matlab 移动平均_两所高校被禁用MATLAB背后，是工业设计能力之争

不管是MATLAB，还是EDA，都指向了中国核心工业软件缺失的问题。

作者｜ Decode 邮箱｜oudibj@outlook.com

来源丨人民数字与品玩联合出品

一款工科软件，最近成为科研界议论的焦点。

2020 年 6 月 6 日开始，哈尔滨工业大学师生发现，科学计算和仿真软件 MATLAB 无法正常使用。

哈工大自 2019 年 3 月起，采购了 MATLAB 校园版，提供给全校师生使用。无法正常使用从弹出反激活通知开始，并且很快许可证就显示无效。

哈工大和出品了 MATLAB 的 MathWorks 进行了沟通，被告知是因为美国实体清单缘故，即使购买了许可证，也无法继续使用。

PingWest 品玩就此事联系了哈工大相关的老师，对方表示不方便发表评论。

同样遭遇 MATLAB 被禁用的，还有哈尔滨工程大学。2020 年 5 月 22 日，美国商务部将 33 个中国实体加入“实体清单”，哈工大和哈工程均位列其中。

这个清单里的实体，如果和美国企业做进出口贸易，要取得美国商务部批准，包括硬件和软件。MATLAB 被禁用，正是哈工大和哈工程被归入清单后的第一刀。

MATLAB 可被替代吗？

MATLAB 全名叫“矩阵实验室”(Matrix Laboratory)，有着“工科神器”之称。对于很多工科生来说，这是学习生涯中都要学会使用的软件。

这个软件之所以能被冠以“神器”之名，是因为其在工科领域广泛的应用，涵盖数学计算、建模仿真、电子通信、机械化工、汽车航空、电力能源、经济金融和生物医学等跨度极大的学科。

MATLAB 实际上可以分为两部分来看，一部分是基础功能，相当于一个高级计算器，主要用来进行计算和画图。另一部分，是各种工具箱(toolbox)和 Simulink。

大多工具箱都针对一个特定的学科，由领域内专家编写设计。工具箱之于 MATLAB，好比浏览器插件之于 Chrome。MATLAB 能覆盖这么多不同的学科，正是得益于工具箱。2017 年时，MATLAB 工具箱数量超过了 80 个。

集成在 MATLAB 里的 Simulink，则是一个大型仿真软件包。所谓仿真，即通过软件来模拟现实中的试验。

MATLAB 可替代性几何？众说纷纭。有的人说 MATLAB 被禁用，还可以用 Python 取而代之。而有的人说，MATLAB 和工程一线结合紧密，很难找到替代品。

一位长期从事工业仿真领域的人士告诉 PingWest 品玩，对于 MATLAB 基础的计算和画图部分，一些开源方案可以取而代之，比如 Octave、Scilab 和 Python。

而工具箱和 Simulink 的部分，就没这么容易替代了。它们涉及到工业具体场景和跨学科背景，都是在一线经过长时间迭代积累，才得以形成如今的竞争力。当然，这并不是说工具箱和 Simulink 完全没有替代品，但问题在于，很多替代软件同样是美国的商业软件，也会有被禁用风险。

即使假设能完全替代 MATLAB 和 Simulink，但在发表论文时，依然绕不开它的影响力。

南山工业书院创始人、北京联讯动力咨询公司总经理林雪萍在工业领域有丰富经验，他指出：MATLAB 本身已经成为 “合格认定” 的一部分。许多提交论文，必须附加 Matlab 的程序验证。如果不允许使用 Matlab，会使得许多研究人员直接断炊。这就是标准的力量。

工业软件之重

哈工大和哈工程被禁用 MATLAB 的戏码，一年前也发生过，当时是华为被禁用 EDA 软件。

EDA 全称“电子设计自动化”(Electronic Design Automation)，被誉为“芯片之母”，是所有芯片设计的基础软件。

如今芯片上有百亿个晶体管，没有 EDA 软件辅助，基本不可能高效地完成芯片设计。并且，芯片设计厂商绝大多数没有自己生产芯片的能力，通常是把芯片方案设计出来后，交给晶圆厂(生产芯片的代工厂)去量产。而 EDA 软件，就是芯片设计公司和晶圆厂沟通的桥梁。

华为之前使用的 EDA 软件，都是购买美国厂商的产品。2019 年 5 月，华为被列入实体清单后，不仅零部件厂商对其断供，EDA 厂商也陆续停止对其支持。虽然已购买的授权可以继续使用，但无法获得软件更新。

2020 年 5 月，美国商务部进一步收紧对华为的管制，要求帮华为生产芯片的代工厂，只要用了美国软件和设备，都需要许可。这意味着，之前还可继续使用的 EDA 软件，现在没有美国商务部许可，也不能用了。

芯片被禁，华为尚且有海思作为替代。但如果没有了 EDA 软件，海思想设计芯片，也没有工具可用。

要找到美国 EDA 软件的替代品，十分困难。几乎所有芯片设计公司，都依赖于美国公司制造的 EDA 工具。全球范围内，EDA 行业每年 70% 的收入，都集中在美国三家公司手中，分别是楷登电子科技(Cadence)、新思科技(Synopsys)和明导国际(Mentor Graphics)。在中国，这一比例更是超过 90%。

虽说有国产替代品，海思内部也早有补救方案，但在对先进技术和工艺的支持上，还存在不小差距。

在一篇微博中，南山工业书院创始人林雪萍写道：华为 EDA 软件断供是第 1 刀，哈工大的 Matlab 断供是第 2 刀。一刀砍在实体企业，一刀砍在大学科研。刀刀见血。这是科学和产业双脱钩的前哨战。

不管是 MATLAB，还是 EDA，都指向了中国核心工业软件缺失的问题。

所谓工业软件，即用在工业领域里的软件，涉及原料供给调度、产品设计分析、工艺流程管理、工业控制和质量管理方方面面。

以智力最密集的产品设计环节为例，其流程通常是，先在软件里建模，然后在软件里进行数学计算，接着在软件里模拟试验——是的，每一步都离不开软件。

工业软件能给设计人员提供试错空间，并且降低成本和提高效率。不管是火箭飞机这样的庞然大物，还是服饰玩具这些身边之物，只要设计研发和制造，都离不开工业软件。

做一个比较极端的假设：如果没有工业软件辅助，设计人员要手动画图纸，在算盘上计算公式，并且每次都要通过实物试验试错。

工业软件有很多细分方向，和产品研发设计高度相关、最为重要的两类，是 CAD(计算机辅助设计)和 CAE(计算机辅助仿真)。EDA 实际上也是广义 CAD 的一种，MATLAB 则属于 CAE。

接受科技日报采访时，中国信息安全研究院总工程师夏刚研究员说：“我国的核心工业软件领域，基本还是'无人区'。”

美国断供 MATLAB 和 EDA，管制 CAD 和 CAE 等核心工业软件的出口，让人们对核心工业软件国产化越来越重视。

不过，工业软件和移动应用不同，不是一家商业公司砸人砸钱，封闭开发一两个月就能开发出来的。人才和资金固然很重要，但工业软件更需要和时间做朋友。MATLAB 初始版本诞生于 1984 年，30 多年来坚持不断迭代。同样从 1984 年起，美国国家科学基金会平均每年资助 40 个和 EDA 相关的项目，以巩固其领先地位。

此外，工业软件需要实际场景的反馈，才能逐渐贴近真正的需求。林雪萍指出，软件是用户用出来的，不用不长进，光供应商一头发力是没用的。这就是工业软件难以快速发展的一个根本原因。