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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。
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作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)& j' V# d' T. K
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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。1 ^' p) g2 T. Q0 D
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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。! a+ D0 H9 q+ p& m1 c. q
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/ b' J# w9 y; a7 _; u. U$ K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。8 I5 N b3 W7 s5 P. z) g
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; _7 _3 ]; Y5 u这就是工业软件。; H. ^0 q$ {! `0 _5 @) e4 \0 L
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1. 落后20年,80%被外企垄断
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7 R. J# M! X$ d2 G+ |6 U! x! S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)9 X1 k( [" x: ~ H1 l3 v) t3 G( i
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" x i3 T6 P6 F最具代表性的工业软件,是EDA。
. r- Z a* M) m3 `. B0 {4 p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)8 c1 U# s0 |0 \/ [; w, W4 C/ Q
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8 E% Z$ ]! Y) \7 v. y# f3 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。
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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。8 z- P* H P: T* I. U
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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”。
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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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* G. s, b; ]5 S: T; s h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。, d8 w* Y. s6 }3 `" V
5 u* N) p3 K( K/ Y" A/ T# e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; p* t5 Z) o" M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)2 u- {5 H1 v9 Z6 A) l0 N
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7 T N( Q" R C% K3 U7 {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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& F0 R" l) F0 v6 _9 X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。 ( P! Z& b$ A% u
5 u/ o; K+ b6 |核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。
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" Y# R2 x. A0 ^) Y, _3 L0 F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。9 f$ Z, O: r% b, u
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2. 工业软件有多重要,短板的危害就有多大 + G4 l! J' g ^. 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。9 z0 d! k3 i# b D& @* U4 m
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今天,一个没有软件的世界是不可想象的。! ?( q) y9 t: C6 F7 w6 h( [
. [) X) G+ P# A! J1 Y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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+ i# G. @5 D9 w8 _% S$ o2 b没有工业软件,智能制造就是空想。
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5 ]9 {. b, Q8 h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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! B- L% D* S F! x& _( Q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。& S2 h5 s; _; I' c( k- h, k
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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。
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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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( i/ a ]. 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。
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% o2 L8 _" K4 Q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。 j) q: t0 p: N: w$ k1 t2 Z
" `( _4 f2 A W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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7 e5 T7 ]& P; ^+ T依赖外企,易被卡脖子。
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( w: |, ?, t! w1 n: L9 e- ]/ Z% J5 u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。$ E3 s: ]9 v) `" j- x! y9 O
2 I0 y9 m" R; k4 P& x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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: U& J& o; G% R0 `! k3. 工业软件,没有捷径 + S' M) h, {; @8 S" A0 r% p, I
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工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?# V' M. M4 g% G; q5 U. l# {
% i$ Y! X- T* w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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1 O+ x7 B u% E7 r5 `" {7 s; [遗憾的是,工业软件没有捷径。
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8 u! \) O$ |$ K, q4 P. B3 S这是因为,做工业软件,是一件“吃力不讨好”的事情。
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2 H* k( a k9 y: S. H) L5 y吃力,指的是难度大。! ]; d% Z, @. a4 y+ ?
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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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, L% b$ N& c! j* x* F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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/ @0 D$ \6 T( V2 S" h0 O5 ]$ Y0 Z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。 ~" `, z. H: L, c
6 b/ Z7 B* Y0 S9 I: V! c3 _# W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。. a; p, k; D( l# ]5 n$ k0 G
1 ?: A2 O$ N* B( G3 B0 P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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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。. b d0 C% R! s0 W
- ~" O$ H& ^! q. m1 X; |! J8 f工业软件的另一个难点是,千人千面。( C# Z, V+ z5 i' S
- K( \: ]% ^7 E; k4 x) e, G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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# G! v8 U j6 D) U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。/ F3 V {0 n5 q1 a ^8 q, y p& S
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这又要求,工业软件必须要有行业积累。' G% n' C+ h6 L$ y
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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。1 r* g* j9 _- M) g
+ [# _4 E/ \- ]( {一步落后,步步落后,难就难在这里。
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Z, O3 I" X) A- v不讨好,指的是收益小。
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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); W+ o6 Q }8 N. [! P9 |3 o" v: K
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" _/ ?5 f4 j" Q' O$ 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。
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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。
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退一步说,即便研发出来,也不一定能赚到钱。2 M# [/ v/ R1 k/ o2 B1 O
* Y, j: ^: F/ W* m. n$ K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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, t6 P. C G# ?7 f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。% ~9 F1 X" I+ X1 a: q
4 u) Q8 J4 N. ?/ D+ I; U/ R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。4 ^3 c$ ]; n w* C2 X0 @+ n
$ n; K2 v- g8 @! v. ^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。4 w5 _) e% [+ v1 j: l. }6 |
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4. 只有举国体制,才能搞出工业软件 , ^# \6 G. l: Z+ _/ W- U5 w, m
2 h# b. D# f' f3 P& J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。# H0 o5 @- m& o) g
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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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) R! u3 @* E/ } p, ]问题是,中国工业软件如何才能赶超?; H b0 j6 p4 p/ e: i* d& S
+ U. v$ f3 Z4 I- p) p" w+ t答案是:举国体制。
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; m4 \! k( B* F/ | x* w5 A从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。! C: S3 e3 }+ _, M* o( C
- Y# j9 k! @6 \$ p: {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”。 U; `+ X5 }4 c) h" ~6 k# m
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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。
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. M( X) X! _3 C" T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。
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6 |1 h9 F+ x# m& w J3 D& P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。" v. H. H7 P& T) {1 y* d
% n4 q, F2 a: E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。( _7 _0 B7 {) Y' {% _
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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。) Z5 W% N: _% P( A0 g4 t/ K
中国制造2025十大重点领域4 J A6 \6 V, Z# a
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。
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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——2 Q; T1 H0 t; I! B* T( z% H
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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。3 K0 Q3 Z- Z! a4 ?
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。 / F Z4 {' {! }% C, j3 z
0 @ r+ z2 W+ v9 [, O1 I B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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8 | f3 o! u9 B' n0 w. d `& c, ?这不是幼稚,是愚蠢。3 X; E4 O, U% X; K
2 m) F9 J% j) J, R3 S" l7 @5 X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。" I* |* @ K% n% C/ \
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也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。1 {+ b5 z: O2 ~
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( F1 n0 F, b. Y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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4 d" f. E$ O; p9 V8 j) d* a! T 别光看,扫一下嘛8 L6 x) m' c1 X9 b% f
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' i4 k2 F' a$ ^/ k3 E H4 n来源:http://mp.weixin.qq.com/s?src=11×tamp=1566730804&ver=1812&signature=ACEFMKNTn-fSaQAnJ5SctXYGBMe3bEgDbPVz-aqpUiUF6ZS98nb-HOLkH5wFjthnxxfpofTrKHHan7WaMX8Ysf0Y9mKHuk5lsOkPU19Ay5vO8WVKqneoR24dbII7mQs8&new=1
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