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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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. {4 s$ A6 |# R# d: \作者:正解局本文授权转载自:正解局(微信ID:zhengjieclub)
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; X, N1 e* N- S$ D4 Q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。6 x- J2 H) V' j7 Z! |: M
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/ \/ M& \+ \ ?& y; S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。' `, P: Z8 N. S, K
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这就是工业软件。
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" \! x. g& F0 L/ T" R* ^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)+ F+ H; b# A# _1 q: D4 N" D" p
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最具代表性的工业软件,是EDA。, t% a1 x" U$ P, X ]$ `0 K
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)2 l4 \$ k1 d, v. W& p! t1 k
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" T" \) c, s" f$ L- R& j" ?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。5 ~& t a2 g- I
2 B/ f+ Y6 t: C$ f, N" Y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。+ P2 c( @7 @, c7 T+ A4 G
( K% D V8 D( 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)- F* d7 i g/ L9 |, I8 y
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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”。! \0 J5 y4 f* D) Z# K8 P
: R6 s+ I7 ?, c: i5 I! `6 ~+ b# }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。; U! n% W" j" ~9 Y& T. z
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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。/ W- \! Z5 h( `2 A* |
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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). Q' a5 v: u: l2 I- G" X; D- S) X, k
) c* F, h: Q" V$ w8 _/ |# o6 p( \9 T+ [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 c4 Q+ z$ Z! [* f1 ~
" a; i9 x- i' A- h9 Y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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' Q3 y3 W* ~! r( J+ E5 LEDA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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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。
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' t* l9 t9 K/ W" c+ v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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. d4 s* e5 b Z' S6 i' r* U2. 工业软件有多重要,短板的危害就有多大
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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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6 i, \1 ~. Y, h3 Z今天,一个没有软件的世界是不可想象的。0 l! ]+ a5 M+ m9 U5 s) n
2 q" v m ~! S正因如此,工业软件有多重要,短板的危害就有多大。, l3 L1 |) z. x( w
2 H H% ?+ z9 z: j没有工业软件,智能制造就是空想。
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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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$ J& [, C! P$ {: O9 L; E5 [+ ?& v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 ]- L; d+ M, C
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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。! Q/ ] S/ h0 P8 | X# J
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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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; L4 v$ W: v/ u5 y6 q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。, J5 x0 W: q I' _/ ]7 d
6 Q( M N# z" j' W: y F! V$ }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。" H% u- p6 v9 L
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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。% L Q* w9 g" n9 _: m) V
( M: H; N+ @8 B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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1 V* X. L6 S" F8 G+ P$ @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。" ^% n2 O9 n; H' t7 g: e
9 N7 s1 P( w8 x# G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 ! ?4 u) _7 b7 s! E' V
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工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?: }' }0 g. c3 D! A) c8 R$ g' ^
/ h9 |3 C) X0 V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。- D2 t! U2 {$ }. j$ J$ b2 r
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遗憾的是,工业软件没有捷径。! [6 k% B% C' W( p% [
7 [, d/ }: h; B3 ~ @8 I5 M6 @这是因为,做工业软件,是一件“吃力不讨好”的事情。8 ], y6 H: D$ @* N+ Z1 A0 B
; I! f4 Y* ^1 P1 ?' R8 }. }, S吃力,指的是难度大。
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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—— X- t: d! j& o; Q8 \$ q3 r2 Z! U
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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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2 z- e% s; Y l$ J6 I9 F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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& D* i3 }; f. U由此可见,研发工业软件并非易事。5 `. ~9 L2 C8 ~' P
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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。- l& W9 a; T) `1 Z
/ u: L4 D8 [( ~4 W2 X# R; O c+ A$ O y% ]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)( ~' V4 B1 P0 B1 f) w
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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 s2 b. _2 a: h8 C. e
+ b9 F/ U# K0 o8 u8 K# E工业软件的另一个难点是,千人千面。: G/ u& |7 b" J r# K2 |7 ^! _; S
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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”。1 H$ v7 a5 H7 J7 P
6 ~2 Z/ B$ V0 i2 d$ E* C O" C5 y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。0 f( {6 q% S; q3 o# y) R' Y
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这又要求,工业软件必须要有行业积累。; G! t' s8 x$ B9 S
' p- x" M, o" J2 [* w# `; o+ ~( Y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。4 e" R) h7 r$ @0 Q: ~1 h! a
, A, J0 X3 E4 W, c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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/ d0 c0 K, s( M; }0 d0 Z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 M/ E6 G+ E& S# {" c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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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。# |+ {7 Z( ` i2 t
5 e, h1 @" R. l+ d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
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9 K, i( V) H# A, ^. u ~4 s1 z) C4 p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。1 w( l$ I$ t" K. [0 ?
. @' F' _1 C. \6 }1 ~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 g. l$ F' u, |5 {" C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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; A/ p. x8 _4 D% v+ j2 @5 h从历史看,国家重视不足,导致工业软件落后。4 n( J- l. Y, Z- W
( @( z( s+ Z% ]. D, ~8 P& v x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”。
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, b' w o2 b: G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。# d& h! I( `9 l9 [6 n9 P8 S# _
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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。4 Y, G' ?$ _4 u" e! t
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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。 |8 t: @+ u1 ^# b. y( t
# Q. O7 J5 @ Q# Q' s, C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。. T' @* m, i8 Q: v
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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。" C L. M- l( u, k8 U
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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。; _, R7 e/ t- l/ |
中国制造2025十大重点领域5 e+ f8 {, j- W
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。. b" S. _& S( [4 h) a+ _, l
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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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8 @( _* C3 V" J4 C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——" M! w9 p/ h! T4 f
3 q' C" M, h8 }. \/ V4 x2009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 }! e3 z% G% |6 N( s2013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。+ l& C; y0 x1 v$ ?
/ ]6 W, A2 K! `+ r! B( r: X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。8 t7 W, O, P; N$ Y1 ?; u) F4 e% R
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也许,这把剑已经被特朗普握在手里了。# b9 n* | `2 k' ~& @8 L- [4 D
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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! C; _3 t: k0 V7 Y7 [4 j) o; L
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" V# x" {3 J9 `% g7 A. F 别光看,扫一下嘛
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