工業(yè)軟件，一場“毀滅”與“反毀滅”之戰(zhàn)

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

隨著10年更換周期的到來，預(yù)計我國機(jī)床行業(yè)將迎來大規(guī)模替換需求。

與此同時，集成電路設(shè)計類企業(yè)過去五年年復(fù)合增長率為28%，而服務(wù)這些設(shè)計類企業(yè)的EDA工具增長率僅為14%，對比下來，至少還有翻倍的空間。

因此，無論工業(yè)母機(jī)所需CAD/CAE，還是集成電路所需的EDA軟件，在未來五到十年內(nèi)都有肉眼可見的巨大增長潛力。

然而，我國在高端數(shù)控機(jī)床、高端集成電路設(shè)計與制造這兩大領(lǐng)域所需的工業(yè)軟件，卻長期被歐美少數(shù)幾個大廠所壟斷。前者的代表企業(yè)主要有日本發(fā)那科、三菱、德國西門子等，后者則主要由業(yè)界所稱的“三大家”，即Synopsys、Cadence、西門子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)計端融合度越來越高，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)軟件所帶來的數(shù)據(jù)安全已經(jīng)成為我國高端制造成敗的關(guān)鍵。為了更直觀地說明這個問題，在此舉三個例子。

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，會導(dǎo)致管理網(wǎng)安全風(fēng)險容易橫向傳播到數(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工具也就無從談起。

前一段時間，業(yè)界風(fēng)傳光刻巨人ASML可定位光刻系統(tǒng)操作地點且掌握所謂遠(yuǎn)程“毀機(jī)按鈕”。雖然ASML官方對此不置可否，但在工業(yè)母機(jī)行業(yè)，這是殘酷的現(xiàn)實——國外高檔數(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模塊確實可以實施遠(yuǎn)程監(jiān)控所銷售的數(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)軟件對機(jī)臺運(yùn)行所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)歸納整理和分析能力，所帶來的數(shù)據(jù)安全和企業(yè)機(jī)密掌控同樣不容低估。

近年來，負(fù)責(zé)集成電路制造的晶圓廠內(nèi)部的物流自動化成為國產(chǎn)替代的焦點。負(fù)責(zé)抓取、搬運(yùn)晶圓盒的天車系統(tǒng)（AMHS）供應(yīng)商成長很快，然而這一領(lǐng)域長期被村田、大福等少數(shù)日本廠商所壟斷，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。AMHS對晶圓盒的抓取速度、吞吐量都由AMHS數(shù)據(jù)中臺掌控?？梢哉f，AMHS不但事關(guān)晶圓廠開工效率，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，有可能會導(dǎo)致企業(yè)遭遇“開膛破肚”白盒化，即嚴(yán)重的數(shù)據(jù)泄露，商譽(yù)也會嚴(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前一段時間在和筆者對話時，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)線變賣，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)備市場后，設(shè)備OEM廠商以各種名義只賣設(shè)備不賣配套軟件，導(dǎo)致二手設(shè)備的翻新維護(hù)變得愈加困難。

中國大陸是全球最大的二手半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口地，在美國對高端半導(dǎo)體設(shè)備出口不斷收緊的情況下，二手設(shè)備這些年成為我國半導(dǎo)體制造，增加產(chǎn)能的重要工具。若無正版配套的升級維護(hù)軟件系統(tǒng)，二手設(shè)備很容易被強(qiáng)制報廢，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。

高端制造裝備已經(jīng)成為全球各大國高科技競爭的焦點，美國商務(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)制造體系就不怕沒有工業(yè)軟件？錯誤的論斷！

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

誠然，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，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，國外三大家的產(chǎn)品矩陣的拓展無不伴隨著密集的收購并購和業(yè)務(wù)拆分整合。這種“大魚吃小魚”，EDA+IP的戰(zhàn)略疊加研發(fā)實操中的knowhow積累，讓后來者“彎道超車”幾乎變得不可能。

EDA巨頭Synopsys多年來并購了大大小小的各類EDA+IP公司@anysilicon

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路設(shè)計分會理事長魏少軍教授在某年清華大學(xué)校友論壇中曾指出，中國臺灣雖然有著強(qiáng)大的半導(dǎo)體代工制造力，臺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，中國臺灣地區(qū)其實已經(jīng)沒有“生產(chǎn)整機(jī)能力”的可能，比如說一直未能發(fā)展出稍有規(guī)模的EDA廠商。其背后有一只看不見的手，在主導(dǎo)亞太地區(qū)IC供應(yīng)鏈生態(tài)角色分工。

無獨(dú)有偶，韓國在全球半導(dǎo)體分工體系中，長期以來形成了以存儲、面板為主的強(qiáng)勢特色領(lǐng)域，而且有了三星電子這樣幾乎無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海力士為主的存儲企業(yè)吃飽了高帶寬存儲HBM的紅利，然而時至今日，韓國在EDA領(lǐng)域的全球份額卻依然接近為零。

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