2021物联网操作系统行业研究报告

来源：天风证券，作者：孔蓉、缪欣君、吴立

1 物联网——深度数字化的下一个篇章

1.1. 物联网：互联网后的下一个篇章

我们认为数字化即为全球科技发展与生产力提升的核心动力之一，而数字化链接将随着网点的提升价值 产生指数级提升，从而产生网络效应，人与人的链接即为社交网络，信息与信息的链接即为互联网，物 品与物品即为物联网（IoT），赋予物品以感知力、控制力和决策力，推动各类场景沿深度数字化方向不 断发展，即为物联网的最大驱动力。

物联网最重要特点为应用场景的分散与核心架构的异构，主要应用领域包括智能家居、车联网、公共服 务、智慧农业、智慧物流、智慧工业等，把过去独立割裂的终端融入网络体系，也可以创造大量新应用 模式和商业模式。

1.2. 物联网：感知、传输、平台、应用构成四大层级

实现物联网将各类终端设备，赋予网络功能，增加远程控制、实时追踪等丰富的功能。以智慧家居中的 空调场景为例：空调中配置温度、人体红外线等传感器，采集屋内温度、判断室内是否有人（感知层）；空调上再加装物联网无线传输模组，通过Wi-Fi等方式联网（传输层）；通过手机APP以及背后的管理平 台软件（平台层），可以用APP远程遥控、定时开关、离开房间自动关闭等（应用层）。

1.3. 物联网：百亿连接，万亿市场

物联网的商业模式很多跟连接数挂钩，比如感知和传输层按传感器、网络模组出货量收费；平台层按连 接数量收费；应用层按用户规模产生经济效益等。GSMA预计到2025年，全球物联网设备连接数将达到 251亿个，全球物联网市场规模将达到1.1万亿美元。

1.4. 物联网产业链：云平台为产业链核心

从海外市场来看，科技巨头在物联网单环节有较强基础，积极往上下游延伸：例如博世在汽车供应链的优势 积极往车联网IoT云平台延伸，亚马逊和谷歌拥有云计算平台优势并积极往可穿戴和智能音箱延伸。在部分 细分领域，创业公司取得领导地位，如PaaS平台的涂鸦智能（Tuya）与企业物联网AI解决方案方案的C3.ai （AI）。

2 操作系统——价值链的核心

2.1. 操作系统：网络价值产生商业价值

从全球来看，全球科技巨头公司均掌握核心OS。微软（Windows）、苹果（iOs/Mac OS）、谷歌 （Android）。我们认为OS的核心要素在于：1、性能 2、交互方式 3、应用生态

2.2. PC 操作系统：Windows寡头垄断

图形界面和产业联盟为PC端操作系统之争的历史转折点，Windows 1.0 为微软首个大量应用图形界面（GUI） 的操作系统，但由于缺乏IBM支持而未获得成功，随后，微软一方面与IBM合作微内核的OS/2，一方面独立 开发新一代Windows2，在Windows3阶段和IBM分道扬镳，最终，Windows 3凭借更高性能（尽管稳定性弱 于OS/2.0），更好的虚拟机架构，与Intel更紧密的联系取得成功，Windows成为个人电脑操作系统霸主。 UNIX及其开源后续者Linux作为多用户多进程操作系统，一方面在服务器等拥有较高市场份额与拥簇，一方 面也启发了iOS、Android等多个操作系统的诞生。

2.3. 手机操作系统：苹果和谷歌整合供应链，应用市场创造新价值

1、供应链的价值整合。我们认为苹果凭借iOS底层，能够通过相应的存储和CPU配置实现特定的用户感受，从而能够实现毛利率、 净利率提升。同时更为少量的机型，操作系统，让苹果可以与芯片、上游供应链的紧密结合进行定制化开发，带来了更强的硬件创 新的能力。展望未来，苹果自研芯片替代Intel有望逐步打通iOS和macOS的开发界限，从而实现PC和移动端的统一平台价值。

2、应用市场的价值整合。苹果2008年开始集成了Apple Store，我们认为软件服务商可以通过付费应用、应用商店分成、免费应用 植入广告等多种方式获得收入，从而对“浏览器决定web时代的流量入口”构成了根本性的挑战，从此宣告了APP移动互联网时代 的开始。同样，免费+开源的安卓在商业模式比依赖授权费的移动操作系统更为成功。

2.4. 汽车操作系统：操作系统集中度有望大幅提高

我们认为汽车智能化，电气系统由分布式走向域架构意味着操作系统发展的良好机遇，各个层面竞争格局有较大差别：

1、底层操作系统上，QNX与Linux为主流；在中间件上，格局分散，开发者往往和芯片厂商深度合作；在自动驾驶域，算法芯片 深度绑定，科技巨头投入自研芯片，而Mobileye（Intel）、Nvidia成为最主流和最重要的自动驾驶方案提供商之一；特斯拉：自 研操作系统的代表，通过自研AI芯片，深度修改Linux，核心自动驾驶算法自研。

2、智能座舱域，操作系统集中度、迭代速度将会大幅提高。互联网巨头，如谷歌的Android Auto、百度小度、阿里的斑马智行， 华为鸿蒙。我们认为随着汽车智能化渗透加速，车机操作系统与芯片集中度和迭代速度均会大幅提高。

3 物联网操作系统——三大趋势重构价值链

3.1. 物联网操作系统：实时性与可伸缩性为最大特点

物联网操作系统是由操作系统内核、外围功能组件、物联网协同框架、通用智能引擎和集成开发环境等几个大的子 系统组成。 内核实现线程管理、任务管理、内存管理等核心功能。不同内核之间一般没有功能差别，只有性能差别。物联网内 核一般对于可预知可计算响应时间，外部硬件控制管理机制有所要求。外围组件包括文件系统、图形界面、网络接 入等，在PC端，外围组件往往会整合进内核，但是在物联网场景，根据不同场景的功能和功耗需求一般会进行裁剪。外围组件与内核一起提供基本的网络连接功能。协同框架则实现设备交互与协同，往往由多个面向设备、云、手机 的不同组件组成。

微内核能够更好的实现内核的尺寸伸缩性、可拓展性、高可靠性。 微内核在内核空间只保留了最基本的进程间通信（IPC）、内存管理（Virtual Memory）、调度（Scheduling）功能， 在尺寸伸缩可以做到极小体积，其他功能可以通过拓展实现。在微内核中，用户服务和内核服务在不同的地址空间 实现，相互独立，因此用户服务中任意的服务崩溃均不会影响内核服务的运行，从而实现高可靠性。微内核的缺点 在于许多基础功能需要通过不同地址空间通信来完成，从而影响系统运行速度。

3.2. 物联网操作系统：三大趋势重构价值链

我们认为物联网操作系统的上下游特征为： 1、终端和应用场景复杂多样，物联网操作系统提供统一的协调软硬件资源和提供统一接口给开发者和用户 2、芯片格局分散。与PC、手机芯片的寡头竞争格局不同，物联网芯片模组既有高通、联发科这样的产业巨头，亦有多个新兴企业 占据较大市场份额。

我们认为物联网操作系统三大趋势为： 1、微内核多终端操作系统 （鸿蒙、Fuchsia）实现跨终端无缝协同体验，有望持续带动软件应用生态丰富和芯片格局集中。2、端、边、云多层次操作系统协作，提升资源配置和调度效率。PaaS云平台持续向不同物品、应用场景延伸，加强网络效应。3、AIoT平台方通过整合供应链、渠道、技术，向消费者提供横跨不同场景的统一交互方式的完整体验。

我们认为三大趋势将驱动： 1、上游集中度继续提高 ，下游场景持续丰富，工业物联网逐步深化。2、云平台收入方式逐渐由流量和硬件计费转变为订阅制和附加值计费。3、整合不同应用场景和供应链的公司提供完整万物互联体验，享受更高的产品溢价。

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