基础软件主要包括操作系统、数据库等,是整个软件产业的技术根基,也是抢抓数字化发展机遇的关键要素。加快实现基础软件自立自强是抢抓数字化发展主动权、赢得未来竞争的战略需要。根据基础软件产业的发展规律及存在的突出问题,加快推进我国基础软件创新是一项长期性、战略性任务。
一、充分认识基础软件的战略作用和发展规律
(一)基础软件是战略型产业,必须实现自立自强
实现基础软件自立自强具有十分重要的意义。一是解决卡脖子威胁的需要。我国软件产业长期依附于国际化软件生态体系,近年来的自主创新工作大量采用国际开源技术。但是开源并不代表无条件的可用,同样面临着巨大断供、断链威胁。二是掌握发展主动权的需要。基础软件处于整个软件产业链价值链的顶端,是软件产业附加值最高的部分之一,是发展数字经济的制高点。全球超过1万亿美元的四家公司苹果、微软、谷歌、亚马逊,无不是拥有操作系统的企业。在手机市场上,我国生产了世界上80%的手机,但是只获得了7%的利润,93% 的利润被谷歌、苹果等掌握操作系统根技术的企业获取。三是保障国家数据安全的需要。基础软件是数据资源和业务系统的“容器”,容器不可控,则安全无保障,为确保国家数据安全,也必须加快实现基础软件的自主可控。
(二)基础软件是生态型产业,必须供需双向创新
基础软件的发展是一个长期积累、构建生态、越用越强的过程,理论上并没有无法克服的技术壁垒。世界主流的操作系统Linux内核,是芬兰程序员林纳斯在21岁的时候独立完成的,其成功的原因是以开源模式构建了强大的供需互动的产业生态,聚集了大量的程序员和软件企业、占领了巨大的应用市场,形成了技术供给侧和应用需求侧的良性互动机制。基础软件要发展壮大,既需要在供给侧角度提高技术产品性能,又需要从需求侧形成巨大的应用市场,以丰富的应用场景和巨大的用户规模驱动基础软件不断升级优化。我国基础软件长期难以突破,关键症结是重技术研发、轻生态构建,形不成应用规模,长期处于产业链下游和应用末端,被国际软件巨头“分而控之”,软件产业依附于国际软件产业生态,造成受制于人的局面。
(三)基础软件是长周期产业,必须长期持续投入
基础软件是高投入、风险大、回报慢的行业,需要长期持续投入和积累。从投入规模看,国际主流操作系统动辄数百亿的投入,而我国操作系统厂商的投入规模在数亿元的规模,存在巨大差距,难以形成竞争力。从回报周期看,操作系统要实现盈利,必须建立较为完备的生态体系、占领足够的市场份额,客观上需要较长时间的布局和积累,短期难以很快盈利。从投资风险看,国内企业之所以不敢大规模投入,主要是投资风险大,单靠任何一家企业,都无法撼动现有基础软件产业生态。基于投资风险考虑,我国部分企业还对基础软件采取“拿来主义”倾向。
(四)基础软件是根技术产业,必须统一技术路线
软件产业的发展壮大是建立在协同交互基础之上的,因此操作系统等基础软件具有明显的自然垄断性质。自上世纪70年代首个操作系统诞生以来,曾经出现过上百种操作系统,最后成熟稳定和生存发展下来的也只有微软的Windows、苹果的iOS、开源的Linux等少数几个主流技术路线。尽管仍然存在林林总总数十种操作系统,但大多数是基于Linux开源内核的变种。从经验统计规律上看,基础软件必须上规模才能生存,一款操作系统只有占据16%左右的市场份额,才能够长期生存发展下去。基础软件的自然垄断性,使得软件的先发优势显得十分重要,造成了强者恒强的马太效应。在纯市场竞争机制下,后发者很难发展壮大。我国在扶持基础软件时,存在多点开花的局面,不利于形成合力,存在较多的技术路线,缺乏明确稳定的根,形成了“灌木化”趋势,无法做大做强。
(五)基础软件是黏连型产业,必须优化创新策略
基础软件是所有软件的“地基”,同各类业务系统的黏连性非常高,比硬件的替代更加复杂。我国软件产业长期依托国际软件生态发展,千行百业的业务系统已经与国外基础软件形成了血肉相连的关系。由于业务连续性、技术性能、软件兼容性、应用适配性、生态支撑性等要求,各行业切换到国产基础软件生态的技术复杂性和业务复杂性都较高,部分行业的替代意愿不高,这也造成了我国基础软件长期难以形成足够的应用规模,实现良性发展。推进基础软件创新,必须遵循软件发展规律,更加注重应用服务支撑体系的衔接,更加注重业务与技术的融合,形成更加科学、可行的实施方案。
二、准确把握基础软件自主创新的突出问题
近些年来,我国基础软件发展迅速、迭代加快,但相较于国外基础软件发展和国际形势的日益复杂,我国基础软件发展短板和面临风险日益凸显,还存在一下突出问题。
(一)软件生态受制于人,存在技术路线风险
一是开源无国界、开源生态有国界。常用的代码托管平台、代码编辑器、软件包管理服务等虽然是独立运行,但背后大多有国际巨头的身影,受相关国家法律的长臂管辖,存在相关国家出口管制约束的风险。二是开源厂商对开源软件代码垄断性把控。国外的开源厂商完全控制代码贡献内容,仅与合作伙伴共享最新代码,而国内厂商只能获得公开发布的源码,这些源码与私有分支往往滞后一个软件周期。三是国产基础软件开发缺少国内原生土壤。目前国产基础软件主要基于国外开源社区的二次开发,缺少原生的“根技术”开源社区,难以保证技术独立演进能力,缺乏发展主动权。
(二)行业发展环境混乱,存在企业投机风险
一是研发周期长、风险高衍生出诸多投机型企业破坏行业环境。国家对于基础软件的支持力度很高,近20年来,我国在基础软件方面的投入不断加大,但由于验收评估机制不健全,产生了一些“套马甲式”伪创新。二是盗版软件破坏国产基础软件发展环境。基础软件具有通用性强、用户普及度高等特点,被盗版的程度也最高,相较于盗版软件的“零边际成本”和国外软件对盗版情况的“放任”,使得国内基础软件难以与国外软件抗衡,也使国内基础软件产业结构面临失衡的困局。三是市场份额分散,核心企业难以引领技术和产品方向。基础软件行业格局较为分散,大部分不具备规模优势,核心企业缺乏市场话语权,难以引领行业标准。一款应用如果要进入国产化市场,需要适配少则几个多则十几个不同版本,版本混乱使得应用与系统的匹配工作量成倍增长。
(三)政策协同力度不足,存在政策偏差风险
一是创新资源有待整合。我国基础软件开发企业实力小且分散,发展过程缺乏顶层设计,政府缺乏对国内资源的有效整合,采取“撒胡椒面”的做法对多个组织的研发提供财政支持,导致多个组织进行低水平的重复研发,难以形成有效的竞争能力。二是市场机制有待健全。我国目前基础软件的开发与推广过程中过度依赖政府扶持,行政色彩较浓,导致操作系统开发运营过程中市场化思维不足,开发企业对国家财政支持依赖严重,缺乏市场基因,难以做大做强。三是发展环境有待优化。以政府软件采购相关政策为例,将软件作为与硬件相同的固定资产来进行管理,但这与当前软件商业模式向服务化转变的趋势不相符合,忽视了软件中蕴含的持续改进、持续优化的“知识价值”和“服务价值”。
(四)自主创新支撑不足,存在网络安全风险
一是基础软件漏洞易造成网络攻击。容易造成链式伤害是基础软件被黑客“青睐”的重要原因之一,无法自主可控往往意味着软件的漏洞大开,而被后门植入,攻击方很容易获取终端用户的身份、账户、密码等各种敏感信息,分析出用户画像,甚至掌握经济社会等情况,网络安全和国家安全存在严重威胁。二是生态适配成本高。基础软件的开发关键技术多、配套难度大、适配成本高,对性能的要求也远远高于其他软件产品。与国外产品相比,国产基础软件仍以跟踪、模仿为主,自主创新仍然较弱,产品质量仍待提高,用户体验较差,严重制约国产基础软件在信息化中的应用。三是软件过程控制和产品测试不严格。虽然国际上通行的ISO、CMM等过程控制和质量管理已普遍存在于国产基础软件的生命周期中,但部分国产软件企业实施ISO、CMM等更多为了短期商业利益,通过之后便不再严格执行。
三、优化完善我国基础软件创新的政策建议
充分认识基础软件在提升国际竞争力、掌握发展主动权中、确保产业链供应链安全中的战略作用,以自主可控的根技术为创新基础,以协同创新的生态体系为突破重点,以供需双向创新为迭代机制,以超大规模市场优势为需求依托,以公平竞争的市场机制为动力源泉,形成聚力攻关、生态创新、竞争有序的新型体制,形成高附加值核心产业,实现基础软件产业自立自强。
(一)形成统一根基、公平竞争的技术路线
科学比选自主可控度高、创新发展潜力大的根技术路线,确定为基础软件自立自强统一的技术根基,坚持一条技术路线干到底,开展可持续性聚焦创新。推进根技术中立化、开源社区化,引导根技术公司同产业链上下游企业错位发展,避免根技术公司“既当裁判员有当运动员”而造成上下游企业“弃根不用”。在上层行业应用领域,坚持公平竞争、百花齐放,促进软件产业繁荣发展。促进产业上下游团结协同、公平竞争,共同推进根技术发展壮大。
(二)构建统一生态、汇聚要素的创新模式
构建具有中国特色的高效组织型原生开源社区,充分发挥开源社区的聚集要素、协同创新的优势,同时避免传统开源社区松散低效的问题,加强开源公共基础设施投入,提高开源创新效率。探索建立开源贡献奖励、揭榜攻关等组织形式提高开源社区的组织协调和技术攻关的效率。配套发展自主可控的编译工具、编程语言与开发框架,降低软件开发持续演进风险。加强基础软件上下游企业、开发者、科研人员之间的高效协同创新。提升基础软件创新甄别能力,避免出现“马甲式”创新的现象。
(三)培育统一市场、供需迭代的应用场景
在政府机关、国有企事业单位等领域率先全面开展国产基础软件创新应用,发挥市场规模优势,为国产基础软件提供丰富的应用场景和巨大的市场份额,建立技术创新企业与行业龙头企业协同创新机制,引导培育一批行业应用服务商,加强供需迭代创新,推动国产基础软件发展壮大。探索建立技术企业与行业应用企业紧密配合的“1+1”协同创新应用模式,打造行业应用典型标杆,积累行业经验,培育一批行业应用服务企业,带动整个行业领域的应用创新。
(四)建立统一标准、开放创新的合作机制
建立统一的基础软件标准规范体系,积极参与国际相关标准编制工作,做好国内标准与国际标准的衔接。按照统一的标准规范体系,规范和引导国际企业参与国内软件产业,推进国际技术、产品兼容国内标准规范体系。鼓励支持我国原生开源协议、技术路线、国产芯片的国外企业接参与开源社区建设,将我国开源社区打造成面向全球产业界的国际性开源社区,充分利用国际创新要素推进我国基础软件创新发展。
(原文发表于《中国信息化》2024年第1期,有删节调整;作者:王晓冬 国家信息中心公共技术服务部政务外网发展规划处处长、正高级工程师)