在新材料研发领域，新一代科学计算软件对算力的需求正与日俱增，鸿之微正是这样一家企业，借助自身专业的材料设计和工业仿真能力，结合弹性便捷的超算资源，实现了高水平定制化计算解决方案。
此前，在 QingCloud EHPC 超算云发布会上，鸿之微科技上海股份有限公司商务总监陆文嵩分享了鸿之微在材料设计仿真领域的创新落地实践，并结合 QingCloud EHPC 超算云共同为客户带来更优质的新体验。
以下为分享原文，经整理————
感谢鸿之微最重要的合作伙伴青云科技的邀请。我是鸿之微的陆文嵩，非常荣幸能够作为用户代表聊聊鸿之微，聊聊中国的材料设计仿真软件行业，以及聊聊青云跟鸿之微合作以后，能够为我们客户带来什么样的体验。
鸿之微科技是一家 2014 年成立于上海的、致力于多尺度仿真技术研究的高新技术企业，目前主要为高校、科研院所、工业行业提供专业的材料设计与工艺仿真软件，以及定制化工业高性能科学计算解决方案。
鸿之微依托自己的算法，跟国内著名高校，如清华、中科院、北大等，开展了非常多的联合合作。我们的多尺度仿真软件广泛应用于材料设计、半导体器械设计、锂电材料设计，以及精细化工、生物医药等行业。目前鸿之微在这些行业的头部企业都有长足的经验积累。
纵观鸿之微的发展历史，大致上分为三个阶段。
2014 年鸿之微创立之初，立足于高校，由一群怀揣着梦想的大学老师进行科研转化。鸿之微一直在材料设计仿真领域探索国产软件的道路。
经过了创业最艰难的三年初创期后，鸿之微在积累的丰富高校及工艺经验之上，涉足工业行业。在集成电路、新能源锂电行业、合金等领域，开始有头部企业与鸿之微合作。
2020 年，鸿之微的发展进入了第三个阶段，进一步加大研发投入的同时，确定了整个鸿之微云生态的战略，比如与苏州姑苏实验室联合建立数据库。鸿之微深耕材料设计研发市场与科学计算市场，并伴随着整个公司的软件云化、平台化，非常高兴能同青云这样的伙伴展开全方位的合作。
目前鸿之微的员工，加上外聘员工，一共近 200 名，其中，研发体系一半以上达到硕博学历。同时，鸿之微拥有一支非常强大的科学顾问团队，在量子界、物理界均有院士、教授、专家与鸿之微共同进行多个行业软件的开发。核心管理团队曹荣根博士、王音博士都毕业于上海复旦大学，长期从事材料设计与材料工艺仿真技术和软件的研发。可以说，鸿之微在学术界的理论基础非常强大。
作为我们日常生活中最容易接触到的，小到一颗螺丝钉，大到火箭，都离不开新材料的研发。
已知的 108 种元素，除了后面 20-25 位放射性元素是很少用的，大部分情况下元素不同排列组合，构建物质的结构不同，制造工艺的差别，导致我们人类所能认知的材料超过 10 的 15 次方，这是经过很多科学家理论依据测得的。一方面，现在的材料设计在不停改进现有传统材料，将其力学性能、热性能、电学性能达到极致。另一方面，材料设计也在孜孜不倦地寻找人类尚未发现的新材料。
在很长一段时期，寻找材料都是以经验科学为主，伴随大量的试错，成本高、风险高，依赖于上一代的传承，对于知识与经验的积累都非常不利。很明显，在未来这套方案是不可行的。
从 17 世纪开始，随着经典力学、物理学的飞速发展，整个材料行业进入理论模型的时代。其特征是通过数学方法得到了大量的热力学模型，各种新型材料也在那时候如雨后春笋一般应运而生。但是热力学模型无法应对材料的具体细节，包括器件的具体模拟，无法进一步仿真。
20 世纪，量子力学和计算机的出现使材料进入新的领域。毫无疑问，这两个科学为材料设计与仿真打开了一扇新的窗户。进入 21 世纪后，随着计算机的高速发展，采用高通量计算、实验等方法，产生大量的材料数据，再结合材料设计领域的其他方面，为材料设计的研发提供了大量的解决方案。材料设计领域进入新的境界，密度泛函理论，包括分子动力学、计算相图、蒙德卡罗、动力学蒙德卡罗、格子玻尔兹曼等一系列的模拟计算方法，在这个时期得到飞速的发展。整个材料研发进入了数字化的时代，由此带来大量的高性能计算 HPC 的需求，同时也极大地促进了 HPC 产业的蓬勃发展。
以整个国家超算上海中心为例。2020 年的数据中，排名前五的与材料设计相关的科学计算软件，占到整个上海超算算力的 70% 以上，这是一个非常可观的数字。比较遗憾的是除了 LAMMPS 这样的一些开源软件，所有榜上的软件目前都是国外的，不可否认，我们国家在整个材料设计与研发技术软件这条道路上，还是比较落后的。
鸿之微自 2014 年成立之初，一直在材料设计仿真这条道路上，与我们的合作伙伴青云科技一样，鸿之微坚定不移地坚持自主研发、100% 知识产权、国产化。鸿之微从材料设计仿真的前处理平台、后处理平台，再到各种物理求解器、计算求解器，包括计算物理、计算化学、计算生物、计算医药，目前对标了国际上大部分知名的商业计算软件，并且性能出众。
在今年（2021 年）9 月份，鸿之微推出了一款 DS-PAW 平面波密度泛函计算软件。目前 DS-PAW 在很多主流上的性能，我们已经接近、在某些领域甚至超过了所对标的一些软件。以计算硅原子（Si 体系的能带计算）为例，我们在一些能带图看到，和进口软件几乎百分百符合，能够做到在小数点以后八位的精确性。
底层化、云化、生态化，客户迎来新体验
伴随着 QingCloud EHPC 超算云的推出，鸿之微成为该解决方案第一批使用者；同时，我们也非常有信心，未来随着鸿之微云的软件平台在青云混合云上部署，将为我们客户带来非常优质的体验，即底层化、云化、生态化。
底层化。鸿之微作为多尺度材料设计仿真技术与软件平台引领者，拥有完全自主研发的的国产软件，覆盖了第一性原理，紧束缚器件量子输运的计算，包括一些大体系的第一性原理结构，加上我们近期推出基于平面波的第一性原理密度泛函计算软件 DS-PAW 和我们的 BDF 量子化学计算软件，从原子尺度到介观尺度，我们覆盖了多个尺度的材料设计仿真。而青云帮助鸿之微实现 EHPC 底层化，部署鸿之微的相关国产软件，共同为企业的研发以及为企业、高校科研工作者提供助力。
云化。疫情让整个人类的生活方式发生了巨大的变化，未来云化是非常确定的趋势。与传统的商业模式对比，软件云化极大方便了用户的使用，并提升了用户的体验感，无需在本地安装软件，却可以解决项目管理、文献管理、权限管理的问题。同时，QingCloud EHPC 的专业管理技术也能大大提升 HPC 的使用效率，解决算力紧张等一系列问题。
生态化。随着科学计算在整个材料设计仿真领域的大力推行。鸿之微与青云借助整个科研工作者群体，一同打造了科研生态圈，从工业企业的需求到软件国产化的需求，再到各个项目。未来，我们的用户不仅仅是云产品的用户，同时也为整个科研生态做出了巨大的贡献，促进国产软件与 HPC 的能力提升。
综合来看，鸿之微与青云科技一同为高校、研发团队提供了更便利的研发工具。软件云为用户提供一站式科研计算，覆盖从微观到介观，未来可能还会有宏观的软件解决方案。从软件到 HPC 算力，从科研到教学团队到管理，我们提供一站式的服务。同时，QingCloud EHPC 让用户得到了稳定、高性价比的计算资源。通过多种产品的组合，我们可以释放空余算力，提高资源利用率，最终降低用户使用成本。
鸿之微和青云为了整套的发布与产品，配备了经验丰富的售后团队，让用户在使用整个超算资源及软件中毫无障碍，在任务切换中达到无感体验。
最后，感谢学术界及工业界对鸿之微与青云科技的认可和支持，伴随着一同努力，整个国产软件、国产云会越来越好。我本人非常喜欢《三体》的一句话， “给岁月以文明，而不是给文明以岁月”，包括仿真软件在内的国产软件的崛起不可能在短时间内实现。国内像青云科技、鸿之微这样的企业，正在做一件需要时间打磨，同时非常有意义的事情。我坚信未来我们能在实现中华民族伟大复兴的这条路上刻上青云科技的名字，刻上鸿之微的名字。
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