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。
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。
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。
这就是工业软件。
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。
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。
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。
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。
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。
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,没有捷径
工业软件如此重要,中国应该如何赶超呢?