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' s, f4 \6 T$ R% q, E◆历史经验告诉我们,越是被外企垄断的,越是要打破;越是困难的,越是要攻克。 8 d. E M* `8 _) C$ U+ q1 l# n% m
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7 h; e" A% \0 J作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)5 k$ D p0 x, P' E2 F# d
* M8 I; h9 _, X, l; c* m B最近,中国科技界最轰动的事情,莫过于华为正式发布鸿蒙系统。' R: h# U N& c
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长久以来,中国制造忍受着“缺心少魂”之痛,“心”指的是芯片,“魂”说的是操作系统。随着我国在芯片、操作系统等领域的研发与突破,“缺心少魂”的局面正在改善。
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: \$ ^, H! A) w" \9 A. }然而,在为华为鸿蒙欢呼后,还应冷静的看到,中国制造仍有一大软肋。7 L: [. a2 a+ \3 d# L/ D7 ^2 B
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3 c) f w3 C' i5 m' S1 {这就是工业软件。
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1. 落后20年,80%被外企垄断 ; }) Y* K3 F3 b) e4 ^" |$ U1 e5 X
+ W2 I/ O! _& j1 }# g v工业软件,顾名思义,就是指工业范畴使用的软件。大致可以分为研发设计类、生产调度和过程控制类,以及业务管理类。 (工业软件分类)/ a. k3 s; [8 @+ ?5 m
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最具代表性的工业软件,是EDA。
2 R! x" _9 {$ _' Q9 L0 {其实,芯片制造的第一个环节是设计。这就需要工业软件EDA。 (芯片制造流程)4 x2 Y! L8 V9 Q# q! }# f0 q) Z* p
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EDA,即电子设计自动化。在EDA出现之前,设计人员必须手工完成芯片的设计、布线。
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4 y/ L% x+ `7 N. H/ c随着技术进步,芯片集成度不断提升。最早的芯片只有几千个晶体管,现在的任何一部智能手机里的芯片,都集成了上亿个晶体管。如此大规模的器材摆放和绕线,无法靠手艺完成。
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. U: i3 i+ Z- X- ~$ r4 ~* EEDA软件的出现,解决了这一问题。通过EDA软件平台,设计者借由计算机自动完成逻辑编译、简化、分割、布局、布线和仿真,直至对特定目标芯片完成各项工作。 (EDA软件设计界面)+ f8 t* K4 T* O4 N6 ~
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4 }0 L4 Y4 h& h! k' s$ p" U1 X能否设计出更高性能的CPU,既取决于设计团队的专业知识,也取决于EDA软件。没有EDA软件做产品设计,再高端的设备、再精湛的工艺也得“歇菜”。. V$ P+ P) k9 O: R
, _' E+ A, @$ i/ ~ D# {因此,EDA软件被视为工业软件的尖端,代表了一个国家真正的研发创新。
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1 V4 p3 G* G; d! l, F+ ?$ v$ c经过不断的市场洗牌,EDA行业已经从百家争鸣变成了三足鼎立 ,成为一个高度垄断的行业。
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目前,Cadence、Synopsys和MentorGraphics稳居行业前三,占据整个行业营收的70%。 (2018年中国大陆晶圆制造用EDA软件供应商排名)* J( m# S; u) U3 ^
8 v% o: b# d3 S1 ?华大九天是中国自主EDA的佼佼者,经过多年积累,研发出了一批特色方案和工具。
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然而,有分析指出,中国本土EDA企业和国外EDA三大巨头存在的技术差距在20年以上。 (中国主要EDA企业产品与服务领域)
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EDA软件还只是工业软件中的冰山一角。实际上,中国工业软件已经被外企垄断,有数据显示——
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中国80%的规划软件、50%的制作软件、95%的效劳软件被外企占据。 1 e! x3 f ~ v) V( b& g0 v' C/ b
" e# ?% d) D3 R8 o核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。
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中国是世界最大的制造工厂,拥有庞大的制造企业、技术人员,可以生产全球最齐全的工业门类,却没有自主可控的顶尖工业软件。
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2. 工业软件有多重要,短板的危害就有多大
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如果说,以前软件只是硬件的附属物,那么,现在的软件已反客为主,成为了机器的大脑和神经,主宰了机器世界的运行逻辑。
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' y0 l. [7 h8 l3 v6 Z x今天,一个没有软件的世界是不可想象的。
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正因如此,工业软件有多重要,短板的危害就有多大。5 C. ?+ ?/ `. \! Z0 H9 U
3 L" r- S9 ?) X9 \没有工业软件,智能制造就是空想。6 i0 ~' T* `: }) W
: s0 B! X- w6 g提起智能制造,人们谈论最多的工业互联网、人工智能和大数据。殊不知,抹去这些新潮的概念,最内核的是工业软件。
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" q2 T; g; v0 i& G) D1 F智能制造涉及硬件、软件、网络、计算等多种技术和制造技术的融合,而工业软件是其中最为关键的技术。无论是硬件、网络、计算等技术和制造工艺融合,都离不开软件定义、编码和封装。
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没有自主可控的工业软件,智能制造就无从谈起。
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警惕安全后门,敲响安全警钟。
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工业软件涉及工业制造、企业管理的各个方面,存储、处理大量数据,一旦泄密,后果不堪设想。& ~ z% b8 u9 F3 t' t" {% _" c& {
8 `9 F$ a2 }* A7 u/ Y; X2011年,法国达索公司旗下的机械设计软件——SolidWorks,被爆料存在安全“后门”,将个人计算机上的信息泄露给他人。 (相关报道)
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) V( e9 i) N( n4 ?虽然Solidworks予以否认,但因为这款软件在中国应用非常广泛,事关重大。国家相关部门随即通知各军工企业停止使用该软件,以防资料被窃取而导致可能的泄密事件。工信部也下发通知,要求加强工业控制系统信息安全管理。: k. X! m- @7 p! W
/ E! q! W: r$ Q2 m! Q. C: ?3 O实事求是,外国软件一般情况下不会有安全问题。但要知道,软件毕竟是一种特殊的商品,通过一定的技术手段,可能被制造者或是黑客异地控制。" G* @) t% ?( u9 B1 j; [
' J- T9 m5 Q0 M( g我们不能将国家的信息安全寄希望于外国软件的商业道德与自律,加快研发自主可控软件,是保证中国信息安全的重要手段。
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! c% b. s6 ]( J( w& T7 m! K7 q: X依赖外企,易被卡脖子。( v: \$ E7 S/ L ?
$ s2 C1 t% [: \! K% n5 c( D去年4月,美国商务部下令禁止美国公司向中兴出售元器件、软件等产品。随后,全球最大电子设计自动化公司Cadence的内部邮件流出,邮件称将停止对中兴服务。 (邮件内容)
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可见,在美国制裁中兴的事件中,除了禁止卖芯片给中兴以外,作为最基础的EDA工具也是美国手中的一大杀器。4 d: d: \ I! Q
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中国的制造业严重依赖国外工业软件。一旦软件停止服务,机器便成为了一堆废铜烂铁。
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3. 工业软件,没有捷径
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工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?
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, i- e, R$ }0 U0 I9 I3 z Q( H弯道超车,意思是,中国可以突破某个关键技术,借助中国产业链和市场优势,实现赶超。
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$ r8 o9 G k- c9 Z3 u& a遗憾的是,工业软件没有捷径。
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这是因为,做工业软件,是一件“吃力不讨好”的事情。
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7 Q: }1 m) @& Q! n l7 V* t: C吃力,指的是难度大。
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举目全球,真正具有比较完整的工业软件体系产品的国家只有“两个半”,德国、美国各算一个,法国算半个——
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! W9 x+ j8 ~. d1 m, C/ z德国以SAP、西门子为代表,美国以ANSYS、PTC、欧特克、霍尼韦尔为代表,法国以达索、施耐德电气为代表。
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只有德国、美国能够向全球其他国家输出从研发、管理到出产的成体系的工业软件产品,其他如英国、日本、意大利等国家,工业制造能力虽强,但也没有应用全球的工业软件产品。! G. L( J. p3 _$ Y
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由此可见,研发工业软件并非易事。
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* O) H6 G) P+ v工业软件,难就难在它不是一个简单的软件,而是工业品。强大的工业软件,必须建立在强大的工业基础之上,这便是只有德国、美国拥有完整工业软件体系的原因。- b. b- u$ `& a& ^
7 Q$ V6 { k: g7 X: e还是以EDA软件为例,作为芯片产业链的重要一环,EDA软件与半导体的物理模型、材料工艺、制造封测环环相扣。不了解这些知识,根本无法设计EDA软件。 (中国大陆晶圆代工厂情况)
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( ? o& R7 t( u( h2 {9 F! n! {中国目前无法研发高端的EDA软件,不是中国科研人员不够聪明、不够努力,而是芯片最先进的设计和生产工艺都源自美国等国家,中国缺乏原生的工业技术。
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工业软件的另一个难点是,千人千面。* v) O) ?( a! S9 ?8 ^* K
6 Q7 S7 O6 ^) T, n" w r微软的一套office软件,放之四海而皆准,谁都能用。工业软件却不同,工业企业的需求千差万别,需要“私人订制”。
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要想在个性化需求和软件的重复应用之间找到技术和商业的平衡,就必须对客户的业务需求有着非常深刻的理解和精妙的设计。
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这又要求,工业软件必须要有行业积累。
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* [9 U/ ]' v( \' ^- T行业积累,显然没有捷径可走。事实上,很多巨头试图凭借强大的技术、资金以及多年的行业经验开拓工业软件市场,结果大多铩羽而归。* p# _( \: r \. ~) o
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一步落后,步步落后,难就难在这里。
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不讨好,指的是收益小。
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+ z! a: i* e, I7 t工业软件虽然很重要,但市场份额不算大。 (2013-2018年中国中国工业软件市场规模及增速)
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# J: m& V2 G5 f3 r6 `2 f2018年,中国工业软件市场规模在1600亿元左右。要知道,2018年华为一个企业的营业收入就超7000亿元。, ~3 W& p* s2 b" q1 W* q
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工业软件本来难度就极大,市场规模还小,自然没有太大的吸引力。; {: H% d( E0 }# f: d2 O
. k3 z- }+ a5 Z9 x退一步说,即便研发出来,也不一定能赚到钱。
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6 l; O2 m: I0 e6 M6 p1 ]2 {正如前文所说,工业软件的一个特点是千人千面,这便造成了工业软件形成了一个个独特的生态系统。8 Q2 A1 m9 x3 D$ b6 a! {
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这个系统,既有技术门槛,更有经验壁垒。企业一旦使用了某个工业软件,就会形成路径依赖,轻易不会更换。 g9 E$ y& L! G6 a) \
& O ?7 ^. w% z3 z$ G9 i此外,中国知识产权意识的缺失,也让工业软件面临被盗版的风险。+ |, n+ e- U8 b! i( s, v) x
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由此可见,工业软件研发之路,注定了荆棘遍布,更无捷径可言。
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4. 只有举国体制,才能搞出工业软件 . l6 P7 Z# u: H$ N j8 @, L
/ ~! z4 M5 K6 X! f6 V历史经验告诉我们,越是被外企垄断的,越是要打破;越是困难的,越是要攻克。, z- ~) v2 e) b" m5 a2 ^
7 D$ C% |- h- a+ [8 [ c当然,实现工业软件的自主可控并不是要排斥国外工业软件,而是打破现在国产工业软件几近于无的不利局面。% H5 C+ W) c% ~: p
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问题是,中国工业软件如何才能赶超?
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8 k9 w I- B! a3 Z4 @答案是:举国体制。3 s+ s) l0 t+ N5 `& y
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从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。+ Q4 c3 i' P4 [7 t$ i/ a
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中国工业软件落后的原因很复杂,国家重视不足是一个原因。这也有点无奈,因为1980年代之前,国人对工业软件的认知几乎为零。直到引进了IBM大型机、Apollo作业站,这些昂贵设备上附带的软件,才得以一睹了工业软件的“芳容”。5 Q8 I \* R% `% T' o/ W
7 F5 J. Y. ]* Q8 q长期以来,无论是政府还是企业,都没有认识到工业软件的重要性,没有进行持续的投入。有数据显示,全球最大的CAE仿真软件公司Synopsys2016年一年的研发投入为3.5亿美元,相当于我国政府三个五年计划在三维CAD/CAE研制投入总和的10倍。. A4 f% D3 U+ F& Z7 o! ^7 p' s
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从现实看,只有举国体制,才能克服工业软件的难点。+ {( A2 w' ~% |% G9 }8 | _
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只有举国体制,才能组织顶尖的科研力量进行攻关,在技术上取得突破。
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只有举国体制,才能持续投入资金,解决企业短期无法获得收益的窘境。
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只有举国体制,才能协调软件企业与制造企业合作,并将新研发的软件先试先行,避免软件无用武之地的尴尬。
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只有举国体制,才能将工业软件的重要性上升到芯片的高度,同时加强知识产权保护,引起社会广泛关注,国产工业软件才能迎来春天。6 n' t! u2 g! _. C" i- v# M) E T$ {5 ?
中国制造2025十大重点领域
3 } S+ J& a3 u# ]- o6 D9 q6 U现在,有些人羞谈“举国体制”,总和“计划经济”联系在一起。还有的人认为,科技研发应该让市场主导,企业自己发展,政府不应该过度参与。' T! o+ W2 q6 {6 ]4 R1 O+ A! \( W
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关键产业和领域,早已超出了企业、产业之争,而变成了国家之争。
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工业软件也不例外。近年,欧美国家将“把握最先进的制造业中心软件”视为确保本国制造业“继续掌控全球工业布局主导权”的必要条件——
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2009年,美国“竞争力委员会”白皮书《美国制作业——依靠建模和模仿保持全球领导地位》,将建模、模仿和剖析的高性能核算,视为维系美国制作业竞争力战略的主力。
4 L+ x1 N3 N( t2013年,德国《高技能战略2020》确定“工业4.0”为未来十大项目之一,重点支持工业软件。2015年,日本经济产业省公布《2015年版制造白皮书》,强调发挥IT的作用。
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, w) S5 h+ g5 H: K; A欧美国家早已取得领先优势,却仍然在大力发展、扶持工业软件,本就落于人后的我们,还在幻想着完全靠市场经济、企业自主发展就能赶超。: [% {+ s' ]1 a0 `7 Q" p* k
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这不是幼稚,是愚蠢。4 H0 e# L# ~. V$ q/ x$ K
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被外企垄断的工业软件,是一柄悬在中国制造头上的达摩克利斯之剑。, `2 J/ n H, d w/ \' [
_+ Q% P3 a% |" M也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。6 a! u. @$ \$ r! G
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! W8 E* t) k9 e, w垄断中国市场13年、开机1次3万块:这家美国企业竟凭一件单品年入200多亿元!|周末阅读
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$ l# y2 ?& _- i4 {9 I6 R来源:http://mp.weixin.qq.com/s?src=11×tamp=1566730804&ver=1812&signature=ACEFMKNTn-fSaQAnJ5SctXYGBMe3bEgDbPVz-aqpUiUF6ZS98nb-HOLkH5wFjthnxxfpofTrKHHan7WaMX8Ysf0Y9mKHuk5lsOkPU19Ay5vO8WVKqneoR24dbII7mQs8&new=1. `# E# N6 d: x8 j1 b
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