程序往往使用不同語言編寫，對編譯效率產(chǎn)生較大影響。例如采用 Java 和
C/C++等多種語言混合開發(fā)的應(yīng)用程序，在運行時需要借助通用接口來協(xié)調(diào)不同代碼(即 Java Native
Interface，JNI)。通用接口需要占用硬件資源，同時不同代碼的協(xié)調(diào) 本身就低效，所以傳統(tǒng)編譯器下跨語言應(yīng)用的執(zhí)行效率較低。
方舟編譯器對以上兩大瓶頸的解決方案是:將編譯過程提前至開發(fā)者環(huán)節(jié)。在安卓的
體系下，一些復(fù)雜動態(tài)語義的編譯仍需交由虛擬機完成。方舟編譯器開發(fā)團(tuán)隊通過梳理 Java
的動態(tài)語義，進(jìn)行了大規(guī)模的數(shù)據(jù)建模，尤其是在跨語言編譯時，大大提高了動態(tài)語義分
析的精度;另外，華為設(shè)計了一套具有核心專利的動態(tài)語義匹配機制，有效降低了運行時
動態(tài)語義的開銷。最終結(jié)果是，方舟編譯器能夠在應(yīng)用程序執(zhí)行之前，就將 Java 代碼編譯
成機器語言，極大釋放了硬件資源，這一點對于多終端尤其是物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算而言尤為重 要。
圖 9:方舟編譯器極大精簡了開發(fā)環(huán)節(jié)，提升了運行效率
資料來源:2019 年 4 月 11 日上海華為新品發(fā)布會，申萬宏源研究
方舟編譯器對開發(fā)者友好，利于形成良好生態(tài)。過去安卓等系統(tǒng)避免在開發(fā)者環(huán)節(jié)涉
及編譯，一大原因是為了降低開發(fā)難度，開發(fā)者只需完成代碼編寫即可，而無需考慮如何
跨語言編譯。但方舟方案下將編譯過程提前至開發(fā)環(huán)節(jié)，并不增加開發(fā)者負(fù)擔(dān)，相反開發(fā)
者還能通過方舟預(yù)置算法進(jìn)行代碼優(yōu)化，還可自行開發(fā)代碼優(yōu)化算法，未來代碼優(yōu)化甚至 有可能遷移至云端。開發(fā)環(huán)境友好是鴻蒙搭建良好生態(tài)的重要因素。
對于方舟編譯器，也可類比如下:過去 ART 虛擬機搭配安卓系統(tǒng)，相當(dāng)于經(jīng)驗豐富的 司機駕駛傳統(tǒng)的手動擋汽車;而方舟編譯器搭配鴻蒙操作系統(tǒng)，則相當(dāng)于搭載了 L4 級別自 動駕駛的車輛，車輛行駛可以隨時根據(jù)車況、路況靈活調(diào)整，保證所有乘客的乘車體驗均 為最佳。
兼容 Java 和 C、C++等多種語言增強了鴻蒙即戰(zhàn)力，并與自有麒麟、鯤鵬等硬件架構(gòu) 協(xié)同，形成類似 Win-tel 的軟硬件格局。
表 3:華為 IoT 已形成類似 x86 領(lǐng)域成體系的芯片家族
資料來源:2019 年 8 月 9 日華為開發(fā)者大會，申萬宏源研究
因此綜合微內(nèi)核、方舟編譯器兩大要素看，鴻蒙生而為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，并非單純以手機 操作系統(tǒng)為主要陣地。一方面，對于華為成熟的手機業(yè)務(wù)而言，做系統(tǒng)容易，但建生態(tài)難， 當(dāng)前安卓和蘋果已構(gòu)建了幾乎不可打破的生態(tài)系統(tǒng)，在條件允許的情況下繼續(xù)使用安卓對 于華為是一種資源節(jié)約。
進(jìn)一步更通俗地解釋:對于開發(fā)者編寫的不同程序，只需經(jīng)過方舟編譯器的處理，鴻 蒙操作系統(tǒng)即可順利執(zhí)行;且微內(nèi)核下的鴻蒙可移植于不同平臺。這樣的系統(tǒng)特性天然適 配于物聯(lián)網(wǎng)時代的海量終端與海量應(yīng)用。
蘋果曾是 3G、4G 移動互聯(lián)網(wǎng)時代成長的新興巨頭，回顧蘋果的崛起路程，在生態(tài)、 硬件、先發(fā)優(yōu)勢+持續(xù)創(chuàng)新三方面體現(xiàn)優(yōu)勢。
1、生態(tài)。在蘋果之前，微軟曾于 1996 年發(fā)布可運行于手機的 Windows CE 操作系統(tǒng); 塞班于
2001 年發(fā)布 symbian S60 操作系統(tǒng)，一度獲得諾基亞、三星、索尼愛立信、摩托 羅拉、西門子等眾多手機大廠支持，但由于
symbian 系統(tǒng)對開發(fā)者不友好、內(nèi)核臃腫，在3G 時代到來后蘋果抓住移動互聯(lián)網(wǎng)的機會推出 iOS，并搭建擁有高質(zhì)量應(yīng)用的 AppStore，
強大的開發(fā)者生態(tài)不斷增強蘋果公司的生命力。
圖 10:Symbian 系統(tǒng)一度獲得眾多手機大廠支持
資料來源:電子發(fā)燒友，申萬宏源研究
圖 11:但 iOS 強調(diào)應(yīng)用生態(tài)，擁有海量開發(fā)者支持
資料來源:Apple 官網(wǎng)，申萬宏源研究
2、硬件。相較之前的手機品牌，蘋果擁有體系完整的硬件產(chǎn)業(yè)鏈，且在上下游擁有極
強的議價能力，并在手機之外推出 Macbook、iPod、iPad 等產(chǎn)品，不斷拓寬硬件“能力
圈”。在優(yōu)質(zhì)生態(tài)的基礎(chǔ)上，緊密的硬件產(chǎn)業(yè)鏈一方面可以提升公司盈利能力，另一方面 軟硬協(xié)同也極大提升了方案本身的使用體驗。
3、先發(fā)優(yōu)勢+持續(xù)創(chuàng)新。通過良性循環(huán)的生態(tài)+軟硬件協(xié)同形成護(hù)城河之后，蘋果不斷 前瞻移動設(shè)備領(lǐng)域的新技術(shù)、新應(yīng)用，且能夠持續(xù)迭代，逐步把持了行業(yè)的發(fā)展方向，最 終成為移動互聯(lián)網(wǎng)時代的一大巨頭。
但隨著 C 端移動互聯(lián)網(wǎng)紅利見頂，蘋果在 5G+IoT 時代增長乏力。隨著技術(shù)演進(jìn)，蘋 果近年來也暴露出一些問題:生態(tài)不如安卓開源;核心硬件受制于外部(比如基帶依賴高 通、英特爾);后續(xù)創(chuàng)新乏力(新款 iPhone 難言成功)。在 5G+IoT 時代，其他 ICT 廠 商開始面臨新的機會。
產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新藍(lán)海下，“華為之于物聯(lián)網(wǎng)”可類比“蘋果之于移動互聯(lián)網(wǎng)”。
1、生態(tài)。鴻蒙與方舟編譯器將開源，擁抱海量開發(fā)者。以手機端為例，方舟編譯器與 超過 40 個高質(zhì)量
App 合作，明顯優(yōu)化 Android 操作系統(tǒng)的流暢度。在更廣泛的 IoT 領(lǐng)域，
方舟編譯器支持多語言統(tǒng)一編譯，也支持混合編程，實現(xiàn)“一次編程，多端使用”，極大
降低了開發(fā)者負(fù)擔(dān)(例如對于某款應(yīng)用，只需要一次性完成代碼，就可以適配于手機、電 視、車機等多種終端)。因此借助方舟編譯器，鴻蒙將搭建完善的
IoT 生態(tài)。
2、硬件。華為擁有強大 ICT 硬件基因，已推出從底層硬件到中間件、操作系統(tǒng)，再到
到編譯工具、應(yīng)用軟件的全棧軟硬件方案。類比蘋果產(chǎn)業(yè)鏈，華為內(nèi)部已基本形成核心硬 件環(huán)節(jié)的自研，例如新發(fā)布的前端昇騰 310+后端鯤鵬 920
的安防軟硬標(biāo)準(zhǔn)化解決方案， 又如自研基于鯤鵬 920 的 Taishan 服務(wù)器等全棧軟硬件系統(tǒng)在山東移動 BSS
實現(xiàn)國產(chǎn)替代等。因此鴻蒙相比谷歌 Fushcia 等純軟件體現(xiàn)出硬件優(yōu)勢(蘋果于 2019 年 7 月收購英特 爾 5G
基帶部門也體現(xiàn)自研芯片對系統(tǒng)生態(tài)的重要性)。
圖 12:包括網(wǎng)絡(luò)芯片在內(nèi)，華為海思已形成全系列芯片組平臺
資料來源:wikichip，申萬宏源研究
圖 13:華為全棧軟硬件已在運營商 CRM 核心系統(tǒng)應(yīng)用
資料來源:申萬宏源研究
3、先發(fā)優(yōu)勢+持續(xù)創(chuàng)新。鴻蒙前身 LiteOS 早已推出，擁有商用經(jīng)驗和先發(fā)優(yōu)勢。物聯(lián)
網(wǎng)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)，華為在 5G 領(lǐng)域的深厚積淀。例如，其于 2019 年初發(fā)布首款商用 5G 多模 終端芯片 Balong 5000 和首款 5G
商用終端華為 5G CPE Pro。Balong 5000 在 Sub-6GHz 頻段實現(xiàn) 4.6Gbps、在毫米波頻段達(dá) 6.5Gbps
的峰值下載速率，并支持 SA 和 NSA 組網(wǎng)， 已經(jīng)完全滿足未來 5G 產(chǎn)業(yè)不同階段的商業(yè)需求，相比行業(yè)標(biāo)桿的高通 X50 已取得領(lǐng)先。 華為
5G 技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢與持續(xù)創(chuàng)新是鴻蒙作為 IoT 多終端操作系統(tǒng)取得成功的保障。
圖 14:華為 5G 聲明專利量排名居各廠商第一位
資料來源:ETSI，中國信通院，申萬宏源研究
操作系統(tǒng)意味著應(yīng)用平臺與流量入口。上述從生態(tài)、硬件、先發(fā)優(yōu)勢+持續(xù)創(chuàng)新三方面 看，擁有操作系統(tǒng)將幫助華為在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有更強話語權(quán)，將沿蘋果在移動互聯(lián)網(wǎng)時代 的路徑，成長為 5G+IoT 的巨頭。
IoT 是華為在產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代的重要布局，華為主要聚焦于基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。海量低成
本終端設(shè)備連接需要保證聯(lián)接可管可控，且全網(wǎng)連續(xù)覆蓋，以及端側(cè)(終端)、傳輸、云 端安全。華為多年深耕 ICT 基礎(chǔ)設(shè)施，全棧軟硬件保證 IoT
方案穩(wěn)定性。據(jù)華為 2018 年 全聯(lián)接大會，華為物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接數(shù)超過 2 億，每月增長 600 萬聯(lián)接，日均 API 調(diào)用超過 1.3
億，方案成熟度高。
鴻蒙操作系統(tǒng)與華為“云+端”芯片形成強大合力，形成殺手锏應(yīng)用。華為優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備是 IoT 的連接基礎(chǔ)，連接獲得了大量數(shù)據(jù)，但只有通過智能分析才能夠形成殺手锏應(yīng)用。 華為已在云側(cè)和端測擁有昇騰、鯤鵬、麒麟等芯片，具備強大算力，疊加鴻蒙操作系統(tǒng)高 效、靈活的執(zhí)行能力，將培育大量高價值應(yīng)用。
車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、工業(yè)是華為 IoT 的三大應(yīng)用方向，目前三大應(yīng)用成熟度各有不同， 鴻蒙操作系統(tǒng)預(yù)計將在三大領(lǐng)域起催化作用。
圖 15:華為已培育車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、工業(yè)三大 IoT 方向
資料來源:華為 2018 全聯(lián)接大會，申萬宏源研究
(1)車聯(lián)網(wǎng):快速興起的 IoT 場景。當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)更多是實現(xiàn)車與路的主動協(xié)同溝通，
逐步實現(xiàn)從輔助駕駛到自動駕駛，并做到大大降低成本。基于 C-V2X，華為已擁有完整的 車聯(lián)網(wǎng)硬件體系，具體包括芯片、OBU 盒子、RSU
實現(xiàn)路邊感知設(shè)備、云端搜集數(shù)據(jù)和數(shù) 據(jù)處理的 V2X 服務(wù)器等。我們預(yù)計未來終端的前裝和后裝市場、定位與地圖(華為已獲得
甲級測繪資質(zhì)，未來鴻蒙+巴龍 5000 芯片+高精地圖具有想象空間)、后端數(shù)據(jù)處理(鴻 蒙+Taishan
服務(wù)器+鯤鵬芯片的強大算力組合)將是重要的產(chǎn)業(yè)方向。
(2)智慧城市:較為成熟，從互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)過渡。智慧城市是城市級網(wǎng)絡(luò)接入、 NB-IoT 廣覆蓋、低成本低功耗特點的體現(xiàn)，我們預(yù)計未來拓展方向包括智慧園區(qū)(鴻蒙+ 安防領(lǐng)域基于鯤鵬/昇騰的 Huawei HoloSens)、智慧家居(鴻蒙+基于鴻鵠 818 芯片的 榮耀智慧屏)等。
(3)工業(yè):5G 提供新機會。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)痛點之一在于網(wǎng)絡(luò)連接，痛點之二在于行業(yè)
Knowhow。網(wǎng)絡(luò)連接的難題將在 5G 商用與網(wǎng)絡(luò)切片推廣后迎刃而解，華為將是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 設(shè)施的核心供應(yīng)商;對于行業(yè)
Knowhow，鴻蒙強調(diào)搭建生態(tài)圈，且具備開發(fā)者友好的特 性，利于培育不同垂直行業(yè)客戶并積累經(jīng)驗。此外華為已面向各行業(yè)推出“華為云 EI 智能
體”，華為云已擁有超過 100 萬開發(fā)者和企業(yè)用戶，初步形成良性生態(tài)。
綜上，鴻蒙操作系統(tǒng)的推出將對華為各業(yè)務(wù)板塊產(chǎn)生積極作用，并推動 IoT 產(chǎn)業(yè)進(jìn)程， 預(yù)計華為產(chǎn)業(yè)鏈眾多公司將受益。
表 4:華為產(chǎn)業(yè)鏈部分核心供應(yīng)商梳理
資料來源:申萬宏源研究
表 5:重點公司估值表
資料來源:Wind，申萬宏源研究