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◆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。 - Y" @" ]* B: g: w- ~
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作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)& T n- J- G$ g0 Y {
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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。
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! v! [+ s: {* I/ 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。/ L* F1 n; _' \" j$ M
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8 U& P9 e5 [7 Y. p& H这就是工业软件。0 d6 Y+ {* ^; v" B- l1 X7 N5 Z
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1. 落后20年,80%被外企垄断 , h* s5 l, Q. e4 }0 `
2 B/ Y: Y; {/ |0 R7 r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。
1 I; M) o1 Z) ^. M3 b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)3 p5 l4 u+ L0 K4 ^7 H
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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。3 o4 |3 F7 M! f: N; {; r
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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。: e' l3 S, n6 v& O
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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)
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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”。" [2 ]" `$ u1 G& j' X5 `
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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。+ k8 I& O/ G3 T R
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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。( d: B$ t& ?* ?* \5 Z' ^
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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)
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% j+ J& R) E* g+ u% ]+ X8 J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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0 } L) Z, \+ w! D8 y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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: a. W; _1 Z' [' ], e K; O$ DEDA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。
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核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。7 J7 ^8 t6 q( ?4 h( I9 m8 F
6 N' |4 j+ `" C3 N( ?1 U" N" h- y7 |8 j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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$ G9 A6 @& h% W" ]) e4 \' P2. 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。6 m0 i- _; e% k$ c5 ^
1 G' w1 {5 }! |; W" K; S7 \今天,一个没有软件的世界是不可想象的。
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! N$ f# a* g5 h, [: D, c4 A" S( C正因如此,工业软件有多重要,短板的危害就有多大。
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1 l n. b" F# r& q没有工业软件,智能制造就是空想。 O$ H b. F! ]+ c# a
9 x- _0 w/ q7 o% [; g+ A/ R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。! y) v, S$ I; |) y: a' y
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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。# N, D4 p4 _% Q0 Z
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没有自主可控的工业软件,智能制造就无从谈起。" I$ N7 {* t4 Q, e- Y
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警惕安全后门,敲响安全警钟。& B/ E' J2 k& W4 G
; Q" X& C, g7 K4 m+ ~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。
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4 w+ Q1 R% x1 Q2 a, B2011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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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。+ T! s. Z4 c* ]$ G8 Z& [
$ v3 x l6 B$ G; A" S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。
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9 T" K. D3 p1 _% p: L9 N4 u! \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。' z( ~" q. ^) c7 V1 |' o: N
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依赖外企,易被卡脖子。; b0 o% u5 @. `# p
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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)
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0 ?( h" F. O+ g6 e! n. L" k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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, u) z7 d# M- i9 @7 @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。 H$ d. \' P' T- q6 Z
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3. 工业软件,没有捷径
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5 K- o! H+ T0 m% Q2 A工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?1 Z% W6 w0 s6 v% @& \! v
/ S$ ~, `0 `- ?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。9 N9 m4 L; z( f, [8 n
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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。" l4 g" o. O; ^% M) Q
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吃力,指的是难度大。8 a- d$ s4 l0 K, l' h
; ?3 G3 q/ ]" k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——3 ]) k! b0 Z; O/ l. ^
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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。8 r& d9 L; H d2 u0 Y+ }- h
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由此可见,研发工业软件并非易事。. X5 P6 C% q/ e# w- {6 `( ~
3 K/ z! i, B, z+ 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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6 d/ m. Q: m' w/ }6 Q. y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)8 L- U. @: n0 ^% D0 C( [: ~
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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。7 t5 W6 @# f3 c( {$ }0 b
1 S0 q: q. m( q5 |) w工业软件的另一个难点是,千人千面。
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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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% f9 E, Q8 p0 _" Q1 ?/ T; o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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3 z& G9 \- i& ~8 f这又要求,工业软件必须要有行业积累。
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# f- l: d6 }7 I& r! Q! j5 R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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5 A1 F n0 H4 U# W+ Q" } F- @一步落后,步步落后,难就难在这里。+ {; d" b* o7 d3 f3 p
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不讨好,指的是收益小。9 v) C+ O# X3 `% X9 R9 M2 D/ \
& @1 d% g* K3 u! Y5 a8 C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)0 A- [! g6 J& C/ j
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& U" @+ R: j# t3 _: v$ o2018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。
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D" [- F( q4 C! m1 s' c, W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。! Z5 V. @/ B" z2 ?: K( [
6 x+ Q3 _( w) V4 l7 ^退一步说,即便研发出来,也不一定能赚到钱。
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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。$ k3 t- d+ i" \+ x, X
, {" ]0 F4 }6 E1 n+ K5 A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。
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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。' y9 H2 u8 g2 _" @
* y* Z- ]- a# B) O4 q8 `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。# f7 B/ u, I- l8 w) t1 [
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) i( k. u5 V9 P/ q4. 只有举国体制,才能搞出工业软件
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. w3 s" w( T- l# f0 n/ w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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( Q; j# d2 L; q- F: Q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。
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g @; `% I( A/ L) W! W问题是,中国工业软件如何才能赶超?
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答案是:举国体制。
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0 u2 q4 }3 e5 }9 [从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。
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: R0 ?& t1 d9 I) Z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”。6 [% j! g( E# }- o$ j8 e
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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。& E& d9 |+ j9 |3 g$ e
7 I$ _, y H% ]% a% ^7 }5 [) Q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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- s% R) q9 q7 u; [8 S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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( B: y' N4 a- S; Z! E: [, Q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。/ O4 y% S0 G; a6 I9 m7 L
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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。
" _+ j7 B1 X2 W$ G 中国制造2025十大重点领域" p; e" s I8 a' I3 W y4 c
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。' @# u% c5 u! z* u3 c0 k& Q
3 C* k' H1 J5 g% Y6 q, ?. M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。) O7 @3 w! e3 E. Z/ o' K" }
2013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。 " H! O, v* d; [$ n' p4 \
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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。6 j) Q0 K& p/ ]' f% |
4 d' u6 ?9 q' D) `这不是幼稚,是愚蠢。+ ?3 h' O! V- r" G) W. l
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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。
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也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。5 k, M0 G, T2 Z
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5 g q7 t, \6 `9 u# n3 |. H
, w8 ?% }1 s, D' {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+ R5 C/ q: W3 X1 S8 _" L3 b
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别光看,扫一下嘛
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