正解局：美国断供“芯片之母”，中国企业怎么办？

 

 

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。

 

8月12日，美国宣布对EDA/ECAD软件、超宽禁带半导体材料等进行出口管制。

 

EDA是被行业内称为“芯片之母”，不可或缺。

 

美国断供EDA软件，中国企业怎么办？

 

以EDA为代表的工业软件，中国还有哪些短板？

 

 

 

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。

 

在《痛的不只是华为，这家西方公司卡住中国芯片的脖子》一文中，我介绍了芯片制造的重要机器——光刻机。

 

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”。

 

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。

 

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Mentor Graphics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。

 

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

 

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。

 

 

 

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。

 

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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。

 

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。

 

2018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。

 

 

 

工业软件如此重要，中国应该如何赶超呢？

 

在盾构机、手术机器人等文章中，我都提到了一个词——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。

 

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。

 

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。

 

 

 

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。

 

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。

 

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，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。

 

 

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。

 

正如我在《波音战空客、美欧撕破脸：启示中国必须要造自己的大飞机》一文中所说，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。

 

这把剑已经被美国握在手里了。

 

来源：正解局微信号