1 概述：研发设计软件是工业软件的皇冠

工业软件已形成四梁八柱的产业支撑体系，研发设计类软件是四梁之一。伴随着过去几十年工业信息化、数字化、智能化转型发展的进程，渗透到制造业各个环节的工业软件已经形成了“四梁八柱”的产业支撑体系。 “四梁”包括四大类核心的工业软件，即研发设计类软件、生产管控类软件、经营管理类软件、平台及工业 APP；“八柱”主要分布在四梁之下，是各类别工业软件中的八大核心软件群。

研发设计软件既有CAD、CAE、CAM等传统专业化软件，也有PLM、EDA、BIM等新型系统级软件，凝结了制造业壁垒最高的多学科知识和机理，更像是工业智造的“皇冠”。

研发设计类工业软件是基础学科和工程知识的集大成者。其涵盖数学、物理、化学、生物、材料和计算机等方面知识，用于协助工程技术人员完成产品设计，提升开发效率、降低开发成本、缩短开发周期、提高产品质量，支撑整个工业体系。

研发设计软件的硬核，在于其庞杂而深奥的技术体系，以及与软件开发、工程实际的紧密耦合。从数学方程式出发，经过漫长的物理机理的冶炼、计算机科学与技术的萃取，最后还必须经过工程知识的淬火，才能成为一个成熟可用的工业软件产品。

2 CAD：设计基础应用广泛

CAD软件是设计能力的基础，下游应用广泛。CAD是利用计算机进行工程设计的研发设计类工业软件，替代传统设计人员手动制图，解决工业产品的几何外形和结构设计问题，使得产品设计的结构形状所见即所得。 CAD本质上是将工业设计知识和经验以数字化模型的方式沉淀，协助工程技术人员完成产品设计，进而提升产品开发效率、降低开发成本、缩短开发周期。

3D CAD应用更广泛：以达索为例，其下游覆盖11个行业，包括航空航天，工业设备，汽车交运，能源和材料，家居，商业服务，生命科学，高科技，船舶与海洋工程和包装消费品与零售。

市场规模：全球CAD市场空间93亿美元，国内市场接近50亿人民币。海外咨询公司P&S Intelligence在2020 年9月最新统计和测算显示，2019年全球CAD市场空间为93亿美元，预计2020-2030年CAGR为6.6%。具体到国内市场，综合工信部运行监测协调局、中国电子信息产业统计年鉴和赛迪顾问的相关数据，我们测算 2018年国内CAD市场空间接近50亿人民币，未来十年CAGR保持在13%左右，高于全球市场增速。

竞争格局：CAD市场格局集中，巨头优势显著。国内外CAD市场竞争格局均为巨头垄断，其中Autodesk是 2D CAD领域绝对龙头，达索、西门子、PTC等企业垄断3D CAD市场。国内CAD领域，既有中望软件、浩辰软件、数码大方等CAD平台型企业，也有大量基于CAD平台做二次开发的细分行业相关企业。随着自身不断技术积累、应用生产逐步形成和知识产权保护力度的加大，国内CAD企业正在与海外巨头的竞争中不断壮大。

3 CAE：仿真世界潜力无限

CAE软件仿真方法是与理论方法、实验方法并列的人类认识世界的三大方法。CAE（Computer Aided Engineering计算机辅助工程）是以有限元法、有限差分法及有限体积法等数学基础，用计算机辅助求解并优化复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等性能的近似数值分析方法。

CAE软件主要分为通用型和专用型两类。CAE软件按照求解范围可以分类两类，一类是大型通用有限元软件，一类是专用有限元软件。专业领域有专门做前处理软件、做求解器软件、做后处理器等各种类别。

市场规模和竞争格局

CAE市场空间大，行业集中度高。从市场规模来看，2018 年全球CAE 软件市场的规模为64亿美元，国内市场规模约为6亿美元，占比约为9%。据国际咨询机构GrandView Research测算，未来十年全球CAE市场CAGR超过9%，中国市场增速更高，CAGR接近18%，国内市场保持高景气度。

海外CAE行业产业链完善，技术和工程积累深厚，国内差距较大。海外龙头CAE企业核心产品不仅包括CAE软件，还提供求解器、通用模块等核心技术的销售以及CAE咨询方案。我国完全自主可控的企业主营业务仍停留在卖软件环节，其核心技术无法对外输出。从咨询业务来看：国内CAE咨询公司大部分都是海外公司二开厂商/小型代理。

CAE仿真对企业研发环节增收降本的价值效果显著

1）CAE软件可助力企业寻求理想的产品设计方案，为设计决策提供支持；2）CAE 软件可协助设计人员预先发现潜在问题；3）CAE 软件可模拟多种实际情景，减少物理实验所引发的时间和资金成本；4）CAE软件可以有效提高生产效率，推动产品流通，促进下游企业与行业的发展。

CAE下游应用广泛，未来拓展无边界。当前CAE主要应用于机械制造、航空航天、汽车、电子电器、国防军工、建筑等领域。CAE 软件专业性较强，能够针对特定类型的产品提供较好的性能分析、预测以及设计优化等功能，如流体力学领域的Fluent、多体动力学领域的Adams、注塑成型领域的Moldflow、电磁学领域的HFSS等。CAE应用可以分为产品制造、虚拟模拟和场景仿真三大类。产品制造主要是在电子电气、机械、汽车零部件、高精密整车及航空航天等领域应用；虚拟模拟集中在医疗、制药、食品和电商等消费行业，包括临床场景、动物测试及VR购物体验等应用；场景仿真主要有车间模拟、工况模拟和自动驾驶场景搭建等。