一、CAE产业概述
CAE(Computer Aided
Engineering)，即计算机辅助工程，是一种专门用于分析复杂工程及产品结构的力学性能并优化其性能的工程仿真软件，融合了物理学、数学、工程学及计算机科学等多学科算法和技术。CAE产业由上游的软件开发基础设施(包括软件求解器、基础软件产品及硬件设备)、中游的软件开发及应用(涵盖CAE软件开发、二次开发、咨询及培训等)，以及下游的应用领域(如电子电器、汽车制造、工程机械、航空航天等)组成。该产业近年来在全球范围内持续增长，中国CAE市场也表现出强劲的增长势头，预计未来几年复合年增长率将保持较高水平。随着计算机技术的不断发展，CAE软件将更加智能化、自动化，并与人工智能、大数据、云计算等新技术深度融合，推动技术创新和应用拓展。
二、CAE产业发展现状分析
2.1 全球CAE产业发展现状
CAE行业在全球范围内发展迅速，尤其在欧美等发达国家，已形成了较为成熟的产业链和市场格局。近年来，全球CAE软件市场规模持续增长。根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年CAE产业现状及未来发展趋势分析报告》显示，2022年全球CAE软件市场规模约为92亿美元，预计到2025年将达到128亿美元，复合增长率为9.2%。到2023年，全球工业仿真CAE软件市场规模大约为7690.7百万美元，预计未来几年将以17.1%的复合年增长率(CAGR)增长，到2030年将达到22970百万美元。
全球市场上，Siemens、Ansys、Dassault
Systemes等国际知名品牌凭借其深厚的技术底蕴和品牌影响力，占据了主要市场份额。这些公司在CAE领域拥有数十年的技术积累和市场优势，其产品在航空航天、汽车、电子等高端制造领域广泛应用。例如，Ansys的Fluent软件在流体仿真领域具有极高的市场份额，其算法和技术经过多年的优化和验证，能够满足复杂工程问题的仿真需求。
2.2 中国CAE产业发展现状
尽管国内CAE软件行业起步较晚，但近年来在政策支持和市场需求的推动下，正逐步发展壮大。据数据显示，2021年中国CAE市场规模为21亿美元，预计到2026年国内CAE市场的复合年增长率(CAGR)将达到18.4%，增速快于全球平均水平。2022年中国CAE软件行业市场规模约为25.9亿元(另有说法为37.6亿元人民币)，同比增长18.8%(另有说法为17.1%和17.84%)。预计在未来几年内，中国CAE市场的CAGR将继续保持较高水平，到2026年市场规模有望超过70亿元。
目前，国内CAE市场主要以海外厂商为主导。据IDC数据，2021年我国制造业CAE软件市场中，CR3(Ansys、达索、西门子)占比为45.8%，市场集中度较高。国产厂商整体市场份额较低，但近年来已取得多点突破，部分自研产品具备较强的竞争力。国产CAE厂商中，索辰科技、中望软件、安世亚太等企业已在CAE软件领域取得了一系列突破性成果，展现出强劲的发展势头。这些企业通过提供符合本土市场需求的通用型及定制化CAE软件解决方案，逐步扩大了市场份额。
三、CAE产业竞争格局分析
3.1 全球CAE市场竞争格局
全球CAE市场竞争激烈，主要的竞争者包括Ansys、Autodesk、达索系统、西门子等公司。这些国际巨头凭借其深厚的技术底蕴、品牌影响力以及丰富的产品线，在全球市场中占据了主导地位。
3.2 中国CAE市场竞争格局
在中国市场，虽然国际品牌仍占据一定优势，但中国本土企业也在积极布局和突破。近年来，随着国产化替代政策的持续加码，国产CAE软件在市场中的竞争力日益增强。
据IDC数据，2021年中国CAE市场竞争格局中，Ansys、西门子、达索为前三厂商，市场份额分别为19.1%、16.5%、10.2%，几乎占据了整体市场的半壁江山。而国产厂商整体市场份额仅为15%，国产替代空间广阔。不过，国产CAE软件国产化率有所提升，2022年达到16.2%，较2016年增加了9.2个百分点。
国产CAE厂商中，索辰科技具备稀缺优势，主要体现在产品覆盖和营收体量两个维度。一方面，目前市场中结构、流体、电磁三部分需求总计占据85%份额，索辰科技在主流场景均已有丰富产品布局;另一方面，公司营收体量在国产CAE厂商中排名靠前，2022年营收2.68亿元，约为同业上市公司霍莱沃CAE业务营收的6.4倍。
此外，中望软件、安世亚太等国产CAE企业也在积极研发和推广符合本土市场需求的CAE软件解决方案，不断提升产品性能和竞争力。
四、CAE产业未来发展趋势与前景分析
4.1 技术发展趋势
CAD/CAE软件一体化：随着未来环境对航空装备性能、研制周期等的要求越来越高，在装备设计阶段尽早引入仿真分析，可对装备性能进行充分的仿真和优化，并有效加速设计迭代。在此过程中的关键因素就是设计/仿真所需CAD/CAE软件的一体化，此为CAE软件重要的发展方向。
多物理场耦合分析：以高超声速飞行器为例，其面临流场、温度场、电磁场、声场等多物理场耦合的复杂服役环境，只有通过多场耦合仿真分析的方式，才能最大程度模拟飞行器的真实受载状态，为飞行器设计提供支持。因此，多物理场耦合分析是CAE软件的重要发展方向。
多尺度分析：随着未来各类新型复合材料的广泛应用，需要准确分析非均质材料的微观结构对材料性能的影响，可以借助多尺度分析软件，从微观、细观到宏观多个层面进行仿真，并对颗粒/纤维体积分数、纤维方向等参数进行优化设计，为新型复合材料的设计提供支持。因此，多尺度分析是CAE软件的重要发展方向。
高性能计算环境适应性：为了适应快速发展的高性能计算硬件环境，CAE软件需要不断吸收高精度、高效率并行数值算法，进行软件的并行化升级，并面向高性能计算环境进行软件适应性改造，为超大规模的高效、高精度仿真奠定基础。
云平台部署：近年来云平台取得了快速发展，借助云平台可以进行CAE软件快速部署，并保证软件、数据的统一配置和管理;同时可利用云端高性能计算资源和海量存储空间，进行大规模模型的高效计算和数据文件管理;借助云平台，可高效开展异地协同设计仿真，提升装备研制效率。因此，CAE软件在云平台部署是重点发展方向之一。
4.2 应用领域拓展
除了传统的汽车、国防军工等领域外，CAE技术还将应用于更多的行业，如新能源、智能制造等，这将为CAE行业带来更多的发展机遇。
新能源领域：随着新能源产业的快速发展，CAE软件在电池包的热管理、结构强度分析等方面发挥着重要作用。通过仿真分析，可以优化电池包的设计，提高电池的安全性和性能。
智能制造领域：在智能制造领域，CAE技术可以用于生产线的优化、设备的故障诊断等方面。通过仿真分析，可以预测生产线的运行状况，提前发现潜在问题，并进行优化和改进。
4.3 国产化替代加速
近年来，国家高度重视工业软件的发展，出台了一系列政策推动CAE等研发设计类工业软件的研发和应用。这些政策为国产CAE软件的发展提供了良好的环境。随着国产化率的不断提升，国产CAE软件在市场中的竞争力将日益增强。未来，国产CAE软件有望打破海外厂商在该领域的垄断局面。
4.4 市场规模持续增长
预计未来几年内，全球和中国CAE软件市场都将保持平稳增长的态势。由于CAE软件在多个领域如汽车、航空、机械、电子等行业的广泛应用，其市场规模有望继续扩大。
欲了解完整报告目录，请点击查看中研普华产业研究院发布的《2024-2029年CAE产业现状及未来发展趋势分析报告》。