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4 k o+ }5 n1 I# {2 W! a' F$ |2 Y◆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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# n$ v0 y( \6 O0 e作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)
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0 ?8 E- x( v2 z1 W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。
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这就是工业软件。. C" v A! C" r: X$ u
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1. 落后20年,80%被外企垄断
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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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最具代表性的工业软件,是EDA。
) p q4 K6 H: m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)" n2 p1 N! R; b0 M! [
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* \; {" Q4 J3 `7 R% M3 GEDA,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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; a, T& k3 G% ^0 S' @5 A6 t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。( z# s* h( `& {6 y3 Q2 J0 C. {5 U
& ~' r. |& k1 J# L9 A- BEDA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)$ E( P- Y; U8 M+ E7 O8 x9 G
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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”。6 x7 r. ]* i& r' r ^/ c
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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。3 P$ r; B2 q T( i S1 W' o
6 r& y& G3 Q, l1 J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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/ S3 l1 U6 b( t4 |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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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)+ o) _& G, d- \6 @6 c+ H' n* l2 ^
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# A* U. I: [$ L/ Z& ^9 g; k5 K, }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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9 g* v2 d* U, X" Y! z- a2 _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。 7 n3 ^4 O! i, ^' t+ T
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核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。* f5 k9 c2 ?( h( A+ F# |8 \8 J* J7 @
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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。6 m; X5 c p' @ }( @1 h, p, K
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2. 工业软件有多重要,短板的危害就有多大 : f; ?1 P5 O7 y5 H8 `. s4 n
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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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0 k$ f' M% b- I5 l, ~% H- l5 ^今天,一个没有软件的世界是不可想象的。- B8 G; I* f' h# b; g
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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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4 x \* V. E: E" T4 @没有工业软件,智能制造就是空想。, D0 l6 m2 p- v' g4 s( \
0 a2 f# }: M" 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。* {* N" G) d0 u0 H, e% j
% q9 g0 x s+ |+ L2 w+ j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。2 d: x* n3 f* D: t- t0 V
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没有自主可控的工业软件,智能制造就无从谈起。, ~' n! U# X1 S3 a1 R
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警惕安全后门,敲响安全警钟。
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: _3 j) E8 i" m3 U! r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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7 h u1 j0 N+ J( V) p' E3 Q2 I2011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)1 l/ Z: U) J: d$ @2 J
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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。
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8 n* E v! K* X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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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。
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* r$ Z; @1 Z) M# i5 Z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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9 W( a- o& F2 Q0 Z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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& d" [1 h0 ^7 v9 T" {+ l( e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。- [3 Q8 S* P m
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遗憾的是,工业软件没有捷径。1 u/ Z7 e! s. S" b* ]
3 a; z+ f8 x+ W) f这是因为,做工业软件,是一件“吃力不讨好”的事情。7 r; J. M# H7 F5 f
/ S1 C1 F* C4 `3 J6 ~* M6 o( @吃力,指的是难度大。
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% D3 V% w) k5 _9 }. j; \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——$ z+ O5 ] N9 ~' J6 v. D. l' ]: j
+ y5 Z# [" ]# t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。 8 a% R& d* f# w0 V" Q7 l
, H* X; l& p$ @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。' d! I$ L6 Q: n% a* Y- w
. b6 Z/ K; k9 R' z由此可见,研发工业软件并非易事。" B' l0 {" @6 {: W/ n/ Z& f
" J# x! |) _/ [5 ^ r% ^) Y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。! h; T1 |7 s& f) ?% f
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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)( u+ K' j$ X R' G
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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 r$ T% |# m& x
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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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" v) N2 H6 [$ A- L" q. 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。
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8 x0 u- z" _+ ]+ @3 t这又要求,工业软件必须要有行业积累。/ l1 Y$ \6 ?, f6 q; I0 n" D
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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。: t0 s9 [; |/ j
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一步落后,步步落后,难就难在这里。! g" W) h# f$ r ^! j S6 f) |
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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)
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2018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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- V, _7 Z- {: ^7 V: q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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# \0 U: m) D8 F$ ~, M% S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。
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: J" b g% C8 g% O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。8 q! J( D) E! V& E$ x& K
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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。$ k; P8 U% u4 |; v7 r/ V6 y: i; 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。. C/ r$ q* V3 O/ ?
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4. 只有举国体制,才能搞出工业软件 0 H* L( l Z( D( V' s3 A
0 t. @; J" l! r/ K2 _- e3 }4 N# ? \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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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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: X, r {% N& y1 E; ^& m# e) ?问题是,中国工业软件如何才能赶超?, Z R7 N9 ]( A9 L: R( R
! T9 P( [6 `8 s: p$ O6 f答案是:举国体制。: q$ D/ M% V2 `% m
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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”。) ?! ^$ l2 f8 b/ g
. ~, L! l8 _$ n! K! b' \9 m' i- N% ?/ ?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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. u Z Q! B! `0 v. t' g" T/ q( l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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& B, j1 Y% C+ D/ H4 @# i/ y3 z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。6 h# S$ w, E# r% M0 r
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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。1 `7 S/ n9 ?" D$ |! ?: q' c+ M
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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。
% t# g. N2 \& g8 e 中国制造2025十大重点领域
7 J* W9 O n7 N( y3 p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。2 m" |8 O: s, n7 A3 C: T
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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。 U8 a# N6 U- r/ T, B1 i9 O7 R0 ?
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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——) v, S: {% k% I
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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。) \# Z: D: Q8 t6 {% b$ ^$ h5 t: 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。
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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。/ W4 b) t# D+ I9 _8 a
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这不是幼稚,是愚蠢。
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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。. i/ V( k) t4 a; E6 o( L
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也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。, S) F- E1 c) x3 F: {6 p# H8 b
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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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别光看,扫一下嘛
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