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7 m+ Z7 k+ y5 h% u% z2 [7 p9 A◆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。 ) I" e- n# v9 X$ J' V
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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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7 L$ ]/ O% E4 H2 Q0 E& S6 Z; }4 R# [7 r% I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。# }* i+ D5 S6 }/ c5 h: f7 c: Y* E
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9 X& ^" N1 V8 ~ k& L. ?1 y* z这就是工业软件。
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* _, L( @+ \, y+ c e1. 落后20年,80%被外企垄断
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4 U# x1 e# J/ Y: q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)- M; ?$ T/ H( e, }" K
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6 C& K1 f1 g# c最具代表性的工业软件,是EDA。
6 ^) O% [) [( ?: r! E- {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)' F3 u. ~5 t) P
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0 B2 \ ]% {6 J! s. yEDA,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。1 V8 T. P6 O- N1 n% a! k9 n
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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。1 m! d* \0 i1 o) g, r$ c# H
* J: o' S7 X5 p+ ~$ X- KEDA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). z/ f. Y: A' ~% d# ]/ Y6 s
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3 X B3 V' W. [* y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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O( U( j4 Q1 z. o8 [5 D$ O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。# P3 ~$ X7 _9 I( A, c
' `$ q" p+ U3 U# F7 G6 a( n" 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。
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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); s& h8 A2 P; ^$ Q8 D4 m4 A
8 V* b2 h; ?% D7 n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)
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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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) Y+ `+ g8 ], M) m9 U4 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。
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核心技术部分,更是大多数都被外企掌握。) [# \' i" S& E6 i$ r5 b* k
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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。8 i0 s$ G+ k4 s7 @
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8 u4 {8 Q- T) }2. 工业软件有多重要,短板的危害就有多大 . s* G& F/ b2 w8 d2 Y5 [% j
$ f# w% b0 H* p x2 _3 p' A9 j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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) [1 z5 n; {3 a) I% }! R今天,一个没有软件的世界是不可想象的。' f6 i- T* D* H# J4 L" E
0 ~0 d) g1 T% {- B( t% _9 C- z正因如此,工业软件有多重要,短板的危害就有多大。: v: Y7 u n* [- o- Y' U
2 e! s: p8 l- j. c' I0 H没有工业软件,智能制造就是空想。/ A$ Z) b2 ?3 `( d9 A K
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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。' J$ }( M9 Z7 }, I, v0 ]
5 p( M; h8 {0 b1 d/ m) b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。" ~- A* y7 n( j' Q+ R
" G% w7 q) w' E. D- n+ j没有自主可控的工业软件,智能制造就无从谈起。
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$ S# n, ?& `2 V# i/ @' N; \2 L警惕安全后门,敲响安全警钟。( p+ p: l4 f) Q. d" R7 }/ K/ n
* g8 o6 A( F4 y$ e& o* l4 b1 v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)! l# a* d: R. E8 g
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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。( Y |1 |% T" J6 T$ Y
, x2 t9 ?; ?+ w) 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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. S' t! h! Z. H" d% v; j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)
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# [; M% X- x4 f0 v* f, i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。% T" [" t3 E: ^: z9 N# N1 D
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3. 工业软件,没有捷径 2 j6 L5 C8 o- _% i) z& s% t, y+ r
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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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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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遗憾的是,工业软件没有捷径。- @5 x( f/ S- U1 m$ r% o/ V
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这是因为,做工业软件,是一件“吃力不讨好”的事情。: z8 W0 m) \. Q+ b( p( q
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吃力,指的是难度大。8 _ |5 b6 [6 k; G7 V& f% W5 ]
/ g8 F( H1 o" e. n4 \5 P* v7 E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——1 j! h% z! g b5 `: @+ p1 l
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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。
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! W) L/ O: B5 p3 \ u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。. }* @1 g: [7 u4 ], i6 P0 J. T
8 k8 h& ^& s* E由此可见,研发工业软件并非易事。3 x: N- J' {; Q3 B" Z
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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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* ]0 N% S1 f9 b: t E: y' E& q E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。7 s: j( ]/ s* [# K0 W- V* {( q! {( T X
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工业软件的另一个难点是,千人千面。- j- z% e7 N) z6 n: Q. N! }
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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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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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这又要求,工业软件必须要有行业积累。
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3 q. [- p m+ Y1 ~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。
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不讨好,指的是收益小。 |; ~$ q, v& u( k: Z/ D2 M
- S( y( E1 u8 o" D: L! P: k, _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)% W8 n& M8 q* q+ l- D! w" |, k* V0 }
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/ O5 P/ \& H/ p9 o2018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。3 m2 {0 `- Y% Y
/ Z$ x t7 d. @; M3 j& V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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& @2 o: l9 u0 K, ~0 ~. J' j. q& r退一步说,即便研发出来,也不一定能赚到钱。! Z9 U9 ^1 Y2 ~, k
4 E7 F4 M- K- [( y M% 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。/ v) b$ Y0 Y' S( Z
9 v+ N) r; S# Y6 U' ^3 z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。1 x% u' I- J/ v; B
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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 % h- \3 w& a/ e8 r
$ a# y3 k' F, p+ n( j; r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。/ C6 v; E u) c7 e7 K( O3 ]# K5 ^
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问题是,中国工业软件如何才能赶超?. Q9 g0 y9 @1 ?& v+ [4 f6 C3 m6 l
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答案是:举国体制。
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4 p/ P8 t& c4 I; v! M- ]* q) \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”。0 x! O& W! [, C1 A% ]
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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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% @8 T$ {' W; y$ [从现实看,只有举国体制,才能克服工业软件的难点。; u, a& `6 @# Z7 h9 M$ D2 s# E5 H
7 E& q$ u( s! ]& K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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7 p) N( H3 D% w& H5 m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。
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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。. W, K- {" N! z! e6 D2 f! x3 d& A
中国制造2025十大重点领域6 m4 W, O3 \* Y# C; d
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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# z3 a( I: y* t4 n6 M }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——1 f8 Z# P( K' d M5 _
8 k$ i1 ^! G7 t. \' y9 P3 |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。
1 V9 W' Z1 Q+ C) H( R2 P( F6 n2013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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这不是幼稚,是愚蠢。% Q# s% M* d( k( r+ V
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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。$ U$ O4 D4 h# c) J1 S
- E8 T6 b& d T6 _1 c, `2 A- n也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。: Z$ B/ c8 B) _; b, ^6 J
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7 U+ V/ P4 ^6 j* w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% ?0 q% [. S9 _+ {
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' W( z5 P' y! @! j; w0 W来源:http://mp.weixin.qq.com/s?src=11×tamp=1566730804&ver=1812&signature=ACEFMKNTn-fSaQAnJ5SctXYGBMe3bEgDbPVz-aqpUiUF6ZS98nb-HOLkH5wFjthnxxfpofTrKHHan7WaMX8Ysf0Y9mKHuk5lsOkPU19Ay5vO8WVKqneoR24dbII7mQs8&new=1 l, Z. k" h4 e4 c/ y4 b9 w; F
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