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" N; m& f% u q6 }# L◆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。
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作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)$ C, e1 Z: d% O( a! x
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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。2 A$ @1 Z- F7 r' K J& v+ M. h0 S: j( a
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2 j% A- O. |- @$ M/ U# Q3 D* x7 F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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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。$ ], \9 l! z$ U+ ~: d( b0 z" _9 Z
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这就是工业软件。
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1. 落后20年,80%被外企垄断
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0 `2 m6 X; a6 k' W3 I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)
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最具代表性的工业软件,是EDA。
) ~. H0 r3 f6 f, q: i# q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)
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# g' j9 X( |2 |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。6 z! {. F( M- ^
0 v1 Y) F. J% l& K6 n& w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。7 C# Z P) _5 q" G
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EDA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)" d) d+ v5 e: u4 L- j+ g
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; }* Y% j. K9 Z! n8 f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”。
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9 U9 J: N, g. C' w7 l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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4 e4 u$ }0 {* m4 D# z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。8 o7 D# g# {5 k: k6 ~5 }0 ?8 V
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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) T3 g. P0 ?' j6 p
. Z3 F- y! w# H; y" v8 a$ w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。! I( o$ m4 r+ a$ n1 L7 J6 [4 M& L/ d
: S! l, d0 e& F" d P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)9 y. Q% Q8 v6 n. R
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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——# Y" T5 f/ V$ g K/ P6 l+ [" g
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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。 : X+ P* Z& J& r: H1 K
4 m! u' t, o+ o! E8 n" A( n; H核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。
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6 Y* ]" N' G, m2 \9 |! c, f$ d0 t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 + X) {5 w, ]$ v7 F! C" W$ `- ?- v
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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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今天,一个没有软件的世界是不可想象的。
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5 K9 M$ z9 c8 o3 D+ E正因如此,工业软件有多重要,短板的危害就有多大。, w5 l" v1 k$ T) a2 ?1 u& L
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没有工业软件,智能制造就是空想。4 ~8 Q" x0 S+ ]# w
$ ?, E0 L' G3 F0 x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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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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; K& t. \. O1 p5 _3 z3 j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。& h Z* H* T) l2 C W4 ?) m. z
2 T5 g4 c6 P5 g. Q* _) M2011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) [# k; P. T) \. f% d
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& s0 @8 ^- t* Z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。
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0 e3 ^& f# u( C/ z0 {3 Z8 H# k h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。* B( Z5 J9 f1 l& w
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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。2 m% E7 Y6 ~3 {6 f5 @
# i# [, s+ k. t: G! ^( X7 A依赖外企,易被卡脖子。
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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)
) @% i0 D; R f9 A* y0 L9 {2 D7 m4 U2 T/ \
' M* |( ]6 M3 `0 p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。
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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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$ f4 @+ G( X- F! E& ^% N2 T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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遗憾的是,工业软件没有捷径。
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6 f5 p9 N! E7 \9 ^9 |: x+ r这是因为,做工业软件,是一件“吃力不讨好”的事情。
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吃力,指的是难度大。8 H+ |* L; ~2 `# |
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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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; E0 S% t# F7 y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。! |% x- @9 S" y) h& \: D/ f
( u8 @ \2 {2 G# `( E8 F @: u由此可见,研发工业软件并非易事。
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* z' I7 u+ D! J* h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。
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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)! K, Z- ]2 \' g B8 K
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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。0 Z1 m* S- p) ?$ t9 n) d' Z! Z# z
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工业软件的另一个难点是,千人千面。
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0 @$ ^4 R1 [8 y1 {; O( E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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) x8 G9 ^& ?0 [- p% J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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. s( H/ M' e4 z& R1 D5 s8 L- l [这又要求,工业软件必须要有行业积累。: p D& h* N4 o+ B
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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。
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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。5 @- l* O& n% p
' Z* } z0 w% }: w) s# J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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p/ h- t4 {+ w6 t, x2018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。) `4 X; E/ `6 g5 G5 H& M" m- ?7 y
0 }3 m9 ~$ a! b! }0 p% |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。) n+ G7 R0 z( H2 r4 R& ?
8 d/ U1 U R$ ^- |6 c, P( m退一步说,即便研发出来,也不一定能赚到钱。
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4 {2 D+ U9 d4 q1 t7 @9 C2 v* I# Z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。
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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。7 G- j5 g, B3 X3 ^5 r% u
9 {. o- u! U# t+ N- @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。
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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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8 E! h# q# u. h. b; r+ i5 w4 `4. 只有举国体制,才能搞出工业软件 7 t \2 \# T+ Q! J K8 s- W8 k4 Z
6 c8 M$ V4 L, L+ H5 T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。- Q+ |; F+ {) ]1 o) M# X
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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。. i6 x' D3 b% b8 j
) y: l2 r2 A3 `. ]; n( {问题是,中国工业软件如何才能赶超?( V3 b( G1 G& m2 Y
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答案是:举国体制。$ @ o8 s1 L" A$ L
4 j% i8 R8 ^5 P! a m0 i从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。
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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”。' ]3 Z* `0 b1 ?( g9 [/ {- i5 \) y" I
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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。2 ^0 S7 O/ Y. S. M. ?& `6 m
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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。
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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。' ^' q( y: E& [7 r) t/ p' h
S* \/ x, A; E I. X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。0 K' D! L5 B6 N+ H9 b' w
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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。: T; B0 N$ X9 C6 l
中国制造2025十大重点领域' o! f0 n; M' ~5 [+ a5 K) r
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。
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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。* |/ ` |& v) ], `0 |) [
P' `! d8 a; x( k, D: J4 e" ]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——7 z [5 E- H" A5 _7 w
; @$ L2 [. V8 ^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。
( m" F1 M) G, p2013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。 e% W: `$ }+ ]& d8 u- V& N
H1 B4 {% D* c! ?4 k: N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。- b$ n' o5 H/ C6 j( E2 F. B
, A4 x. F: Y4 B这不是幼稚,是愚蠢。 H+ t. r- W" b/ R w$ Q
/ u3 C" G- R; {- A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。
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也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。, O7 K2 j+ i6 w. L& z+ N
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, ^5 j; K! t! f9 Q k, s( m( I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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# g4 [8 V0 y5 |6 Q& `! X% g5 r 别光看,扫一下嘛8 b1 K4 v- H( t9 S" s7 n' a
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