一、CAE產(chǎn)業(yè)概述

CAE(Computer Aided Engineering)，即計(jì)算機(jī)輔助工程，是一種專門用于分析復(fù)雜工程及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能并優(yōu)化其性能的工程仿真軟件，融合了物理學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科算法和技術(shù)。CAE產(chǎn)業(yè)由上游的軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施(包括軟件求解器、基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品及硬件設(shè)備)、中游的軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用(涵蓋CAE軟件開(kāi)發(fā)、二次開(kāi)發(fā)、咨詢及培訓(xùn)等)，以及下游的應(yīng)用領(lǐng)域(如電子電器、汽車制造、工程機(jī)械、航空航天等)組成。該產(chǎn)業(yè)近年來(lái)在全球范圍內(nèi)持續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)CAE市場(chǎng)也表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年復(fù)合年增長(zhǎng)率將保持較高水平。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，CAE軟件將更加智能化、自動(dòng)化，并與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)深度融合，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展。

二、CAE產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1 全球CAE產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

CAE行業(yè)在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速，尤其在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，已形成了較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)格局。近年來(lái)，全球CAE軟件市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年CAE產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》顯示，2022年全球CAE軟件市場(chǎng)規(guī)模約為92億美元，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到128億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率為9.2%。到2023年，全球工業(yè)仿真CAE軟件市場(chǎng)規(guī)模大約為7690.7百萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將以17.1%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)，到2030年將達(dá)到22970百萬(wàn)美元。

全球市場(chǎng)上，Siemens、Ansys、Dassault Systemes等國(guó)際知名品牌憑借其深厚的技術(shù)底蘊(yùn)和品牌影響力，占據(jù)了主要市場(chǎng)份額。這些公司在CAE領(lǐng)域擁有數(shù)十年的技術(shù)積累和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)品在航空航天、汽車、電子等高端制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。例如，Ansys的Fluent軟件在流體仿真領(lǐng)域具有極高的市場(chǎng)份額，其算法和技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的優(yōu)化和驗(yàn)證，能夠滿足復(fù)雜工程問(wèn)題的仿真需求。

2.2 中國(guó)CAE產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

盡管國(guó)內(nèi)CAE軟件行業(yè)起步較晚，但近年來(lái)在政策支持和市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，正逐步發(fā)展壯大。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)CAE市場(chǎng)規(guī)模為21億美元，預(yù)計(jì)到2026年國(guó)內(nèi)CAE市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)將達(dá)到18.4%，增速快于全球平均水平。2022年中國(guó)CAE軟件行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為25.9億元(另有說(shuō)法為37.6億元人民幣)，同比增長(zhǎng)18.8%(另有說(shuō)法為17.1%和17.84%)。預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)，中國(guó)CAE市場(chǎng)的CAGR將繼續(xù)保持較高水平，到2026年市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)70億元。

目前，國(guó)內(nèi)CAE市場(chǎng)主要以海外廠商為主導(dǎo)。據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)制造業(yè)CAE軟件市場(chǎng)中，CR3(Ansys、達(dá)索、西門子)占比為45.8%，市場(chǎng)集中度較高。國(guó)產(chǎn)廠商整體市場(chǎng)份額較低，但近年來(lái)已取得多點(diǎn)突破，部分自研產(chǎn)品具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)產(chǎn)CAE廠商中，索辰科技、中望軟件、安世亞太等企業(yè)已在CAE軟件領(lǐng)域取得了一系列突破性成果，展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。這些企業(yè)通過(guò)提供符合本土市場(chǎng)需求的通用型及定制化CAE軟件解決方案，逐步擴(kuò)大了市場(chǎng)份額。

三、CAE產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析

3.1 全球CAE市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

全球CAE市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，主要的競(jìng)爭(zhēng)者包括Ansys、Autodesk、達(dá)索系統(tǒng)、西門子等公司。這些國(guó)際巨頭憑借其深厚的技術(shù)底蘊(yùn)、品牌影響力以及豐富的產(chǎn)品線，在全球市場(chǎng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。

3.2 中國(guó)CAE市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

在中國(guó)市場(chǎng)，雖然國(guó)際品牌仍占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)，但中國(guó)本土企業(yè)也在積極布局和突破。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)化替代政策的持續(xù)加碼，國(guó)產(chǎn)CAE軟件在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力日益增強(qiáng)。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)CAE市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局中，Ansys、西門子、達(dá)索為前三廠商，市場(chǎng)份額分別為19.1%、16.5%、10.2%，幾乎占據(jù)了整體市場(chǎng)的半壁江山。而國(guó)產(chǎn)廠商整體市場(chǎng)份額僅為15%，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。不過(guò)，國(guó)產(chǎn)CAE軟件國(guó)產(chǎn)化率有所提升，2022年達(dá)到16.2%，較2016年增加了9.2個(gè)百分點(diǎn)。

國(guó)產(chǎn)CAE廠商中，索辰科技具備稀缺優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品覆蓋和營(yíng)收體量?jī)蓚€(gè)維度。一方面，目前市場(chǎng)中結(jié)構(gòu)、流體、電磁三部分需求總計(jì)占據(jù)85%份額，索辰科技在主流場(chǎng)景均已有豐富產(chǎn)品布局;另一方面，公司營(yíng)收體量在國(guó)產(chǎn)CAE廠商中排名靠前，2022年?duì)I收2.68億元，約為同業(yè)上市公司霍萊沃CAE業(yè)務(wù)營(yíng)收的6.4倍。

此外，中望軟件、安世亞太等國(guó)產(chǎn)CAE企業(yè)也在積極研發(fā)和推廣符合本土市場(chǎng)需求的CAE軟件解決方案，不斷提升產(chǎn)品性能和競(jìng)爭(zhēng)力。

四、CAE產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與前景分析

4.1 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

CAD/CAE軟件一體化：隨著未來(lái)環(huán)境對(duì)航空裝備性能、研制周期等的要求越來(lái)越高，在裝備設(shè)計(jì)階段盡早引入仿真分析，可對(duì)裝備性能進(jìn)行充分的仿真和優(yōu)化，并有效加速設(shè)計(jì)迭代。在此過(guò)程中的關(guān)鍵因素就是設(shè)計(jì)/仿真所需CAD/CAE軟件的一體化，此為CAE軟件重要的發(fā)展方向。

多物理場(chǎng)耦合分析：以高超聲速飛行器為例，其面臨流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)、聲場(chǎng)等多物理場(chǎng)耦合的復(fù)雜服役環(huán)境，只有通過(guò)多場(chǎng)耦合仿真分析的方式，才能最大程度模擬飛行器的真實(shí)受載狀態(tài)，為飛行器設(shè)計(jì)提供支持。因此，多物理場(chǎng)耦合分析是CAE軟件的重要發(fā)展方向。

多尺度分析：隨著未來(lái)各類新型復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，需要準(zhǔn)確分析非均質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響，可以借助多尺度分析軟件，從微觀、細(xì)觀到宏觀多個(gè)層面進(jìn)行仿真，并對(duì)顆粒/纖維體積分?jǐn)?shù)、纖維方向等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為新型復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提供支持。因此，多尺度分析是CAE軟件的重要發(fā)展方向。

高性能計(jì)算環(huán)境適應(yīng)性：為了適應(yīng)快速發(fā)展的高性能計(jì)算硬件環(huán)境，CAE軟件需要不斷吸收高精度、高效率并行數(shù)值算法，進(jìn)行軟件的并行化升級(jí)，并面向高性能計(jì)算環(huán)境進(jìn)行軟件適應(yīng)性改造，為超大規(guī)模的高效、高精度仿真奠定基礎(chǔ)。

云平臺(tái)部署：近年來(lái)云平臺(tái)取得了快速發(fā)展，借助云平臺(tái)可以進(jìn)行CAE軟件快速部署，并保證軟件、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一配置和管理;同時(shí)可利用云端高性能計(jì)算資源和海量存儲(chǔ)空間，進(jìn)行大規(guī)模模型的高效計(jì)算和數(shù)據(jù)文件管理;借助云平臺(tái)，可高效開(kāi)展異地協(xié)同設(shè)計(jì)仿真，提升裝備研制效率。因此，CAE軟件在云平臺(tái)部署是重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

4.2 應(yīng)用領(lǐng)域拓展

除了傳統(tǒng)的汽車、國(guó)防軍工等領(lǐng)域外，CAE技術(shù)還將應(yīng)用于更多的行業(yè)，如新能源、智能制造等，這將為CAE行業(yè)帶來(lái)更多的發(fā)展機(jī)遇。

新能源領(lǐng)域：隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，CAE軟件在電池包的熱管理、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析等方面發(fā)揮著重要作用。通過(guò)仿真分析，可以優(yōu)化電池包的設(shè)計(jì)，提高電池的安全性和性能。

智能制造領(lǐng)域：在智能制造領(lǐng)域，CAE技術(shù)可以用于生產(chǎn)線的優(yōu)化、設(shè)備的故障診斷等方面。通過(guò)仿真分析，可以預(yù)測(cè)生產(chǎn)線的運(yùn)行狀況，提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，并進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

4.3 國(guó)產(chǎn)化替代加速

近年來(lái)，國(guó)家高度重視工業(yè)軟件的發(fā)展，出臺(tái)了一系列政策推動(dòng)CAE等研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件的研發(fā)和應(yīng)用。這些政策為國(guó)產(chǎn)CAE軟件的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。隨著國(guó)產(chǎn)化率的不斷提升，國(guó)產(chǎn)CAE軟件在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力將日益增強(qiáng)。未來(lái)，國(guó)產(chǎn)CAE軟件有望打破海外廠商在該領(lǐng)域的壟斷局面。

4.4 市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)

預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，全球和中國(guó)CAE軟件市場(chǎng)都將保持平穩(wěn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。由于CAE軟件在多個(gè)領(lǐng)域如汽車、航空、機(jī)械、電子等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其市場(chǎng)規(guī)模有望繼續(xù)擴(kuò)大。

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