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0 j, v; X& P0 q7 f) s◆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# k+ Q7 h9 c1 l4 W作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)
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- q, ?9 c& \. h8 N! @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。# @$ t# p( H- D% c3 g
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这就是工业软件。
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, A- _0 ?2 r: r& V1. 落后20年,80%被外企垄断 $ d5 q w4 U4 T9 |: c
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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): U5 |/ w1 G1 z7 H( ]" F ?
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最具代表性的工业软件,是EDA。0 J7 \ r; i, Y m3 k+ R
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)- m7 X" p8 z% P3 T! p' E/ @" k
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/ }8 B6 N' \7 i9 E4 M w: i4 {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。2 Z* Q# t& v# z9 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。
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' e# q# N {# v$ Y+ b1 g6 D7 `9 vEDA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)2 w5 U1 R# b4 I4 P5 W
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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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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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0 I) D) P+ j( J/ 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); ]+ @! V& p" s. D# A4 X. Z9 u
5 h# ]/ K' ]/ o# @5 Z6 F# v! m& v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。6 `! q+ N. _5 J( F6 _- \0 r% \
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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)
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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——
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4 P( b# F* N6 u9 v Y* i }3 D( ^3 v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。 6 j, z5 C2 k, e. C, P% y& _
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核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。- r2 K+ @* P1 d8 h. B9 b
. c# g% S9 B8 w* L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。. W; L$ ?( |) D: y8 e
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/ N9 B6 _1 `% q- ]$ j7 x2. 工业软件有多重要,短板的危害就有多大 6 H. H J$ G. v4 M, g' x
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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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今天,一个没有软件的世界是不可想象的。% r2 E* K; {: o: R: m7 x! P1 i
8 c( O3 D n: S& X0 [正因如此,工业软件有多重要,短板的危害就有多大。8 }/ U3 G, f \0 i1 ]! Z' m
_# Y, @) J4 T0 Z没有工业软件,智能制造就是空想。6 s1 D2 v7 C# a6 H0 L) I
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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。
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- Y+ }7 y6 ]- y$ D# {5 e3 k% w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。* z: r5 U% Q! H% n/ x) a
4 Q# {, d2 z B" Y6 `: Q1 i没有自主可控的工业软件,智能制造就无从谈起。
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: q$ @0 z: j, X! N警惕安全后门,敲响安全警钟。- O' o: A7 ^$ X" ~( }4 j1 E. T
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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。% @4 O ~! D7 ~6 B' q
* ]; J% d% C" X) j' h% t4 E2011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。. V0 u+ ?6 ]0 e* f
; c( b+ X; g1 k- c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。7 T# x9 W& j6 U# c( H
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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。; [' \/ d& c: n/ n2 S* z4 f
! I& I6 R8 q4 h/ A2 T依赖外企,易被卡脖子。
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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)0 T5 o' _# S# C2 o& [
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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。
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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 * A: w, |; r! q% Y$ X* D' Q
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工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?8 T! n/ U' u, U7 i, f( Q8 }
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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。. [' I) K" E& R8 t
8 N) S9 X% r! u+ t遗憾的是,工业软件没有捷径。
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# H8 L. J6 J# u0 Q% e. `' u* S这是因为,做工业软件,是一件“吃力不讨好”的事情。# j! w* a. T) H g ~
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吃力,指的是难度大。$ o( |0 \% l- m( c9 K# C7 b8 r
# d \! I$ ^4 y0 M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——+ \5 W: a( ~/ [2 w3 d2 J( E# T
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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。 % n! h+ }! a0 F
7 ]% x, Z$ f+ X! A1 v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。' T& `. T8 }* g+ u+ F
. x8 V0 S1 F3 c x; ]! f/ k由此可见,研发工业软件并非易事。
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6 M1 f% \# W( p+ M* n1 s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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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); [; T* S% h+ p
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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。
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' ]# d/ d6 R$ K# o0 U工业软件的另一个难点是,千人千面。1 ^; N( Q. x8 o2 a$ t8 E# @) [ o
# T" f* A7 I( c3 Y L( j7 U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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* c* O% l5 @ t: S0 g0 P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。9 N: k" P% M a* U4 A" Y
0 A) Y3 ]( ~" Y* Y) n" r) H6 R这又要求,工业软件必须要有行业积累。
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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。4 q. C1 X4 f; D; A0 l; m
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一步落后,步步落后,难就难在这里。
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" l, H% }/ O- a7 z' G不讨好,指的是收益小。. s8 o6 [, s# ^
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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), r& j" y) p# X2 ~/ [1 G4 S& @9 q
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3 {2 ~. A( U1 H, r$ h* X: i, E- o$ Z. S2018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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% O( D2 I( p1 r+ K8 _0 a: \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。4 I- L# B* _" \0 Z6 }) @
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退一步说,即便研发出来,也不一定能赚到钱。6 L* ]9 ~# A) A/ F3 H, j$ Q: S# G2 S
( R7 E$ D6 L/ ?7 b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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3 @' R m0 k, X5 i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。. s7 z6 i6 o( q K' ?( `! }
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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。9 A, I. @4 a9 F5 @5 `8 c
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4. 只有举国体制,才能搞出工业软件 ( k2 f8 r$ m6 A8 l2 ]
* E& Q& t, K% g+ K3 t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。0 f1 G5 f4 b+ Z& S7 [
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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。9 }. G4 B* ` |: s f
% R! ]% ]) Q* b1 y. t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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5 }$ B* P! a" @9 C6 H$ y从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。
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( x0 ]3 _0 R+ ^+ N- s Z! R, F/ V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”。; m* n/ x1 x, u" h- }. D o5 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。
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6 R. o5 \) [% w; S9 ?, E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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9 k. }; S2 S6 o. y2 T/ y9 R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。( f7 `0 c* o2 f( x- u
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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。1 x/ ?- u% \) ~
1 C x+ r0 Q: F) b4 v3 `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。
! j6 L) W6 W: q! t( O" _) P 中国制造2025十大重点领域* V5 O, w a2 | X( p% L1 D: 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。 q, Z3 d# x8 X3 C/ F5 p9 ?* d
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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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* g7 m, E7 Z# a; P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。0 x1 N, r) B5 H9 {" V" Y
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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: a0 l' _6 M( N3 M- v) j' w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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+ j! r5 O: g b( X9 ]% m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。 V$ |- j+ E1 G: r+ F* V) S
) c0 c- }, |+ J% Z" m* f也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。
% D. ^6 w* W+ P6 R& g( ?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。
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0 L# d) g% u, u9 F# a+ M# v7 g* s5 `+ c6 ^推荐阅读点击下方图片即可阅读' x6 x' o M. ~

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2 \4 R ^" m+ X) a4 s" Q% q# H来源:http://mp.weixin.qq.com/s?src=11×tamp=1566730804&ver=1812&signature=ACEFMKNTn-fSaQAnJ5SctXYGBMe3bEgDbPVz-aqpUiUF6ZS98nb-HOLkH5wFjthnxxfpofTrKHHan7WaMX8Ysf0Y9mKHuk5lsOkPU19Ay5vO8WVKqneoR24dbII7mQs8&new=1$ b. I' c9 B" G' q* {7 q
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