最近，中國科技界最轟動的事情，莫過于華為正式發(fā)布鴻蒙系統(tǒng)。

長久以來，中國制造忍受著“缺心少魂”之痛，“心”指的是芯片，“魂”說的是操作系統(tǒng)。隨著我國在芯片、操作系統(tǒng)等領(lǐng)域的研發(fā)與突破，“缺心少魂”的局面正在改善。

然而，在為華為鴻蒙歡呼后，還應(yīng)冷靜的看到，中國制造仍有一大軟肋。

這就是工業(yè)軟件。

落后20年，80%被外企壟斷

工業(yè)軟件，顧名思義，就是指工業(yè)范疇使用的軟件。大致可以分為研發(fā)設(shè)計(jì)類、生產(chǎn)調(diào)度和過程控制類，以及業(yè)務(wù)管理類。

（工業(yè)軟件分類）

最具代表性的工業(yè)軟件，是EDA。

在《痛的不只是華為，這家西方公司卡住中國芯片的脖子》（后臺對話框回復(fù)關(guān)鍵詞“光刻機(jī)”，獲取文章）一文中，我介紹了芯片制造的重要機(jī)器——光刻機(jī)。

其實(shí)，芯片制造的第一個(gè)環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)。這就需要工業(yè)軟件EDA。

（芯片制造流程）

EDA，即電子設(shè)計(jì)自動化。在EDA出現(xiàn)之前，設(shè)計(jì)人員必須手工完成芯片的設(shè)計(jì)、布線。

隨著技術(shù)進(jìn)步，芯片集成度不斷提升。最早的芯片只有幾千個(gè)晶體管，現(xiàn)在的任何一部智能手機(jī)里的芯片，都集成了上億個(gè)晶體管。如此大規(guī)模的器材擺放和繞線，無法靠手藝完成。

EDA軟件的出現(xiàn)，解決了這一問題。通過EDA軟件平臺，設(shè)計(jì)者借由計(jì)算機(jī)自動完成邏輯編譯、簡化、分割、布局、布線和仿真，直至對特定目標(biāo)芯片完成各項(xiàng)工作。

（EDA軟件設(shè)計(jì)界面）

能否設(shè)計(jì)出更高性能的CPU，既取決于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識，也取決于EDA軟件。沒有EDA軟件做產(chǎn)品設(shè)計(jì)，再高端的設(shè)備、再精湛的工藝也得“歇菜”。

因此，EDA軟件被視為工業(yè)軟件的尖端，代表了一個(gè)國家真正的研發(fā)創(chuàng)新。

經(jīng)過不斷的市場洗牌，EDA行業(yè)已經(jīng)從百家爭鳴變成了三足鼎立，成為一個(gè)高度壟斷的行業(yè)。

目前，Cadence、Synopsys和MentorGraphics穩(wěn)居行業(yè)前三，占據(jù)整個(gè)行業(yè)營收的70%。

（2018年中國大陸晶圓制造用EDA軟件供應(yīng)商排名）

華大九天是中國自主EDA的佼佼者，經(jīng)過多年積累，研發(fā)出了一批特色方案和工具。

然而，有分析指出，中國本土EDA企業(yè)和國外EDA三大巨頭存在的技術(shù)差距在20年以上。

 

（中國主要EDA企業(yè)產(chǎn)品與服務(wù)領(lǐng)域）

EDA軟件還只是工業(yè)軟件中的冰山一角。實(shí)際上，中國工業(yè)軟件已經(jīng)被外企壟斷，有數(shù)據(jù)顯示——

中國80%的規(guī)劃軟件、50%的制作軟件、95%的效勞軟件被外企占據(jù)。

核心技術(shù)部分，更是大多數(shù)都被外企掌握。

中國是世界最大的制造工廠，擁有龐大的制造企業(yè)、技術(shù)人員，可以生產(chǎn)全球最齊全的工業(yè)門類，卻沒有自主可控的頂尖工業(yè)軟件。

工業(yè)軟件有多重要，短板的危害就有多大

如果說，以前軟件只是硬件的附屬物，那么，現(xiàn)在的軟件已反客為主，成為了機(jī)器的大腦和神經(jīng)，主宰了機(jī)器世界的運(yùn)行邏輯。

今天，一個(gè)沒有軟件的世界是不可想象的。

正因如此，工業(yè)軟件有多重要，短板的危害就有多大。

沒有工業(yè)軟件，智能制造就是空想。

提起智能制造，人們談?wù)撟疃嗟?a _ target="_self" rel="nofollow">工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)。殊不知，抹去這些新潮的概念，最內(nèi)核的是工業(yè)軟件。

智能制造涉及硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算等多種技術(shù)和制造技術(shù)的融合，而工業(yè)軟件是其中最為關(guān)鍵的技術(shù)。無論是硬件、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算等技術(shù)和制造工藝融合，都離不開軟件定義、編碼和封裝。

沒有自主可控的工業(yè)軟件，智能制造就無從談起。

警惕安全后門，敲響安全警鐘。

工業(yè)軟件涉及工業(yè)制造、企業(yè)管理的各個(gè)方面，存儲、處理大量數(shù)據(jù)，一旦泄密，后果不堪設(shè)想。

2011年，法國達(dá)索公司旗下的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件——SolidWorks，被爆料存在安全“后門”，將個(gè)人計(jì)算機(jī)上的信息泄露給他人。

（相關(guān)報(bào)道）

雖然Solidworks予以否認(rèn)，但因?yàn)檫@款軟件在中國應(yīng)用非常廣泛，事關(guān)重大。國家相關(guān)部門隨即通知各軍工企業(yè)停止使用該軟件，以防資料被竊取而導(dǎo)致可能的泄密事件。工信部也下發(fā)通知，要求加強(qiáng)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理。

實(shí)事求是，外國軟件一般情況下不會有安全問題。但要知道，軟件畢竟是一種特殊的商品，通過一定的技術(shù)手段，可能被制造者或是黑客異地控制。

我們不能將國家的信息安全寄希望于外國軟件的商業(yè)道德與自律，加快研發(fā)自主可控軟件，是保證中國信息安全的重要手段。

依賴外企，易被卡脖子。

去年4月，美國商務(wù)部下令禁止美國公司向中興出售元器件、軟件等產(chǎn)品。隨后，全球最大電子設(shè)計(jì)自動化公司Cadence的內(nèi)部郵件流出，郵件稱將停止對中興服務(wù)。

可見，在美國制裁中興的事件中，除了禁止賣芯片給中興以外，作為最基礎(chǔ)的EDA工具也是美國手中的一大殺器。

中國的制造業(yè)嚴(yán)重依賴國外工業(yè)軟件。一旦軟件停止服務(wù)，機(jī)器便成為了一堆廢銅爛鐵。

工業(yè)軟件，沒有捷徑

工業(yè)軟件如此重要，中國應(yīng)該如何趕超呢？

在盾構(gòu)機(jī)、手術(shù)機(jī)器人等文章中，我都提到了一個(gè)詞——彎道超車，意思是，中國可以突破某個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，借助中國產(chǎn)業(yè)鏈和市場優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)趕超。

遺憾的是，工業(yè)軟件沒有捷徑。

這是因?yàn)?，做工業(yè)軟件，是一件“吃力不討好”的事情。

吃力，指的是難度大。

舉目全球，真正具有比較完整的工業(yè)軟件體系產(chǎn)品的國家只有“兩個(gè)半”，德國、美國各算一個(gè)，法國算半個(gè)——

德國以SAP、西門子為代表，美國以ANSYS、PTC、歐特克、霍尼韋爾為代表，法國以達(dá)索、施耐德電氣為代表。

只有德國、美國能夠向全球其他國家輸出從研發(fā)、管理到出產(chǎn)的成體系的工業(yè)軟件產(chǎn)品，其他如英國、日本、意大利等國家，工業(yè)制造能力雖強(qiáng)，但也沒有應(yīng)用全球的工業(yè)軟件產(chǎn)品。

由此可見，研發(fā)工業(yè)軟件并非易事。

工業(yè)軟件，難就難在它不是一個(gè)簡單的軟件，而是工業(yè)品。強(qiáng)大的工業(yè)軟件，必須建立在強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)之上，這便是只有德國、美國擁有完整工業(yè)軟件體系的原因。

還是以EDA軟件為例，作為芯片產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，EDA軟件與半導(dǎo)體的物理模型、材料工藝、制造封測環(huán)環(huán)相扣。不了解這些知識，根本無法設(shè)計(jì)EDA軟件。

 

（中國大陸晶圓代工廠情況）

中國目前無法研發(fā)高端的EDA軟件，不是中國科研人員不夠聰明、不夠努力，而是芯片最先進(jìn)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝都源自美國等國家，中國缺乏原生的工業(yè)技術(shù)。

工業(yè)軟件的另一個(gè)難點(diǎn)是，千人千面。

微軟的一套o(hù)ffice軟件，放之四海而皆準(zhǔn)，誰都能用。工業(yè)軟件卻不同，工業(yè)企業(yè)的需求千差萬別，需要“私人訂制”。

要想在個(gè)性化需求和軟件的重復(fù)應(yīng)用之間找到技術(shù)和商業(yè)的平衡，就必須對客戶的業(yè)務(wù)需求有著非常深刻的理解和精妙的設(shè)計(jì)。

這又要求，工業(yè)軟件必須要有行業(yè)積累。

行業(yè)積累，顯然沒有捷徑可走。事實(shí)上，很多巨頭試圖憑借強(qiáng)大的技術(shù)、資金以及多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)開拓工業(yè)軟件市場，結(jié)果大多鎩羽而歸。

一步落后，步步落后，難就難在這里。

不討好，指的是收益小。

工業(yè)軟件雖然很重要，但市場份額不算大。

（2013-2018年中國中國工業(yè)軟件市場規(guī)模及增速）

2018年，中國工業(yè)軟件市場規(guī)模在1600億元左右。要知道，2018年華為一個(gè)企業(yè)的營業(yè)收入就超7000億元。

工業(yè)軟件本來難度就極大，市場規(guī)模還小，自然沒有太大的吸引力。

退一步說，即便研發(fā)出來，也不一定能賺到錢。

正如前文所說，工業(yè)軟件的一個(gè)特點(diǎn)是千人千面，這便造成了工業(yè)軟件形成了一個(gè)個(gè)獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。

這個(gè)系統(tǒng)，既有技術(shù)門檻，更有經(jīng)驗(yàn)壁壘。企業(yè)一旦使用了某個(gè)工業(yè)軟件，就會形成路徑依賴，輕易不會更換。

此外，中國知識產(chǎn)權(quán)意識的缺失，也讓工業(yè)軟件面臨被盜版的風(fēng)險(xiǎn)。

由此可見，工業(yè)軟件研發(fā)之路，注定了荊棘遍布，更無捷徑可言。

只有舉國體制，才能搞出工業(yè)軟件

歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們，越是被外企壟斷的，越是要打破；越是困難的，越是要攻克。

當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)工業(yè)軟件的自主可控并不是要排斥國外工業(yè)軟件，而是打破現(xiàn)在國產(chǎn)工業(yè)軟件幾近于無的不利局面。

問題是，中國工業(yè)軟件如何才能趕超？

答案是：舉國體制。

從歷史看，國家重視不足，導(dǎo)致工業(yè)軟件落后。

中國工業(yè)軟件落后的原因很復(fù)雜，國家重視不足是一個(gè)原因。這也有點(diǎn)無奈，因?yàn)?980年代之前，國人對工業(yè)軟件的認(rèn)知幾乎為零。直到引進(jìn)了IBM大型機(jī)、Apollo作業(yè)站，這些昂貴設(shè)備上附帶的軟件，才得以一睹了工業(yè)軟件的“芳容”。

長期以來，無論是政府還是企業(yè)，都沒有認(rèn)識到工業(yè)軟件的重要性，沒有進(jìn)行持續(xù)的投入。有數(shù)據(jù)顯示，全球最大的CAE仿真軟件公司Synopsys2016年一年的研發(fā)投入為3.5億美元，相當(dāng)于我國政府三個(gè)五年計(jì)劃在三維CAD/CAE研制投入總和的10倍。

從現(xiàn)實(shí)看，只有舉國體制，才能克服工業(yè)軟件的難點(diǎn)。

只有舉國體制，才能組織頂尖的科研力量進(jìn)行攻關(guān)，在技術(shù)上取得突破。

只有舉國體制，才能持續(xù)投入資金，解決企業(yè)短期無法獲得收益的窘境。

只有舉國體制，才能協(xié)調(diào)軟件企業(yè)與制造企業(yè)合作，并將新研發(fā)的軟件先試先行，避免軟件無用武之地的尷尬。

只有舉國體制，才能將工業(yè)軟件的重要性上升到芯片的高度，同時(shí)加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，引起社會廣泛關(guān)注，國產(chǎn)工業(yè)軟件才能迎來春天。

現(xiàn)在，有些人羞談“舉國體制”，總和“計(jì)劃經(jīng)濟(jì)”聯(lián)系在一起。還有的人認(rèn)為，科技研發(fā)應(yīng)該讓市場主導(dǎo)，企業(yè)自己發(fā)展，政府不應(yīng)該過度參與。

正如我在《波音戰(zhàn)空客、美歐撕破臉：啟示中國必須要造自己的大飛機(jī)》一文中所說，關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域，早已超出了企業(yè)、產(chǎn)業(yè)之爭，而變成了國家之爭。

工業(yè)軟件也不例外。近年，歐美國家將“把握最先進(jìn)的制造業(yè)中心軟件”視為確保本國制造業(yè)“繼續(xù)掌控全球工業(yè)布局主導(dǎo)權(quán)”的必要條件——

2009年，美國“競爭力委員會”白皮書《美國制作業(yè)——依靠建模和模仿保持全球領(lǐng)導(dǎo)地位》，將建模、模仿和剖析的高性能核算，視為維系美國制作業(yè)競爭力戰(zhàn)略的主力。

2013年，德國《高技能戰(zhàn)略2020》確定“工業(yè)4.0”為未來十大項(xiàng)目之一，重點(diǎn)支持工業(yè)軟件。

2015年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布《2015年版制造白皮書》，強(qiáng)調(diào)發(fā)揮IT的作用。

歐美國家早已取得領(lǐng)先優(yōu)勢，卻仍然在大力發(fā)展、扶持工業(yè)軟件，本就落于人后的我們，還在幻想著完全靠市場經(jīng)濟(jì)、企業(yè)自主發(fā)展就能趕超。

這不是幼稚，是愚蠢。

被外企壟斷的工業(yè)軟件，是一柄懸在中國制造頭上的達(dá)摩克利斯之劍。

也許，這把劍已經(jīng)被特朗普握在手里了。

落后20年，80%被外企壟斷

工業(yè)軟件，顧名思義，就是指工業(yè)范疇使用的軟件。大致可以分為研發(fā)設(shè)計(jì)類、生產(chǎn)調(diào)度和過程控制類，以及業(yè)務(wù)管理類。