作者 | 万佳
“2002 年,清华大学与中国科学院计算技术研究所合作,联合培养基础软件人才。截至 2009 年 12 月,共培养了近 20 个编译器方向的博士。但是,结果有超过四分之三的人却出国了,在硅谷工作。那时,我亲手培养的博士,其中有 5 位在谷歌。为什么他们不留在国内?因为他们找不到与自己相匹配的工作,并且国内企业也舍不得雇佣这些人。”一位编译器专家回忆说。
留不住优秀人才,这不仅是国产基础软件一直以来的产业现状,而且也制约着整个产业的发展。
1 数字经济的底座
基础软件包括操作系统、数据库、中间件和编程语言(含编译器等),它们不仅是 IT 行业的两大核心之一(另一大核心是以芯片为代表的硬件),而且是数字经济的发展基础。根据中国信通院发布的《中国数字经济发展白皮书》显示,2020 年,我国数字经济依然保持蓬勃发展,规模达到 39.2 万亿元,占 GDP 比重为 38.6%。同时,数字经济依然保持 9.7% 的高位增长,是 GDP 增速的 3 倍多。
由中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的最新的《中国互联网络发展状况统计报告》表明,截至今年 6 月,我国网民规模达 10.11 亿,互联网普及率达 71.6%,手机网民规模达 10.07 亿。
报告指出:十亿用户接入互联网,形成了全球最为庞大、生机勃勃的数字社会。截至 2021 年 6 月,8.88 亿人看短视频、6.38 亿人看直播,短视频、直播正在成为全民新的娱乐方式;8.12 亿人网购、4.69 亿人叫外卖,全民的购物方式、餐饮方式正在发生悄然变化;3.25 亿人使用在线教育、2.39 亿人使用在线医疗,在线公共服务进一步便利民众。
可以说,中国数字经济的“万丈高楼”起于基础软件。没有基础软件,就没有数字经济的繁荣发展。
2 与国家信息安全息息相关
更重要的是,基础软件不仅影响数字经济的发展,而且事关国家信息安全。
2013 年 6 月,美国中央情报局前雇员爱德华•斯诺登曝光美国政府的“棱镜”计划,一时间,举世震惊。但是,这也让有识之士认识到信息安全是摆在政府和企业面前的重大问题。而公认的一个解决方案是采用国产设备和软件,因为只有使用中国企业自主研发的芯片、服务器、操作系统、数据库等产品,才能实现自主可控,保证企业和国家信息安全。
如果说“棱境门”事件让国人认识到国产基础软件的重要性,那么卡脖子事件则暴露出困扰中国科技领域长期存在的“缺芯少魂”问题。它再次警示我们,如果自己不掌握核心关键技术,那么很容易被“卡脖子”。
近年来,卡脖子事件越发频繁。从芯片、安卓系统到电子设计自动化(EAD)软件、MATLAB,从华为、中兴到海康威视、大华科技、中科曙光等。比如 2020 年 6 月,美国宣布对哈尔滨工业大学与哈尔滨工程大学实施制裁,禁止两所高校使用美国 MathWorks 公司开发的 MATLAB 软件,而该软件被广泛用于理工科研究中。
这些事件不断提醒我们:国产基础软件的建设和发展刻不容缓。
俗语说,“基础不牢,地动山摇”。这句话可谓恰到好处地概括了国产基础软件的状况。因为国产基础软件发展不行,我们才不得不依靠国外。因为依赖国外,我们才容易被“卡脖子”。
3 薄弱的国产基础软件
如果只用一个词来形容国产基础软件的发展情况,笔者能想到的是:薄弱。
众所周知,软件分为基础软件和应用软件。据悉,应用软件涉及范围广,细分多,不同领域的应用软件国产化程度有差异,但整体而言,国产应用软件整体成熟度领先于基础软件,部分国产软件已具备全球竞争力,如在证券 IT、建筑 IT、银行 IT 和政务软件等领域已基本完全国产化。
可以说,国产应用软件属于“百花齐放”,发展非常繁荣。但是,国产基础软件却很薄弱,与国外(主要是美国)的差距很大。
我们先看国产基础软件的发展现状。首先,在专业人才上,国产基础软件缺乏核心人才。 虽然国内每年的高校毕业生有 700-900 万,加上高职高专等毕业生,每年毕业生规模超过千万。但是,真正去做操作系统、数据库和中间件等基础软件领域的人非常少,大部分的人都去做应用开发,比如开发 App。
一名业内专家表示,国内能进行内核开发的人不超过 1000 人。并且,有些高校的计算机学院甚至把操作系统从必修课变成选修课,能进行系统教学的老师也非常少。此外,从研究所来看,国内真正有软件研究的机构也很少,除了中科院软件所有几百人,其他做基础软件的理论研究和技术创新的机构屈指可数。
正所谓,根深才能叶茂。缺少人才,国产基础软件产业就发展不起来,无法进行创新。
该专家称,基础软件领域,以操作系统为例,它有大量核心技术工作要做,并且还有很多关键技术亟待突破。但是,突破需要投入高水平人才。而目前,国产基础软件面临大量的人才缺口,无论是高校,还是其他方面积累的人才远远不够。
“根本原因还是搞操作系统太累,赚不到钱,整个市场没有发展起来,整个产业生态没有建立。只有把产业生态做起来,有足够的技术投入和有效的产出,技术人才能获得相应的回报,国产基础软件产业实现正循环。这样,自然而然有更多的人愿意投入到这个产业。”这位专家说。
其次,在核心技术上,操作系统、数据库等都是根技术,而根技术细分又有很多原子根技术。比如 openEuler 的内核 Linux 是非常关键的,Linux 5.1x 版本有近 3000 万行代码,如果不掌握其关键技术,未来谈安全、发展和创新都是不可能的。
最后,在应用生态方面,一旦技术问题解决后,核心问题就变成“有没有人用”。过去,虽然国产基础软件有些突破,但也面临 “东西能做出来,但用不起来” 的困境。简言之,只有 0 到 1,没有 1 到 N。
比如,1992 年“计算机操作系统开发”被正式批准在“八五”攻关计划中立项,后来在“九五”攻关计划中延续。1993 年,课题组推出第一个操作系统 Cosix 1.0,后来又推出 Cosix V 2.0、Cosix V 2.1。但由于缺乏通用应用软件的支持,Cosix 在市场上反响平平,最后无疾而终。
上述业内专家表示,“从 2010 年开始提‘缺芯少魂’,中国组织了一次又一次的攻关,但攻关结束后,项目即束之高阁。这就是没有把技术的 0 到 1 突破与 1 到 N 的产业复制结合起来。所以,我们要强调‘政产学研用’的循环。”
在笔者看来,无论是专业人才,还是核心技术和应用生态,国产基础软件的现状不容乐观。如果拿国产基础软件与国外(主要是美国)相比,简直让人触目惊心。
据公开数据显示,2020 年,全球基础软件领域,美国业务收入 0.81 万亿美元,占全球业务收入 80%,而中国的业务收入仅占美国的 4%。例如,在桌面操作系统市场,Windows 市场占有率高达 88.14%;移动操作系统市场,谷歌的 Android 和苹果的 iOS 累计市场占有率为 97.93%。
中国基础软件不仅全球市场份额少,而且国内市场也被海外厂商(主要是美国)所垄断。中国三大基础软件领域,操作系统、数据库、中间件市场外资占比分别为 92.9%、64.8% 和 51.1%。据 2020 年 Gartner 全球软件市场收入分析报告显示,在中国 Linux 服务器操作系统领域(不含免费开源的服务器操作系统),RedHat 的市场份额为 69.6%,SUSE 市场份额为 15.9%,Oracle 的市场份额为 5.4%,Ubuntu 市场份额为 1%,其他品牌市场份额为 7.8%。
这些数据深刻表明,一方面,我国基础软件产业市场非常薄弱;另一方面,海外厂商(主要是美国)在国内市场占主导,掌握着主动权。
4 发展三十年,国产基础软件为什么没起来?
从 20 世纪 90 年代到现在,国产基础软件已经发展三十年。这三十年,国产基础软件项目几经沉浮,企业越做越辛苦,国产基础软件企业发展相对比较缓慢。
几年前,工信部信软司发表了《<信息产业发展指南>解读:基础软件和工业软件》的文章。该文指出了国产基础软件存在三大主要问题:
与此同时,有业内专家补充了几点:一方面,国内对知识产权的保护不够,存在大量盗版软件;另一方面,国内对软件价值的认可度不高,有数据显示,中国的软件平均使用量占全球的 25-30%,但产生的价值只有 5%,产业价值被严重压低。
此外,产业规模小,力量分散。RedHat 在 2020 年营收为 34 亿美金,Oracle 同期营收高达 405 亿美金,而中国做操作系统的企业有 20-30 家,数据库企业有 100 多家,但营收超 5 亿且规模超过 500 人的企业少之又少。简言之,产业规模没有发展起来,企业很分散。
值得一提的是,国内长期以来对软件存在一些错误观念,比如造不如买,买不如租;重硬轻软。 先说“造不如买,买不如租”。倪光南院士在参加“2019 软件绿色联盟开发者大会”时讲了一件事:
国家支持了一个项目叫熊猫系统,它由华大九天承担,目的是发展中国的 EDA 软件。为什么?当时,有个发达国家对中国实施禁运,我们只能自己干。但什么时候不做了呢?1994 年,禁运被解除,这对我们实际起到什么作用呢?作用相反,因为能买到这些软件,所以有些人说干嘛还要自己花钱花力去做呢。1994 年后,这个项目没人支持。现在,好多地方都在做这个事,华大九天继续在做。假如我们当时继续做,现在世界上不是只有美国三家,中国也会有一家,而现在没有,很可惜!
再说重硬轻软。传统上,买一个硬件或盒子,领导觉得值 1000 万,很高兴。如果是看到一张光盘,就会问:光盘为什么卖 1000 万?为什么这个软件值 1000 万,是不是有问题?现在流行开源,软件免费,为什么要花钱买?这些疑问说明国内对软件价值的认知依然没有转变过来。
这些观念很大程度上阻碍了国产基础软件的发展。用户购买时,认为软件不值钱;削减预算时,用户率先把基础软件的费用砍掉。但是,用户从未想过基础软件需要持续的投入人力、物力和财力,并且持续维护,不断创新。
还有一个非常重要的原因,国内企业追求“短平快”,缺乏耐心。事实上,基础软件技术门槛较高、投入大、周期长,如果缺乏耐心,那么企业就会想着“挣快钱”,无法长期只做一件事。缺乏耐心的另一种表现是投机取巧。有些企业“换换皮、刷刷漆”,把外面的东西加个包装,打着国产的招牌,“招摇撞骗”。倪光南院士曾评价,“这个是国外的,你说是国产的,不符合现实,我们不能容忍弄虚作假。这个软件我们有了不需要自己做,很大的问题,你就不想自己努力,想取巧,这不符合当前主张。有这种思想、有这种行为,将会影响我们弥补短板,跟上发达国家。”
5 国产基础软件的“雄起”时刻来了吗?
近两年,国产基础软件与开源相结合,让我们看到国产基础软件的发展迎来一丝曙光,比如 欧拉(openEuler)、鸿蒙 等。
以 欧拉为例,它于 2019 年 12 月 31 日正式开源,今年 3 月发布 21.03 版本。经过 21 个月的运营,社区有超过 6000 名贡献者,成立了 91 个 SIG 兴趣组,超过 90 家国内领先的企业参与社区建设。中国领先的操作系统厂家:麒麟软件、统信软件、中科院软件所、普华软件、麒麟信安、拓林思,纷纷加入社区并发布了商业发行版,同时他们也积极参与社区建设。其中,麒麟软件已经成为社区第二大贡献者、规模商用节奏最快。此外,欧拉在今年华为的 HC2021 有新的举措。
对国产基础软件来说,新时机已经到来。一方面,摩尔定律在未来十年可能失效,IT 产业的变革将从通用的 CPU 蜕变成以各种应用为主的架构。 英特尔 X86 架构不再“一统天下”,国产芯片如雨后春笋般涌现,包括鲲鹏、飞腾。
技术架构的革新是软硬件结合。 国产芯片面世,新架构诞生,原来一款芯片支持所有产品的时代逐渐消亡,多样性算力时代到来。不同的处理器与软件组合满足不同的场景需求。这对国产基础软件既是挑战,也是机会,因为国内企业有了很多的创新机会。某种意义上,大家站在同一个起跑线。
并且,国家政策大力支持国产基础软件。“十四五”规划提到:聚焦高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域,加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用。支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务。同时,中国首个开源基金会开放原子开源基金会在去年正式成立。
如果把国产基础软件发展分为四个阶段:开拓、发展、成熟和领导。那么,有业内专家认为国产基础软件正处于第一阶段向第二阶段的转变。
如果想有更大的发展和更好的成长空间,这位专家表示,国内企业要蜕变,从没有能力到有能力。国内企业需要掌握关键技术,这样才能变成能力型企业,有自己的竞争力产品。同时,未来,这个产业会不断向前发展,也会有规模较大的中国公司发展起来,还会出海。那到底是谁?任何一家公司都有机会。大家共同发展,在这个过程中螺旋式上升,迭代式发展。
6 写在最后
俗话说,“三十年河东,三十年河西。”过去三十年,国产基础软件不断突破,又不断沉沦,跌了跤,踩了坑,积累了经验和教训。虽然国产基础软件现在很薄弱,但是新时机下,我们迎来发展新契机,与国外站在了同一起跑线。这是新三十年的开始,让我们拭目以待!