工業軟件研發驅動國產化，完成從“有”到“用”過程

工業軟件研發驅動國產化，完成從“有”到“用”過程。工業軟件是沉淀了工業知識、技術與經驗的智慧結晶。我國工業軟件整體面臨“管理軟件強、工程軟件弱，低端軟件多、高端軟件少”問題，研發設計類面臨的“卡脖子”問題最為嚴峻，是國產化替代的核心關注點。

工業軟件是沉淀了工業知識、技術與經驗的智慧結晶，重新指導現代工藝，用軟件來定義制造。工業軟件應用范圍覆蓋產品的全生命周期及企業生產經營的各個環節，用于提高工業企業研發、生產、管理水平和工業裝備性能，通過工業知識軟件化極大推進了工業技術、知識、流程的程序化封裝和復用。

工業軟件產業鏈結構清晰，鏈上企業偏好向多個功能或應用領域進行全產業鏈布局。上游主要由硬件設備、操作系統、開發工具和中間件組成，為上層軟件提供算力支持及使用載體；下游廣泛應用于汽車、機械等離散型制造業以及石油石化、醫藥等流程型制造業。工業軟件中游細分領域眾多，按功能差異可分為研發設計類、生產制造類、經營管理類、嵌入式軟件等。

我國工業軟件市場規模增速較快，研發設計類軟件占比偏低。根據中研普華產業研究院，全球工業軟件市場規模從2019年的4107億美元增至2023年的5027億美元，CAGR達5.18%，預測2024年規模將至5288億美元；對于我國而言，2020-2023年工業軟件市場規模的CAGR達13.20%，預測2024年規模將至3197億元。2022年，我國工業軟件中的嵌入式軟件市場份額最大，占比達57.4%，經營管理類工業軟件和生產控制類工業軟件市場占比分別為17.1%、17.0%，研發設計類軟件占比較小，僅為8.5%。而從全球2016年數據來看，經營管理和研發設計類占比分別為51%、24%。

圖表：我國工業軟件細分市場結構（2022年）

數據來源：中研普華產業研究院整理

我國工業軟件關鍵領域面臨“卡脖子”問題，其中研發設計類核心技術缺失多。我國工業軟件存在關鍵技術缺失、高端人才缺乏、產業規模較小、核心競爭力較差、發展生態環節脆弱、軟件缺乏質量保證體系等問題。2018年以來，國內工業軟件尤其EDA等研發設計類軟件“斷供”案例頻發，以華為為代表的公司遭受美國EDA全面斷供。2022年下半年，3nm以下先進制程以及用于制造高性能芯片的EDA軟件也面臨限制。而我國EAD廠商以提供點工具為主，覆蓋全領域的全流程設計平臺與海外龍頭存在較大差距。俄烏沖突以來，多家工業軟件公司宣布停止在俄業務。在此地緣政治與技術背景下，我國亟需注重工業軟件自主可控，增強工業體系的韌性。

我國工業軟件整體面臨“管理軟件強、工程軟件弱，低端軟件多、高端軟件少”問題，研發設計類國產化替代空間較大。根據國新咨詢，2021年我國研發設計類、生產控制類、信息管理類國產化率分別為12%、31%、71%。其中，信息管理類軟件雖然市場空間大，但國產化率已較高，高端市場仍待突破；生產控制類軟件中低端國產化率較高，國產化替代空間主要集中在高端領域。而對研發設計類軟件而言，我國此類軟件大部分依賴進口，國產可用的研發設計類產品主要用于工業機理簡單、系統功能單一、行業復雜度低的領域。細分領域來看，EDA、CAE國產化率最低，2021年均處于10%以下。從2019年前十大龍頭企業數量來看，國產CAE、CAD、PLM前十大供應商僅有0、3、2家，處于明顯的劣勢地位。總而言之，我國工業軟件產品類別齊全，然而發展深度不均衡。

工業軟件立足于工業領域，需要在工業領域不斷打磨與驗證才能逐漸完善，而這背后離不開研發的支持。據《中國工業軟件產業白皮書（2020）》，工業軟件研發不同于一般意義的軟件，研發難度大、體系設計復雜、技術門檻高等，導致研發周期長、研發迭代速度慢。一般大型工業軟件研發周期需要3-5年時間，被市場認可需要10年左右。此外，工業軟件廠商可通過高強度的研發構筑其自身的競爭壁壘。例如，全球CAE廠商Ansys每年研發投入在20億人民幣左右，使其短期難于被其他公司超越。工業軟件廠商只有投入研發直至完善自身產品體系，才能解決工業領域缺乏相關產品的痛點；2）而產品功能在工業領域得到認可與驗證之后，市占率和利潤端向好可以反映產品好用與否；利潤端保障了研發資金且工業實踐積累了研發經驗，由此形成研發投入的正循環，加速構建工業軟件廠商的競爭壁壘。

預計2025年我國研發設計類、生產控制類、信息管理類國產化率分別為26%、52%、78%，同比2021年分別提升14pct、21pct、7pct。據甲子光年，分領域來看，目前我國嵌入式軟件在智能化轉型中得以大規模應用，國產軟件與海外巨頭處于同場競爭的局面；經營管理類軟件中，我國在中低端市場基本實現國產替代，高端市場正在加速追趕中；生產控制類軟件中，國外廠商在高端離散行業市占率較高，國內廠商主要集中在中低端的細分市場，同時在具有壟斷性、生產技藝較為成熟的流程行業初步完成了國產化替代；研發設計類軟件，雖然海外龍頭占據主要市場份額，而國產廠商已在CAD、EDA、BIM等賽道細分垂直領域取得國產化突破。