中國基礎軟件,沒有彎道超車
【文/觀察者網 呂棟 編輯/周遠方】
經過數十年的研發,國產操作系統已成功應用於嫦娥探月、北斗導航、天問一號等國家關鍵項目中。
但在商用領域,中國操作系統,乃至數據庫、中間件、辦公套件等基礎軟件的競爭力仍十分薄弱,外企佔據着國內大部分的市場份額。
隨着中美在科技產業的競爭不斷加劇,中國在基礎軟件領域面臨着被美國繼續圍堵打壓的風險。
在這樣的背景下,中國基礎軟件產業如何扭轉以往在資本、人才和技術方面的“惡性循環”?有沒有可能實現“彎道超車”?
在基礎軟件業內有這樣的看法,國外PC端的Wintel和移動端的ARM+Android體系並不是天然壟斷,也是從市場競爭中拼殺出來的,所以任何市場發展到一定階段都會面臨新的契機,這也是中國基礎軟件“換道超車”的底氣。

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“惡性循環”需要改變
眾所周知,服務器、PC、手機、工業機器人等現代科技設備的運行離不開各種芯片,但芯片也需要和操作系統、數據庫、中間件、編程語言等基礎軟件進行配合,才能實現各種功能。
基於此,十四五時期,政策層面不出意外將對芯片和軟件產業提供更加有力的支持。今年6月,工信部方面透露,將盡快發佈軟件產業十四五發展規劃,統籌推進十四五時期軟件產業發展,加快出台關鍵技術軟件三年行動計劃,強化對關鍵技術軟件的重點支持。
這一消息的背景是,中國操作系統等基礎軟件正面臨着被“卡脖子”的風險。來自Wintel體系的風險自不必説,而近期CentOS策略變更,也直接影響到了我國操作系統產業用户。2020年12月,CentOS宣佈CentOS Linux 8將於2021年12月31日終止,後續變為CentOS Stream。CentOS Linux 7也將於2024年6月停止維護。大量使用CentOS的用户急需尋找替代方案,面臨成本和遷移難度的挑戰。
由於歷史因素,長期以來,中國基礎軟件市場基本處於被外資壟斷的局面。華西證券2020年8月發佈的研報顯示,中國三大基礎軟件領域中,操作系統、數據庫、中間件市場外資佔比分別為92.9%、64.8%和51.1%。

2020年8月,華西證券研報截圖
這其中主要有兩大原因。首先,美國在ICT領域存在先發優勢,又長期限制先進技術出口,全球IT基礎產業只能在美國科技巨頭留下的縫隙中艱難生存。另外,相比芯片、通信設備和工業設備,過去中國基礎軟件產業獲得的重視遠遠不夠。
有數據統計顯示,基礎軟件投入在中國整體IT開支中的佔比非常低,美國基礎軟件投入佔比一般可以達到三分之一甚至一半,但中國可能只有個位數。這意味中國整個基礎軟件產業競爭力太弱,基礎軟件的價值在產業中也沒有得到廣泛認同,所以國產操作系統、數據庫企業的市場份額佔比才會比較低。
國產份額過低又會帶來更大的挑戰。由於國產基礎軟件市場份額太少,資金和人才不願進入這個領域。相關數據顯示,在中國真正在做基礎操作系統和數據庫的人員不超過1萬人,相比之下,做應用軟件的工程師高達數百萬。
這樣就會陷入一個惡性循環。資金和人才不願意進入,國產基礎軟件的關鍵技術就無法取得突破,關鍵技術無法取得突破,就沒人願意使用國產軟件,市場份額就會變得更低,最後對整個產業十分不利,這也是包括華為等在內的整合業界迫切希望改變的現象。
要想改變這種局面,產學研的相關機構,包括國家的政策指導部門,需要採取一系列的措施來推動中國基礎軟件產業的發展,讓更多的資金注入到這個產業,讓更多的人才加入這個領域,然後去思考怎麼在基礎核心技術上取得關鍵突破,怎麼才能讓整個產業良性循環起來。

興業證券2020年7月研報截圖
“基礎軟件沒有彎道超車,但可以換道超車”
工信部信軟司曾在《信息產業發展指南》中指出,基礎軟件是國家信息產業發展和信息化建設的重要基礎和支撐。去年3月,工信部方面透露,將在基礎軟硬件方面實施國家軟件重大工程,集中力量解決關鍵軟件的“卡脖子”問題,着重強調了基礎軟件的重要性。

興業證券2020年7月研報截圖
過去,中國在基礎軟件領域投入過少導致技術落後。如今,面對歐美發達國家數十年來築起的生態壁壘,中國基礎軟件奮起直追,有沒有“彎道超車”的可能?
行業專家認為,無論任何領域,都不存在所謂的彎道超車。在基礎軟件、基礎工業領域,同樣沒有捷徑可走,別人走過的路、遇到的溝溝坎坎,中國產業界也要面對。只不過別人遇到的麻煩,後來者如果瞭解或者熟悉,可以走得快一點、少踩一些坑,但不等於可以不用做,可以規避掉。
例如,在處理器芯片領域,中國直接從28nm跳到7nm甚至5nm,這是不符合發展邏輯的。基礎軟件也一樣,操作系統發展幾十年,最近十幾、二十年在核心技術上沒有特別大的突破,最根本的原因就是在基礎創新領域進步有限。
客觀上,國外操作系統發展這麼多年,適配不同的場景、不同的應用,做了大量的工程化工作。像Linux代碼有幾千萬,中國企業不可能完全忽略掉,取而代之。該做的事情還得去做,當然在前人的肩膀上學習掌握,後來者有開源的條件就會快一些,不會再花30年。
事實上,相比“彎道超車”,“換賽道”的模式更具可行性,選擇一個新的賽道,可能可以更快實現超車。

興業證券2020年7月研報截圖
説起“換道超車”,國外的Wintel體系和ARM+Android模式分別在PC時代和移動互聯網時代佔據市場統治地位,如今隨着5G、大數據和雲計算的快速發展,人類即將邁入萬物互聯時代,這能不能成為中國基礎軟件“換道超車”的機會?
專家表示,無論是Wintel還是ARM+Android體系都不是天然壟斷的,最初也會有競爭對手,經過不斷發展才佔據絕對的市場份額。因此,這種模式並非不可打破,任何市場發展到一定階段都會面臨新的契機。
華為的努力是一個很好的例子。
目前,在消費者終端領域,鴻蒙操作系統已經登上多款華為手機,並且宣佈開源,生態建設正逐步展開。而在ICT基礎設施層面,華為基於內部操作系統開源為歐拉(openEuler)操作系統。
目前歐拉(openEuler)社區已經吸引國內操作系統領軍廠商發佈了基於歐拉的商用發行版,包括被評為“2020年度央企十大國之重器”的麒麟操作系統,也已加入歐拉社區發佈了商用發行版本。目前歐拉社區已吸引5000多位開源貢獻者以及90多家企業、研究機構和高校加入,併成立80多個特別興趣小組,openEuler開源社區已成為國內最具活力的開源社區。

銀河麒麟桌面操作系統V10
在這個過程中,包括操作系統在內的國產基礎軟件將有幾點機會:
首先,從技術層面來講,過去英特爾X86單一算力架構的壟斷局面已經打破,目前底層算力架構已經多元化,採用ARM架構的CPU越來越多,包括蘋果也已研發ARM架構的CPU,X86在PC端的壟斷已逐漸被打破。在服務器端,X86架構也不是“一統天下”,異構計算以及類似於AI計算的獨特場景,用到的處理器都是專用處理器,基於不同的計算架構,對上層的操作系統也提出了新的需求。
在這一過程中,可以採用不同的操作系統去滿足。但越來越多的底層硬件架構、操作系統,最終導致整個數字基礎設施的架構有非常多的“煙囱”,這對頂層應用開發商十分不友好,這時候就對操作系統提出新的要求。因為不同的場景、不同的需求,CPU、XPU等硬件一定是多樣化的,但操作系統是有可能統一的。
目前沒有一個操作系統能做到,應用上的新需求,就是基礎軟件創新的方向。
第二,從商業角度來説,整個操作系統,尤其是數據庫操作系統、服務器操作系統領域,這些領域的廠家已經發展很多年,有一些技術和商業模式逐漸走向了OS的變動。開源的紅帽有自己的開源體系,但整個策略發生了變化,對產業的上下游帶來很多影響,也帶來了商業層面機會,以及對操作系統的機會。
第三,地緣政治的影響。如果沒有這個因素,基礎軟件做起來可能會更難。現在以中國這麼大的市場為依託,發展一個自主的基礎軟件、操作系統產業是有足夠空間的,支撐這樣的產業發展是沒有任何問題的。而且隨着技術層面的突破,有信心讓自主創新的基礎軟件不僅僅在中國使用,將來肯定有能力走向海外,甚至於反過來應用到北美、歐洲等發達市場中去。
“中國應該誕生自己的微軟”
人才被稱為高科技產業的關鍵資源。
觀察者網此前瞭解到,中國工業互聯網需要大量既懂產業,又懂數字、通信、AI技術的兩棲人才,甚至多棲人才。有研究報告認為,整個中國工業互聯網發展需要900萬相關人才,目前人才缺口在一半以上。
不過,業內專家認為,基礎軟件和工業軟件所需要的人才有所不同。
工業軟件需要匹配頂層應用、適配千行百業,對人才數量的要求比較高,需要的也更多是綜合性人才,既懂軟件技術同時也要懂行業Know-how。而基礎軟件是底層技術、根技術,通用性和專業性更強,需要更多對操作系統領域有深入研究的人才。
客觀來説,過去這些年來,國內在基礎軟件根技術的人才培養上是有斷層的,因為前面提到的“惡性循環”問題,國內基礎軟件產業沒有發展起來。
產業沒有發展起來,意味着畢業生畢業以後可能找不到工作。學校是有壓力的,如果畢業生總是找不到工作,這個專業就有可能被砍掉。最近華為也跟高校做了一些交流,發現很多學校對操作系統這門課的重視程度是不夠的,甚至有些計算機專業都沒有把操作系統當成必修課在修,這意味着現在國內操作系統領域專業人才的產出是非常少的。

2020年9月,教育部、華為聯合首批72所高校成立“智能基座”產教融合協同育人基地
未來怎麼解決這個問題?一方面,企業應該投入更多的技術力量跟高校共建,重新構建操作系統的專業能力。把行業這些年積累的知識,通過課程、教材、聯合培養、聯合實驗室的方式和高校一起把專業能力重新建立起來。
另一方面,還要讓學生畢業後可以找到工作,因此產業發展非常重要。數據顯示,美國紅帽公司作為一家純粹做數據庫操作系統的企業,每年收入34億美元,微軟的收入規模更龐大,還有其他美國的操作系統公司,整個產業規模空間足夠大,就可以養活足夠多的專家和技術人才。
業內專家指出,中國做操作系統的公司一年收入可能只有幾億人民幣,可以養活的操作系統人才非常有限。不過,中國基礎軟件產業的規模有很大的提升空間,未來中國也應該誕生出自己的微軟、紅帽以及甲骨文這樣級別的公司。
只要這些公司誕生,或者看到這樣公司誕生的機會,資金能夠進來,產業政策能夠到位,相應的市場規模就能增加,也會形成行業的良性發展。相比基礎軟件領域,中國的人工智能人才反而沒有太大的缺口,因為人工智能領域的工資非常高,學生都願意讀人工智能專業,一旦良性發展起來就沒有問題了。
操作系統也好,工業軟件也好,其實是相同的,只要產業良性滾動起來,讀這個專業有前途,就會有更多的學生去讀這個專業。有更多的學生讀這個專業,學校就願意設置相應的課程。學校願意設置相應的課程,老師就願意做相應的研究,滾雪球就滾起來了。這幾件事情要同步去做,才能產生良性循環的效果。
鴻蒙OS的相關數據是另一個例子,對於一個生態來講,特別是操作系統這類的底層平台,軟件使用量、市場佔有率是它能否活下來、能否成功的最核心的因素,16%的市佔率是一個生死線。

鴻蒙操作系統 (資料圖)
除此之外,關於政府和民營企業在發展基礎軟件時的角色定位,有業內專家指出,政府直接投資做基礎軟件不一定很合適,國家應該更多從應用和市場的策略上進行導向,當然,在產品可用、好用的基礎上,應該鼓勵更多的企業和政府機構使用國產軟件。
當前,鴻蒙系統正在發力,裝機量迅速增長。在ICT基礎設施操作系統領域,專家預測進步會更快,因為這可能更多是企業行為和政府行為,只要中國的相關產品真正做出來,真正好用、可用,基於當前的環境和中國的市場需求,一定能夠在更短的時間內達到臨界點,推動整個中國基礎軟件產業“滾雪球式”的發展。
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