兩所高校被禁用MATLAB背後，是工業設計能力之爭

一款工科軟體，最近成為科研界議論的焦點。

2020 年 6 月 6 日開始，哈爾濱工業大學師生髮現，科學計算和模擬軟體 MATLAB 無法正常使用。

哈工大自 2019 年 3 月起，採購了 MATLAB 校園版，提供給全校師生使用。無法正常使用從彈出反啟用通知開始，並且很快許可證就顯示無效。

哈工大和出品了 MATLAB 的 MathWorks 進行了溝通，被告知是因為美國實體清單緣故，即使購買了許可證，也無法繼續使用。

PingWest 品玩就此事聯絡了哈工大相關的老師，對方表示不方便發表評論。

同樣遭遇 MATLAB 被禁用的，還有哈爾濱工程大學。2020 年 5 月 22 日，美國商務部將 33 箇中國實體加入“實體清單”，哈工大和哈工程均位列其中。

這個清單裡的實體，如果和美國企業做進出口貿易，要取得美國商務部批准，包括硬體和軟體。MATLAB 被禁用，正是哈工大和哈工程被歸入清單後的第一刀。

MATLAB 全名叫“矩陣實驗室”（Matrix Laboratory），有著“工科神器”之稱。對於很多工科生來說，這是學習生涯中都要學會使用的軟體。

這個軟體之所以能被冠以“神器”之名，是因為其在工科領域廣泛的應用，涵蓋數學計算、建模模擬、電子通訊、機械化工、汽車航空、電力能源、經濟金融和生物醫學等跨度極大的學科。

MATLAB 實際上可以分為兩部分來看，一部分是基礎功能，相當於一個高階計算器，主要用來進行計算和畫圖。另一部分，是各種工具箱（toolbox）和 Simulink。

大多工具箱都針對一個特定的學科，由領域內專家編寫設計。工具箱之於 MATLAB，好比瀏覽器外掛之於 Chrome。MATLAB 能覆蓋這麼多不同的學科，正是得益於工具箱。2017 年時，MATLAB 工具箱數量超過了 80 個。

整合在 MATLAB 裡的 Simulink，則是一個大型模擬軟體包。所謂模擬，即透過軟體來模擬現實中的試驗。

MATLAB 可替代性幾何？眾說紛紜。有的人說 MATLAB 被禁用，還可以用 Python 取而代之。而有的人說，MATLAB 和工程一線結合緊密，很難找到替代品。

一位長期從事工業模擬領域的人士告訴 PingWest 品玩，對於 MATLAB 基礎的計算和畫圖部分，一些開源方案可以取而代之，比如 Octave、Scilab 和 Python。

而工具箱和 Simulink 的部分，就沒這麼容易替代了。它們涉及到工業具體場景和跨學科背景，都是在一線經過長時間迭代積累，才得以形成如今的競爭力。當然，這並不是說工具箱和 Simulink 完全沒有替代品，但問題在於，很多替代軟體同樣是美國的商業軟體，也會有被禁用風險。

即使假設能完全替代 MATLAB 和 Simulink，但在發表論文時，依然繞不開它的影響力。

南山工業書院創始人、北京聯訊動力諮詢公司總經理林雪萍在工業領域有豐富經驗，他指出：MATLAB 本身已經成為 “合格認定” 的一部分。許多提交論文，必須附加 Matlab 的程式驗證。如果不允許使用 Matlab，會使得許多研究人員直接斷炊。這就是標準的力量。

哈工大和哈工程被禁用 MATLAB 的戲碼，一年前也發生過，當時是華為被禁用 EDA 軟體。

EDA 全稱“電子設計自動化”（Electronic Design Automation），被譽為“晶片之母”，是所有晶片設計的基礎軟體。

如今晶片上有百億個電晶體，沒有 EDA 軟體輔助，基本不可能高效地完成晶片設計。並且，晶片設計廠商絕大多數沒有自己生產晶片的能力，通常是把晶片方案設計出來後，交給晶圓廠（生產晶片的代工廠）去量產。而 EDA 軟體，就是晶片設計公司和晶圓廠溝通的橋樑。

華為之前使用的 EDA 軟體，都是購買美國廠商的產品。2019 年 5 月，華為被列入實體清單後，不僅零部件廠商對其斷供，EDA 廠商也陸續停止對其支援。雖然已購買的授權可以繼續使用，但無法獲得軟體更新。

2020 年 5 月，美國商務部進一步收緊對華為的管制，要求幫華為生產晶片的代工廠，只要用了美國軟體和裝置，都需要許可。這意味著，之前還可繼續使用的 EDA 軟體，現在沒有美國商務部許可，也不能用了。

晶片被禁，華為尚且有海思作為替代。但如果沒有了 EDA 軟體，海思想設計晶片，也沒有工具可用。

要找到美國 EDA 軟體的替代品，十分困難。幾乎所有晶片設計公司，都依賴於美國公司製造的 EDA 工具。全球範圍內，EDA 行業每年 70% 的收入，都集中在美國三家公司手中，分別是楷登電子科技（Cadence）、新思科技（Synopsys）和明導國際（Mentor Graphics）。在中國，這一比例更是超過 90%。

雖說有國產替代品，海思內部也早有補救方案，但在對先進技術和工藝的支援上，還存在不小差距。

在一篇微博中，南山工業書院創始人林雪萍寫道：華為 EDA 軟體斷供是第 1 刀，哈工大的 Matlab 斷供是第 2 刀。一刀砍在實體企業，一刀砍在大學科研。刀刀見血。這是科學和產業雙脫鉤的前哨戰。

不管是 MATLAB，還是 EDA，都指向了中國核心工業軟體缺失的問題。

所謂工業軟體，即用在工業領域裡的軟體，涉及原料供給排程、產品設計分析、工藝流程管理、工業控制和質量管理方方面面。

以智力最密集的產品設計環節為例，其流程通常是，先在軟體裡建模，然後在軟體裡進行數學計算，接著在軟體裡模擬試驗——是的，每一步都離不開軟體。

工業軟體能給設計人員提供試錯空間，並且降低成本和提高效率。不管是火箭飛機這樣的龐然大物，還是服飾玩具這些身邊之物，只要設計研發和製造，都離不開工業軟體。

做一個比較極端的假設：如果沒有工業軟體輔助，設計人員要手動畫圖紙，在算盤上計算公式，並且每次都要透過實物試驗試錯。

工業軟體有很多細分方向，和產品研發設計高度相關、最為重要的兩類，是 CAD（計算機輔助設計）和 CAE（計算機輔助模擬）。EDA 實際上也是廣義 CAD 的一種，MATLAB 則屬於 CAE。

接受科技日報採訪時，中國資訊保安研究院總工程師夏剛研究員說：“我國的核心工業軟體領域，基本還是'無人區'。”

美國斷供 MATLAB 和 EDA，管制 CAD 和 CAE 等核心工業軟體的出口，讓人們對核心工業軟體國產化越來越重視。

不過，工業軟體和移動應用不同，不是一家商業公司砸人砸錢，封閉開發一兩個月就能開發出來的。人才和資金固然很重要，但工業軟體更需要和時間做朋友。MATLAB 初始版本誕生於 1984 年，30 多年來堅持不斷迭代。同樣從 1984 年起，美國國家科學基金會平均每年資助 40 個和 EDA 相關的專案，以鞏固其領先地位。

此外，工業軟體需要實際場景的反饋，才能逐漸貼近真正的需求。林雪萍指出，軟體是使用者用出來的，不用不長進，光供應商一頭髮力是沒用的。這就是工業軟體難以快速發展的一個根本原因。