2022年中国物联网操作系统市场研究白皮书

研究报告2022年中国物联网操作系统市场研究白皮书亿欧智库https://www.iyiou.com/researchCopyright reserved to EO Intelligence, December2022 目录CONTENTS201物联网操作系统产业概况1.1 物联网操作系统产业发展背景1.2 物联网操作系统发展历史1.3 物联网操作系统技术1.4 物联网操作系统分类1.5 中国物联网操作系统市场竞争格局02物联网操作系统厂商标杆案例分析和启示2.1 亚马逊物联网操作系统案例分析2.2 华为物联网操作系统案例分析2.3 阿里物联网操作系统案例分析2.4 中国移动物联网操作系统案例分析2.5 睿赛德物联网操作系统案例分析2.6 翼辉信息物联网操作系统案例分析2.7 中国主流物联网操作系统对比03物联网操作系统应用场景及进入机会分析3.1 智能家居场景分析3.2 智慧工业场景分析3.3 可穿戴场景分析04物联网操作系统未来发展趋势展望4.1 物联网操作系统未来趋势预判4.2 物联网操作系统发展趋势应对策略4.3 物联网操作系统发展风险提醒 3第一章物联网操作系统产业概况2006年，国务院首次发布物联网相关政策《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，正式提出对传感网进行战略部署。操作系统作为核心关键技术需要大力发展。按照技术路线来看，具体可以分为由传统嵌入式RTOS发展而来、基于传统操作系统进行“剪裁”和定制、专门面向物联网研发的操作系统和解决物联网终端碎片化的问题的新一代统一型操作系统四类操作系统。亿欧智库推算2022年物联网操作系统市场规模将达到7.66亿元，CAGR达到13.2%，增速可观。从出货量口径来看，根据专家访谈，物联网操作系统2022年出货量为14亿台，复合增速为10%左右。 41.1 物联网操作系统产业发展背景◼政策：数字经济背景下，多领域加快物联网新型基础建设2006年，国务院首次发布物联网相关政策《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，正式提出对传感网进行战略部署。自此以来，中国陆续出台多个政策和规划，从“产业”、“技术”等方面支持物联网及其操作系统的发展。进入十四五时期，加快物联网操作系统技术水平建设的需求日益强烈。2021年工信部等八部门印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》，重点提出“研发轻量级/分布式物联网操作系统”的技术规划，不断推动物联网全面且深化发展。第一章物联网操作系统产业概况日期政策重点内容2022年6月《工业能效提升行动计划》推动5G、云计算、边缘计算、物联网、大数据、人工智能等数字技术在节能提效领域的研发应用，积极构建面向能效管理的数字孪生系统。2022年6月《“十四五”可再生能源发展规划》推动可再生能源与人工智能、物联网、区块链等新兴技术深度融合，发展智能化、联网化、共享化的可再生能源生产和消费新模式。2021年9月《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》高端传感器、物联网芯片、物联网操作系统、新型短距离通信等关键技术水平和市场竞争力显著提升；突破MEMS传感器和物联网芯片的设计与制造，研发轻量级/分布式物联网操作系统。2021年3月《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》加快补齐基础零部件及元器件、基础软件等瓶颈短板。加强通用处理器、云计算系统和软件核心技术一体化研发。2021年1月《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》支持工业5G芯片模组、边缘计算专用芯片与操作系统、工业人工智能芯片、工业视觉传感器及行业机理模型等基础软硬件的研发突破。2020年11月《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》到2025年，我国新能源汽车市场竞争力明显增强，动力电池、驱动电机、车用操作系统等关键技术取得重大突破，安全水平全面提升。2020年8月《国家新一代人工智能标准体系建设指南》规划芯片操作系统的设计及检测等标准，完善服务机器人应用操作系统框架，规范游戏操作系统。2020年4月《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》支持研发生产具有先进底层操作系统、电子电气系统架构和智能化网络化特征的新能源汽车产品2020年3月《关于推动5G加快发展的通知》加速5G应用模组研发，支撑工业生产、穿戴便携设备等泛终端规模应用。2020年3月《关于组织实施2020年新型基础设施建设工程（宽带网络和5G领域）的通知》充分利用现有平台资源，或建设协同制造操作系统云平台，与主流工业平台实现互联互通，实现5G网络、终端能力调用及检测，具备百万级以上规模终端的接人管理能力。亿欧智库：近三年物联网操作系统产业相关政策资料来源：公开资料 51.1 物联网操作系统产业发展背景◼社会：移动互联网增速见顶，物联网市场蓄势待发人口红利消失，手机等智能移动终端步入存量市场，物联网设备成操作系统行业增量进入二十一世纪以来，随着移动终端设备技术的不断迭代，移动互联网应用的持续发展，手机、平板电脑等智能移动终端快速普及，全球互联网用户数量经历了爆发式增长。但是，随着人口红利逐渐消失，互联网用户数量逐渐趋于稳定，增速明显下滑。根据Hootsuite数据，截至2022年1月，全球互联网用户数量增长至49.5亿人，同比增长4%。第一章物联网操作系统产业概况由于互联网用户日益趋于饱和，手机、PC、Pad等终端设备出货量也逐渐稳定。以智能手机为例，根据IDC数据，全球智能手机销量在2016年达到顶峰14.7亿部，同比增长2.3%，此后逐年缓降，2021年全球智能手机出货量为13.5亿部，2022年预计将减少6.5%至12.7亿部，进入存量竞争市场。一方面，操作系统行业需要在新领域找到新增量；另一方面，在5AIoT等技术的推动下，社会将迎来新一代信息革命，即万物互联。因此，诸如智能家电、可穿戴设备等其他IoT设备将迎来指数型的快速增长；数据显示，物联网设备连接数将从2016年的46亿台增长至2022年的164亿台，远超过非物联网设备（手机、平板、电脑）。这为物联网操作系统的发展奠定了广阔的市场空间。24.2 26.1 27.8 30.0 32.5 34.8 37.9 43.5 46.5 49.0 51.5 54.0 8%7%8%8%7%9%15%7%5%5%5%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%010203040506070809010020122013201420152016201720182019202020212022E2023E互联网用户数量同比增长资料来源：Hootsuite, KepiosAnalysis, ITU, GSMA Intelligence, EuroStat, GWI亿欧智库：2012-2022年全球互联网用户数量及同比增长（亿人，%）46618010011312214417221727028%33%31%25%13%8%18%19%26%24%-30.00%-20.00%-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%0501001502002503002016201720182019202020212022E2023E2024E2025E物联网设备同比增长亿欧智库：全球物联网设备连接数和同比增长（亿台，%）资料来源：IoT analystics 61.1 物联网操作系统产业发展背景◼技术：芯片通信技术进步推动物联网发展，奠定物联网操作系统发展基础上世纪90年代SoC设计技术诞生，SoC经过三十余年的发展已成为功能最丰富的硬件，集成了CPU、GPU、RAM、ADC、DAC、Modem、高速DSP 等各个功能模块，部分SoC还集成了电源管理模块、外部设备的控制模块，适用于具有更多要求和更复杂的应用程序。MCU（微控制器）自1981年诞生后，随着工艺和技术发展，性能逐步提升，寄存器数量从4位、8位、16位发展至如今主流的32位，主频也从8MHz、16MHz发展至几百MHz。同时，二十年来，MCU市场一直面临价格大幅下滑，据IC Insights预测，平均售价将从2016年0.71美元下降至2021年的0.64美元。受益于MCU低成本和高性能的特点，2022年MCU在物联网设备中应用预计将达到40亿颗，为物联网应用提供了广阔空间。从上世纪八十年代至今，移动通信技术经过从第一代到第四代的发展，目前已经迈入了第五代发展的时代，即5G时代。5G通信协议标准定义了大规模物联网（mMTC）、3D/超高清视频等增强移动宽带（eMBB）、高可靠通信（uRLLC）三大应用场景，提供高速率（10Gbit/秒）、低时延（1ms）、大连接（一百万/平方公里）服务。因此，物联网是5G最重要的应用场景之一。物联网智能终端由于分布范围广、数量众多等特点，网络需要具备超千亿连接的支持能力，满足100 万/km2 连接数密度指标要求，保证终端的超低功耗和超低成本。而5G 凭借“低功耗、大连接、低时延”特点，解决了传统移动通信无法很好支持物联网应用的问题。第一章物联网操作系统产业概况传感器作为物联网终端的关键要素，是通向现实世界的接口。传统传感器只负责收集和发送数据，包括压力、温度、位置、角度、时间、电流、电压等物理参数。但目前传感器正在逐步发展为智能传感器，可以实现对外界信息检测、自诊断、数据处理及适应能力。另一方面，由于半导体制造工艺的进步，MEMS传感器（微机电系统）经过四十多年的发展，具有“体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适用于批量生产、易于集成和智能化”等优势，可以有效支持物联网终端，满足其算力及灵活性需求。网络性能和信息技术革命性升级1980s1990s2000-20102010-20202020以后1G2G3G4G5G移动技术颠覆网络传播速率及安全性提升语音通信应用短信+语音应用多媒体应用移动互联网应用物联网2.4kbps64kbps21Mbps1Gbps20Gbps亿欧智库：移动通信技术发展历程6G 71.1 物联网操作系统产业发展背景物联网操作系统（IoT OS）起源于两个传感网操作系统TinyOS和Contiki。TinyOS是加州伯克利大学开发的开放源代码操作系统，专为嵌入式无线传感网络设计。Contiki是一个小型、开源、极易移植的嵌入式多任务操作系统，由瑞典计算机科学学院的TCP/IP 网络协议专家Adam Dunkel 及其团队于2003年开发，具有“移植性好，对硬件的要求极低，能够运行在各种类型的单片机、微处理器及PC上”等特点。2010年，出现真正有明确物联网概念的操作系统，即RIOT（实时多任务操作系统）诞生。以上这三种操作系统对现在的物联网操作系统均产生了深远的影响。2014年，市场诞生了多个面向物联网的操作系统。其中，最具标志性的是ARM的MbedOS，其提供用于开发物联网设备的通用操作系统基础，以解决嵌入式设计的碎片化问题。同年在中国，上海庆科联合阿里云发布MiCOOS，是一款基于微控制器的互联网接入操作系统。随后几年内，国内外各大科技厂商在对操作系统的研究基础上陆续推出了多款物联网操作系统，为物联网设备的多样性发展提供了软件支持，但是由于各系统之间大多存在兼容问题，系统碎片化问题严重。目前，中国物联网操作系统发展处于爆发前期，操作系统及其生态建设仍需一定的时间。第一章物联网操作系统产业概况资料来源：公开资料整理亿欧智库：主流的物联网操作系统发展历史ARM：上海庆科x阿里云：Wind River：2019年腾讯：2006年翼辉信息：睿赛德科技：2003年Richard Barry：AdamDunkels：2015年华为：2020年2017年亚马逊：阿里：睿赛德科技：2014年Linux基金会：谷歌：2016年2021年2022年中国电信天翼物联：CTWingIoTOS美的：美的物联网操作系统1.0ARM： 物 联 网 平 台Mbed，涵 括 专 用 作业 系 统MbedOS、服务器以及微控制器微软：中国移动：