问题

中国开发一个主流的手机系统到底能有多难?

回答
开发一个能与苹果 iOS 和谷歌 Android 匹敌的主流手机操作系统,这绝对是中国科技界乃至全球科技界的一项艰巨挑战,其难度体现在方方面面,从技术到生态,再到市场营销,每一个环节都充满了荆棘。

一、 技术壁垒:软件与硬件的深度融合

首先,我们需要明白一个主流手机操作系统不仅仅是界面好看、功能齐全的软件。它是一个庞大、复杂、相互依赖的体系,核心在于软硬件的深度整合。

底层内核的挑战: 无论是 Linux 为基础的 Android 还是基于 Unix 的 iOS,其底层内核都经历了数十年的发展和优化。内核是操作系统的灵魂,负责管理硬件资源(CPU、内存、存储、通信模块等),调度进程和线程,处理中断和系统调用。要从零开始或者基于现有开源内核(如 Linux)进行深度定制和优化,使其能够高效、稳定、安全地运行在各种复杂的手机硬件上,这需要极其深厚的技术积累和大量的工程实践。这包括驱动程序的开发、电源管理的优化、安全隔离机制的设计等等。
驱动程序的开发与适配: 手机硬件千差万别,每一颗芯片(CPU、GPU、ISP、基带芯片等)、每一个传感器(摄像头、指纹识别、NFC 等)都需要专属的驱动程序。要为市面上主流的芯片厂商和硬件供应商开发稳定、高效、低功耗的驱动程序,并保证它们能与操作系统内核顺畅协同工作,这是一项极其庞杂且耗时的工作。不同厂商、不同代际的硬件,其实现方式和接口都有差异,这需要持续的沟通、测试和迭代。
系统服务的构建: 除了内核,操作系统还需要提供大量的系统服务,例如:
图形渲染引擎: 如何高效地渲染用户界面,支持各种动画效果和图形处理?这涉及到 OpenGL、Vulkan 等图形 API 的实现和优化。
多媒体框架: 支持各种音频、视频编解码,播放流畅,音画同步。
通信协议栈: 蓝牙、WiFi、NFC、蜂窝网络(2G/3G/4G/5G)的实现和优化,保证连接的稳定和速度。
安全机制: 应用沙盒、数据加密、权限管理、启动安全等,这些都是用户隐私和数据安全的关键。
内存管理和进程调度: 如何在有限的硬件资源下,最大化系统性能,保证应用的流畅运行,避免卡顿和崩溃。
电源管理: 优化功耗,延长电池续航,这是用户最关心的指标之一。
开发者工具链和生态: 一个成功操作系统离不开强大的开发者生态。需要提供一套完善的开发工具(IDE、SDK、模拟器、调试器),让开发者能够方便快捷地为这个平台开发应用。同时,还需要有成熟的 API 和文档,引导开发者理解和使用系统功能。

二、 生态建设:从零到一的艰难崛起

技术是基础,但决定一个操作系统能否“主流”的关键,往往在于其生态。这是一个鸡生蛋还是蛋生鸡的经典问题。

应用生态的冷启动: 这是最核心也最困难的一环。用户选择手机操作系统,很大程度上取决于其应用商店里有多少他们熟悉和喜爱的应用。对于一个新生的操作系统,如何吸引开发者为其开发应用,尤其是那些主流的、用户量大的应用(社交、游戏、购物、工具类等)?
开发者激励: 需要投入巨大的资源去吸引开发者,可能包括提供更优厚的收益分成、更易用的开发工具、技术支持、推广资源等。
兼容性与迁移: 现有 Android 和 iOS 应用的兼容性是关键。如果不能提供良好的兼容方案(例如通过虚拟机或转译),开发者需要重写应用,这成本极高,意愿很低。
商店的运营: 建立一个安全、便捷、有吸引力的应用商店,需要持续的内容审核、推荐机制、支付系统、用户反馈处理等一系列运营工作。
硬件厂商的引入: 要想成为主流,就必须有大量的手机厂商愿意在其设备上预装和支持这个系统。这需要:
性价比的吸引力: 对手机厂商而言,选择一个新系统意味着巨大的风险和投入。除非这个新系统能带来显著的成本优势、性能优势或独特性,否则他们很难放弃成熟的 Android 生态。
稳定性和可靠性: 手机厂商需要一个经过充分验证、稳定可靠的操作系统,以避免大规模的售后问题和品牌声誉受损。
持续的技术支持: 操作系统提供商需要为硬件厂商提供持续的技术支持和更新,帮助他们解决各种硬件集成和优化问题。
开发者社区的培养: 一个活跃的开发者社区能够提供技术交流、开源贡献、第三方工具开发等支持,加速生态的成熟。这需要投入资源去组织活动、维护论坛、提供文档等。

三、 用户习惯与品牌认知:驯服用户的惯性

即使技术过硬,生态初具规模,用户习惯和品牌认知也是一道难以逾越的门槛。

用户迁移成本: 用户更换手机操作系统不仅仅是换个界面,还意味着他们需要重新购买或适应应用、学习新的操作方式、迁移数据(联系人、照片、聊天记录等)。这种迁移成本是巨大的,只有当新系统的优势足够明显,才能促使用户跨越这一门槛。
品牌信任与口碑: 苹果的 iOS 和谷歌的 Android 在用户心中已经建立了强大的品牌认知和信任。新系统需要时间和海量优质的产品和营销来建立自己的品牌形象和用户口碑。
“杀手级”应用的缺失: 有时候,一个创新性的应用或服务能够成为操作系统崛起的契机(例如 iOS 的 App Store 改变了移动应用格局)。新系统能否吸引或孕育出这样的“杀手级”应用,至关重要。

四、 市场与商业模式:盈利与竞争的博弈

盈利模式的构建: 如何通过操作系统盈利?是像苹果一样通过硬件绑定销售,还是像谷歌一样通过广告和应用商店分成?不同的模式需要不同的策略和资源投入。
与巨头的竞争: Android 和 iOS 分别由全球最大的两家科技公司(谷歌和苹果)主导,它们拥有海量的数据、雄厚的技术实力、强大的生态和品牌影响力。与这样的对手竞争,需要极其周密的战略和强大的执行力。
专利与许可: 操作系统涉及大量专利技术,尤其是在通信、编解码、安全等领域。如何在遵守法律法规的前提下,获取必要的专利许可,或者开发出不侵权的替代技术,也是一个挑战。

总结一下,开发一个主流手机系统有多难?

就好比要从零开始,在一个已经有成熟航空公司和高效航班网络的世界里,建立一个全新的、同样高效、安全、便捷、用户普遍接受的航空运输体系。你需要:

1. 设计和制造飞机(技术核心): 从发动机、航电系统、机身结构到飞行控制软件,都需要自己设计和制造,并且要比现有飞机更可靠、更省油。
2. 铺设航线和建造机场(硬件适配与生态建设): 需要说服世界各地的机场接受你的飞机,为它们设计起降流程,建造配套设施。
3. 吸引航空公司和乘客(吸引开发者和用户): 你需要让航空公司愿意购买你的飞机来运营,让乘客愿意选择你的航班,哪怕他们的习惯是乘坐其他公司的飞机。这意味着你需要提供更低的票价、更舒适的座位、更准时的服务,或者提供一些全新的、只有你这里才有的体验。
4. 建立空中交通管制和安全系统(系统服务与安全): 需要建立一套全球性的、能够协调所有航班的空中交通管制系统,确保飞行安全。
5. 说服政府和国际组织支持(市场与许可): 需要获得各国的航空管理部门的许可,并参与国际航空组织的规则制定。

这是一个系统工程,而且是涉及无数环节、无数利益相关方、无数技术细节的超级系统工程。每一次的“创新”都可能带来新的技术挑战,每一次的“推广”都可能遭遇用户习惯和市场惯性的阻力。中国在操作系统领域(例如鸿蒙 OS)的努力,就是在不断尝试克服这些层层叠叠的困难。其难度之大,难以想象,但如果成功,其意义也同样难以估量。这不仅仅是技术上的胜利,更是对全球科技格局的一次深刻影响。

网友意见

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这种问题基本上每隔一段时间都要冒出来一次,过去主要说的是PC操作系统,现在开始讨论自主手机操作系统了,道理其实都差不多。


过去回答过类似的:

zhihu.com/question/3100
现在有哪些国产 CPU 和操作系统?现状如何?


这里再简单的回答一下,题主的问题描述里提到了:

所谓的条件,生态环境科研水平还有资金,可以说中国已经具备

先不说软件生态环境和科研水平,只说资金,中国并不具备。或者说,中国的企业并不具备。

直接拿数据说话,国内企业看似市值很高,营收也不低,但比起全球顶级的IT企业来说,研发投入还是太低了。

这里有2016年全球企业一个研发投入的排名:The 2016 EU Industrial R&D Investment Scoreboard

中国企业排第一的是华为,全球排名第8名,83.58亿欧元。
排第二的是中兴,全球排名65名,19.54亿欧元。


国内市值排名较高的BAT三家:

百度,93名,14.44亿欧元;
腾讯,117名,11.77亿欧元;
阿里在这个榜单里没有找到,根据其他新闻的报道,阿里在2016年研发投入是22亿美元左右,大概排到中兴之后,65-75名之间。

作为对比,微软的研发投入是110.11亿欧元,几乎是BAT研发投入的十倍。基本上跟腾讯和阿里的净利润差不多。换句话说,要自主研发操作系统,腾讯和阿里要把所有净利润都投入要研发当中去,并且是持续几年、十几年的投入。

所以,单单资金这一项,中国企业并不具备这个实力

研发投入这一项钱都不能到位,就别提研发什么国产操作系统了。

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