在ICT领域,我国在底层核心技术上被“卡脖子”,这已经是个老生常谈的话题。当前,经历了国际形势的剧烈变化,市场不确定性进一步增强,再加上“后疫情时代”以及数字化转型升级的催化,彻底解决“卡脖子”的问题已经到了刻不容缓的时候。
以前,“卡脖子”现象表现得最突出的是在硬件领域,芯片、网络、存储等,不一而足。但是,软硬不分家,硬件能力的施展离不开软件的支撑。基于软件能力的提升,以减少对芯片等核心硬件的需求和依赖,同时提升产品的竞争力,不啻为一条“捷径”。
然而,我国现有基础软件的发展,又能否堪当大任呢?
摆脱“缺芯少魂” 基础软件再图强
谈及我国基础软硬件产业发展现状,中国工程院院士郑纬民一针见血地指出:过去,我国信息产业的创新主要强在应用层,而核心的基础软硬件相对薄弱,也就是我们常说的“缺‘芯’少‘魂’”;在当前日益复杂的国际形势下,我们必须要加大处理器、操作系统、数据库等基础软硬件的投入,构建起全栈创新的计算产业生态。
在基础软件领域,我们必须面对的现实是:国内95%以上的市场份额仍被国外商用或开源软件所占据;国产操作系统在核心技术的研发上投入不足,难以构建起自己的核心产业链;在数据库领域又力量分散,关键业务商用能力不足,缺乏统一的路线和标准……
有业内专家指出,我国基础软件发展有“四大软肋”:对软件知识产权的保护亟待加强;人们对软件价值的认可度有待提升;软件的正版化率还要进一步提高;软件产业要更快实现规模化发展。当前,我国的操作系统厂商有二三十家,数据库厂商超过100家,其中稍有些名气、人数超过20人的企业就有80多家,相比国外知名软件厂商,营收规模不大且过于分散。这就像是摊开的手掌,而只有手指握紧,攥成拳头,才能强力突破。
其实,从政府到软件行业、企业乃至用户,早就意识到了基础软件发展存在的瓶颈,过去这几十年也一直在努力寻求突破的“窗口”。近日,中国电子信息行业联合会发布了2021年度软件和信息技术服务企业竞争力报告及百强企业。从中可以看出,百强企业一方面着力夯实产业基础,聚焦操作系统、芯片、数据库、中间件及各类应用软件的集成、适配、优化;另一方面,以云计算、大数据、人工智能、5G等新兴软件为牵引,不断加快发展平台软件,支撑新型基础设施建设的同时,引领产业转型升级。
新形势下,我国正在迎来一个基础软件奋发图强的新时代。
基础软件崛起 不能穿新鞋走老路
我国基础软件的崛起,是时代的呼唤,是市场的需要,更是技术创新与积累的必然。
首先,数字化已经上升到国家战略层面,建设数字基础设施成了重中之重,其中基础软件是数字基础设施的核心基石之一。基础软件的发展得到了从国家到行业再到企业的高度重视。
其次,基础软件产业的价值进一步彰显,也得到了更加广泛的认可。有数据显示,软硬件的协同与优化可以将算力提升80%~90%,而通过对数据库的优化,可以极大地提升企业应用的效率。基础软件能力的提升与应用场景的拓展,犹如滚雪球般不断演进,让企业受益的同时,也为整个基础软件产业的发展注入更多活力。
所谓基础软件,最核心的是O(操作系统)、D(数据库)、M(中间件)与L(编程语言)。也就是我们常说的“根技术”。只有根深才能叶茂。我们只有真正掌握了基础软件乃至更多根技术,并且深深扎根于中国的根社区,才能有效推动基础软件产业持续、健康、快速的发展。
在基础软件领域,我们的底子薄、投入不足、人才欠缺……这些固有的障碍似乎也是老生常谈。这也提醒我们,现在再谈基础软件的崛起,不能穿新鞋走老路,即不能局限于单个产品、单一技术的创新与竞争,而应该放眼整个产业链的打造。
比如,Wintel体系建立已有几十年,从芯片到操作系统、数据库、中间件,再到应用,形成了一个完整的产业链。它犹如一部精密运转的机器,不仅使产业链上的上下游企业及其合作伙伴得到了发展,而且让行业用户获得了最大化的应用价值。
放眼全球,如今大国之间的博弈,计算产业是排头兵,而究其核心则是产业链、生态链的竞争。因此,国内基础软件的发展必须实现产学研用全产业链的协同与联动,建立自主可控的生态,才可能赢得未来。
华为的专家指出,发展基础件软件产业,必须建立“技术、生态、商业”的强相关,并且形成发展的正循环。
技术、生态、人才 一个也不能少
捅破基础软件发展的那层窗户纸,需要“天时、地利、人和”齐备。
所谓天时,一方面得益于数字化转型大潮的推动,另一方面则是解决“卡脖子”问题的必然需求;所谓地利,以国产芯片为代表,我国在核心硬件层面的创新、积累到了一个新的阶段,产品不仅“可用”,而且在一定场景下达到了“好用”,同时由一款芯片包打天下的时代已经过去,多样性算力的新时代需要新的不同的处理器,以及不同的组合,以满足多样化的场景需求,这为中国基础软硬件的崛起创造了机会;所谓人和,以华为为代表的一批中国的基础软硬件企业、互联网企业、云计算企业等都加大了对基础软件领域的投入和研发,且进步显著。统计数据显示,2020年,国内软件百强企业在软件和信息技术服务方面的收入总计达到18516亿元,同比增长16.7%;在百强企业中,软件业务收入规模超过100亿元的企业达到20家,入围企业软件业务收入门槛超过15亿元。
以前,我们容易陷入“引进、消化、吸收、再创新”的巢窠。但是现在,以欧拉(openEuler)、openGauss等为代表的新的操作系统、数据库等,引领着基础软件领域的创新。它们没有历史包袱,在新的赛道上,不仅可以比肩国外同类产品,甚至在有些方面还会稍稍领先。
我国基础软件的崛起,必须夯实三大基础——核心技术、应用生态、专业人才。
先说核心技术。以操作系统为例,它是介于上层应用与基础硬件之间的关键一层,扮演着承上启下的角色,从保障整个IT系统安全的角度来看也是至关重要的一环,可以更好地释放算力并使能应用,为数字经济的发展赋能。
之前曾偶有曝出国外操作系统停服事件,给中国企业的业务带来很大影响。要么使用国外的操作系统,要么在国外操作系统的基础上改头换面,换个品牌或包装,这些对于实现自主可控安全都是巨大的隐患。因此无论是在ICT领域还是工业领域,实现包括操作系统、数据库等在内的根技术的自主创新的是非常必要的。
云计算、大数据时代的到来,以及开源文化和模式的流行,为中国基础软件的自主创新提供了一个难得的历史机遇。还是从操作系统说起,国内许多云计算厂商借鉴开源的思路和框架,陆续推出了云操作系统,与国外同行几乎处于同一起跑线。
欧拉是华为于2019年底开源的操作系统,它是一个基于Linux内核的发行版,通过开放的社区形式与全球的开发者共同构建一个开放、多元和架构包容的软件生态体系。欧拉同时还是一个创新的平台,倡导开发者和用户提出创新想法、开拓新思路、实践新方案。
欧拉是一个原生、可独立演进的操作系统社区,并非衍生版,从选包、打包、构建到社区的运营都是独立的。它是与Open SUSE平行的社区。现在社区已吸引超过6000名开发者、100多家企业,国内操作系统领军企业纷纷基于欧拉推出商业发行版。
在2021年度软件企业百强中,华为名列第一。这反映出华为对基础技术研究和基础能力构建的重视程度。公司将每年营收的百分之十几投入在研发上。目前,华为拥有8万多名研发人员,其中80%~90%都集中在软件研发领域。
华为的研发分成不同层次,最基础的是产品化,就是做出更多优秀的产品提供给客户;在产品化的基础上,实现技术上的突破,并为下一个版本的演进做好充分准备;以产品+技术为基,华为还要面向未来3~5年的需求做预研,不断积累能力、持续创新。
以欧拉、openGauss等为输出窗口,华为将长期积累的软件研发能力开源出来,与伙伴共建社区,旨在走出一条特色的、自立自强的技术路线,为中国用户提供一个新的选择,最终能成为首选。
华为的策略十分清晰,就是专注于做好根技术、内核技术的研发,而大量产品化,以及面向行业和多样化应用场景的优化,都由合作伙伴来完成。
欧拉最开始被人们认识,还是一个服务器操作系统。在2021年的华为全联接大会上,欧拉将发布最新的版本。而一个影响更深远的质的飞跃是,欧拉将扩展成整个“数字基础设施的操作系统”,覆盖云、管、边、端,甚至嵌入式乃至更多场景,从而更好地支持ICT与OT技术的融合创新。
做数字基础设施的操作系统,华为开辟了一条新的赛道。这是中国操作系统厂商实现自主创新的一条新路径,既借鉴了前人的经验,同时又符合中国的国情,更顺应全球数字化的浪潮。
对于基础软件的发展来说,如果核心技术是“一体”,那么应用生态与人才建设就是“两翼”。实现了核心技术的突破以后,如果没有人用,无异于纸上谈兵。这也是为什么我们一直强调政产学研用相结合的重要原因。在历史上,我们已经看到过很多这样的教训,在一次次技术攻关后,项目成果被束之高阁。掌握了核心技术,只是完成了从0到1的跨越,而没有广泛的应用和验证,从1到100乃至更大的飞跃将无从谈起。
欧拉就特别注重应用生态的建设。比如,欧拉社区已有100多家企业加入,覆盖芯片、程序驱动、板卡、整机、中间件,以及应用厂商和行业用户等。这些主流的生态链伙伴汇聚在一起,形成了推动产业发展的力量。操作系统不是靠单一厂商就能完成的,必须是整个产业链共同投入、协作,应用生态建设不可或缺。
从人才的角度看,我国虽然拥有大量软件开发者和工程师,但掌握基础软件的核心人才还是相对缺乏的。2019年的一项非正式统计数据显示,我国在操作系统和数据库领域能够进行内核开发的人数不超过1000人。由此可见,挖掘更多真正掌握根技术、能够进行内核开发的人才仍是一项严峻的挑战。
跨越“裂谷” 实现指数级成长
开源操作系统领域的佼佼者红帽公司已经成立30年,在品牌、技术的积累,以及市场上的认知,尤其是企业客户多年的信赖,都是其不可比拟的优势。中国的操作系统厂商不仅要在核心技术上有立足之地,耕耘好国内这片市场,更要放眼全球,增强国际化的竞争力,这才是可持续发展之道。
那么,国内的基础软件厂商拿什么与国外厂商几十年的积累去“拼”呢?
生态的发展都有其拐点,在跨越“裂谷”之后,生态就会进入自循环,如同滚雪球般,倍增效应凸显。
“地球是平的”,互联网时代的发展速度肯定与原来不一样。欧拉、openGauss进入的虽然是国外厂商长期把持的基础软件领域,但它们并不是“克隆”国外,而是围绕当前客户的需求、产业的需要做创新。在这种创新思路的引领下,中国的基础软件也会被全世界的用户所使用,可能红帽有一天也会使用。SUSE与欧拉展开合作就是例证。
还是那句话,欧拉并不是简单的衍生版,而是采用独立的技术路线,实现了大量创新,能够更好地满足中国以及全球市场的应用需求。依照现在数字社会的发展速度,中国基础软件的实质性突破用不了30年。
生态发展在跨越了拐点之后,其发展将是指数级的,而非线性的。不过,最难的还是一开始的生态拓展阶段。以欧拉为例,最近这两年将是其成长的关键时期。如果明年能够跨过生态的拐点,欧拉完全可以在中国市场站稳脚跟,接下来可能就是“出海”。实际上,欧拉已经悄然“出海”。几个月前的统计数据表明,在欧拉社区中,下载欧拉的用户来自全球50多个国家的1000多座城市。在开源领域,如果只面向单个区域、单一市场,是没有未来的。对于中国的基础软件厂商来说,立足中国,放眼全球是不二的选择。
其实无论做什么事,时机非常重要。政府的牵引和扶持、产业发展在特定阶段的要求、企业客户出于自主可控安全的迫切需要,再加上开源的助推,让中国的基础软件发展披荆斩棘,乘风破浪。
从开拓、发展到成熟、领导,这是基础软件发展要经历的4个阶段。当前,国产基础软件大多处于由第一阶段向第二阶段转变的关键期,再给它们2~3年时间,待进入成熟期后,将以更快的速度发展。