一、CAE產(chǎn)業(yè)概述

CAE(Computer Aided Engineering)，即計算機(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)、中游的軟件開發(fā)及應(yīng)用(涵蓋CAE軟件開發(fā)、二次開發(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)近年來在全球范圍內(nèi)持續(xù)增長，中國CAE市場也表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長勢頭，預(yù)計未來幾年復(fù)合年增長率將保持較高水平。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，CAE軟件將更加智能化、自動化，并與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)深度融合，推動技術(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)國家，已形成了較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和市場格局。近年來，全球CAE軟件市場規(guī)模持續(xù)增長。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)狀及未來發(fā)展趨勢分析報告》顯示，2022年全球CAE軟件市場規(guī)模約為92億美元，預(yù)計到2025年將達(dá)到128億美元，復(fù)合增長率為9.2%。到2023年，全球工業(yè)仿真CAE軟件市場規(guī)模大約為7690.7百萬美元，預(yù)計未來幾年將以17.1%的復(fù)合年增長率(CAGR)增長，到2030年將達(dá)到22970百萬美元。

全球市場上，Siemens、Ansys、Dassault Systemes等國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)積累和市場優(yōu)勢，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)域具有極高的市場份額，其算法和技術(shù)經(jīng)過多年的優(yōu)化和驗證，能夠滿足復(fù)雜工程問題的仿真需求。

2.2 中國CAE產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

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

目前，國內(nèi)CAE市場主要以海外廠商為主導(dǎo)。據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年我國制造業(yè)CAE軟件市場中，CR3(Ansys、達(dá)索、西門子)占比為45.8%，市場集中度較高。國產(chǎn)廠商整體市場份額較低，但近年來已取得多點突破，部分自研產(chǎn)品具備較強(qiáng)的競爭力。國產(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)展勢頭。這些企業(yè)通過提供符合本土市場需求的通用型及定制化CAE軟件解決方案，逐步擴(kuò)大了市場份額。

三、CAE產(chǎn)業(yè)競爭格局分析

3.1 全球CAE市場競爭格局

全球CAE市場競爭激烈，主要的競爭者包括Ansys、Autodesk、達(dá)索系統(tǒng)、西門子等公司。這些國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，在全球市場中占據(jù)了主導(dǎo)地位。

3.2 中國CAE市場競爭格局

在中國市場，雖然國際品牌仍占據(jù)一定優(yōu)勢，但中國本土企業(yè)也在積極布局和突破。近年來，隨著國產(chǎn)化替代政策的持續(xù)加碼，國產(chǎn)CAE軟件在市場中的競爭力日益增強(qiáng)。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年中國CAE市場競爭格局中，Ansys、西門子、達(dá)索為前三廠商，市場份額分別為19.1%、16.5%、10.2%，幾乎占據(jù)了整體市場的半壁江山。而國產(chǎn)廠商整體市場份額僅為15%，國產(chǎn)替代空間廣闊。不過，國產(chǎn)CAE軟件國產(chǎn)化率有所提升，2022年達(dá)到16.2%，較2016年增加了9.2個百分點。

國產(chǎn)CAE廠商中，索辰科技具備稀缺優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品覆蓋和營收體量兩個維度。一方面，目前市場中結(jié)構(gòu)、流體、電磁三部分需求總計占據(jù)85%份額，索辰科技在主流場景均已有豐富產(chǎn)品布局;另一方面，公司營收體量在國產(chǎn)CAE廠商中排名靠前，2022年營收2.68億元，約為同業(yè)上市公司霍萊沃CAE業(yè)務(wù)營收的6.4倍。

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

四、CAE產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢與前景分析

4.1 技術(shù)發(fā)展趨勢

CAD/CAE軟件一體化：隨著未來環(huán)境對航空裝備性能、研制周期等的要求越來越高，在裝備設(shè)計階段盡早引入仿真分析，可對裝備性能進(jìn)行充分的仿真和優(yōu)化，并有效加速設(shè)計迭代。在此過程中的關(guān)鍵因素就是設(shè)計/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。

多物理場耦合分析：以高超聲速飛行器為例，其面臨流場、溫度場、電磁場、聲場等多物理場耦合的復(fù)雜服役環(huán)境，只有通過多場耦合仿真分析的方式，才能最大程度模擬飛行器的真實受載狀態(tài)，為飛行器設(shè)計提供支持。因此，多物理場耦合分析是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)觀到宏觀多個層面進(jìn)行仿真，并對顆粒/纖維體積分?jǐn)?shù)、纖維方向等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，為新型復(fù)合材料的設(shè)計提供支持。因此，多尺度分析是CAE軟件的重要發(fā)展方向。

高性能計算環(huán)境適應(yīng)性：為了適應(yīng)快速發(fā)展的高性能計算硬件環(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，并面向高性能計算環(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)。

云平臺部署：近年來云平臺取得了快速發(fā)展，借助云平臺可以進(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;同時可利用云端高性能計算資源和海量存儲空間，進(jìn)行大規(guī)模模型的高效計算和數(shù)據(jù)文件管理;借助云平臺，可高效開展異地協(xié)同設(shè)計仿真，提升裝備研制效率。因此，CAE軟件在云平臺部署是重點發(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。通過仿真分析，可以優(yōu)化電池包的設(shè)計，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。通過仿真分析，可以預(yù)測生產(chǎn)線的運行狀況，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，并進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

4.3 國產(chǎn)化替代加速

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

4.4 市場規(guī)模持續(xù)增長

預(yù)計未來幾年內(nèi)，全球和中國CAE軟件市場都將保持平穩(wěn)增長的態(tài)勢。由于CAE軟件在多個領(lǐng)域如汽車、航空、機(jī)械、電子等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其市場規(guī)模有望繼續(xù)擴(kuò)大。

欲了解完整報告目錄，請點擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年CAE產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析報告》。