工业软件，中国制造一大软肋！

 

导语长久以来，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。​

 

 

       ，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。
 

       这就是工业软件。
 

       1. 落后20年，80%被外企垄断  
 

       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）
 

       最具代表性的工业软件，是EDA。
 

       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）
 

       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。
 

       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。
 

       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）
 

       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”。
 

       ，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。
 

       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。
 

       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）
 

       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。
 

       ，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）
 

       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——
 

       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。
 

       核心技术部分，更是大多数都被外企掌握。
 

       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。
 

       2. 工业软件有多重要，短板的危害就有多大  
 

       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。
 

       今天，一个没有软件的世界是不可想象的。
 

       正因如此，工业软件有多重要，短板的危害就有多大。
 

       没有工业软件，智能制造就是空想。
 

       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。
 

       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。
 

       没有自主可控的工业软件，智能制造就无从谈起。
 

       警惕安全后门，敲响安全警钟。
 

       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。
 

       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）
 

       虽然Solidorks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。
 

       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。
 

       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。
 

       依赖外企，易被卡脖子。
 

       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）
 

       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。
 

       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。
 

       3. 工业软件，没有捷径  
 

       工业软件如此重要，中国应该如何赶超呢？
 

       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。
 

       遗憾的是，工业软件没有捷径。
 

       这是因为，做工业软件，是一件“吃力不讨好”的事情。
 

       吃力，指的是难度大。
 

       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——
 

       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。
 

       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。
 

       由此可见，研发工业软件并非易事。
 

       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。
 

       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）
 

       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。
 

       工业软件的另一个难点是，千人千面。
 

       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”。
 

       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。
 

       这又要求，工业软件必须要有行业积累。
 

       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。
 

       一步落后，步步落后，难就难在这里。
 

       不讨好，指的是收益小。
 

       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）
 

       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。
 

       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。
 

       退一步说，即便研发出来，也不一定能赚到钱。
 

       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。
 

       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。
 

       ，中国意识的缺失，也让工业软件面临被盗版的风险。
 

       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。
 

       4. 只有举国体制，才能搞出工业软件  
 

       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。
 

       ，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。
 

       问题是，中国工业软件如何才能赶超？
 

       答案是举国体制。
 

       从历史看，国家重视不足，导致工业软件落后。
 

       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”。
 

       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。
 

       从现实看，只有举国体制，才能克服工业软件的难点。
 

       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。
 

       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。
 

       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。
 

       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，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。
 

       中国制造2025十大重点领域
 

       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。
 

       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。
 

       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——
 

       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。
 

       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。
 

       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。
 

       这不是幼稚，是愚蠢。
 

       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。
 

       也许，这把剑已经被特朗普握在手里了。