國產軟件創新的“新基建”，將是一條沒有硝煙的新戰線_風聞
宁南山-宁南山官方账号-2022-12-12 10:12
2018年第二次中興事件爆發（第一次是在2016年），中國國內發現美國可以通過芯片斷供的方式牢牢地掌控中國公司的命運，芯片斷供之後竟然能讓體量達千億人民幣的中國公司運行出現“休克”。
而美國更進一步，在2019年5月開始把華為列入實體清單，自此之後對華為進行了一輪又一輪的制裁，到2020年9月甚至把各大芯片代工廠為華為製造芯片的大門也強制關閉了。
由於美國對中國的斷供打擊是以芯片為中心，因此我們的注意力一直集中在芯片上。但實際上我們多少有些忽略，那就是美國對華為的制裁其實從一開始就是把軟件包括在內的，用於設計芯片的EDA工具軟件，美國的三大EDA公司都在2019年5月實體清單之後就停止了和華為合作，不過幸而華為已經購買了授權，因此還能繼續使用設計芯片，不過在美國2020年5月頒佈的禁令中，就明確的要求全球各大芯片製造廠禁止為華為生產用美國軟件設計出來的芯片，原文是這樣的：
Specifically, this targeted rule changewill make the following foreign-produced items subject to the Export Administration Regulations (EAR):
(i) Items, suchas semiconductor designs, when produced by Huawei and its affiliates onthe Entity List (e.g., HiSilicon), that are the direct product of certain U.S. Commerce Control List (CCL) software and technology; and
(ii) Items,such as chipsets, when produced from the design specifications of Huaweior an affiliate on the Entity List (e.g., HiSilicon), that are the direct product of certain CCL semiconductor manufacturing equipment located outside the United States.
具體而言，此有針對性的規則更改將使以下外國生產的物品受出口管理條例（EAR）的約束：
（i）華為及其在實體清單上的關聯公司（例如，海思半導體）利用美國商務控制清單（Commerce control list CCL）上的軟件和技術產出的例如半導體設計這樣的商品，
（ii）根據華為或實體名單上的關聯公司（例如，海思半導體）的設計規範，在位於美國以外的地方利用CCL清單上的半導體制造設備生產的芯片組。
換句話説，即使台積電，中芯國際這樣的代工廠在生產設備上實現了去美國化，但如果華為交給它們生產的芯片是用美國軟件設計的，以及它們的產線還用着美國的軟件，則依然不能為華為生產芯片。
不只是EDA這樣的工具軟件，實際上所有的美國軟件都在2019年5月之後就對華為斷供了，包括操作系統，數據庫，中間件等等，華為的手機也不能運行谷歌的GMS Core，繼而谷歌地圖等應用無法運行。這導致雖然華為已經開發出了鴻蒙智能手機並且上市，但卻無法在國外大規模銷售。
**華為並不是2019年以來唯一被制裁的中國知名公司和機構，**實際上三年多來被新列入實體清單的中國企業已經超過600家，除了華為之外，還包括大疆，海康，大華，商湯，科大訊飛，中芯國際，中航工業等公司。而我國的高校，除了北航和西工大早就被列入實體清單之外，2019年以來國防七子高校的另外五所，包括哈工大，北京理工大學，哈工程，南京理工等，也全部被列入了實體清單。
**2020年6月10日，美國軟件公司Mathwork開始禁止向哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學提供技術以及客户支持服務。**而在此之前數日，兩校的師生就發現已經無法使用該公司的MATLAB商業數學以及科學計算仿真軟件，後又被告知不能在公開發表的論文中出現任何使用MATLAB得到的圖表與數據。這意味着，兩校師生的課件、習題、項目的代碼都要開展大規模“轉碼”，改成其他替代品。
2022年3月13日，中國無人機領域的頂尖企業大疆公司遭美國設計軟件公司Figma封禁賬號，要求用户不能再訪問其在Figma上的數據，Figma將會在兩週內將用户設計文件以郵件形式發送給用户。Figma是UI設計領域的新一代王者，目前已經被美國Adobe公司斥資約200億美元收購。對於被禁用Figma的設計師和企業來説，他們的應對方法只能是換一個設計工具，這就造成了很大的工作量和成本。
不僅如此，不只是各種軟件應用自身，更底層的用來開發軟件應用的軟件開發工具仍然大部分是美國公司控制的，這就是意味着即使中國的軟件開發者想開發出一款國產的工業軟件擺脱對美國的依賴，但如果使用的軟件開發工具是美國的，則依然無法逃脱美國的制裁範圍。
這就跟光刻機為代表的生產設備對芯片製造的影響類似的，即使中國研發出了國產的芯片，但上游用來生產芯片的光刻機被卡了脖子，那麼國產芯片還是生產不出來。
什麼是軟件開發工具？---這可以説是基礎軟件中最關鍵的部分了，基礎軟件還包括操作系統，數據庫等等。
軟件開發工具就是幫助人們開發軟件的工具，可提高軟件開發的質量和效率，從軟件問題定義、需求分析、總體設計、詳細設計、測試、編碼，到文檔的生成及軟件工具管理各方面，對軟件開發者提供各種不同程度的幫助。
軟件開發工具的功能是在軟件開發過程中提供支持或幫助。軟件開發工具種類有多種，分別提供各種開發流程中的關鍵功能。例如，
項目管理功能可以為開發團隊提供簡單高效的開發協作服務，包含多項目管理、需求管理、缺陷跟蹤、文檔管理、看板、報表統計分析等功能，可以使得對於軟件開發團隊的管理更加簡單，每個人的進度一目瞭然，而不是天天開會要統計數據。
集成開發環境是開發人員開發創作的主要作業界面，包括代碼編輯器在內的編輯器，代碼生成器，運行環境和調試器。
而代碼託管工具軟件可以提供在線代碼託管服務，這是一個具備安全管控、成員/權限管理、分支保護/合併、在線編輯、統計服務等功能的雲端代碼倉庫，旨在解決軟件開發者在跨地域協同、多分支併發、代碼版本管理、安全性等方面的問題。現代大型的軟件應用動輒代碼幾百萬行甚至上千萬行，這些代碼是由幾十人幾百人的團隊合作完成，這些團隊往往還分散在不同的地方，每個人每個團隊的代碼進度還不一樣，因此代碼的管理非常重要，不可能每個人寫的代碼都存放在自己的電腦裏，那樣是無法實現協同的。
還有代碼檢查和編譯，可以快速的對海量的代碼進行質量和缺陷檢查，並且提供修復建議，這樣可以極大的提高代碼檢查效率，以及提供編譯構建功能，可以將軟件的源代碼編譯成目標文件，供開發者調用。
另外還有部署，測試，發佈等功能，像自動化軟件測試工具可以替代一些人工輸入，使軟件的一些簡單問題直觀的顯示，讓測試人員更好的找出軟件錯誤的所在。
**而軟件開發工具這個領域的主導公司，實際上也和操作系統，數據庫，中間件等領域一樣，被歐美公司主導着。**根據The Express Wire在2022年6月公佈的Software Development Tools Market Analysis 2022 With Top Leaders（2022年軟件開發工具市場分析報告），全球軟件開發工具市場在2022年為50.992億美元，而該報告預計到2028年將會增長到114.9億美元，複合年均增長率為14.5%.
“The global Software Development Tools market size is estimated to be worth USD 5099.2 million in 2022 and is forecast to a readjusted size of USD 11490 million by 2028 with a CAGR of 14.5% during the review period.
而值得注意的是，全球前十大軟件開發工具廠家大多是美國的，要麼就是其盟國的，這些國家會堅決的執行美國的制裁令。
這裏面美國的微軟就是全球最大的軟件開發工具廠家，第二位的JetBrains是捷克的，第三位的Perforce也是美國的，第四名的Atlassian是澳大利亞的，第五名的Adobe也是美國的，這五家公司就佔了全球份額的45%。第六名的Oracle，第七名的Synopsys，第八名的Axure software solution也仍然是美國公司。
其中許多公司雖然並不為公眾所熟知，但卻是產業內影響力的“隱形冠軍”。如果中國的應用軟件都用美國的軟件開發工具開發，則意味着無法徹底擺脱美國的制裁風險。在這幾年的競爭形勢大背景下，中國的高科技公司和大型企業不應該抱有僥倖心理和幻想，畢竟是否制裁的決定權在美國手裏。
更值得注意的是，美國的科技公司對軟件開發平台的研發具備很長的歷史，具有深厚的積累，早在1968 年，北約（北大西洋公約組織）的計算機科學家在聯邦德國召開國際會議，就已經正式提出“軟件工程”一詞，其背景是是六十年代以來軟件開發急劇增長。高級語言開始出現，操作系統的發展引起了計算機應用方式的變化，原有的軟件開發方式已經逐漸不適應發展的需求。如此長時間的技術積累，這不僅是意味着實現國產化替代的難度，也意味着國產化替代更是應該儘早地開始。
以微軟為例，國外科技網站有人總結了其軟件開發工具的發佈歷史，從1975年開始比爾蓋茨和保羅阿倫就已經為微機Altair 8800寫了一個版本的Basic語言程序，下圖是1975年1月的《大眾電子》雜誌，比爾蓋茨正是看到了這一期的封面，於是決定為其開發一個Basic語言程序。1975 – Bill Gates and Paul Allen write a version of Basic for Altair 8800
後面的微軟軟件開發工具歷史如下（略有刪節）
1982 – IBM releases BASCOM 1.0 (developed by Microsoft)
1983 – Microsoft Basic Compiler System v5.35 for MS-DOS release
1984 - Microsoft Basic Compiler System v5.36 release
1985 – Microsoft QuickBASIC 1.0
1987 – Microsoft BASIC 6.0
1989 – Microsoft BASIC Professional Development System 7.0
1991 – Microsoft Visual Basic released May 20-Windows World Convention –Atlanta
1992 – Microsoft Visual Basic 2.0
1995 – Microsoft Visual Basic 4.0 released, supported the new Windows 95
1998 – Microsoft Visual Studio 6.0 that included Visual Basic 6.0 released (first VS)
2002 – Microsoft Visual Basic .NET 7.0
2002 – Visual Studio .NET
2003 – Microsoft Visual Studio w/Intellisense
2004 – Announce Visual Studios 2005 – Code name Whidbey
2005 – Visual Studio 2005 release w/Extensibility
2005 – Visual Studio Express released
2006 - Expression Tool Set released - devs and designers work together
2006 – Visual Studio Team release – November 30th
2007 – Visual Studio 2008 (code name Orcas) ships November = Video Studio Shell
2010 - Visual Studios (code name Rosario)
…………
以上可看出光是微軟的商用軟件開發工具就已經有四五十年的發展歷史，這也説明了我國在這方面追趕的急迫性。
如果我國的軟件技術根基仍然是被美國公司掌控的，則具備巨大的風險：
**第一是作為軟件開發的入口IDE軟件（軟件集成開發環境）已被國外多家軟件巨頭壟斷。**如Visual Studio（美國微軟旗下）、Jetbrains（捷克）等。目前Google可能收購Jetbrains（市場佔有率第二），整個IDE市場格局將進一步被美國壟斷。
而且更進一步，IDE是軟件開發生態的入口，廣大開發者基於國外IDE底層，則必然選擇相應廠商的生態技術。例如，開發者基於微軟生態的Visual Studio等軟件開發工具，將大量選擇推廣.net語言，將開發代碼貢獻至GitHub，並持續開發技術插件，由此形成微軟大量應用軟件，進一步加強市場壟斷。目前，微軟有9000萬的開發者，為微軟生產了3800萬的應用。在這一生態環境下，國內軟件生態發展將愈發困難。而IDE技術一旦受制裁限制，將導致大量企業應用開發迭代受到嚴重停滯。
第二，國外代碼託管平台的數據風險。
目前軟件開發已越來越多采用雲上開發模式。在敏感與核心的軟件中，如使用美國服務器與相關平台（GitHub、GitLab）等，開發代碼則需傳遞到美國公司的服務器，數據生產、存儲、傳輸、訪問、使用、銷燬等過程是否安全並無法確認。而類似GitHub等開源平台，不僅有開源共享代碼，也承載着大量中小企業、個人開發者的代碼託管“私倉”。在美國的控制之下，開發者團隊和個人無法確認數據處理過程的保密性、完整性等，美國實際上具備查看和利用相關敏感數據的能力。
事實上這一顧慮在GitHub推出智能輔助編碼工具Copilot後已變成現實，這一工具使用包括來自GitHub在內的上億行用户代碼進行訓練，以此推出編碼模型，用於輔助開發人員編碼時進行代碼推薦，此行為遭到了有的開源代碼作者提起法律起訴。
這背後的本質邏輯，是開發者自己的代碼數據，被商業公司拿去商業變現，但是這收益和開發者無關，甚至未取得授權，而對於中國的開發者來説，這背後體現的問題就更為嚴重了，這意味着中國的代碼在某種意義上對美國人是透明的。
作為全球最大的代碼託管平台GitHub，這是一家美國公司，其CEO Thomas Dohmke在今年3月2日公開發表了對俄羅斯制裁的回應：
在此文中，CEO明確的説會遵守政府關於出口管制和貿易法規。這包括實施嚴格的新出口管制，旨在嚴格限制俄羅斯獲取維持其侵略性軍事能力所需的技術和物項。
At the same time, we are taking action to support our platform and comply with the many government mandates you’ve likely read about in the context of this war. Our legal team examines such mandates thoroughly, and we are complying with export controls and trade regulations as they evolve. This includes implementing stringent new export controls that are aimed at severely restricting Russia’s access to technologies and other items it needs to sustain its aggressive military capabilities. Additionally, any government takedown notices we process are publicly posted because we believe that transparency is essential to good governance.
事實上，今年以來GitHub已經參與了對俄羅斯的制裁。俄烏衝突期間，GitHub 2022年2月28日以遵循美國製裁清單要求為由，關閉俄羅斯銀行Sberbank、Alfa-Bank和其他數十個公司賬户，導致放到GitHub上的源代碼無法獲取。
據GitHub發佈的統計報告稱，平台目前匯聚了全球3億個代碼倉庫，佔全部開源軟件的90%，而目前開源代碼在各行業中的整體佔比達到76%。試想如果一旦這些開源代碼的獲取通道被關閉，我國將有多少行業和開發者會受到影響。
代碼託管工具供應商的另一巨頭GitLab，這家公司註冊地為美國加州的舊金山San Francisco, California，也是處於美國的控制下。
GitLab為全球客户提供DevOps工具鏈服務，在近年來外圍環境變化下，勢必會受到美國國內政治氣氛的影響，在2019年10月，公司宣佈其能接觸到用户數據的職位，不再招收居住在中國和俄羅斯的員工，並且當前的團隊成員也將不被允許移居這些國家，這種明顯的歧視性規定其實也是一個消極的信號。
第三，編譯構建的斷供風險。
高效的開發效率是產品快速推向市場的關鍵，編譯構建則是影響軟件開發效率的重要環節。編譯構建，即將軟件的源代碼編譯成二進制文件，並和配置文件、資源文件等一起打包，最終生成軟件產品的過程。
在企業的開發場景中，當開發人員寫完代碼後，需要等待幾十分鐘、幾個小時才能獲取軟件包來驗證代碼是否正確，如果一個簡單的問題修復需要一天甚至數天，勢必會在高速的市場競爭中敗下陣來。在車、操作系統、終端、ICT等行業，更需通過專業加速軟件來加速研發，加快產品的上市速度。
目前，市面上的專業加速軟件均在美國控制之下，如IncrediBuild、CloudBees Build Acceleration、EngFlow等，國內仍無相關替代軟件。一旦遭遇美國斷供，相關行業的產品上市週期勢必加長，導致企業在激烈的市場競爭力敗下陣來。
第四，開源社區及代碼的安全風險。
開源代碼就是無風險的，其實這是一種錯誤的思維，在特定的政治環境下，國外的開源社區是可能修改規則，限制特定國家和組織的賬號參與的，使得無法獲取更新的源代碼。360的董事長今年4月發文説：“Nginx是由俄羅斯程序員開發的高性能的HTTP和反向代理web服務器，佔據全球web服務器市場逾三成份額，國內新浪、網易、豆瓣、迅雷等多家網站也有使用。鑑於其在全球使用的廣泛性，之前有開發者呼籲俄羅斯拿Nginx反制裁西方國家，但現在比較戲劇性的是，Nginx反而成了西方制裁俄羅斯的工具。”
其原因就是2019年Nginx被美國F5公司收購了，該公司在俄烏戰爭爆發一段時間後發文宣佈暫停在俄羅斯的所有銷售業務，移除俄羅斯對F5 網絡的訪問權限，以及停止俄羅斯對Nginx開源項目做貢獻。
像本文提到的全球市場佔有率第二，為編程語言提供集成開發環境的明星公司-JetBrains，2022年3月11日，JetBrains首席執行官Maxim Shafirov發佈公告稱，JetBrains將無期限暫停在俄羅斯的銷售和研發活動，以及無限期暫停在白俄羅斯的銷售。
Shafirov在公告提到，JetBrains譴責俄羅斯政府發起的襲擊，選擇與烏克蘭人民站在一起，包括他們的同事和家人。
我國工信部電子知識產權中心的公眾號在3月份曾經對全球開源社區的反應進行過整理，大量的開源社區並不是中立或者不參與表態，而是主動發聲明站在烏克蘭一邊，不少直接採取了對俄羅斯的制裁行動。
持續的為美國控制和管轄的開源社區貢獻代碼，並持續的依賴通過獲取更新的開源代碼來演進自己的軟件功能，這是幫助一個可能制裁自己的平台壯大力量和生態，是在美國根技術的基礎上建立我們的軟件大廈。目前在軟件開發工具方面，我國大量軟件企業仍然直接購買美國商用工具，而全球市場上的開發工具，包括開源社區、編譯器、安全工具等目前90%被美國控制。國產軟件工具大量依靠開源技術包裝而成，一旦受到國外製裁，開源技術平台被禁用，將會直接導致業務可能因此停擺。
例如在開源內核代碼倉方面，當前國內軟件企業幾乎通用GitLab內核。GitLab是被廣泛使用的基於git的開源代碼管理平台, 基於Ruby on Rails構建。當前，國內缺少對於Ruby的專業研發人才和技術專家，雖為開源，但缺乏對其進一步演進的能力，只能提交問題到開源社區，建議內容修復。同時，GitLab還有商用版本，集成更多高級能力，相比之下開源版本的能力不健全，無法做到分佈式和敏捷彈性等，開源版本的能力明顯受到限制。
其他還有開源代碼的安全漏洞問題，由於國內普遍缺乏安全漏洞的修復能力，因此漏洞修復實際上高度依賴開源社區的漏洞發佈更新，而一旦受到制裁，則此來源斷絕，那麼使用該代碼構建的業務軟件安全性將無法保證，尤其是如果承載的是我國政府，金融等相關的關鍵業務，在遭到攻擊時可能會造成無可估量的損失。
2021年11月，全球知名開源日誌組件Apache Log4j被曝存在嚴重高危險級別遠程代碼執行漏洞，全球許多黑客已嘗試利用此漏洞並執行惡意代碼攻擊，所有類型的在線應用程序、開源軟件、雲平台和電子郵件服務都可能面臨網絡安全風險。攻擊者可以利用該漏洞遠程。據外媒報道，漏洞發現以來，Steam、蘋果的雲服務受到了影響，推特和亞馬遜也遭受了攻擊，元宇宙概念遊戲“Minecraft我的世界”數十萬用户被入侵。美聯社評論稱，這一漏洞可能是近年來發現的最嚴重的計算機漏洞。
根據統計，有超過35,863個開源軟件 Java 組件依賴於 Log4j，意味着超過 8% 的軟件包裏至少有一個版本會受此漏洞影響。漏洞在依賴鏈中越深，修復步驟就越多。根據雲安全專家評估，每秒有超過 1000次利用Log4j漏洞的嘗試。Log4j漏洞不僅影響直接使用該庫的基於Java的應用程序和服務，還影響許多其他流行的依賴它的Java組件和開發框架，包括但不限於Apache Struts2、Apache Solr、Apache Druid、Apache Flink、ElasticSearch、ApacheKafka。
可以想象，如果國內基於國外開源軟件打造的軟件應用，在安全漏洞上因為制裁的因素而得不到更新，將是多麼大的隱患。
那麼，國產軟件開發工具的自研創新情況現在如何呢？
由於在2019年5月被美國列入清單，華為不僅是芯片被美國封鎖，而且在新的操作系統、數據庫、中間件，以及華為之前採購的諸如IDE、代碼檢查、研發安全、製品庫等軟件開發工具均遭受了制裁，已經不再能夠購買更新，所以華為在國內已經率先進入了努力實現根技術自主的階段。
三年多以來，國內一直在關注華為芯片的自主化進程，我們也看到華為通過各種方式帶動國內芯片產業鏈的自主化，但實際上華為在軟件自主化方面走的還更快一些，鮮為人知的是，華為長期是中國軟件收入最高的公司，到2021年已經連續20年是中國軟件業務收入最高的企業。由中國電子信息行業聯合會發起的“2021年度軟件和信息技術服務競爭力百強企業”榜單，華為依然排在第一位。
目前華為在進行的ICT技術底座的國產化，其範圍涉及硬件（X86->ARM）、操作系統（Linux/Windows->終端操作系統鴻蒙，服務器操作系統歐拉）、數據庫（Oracle->GaussDB）、中間件，應用軟件改造，軟件開發工具->CodeArts多個大類的全棧自研替換。
同時華為在國產化的同時，提供了OpenEuler、OpenHarmony、OpenGauss等一系列開源國產自主基礎軟件，並且捐出源代碼給國內機構進行管理。
這是一個浩大的工程，但也是一個做下來會對中國極有益處的工程。
不只是華為，國內也有不少企業在進行基礎軟件的攻關，像國內各大雲計算公司，都在逐步用國產的操作系統和數據庫進行替代。
而國家層面已經在大力推動“信創”（信息應用技術創新），在黨政機關和各個行業推動走向ICT軟硬件全國產化，2020年開始大規模採購放量，在未來幾年國內的各大黨政機關，大型國企和央企的ICT信息技術系統將逐步全面國產化，這會創造出一個巨大的市場，非常有利於國產基礎軟硬件的發展。
縱觀中國ICT技術的發展史，可以説2018-2019年是一個極為關鍵的分水嶺，華為是其中的標誌性事件，2018年中興事件和孟晚舟事件相繼發生，2019年5月華為更是被美國開始逐漸全面制裁，經過這一系列事件的發酵，國內的輿論環境得到了徹底的扭轉，由之前的認為是中國公司自身的問題導致制裁，以及對呼籲ICT軟硬件自主化的聲音不以為然，認為其不急迫，技術上也不現實，到現在已經逐步形成了走向全面國產化的共識。但我們也需認識到，儘管芯片所受到的關注度最高，也非常重要，但並不是走向自主可控的全部，我國的ICT技術底座是包括軟硬件在內的，是包含芯片，操作系統，數據庫，中間件，應用軟件，軟件開發工具這些一系列基礎軟硬件在內的全面的國產化。
應該認識到，不管是國產芯片也好，國產基礎軟件也好，首先是要先用起來，把資源投到這方面，這樣才能促使其不斷的發展壯大，才能從初期的不好用到好用，低性能到高性能。更何況目前國產基礎軟硬件並非是近幾年才開始啓動，而是在過去的幾十年也已經有了一定程度的技術積累，只是在ICT軟硬件高度依賴生態的環境下因此佔有率不高。尤其是像華為這樣的規模達幾千億人民幣的公司，其內部本身就是各種基礎軟硬件大型的試驗場，其能力相信在其中已經有了大量的鍛鍊，其在內部大量使用的各種軟件如今也在對外進行商業化銷售。而除了華為國內也有不少公司在做基礎軟件的開發，因此目前市場上在國產軟件方面是有所選擇的。
**在2022年的當下，我們更需要的是國內全行業共同行動起來，在國產ICT根技術基礎設施上構建中國的軟硬件大廈和自主生態，實現國產工具開發國產軟件，就如同要實現用國產設備生產國產芯片一樣，這樣才能讓我們真正擁有更多選擇，保障長期安全與發展。**在過去的一二十年，我國在軟件產業方面的最大成功是實現了各種應用軟件的大繁榮，如今在國內市場，各種我們日常生活使用的應用軟件基本都是國內公司開發，這無疑是一件好事，而現在則是讓下游的國產應用軟件逐步生長在上游的國產基礎軟硬件上的時候了，全行業行動起來，才能實現拉動上游國產基礎軟硬件佔有率的提升，到2030年國產ICT軟硬件能在國內形成較大的規模，這樣才能支撐走出去和美系軟件公司競爭。