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工業軟件之痛:為何它是中美工業戰的命門?

遭遇美國禁令一周年之際,套在華為頭上的"緊箍咒"又緊了一緊。5月中旬,美國商務部再度發難,一紙出口新規則悍然封死華為退路:只要采用美國相關技術和設備生產的芯片,都需要先取得美國政府許可。

即便華為海思可以自己設計芯片,但設計芯片需要用的的高端軟件,仍依賴海外。

確切點說,是被美國壟斷。

這也意味著,華為要避開美國的出口管制,獲得相應的軟件和硬件,異常艱難。眼前的一切讓人夢回2018年,強國之間"大棒揮舞",中興通訊成了犧牲品,同樣是"芯片"被卡脖子,一家千億市值的企業甚至面臨無以為繼的局面。

"采購名單上,售價不過數百萬的電子設計軟件被停用,會使得上百億的芯片成為硅土。

這就是工業軟件的威力,體量不大,很不起眼,不動聲色地潛伏在工業制造領域?梢坏┑搅岁P鍵時刻,卻又會變成談判桌上千鈞重的砝碼,最為致命的殺手锏。

Part.1中國制造業被掐住的脖子

人類的工業文明進化到今天,開始給機器裝上"大腦"和"神經",讓機器變得更加聰明。

這個"大腦"就是工業軟件。

"大腦"里面裝滿了復雜的數學公式、嚴謹的物理知識、高精尖的計算機技術和宏大的工業數據,少一點都稱不上是成熟的工業軟件產品。

可以這么說,機器已經從"解放人手"演變為了"解放人腦",定義制造的已經不再是硬邦邦的機器,而是軟件。

也正因為如此,發達國家都有一個共識:要想掌握全球工業布局的主導權,就必須掌握大型工業軟件的核心技術。

要把工業軟件分分類,研發設計類、生產調度和過程控制類、業務管理類是工業軟件的應用的三大塊,在智能制造背景下,研發與生產控制類軟件是重中之重。

 

 

比如,專門用于產品設計和研發的計算機輔助設計(CAD),是種專業制圖軟件,給飛機輪船設計零件的工程師,可以用這個軟件創造、修改、分析、優化他們的設計。

CAD界面(圖片來源Dassult Systems官網)

而電子設計自動化(EDA)更是集成電路(IC)設計最上游最高端的產業,被稱為"芯片之母",芯片產業皇冠上的明珠。借助這個軟件,工程師們就可以在電腦上驗證模擬芯片設計,幫助芯片更好地走線。

東興證券數據顯示,2018年整個 EDA 的市場規模還不足百億美元,相對于幾千億美金的集成電路產業來說不值一提?墒侨绻鄙倭诉@個產品,全球所有的芯片設計公司都得停擺。

工業軟件是工業文明發展到高階的產物,因此只有完整經歷了三次工業革命的歐美,在工業軟件上最有話語權。

加上近年在全球產業轉移與分工的大背景下,歐美在高端研發制造上站在金字塔的頂端,因此,全球工業軟件市場就集中在歐美地區。

所以能看到,在巨頭林立的工業軟件市場上,達索系統(DassultSystems)、Autodesk、西門子、SAP、Oracle等都是呼風喚雨的角色。無論是發展時間還是收入體量,國內的公司都望塵莫及。

根據前瞻產業研究院統計,2018 年我國工業軟件的市場規模已經達到1603 億元。預計至 2021 年我國工業軟件的市場規模將達到 2222 億元。而全球工業軟件的市場規模2016年已經破兩萬億人民幣,這么大的市場,中國的占比少得可憐。

根據國海證券的數據顯示,在研發設計類軟件中,達索系統占據最大市場份額19.05%,研發設計類軟件是國內工業軟件最大軟肋,在研前 10 大公司中,國內公司僅有航天神軟和金航數碼兩家,占比分別為 12.3%和7.8%。

 

中國研發設計類軟件和生產控制類軟件市場格局(來源:賽迪顧問、國海證券)

而在生產控制類軟件中,西門子是絕對的市場龍頭,占比超過 23.7%,國內的寶信軟件憑借在鋼鐵行業龍頭地位,市場份額達到 9.0%。

整體而言,中金公司給了國產工業軟件做了一個畫像:"管理軟件強、工程軟件弱;低端軟件多,高端軟件少"。

處處不如人,便要處處受制于人。中國跨不過工業軟件這個藩籬,不僅讓整個行業和公司面臨被架在火上烤的風險,嚴重的時候連國家科技核心機密也沒有安全感。

2014-2018 年EDA 三巨頭公司收入所占份額(來源:ESD Alliance,EDAC,公司年報,東興證券研究所)

(注:Mentor Graphics 2017 年被西門子收購后不再單獨披露收入數據。)

讓華為和中興栽了大跟頭的 EDA軟件,市場份額被三巨頭牢牢壟斷。2018年,三大EDA軟件廠商全球市場份額超過 64%,在中國的市場份額更是超過95%。

即便巨頭牙縫里剩下的5%,中國的EDA公司還要和其他外企再爭奪。中金公司數據顯示,中國十幾家EDA公司,2018 年合計銷售額不過 3.5 億元,全球市場份額僅為0.8%。

更要命的是,華泰證券指出,國產EDA產品目前還無法滿足高端芯片的設計需求,短期內實現國產替代基本無望,被人卡脖子的時候只能干著急。

"卡脖子"不舒服,"漏底牌"就是危險了。

因為很多研發依托于設計類軟件,所以這些軟件上儲存了許多關鍵技術,這些設計軟件如果有漏洞,中國制造業的核心機密就會面臨著技術外泄的危機局面。

例如2011 年,法國達索旗下 SolidWorks 被爆料存在安全后門,會泄露計算機信息。達索系統軟件被我國航空航天、汽車等行業廣泛應用,大量研發數據存儲在上面,雖然最后未釀成嚴重后果,但還是讓人驚出了一身冷汗。

一來二去,工業軟件就成了中國高端工業制造一道跨不過去的坎。

Part.2 傷疤:一次失去的歷史機遇

事實上,工業軟件在中國曾經有過春天。

從上世紀八十年代開始,中國的工業軟件像其他技術一樣,走過"引進-吸收-模仿"的路。

大名鼎鼎的"863"計劃中,明確將支持國產工業軟件發展列入,引發了當時國內的企業、研究機構和院校對工業軟件研發的高潮。這里面,因為CAD軟件由于應用廣泛,成為國家科技部首要支持項目。國產軟件公司"跑部進錢"是常態。

國內的企業也很爭氣,很快也有了拿得出手的作品。出現了高華CAD、CAXA電子圖版、開目CAD、浙大大天CAD、山大華天等一批軟件產品。即使在開發難度比較大的三維CAD領域,也出現了北航的熊貓CAD系統(后來的金銀花)等。在CAE領域,也出現了一個百花齊放的小陽春。

正當中國要在技術難度更高的三維CAD發起沖鋒的時候,加入WTO消息傳來,外資產品像餓狼一樣撲向了尚未成熟的國產工業軟件。本土工業軟件開發企業受到資金實力和技術水平影響,面臨客戶流失和人才流失雙重打擊,路越走越窄,紛紛敗下陣來。

北京聯訊動力咨詢公司林雪萍在文章中提到,十二五以后對信息化的補貼重點轉向制造業企業,重視實體的投入而工業軟件略顯薄弱。

林雪萍總結的數據顯示,三個五年計劃之中,國家對三維CAD/CAE等核心工業軟件研發的投入強度不足2億人民幣。而全球最大的CAE仿真軟件公司Ansys,2016年在研發的投入強度為3.5億美元,大約為20億人民幣。

也就是說,國外一個仿真軟件公司一年的研發投入,相當于三個五年計劃軟件研發方面投入總和的10倍。

但歸根結底,中國在工業軟件上掉隊還是和國內制造業參差不齊的發展狀況有關,沙漠上實在難開出紅玫瑰來。

首先,工業軟件無法脫離企業。歐美工業歷經幾百年發展,三次工業革命,完成了工業化進程。有幾百年的時間充分試錯,總結了大量經驗,其工業軟件無論從發展動機還是知識和人才儲備上均具備優勢。

中國尚未經歷過完整的工業革命,工業化進程也出于未完成狀態,過去三十年幾乎是跑著跳著發展工業,也沒能給國產軟件一個培養的機會。天生就和國外本就有幾十年的技術代差,即使有性能不錯的軟件研發出來,應用上卻遠沒有國外軟件的"經歷豐富"。

其次,國外工業軟件進入中國市場的打法,也為后來市場格局產生了影響。國外許多知名軟件公司入華之初,都進過大學校園,通過捐贈和贊助的方式來推廣自己的軟件產品。導致大學科研院所在工業軟件方面失去了技術原理積累,沒了造血能力。

這些表面的"慈善之舉",一定程度上弱化了我國的研發實力,導致工業軟件領域差點被外資主動遞過來的洋拐棍兒給養成了殘疾人。

最后,因為工業軟件的研發投入大,回報低,無論是企業還是技術人才都不愿意涉足。再加上國內對知識產權保護不力,盜版橫行,花錢買正版的意愿也沒那么強烈,這也是國產軟件差距越來越大的主要原因。

Part.3中美科技站命門,怎么出牌

在大國博弈的關鍵檔口,工業軟件作為中美科技戰的命門之一,在此成為矚目的焦點。

復盤西方工業軟件發展史,自上世紀60年代波音、洛克希德、NASA等巨頭開始培育和研發;隨后由一眾軍火商、汽車商接棒,歷經半個世紀,最終演變為今天工業軟件市場的格局,誕生出西門子、PTC、施耐德電氣等工業軟件巨頭。

所以,只有優秀的工業企業群,才能衍生出優秀的工業軟件。

但如今主導國內工業軟件市場的卻是一眾IT企業,如用友、金蝶、漢得等,起先并沒有什么工業制造經驗。

這是由于中國工業企業早期的儲備不足,嚴重依賴國外軟件,給了國內IT企業切入這個領域,并引進-吸收借-鑒的時間。

不過這種情況也在慢慢改變,國內的工業企業開始發力工業平臺與軟件,將觸角伸向產業鏈上游,設計研發、高端制造得到越來越多工業企業的認同。華為、富士康都開發了自己的工業互聯網平臺。

還有一支不可忽視的隊伍——在移動互聯網稱王稱霸的企業,也開始向B端轉移。例如騰訊云和阿里云都發布了各自的工業互聯網平臺,兩家還在拉攏隊伍,砸下重金,誓要做出一點成績出來。

縱觀工業軟件發展的幾十年,可以清晰看到歐美政府在產業發展中的巨大作用:要政策給政策、要資金給資金、要人才給人才?恐娼鸢足y砸出來的行業話語霸權。中國的工業軟件要突圍,頂層設計是必不可少的一環,F在的政策層,已經在發力。

接下來怎么做,成了考驗這條賽道上的中國企業的關鍵。

首先,正視"落后"的現象,放大中國研發的"后發優勢",借鑒國外工業軟件編程的正確研發思路,繞過西方跳的坑犯的錯。

其次,利用自身互聯網、信息化方面的"先發優勢",把那些價格昂貴、只有大型企業才能承擔工業軟件,通過互聯網快速普及,實現工業軟件線上應用,惠及中小企業,全面振興國內基礎工業水平。

最重要的,還是工業產業鏈的"催生"。工業軟件本質上還是離不開工業硬件本身,通過特定領域制造業的發展,將工業軟件的研發納入產業鏈,國產工業軟件的商業化才是其快速崛起的關鍵所在。

與大部分目前被推在風口浪尖的所謂"技術"不同,工業軟件的開發需要長期的積累,只有不斷地開發、反饋和升級才能有效地提高軟件的市場競爭力,即便是蘋果、谷歌這樣的科技巨頭,想要快速在工業軟件領域有所作為也不現實。

在這個領域,再多的產品創意和科技實力也難以跨越。

只有中國制造強,國產的工業軟件才會真正強。

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