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追趕與突圍,國產(chǎn)軟件如何化解基礎開發(fā)工具危機,?

2022-12-28
來源:智能進化論
關(guān)鍵詞: 國產(chǎn)軟件 集成電路 EDA

提到科技領(lǐng)域的“卡脖子”,,很多人會想到“缺芯少魂”?!靶尽敝感酒?,“魂”指操作系統(tǒng)等核心基礎軟件。長期以來,,我國在核心硬件生產(chǎn),、基礎軟件開發(fā)等方面高度依賴國外技術(shù),技術(shù)安全不容忽視,。

近年來,,在“缺芯少魂”四字背后,更讓產(chǎn)業(yè)界擔憂的是,,一些科技創(chuàng)新的底層基礎工具也存在被“卡脖子”的風險,。EDA禁令就是一個典型例子。2022年8月,,美國商務部發(fā)布規(guī)定,,對設計GAAFET(全柵場效應晶體管)結(jié)構(gòu)集成電路所必需的EDA軟件實施出口管制。GAAFET EDA軟件是實現(xiàn)3納米及以下制程的必要工具,,雖然我們芯片成熟制程仍未到3納米,,但這一禁令對未來中國芯片自主化和高端化發(fā)展無疑是沉重一擊。

在復雜的大國博弈中,,科技封鎖已經(jīng)從軟硬件技術(shù)和設備滲透到基礎工具層面,。如果說,EDA禁令更多影響的是芯片產(chǎn)業(yè)的未來,,那么在軟件基礎工具層面,,軟件開發(fā)工具一旦被“卡脖子”,則會立竿見影地影響軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。

顧名思義,軟件開發(fā)工具就是幫助人們開發(fā)軟件的工具,,是支撐從需求規(guī)劃,、開發(fā)、測試、發(fā)布的軟件全生命周期的必備工具?,F(xiàn)代化軟件開發(fā)是一套標準化流水線,,如果把其比作一個現(xiàn)代化的港口,各類軟件開發(fā)工具好比起重機,、龍門吊,、疏浚船、裝卸中心等現(xiàn)代化設備,,一旦軟件開發(fā)工具被封鎖斷供,,港口將退回到人工手拉肩扛的原始階段。

在中國軟件業(yè)蓬勃發(fā)展的今天,,“缺芯少魂”已經(jīng)成為大眾話題,,而軟件基礎工具的“卡脖子”風險則更像是巨大的灰犀牛,無疑需要業(yè)界重新思考與認知,。

1 中國軟件產(chǎn)業(yè):繁榮背后的“無根隱憂”

如果把中國軟件產(chǎn)業(yè)比作一棵樹,,在過去20年間,這棵大樹迎來了迅速生長,,枝繁葉茂,。

據(jù)《人民日報》報道,2012年到2021年的10年間,,我國軟件產(chǎn)業(yè)收入從約2.5萬億元增長到約9.5萬億元,,年增長率為16.1%。

從軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速看,,中國軟件增長速度足以傲視全球,。根據(jù)工信部統(tǒng)計,從2000年至2020年,,中國軟件市場整體規(guī)模實現(xiàn)了135倍增長,,美國為3.2倍。2020年,,中國軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模在全球軟件產(chǎn)業(yè)的占比已達24%,。

然而,數(shù)據(jù)繁榮的背后,,是軟件產(chǎn)業(yè)這棵大樹的根系孱弱,,自主創(chuàng)新起步仍然十分艱難。

長期以來,,軟件開發(fā)工具市場始終被歐美國家把持,。中國軟件協(xié)會的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2020年,,在全球操作系統(tǒng),、基礎軟件(含桌面,、數(shù)據(jù)庫、云操作系統(tǒng),、工具軟件等)領(lǐng)域,,美國業(yè)務收入占到全球的五分之四。

根據(jù)The Express Wire發(fā)布的2022年軟件開發(fā)工具市場分析報告,,全球軟件開發(fā)工具市場中,,北美地區(qū)市場份額超過50%,歐洲地區(qū)超過20%,。全球前十大軟件開發(fā)工具廠商中,,有6家是美國公司,其中不乏Microsoft,、Perforce,、Adobe、Oracle等知名公司,。

正如光刻機是芯片產(chǎn)業(yè)不可或缺的關(guān)鍵生產(chǎn)工具,,軟件開發(fā)工具就是軟件產(chǎn)業(yè)的根技術(shù)。它可提高軟件開發(fā)的質(zhì)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(fā)者提供各種不同程度的幫助。

軟件開發(fā)工具種類繁多,,包括項目管理工具,、代碼托管工具、代碼檢查工具,、編譯構(gòu)建工具,,以及部署、測試和發(fā)布環(huán)境的工具,。每一類工具都聚焦解決軟件開發(fā)流程中特定的問題,。比如,項目管理工具讓開發(fā)團隊能夠高效協(xié)作,,代碼托管工具解決開發(fā)者在跨地域協(xié)同,、多分支并發(fā)、代碼版本管理等方面的問題,,自動化軟件測試工具可以代替部分人工輸入,,提高測試效率,。

在全球化時代,中國軟件產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,,很大程度上受益于數(shù)字經(jīng)濟的“全球技術(shù)紅利”。在發(fā)展的風口上,,“造不如買”,、“沒必要重復造輪子”的技術(shù)觀點,在市場上也有一定的適用空間,。

如今,,隨著國際科技競爭、產(chǎn)業(yè)技術(shù)摩擦的日漸激烈,,逆全球化勢力不斷抬頭,,如果再不重視技術(shù)自主創(chuàng)新,再把產(chǎn)業(yè)建立在不受控制的外部技術(shù)根基上,,則無疑將對未來的進一步發(fā)展產(chǎn)生影響,。

以軟件開發(fā)工具最基礎的IDE領(lǐng)域為例,目前IDE領(lǐng)域已被多家國外軟件巨頭壟斷,,如Visual Studio,、Jetbrains。IDE是集成開發(fā)環(huán)境,,是把代碼編寫,、編譯、執(zhí)行等多功能綜合到一起的開發(fā)工具,。過去,,全球開發(fā)者基于微軟生態(tài)的Visual Studio、VScode等軟件開發(fā)工具,,將開發(fā)代碼貢獻至Github平臺,,在微軟生態(tài)不斷開發(fā)大量應用軟件,進一步強化了微軟等國際巨頭的市場壟斷,。

目前,,微軟有9000萬的開發(fā)者,為微軟生產(chǎn)了3800萬的應用,,而國內(nèi)仍尚無可與之匹配的工具鏈產(chǎn)品,,更遑論生態(tài)。在歐美軟件巨頭持續(xù)擴大壟斷優(yōu)勢的背后,,是國產(chǎn)軟件生態(tài)始終被壓制的發(fā)展“天花板”,,也是國產(chǎn)軟件繁榮背后的“無根”之痛。

2 基礎工具斷供的“達摩克里斯之劍”

軟件開發(fā)工具一旦被封鎖斷供,,危害有多大,?

每一家軟件公司和大型企業(yè)開發(fā)團隊都離不開軟件開發(fā)工具,。當前,國內(nèi)企業(yè)的普遍選擇是直接購買歐美的商用開發(fā)工具,。市場上部分可替代選擇的國產(chǎn)軟件工具,,往往也依靠國外開源技術(shù)進行包裝和“二次開發(fā)”。

業(yè)內(nèi)專家指出,,參考芯片EDA軟件“卡脖子”的先例,,不論是購買商用工具或基于開源自建,這兩條道路其實都是“看起來很美”,,實際風險仍然危機重重,。一旦受到國外制裁,國內(nèi)大量企業(yè),、研發(fā)團隊的軟件開發(fā),、迭代、更新和運維都會受到巨大沖擊,,乃至停擺,。其中,小到信息管理類工具,,如需求管理,、測試管理;大到代碼倉,、制品倉,、檢查等與出包強相關(guān)的工具,被制裁的風險都不容忽視,。

為此,,業(yè)界亟需明確兩大共識:

首先,商用版本不等于“無風險版本”,。

事實證明,,ICT技術(shù)商用版本的制裁,往往是國際經(jīng)濟摩擦中最常選擇也最容易執(zhí)行的手段,。以美國為例,,因美國商務部等發(fā)布的對外出口管制政策,從2019年至今,,已有超過600家中國企業(yè),、機構(gòu)陸續(xù)被列入美國“實體清單”,涉及清單的所有企業(yè)則不再有權(quán)獲取美國提供的各類商用技術(shù),。

以華為為例,,自2019年5月16日華為被列入“實體清單”以來,所有的美國軟件都即對華為斷供,,其中既包括ERP等核心應用軟件,,也包括操作系統(tǒng),、數(shù)據(jù)庫、中間件,、開發(fā)工具等基礎軟件,。比如,在美國2020年5月頒布的禁令中,,就明確地要求全球各大芯片制造廠禁止為華為生產(chǎn)用美國軟件設計的芯片,。也就是說,只要芯片代工廠還在使用美國軟件,,就不能為華為生產(chǎn)芯片。

商業(yè)制裁的風險,,連“學術(shù)無國界”的高等院校也不能幸免,。2020年,哈爾濱工業(yè)大學,、哈爾濱工程大學被美國軟件MATLAB“斷供”,。不僅軟件無法使用,學校師生還不能在公開發(fā)表的論文中出現(xiàn)任何使用MATLAB得到的圖表與數(shù)據(jù),。MATLAB有著“工科神器”之稱,,其在工科領(lǐng)域廣泛應用,涵蓋數(shù)學計算,、建模仿真,、電子通信、機械化工,、汽車航空,、電力能源、經(jīng)濟金融和生物醫(yī)學等學科,。

其次,,開源技術(shù)并非“完全中立”。

開源已經(jīng)成為軟件開發(fā)的主流趨勢之一,。然而,,越來越多的事實與先例也正警示著業(yè)界,開源工具,、開源平臺與技術(shù),,在政治與經(jīng)濟面前往往難以保持中立,開源也隨時可能成為科技制裁的武器,。

以全球最大的代碼托管平臺GitHub為例,,GitHub目前匯聚了全球3億個代碼倉庫,占全部開源軟件的90%,。但作為一家美國公司,,俄烏沖突期間,,GitHub已明確向俄羅斯開發(fā)者舉起封禁“手術(shù)刀”。2022年上半年,,俄羅斯銀行Sberbank,、俄羅斯最大的私人銀行Alfa-Bank和其他公司的賬戶率先遭到GitHub封禁,這些企業(yè)賬號先后經(jīng)歷了禁用代碼存儲庫,、賬號直接被平臺刪除等,。此后,與受制裁實體有合作關(guān)系的個人開發(fā)者賬號,、以前或現(xiàn)在在受制裁實體有工作經(jīng)驗的個人賬號都慘遭封禁,。

就封鎖俄羅斯開發(fā)者賬號一事,GitHub曾表示:“與在美國開展業(yè)務的任何公司一樣,,GitHub可能必須限制被認定為特別指定國民(SDN)或根據(jù)美國和其他適用的制裁法律被拒絕或被阻止的用戶和客戶,,或者可能代表被阻止使用GitHub的用戶和客戶團體?!?/p>

“同時,,GitHub的愿景是成為開發(fā)者協(xié)作的全球平臺,無論開發(fā)者居住在哪里,。我們會徹底審查政府制裁,,以確保用戶和客戶不會受到超出法律要求的影響?!?/p>

專家認為,,不論是商用工具軟件或者是開源技術(shù),對國產(chǎn)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言都是一把“雙刃劍”,。從長遠來看,,只有打造國產(chǎn)自主的軟件生態(tài),才能真正打開我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的上限空間,。

3 培育一片森林,,最好的時間是現(xiàn)在

科幻小說《三體》中,三體人通過對地球文明的基礎科學進行封鎖,,將人類科技的發(fā)展鎖死在低級階段,。在當前的國際競爭中,科技創(chuàng)新領(lǐng)域的“卡脖子”則并非牢不可破的科幻傳說,,破解之道,,核心在于加快自主創(chuàng)新。

當前,,全球軟件產(chǎn)業(yè)的商用工具,、技術(shù)標準、技術(shù)演進趨勢等基本都由歐美企業(yè)把持?!氨鶅鋈?,非一日之寒”,從開發(fā)工具,,到操作系統(tǒng),、數(shù)據(jù)庫、中間件,,美國軟件企業(yè)對根技術(shù)的研發(fā)由來已久,,軟件產(chǎn)業(yè)的根系非常堅固。而中國的軟件產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展和追趕,,已基本構(gòu)建了相對完整的結(jié)構(gòu)脈絡,,但總體仍十分孱弱。

近年來,,隨著中興,、華為事件和中美貿(mào)易摩擦,越來越多企業(yè)開始走上自研創(chuàng)新之路,,在無人區(qū)的探索中積累了寶貴的一手經(jīng)驗。其中,,最佳的觀察樣本無疑就是華為,。

2019年之前,華為公司的軟件工具多采用“購買+自研”模式,,開源軟件,、商用軟件、自研產(chǎn)品并存,。為破解軟件開發(fā)工具 “卡脖子”風險,, 華為于2019年開始進行去美國化自研,范圍涉及硬件(X86->ARM),、操作系統(tǒng)(Linux/Windows->歐拉),、數(shù)據(jù)庫(Oracle->GaussDB)、中間件,、應用軟件改造等幾個大類的全棧自研替換,,涉及幾百個組件的替換,千萬行代碼的測試驗證,。

歷經(jīng)3年,,在軟件開發(fā)工具領(lǐng)域,華為已全部實現(xiàn)去美國化,。同時,,開源軟件依賴也具備自主演進能力,消除了軟件供應鏈風險。

實際上,,軟件開發(fā)工具的自研不可能一蹴而就,,華為也是如此。如果回顧華為軟件開發(fā)工具的自研時間表,,從第一行代碼的創(chuàng)新到今天完全“去美化”的成熟產(chǎn)品矩陣,,華為投入的研發(fā)時間跨度長達20余年。內(nèi)部人士介紹,,早在2000年左右,,華為就因自身業(yè)務快速發(fā)展,開始加快軟件研發(fā)工具的自研,,這些研究構(gòu)成了現(xiàn)在完全自主可控的基礎,。

由此可見,華為是極少數(shù)擁有底線思維的企業(yè),,類似的還有海思芯片,。多年前,華為做出過一次極限生存的假設,,“預計有一天,,所有美國的先進芯片和技術(shù)將不可獲得”。從這個“永遠不會發(fā)生的假設”為起點,,早在2004年華為就成立了海思半導體,,為公司的生存默默“打造備胎”。后來假設成真,,海思也從備胎“轉(zhuǎn)正”,,成為華為自主研發(fā)的標桿之一。

如今,,在軟件開發(fā)工具領(lǐng)域,,經(jīng)過漫長的技術(shù)迭代,華為逐漸形成了CodeArts軟件開發(fā)生產(chǎn)線,,可以支持web開發(fā),、移動應用開發(fā)、微服務開發(fā),、Cloud Native應用開發(fā),、嵌入式開發(fā)等典型研發(fā)場景。

在代碼倉,、制品倉等核心開發(fā)工具方面,,華為開發(fā)工具性能已達到或超越國際同行水平,可實現(xiàn)完全替代美國產(chǎn)品,。對于新生的產(chǎn)品,,超大規(guī)模復雜業(yè)務的驗證是最有力的證明。“自己的降落傘自己先跳”,,作為業(yè)務遍布全球170多個國家和地區(qū)的科技集團,,軟件開發(fā)工具好不好用,要先過華為自用這一關(guān),。

目前,,CodeArts已經(jīng)過華為云、華為電信產(chǎn)品,、終端云消費業(yè)務,、芯片研發(fā)等業(yè)界高標準、大規(guī)模的軟件研發(fā)業(yè)務嚴苛考驗和工程應用,。這些底層開發(fā)工具,,不僅在華為內(nèi)部實現(xiàn)了完全替代,而且成功溢出到外部市場,。目前,,華為云軟件開發(fā)生產(chǎn)線CodeArts已吸引來自政府、金融,、教育,、物流、軟件等十多個行業(yè)百萬級使用者,。

在軟件開發(fā)領(lǐng)域,,華為還不斷針對細分領(lǐng)域推出基礎工具。比如軟件研發(fā)管理與團隊協(xié)作工具華為云CodeArts Req,,面向企業(yè)大規(guī)模研發(fā)場景,已全面覆蓋華為公司云,、管,、端、車,、芯等相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā),,實現(xiàn)月API調(diào)用量超過15億次、累計管理5000多萬需求,。

從華為的例子不難看出,,國產(chǎn)軟件產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)根技術(shù)的突破,必須走自主研發(fā)的道路,,實現(xiàn)原創(chuàng)新突破,。而且不能再有任何猶豫等待,“卡脖子”危機就是最好的機會,,現(xiàn)在就要開始出發(fā),。

根深才能葉茂,只有將軟件根技術(shù)的創(chuàng)新掌握在自己手中,才能構(gòu)建產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基石,,繼而使能上層應用軟件百花齊放,。如果說,過去十年中國軟件產(chǎn)業(yè)借助西方成熟的根技術(shù)實現(xiàn)了快速追趕,,那么下一個十年,,我們能否擺脫“卡脖子”危機,擁有自己的硬核根技術(shù),,取決于現(xiàn)在如何選擇,。



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