光刻机不是唯一，至今还有哪四大领域被美日德垄断？（上）

一叶_4024

2021年4月2日 10:05

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导读

中国的工业产能、工业出口规模早已经领先全球，尤其是中国制造业增加值占比达到世界市场份额的28%以上。值得一提的是，在联合国划定的所有工业门类和细分领域(41个工业大类，191个中类，525个小类)当中，中国是工业门类最齐全的，中国的很多企业被称为重量级玩家。

可是，中国工业企业要真正做大做强，仍有一些无法回避的关键短板——工业软件、重型燃气轮机、高端电容电阻、数控机床等。

01、工业软件领域

中国目前最大的工业软件企业属于华为技术。但即使华为十分强大，但在设计产品时，仍然需要用到美国的三家软件公司Synopsys、Cadence、Mentor提供的EDA(电子设计自动化)软件工具。值得一提的是，美国软件企业的芯片设计极为复杂，芯片里面拥有几十亿个晶体管，因此，他们的EDA工具的极限设计精度是很难替代的。

国内市场在核心工业软件领域：CAD研发设计类软件市场，被法国达索、德国西门子、美国PTC以及美国Autodesk公司占据达90%以上，国内数码大方、中望软件等只占不到10%的市场。CAE仿真软件市场领域，被美国ANSYS、美国ALTAIR、美国MSC等公司占据了几乎全部市场份额。即使技术含量较低的生产管理类工业软件领域，高端市场被德国SAP与美国ORACEL公司垄断90%以上。

工业软件绝不是简单的IT软件，更不是普通的互联网公司能够涉足其中的。比如其中的代码行数，全球最大的软件公司不是微软，也不是SAP（德国的全球领先软件公司），而是世界最大的军火商美国的洛克希德·马丁公司。

再来看下三大行业，比如制造业：AutoCAD、proIE、ug、SolidWorks、建筑业：AutoCAD、Revit、3dsMax、娱乐媒体：3dsMax、Maya、Autodesk Smoke，以上发现里面经常使用的软件，没有一个软件是我们研发的，它们全部来自国外的软件企业。

再比如国内各行各业几乎都在使用的软件AutoCAD，这是美国Autodesk（世界领先的设计软件和数字内容创建公司）的产品，它几乎垄断了中国所有的CAD工具，值得一提的是，在俄罗斯根本没有人使用AutoCAD，因为俄罗斯人使用的是nanoCAD, 是俄罗斯自己研发的CAD工具。

在工业软件领域如果缺乏核心，不亚于缺乏芯片技术一样。不过，中国管理软件和嵌入式开发做得还不错。事实上，如果要掌握工业软件核心技术，就要实现建模技术，虚拟仿真，数学运算，而这些完全依赖于数学算法，这些算法需要长时间的潜心研究及高端的人才。

德国最大的工业软件公司仍然不是西门子，也不是大众，更不是蒂森克虏伯，而是SAP SE（思爱普）。尽管只是一家软件公司，但它是一家引领着德国工业4.0国家战略的公司，虽然它在2019年世界500强中只排名427位，德国人厉害的是，世界500强中80%的公司却都是它的客户。

著名的SAP（System Applications and Products）软件就属于这家公司的产品，它是ERP（Enterprise-wide Resource Planning，芯片设计生产必备神器）解决方案的先驱，也是全球排名第一的ERP软件。 可以说，几乎每分每秒，SAP软件都运行在全世界120多个国家、超过172,000家企业的机房里。有人说，一旦SAP断供，三分之一的芯片企业会死得很难看。

日本的工业软件发展相对差一些。全球第三大经济体的日本，在软件销售方面仅次于美国，因为日本本土的工业软件却没有拿得出手的品牌。日本企业更愿意在制造业的硬件方面下功夫，不愿意花太多精力去研发软件。日本人他们更青睐于软件的外包开发。全球软件外包市场规模达到1000亿美元，而日本一家就占了十分之一。

比如经常帮日本写代码国家就是印度、中国和爱尔兰的码农。虽然日本没有十分全面的工业软件产业，但日本在某些方面仍然颇有建树，这主要源于日本企业及其喜爱嵌入式软件的开发。比如日本的精密机床、机器人和汽车，成为日本世界级品质的嵌入式软件的三大载体。

日本所有带有数字接口的设备，比如手表、微波炉、手机、数字电视、汽车等都使用嵌入式系统，并且这种嵌入式软件涉及的领域十分广泛。日本的这种方式，让日本小精尖的电子产品称霸全球几十年时间。

可以说，制造业的最核心技术其实就是工业软件，其中包括：逻辑编程、数据建立分析、设备驱动、程序更改、传感器应用等，这些全部都需依赖软件技术。

德国西门子、美国GE、法国施耐德之前为了维持他们传统的垄断地位，疯狂并购世界上的工业软件公司。比如2016年11月，德国西门子以45亿美元收购了全球三大电子设计自动化软件EDA之一的Mentor。

当前，进入中国工业领域的重要工业软件，包括研发类的CAD、CAE、CAM、CAPP，信息管理类的ERP、CRM、HRM，及生产控制类的MES、PCS、PLC，总共占比接近40%。此外，还有60%的嵌入式软件(嵌入特定设备的专用软件)，原因是工业企业对工业智能终端、工业传感器、工业自动化装备需求巨大。时至今日，可以说几乎每一件工业品的生产、每一台工业设备的上线运行，都是最先来自于工业软件中，然后才有最终实体的产品及运行实体。

中国工业发展的最大瓶颈就是工业软件，并且工业软件企业的发展水平及瓶颈将会成为下游企业掣肘因素。比如中国核电技术已达到世界一流实力，尤其是国产的华龙核电系统已走向了世界。但据业内人士透露，核电系统的软件采用的是德国西门子的NX软件(西门子公司提供的产品工程解决方案，NX软件设计的模型、生产制造过程的管理等起到很大的作用。

再比如在航天工业方面曾长期使用美国Analytical Graphics公司开发的STK分析软件，STK可以支持航天任务的全部过程，包括设计、测试、发射、运行和任务应用，目前STK最高版本是11.0。因此，工业软件往往被称为中国工业企业“短板中的短板”，在此领域需要发力追赶。

在CAD研发设计领域，法国达索、德国西门子、美国PTC以及美国Autodesk公司在中国市场的份额超过90%，国内数码大方、中望软件、山大华天等只不到10%的市场份额，神舟航天、金航数码也仅仅在航天领域拥有一定市场份额。

在CAE仿真软件领域，美国公司ANSYS、ALTAIR、NASTRAN占据的市场份额超过95%。但是目前国内的软件企业开始在汽车研发、建筑CAD等领域正发起奋力冲击。

在生产管理领域，德国SAP与美国ORACEL公司占有高端市场的90%以上，国内的用友、金蝶大约只占据中低端市场的80%左右。

值得一提的是，德国SAP公司的营收水平高达250亿欧元上下，曾经超过国内同行用友网络15倍以上。在生产控制领域，西门子、施耐德、GE、罗克韦尔也具有优势明显。而国内的南瑞、宝信、石化盈科因为在电力、钢铁冶金和石化行业积累多年，具有一定的竞争力。

EDA被认为是工业软件的尖端领域，我们的集成电路芯片技术的更新换代，主要一个制约因素就是EDA。值得一提的是，三家美国软件公司Cadence、Synopsys和Mentor占据了全球EDA行业营收的70%以上。

EDA主要用于芯片设计，设计费用也不断持续增加，而且每一次技术精度的迭代，软件都会有30%-50%的代码需要重新编写，软件所形成的瓶颈是其关键限制因素。

国内软件企业比较擅长管理软件(比如办公软件、财税软件)，而工程软件弱势明显，目前，国内80%的规划软件、50%的制作软件、95%的效劳软件依然无法做到自主可控。

02、重型燃气轮机领域

重型燃气轮机被称为制造业的"王冠"！原因是，它在技术复杂度上是最困难的少数几种工业产品之一，也是我国发展制造业强国的道路上的攻克方向。

燃气轮机轮机分为：重型燃机、中小型燃机和微型燃机。重型燃机通常专为工业发电设计、中小型燃机往往用于调峰、压气机和航空或舰船用动力系统。陆用中小型燃机又可分为工业燃机及航改燃。

欧美国家的船用燃机一般都是航改燃产品，而前苏联的产品大多为舰船专门研制，因此，前苏联的船用燃气轮机大小往往介于欧美船用燃机和工业燃机之间。因此，重型燃气轮机技术同航空用燃气轮机技术上差别很大，二者不能简单转换。

2019年上半年，全球前四大燃气轮机生产厂家在发电用燃气轮机市场的份额为：GE 占比49.66%，西门子占比26.13%，三菱日立占比12.36%，安萨尔多占比6.41%，目前，全球也仅有这四家可以生产最高水平的H/J级燃气轮机。

重型燃气轮机的级别越高代表着热效率也越高，E级燃气轮机的单循环热效率为34%左右，联合循环为53%左右。F级的单循环在38%左右，联合循环在57%左右。而效率越高，意味着同样的能源，将能够获得更多的电力，这个对于舰船、电厂等是十分关键的一个指标。

国内的东方电气生产过70多台300万MW的燃气轮机，虽然国产率达到了80%，但其核心的20%是无法买的，同时这些技术也没有人转让，无疑这些核心技术制约着我国向更高水平迈进。此后，东方电气完全自主研发出来50MW重型燃气轮机，为将来研制出来更大型的燃气轮机奠定了重要的基础。

之前世界上能独立研制重型燃气轮机的国家却只有美国、德国和日本。而重型燃机的研发制造水平往往很大程度上代表了一个国家的重工业水平。因为重型燃气轮机在研发上，不仅看重性能，还要强调性价比，必须能够为电厂等使用单位带来好的的效益。

好在中国已经成功研制出了50兆瓦级重型燃气轮机，实现了F级50兆瓦重型燃气轮机从无到有的突破。中国在重型燃气轮机三大体系的构建上日趋完善，实现了原型设计、设备制造和试验交付的三位一体。中国也成为了全球第五个完整掌握重型燃气轮机设计制造技术的国家。

来源于：先进制造业

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