林志玲性感

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/文 張毅

如果說(shuō)芯片是信息產(chǎn)業(yè)的核心，那軟件無(wú)疑就是數(shù)字化產(chǎn)業(yè)的靈魂。

比缺芯危機(jī)更卡脖子的隱憂

芯片卡脖子事件讓國(guó)人如鯁在喉，可有多少人還記得曾因一款教學(xué)工具而引發(fā)的工業(yè)軟件之憂。

讓我們一起將時(shí)間線拉回一年前，2020年6月6日，哈工大的學(xué)生像往常那樣打開(kāi)常用軟件MATLAB，準(zhǔn)備編輯學(xué)術(shù)論文，卻被軟件突然告知使用權(quán)被封，無(wú)法使用該軟件，同樣遭遇的還有哈工程。

這并非PC或者軟件故障，而是我國(guó)的知名工科專業(yè)院校哈爾濱工業(yè)大學(xué)和哈爾濱工程大學(xué)被美國(guó)政府列入出口管制清單，無(wú)法再使用世界知名數(shù)學(xué)軟件MATLAB。此事直接導(dǎo)致哈工大和哈工程正在使用的正版MATLAB無(wú)法被激活，已經(jīng)激活的正版 MATLAB 跳出反激活的通知，繼而顯示授權(quán)許可無(wú)效，網(wǎng)頁(yè)無(wú)法登錄哈工大域名的賬戶。

據(jù)稱這兩家大學(xué)是由于參與了國(guó)內(nèi)的部分高精尖項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，而被美國(guó)政府列入制裁清單，不允許MATLAB 的軟件開(kāi)發(fā)商MathWorks繼續(xù)授權(quán)兩家大學(xué)繼續(xù)使用該軟件。

哈工大和哈工程被禁用MATLAB軟件在行業(yè)內(nèi)引起了巨大的震動(dòng)。為何會(huì)引發(fā)如此大的震動(dòng)？

這是因?yàn)镸ATLAB在工業(yè)軟件領(lǐng)域具有難以替代的特殊地位。該軟件被稱為"工科之神"，只要是學(xué)工科的專業(yè)學(xué)生、工程師，幾乎都會(huì)用到這個(gè)軟件。很難有別的選擇和替代品。

而到了8月初，360和華為也中招Docker軟件禁令，該軟件在工作中也經(jīng)常被使用，主要作為計(jì)算機(jī)工作者日常用到的開(kāi)源應(yīng)用。更早之前，華為海思高端芯片設(shè)計(jì)也已經(jīng)被禁止使用EDA芯片設(shè)計(jì)軟件，后者在國(guó)產(chǎn)芯片過(guò)程中的重要地位絲毫不亞于光刻機(jī)、光刻膠等人氣度極高的存在，不過(guò)在2020年被卡脖子之前，大眾很少關(guān)心我國(guó)在工業(yè)軟件領(lǐng)域的薄弱和存在的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)工信部、中國(guó)工業(yè)技術(shù)軟件化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中信證券研究部給出的數(shù)據(jù)顯示，2018年國(guó)內(nèi)典型工業(yè)軟件市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率較低，其中，CAD類和EDA類軟件國(guó)產(chǎn)化占比不足5%，對(duì)外依存度較大已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)制造自主可控的短板。

然而，工業(yè)軟件被稱為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系之"魂"，在工業(yè)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化控制以及商業(yè)模式創(chuàng)新中發(fā)揮著核心作用。工業(yè)產(chǎn)品的數(shù)字設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和測(cè)試，工業(yè)裝備的數(shù)字化控制，都離不開(kāi)工業(yè)軟件支撐。

資料來(lái)源：《中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展白皮書(shū)（2019）》

作為工業(yè)大國(guó)，我國(guó)工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻相對(duì)滯后，工業(yè)大國(guó)與軟件小國(guó)的身份極不相符。雖然經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)軟件產(chǎn)品種類已經(jīng)比較齊全，覆蓋汽車、工程機(jī)械、航空航天、高科技電子、家電、國(guó)防軍工、石油化工、食品飲料、生物醫(yī)藥等多個(gè)行業(yè)，具備了一定的行業(yè)解決方案研發(fā)能力和服務(wù)支持能力，但與國(guó)外工業(yè)軟件強(qiáng)國(guó)相比，中國(guó)工業(yè)軟件的發(fā)展還存在很大差距。

目前，國(guó)外軟件巨頭占據(jù)了國(guó)內(nèi)工業(yè)軟件從設(shè)計(jì)、制造至服務(wù)的八成以上市場(chǎng)，掌控著仿真設(shè)計(jì)、分析工具、企業(yè)管理和先進(jìn)控制等工業(yè)軟件核心技術(shù)。國(guó)際主流常用的各領(lǐng)域工業(yè)軟件有超過(guò)150余款，涵蓋研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制、測(cè)試驗(yàn)證等環(huán)節(jié)，幾乎都是國(guó)外企業(yè)提供，且軟件封閉不開(kāi)源、不開(kāi)放。

因此，對(duì)于擁有工業(yè)門(mén)類最全、全球制造業(yè)規(guī)模第一的中國(guó)來(lái)講，工業(yè)軟件的重要性毋庸置疑。未來(lái)，隨著外部環(huán)境不確定性的持續(xù)升級(jí)，工業(yè)軟件可能遭遇進(jìn)一步制裁。

現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系之"魂"

相比看得見(jiàn)、摸得著的芯片，被稱為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系之"魂"的工業(yè)軟件同大眾生活多少有些距離，事實(shí)上，不少人其實(shí)本身就是工業(yè)軟件的學(xué)習(xí)者和使用者，人們?nèi)粘＝?jīng)常接觸的CAD、ERP軟件其實(shí)就是工業(yè)軟件大生態(tài)中的一員。

工業(yè)軟件的本質(zhì)，是將特定工業(yè)場(chǎng)景下的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，以數(shù)字化模型或?qū)I(yè)化軟件工具的形 式積累沉淀下來(lái)。

工業(yè)軟件的意義在于連接設(shè)計(jì)與制造，在實(shí)際產(chǎn)品制造之前，用可視化的方式規(guī)劃和優(yōu)化 全生命周期的制造過(guò)程。工業(yè)軟件用"結(jié)構(gòu)化"、"可視化"、"虛擬驗(yàn)證設(shè)計(jì)"等方式解 決"產(chǎn)品試制周期長(zhǎng)"、"制造工藝不穩(wěn)定"等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

各軟件間的協(xié)作，資料來(lái)源：e-works，APICS

對(duì)于企業(yè)而言，工業(yè)軟件在工業(yè)生產(chǎn)、制造、倉(cāng)儲(chǔ)、銷售管理等環(huán)節(jié)對(duì)企業(yè)效率的提升收益巨大，以企業(yè)最常用的ERP軟件為例，從企業(yè)經(jīng)營(yíng)角度看，ERP軟件有望提升10%-15%的生產(chǎn)力，降低12%的制造業(yè)成本，使得庫(kù)存下降30%-50%等，對(duì)企業(yè)管理效益的提升助力明顯。

ERP 為企業(yè)帶來(lái)巨大管理效益，資料來(lái)源：e-works，APICS

MES系統(tǒng)則顯著減少企業(yè)制造執(zhí)行成本，如減少制造周期45%的時(shí)間，減少18%的產(chǎn)品缺陷，減少24%的半成品等，而這些，屬于工業(yè)軟件大生態(tài)中的信息管理類軟件陣營(yíng)。

而在航天航空以及汽車設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域，以CATIA軟件為代表的研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件則是我國(guó)工業(yè)軟件相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。以汽車設(shè)計(jì)為例，無(wú)論是整車造型還是零部件結(jié)構(gòu)，借助CAD軟件完成機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和穩(wěn)固性測(cè)試，并在CAE軟件中進(jìn)行模擬檢測(cè)，能大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間并節(jié)省大量設(shè)計(jì)成本。

而在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化Electronic Design Automation，是指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，來(lái)完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)），就是不可或缺的工業(yè)軟件。

芯片設(shè)計(jì)往往需要在一個(gè)指甲大小的區(qū)域里面要放數(shù)十億個(gè)晶體管，實(shí)物設(shè)計(jì)和試錯(cuò)更不現(xiàn)實(shí)，必須用到EDA設(shè)計(jì)軟件對(duì)芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證模擬，才能得到一個(gè)設(shè)計(jì)比較完整、結(jié)構(gòu)基本科學(xué)合理的芯片結(jié)構(gòu)。

因此，工業(yè)軟件在現(xiàn)代工業(yè)生態(tài)中的必要性讓成為"靈魂"般的存在，但如此重要的行業(yè)，卻因起步較晚，缺乏深厚的工業(yè)積累，在用戶界面、軟件功能、系統(tǒng)架構(gòu)和平臺(tái)化、開(kāi)放性等方面與國(guó)外大型軟件公司的軟件產(chǎn)品和售后服務(wù)還存在一定的差距，國(guó)內(nèi)大型制造企業(yè)習(xí)慣于購(gòu)買(mǎi)和應(yīng)用國(guó)外企業(yè)的工業(yè)軟件。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，2018年中國(guó)制造業(yè)增加值占 世界制造業(yè)份額的達(dá)到28%以上，但中國(guó)高端CAD、CAE、MES、PLM等工業(yè)軟件市場(chǎng)被 SAP、西門(mén)子、達(dá)索、PTC等國(guó)外廠商壟斷。

快速追趕的國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件

"地位重要但實(shí)力薄弱，面臨'卡脖子'風(fēng)險(xiǎn)"——一句話道出了我國(guó)工業(yè)軟件領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)的現(xiàn)狀。在CAD/CAM領(lǐng)域，國(guó)外頭部廠商掌控90%以上市場(chǎng)份額；在CAE和EDA領(lǐng)域，國(guó)外廠商占比95%以上，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)僅在航空航天等特定領(lǐng)域占有一席之地（數(shù)據(jù)源于工信部、賽迪顧問(wèn)）。

工業(yè)軟件在需求、知識(shí)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)等方面依賴工業(yè)體系，因此相當(dāng)一部分全球工業(yè)軟件巨頭來(lái)自于工業(yè)強(qiáng)國(guó)和工業(yè)企業(yè)，例如：PLM全球三大主流廠商為法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)（航空領(lǐng)域）、德國(guó)西門(mén)子（汽車、通用機(jī)械領(lǐng)域）和美國(guó)PTC（船舶、電子領(lǐng)域）。其中，達(dá)索本是飛機(jī)制造商，在產(chǎn)生自用工業(yè)軟件需求后開(kāi)始研發(fā)工業(yè)系統(tǒng)并推向商用，西門(mén)子PLM也是由工業(yè)企業(yè)研發(fā)并被西門(mén)子收購(gòu)。

資料來(lái)源：數(shù)據(jù)化企業(yè)研習(xí)社

根據(jù)數(shù)據(jù)化企業(yè)研習(xí)社數(shù)據(jù)，我國(guó)工業(yè)軟件中只有ERP和CAD/CAE/CAPP的滲透率超過(guò)了50%，其他工業(yè)軟件的滲透率大多低于30%以下，滲透率提升空間較大。

"工業(yè)" 和"軟件"本身是相互影響的，人們理解工業(yè)軟件，不僅僅是從工業(yè)或者軟件的單向角 度去理解，而是應(yīng)該從這兩個(gè)要素雙向的相互影響的角度來(lái)理解。工業(yè)化先進(jìn)程度決定了 工業(yè)軟件的先進(jìn)程度，工業(yè)軟件的先進(jìn)程度決定了工業(yè)的效率。有什么樣發(fā)展程度的工藝 流程，就有什么樣的工業(yè)軟件。全球唯一具備完整工業(yè)體系，讓我國(guó)有了孵化工業(yè)企業(yè)巨頭的機(jī)會(huì)。

相對(duì)于龐大且完善的工業(yè)體系，我國(guó)十三五規(guī)劃以來(lái)出臺(tái)了一系列支持工業(yè)軟件的重要法規(guī)文件，也為我國(guó)工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)崛起提供了有力支持。

資料來(lái)源：政府相關(guān)網(wǎng)站、華西證券研究所

而資本市場(chǎng)也為國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)成長(zhǎng)注入了活力。2021年2月，新一代制造協(xié)同軟件廠商黑湖智造，宣布完成C輪近5億元融資，創(chuàng)造了中國(guó)工業(yè)軟件新的里程碑。3月，新一代工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用平臺(tái)摩爾元數(shù)宣布完成億元級(jí)B輪融資，由啟明創(chuàng)投獨(dú)家投資。3月，中望軟件（國(guó)內(nèi)CAD龍頭公司）上市，成為A股第一家研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件上市企業(yè)，上市后股價(jià)飆漲171%。5月，作為一家面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工控安全軟件企業(yè)，木鏈科技完成B輪近億元融資。6月，EDA軟件廠商華大九天完成上市輔導(dǎo)，加速I(mǎi)PO。7月，國(guó)產(chǎn)三維CAD軟件企業(yè)華天軟件完成B輪融資1.8億元……

在多方協(xié)力推動(dòng)下，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展開(kāi)始提速。目前，中望軟件、浩辰軟件等國(guó)產(chǎn)廠商在CAD技術(shù)上基本形成了核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，以針對(duì)性開(kāi)發(fā)兼價(jià)格優(yōu)勢(shì)作為競(jìng)爭(zhēng)策略，逐步擴(kuò)大市場(chǎng)份額。而CAE領(lǐng)域，近十年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新需求的不斷加大，國(guó)外通用軟件的功能和體驗(yàn)已經(jīng)滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)專業(yè)化、定制化的需求，打造行業(yè)定制化軟件漸漸有了一定的市場(chǎng)，自主商業(yè)設(shè)計(jì)仿真軟件研發(fā)企業(yè)逐步發(fā)展起來(lái)。

在研發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，廣聯(lián)達(dá)在建筑領(lǐng)域具備絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而國(guó)電南瑞、寶信軟件等企業(yè)的生產(chǎn)控制類軟件已經(jīng)廣泛用于能源、鋼鐵、石化流程工業(yè)，至于ERP為代表的信息管理軟件，用友、金蝶、遠(yuǎn)光等產(chǎn)品在大型集團(tuán)的企業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域早有落地，云端應(yīng)用疊加國(guó)產(chǎn)化浪潮下，國(guó)產(chǎn)工業(yè)化軟件有望迎來(lái)黃金時(shí)代！

寫(xiě)在最后：智能制造發(fā)展的核心大腦

從"軟件定義一切"（SDE）提出的十來(lái)年間，SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）、SDS（軟件定義存儲(chǔ)）、SDDC（軟件定義數(shù)據(jù)中心）已經(jīng)變?yōu)槠毡閼?yīng)用于全球電信運(yùn)營(yíng)商、云服務(wù)商和互聯(lián)網(wǎng)公司的成熟解決方案，在云計(jì)算、人工智能、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)浪潮中，"軟件定義智能制造"賦予了更多的使命。

而智能制造"四基"：一軟、一硬、一網(wǎng)、一云，"一軟"指工業(yè)軟件，"一硬"指工業(yè)控制系統(tǒng)，"一網(wǎng)"指工業(yè)網(wǎng)絡(luò)（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)），"一云"指工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)。智能制造的邏輯在于建立一套計(jì)算機(jī)信息空間和物理空間基于數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的閉環(huán)賦能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)從數(shù)據(jù)采集、信息傳輸和生產(chǎn)決策等的方法論，解決生產(chǎn)復(fù)雜和不確定問(wèn)題。

工業(yè)軟件是智能制造的大腦，工業(yè)軟件支撐并定義了智能制造，構(gòu)造了數(shù)據(jù)流動(dòng)的規(guī)則與體系。工業(yè)軟件不僅是國(guó)產(chǎn)替代化、強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈的關(guān)鍵，更是我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)、信息化產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步成長(zhǎng)不可或缺的一環(huán)，《》國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體專題也將對(duì)工業(yè)軟件領(lǐng)域保持持續(xù)關(guān)注！

下期預(yù)告："芯片設(shè)計(jì)之母！打破美國(guó)三巨頭壟斷：EDA國(guó)產(chǎn)化之路"

EDA是什么？EDA是芯片之母，是芯片設(shè)計(jì)中最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)。TMT產(chǎn)業(yè)發(fā)展焦點(diǎn)的5G芯片、AI芯片，也是著眼于芯片設(shè)計(jì)，而芯片設(shè)計(jì)則離不開(kāi)設(shè)計(jì)軟件EDA，EDA可以說(shuō)是芯片產(chǎn)業(yè)鏈中的"任督二脈"。

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