2024年CAE產業發展現狀、競爭格局及未來發展趨勢與前景分析

一、CAE產業概述

CAE(Computer Aided Engineering)，即計算機輔助工程，是一種專門用于分析復雜工程及產品結構的力學性能并優化其性能的工程仿真軟件，融合了物理學、數學、工程學及計算機科學等多學科算法和技術。CAE產業由上游的軟件開發基礎設施(包括軟件求解器、基礎軟件產品及硬件設備)、中游的軟件開發及應用(涵蓋CAE軟件開發、二次開發、咨詢及培訓等)，以及下游的應用領域(如電子電器、汽車制造、工程機械、航空航天等)組成。該產業近年來在全球范圍內持續增長，中國CAE市場也表現出強勁的增長勢頭，預計未來幾年復合年增長率將保持較高水平。隨著計算機技術的不斷發展，CAE軟件將更加智能化、自動化，并與人工智能、大數據、云計算等新技術深度融合，推動技術創新和應用拓展。

二、CAE產業發展現狀分析

2.1 全球CAE產業發展現狀

CAE行業在全球范圍內發展迅速，尤其在歐美等發達國家，已形成了較為成熟的產業鏈和市場格局。近年來，全球CAE軟件市場規模持續增長。根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年CAE產業現狀及未來發展趨勢分析報告》顯示，2022年全球CAE軟件市場規模約為92億美元，預計到2025年將達到128億美元，復合增長率為9.2%。到2023年，全球工業仿真CAE軟件市場規模大約為7690.7百萬美元，預計未來幾年將以17.1%的復合年增長率(CAGR)增長，到2030年將達到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底蘊和品牌影響力，占據了主要市場份額。這些公司在CAE領域擁有數十年的技術積累和市場優勢，其產品在航空航天、汽車、電子等高端制造領域廣泛應用。例如，Ansys的Fluent軟件在流體仿真領域具有極高的市場份額，其算法和技術經過多年的優化和驗證，能夠滿足復雜工程問題的仿真需求。

2.2 中國CAE產業發展現狀

盡管國內CAE軟件行業起步較晚，但近年來在政策支持和市場需求的推動下，正逐步發展壯大。據數據顯示，2021年中國CAE市場規模為21億美元，預計到2026年國內CAE市場的復合年增長率(CAGR)將達到18.4%，增速快于全球平均水平。2022年中國CAE軟件行業市場規模約為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%)。預計在未來幾年內，中國CAE市場的CAGR將繼續保持較高水平，到2026年市場規模有望超過70億元。

目前，國內CAE市場主要以海外廠商為主導。據IDC數據，2021年我國制造業CAE軟件市場中，CR3(Ansys、達索、西門子)占比為45.8%，市場集中度較高。國產廠商整體市場份額較低，但近年來已取得多點突破，部分自研產品具備較強的競爭力。國產CAE廠商中，索辰科技、中望軟件、安世亞太等企業已在CAE軟件領域取得了一系列突破性成果，展現出強勁的發展勢頭。這些企業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，逐步擴大了市場份額。

三、CAE產業競爭格局分析

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、達索系統、西門子等公司。這些國際巨頭憑借其深厚的技術底蘊、品牌影響力以及豐富的產品線，在全球市場中占據了主導地位。

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一定優勢，但中國本土企業也在積極布局和突破。近年來，隨著國產化替代政策的持續加碼，國產CAE軟件在市場中的競爭力日益增強。

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

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

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

四、CAE產業未來發展趨勢與前景分析

4.1 技術發展趨勢

CAD/CAE軟件一體化：隨著未來環境對航空裝備性能、研制周期等的要求越來越高，在裝備設計階段盡早引入仿真分析，可對裝備性能進行充分的仿真和優化，并有效加速設計迭代。在此過程中的關鍵因素就是設計/仿真所需CAD/CAE軟件的一體化，此為CAE軟件重要的發展方向。

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雜服役環境，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，為飛行器設計提供支持。因此，多物理場耦合分析是CAE軟件的重要發展方向。

多尺度分析：隨著未來各類新型復合材料的廣泛應用，需要準確分析非均質材料的微觀結構對材料性能的影響，可以借助多尺度分析軟件，從微觀、細觀到宏觀多個層面進行仿真，并對顆粒/纖維體積分數、纖維方向等參數進行優化設計，為新型復合材料的設計提供支持。因此，多尺度分析是CAE軟件的重要發展方向。

高性能計算環境適應性：為了適應快速發展的高性能計算硬件環境，CAE軟件需要不斷吸收高精度、高效率并行數值算法，進行軟件的并行化升級，并面向高性能計算環境進行軟件適應性改造，為超大規模的高效、高精度仿真奠定基礎。

云平臺部署：近年來云平臺取得了快速發展，借助云平臺可以進行CAE軟件快速部署，并保證軟件、數據的統一配置和管理;同時可利用云端高性能計算資源和海量存儲空間，進行大規模模型的高效計算和數據文件管理;借助云平臺，可高效開展異地協同設計仿真，提升裝備研制效率。因此，CAE軟件在云平臺部署是重點發展方向之一。

4.2 應用領域拓展

除了傳統的汽車、國防軍工等領域外，CAE技術還將應用于更多的行業，如新能源、智能制造等，這將為CAE行業帶來更多的發展機遇。

新能源領域：隨著新能源產業的快速發展，CAE軟件在電池包的熱管理、結構強度分析等方面發揮著重要作用。通過仿真分析，可以優化電池包的設計，提高電池的安全性和性能。

智能制造領域：在智能制造領域，CAE技術可以用于生產線的優化、設備的故障診斷等方面。通過仿真分析，可以預測生產線的運行狀況，提前發現潛在問題，并進行優化和改進。

4.3 國產化替代加速

近年來，國家高度重視工業軟件的發展，出臺了一系列政策推動CAE等研發設計類工業軟件的研發和應用。這些政策為國產CAE軟件的發展提供了良好的環境。隨著國產化率的不斷提升，國產CAE軟件在市場中的競爭力將日益增強。未來，國產CAE軟件有望打破海外廠商在該領域的壟斷局面。

4.4 市場規模持續增長

預計未來幾年內，全球和中國CAE軟件市場都將保持平穩增長的態勢。由于CAE軟件在多個領域如汽車、航空、機械、電子等行業的廣泛應用，其市場規模有望繼續擴大。

欲了解完整報告目錄，請點擊查看中研普華產業研究院發布的《2024-2029年CAE產業現狀及未來發展趨勢分析報告》。