“非常抱歉,剛剛接到通知,根據(jù)美國政府最新的進出口管制名單,無法為您繼續(xù)服務,后續(xù)請關(guān)注學校通知。”6月初,受美國商務部5月底更新的“出口限制實體清單”影響,哈工大、哈工程的師生收到了美國MATLAB軟件停止服務的郵件。
這是繼華為被美國禁用EDA(電子設(shè)計自動化)軟件之后,中國工業(yè)軟件再次顯出受制于人的尷尬局面。
中望軟件掌握二三維CAD核心技術(shù),讓國產(chǎn)CAD軟件拉近了與國外工業(yè)軟件的距離。
1
-THE FIRST-
20年的差距
工欲善其事,必先利其器。工業(yè)軟件是芯片及當下工業(yè)制造領(lǐng)域的頭部環(huán)節(jié),也被稱為人類基礎(chǔ)學科和工程知識的集大成者。
按照產(chǎn)品形態(tài)、用途和特點的不同,工業(yè)軟件市場可進一步細分為研發(fā)設(shè)計軟件、生產(chǎn)控制軟件、信息管理軟件以及嵌入式軟件。
工業(yè)軟件最難攻克的三方領(lǐng)域分別是CAD(設(shè)計類)、CAE(仿真類)、EDA(電子設(shè)計自動化),廣泛應用于汽車、飛機、游輪等工業(yè)制造業(yè)。其中EDA用來完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計、綜合、驗證、物理設(shè)計(包括布局、布線、版圖、設(shè)計規(guī)則檢查)等流程的設(shè)計方式。
“所有的工程師,沒辦法只靠手畫出上億個晶體管。”相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示,對于中國芯片而言,EDA被以美國為代表的發(fā)達國家卡脖子,一旦禁用,整個產(chǎn)業(yè)鏈就會癱瘓。
EDA誕生于美國硅谷,惠普和英特爾等在上世紀70年代中期,經(jīng)過在企業(yè)內(nèi)部探索之后才形成單獨的產(chǎn)業(yè)。
美國著名的Synopsys、Cdaence軟件,先后在硅谷創(chuàng)業(yè),與谷歌、蘋果毗鄰而居。
工業(yè)軟件是無數(shù)知識的結(jié)晶,絕對的跨學科領(lǐng)域,它涉及諸多基礎(chǔ)學科、力學等,其本質(zhì)是把物理公式寫入軟件,讓軟件快速實現(xiàn)預算等。
例如飛機、汽車及游輪的前期設(shè)計中,就要計算出空氣和水的流動,對產(chǎn)品現(xiàn)實應用中的阻力與影響,這是一種非常典型的應用,叫計算流體力學(CFD)。
工業(yè)數(shù)據(jù)的要求是精確。因為要模擬出幾千個零部件的運動過程,計算每一個零部件在空間當中的位移,及幾個零部件之間相互作用力,否則,設(shè)計得再完美的汽車也可能根本造不出來。
在CFD這一領(lǐng)域,中國完全依賴于美國。
“現(xiàn)在在工業(yè)產(chǎn)品中,CFD分析已經(jīng)完全取代實驗。”美國密歇根大學CFD界泰斗Philip.L.Roe教授評價說,如果美國、歐盟認真執(zhí)行相關(guān)禁售政策,中國的汽車、飛機設(shè)計都要回去吹“風洞”了。
“作為短板,中國真正要趕上需要一二十年時間。”中國工程院院士倪光南表示,中國在工業(yè)軟件方面落伍,并不是沒有市場、沒有人才、沒有技術(shù),主要還是思想上缺乏認識。
目前,全球工業(yè)軟件前三名分別是美國Ansys、西門子和法國的達索。然而,問題的關(guān)鍵是,歐盟和美國有著千絲萬縷的聯(lián)系。
在2019年,美國對華為禁令剛開始時,被稱為王冠級的美國Ansys就被禁售,該公司的名片級產(chǎn)品——fluent就在禁售之中。臺積電、聯(lián)發(fā)科都是其客戶。
除光刻機外,在工業(yè)軟件領(lǐng)域,美國依然操控全場。
2
-THE SECOND-
三大歷史原因
“不止在芯片設(shè)計生產(chǎn)領(lǐng)域,包括模具、數(shù)控機床、機械制造、機器人、汽車、激光、航空等各個工業(yè)領(lǐng)域,中國企業(yè)用于設(shè)計、加工、分析的工業(yè)軟件,幾乎都被歐美所壟斷。”南京中科川思特軟件科技公司總載金自力發(fā)文表示。
據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預測,2020年中國工業(yè)軟件市場規(guī)模將突破2000億元,2024年將達到3000億元。而目前,中國80%的研發(fā)設(shè)計軟件、60%的生產(chǎn)控制軟件被國外品牌占領(lǐng)。
在國產(chǎn)工業(yè)軟件遠不如國外的現(xiàn)實情況下,龐大的市場蛋糕,被國際軟件商牢牢占領(lǐng)著。
“中國作為工業(yè)大國,工業(yè)軟件必須實現(xiàn)自力更生,才能確保科技安全、經(jīng)濟安全。”相關(guān)業(yè)內(nèi)人士向《企業(yè)觀察報》表示。
中國工業(yè)軟件為何如此落后?
除中國起步晚于西方發(fā)達國家,及學科高難度外,在業(yè)內(nèi)人士看來還有一系列原因阻礙了中國工業(yè)軟件的發(fā)展。
就像倪光南說的那樣,在大多中國人的觀念中,科研投入“軟”不如“硬”。直覺上認為硬件設(shè)施更重要。
例如華為事件,大多新聞或信息,都在講光刻機、離子注入機等高端芯片生產(chǎn)制造裝備,并引起國家高層重視,投入千億基金大力發(fā)展國產(chǎn)高端集成電路制造裝備,卻無人關(guān)注到工業(yè)軟件。
“投資軟件開發(fā),沒有硬件帶來的實際參觀效果好。”相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示,沒有更多實物展示,某種程度上就無法引起相關(guān)領(lǐng)導的重視。
這一思想的認知,直接導致中國工業(yè)軟件在過去的歷史歲月中,沒有得到相應的政策扶持與投入。
對比中美在工業(yè)軟件的投入與扶持,可一目了然。
以美國對華為禁售的EDA軟件為例。2018年8月,由美國國防部牽頭,開展電子復興的“ERI計劃”顯示,鑒于美國在EDA領(lǐng)域發(fā)展“落后”的表現(xiàn),在未來五年內(nèi)投入15億美元,加速行業(yè)發(fā)展。作為美國EDA軟件巨頭,Cadence公司獲得2400萬美元的資助。而這,只是多年來美國給予該公司各種政策扶持中的一項。
“美國所謂的復興并不是落后,只是領(lǐng)跑不明顯,要擴大優(yōu)勢。”相關(guān)業(yè)內(nèi)人士如是表示。
一組統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,中國在十五、十一五期間,對相關(guān)領(lǐng)域的各類政策投資,總額只在5000萬人民幣,在十二五期間不超2億元。
也就是說,美國對該行業(yè)一年扶持的強度,等于中國15年投入的50倍。
“軟件的工業(yè)級應用,要求穩(wěn)定可靠、界面友好,通常需要3年至5年,才能開發(fā)出一套穩(wěn)定可靠、市場接受的產(chǎn)品。”金自力表示,在整個軟件開發(fā)過程中,企業(yè)由于沒有任何收入,又需要大量資金去支撐研發(fā)人員高額薪資,使企業(yè)運營非常困難,很難在短時間內(nèi)研發(fā)出好產(chǎn)品。
因此,扶持力度的大小,直接決定行業(yè)人士的薪酬待遇高低,以及是否留得住高級專業(yè)人才。
“在美國三線小城實習3個月,工資總額10萬多人民幣。”曾在西門子某子公司動畫組實習的網(wǎng)友“極客隊長Geeklead”在官方微博、虎嗅自媒體表示,同行業(yè)的中美工程師薪酬標準相差很遠。
相關(guān)網(wǎng)友表示,中國的工業(yè)軟件工程師月薪從5000元到3萬不等,平均月薪大概在1.5萬元左右。
“以仿真類的CAE軟件為例,更像數(shù)學、物理、機械和軟件的綜合體,如果軟件出現(xiàn)問題,需要憑借個人行業(yè)經(jīng)驗去判斷,同時還需要有軟件代碼開發(fā)能力的復合型開發(fā)工程師。”金自力表示,這樣的工程師在國內(nèi)非常稀缺。
金自力表示,稀缺必然導致薪資成本水漲船高,同等工作時間下,開發(fā)人員薪資需要高出互聯(lián)網(wǎng)或者大型公司薪酬的50%左右,才能招聘到合格的開發(fā)人員。
思想觀念上的偏差、政策扶持的缺失,及專業(yè)人才的稀缺,導致中國工業(yè)軟件發(fā)展緩慢。
“工業(yè)軟件是和機床、光刻機一樣重要的工業(yè)實力。”倪光南教授一再表示,要改變軟件不重要的思想。
3
-THE THIRD-
走在崛起的路上?
在西方國家處于壟斷地位的情況下,培養(yǎng)有自主研發(fā)能力的中國工業(yè)軟件企業(yè),已迫在眉睫。
2020年6月5日,在EDA、Matlab兩款軟件相繼被美國禁用之后,教育部和工信部聯(lián)合印發(fā)《特色化示范性軟件學院建設(shè)指南(試行)》,再次重視國產(chǎn)工業(yè)軟件人才的培養(yǎng)。
《建設(shè)指南》明確了,特色化示范性軟件學院十個方面的建設(shè)任務,尤其指出,要圍繞關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件、大型工業(yè)軟件、行業(yè)應用軟件、新興平臺軟件和嵌入式軟件對人才的特色化需求,建設(shè)完善針對軟件新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)的課程和實踐能力教學體系。
除重視專業(yè)人才培養(yǎng)外,財政部、工信部及國家稅務總局,也在密集出臺相關(guān)扶持政策。
2020年3月25日的疫情期間,中國工業(yè)和信息化部新聞發(fā)言人謝少峰,在國務院疫情聯(lián)防聯(lián)控發(fā)布會上表示,將集中力量解決關(guān)鍵軟件卡脖子的問題,著力推動工業(yè)技術(shù)的軟件兒,加快推廣軟件定義網(wǎng)絡的應用。同時將在其他政策方面大力扶持。
早在2019年,中國財政部和國家稅務總局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于集成電路設(shè)計和軟件產(chǎn)業(yè)企業(yè)所得稅政策的公告》表示,設(shè)計和軟件產(chǎn)業(yè)的企業(yè)在企業(yè)盈利之后,直接給予兩年免稅、三年減半的稅收優(yōu)惠政策。
堅持自主研發(fā),掌握核心技術(shù),國產(chǎn)工業(yè)軟件走在崛起的路上。中國工業(yè)軟件企業(yè)也在奮力追趕。
蘇州浩辰軟件股份有限公司的CAD設(shè)計軟件,全球用戶已超5000萬;還有中國唯一自主研發(fā)國產(chǎn)機器人生產(chǎn)線仿真,及三維復雜軌跡離線編程的南京中科川思特軟件;以及廣東省的中望軟件,逐步打破了我國2D CAD軟件領(lǐng)域由歐美主導的局面,其擁有的3D CAD產(chǎn)品的幾何建模引擎術(shù),是目前已知的國內(nèi)唯一自主三維建模內(nèi)核技術(shù),也已具備底層開發(fā)能力。
據(jù)了解,憑借持續(xù)進步的二維CAD平臺技術(shù)和產(chǎn)品,中望已逐步進入寶鋼集團,國家電網(wǎng)、中車等集團性大客戶應用。
相關(guān)材料顯示,中望軟件作為研發(fā)類設(shè)計軟件(CAD/CAE/CAM)領(lǐng)域的典型代表,截至2019年底,在全球建立了5大研發(fā)中心,占員工總?cè)藬?shù)的52.40%,持續(xù)為CAD技術(shù)的迭代升級提供足夠研發(fā)支持。
強大的科研需要源源不斷的資金投入。2019年設(shè)立的科創(chuàng)板,能為當下國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)間接打開融資的大門、使其具有強勁的內(nèi)生動力嗎?
“設(shè)立科創(chuàng)板就是落實創(chuàng)新驅(qū)動和科技強國戰(zhàn)略的重大改革舉措。”中國政法大學商學院院長、MBA中心主任劉紀鵬對《企業(yè)觀察報》表示,科技創(chuàng)新離不開長期資本的引領(lǐng)和催化。
劉紀鵬說,資本市場對于促進科技和資本的融合、加速創(chuàng)新資本的形成和有效循環(huán),具有至關(guān)重要的作用。
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