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工業(yè)軟件，一場(chǎng)“毀滅”與“反毀滅”之戰(zhàn)

根據(jù)德國(guó)德國(guó)機(jī)床制造商協(xié)會(huì)VDW數(shù)據(jù)，2022年全球機(jī)床產(chǎn)值803億歐元，中國(guó)大陸機(jī)床產(chǎn)值全球占比32%，我國(guó)機(jī)床消費(fèi)中進(jìn)口依賴(lài)度從2018年的33%下降至2022年的24%。不過(guò)中國(guó)大陸依然是德國(guó)機(jī)床主要的出口地。

隨著10年更換周期的到來(lái)，預(yù)計(jì)我國(guó)機(jī)床行業(yè)將迎來(lái)大規(guī)模替換需求。

與此同時(shí)，集成電路設(shè)計(jì)類(lèi)企業(yè)過(guò)去五年年復(fù)合增長(zhǎng)率為28%，而服務(wù)這些設(shè)計(jì)類(lèi)企業(yè)的EDA工具增長(zhǎng)率僅為14%，對(duì)比下來(lái)，至少還有翻倍的空間。

因此，無(wú)論工業(yè)母機(jī)所需CAD/CAE，還是集成電路所需的EDA軟件，在未來(lái)五到十年內(nèi)都有肉眼可見(jiàn)的巨大增長(zhǎng)潛力。

然而，我國(guó)在高端數(shù)控機(jī)床、高端集成電路設(shè)計(jì)與制造這兩大領(lǐng)域所需的工業(yè)軟件，卻長(zhǎng)期被歐美少數(shù)幾個(gè)大廠(chǎng)所壟斷。前者的代表企業(yè)主要有日本發(fā)那科、三菱、德國(guó)西門(mén)子等，后者則主要由業(yè)界所稱(chēng)的“三大家”，即Synopsys、Cadence、西門(mén)子EDA為代表。這些歐美巨頭形成的高護(hù)城河和生態(tài)壁壘，讓中國(guó)高端制造業(yè)不得不花費(fèi)巨資獲取軟件授權(quán)。而且在制造-設(shè)計(jì)端融合度越來(lái)越高，軟硬件數(shù)據(jù)優(yōu)化協(xié)同的大背景下，毫不夸張地講，工業(yè)軟件所帶來(lái)的數(shù)據(jù)安全已經(jīng)成為我國(guó)高端制造成敗的關(guān)鍵。為了更直觀(guān)地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，在此舉三個(gè)例子。

例一。根據(jù)數(shù)控機(jī)床工作原理，如果數(shù)控網(wǎng)絡(luò)與管理網(wǎng)邊界缺少必要的邊界防護(hù)措施，會(huì)導(dǎo)致管理網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)容易橫向傳播到數(shù)控網(wǎng)絡(luò)；數(shù)控設(shè)備經(jīng)常需要遠(yuǎn)程維護(hù)，如果沒(méi)有自主研發(fā)、成體系的工業(yè)軟件，那么軟件運(yùn)維，包括相應(yīng)的debug工具也就無(wú)從談起。

前一段時(shí)間，業(yè)界風(fēng)傳光刻巨人ASML可定位光刻系統(tǒng)操作地點(diǎn)且掌握所謂遠(yuǎn)程“毀機(jī)按鈕”。雖然ASML官方對(duì)此不置可否，但在工業(yè)母機(jī)行業(yè)，這是殘酷的現(xiàn)實(shí)——國(guó)外高檔數(shù)控系統(tǒng)基本都是驅(qū)控一體的全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中嵌入的GPS模塊確實(shí)可以實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控所銷(xiāo)售的數(shù)控系統(tǒng)，包括但不限于調(diào)試維護(hù)、新數(shù)據(jù)更新導(dǎo)入等，在極端情況下，可以遠(yuǎn)程中斷數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行。

例二。工業(yè)軟件對(duì)機(jī)臺(tái)運(yùn)行所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)歸納整理和分析能力，所帶來(lái)的數(shù)據(jù)安全和企業(yè)機(jī)密掌控同樣不容低估。

近年來(lái)，負(fù)責(zé)集成電路制造的晶圓廠(chǎng)內(nèi)部的物流自動(dòng)化成為國(guó)產(chǎn)替代的焦點(diǎn)。負(fù)責(zé)抓取、搬運(yùn)晶圓盒的天車(chē)系統(tǒng)（AMHS）供應(yīng)商成長(zhǎng)很快，然而這一領(lǐng)域長(zhǎng)期被村田、大福等少數(shù)日本廠(chǎng)商所壟斷，二者市占率高達(dá)90%。

某蘇州AMHS制造商總經(jīng)理前一段時(shí)間告訴筆者，AMHS系統(tǒng)需要高度的定制化服務(wù)，所需的軟件系統(tǒng)成為各家打出差異化的突破點(diǎn)。AMHS對(duì)晶圓盒的抓取速度、吞吐量都由AMHS數(shù)據(jù)中臺(tái)掌控。可以說(shuō)，AMHS不但事關(guān)晶圓廠(chǎng)開(kāi)工效率，還高度涉及企業(yè)月度、年度產(chǎn)能核心機(jī)密。這一領(lǐng)域的工業(yè)軟件如果仰人鼻息，有可能會(huì)導(dǎo)致企業(yè)遭遇“開(kāi)膛破肚”白盒化，即嚴(yán)重的數(shù)據(jù)泄露，商譽(yù)也會(huì)嚴(yán)重受損。

例三。歐洲最大的二手設(shè)備制造商SDI Fabsurplus總裁Stephen Howe前一段時(shí)間在和筆者對(duì)話(huà)時(shí)，感慨近些年官司不斷，訴訟成本高漲。原因就在于設(shè)備商把淘汰或者閑置的產(chǎn)線(xiàn)變賣(mài)，很多大型名貴設(shè)備包括很多光刻設(shè)備進(jìn)入二手設(shè)備市場(chǎng)后，設(shè)備OEM廠(chǎng)商以各種名義只賣(mài)設(shè)備不賣(mài)配套軟件，導(dǎo)致二手設(shè)備的翻新維護(hù)變得愈加困難。

中國(guó)大陸是全球最大的二手半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口地，在美國(guó)對(duì)高端半導(dǎo)體設(shè)備出口不斷收緊的情況下，二手設(shè)備這些年成為我國(guó)半導(dǎo)體制造，增加產(chǎn)能的重要工具。若無(wú)正版配套的升級(jí)維護(hù)軟件系統(tǒng)，二手設(shè)備很容易被強(qiáng)制報(bào)廢，不但造成資源配置的巨大浪費(fèi)，也影響芯片制造體系的整體升級(jí)。

高端制造裝備已經(jīng)成為全球各大國(guó)高科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，美國(guó)商務(wù)部不斷收緊EDA出口管制，高精尖工業(yè)軟件是否能自主可控的問(wèn)題，已經(jīng)可以上升到“毀滅”與“反毀滅”的高度。

有了工業(yè)制造體系就不怕沒(méi)有工業(yè)軟件？錯(cuò)誤的論斷！

工業(yè)軟件被譽(yù)為工業(yè)皇冠上的明珠，觀(guān)察者網(wǎng)之前就“工業(yè)軟件”問(wèn)題撰文時(shí)，讀者評(píng)論最高贊的一條是“我們已經(jīng)擁有了世界上少有的全鏈條工業(yè)制造體系，不怕沒(méi)有配套的工業(yè)軟件?！?

誠(chéng)然，軟件所需的數(shù)據(jù)投喂、加密分析和算法的迭代往往伴隨同樣處在制造端上游的設(shè)備、材料一同成長(zhǎng)，坊間所云“一代設(shè)備，一代材料，加一代軟件有一代工藝”，但工業(yè)軟件卻有其獨(dú)特的技術(shù)邊界和生態(tài)演進(jìn)特色。以集成電路EDA為代表，國(guó)外三大家的產(chǎn)品矩陣的拓展無(wú)不伴隨著密集的收購(gòu)并購(gòu)和業(yè)務(wù)拆分整合。這種“大魚(yú)吃小魚(yú)”，EDA+IP的戰(zhàn)略疊加研發(fā)實(shí)操中的knowhow積累，讓后來(lái)者“彎道超車(chē)”幾乎變得不可能。

EDA巨頭Synopsys多年來(lái)并購(gòu)了大大小小的各類(lèi)EDA+IP公司@anysilicon

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)理事長(zhǎng)魏少軍教授在某年清華大學(xué)校友論壇中曾指出，中國(guó)臺(tái)灣雖然有著強(qiáng)大的半導(dǎo)體代工制造力，臺(tái)積電一家就占了全球所有pure foundry市占份額的約六成，與聯(lián)電、力積電共同構(gòu)成了芯片代工島內(nèi)生態(tài)。但幾十年來(lái)，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)其實(shí)已經(jīng)沒(méi)有“生產(chǎn)整機(jī)能力”的可能，比如說(shuō)一直未能發(fā)展出稍有規(guī)模的EDA廠(chǎng)商。其背后有一只看不見(jiàn)的手，在主導(dǎo)亞太地區(qū)IC供應(yīng)鏈生態(tài)角色分工。

無(wú)獨(dú)有偶，韓國(guó)在全球半導(dǎo)體分工體系中，長(zhǎng)期以來(lái)形成了以存儲(chǔ)、面板為主的強(qiáng)勢(shì)特色領(lǐng)域，而且有了三星電子這樣幾乎無(wú)所不包的超大型半導(dǎo)體企業(yè)。在當(dāng)今這一波AI加速器狂飆突進(jìn)中，以SK海力士為主的存儲(chǔ)企業(yè)吃飽了高帶寬存儲(chǔ)HBM的紅利，然而時(shí)至今日，韓國(guó)在EDA領(lǐng)域的全球份額卻依然接近為零。

由此可見(jiàn)，工業(yè)制造體系的規(guī)模，并不一定意味著工業(yè)軟件也會(huì)隨著硬件和設(shè)計(jì)理念的升級(jí)換代而協(xié)同進(jìn)步，越來(lái)越多的國(guó)家已經(jīng)意識(shí)到，當(dāng)今如果沒(méi)有強(qiáng)有力的以國(guó)家意志為主導(dǎo)的頂層設(shè)計(jì)，以清晰明確的產(chǎn)業(yè)政策配合資本市場(chǎng)的高力度扶持，幾乎不可能在工業(yè)軟件中突破對(duì)手的生態(tài)壟斷壁壘。