2021年工业软件行业深度研究报告.pdf

2021年工业软件行业深度研究报告目录1 工业软件高行业景气.61.1 智能制造大势所趋，工业软件必不可缺.61.2 政策支持：鼓励工业软件发展，加快数字化进程.81.3 工业软件：智能制造弄潮儿.91.3.1 工业软件行业空间广阔.91.3.2 工业软件有望迎来快速增长期.112 国外企业占据龙头地位，国产软件崛起正当时.122.1 研发类软件：国外企业占主导地位.132.1.1 计算机辅助类软件：国际巨头龙头地位稳固，国产占比低.142.1.2 电子设计自动化软件EDA：国外厂商占据强势主导地位，国产软件艰难突围.152.2 生产制造类：具备国产化条件.162.2.1 生产控制类软件：DCS/SCADA/PLC.172.2.2 制造执行软件：MES.212.2.3 能源管理系统：EMS.232.3 信息管理类：高端国外厂商为主，替代势不可挡.242.4 嵌入式工业软件类：国产化率较高.273 他山之石可以攻玉：国外工业软件发展历程启迪.283.1 达索系统.283.2 西门子.304 投资机会.314.1 华大九天：EDA国内厂商领衔者.314.1.1 产品概况：公司EDA设计工具主要分为四条条线.314.1.2 客户结构：国内为主，前 5 大客户营收占比超50%.334.1.3 财务分析：营收增速较快，不断加大研发.334.2 中望软件：研发软件CAD龙头.354.2.1 产品概况：全面布局CAD/CAM/CAE.354.2.2 财务分析：高毛利高增速.364.3 宝信软件：制造执行软件MES龙头.384.3.1 工业软件+工业互联网助力智能制造升级.384.3.2 财务分析：公司快速增长，盈利能力不断提高.414.4 中控技术：DCS市占率第一.434.4.1 产品概况：广泛应用于化工、石化领域.434.4.2 财务分析：高盈利能力，研发投入占比稳定.445 投资建议.456 风险提示.45插图目录图 1制造强国发展指数.6图 2 制造强国发展指数分项得分.6图 3 智能制造示意图.7图 4 工业互联网平台体系.7图 5 传统工业支撑体系.8图 6 工业互联网体系.8图 7 国内工业软件市场规模及增速（亿元，%）.10图 8 全球工业软件市场规模及增速（亿美元，%）.10图 9 中美制造业增加值对比（亿美元，%）.11图 1 0 技术成熟曲线.12图 11 2019年国产工业软件细分领域国产化率.12图 12 2019年工业软件细分产品结构.12图 13 2018年工业软件销售额客户结构分布.12图 14 2018年国内分产品研发类软件销售额占比.14图 15 2018年国内分公司研发类软件销售额占比.14图 16 2018年国内CAD软件市场份额占比.15图 17 2013-2019年全球EDA市场规模及增速（亿美元）.16图 18 EDA软件2020年市场份额占比.16图 19 2018-2020年国内EDA市场规模（亿元）.16图 2 0 国内EDA软件2020年市场份额占比.16图 21 2018年国内生产制造类软件分产品市场规模占比.17图 22 2018年国内生产制造类软件分公司规模占比.17图 2 3 第四代DCS系统体系结构.18图 2 4 国内DCS系统市场规模（亿元）.18图 25 2019年 DCS国内市场竞争格局.18图 2 6 自动化金字塔层级.19图 27 SCADA系统的模块构成.19图 28 SCADA国内市场规模（亿元）.19图 29 2019年 SCADA中国市场国内外产品占比.19图 30 PL e结构示意图.20图 31 PLC国内2012-2019市场规模（亿元）.20图 3 2 小型PLC2017-2020QI（从内到外）国内竞争格局.20图 3 3 大型PLC2017-2020Q1（从内到外）国内竞争格局.20图 3 4 国内2018年小型PLC各公司市场份额.21图 3 5 国内2018年大型PLC各公司市场份额.21图 36 MES制造执行系统架构示意图.22图 3 7 我国MES系统2018-2022E市场规模（亿）.22图 38 2020年 MES下游应用行业占比.22图 39 2020年我国MES分行业渗透率.23图 40 EMS系统结构层.24图 4 1 全球2011-2018E年 ERP市场规模（亿美元）.25图 4 2 国内2013-2020年 ERP市场规模（亿元）.25图 4 3 云计算国际市场规模及分类占比（亿美元）.26图 4 4 云计算国内市场规模及分类占比（亿元）.26图 45 2018年我国企业级各个应用SAAS市场占比.26图 4 6 我国2021年整体ERP竞争格局.27图 4 7 我国2021年高端ERP竞争格局.27图 48 2015-2019我国嵌入式工业软件市场规模（亿元）.27图 49 2018年我国嵌入式工业软件竞争格局.28图 5 0 达索系统收购史梗概.29图 5 1 西门子并购转型梗概.30图 5 2 华大九天2018-2020年营收及增速（亿元）.34图 5 3 华大九天2018-2020扣非归母净利润及增速（亿元）.34图 5 4 华大九天2018-2020年毛利率及净利率.34图 5 5 华大九天2018-2020年三费费率.34图 5 6 华大九天2018-2020年研发费用及营收占比（亿元）.35图 5 7 中望技术公司发展历程简介.35图 5 8 中望软件2016-2021H1营收及增速（亿元）.37图 5 9 中望软件2016-2021H1扣非归母净利润及增速（亿元）.37图 6 0 中望软件2016-2021H1毛利率及净利率.37图 6 1 中望软件2016-2021H1三费费率.37图 6 2 中望软件2017-2021H1研发费用及营收占比（亿元）.38图 6 3 中望软件2018-2020研发人员及占比.38图 6 4 宝信软件发展历程梗概.38图 6 5 宝信软件工业软件产品矩阵.39图 66 工业互联平台层级结构.40图 67 XINPLAT平台EPLAT产业生态平台.41图 68 XINPLAT平台IPLAT功能架构.41图 6 9 宝信软件2016-202年营收及增速（亿元）.41图 7 0 宝信软件2016-2021H1扣非归母净利润及增速（亿元）.41图 7 1 宝信软件2016-2020主营业务及其占比（亿元）.42图 7 2 宝信软件2016-2021H1毛利率及净利率.42图 7 3 宝信软件2016-2021H1三费费率.42图 7 4 宝信软件2016-2021H1年研发费用及研发费率（亿元）.43图 7 5 宝信软件2016-2021H1年研发人员及占比.43图 7 6 中控技术2020年主营业务占比.43图 7 7 中控技术2016-2021H1营收及增速（亿元）.44图 7 8 中控技术2016-2021H1扣非归母净利润及增速（亿元）.44图 7 9 中控技术2016-2021H1毛利率净利率.45图 8 0 中控技术2016-2021H1三费率.45图 8 1 中控技术2016-2021H1研发费用及研发费率（亿元）.45图 8 2 中控技术2019-2021H1研发人员及占比.45表格目录表 1 近年来政策鼓励工业软件发展.8表 2 研发类软件分类与基本介绍.13表 3 生产制造类系统简介.17表 4 信息管理类系统简介及国内厂商.24表 5 华大九天EDA工具产品.31表 6 华大九天模拟电路设计工具最高量产支持工艺及全球对比.32表 7 华大九天数字电路设计工具最高量产支持工艺及全球对比.33表 8 公司主要产品及市场地位.361 工业软件高行业景气1.1智能制造大势所趋，工业软件必不可缺我国制造业效率相对低下，智能制造助力中国制造产业升级。根 据 2020中国制造强国发展指数报告，制造强国发展指数由规模发展、质量效益、结构优化、持续发展共四个分项数值构成，我 国 总 分110.84,居于世界第四，处于第三阵列国家。从分项来看，我国规模发展分数项第一，早 在2 0 1 0年我国制造业增加值已超越美国，而质量效益分数项得分16.11,居于世界第七，远低于世界第一美国51.96,从上述报告评分结果看，提高我国制造业效率及发展质量是建设制造业强国的必经之路，而智能制造将持续助力中国制造业产业升级。图 1 制造强国发展指数图 2 制造强国发展指数分项得分168.717_3_.95 270 口07,6 3 Q3125.651 1 7 1 6 110.84180160140120100智能制造是基于新一代信息技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造互动各个环节，具有自感知、自决策、自执行、自适应、自学习等特征，旨在提高制造业质量、效益和核心竞争力的先进生产方式。它关乎我国未来制造业的全球地位，对于建设数字中国具有重要作用。智能制造将有效提高我国制造业“微笑曲线”，提高制造业盈利能力。以工信部2018年评选出305个智能制造试点示范项目为例，这些项目智能化改造前后对比，生产效率平均提升37.6%,能源利用率平均提升16.1%;运营成本平均降低21.2%,产品研制周期平均缩短30.8%,产品不良率平均降低25.6%,发展智能制造是提高我国制造业质量的必由之路。图3智能制造示意图协同层研发设计供应商 智能工厂转包商客户CRM PLM ERM信息来源:头豹研究院,首创证券工业互联网是信息技术与制造技术交互的连接点，发展工业互联网是实现智能制造的路径之一。所谓工业互联网，本质是一个工业操作系统，其功能类似于微软的W indows,谷歌的安卓系统以及革果的iO S系统，向上提供开发接口及存储计算、工具资源等支持，向下实现对各种软硬件资源的接入、控制和管理。工业互联网平台由边缘层、laaS层、PaaS层及应用层构成。边缘层是基础，向下接入工业设备实现数据的采集与处理。工 业PaaS层是核心，基于通用PaaS并融合多种创新功能，将工业机理沉淀为模型，实现数据的深度分析并为S aaS层提供开发环境，是平台核心能力的集中体现。应用层是关键，主要提供覆盖不同行业，不同领域的业务应用及创新性应用，形成工业互联网平台的最终价值。图4工业互联网平台体系应用开发（开发工具、微服务框架）工业微服务组件库（工业知识组件.旧法组件、原理模型组件）据建模和分析（机理建模、机器学习、可视化）M大 数 据 系 统（工业数据清洗.管理.分析.可视化等）通用PaaS平台资源部署和管理工业安全防护设备管理资源管理运维管理故障恢复laaS层|云基城设施（服务髭.存他.网络.虚拟”2信息来源:头豹研究悦,首领证券从产业界定看，工业互联网有效的将整个工业支撑体系进行了串联，在传统架构中，工业软件、工业自动化装备以及工业生产装备是相对割裂的存在，其相互之间的联系是一对一的孤岛式的。而在工业互联网体系下，工业互联网平台作为中心，有效连接生产设备、自动化装备等硬件，并通过平台汇集、处理产业链上下游数据，通过工业软件(a p p)输出最终的各类应用，从而实现最终的智能制造。图5传统工业支撑体系图6工业互联网体系Level4商业计划工业软件产业Level3制造运营管理Level2监测与控制Level 1传感与执行LevelO生产装备ISA-95体系工业自动化产业(包含网络)工业装备产业工业互联网平台与工业软件产业平台边缘计算工业互联自动化产业工业数字化装备产业(采集、连接、计算)信息来源:工业互联网产业经济发展报告2020,首创证券 信息来源:工业互联网产业经济发展报告2020,首例证券1.2政策支持：鼓励工业软件发展，加快数字化进程近些年来政策出台密集，国家鼓励工业软件发展。从2 0 0 9年以来，政府不断出台政策，但 从1 7年开始密集出台，把工业软件的发展提升到了推动建设制造业强国的重要地位上。当前政府的高度重视和鼓励政策频出，如税收优惠等，有利于推动行业发展。表1近年来政策鼓励工业软件发展时间政策名称主体内容2021.06关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见工信部、科技部、财政部推动产业数字化发展，大力推动自主可控工业软件推广应用，提高企业软件化水平。2021.03关于加快推动制造服务业高质量发展的意见发改委、教育部、科技部加快发展工业软件、工业互联网，培育共享制造、共享设计和共享数据平台，推动制造业实现资源高效利用和价值共享。2020.12关 于 印 发 工业互联网创新发展行动计划(20212023年)的通知工信部工业互联网基础创新能力显著提升，工业芯片、工业软件、工业控制系统等供给能力明显增强。2020.10关于印发新能源汽车产业发展规划(20212035年)的通知国务院加快新能源汽车智能制造仿真、管理、控制等核心工业软件开发和集成，开展智能工厂、数字化车间应用示范。2020.09关 于 印 发 建材工业智能制造数字转型行动计划(20212023年)的通知工信部建设第三方工业互联网公共服务平台，在线提供工业软件、研发设计、市场营销、物流仓储等服务，促进中小企业上云上平台，支撑数字化转型进程。2020.07关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知国务院聚焦高集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发。信息来源:工信部网站,国务院网站,首创证养2020.03关于推动工业互联网加快发展的通知工信部鼓励相关单位打造智能传感、智能网关、协议转换、工业机理模型库、工业软件等关键软硬件产品，加快部署应用。2017.11关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见国务院加快信息通信、数据集成分析等领域技术研发和产业化，集中突破一批智能联网装备、工业软件等关键软硬件产品与解决方案。2017.04关于印发“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划的通知科技部重点研究智能装备CPS型控制器与关键技术、基于移动互联的智能产线控制管理器、高可信多重冗余控制系统与关键技术、新一代SCADA系统与关键技术、工业组态和工业监控等工业软件2017.08关 于 印 发 制造业“双创”平台培育三年行动计划的通知工信部实施百万企业上云工程，鼓励中小企业业务系统向工业云平台迁移，加快低成本、模块化的数据采集、工业软件、开发工具等技术产品和解决方案在中小企业普及推广2016.12关于印发软件和信息技术服务业发展规划(20162020年)的通知工信部围绕制造业关键环节，重点支持高端工业软件、新型工业APP等研发和应用，发展工业操作系统及工业大数据管理系统，提高工业软件产品的供给能力加快计算机辅助设计仿真、制造执行系统、产品全生命周期管理等2016.12 十三五 国家信息化规划的通知国务院工业软件的研发和产业化，加强软件定义和支撑制造业的基础性作用。开发安全领域操作系统等工业基础软件。突破制造物联与服务、工2015.05 中国制造2025国务院业大数据处理等高端工业软件核心技术，开发自主可控的高端工业平台软件2011.01进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策国务院重点支持基础软件、面向新一代信息网络的高端软件、工业软件、数字内容相关软件、高端芯片、关键应用系统的研发以及重要技术标准的制订。2009.04电子信息产业调整和振兴规划国务院着力提高国产基础软件的自主创新能力。支持信息安全软件、工业软件等重要应用软件和嵌入式软件技术、产品研发。1.3工业软件：智能制造弄潮儿1.3.1 工业软件行业空间广阔工业软件本身是工业技术软件化的产物，是工业化的顶级产品。它既是研制复杂产品的关键工具和生产要素，也是机械装备中的“软零件”“软装备”，是工业品的基本构成要素。工业软件作为工业和软件产业的重要组成部分，是推动我国智能制造高质量发展的核心要素，是实现工业智能化的前提。目前业界对工业软件的界定还没有统一，但形成了“工业软件是工业技术软件化的成果”的共识。根 据 中国工业软件产业白皮书2020对工业软件的简明定义为：工业软件是工业技术/知识、流程的程序化封装和复用。工业软件是智能制造的大脑及神经，通过工业互联网汇集生产设备数据及相关的外部数据，从而对产品的全生命周期，研发、生产、销售、管理进行精准分析与跟踪。工业软件本身而言，由于工业门类复杂，种类繁多，分类维度和方式一直呈现多样化趋势，目前国内外均没有公认、使用的统一分类方式。主流的分类方法主要有：(-)国家标准国标GB/T-36475-2018将 工 业软件(F类)分为工业总线、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造系统、工业仿真、可编辑逻辑控制器、产品生命周期管理、产品数据管理、其他工业软件9大类。（二）工信部运行局给出的分类2019年1 1月国家统计局批准工信部发布的 软件和信息技术服务业统计调查制度，其中将工业软件划分为研发设计类软件、生产控制类软件、业务管理类软件。（三）基于生命周期的聚类分析方法工业软件按照生命周期的阶段或环节，大致划分为研发设计类软件、生产制造类软件、运维服务类软件和经营管理类软件。该分类为业内比较常见的工业软件分类方式，优点是简明易懂，缺点是集中于制造业，忽略了能源业和矿业的工业软件。（四）按照工业软件基本功能的分类方法在 铸魂：软件定义制造 书中，作者按基本功能将工业软件分为工研软件（CAD、CA E等）、工 制 软 件（CAM、MES、3 D打印等）、工管软件、工维软件、工量软件、工试软件、工控软件等，分类较细，尚未得到业界认可。本报告根据各类标准及业界认可度较高的分类，将工业软件分类为研发设计类、信息管理类、生产控制类、嵌入式工业软件和协同集成类软件。2020年工业软件全球销售额4338亿美元，同比增长6%;我 国2020年工业软件市 场 规 模1974亿元，同比增长11.2%,近两年复合增长率15.6%,远高于世界平均增速6%o我 国2020年工业软件市场规模占全球比例6.6%,按照我国制造业增加值在全球占28%以上的份额来估算，我国工业软件市场还存在约5倍的增长空间。图7国内工业软件市场规模及 增 速（亿元，%）图8全球工业软件市场规模及 增 速（亿美元，%）规 模-增速规 模-增速4500400035003000250020001500100050006%6%7%Ml2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 20196%5%3%2%0%数据来源:中国工业软件产业白皮书2020,首创证养数据来源:中国工业软件产业白皮书2020,首创证养我国每年的高制造业增加值为国内工业软件企业提供广阔发展空间。我国从2010年起超越美国成为世界第一制造业增加值国，2020年制造业增加值占全球比例达到28%。完善的工业体系及庞大的制造业产值是我国工业软件成长的沃土。工业软件大致可分为设计研发、生产控制管理、信息管理、嵌入式工业软件和协同集成类软件。研发类软件 主要应用于产品研发，开发门槛高，需长时间积累，主要分为CAX（CAD、CAE、CAM、EDA和PLM等产品研发类软件；生产控制类软件主要分为DCS（集散控制系统）、MES（制造执行系统）和SCADA（数据采集和监控系统）等。信息管理类软件主要服务于公司日常经营管理，主要分为ERP、SRM、CRM、OA等。嵌入式工业软件主要是指应用于工业相关的嵌入式系统软件，如数控装置、全自动柔性生产线、智能测量仪表、可编程控制器等。图9中美制造业增加值 对 比（亿美元，%）数 据 来 源:World bank,首创证券1.3.2工业软件有望迎来快速增长期工业软件即将迎来行业爆发期。受益于产业升级、政策加持、国产化趋势三大因素叠加，工业软件在未来几年有望迎来爆发。首先，工业升级释放信息化及智能化需求，工业软件是智能制造升级中的重要一环。其次，政策利好不断，自2015年提出“中国制 造2025”大政方针以来，多部门颁布智能制造发展政策，推动制造升级。其三，技术封锁加剧，加速替代进程，2019年5月，华为与EDA（芯片设计软件）三大厂商的合作均被制裁终止，2020年6月哈工大和哈工程被禁用数学基础软件M atlab,技术封锁有望加速国内工业软件替代进程。工业软件可能迎来高速发展的核心因素是国产工业软件技术已逐渐突破。自2015年我国提出 中国制造2025”以来，利好政兼不断，国产工业软件技术也不断实现突破，如 中 望ZWCAD（2D C A D平台）软件，可高度兼容国外同类软件，拥有自主知识产权的内核平台，具备开放的API接口，可进行下游产业的二次开发：华大九天为国内EDA软件龙头，可以提供模拟/数模混合IC设计全流程解决方案。技术层面实现突破，工业软件迎来快速发展期。图 1 0 技术成熟曲线2 国外企业占据龙头地位，国产软件崛起正当时从竞争格局看，国外工业软件厂商居于领先地位，国内厂商在一些细分子领域有一定的突破。国外厂商经过多年发展，通过并购等手段已成为较大规模的企业，国内工业软件企业规模普遍较小，处在早期内生发展阶段。在几类工业软件中，我国企业在基础类研发设计软件中实力较差，市占率较低，2019年国产设计软件份额仅为5%,而经营管理类国产软件较为成熟，国产软件市占率达7 0%,竞争格局分化较大。图 11 2019年国产工业软件细分领域国产化率数据来源:中国工业软件产业白皮书2020从细分产品结构来看，2019年嵌入式软件占比最高达5 7%,其次为信息管理类软件 占 比11.8%;从客户结构来看，主要为大型企业。图 12 2019年工业软件细分产品结构图 13 2018年工业软件销售额客户结构分布嵌入式软件信息管理类生产控制类研发设计类协同集成大型企业中型企业小型企业数据来源:CCID前瞻产业研究院,首创证券 数据来源:赛迪顾问,首创证券2.1研发类软件：国外企业占主导地位研发类软件主要分为C A X、E D A、P L M 和 P D M 等。CAX三者之间相互协作共同完成产品的开发、模拟与制造工序。在CA D完成几何建模后，CAE将 读 取CA D的建模进行仿真分析，并得出反馈结果，CAD根 据CA E的反馈结果进行建模优化，然后C A M将读取优化后的几何建模模型，进行自动数控编程后得出产品的加工制造程序。目前其一体化趋势显著，国外西门子、达索等均推出CAD/CAM 一体化软件，国内厂商如中望软件也开始推出相关产品。C A D软件开发核心在于独立开发高性能的通用几何内核，如达索应用的CGM、西门子应用的Parasolido中望软件3D CAD应用了独立开发的几何内核Overdrive,是国内稀缺的实现商用的三维几何建模内核技术。ED A软件为电子设计自动化软件，用于完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等。工程师利用ED A工具，将芯片的电路设计、性能分析、设计IC版图的整个过程交由计算机自动处理完成。EDA应用于包括模拟电路、数字电路、FPGA、PCB、面板等多个领域的设计工作。PDM软件为产品数据管理软件，是指某一类软件的总称，它是管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM能管理的产品数据包括：三维设计图、工程图、BOM清单、各类文档等。从过程来看，PD M软件可协调组织产品生命周期全流程事件，如设计审查、批准、变更、以及产品发布等。从产品来看，PDM可记录产品全流程的进展数据、设计数据等全部产品信息。PLM为产品生命周期管理软件，它将CAD、CAE、CAM、PDM连接在一起，使企业能够对产品从构思、设计、生产、到最终报废等全生命周期的设计数据及信息进行高效和经济的应用、管理。表2研发类软件分类与基本介绍名称功能国内厂商CAD（计算机辅助设计）用于工程设计，绘制二维工程图、三维建模等，中望软件、浩辰、山大华天CAE（计算机辅助工程）用于几何模型的分析，例如利用FEA软件分析零件的受力变形、失效情况中望软件、安亚世太、前沿动力CAM（计算机辅助 用于制造和加工，例如通过三维模型得出加工程制造）序，模拟工艺；信息来源:中国工业软件产业白皮书2020,首创证券EDA（电子设计自动化软件）芯片设计软件，应用于集成电路的设计以提高生产效率华大九天、概伦电子PLM（产品生命周期管理）以产品全生命周期为基础而构建的多系统解决方案，从产品最早的设计到产品完成后的销售、售后流程用友网络、山大华天PDM（产品数据管理）管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构等）和所有与产品相关过程山大华天、大方科技根据赛迪顾问数据，2018年我国研发类软件市场规模142.7亿元，从产品分布来看，PLM目前规模最大，其他占比较高的软件有CAD/CAE/CAM/EDA/BIM等。从厂商占比看，国产厂商中除广联达规模较大外，其他销售规模较大的厂商均为海外厂商。图14 2018年国内分产品研发类软件销售额占比 图15 2018年国内分公司研发类软件销售额占比数据耒源:搴迪顾问,首创证券数据来源：褰迪顾问,首创证券2.1.1计算机辅助类软件：国际巨头龙头地位稳固，国产占比低海 外C A D企业居于龙头地位，国 产C A D软件占国内市场份额5%。根 据BISResearch数据，2018年全球CAD市场规模为74.7亿美元，法国达索系统公司（DassaultSystemes）、德国西门子公司（Siemens）和美国参数技术公司（PTC）三家处于垄断地位，占据全球市场份额的60%以上。分类来看，3D CAD市场规模占3/4约5 6亿美元，2DCAD市场规模占1/4约 为18.7亿美元。BIS Research预测全球C A D市场会在未来5-10年稳步扩张，预 计2023年市场规模将达到112.2亿 美元，2028年市场规模将达到138.3亿美元。根 据 中国工业软件产业白皮书2020，我 国2018年CAD市场规模约为7.33亿美元，其 中95%以上的市场被国外厂商所占据，领军厂商包括法国达索、美国Autodesk,美国PTC等。从我国2D CAD市场来看，虽然Autodesk在2D CAD时代制定了 DWG数据标准和ARX二次开发标准，在我国稳居2D CAD行业霸主地位，但国产2D CAD产品已拥有了代替国际先进产品的能力，如中望软件的ZW CA D等，且中望产品拥有收费模式与高性价比的优势，其一次性买断模式使得用户接受度更高，同时，ZWCAD2021版本一次性买断费用为6898元，而Autodesk订阅价格为7829元/年，前者价格优势明显。我 国3DCAD市场主要由国际巨头如法国达索、西门子、PTC等占据主要份额，海外厂商优势较为明显，国产厂商虽然也推出了如中望3D、SINOVATION等产品，但在功能和性能上仍与国外厂商存在一定差距，未实质性打破国外产品垄断的局面。图16 2018年国内CAD软件市场份额占比,法 国达索德国西门子UG美国 Autodesk美国PTC美国 Bentley其他数据来源:中国工业软件产业白皮书2020,首创证券我 国 CAE市场主要被国际巨头占据。根 据 Credence Research数据，2018年全球C A E软件市场的规模为8 1亿美元，预计2025年 达 到128亿美元，年均复合增长率为9.6%,国际市场以国际三巨头主导，ANSYS、达索、西门子共占据约47%的市场份额。根 据 中国工业软件产业白皮书2020，我 国2018年CAE市场规模约为6亿美元，主要被国际巨头占据，国产化率较低。国产CAE软件有安世亚太PERASIM、英特仿真等，但产品能力与海外竞品相比尚有较大差距。CAM与 CAD集成度较高，国际巨头垄断。根 据Industry Analysis数据，2017年全 球C A M市场规模为2 0.9亿美元，预 测2025年全球CAM 市场规模将达到3 5.7亿美元。由于C A M与C A D的集成度较高，竞争格局与CAD类似。当前国际上CA X产品一体化趋势显著，各厂商逐渐在数据传输等技术上将上下游产品打通，形 成CAD/CAE/CAM/PDM 一体化综合软件平台。2.1.2电子设计自动化软件EDA：国外厂商占据强势主导地位，国产软件艰难突围EDA为电子设计自动化软件，上世纪40年代，芯片设计通常为工程师手绘，后来随着芯片电路愈加复杂，于80年代末期Aart de Genus博士将芯片设计提高到集成电路的抽象层次，发明了现在意义上的EDA软件，使得工程师将精力集中于设计集成电路。我国 的EDA发展历程可分为三阶段，第一阶段为1988-1994年“巴统”协议时期，当时外国先进科技禁运中国，国 外EDA工具无法进入国内，我国曾动员了全国2 0 0多名专家聚集北京集成电路设计中心，开发出了国产E D A工具“熊猫系统”；第二阶段从1994年 至2009年，1994年禁运取消，造不如买”的大潮让美国企业快速占领了国内EDA市场，国 产EDA软件无人问津，从此国产EDA软件发展进入停滞期；第三阶段为2 0 0 9年至今，继承了“熊猫系统 的华大九天正式成立，同时，芯和、博达微、思尔芯、芯华章等一批国产EDA企业成立，截 止2020年末中国EDA公司有2 8家，尤其自美国制裁以来，ED A软件突破“”迫在眉睫，国内ED A公司获得了重要的发展机遇，国产EDA重启新的发展篇章。2012-2019年 全 球EDA市场规模呈现出逐年上升的走势，2019年 全 球EDA市场规 模102.73亿美元，同比增长5.86%,全球三大EDA厂 商Synopsys、Cadence西门子合计占据约70%市场份额。图17 2013-2019年全球EDA市场规模及增速（亿美元）图18 EDA软件2020年市场份额占比国内EDA市场目前仍由国际三巨头占据绝对主导地位。2020年国内EDA市场销售额约77%由国际三巨头占据，华大九天占国内EDA市场约6%份额，紧随国际三巨头之后。目前国产厂商以提供点工具为主，仅有华大九天一家可以提供面板和模拟集成电路全流程设计平台，其他厂商多只能提供某领域内的部分工具。而国际三巨头的EDA工具覆盖全流程、全领域，相比之下国产ED A厂商与之差距仍较大。图19 2018-2020年国内EDA市场 规 模（亿元）图2 0国内EDA软件2020年市场份额占比美国 Synopsys美国 Cadence德国 Mentor grahpics,华 大九天其它数据来源:前瞻研究院,首创证卷数据来源:前瞻研究院,首钊证券2.2生产制造类：具备国产化条件生产制造类软件下层链接工厂生产设备、传感器等组件，侧重于采集数据、控制并监控系统运行；另一方面向上连接企业经营管理软件，为制造人员和制造管理人员进行生产决策提供数据依据，提高生产效率和管理效率，在公司中起承上启下的重要作用。生产制造类软件主要分为两大层级，第一层级为生产控制类，主 要 有DCS（分布式控制系统）、SCADA（数据采集与监视控制系统）、PLC（可编程逻楫控制器）、EMS（能源管理系统）等，侧重向下连接生产设备、传感器组件，负责采集数据、控制系统等；第二层级为制造执行软件，主要有MES（制造执行系统），专注制造运营，是为一线工厂运营层提供支持并落实公司管理层决策的系统。表3生产制造类系统简介名称功能国内厂商DCS（分布式控制系统）对生产过程进行集中监视、操作和管理，中控技术、和利时、横河电机、国电智深SCADA（数据采集与监视控制系统）对分布距离远、生产单位分散的生产系统进行数据采集、监视和控制三维力控、台达电子、上海研华、安控、昆仑纵横、紫金桥软件PLC（可编程逻辑控制器）对离散制造行业进行自动化控制台达、信捷电气、汇川技术、合信MES（制造执行系统）向上承接并落实企业经营管理和决策的制造运营层宝信软件、石化盈科、鼎捷软件、赛意信息EMS（能源管理系统）帮助工业生产企业在犷大生产的同时，合理计划和利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益合众慧能、合康新能、中国国电、宝钢集团信息来源:首创证券整理2 0 1 8年 我 国 生 产 制 造 类 软 件 市 场 规 模2 8 5.6亿 元，从 产 品 分 类 来 看，MES/DCS/SCADA/EMS为主要类型；国产软件市占率可达5 0%,拥有国产化基础，其中国电南瑞主要应用电力能源行业，宝信软件、石化盈科、中控技术等主要应用于钢铁石化行业。图21 2018年国内生产制造类软件分产品市场规模占比 图22 2018年国内生产制造类软件分公司规模占比 MES DCSSCADA EMS其他数据来源:泰迪数据库,首创证券数据来源:赛迪数据库,首创证养2.2.1生产控制类软件：DCS/SCADA/PLCD C S用于对生产过程进行集中监视、操作和管理，是一种分布式计算机控制系统，连接公司的IT（信息）层 和OT（运营）层，是工业信息化重要一环，其主要特点为“分散控制集中管理”。它通常采用若干个过程站（控制器）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器之间可以通过连接网络进行数据交互；计算机操作站一方面收集生产数据，另一方面通过网络连接发出指令给控制器。信息技术的发展以及用户对于管理需求的增加催生了新的DCS体系架构，第四代DCS系统主要分为四层：现场仪表层、控制装置单元层、工厂管理层、企业管理层。控制站主要包含现场控制站和数据采集站；工厂管理层中，操作站一般分为操作员站和工程师站，对系统进行现场控制及应用运行监测等：企业管理层是第四代D C S系统的创新，第三方软件ERP等通过实时数据库连接到DCS系统中，集成信息管理功能。图 2 3 第四代DCS系统体系结构值据屿据E R P$f a”|SCM企业管理层 工阀泵 变送器 PLC信息来源:首创证券整理2018年全球D C S的整体市场规模约为6 5亿美元，中国2018年D C S市场规模（注1）约 为8 2亿人民币元，比2017年 增 长 约16%o根据华经情报网预测未来2年我国DCS市场增速稳定约4-6%,2019年主要受到贸易战阴霾经济环境下行影响，DCS市场受项目型市场驱动力下降（尤其电力、建材项目减少）而增速下滑，2020年受疫情和石油价格暴跌影响，D CS市场规模短期下降幅度较大。我 国D C S产品国产化率较高，达50%以上，市占率第一为中控技术，占 比27%,此外市占率较高的国产厂商有和利时、横河电机、国电智深等。图 2 4 国内DCS系统市场 规 模（亿元）图 25 2019年 DCS国内市场竞争格局1009080706050403020100规 模-增速,7%16%.20%15%10%5%0%-5%2016 2017 2018 2019 2020E 202IE 2022E中控技术艾默生和利时霍尼韦尔西门子 ABB横河电机国电智深施耐德其他数据来源:华经情报网,首创证券数据来源:华经情报网,首创证券S C A D A 是对分布距离远、生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控制系统。它广泛应用于各环节分布距离远的项目，如变电站、天然气管线、油田等。SCADA位于自动化金字塔ISA-95（为企业系统与控制系统集成国际标准，由仪表、系统和自动化 协 会（ISA）在1995年投票通过）中的监视和监督级别，在OT层 和IT层之间，向上1;1 ：根据中国工业软件产业白皮书2020,DCS/SCADA/PLC市场份额中约50%属于工业软件连接管理系统，向下连接控制器、传感器等。SCADA系统通常包含几个子系统，RTU（远程终端控制系统）主要用于连接传感器进行数据采集，并将数据传输给监控系统，PLC系统用于现场的测量和控制，对现场设备进行逻辑控制，操作员通过人机界面（HMI）监控和控制程序，以维护整个系统的运营。图2 6自动化金字塔层级 图27SCADA系统的模块构成信息来源：ISA-95,首创证券整理信息来源:首创证券整理2018年全球SCADA的整体市场规模约为6 0亿美元，中国SCADA市场规模约为100亿人民币元，比2017年增长约7%,根据华经情报网预测2020年 增 速 为11%。SCADA国产化率达60%,国内的主要厂商有力控、台达电子、研华、安控、昆仑纵横、紫金桥软件等。图28 SCADA国内市场规模（亿元）图29 2019年SCA