2023年工业软件系列：CAX助力工业4.0转型（摘要版）

摘要 国产化率最低，核心技术被严重“卡脖子”，技术进展缓慢。CAX是CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）、CAM（计算机辅助制造）的统称，是三大工业基础研发设计类软件，其贯穿产品设计制造整个流程，并支持后续若干工业应用的二次开发，是企业数字化转型的有效工具。CAX三者关系密切。从技术层面上分析，CAD与CAE是两大技术方向，CAD的核心是基于几何模型的造型建模，CAE是基于物理模型的数值模拟和求解，而CAM是将CAD的建模转化为数控加工程序的一种功能；从工艺流程上分析，一般先用CAD做设计，然后使用CAE做仿真分析，将结果反馈给CAD优化产品设计，最后通过CAM将CAD建模转换成数据对接到生产环节，三者环环相扣。本文聚焦于CAX产业发展，将解答以下几个问题：（1）CAX产业的竞争格局如何？（2）CAX未来将如何发展？（3）各细分领域的市场规模和产品中外各自发展状况如何？ 观点提炼 CAX产业的竞争格局如何？ 从市场地位及占比、技术积累及自研能力对全球CAX企业进行分析，可将全球CAX软件企业分为两大阵营，第一大阵营由综合性国际龙头企业主导，技术和市场份额处于绝对领先地位。第二大阵营为中国本土企业，其产品与国际巨头存在差距，尚未能打破垄断，但也在蓬勃发展。 分类别来看，中国CAX各细分领域的具体市场占比略有不同，但表现均为国际龙头主导市场，中国国产份额占比低，CAD与CAM以达索、西门子为主导，CAE以Ansys、西门子为主导。 CAX未来将如何发展？ 国际巨头引领CAX朝一体化、平台化、云化发展，打造CAD、CAE、CAM一体化软件平台，构建横纵平台型产品，此外，“工业云”的发展有望让中国厂商实现弯道超车。 各细分领域的市场规模和产品中外各自发展状况如何？ 分别对全球CAX细分领域市场规模与中国CAX细分领域市场规模增速进行对比，可以明显看出，中国CAX各细分领域市场规模增速远高于全球增速，中国CAX市场发展迅速。 从CAX各细分领域主流产品观察，中国本土企业在2D CAD领域已占有一席之地，但3D CAD领域仍以国际巨头产品为主，CAE、CAM领域国产产品较少，综合性产品仍以国际巨头产品为主。 工业软件全景图及国产化进度 工业软件可分为研发设计类、生产控制类、经营管理类和运维服务类四类，其中，研发设计类国产化率最低，核心技术被严重“卡脖子”，技术进展缓慢 工业软件全景图、国产化进度、技术进展以及中国代表企业 CAX的竞争格局分析（1/2） 总体来看，从市场地位及占比、技术积累及自研能力分析，全球CAX软件企业可分为两大阵营，第一大阵营由综合性龙头企业主导，第二大阵营为中国本土工业软件开发商 全球CAX软件竞争格局分析 技术积累及自研能力 第一阵营 第二阵营 市场地位及占比 从市场地位及占比、技术积累及自研能力对全球CAX企业进行分析，可将全球CAX软件企业分为两大阵营，第一大阵营由综合性国际龙头企业主导，技术和市场份额处于绝对领先地位。第二大阵营为中国本土企业，其产品与国际巨头存在差距，尚未能打破垄断，但也在蓬勃发展。 具体来看，第一阵营主要由达索、西门子、PTC、欧特克和Anysy组成，这类企业在CAX行业中市场占比较高，产品性能优越且功能齐全，技术水平处于绝对领先地位，拥有较强的核心竞争力，但其产品价格较高，主要产品的收费方式为订阅模式，用户成本较高。根据IDC数据，2021年，达索、欧特克、西门子以及PTC占据全球CAD市场约72%的市场份额，传统CAD巨头在全球领域拥有绝对的话语权。 第二阵营则为中国本土研发设计类工业软件开发商，主要包括中望软件、浩辰软件、数码大方、华天软件、同元软控、英特仿真等，该阵营突出特点为技术进步较快，掌握软件开发关键技术，但在技术、功能、易用性、成熟度、覆盖度等层面较国际厂商仍存在一定差距，尚未打破垄断，其以针对性开发兼价格优势作为主要竞争战略，并逐渐扩大市场份额。 CAX产业链全景图剖析：上游 CAX产业链上游主要为PC硬件设备、操作系统等供应商，国际龙头企业优势明显，垄断地位突出，议价权较强，中国本土企业竞争较弱，正处于奋力追赶的状态 CAX产业链分析：上游 硬件设备 全球PC出货量需求大跳水，预计2024年恢复增长，市场竞争仍由头部企业主导：根据Gartner的统计数据，2022年第四季度全球PC出货量总计6,530万台，较2021年第四季度下降28.5%，创下自1990年代中期以来最大季度出货量降幅，2022年全球PC出货量总计2.86亿台，较2021年下降16.2%。全球PC出货量大跳水主要受全球经济衰退、通胀加剧、加息以及新冠疫情等因素影响，预计2024年才能恢复增长。从竞争格局来看，根据头豹研究院数据，就2021年全年表现来看，排名前五的品牌分别为联想（市占率23.8%）、惠普（市占率21.5%）、戴尔（市占率17.2%）、苹果（市占率8.3%）、宏碁（市占率7.0%），市场份额依然由头部企业主导，议价权较强。 产业链上游 操作系统 全球PC操作系统竞争格局明晰，龙头垄断地位明显，国产企业后期发力，奋力追赶：操作系统是最基础、最底层的计算机软件，其连接硬件和数据库、中间件、应用软件，是计算机生态环境的关键部分。桌面操作系统领域Windows、macOS 2021年在全球仍占据超过90%的市场份额，垄断地位明显，但市占率也在持续下降。中国操作系统国产化率不足5%，国产操作系统逐渐形成以麒麟软件、统信软件两大巨头引领，中科方德、普华等企业逐渐发力的竞争格局。 细分领域中外对比：市场规模 分别对全球CAX细分领域市场规模与中国CAX细分领域市场规模增速进行对比，可以明显看出，中国CAX各细分领域市场规模增速远高于全球增速，中国CAX市场发展迅速 全球CAD市场规模，2016-2028 中国CAD市场规模增速远高于全球CAD市场规模增速：根据BIS Reasech数据，预计2028年全球CAD市场规模将达138.3亿美元，2018-2028年CAGR为6.4%；根据头豹研究院数据，中国CAD市场规模将从2021年的24.6亿元增长至2026年的亿元，CAGR为，远高于全球增速。 全球CAE市场规模，2016-2025 【单位：亿美元】 128 81 73 65 50 51 20162017 2018 2019 2020 2025E 中国CAE市场规模增速远高于全球CAE市场规模增速：根据Credence Research数据，2020年全球CAE市场规模达81亿美元，预计2025年达128亿美元，CAGR为9.6%；根据头豹研究院数据，中国CAE市场规模将从2021年的17.3亿元增长至2026年的亿元，CAGR为%，远高于全球增速。 全球CAM市场规模，2017-2025 【单位：亿美元】 35.7 2017 2025E 中国CAM市场规模增速远高于全球CAM市场规模增速：根据IndustryAnalysis数据，2017年全球CAM市场规模为20.9亿美元，预计2025年达35.7亿美元，CAGR为7.0%；根据头豹研究院数据，中国CAM市场规模将从2021年的19.2亿元增长至2026年的亿元，CAGR为%，远高于全球增速。 细分领域中外对比：产品分析 从CAX各细分领域主流产品观察，中国本土企业在2DCAD领域已占有一席之地，但3DCAD领域仍以国际巨头产品为主，CAE、CAM领域国产产品较少，综合性产品仍以国际巨头产品为主 CAX各细分领域主流产品矩阵图 CAD CAE CAM 2DCAD 3DCAD CAE CAM 中国：华天软件SINOVATION CAX一体化国际：达索 中国：中望软件ZWCAD、浩辰软件GstarCAD 中国：中望软件ZW3D 中国：中望软件ZWSim-EM CATIA/Solidworks、PTCCreo、西门子NX/SolidEdge、欧特克 国际：POWERMILL、SolidCAM、BobCAD-CAM 国际：达索 国际：达索 SIMULIA、西门子Simcenter、Ansys 国际：Autodesk AutoCAD CATIA/Solidworks、西门子NX Investor/Fusion 360 CAX一体化 CAX未来的发展方向是CAD、CAE、CAM融合发展，打造设计、仿真、制造的一体化软件平台。传统CAD和CAE分而治之的局面，正在由CAD厂商率 完整版研究报告阅读渠道： 登录www.leadleo.com，搜索《2023年工业软件系列：CAX助力工业4.0转型》 了解其他工业软件系列课题，登陆头豹研究院官网搜索查阅： 2022年中国工业软件行业概览 工欲善其事，必先利其器—中国工业软件研究 2021年苏州工业园软件与互联网产业发展判断（独占版） 2022年元宇宙在工业领域的应用概览：开创工业新时代（独占版） 2022年中国EDA行业概览（独占版） 若您期待尽快看到下篇报告或对下篇报告的内容有独到见解，头豹欢迎您加入到此篇报告的研究中。相关咨询，欢迎联系头豹研究院工业行业研究团队 邮箱：sharlin.chen@leadleo.com