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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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( f% y/ ]5 F2 [5 p- D作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)
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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。- ]2 @3 Q8 L; D- d
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( d$ Z9 r. z4 o g5 u `1 o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。( s7 e: q) L) A9 u F4 v
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) b; c5 N2 j$ S- y& N1. 落后20年,80%被外企垄断 2 a' D4 H B7 q
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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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0 k H: T: ]& l- a最具代表性的工业软件,是EDA。
& P0 ~" [& H5 m% U% d; I, a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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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。
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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 A; S" } y8 J: y% W+ {
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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”。9 _7 J4 D7 s- S" r
( C, ~- e* z, J1 U4 |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。! @2 e* x* p, O" K! p4 Y8 a, Q. m3 V
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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。
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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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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。% b9 X! {: d5 S) X9 n
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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)6 c" S+ |' v8 F$ q2 f. e. W+ o/ d5 p
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! ?* v, h; I- e6 WEDA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——# ?. a4 m8 F# a$ O2 X
U# }0 `8 w+ m* o2 B8 p( l# l' t7 L! F" J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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2 c) z s' F$ u8 N核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。4 n( } k6 j0 ^# F8 C$ M
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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 * y1 U( N+ b- B" ^& y3 |7 h! [
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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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9 O. F* O: C* T& g6 n& c% E% M今天,一个没有软件的世界是不可想象的。
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# u- h& x$ U8 Y3 v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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, Q' q$ Q7 q/ d$ y/ Z# S没有工业软件,智能制造就是空想。5 y. W. r2 W1 d+ @" F
7 m& H1 \% x w3 H8 D/ y' ^# i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。+ s1 [- }. W9 F8 Q
+ P7 l' Z: w7 P" z: i( y9 X$ t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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- \+ X; _: l, f. D% r2 B没有自主可控的工业软件,智能制造就无从谈起。& z4 V1 \+ i/ n3 w7 G% U7 {
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警惕安全后门,敲响安全警钟。
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7 s. s6 k5 B! |! h0 ^4 g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。1 l: } U$ H8 g1 M
, Y G4 ?; e& n" e7 I& S" I( Z2011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)6 U. e: B* f+ ~! ~9 @& b
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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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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。5 q( I1 Y5 p5 }
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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。; ], l+ L, J2 J! w. k1 {
+ @9 L b. X" R. ?依赖外企,易被卡脖子。$ x& }# O- j# G/ O0 q7 L4 W
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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)2 P/ B) b+ a8 a5 L7 R; Y- g3 o3 i" C
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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。3 w0 {9 ?* F7 a; _1 I0 Z+ L' l B
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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 3 K3 i% \& z( ^. s. r$ a
3 O# m7 Z+ ^+ L! O( n ~8 u工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?
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' B# z/ b* Z: P. d0 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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: R7 h( {/ C, P) p遗憾的是,工业软件没有捷径。
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: ~' K- r( U$ {( N: k- y8 k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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/ Q9 m: Y$ l. E/ W# M- 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——
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! R# s% k7 x/ ]4 z) S9 ?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。 * q, H- ~2 C2 v$ d2 F8 Q
/ F# ^3 v/ j$ z/ V! ?- x1 ~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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# z* m- v3 M4 M( e# c由此可见,研发工业软件并非易事。
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n! K, {4 V% A4 _! K# _6 \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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9 B+ ?9 l7 D$ @ k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。% V* R! P" m6 s
" f. h' j" j' \4 Y. s& L工业软件的另一个难点是,千人千面。9 c; r2 N1 Z. C" Q1 @ d+ l
4 A$ ^, G8 X0 y+ ?" \7 R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”。6 `% V: u& ~6 e" u% Q
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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。5 {/ \) T$ E8 a
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这又要求,工业软件必须要有行业积累。" W- ~; N) H& l. E+ F1 D# j% C% V" j
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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。- ^" D2 \7 a0 _2 R0 L, l
6 D- a1 L( X: i5 k/ l! o一步落后,步步落后,难就难在这里。, t9 N1 d; x" F2 b1 I6 i! }
9 d; e" F! F; Q N, W. t不讨好,指的是收益小。
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' E' V/ E+ P4 X# I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): m0 `4 o/ Y; Y
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1 w" b* ?. d. a2018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。. O' r7 C& s. }
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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。$ v' Q5 f! v2 A" ]
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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。0 ]( ?8 U! W' Q, Q
3 R9 n' [9 O5 c) c1 R# k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 o: |- a5 g/ ]
7 J3 B, F- ]" h/ [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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4. 只有举国体制,才能搞出工业软件 0 ?7 l4 a. h4 V1 v7 I* b% W- {
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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。4 `, v# O$ l+ L* n. K4 Z
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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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8 D' J3 w: T7 R' H问题是,中国工业软件如何才能赶超?
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$ z5 L( d; J, L$ R7 {8 z答案是:举国体制。" R6 R! y/ l* M8 F
9 y* ?0 L, I" p+ h- d从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。
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4 R/ ~( z0 H2 t3 d; d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”。) H, V6 v1 ^* J# P$ h& \; o
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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 K4 h/ D/ ^! s; k' 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。, `! G+ n0 T+ D1 T- x* Q9 W
& Y- R" Y! Q l" O& S1 I; _. p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。 L5 V5 g+ H; x3 T! y
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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。3 j7 A8 Z6 p! z( W, b' j
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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。
" e# Q6 w! y& g 中国制造2025十大重点领域7 k( a9 l! k' @5 O- `5 [% d3 H
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。9 s* l( K$ Z8 {" Q! i" a
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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。% t1 g* l0 { w9 _5 I; g9 \* J
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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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9 T) ~' |- b! }% ~6 Z2 u2009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。
0 d- b8 C" T; t, `% ]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。
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+ d; x( ?0 d. R4 G8 E这不是幼稚,是愚蠢。7 x0 g$ e" m) o O
) O* Q0 D! A& s: D- r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。& S/ ^* H$ k1 f7 o# H
* S# \3 k. e( b2 c) P- V N/ ~* v也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。
; H o) ~& G, a1 z2 d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。' h6 O$ I% p+ U$ |) V
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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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