國外科技巨頭壟斷，國產工業軟件崛起為什麼難？_風聞

【文/科工力量 柳葉刀】

大家好，我是觀察者網《科工力量》欄目主播，冬曉。美國對華技術封鎖越來越嚴苛。再過幾天，華為就要被迫徹底斷絕與台積電的業務往來，沒有台積電的代工，麒麟高端芯片可能從此絕版。去年5月，華為被納入制裁清單後，中國芯片製造的短板讓所有人警醒，大家都呼籲國產光刻機，可有誰意識到，在這份清單中，華為還被終止與美國的EDA軟件廠商的合作。

EDA軟件是什麼？這是一種工業軟件，安裝在電腦上，用來設計芯片的。幾十年前，製造工藝沒有今天發達，芯片裏面集成的晶體管數量不多，可以在紙質的圖紙上畫出來。後來，隨着工藝的進步，指甲蓋大小的芯片裏集成了幾十億個晶體管，不可能用圖紙詳細繪製，技術人員開始把圖紙挪到電腦上，在軟件上設計芯片，可以縮小放大，看清楚芯片內部結構，還可以模擬現實場景，檢查設計是否有錯誤。華為與美國廠商終止合作後，無法再獲取軟件更新服務，只能使用老版的EDA軟件設計芯片。

除了EDA，工業軟件還包括CAD、CAE等。CAD是用來畫圖的，把你想要的零部件，在電腦上畫出來。CAE則是用來仿真的，在軟件裏，輸入參數，直接對設計好的零部件進行受力分析，看看它承受多大的力，什麼樣的情況下才會破裂。如果虛擬環境中通過測試，就可以在工廠裏生產了。沒有這些工業軟件，按照傳統的方式，需要在實驗室裏反覆做試驗，才能得到結果，既耗錢又耗時間。

中國雖然有很多互聯網公司，能夠設計出微信、抖音這樣世界級App，但在工業軟件領域，非常落後。比如説，設計芯片的EDA軟件，Synopsys、Cadence、Mentor三家美國背景的巨頭佔據了中國95%的市場，剩下的5%，國內廠商還要與國外其他公司競爭。

為什麼工業軟件這麼難？它和一般的IT軟件不一樣，像我們平時使用的淘寶、QQ等，只需實現數據交換、通訊等功能，不需要程序員瞭解其他學科的知識。開發者不僅懂代碼，還要了解工業製造。行業內工程師將自己多年的實踐經驗，總結成算法，融合到軟件裏，日積月累，更新換代。而這樣的平台，往往只有大的製造企業才能掌握，哪怕蘋果、亞馬遜產品酷炫、市值過萬億，也難在工業軟件上有所作為。單從代碼行數來看，世界上最大的軟件公司，不是微軟，也不是谷歌，而是全球最大的軍火商，洛克希德•馬丁公司。

在工業軟件領域，美國擁有絕對的霸主地位，這樣實力也是美國國防部扶持起來的。上世紀50年代，美國為了防備蘇聯人的遠程轟炸機，決定建造SAGE防空系統，通過各地的雷達站，檢測敵人飛機動向，再將數據回傳到空軍總部。麻省理工學院林肯實驗室負責方案設計，IBM公司負責軟件開發。那時候，既沒有C語言，也沒有C++，SAGE系統只能用最基礎的彙編語言編寫，雖然代碼只有50多萬行，但它是那個年代最大的應用軟件。整個項目經費達到120億美元，放在今天至少1000億，只有政府牽頭，才能推進，普通企業沒有這樣的財政基礎。

SAGE系統有一個重要的功能，在電腦上繪圖。這是麻省理工學院開發的技術，IBM在項目合作中學習到了該技術，並在1964年推出了第一代繪圖產品IBM2250，這是CAD軟件的原型。80年代的時候，CAD的價格非常高，一般的企業根本用不起，只有洛克希德•馬丁、通用電氣、波音幾家軍火商才有錢購買，因為他們有國防部的資金支持，軍工企業為CAD軟件最初的發展，輸了一波血。之後，隨着製造業向高端邁進，以往在圖紙上的工作，被軟件替代，不管是汽車製造商，還是家電公司，都需要工業軟件的支持。這些被國防軍工孵化、養大的軟件廠商們，開始走上市場化道路，向各類硬件製造商提供服務，擺脱了對政府的依賴。

近幾年，國產工業軟件也在不斷髮力，但是核心模塊仍然受制於人，基本上是在別人的地基上，搭建自己的產品。常見的工業軟件產品中，很少由一家公司編寫所有的代碼。這就像生產汽車一樣，沒有哪家公司所有的零件都自己生產，肯定要向外採購。但是要注意的是，核心的部件，肯定要自己造。比如説，波音公司研製787型飛機時，使用了8000多種軟件，只有不到1000種是市場上的商業軟件，其他的都是波音自己研發的，並且不對外銷售。

國內很多企業和研究機構，使用國外的工業軟件，存在安全隱患。今年6月，哈工大，哈工程被禁止使用Matlab，這是一款常用的商業數學軟件，由美國公司開發，在學術研究領域處於壟斷地位，全球有6000多所大學，1萬家企業在使用。哈工大，哈工程因為參與軍方項目，被禁止使用該軟件。這多少會影響到老師和學生，因為論文中的很多數據圖片，都需要用Matlab繪製。

更加需要警惕的是，國內很多重大工程項目，都有采用國外的軟件，像西氣東輸工程、南水北調工程，採購的都是國外的產品系統。國產的“華龍一號”三代核電技術，已經是世界一流，但業內人士透露：“如果德國西門子現在對中國民用核工業領域禁用NX軟件，將是一場災難，整個產業將受到巨大影響，甚至無法正常運轉”。同樣在航空航天領域，中國的殲10、殲16、殲20 、運20、飛豹戰鬥轟炸機、長征五號火箭，都需要依賴法國達索公司開發的軟件。可是在2011 年，達索公司的軟件被曝存在計算機後門，這可能意味着客户設計的產品參數信息會被泄露。

實際上，國產工業軟件起步並不晚，1976年，國內企業從IBM引進了當時最先進的MRPII軟件，並帶回説明書，裏面詳細的記載了該軟件的基本原理和算法，這是中國工業軟件的起步。一批國內的研究機構和企業，在國家政策的支持下，研發國產工業軟件。90年代的時候，中國公司的產品一度佔據國內市場25%的份額。當時，國產工業軟件與國外產品相比並不差，國外產品引進有漢化和適應中國國情的問題，有些方面國產工業軟件的優勢還比較明顯。

可是好景不長，國內企業各自為戰，惡性競爭，相互壓價，這和今天互聯網公司為了爭取客户，不要命的燒錢是一樣的。國產CAD軟件價格從一萬多元，掉到了不足五千，有人乾脆以500元一套的白菜價拋售。偏偏這時候，國外企業也強勢入侵，這些外國公司營銷手段豐富，國內企業根本不是對手。他們最厲害的有兩點：一是，向大學和科研機構免費捐贈軟件，培養學生和教授的使用習慣，就像今天習慣使用蘋果手機的人，不會去買安卓手機一樣。美國公司精通此道，去年5月，在哈工大的校園裏，Matlab公司還搞了一場大學推廣活動，把大學生召集起來，現場免費講解軟件怎麼使用，還發放小禮品，誠意十足。二是，除了花心思推銷，外國公司還放任盜版軟件佔領中國市場，防止國產軟件做大，這和當年微軟的套路是一樣的，盜版的Windows操作系統，在國內氾濫，可微軟睜一眼閉一眼，這樣做是為了擠壓國產操作系統的生存空間，大家都用盜版的Windows系統，沒人用國產的。

在外國公司的圍剿下，國產工業軟件發展艱難，可壓死駱駝的最後一根稻草，是我們自己。90年代末，面對國外產品強勢入侵，國內CAD企業，曾經搞過聯盟，一致對外，可最終因為各家產品相似，利益交叉，聯盟根本沒有約束力，無法擰成一股繩。外國公司的中國代理商還批評這樣的做法是“閉關守舊”。中國公司為了生存，紛紛放棄自主研發，選擇給外國公司做代理，或者在國外的軟件平台上，做二次開發，用別人的模塊，搭建產品。而且，國內的採購人員，對國產CAD軟件存在天然的鄙視，先入為主的認為國外的東西好。如果公司買了國產軟件，設計人員碰到困難，就會把責任推到採購人員身上，指責軟件質量差，如果買的是國外的產品，就沒人敢抱怨軟件不行。奇怪的是，海外用户鄙視程度最低，會嘗試使用中國的CAD軟件。

國內一直存在重視硬件、輕視軟件的風氣，中國加入WTO後，引進了很多高端設備，但這樣的採購，往往伴隨着捆綁服務，硬件、軟件必須一起買，這也導致國產工業軟件的路越走越窄。2013年，有關部門直接就終止了對自主研發的支持。

從美國成功的經驗，中國失敗的教訓看，要想擺脱對外國工業軟件的依賴，國家政策的支持肯定少不了。但是，還有重要的一點，就是知識產權的轉換機制。新中國成立70年來，從一窮二白成長為全球第一製造大國，這期間，積累了大量工藝流程經驗、關鍵技術參數，這些東西散落在各個企業，停留在技術人員的大腦中，隨着企業的變遷、人員的流動而不斷耗散和流失，沒能總結成算法代碼保留下來。國內很多好的產品，因為產權問題，只能在家裏趴窩，沒有真正地在市場上用起來，工程師幾十年地心血就這樣浪費了。航空623所主導的HAJIF有限元分析軟件，早在1985年，就獲得了國家科技進步一等獎，但該軟件缺乏商業化環境，用户少得可伶，勉強維持生存。

反觀美國，知識產權無縫切換。這是一個簡單而又嚴謹的流程，軍方最早完成工業軟件模塊的開發，交給像波音這樣的軍火公司完善，將幾十年的工程經驗，總結成代碼，添加到軟件裏。之後，垂直領域的仿真軟件公司，從波音手中收購，將軟件平台升級為Windows版本，在市場上推銷。從軍方到製造業巨頭，再到獨立軟件公司，產權轉換輕鬆自如。

德國西門子，在工業軟件研發方面，與美國相比，算是後來者，尤其是在EDA軟件領域。但如今，卻可以和美國公司平起平坐，為什麼？西門子的辦法是買買買，直接出價45億美元，收購了半導體軟件設計公司Mentor ，該公司前面已經提到過，是全球三大EDA軟件廠商之一，也是一家美國企業。

中國企業是否可以學習西門子的套路，通過併購提升工業軟件研發能力？答案是不能，西門子之所以能夠全資收購美國公司，是因為美德同處於一個陣營，技術水平不相上下。而且，西門子的股東非常分散，55%股本來自海外，早就和美國、歐洲其他國家形成了“你中有我，我中有你”的利益格局。

中國企業雖然有足夠的資金併購外國企業，但是，已經有無數的事實告訴我們，國外的高技術企業，對我們是大門緊閉。2015年，紫光集團本來打算出資37億美元，收購美國公司西部數據，該公司在機械硬盤、固態硬盤市場擁有較大的份額。可是，收購計劃宣佈沒過多久，美國政府就介入調查，收購計劃被迫中止。所以，要想突破高端產業，中國公司走收購的路線，很難。

技術的競爭，本質上是錢的競爭，人才的競爭。2000年到2015年間，國家對三維CAD、CAE等核心工業軟件研發的投入不足2億人民幣。而全球最大的CAE仿真軟件公司Ansys，2016年在研發的投入3.5億美元，大約20億人民幣。也就是説，在工業軟件投資上，國外一家公司一年的研發投入，相當於國內三個五年計劃投資總數的10倍。我國約有1500人的EDA軟件開發工程師，但在本土EDA公司和研究單位工作的工程師只有300人左右，其他大部分都是在三大巨頭工作，而且放大到全球，僅Synopsys一家公司就有5000多個EDA研發人員，差距明顯。

開發國產工業軟件，還得兩條腿走路，在堅持自主創新的基礎上，也不否定與國外合作，但前提是我們需要掌握 技術。美國的技術打壓，從某些方面來説，可能還是利好消息。華為過去在採購國產軟、硬件產品時，往往會安排一個專家組，只要專家組當中有一人意見保留，生意就很大可能談不成。美國商務部將華為納入“實體清單”以後，華為就開始主動培育本土供應鏈，並且與本土工業軟件企業深度融合。

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