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0 j5 C( U0 w$ e' 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。 9 V1 d/ a. \% I' X8 @5 c* y* C5 A3 H
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6 s& ^; X' @* i P9 D3 R作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)' O7 s4 H# t- x, V
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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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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。# d! D/ T6 g% c7 a' O' k- I
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这就是工业软件。/ m% z" w3 S) l* C' N9 t: k/ ~6 X+ J( ]
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/ Q/ @4 S5 G1 Y1 M/ v6 G5 |1. 落后20年,80%被外企垄断 0 p4 @; K$ q4 s
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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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3 b6 D/ G Y c$ g7 d) A最具代表性的工业软件,是EDA。
) x' ^6 E- \9 M: i. Y# I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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, ?* a2 S& x5 XEDA,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。+ R3 H2 `2 R( t* x" [8 {
) M7 T. K' M9 H9 S5 [7 E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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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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4 R# l! K( _1 M5 m- K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”。5 h2 r! _/ ]8 P4 q
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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。
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7 n: p& \3 a+ g1 i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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. A s* |: W X1 g( t8 [- `8 o8 K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)+ l) Z- y2 d0 g/ b9 N
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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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% R# h' Y0 F5 b! N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——' N$ ~& t7 ^% x# C+ P
1 F" {7 w8 `3 C. H9 l4 ]! b) e# K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。 . @& T$ y. M9 f) Y. Z" f
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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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$ R+ |, C1 r6 k8 ]" Q) B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。
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3 @6 E1 e# }# \0 g8 V3 L0 y没有工业软件,智能制造就是空想。
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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。1 j9 b) ~) {* e/ @
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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。$ Y K" z% k z. W& V
0 s" P1 ?& ]1 G, \) u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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2011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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% P2 ~! C- ?* b- u, @0 i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。+ Z5 y @ j8 D8 u/ i7 }" y5 z* B, B
9 M% N+ s' t7 M) _" x! Y$ m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。6 f& E: @$ F* f8 \$ b n
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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。
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依赖外企,易被卡脖子。# t, [( o9 z/ V
7 h+ q$ {& z0 }0 ~* T5 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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7 g- \6 O$ { B' S2 u+ D: L( W1 `! `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。" E; |7 D+ @- T r0 T$ D- q% R' ]
- l/ s0 e9 T6 l% q i6 k' E: Z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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2 z9 R! }, F6 p+ {2 K" g) ?# c. r. [3. 工业软件,没有捷径
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# [3 M5 a5 g) E( P8 r; m8 ~工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?( Y2 \7 L3 E; k, I) P* K
, R$ w2 [- c( {4 U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。. R- A4 F1 F$ v& p- V
H" ^0 {( u: ~5 i1 H' @9 N7 l遗憾的是,工业软件没有捷径。
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4 ? N) |1 \ o1 P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。
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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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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。 2 p2 i" G, d$ T8 R0 \7 Z5 m
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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。
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由此可见,研发工业软件并非易事。$ D- L" o& I/ J+ q3 y9 y
0 F4 ?- U* K! Q9 A# z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。. k$ n7 s' L( V- ~/ `, g2 m* l: @
3 ?8 q$ N7 J0 ^. w) J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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# r8 N. R: r0 M t4 V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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+ w2 [9 ` |1 ^( K2 ^$ e3 q. O0 h工业软件的另一个难点是,千人千面。. C9 q* H0 X0 h* P% }/ V* n$ l
) c& E+ p K; |9 T* [' O% d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”。3 @0 i, X6 l/ \ l
u- E" F F& Z% Y0 w9 n0 ]% m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。4 n/ U/ @, u2 ?" q: x) Q6 p
3 T1 U- M$ p& p# V9 b& v/ V这又要求,工业软件必须要有行业积累。' K4 _. t+ k8 F5 } ?* O' N
! w0 ]* @6 I/ {% x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。$ r4 s( i5 X/ t+ u% t
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不讨好,指的是收益小。
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" ~- u+ F- T+ Y7 @$ S% m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# a1 A# M4 I5 K' H n* l2018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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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。* v- \7 c7 E1 w+ u' w+ n6 W
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退一步说,即便研发出来,也不一定能赚到钱。
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. F' `7 y+ g4 v; B. H' o% f0 y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。
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$ T! o- a. N4 k2 {1 K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。+ R" U3 h' k- }& J+ f5 w
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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 }: H( Q- w; y7 B" r* [& ^4. 只有举国体制,才能搞出工业软件 5 I: h; T/ m1 v8 r4 W, V
7 P6 @% }' Q2 q7 Z& K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。$ l7 C8 G8 ~: D6 a4 f
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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。
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问题是,中国工业软件如何才能赶超?
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" _8 ~2 m- o& y$ Z7 W2 q答案是:举国体制。1 J9 t. K7 j3 G7 b
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从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。2 `) q% b# S9 w( W
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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”。
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! F/ z( y/ H2 u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。
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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。- q* e2 }8 C8 P C
4 L% y G3 ]. V6 j3 ^- u' e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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3 V: y: m' r2 t3 l: y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。" U. b6 }& u% E
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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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7 z- u# Q5 j) k! S; }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。
& s1 f* x5 c8 x 中国制造2025十大重点领域9 h* v; @( {( f2 u" t
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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* S5 ^2 l5 B) ^2 E% }2 a2 ?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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- S, g# Z+ N$ Z1 d2009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。! ]& `) h& h# `# M& b
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。
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- a* ?& G5 v% e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。
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这不是幼稚,是愚蠢。
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: |/ K. y0 O/ B, [4 d' e! \' f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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2 [+ A! g! D2 z0 D& D也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。
# ~% I$ }- |# x. @本文授权转载自:正解局(ID:zhengjieclub)。正解局,一个有见识、有深度、有诚意的时势财经大号,华尔街见闻、雪球、蚂蚁金服、世界经理人等10多家主流财经社区特邀入驻。每天全网阅读超过100万人次,在这里,穿透信息的迷雾,在这里,发现真实的中国。/ z. Q3 b- x0 {/ ?9 p, x; D
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) O) B. S- 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; O( T B- o3 r2 x
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4 N" F9 \& n5 M 别光看,扫一下嘛5 F+ m; w1 a9 v2 M& w7 {* {
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