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工业软件行业深度报告:外企占据龙头地位国产软件崛起正当时
来源:本站原创   更新时间:2021-11-22 

  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 2010 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。

  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。

  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 Windows、谷歌的安卓系统以及苹果的 iOS 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、IaaS 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 SaaS 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。

  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(app)输出最终的各类应用,从而实现最终的智能制造。

  近些年来政策出台密集,国家鼓励工业软件发展。从 2009 年以来,政府不断出台 政策,但从 17 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。

  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。

  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:

  (一)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。

  2019 年 11 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。

  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。

  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、 CAE 等)、工制软件(CAM、MES、3D 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%。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。

  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。

  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,加速国产替代进程,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 Matlab,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,利好政策不断,国产工业软件技术也不断实现突破, 如中望 ZWCAD(2D CAD 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。(报告来源:未来智库)

  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 70%,竞争格局分化较大。

  从细分产品结构来看,2019 年嵌入式软件占比最高达 57%,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。

  研发类软件主要分为 CAX、EDA、PLM 和 PDM 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 CAD 完成几何建模后,CAE 将读取 CAD 的 建模进行仿真分析,并得出反馈结果,CAD 根据 CAE 的反馈结果进行建模优化,然后 CAM 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。CAD 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 Parasolid。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。

  EDA 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 EDA 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,PDM 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。

  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。

  海外 CAD 企业居于龙头地位,国产 CAD 软件占国内市场份额 5%。根据 BIS Research 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(Dassault Systemes)、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 56 亿美元,2D CAD 市场规模占 1/4 约为 18.7 亿美元。BIS Research 预测全球 CAD 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。

  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 CAD 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,ZWCAD 2021 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 3D CAD 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。

  我国 CAE 市场主要被国际巨头占据。根据 Credence Research 数据,2018 年全 球 CAE 软件市场的规模为 81 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。

  当前国际上 CAX 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。www.46890.com

  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 200 多 名专家聚集北京集成电路设计中心,开发出了国产 EDA 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 2009 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 28 家,尤其自 美国制裁以来,EDA 软件突破“卡脖子”迫在眉睫,国内 EDA 公司获得了重要的发展 机遇,国产 EDA 重启新的发展篇章。

  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 EDA 厂商与之差距仍较大。

  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(可编程逻辑控制器)、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。

  2018 年我国生产制造类软件市场规模 285.6 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 50%,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。

  DCS 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 DCS 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。

  2018 年全球 DCS 的整体市场规模约为 65 亿美元,中国 2018 年 DCS 市场规模 约为 82 亿人民币元,比 2017 年增长约 16%。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,DCS 市场规模短期下降幅度较大。我国 DCS 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。

  SCADA 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。

  PLC 主要应用于离散制造行业的自动化控制,是一种具有微处理器的数字电子设备。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时 计数等操作的指令。可接收(输入)及发送(输出)多种类型的电气或电子信号,并使 用他们来控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统。

  2018 年全球 PLC 的整体市场规模约为 130 亿美元,中国 PLC 的整体市场规模 约为 116 亿人民币元,年增长率约为 15%。2019 年主要受到贸易战阴霾下经济环境下行 影响,出现负增长。大型PLC 主要应用于动力电池、物流、汽车、冶金、纺织器械领域, 小型 PLC 主要应用于纺织器械、电子、包装器械、食品饮料、动力电池、制药、3C 等 领域,大型 PLC 技术壁垒相较于小型更高,国产化率低,2020Q1 由于疫情物资生产需 求,国产品牌迅速响应,小型 PLC 市占率显著提升。

  PLC 从公司市场份额来看,基本格局为一超多强,尤其大型 PLC 领域,西门子一 家独大,2018 年大型 PLC 和小型 PLC 市场份额分别为 59%和 39%,我国企业多供应小 型 PLC,主要有台达(市占率 6%)、信捷电气(市占率 4%)、汇川技术(市占率 2%)、 合信(市占率 2%)。

  总体来说,无论是技术的先进性还是产品线的完善性,我国生产控制类系统与国 外相比仍有一定的差距。国产厂商规模相对较小,且主要集中在中低端的细分市场,虽 然单项产品具有不错的实力,但缺少整体数字化解决方案。

  MES 系统是向上承接并落实企业经营管理和决策的制造运营层的管理软件和系统。 它面向制造企业车间执行层的生产管理者,处于计划层和现场自动化系统(控制层)之 间,上接 ERP,下接 DCS/SCADA/PLC,负责车间生产管理和调度执行,使执行层数据更 具实时性和准确性,为管理部门提供计划、控制、执行、反馈、调度等管理工具。

  MES 在流程型行业和离散型行业均得到了应用,但在功能及行业侧重点上有所不 同。MES 在汽车、电子等离散型行业应用时,侧重对生产过程的管控,包括生产计划制 订、生产调度协同及库房的精益化管理等。由于离散型企设备种类不同、厂家不同、年 代不同、接口形式与通讯协议不同,在数据采集方面,离散行业也比流程行业的难度要 大。相较于离散型行业,如钢铁、石化等的流程型行业 MES 应用更为成熟。

  MES 系统实施的难点在于对行业的深入理解,不同行业的生产工艺、生产设备、 控制系统,不同公司的岗位设置、上层 EPR 软件、底层硬件设备均存在较大差异,所以 MES 厂商需要对每个客户做不同的部署和解决方案,对 MES 厂商现场实施及布局能力 有较大的考验,因此 MES 厂商很难做到跨行业竞争,尤其是离散型企业的流程差异性 更是加剧了 MES 行业的分散性。

  2020 年我国 MES 系统市场规模为 48.5 亿,同比去年增速为 18%,根据大东时代 智库预测,2021、2022 年市场规模增速高达 35%、45%。在行业应用上,MES 主要应用 于离散型行业,2020 年占比为 68.2%。从行业分类来看,2020 年占比最高的为汽车 15%, 其次为电子、冶金行业。目前 MES 产品制造业国产化率为 30%,国产替代空间广阔。 MES 产品因跨行业难度大,相关 MES 厂商多为特定行业的供应商,尚未出现跨行业、 跨区域的大型 MES 厂商,市场竞争格局较为分散。

  国内 MES 产品渗透率低,未来有望迎来高速成长。根据大东时代智库数据,截止 2021 年 5 月底我国 MES 产品整体渗透率偏低,其中离散制造业渗透率普遍低于 10%, 流程制造行业渗透率则相对较高。如属于流程制造业的烟草行业 MES 渗透率最高可达 到 60%,能源化工行业渗透率可达到 50%,主要因为相关行业具有垄断性,行业利润率 高,且主导者普遍为国企,对于新技术高成本投入不敏感。而如属于离散制造业的纺织服装行业 MES 产品渗透率普遍低于 10%,主要因为相关产业普遍小规模生产、利润率 较低,很难支撑大规模的技术投入成本。

  目前国内 MES 供应商仍以提供解决方案项目制形式落地为主,产品化程度较低, 但随着近年来企业中 MES 应用增多,行业“Know-How”知识不断沉淀,各厂商解决方 案的模块化程度、产品化程度提高,复用率不断提升,形成良性循环。

  EMS(能源管理系统)用于企业能源供应、存储、输送和消耗的监控和管理,从而实 现能源预测、优化、节能减耗。能源管理系统可以帮助工业生产企业在扩大生产的同时, 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,降低 CO2 排放量。按照 功能划分,EMS 系统可划分为 5 层,①现场设备层,用于获取底层数据;②网络通讯 层,用于传输网路信号;③数据集成层,用于实时采集数据、集成数据;④应用层的主 要功能有能源信息集成、能源信息分析、辅助分析等,将底层收集数据进行系统化应用; ⑤可视化层,主要将数据进行可视化分析。

  我国能源管理系统当前市场高度分散,集中度较低,未出现大型跨行业、跨区域的 头部企业。其中民营代表企业有合众慧能、合康新能、广州智光等,而国有企业主要为 大型央企、国企集团出于自身业务产业链考量而成立的下属企业,常见于能源、电力、 钢铁等行业,典型代表如中国国电下属的国电科技环保集团股份有限公司及上海宝钢集 团下属的上海宝钢节能环保技术有限公司。(报告来源:未来智库)

  信息管理类软件为智能制造的顶层系统,主要包含 ERP(企业资源管理)、CRM(客 户关系管理系统)、SRM(供应链管理系统)、HRM(人力资源管理系统)等。随着行业的 发展,近年来 ERP 套件逐渐成为市场的主流,所谓 ERP 套件,是以 ERP 软件核心,添 加 SRM、CRM、HRM 等子系统,形成一个覆盖企业全流程管理的信息管理软件,帮助 企业整合资源,提高企业运营管理效率。

  全球 ERP 增速稳定,电商 ERP 与 SAAS 化成为主要驱动力。根据 Forresters 数 据,2017 年全球 ERP 市场规模达 526 亿美元,年增速 2.5%,2014-2018 年以来增速均 稳定在 2.5%左右。分类型来看,全球 ERP 市场以传统型 ERP 软件为主,2017 年传统 ERP 市场规模为 305.6 亿美元,同比增长 1.0%;而在当今电子商务快速发展的背景下,全球电商 ERP 市场快速增长,2017 年全球电商 ERP 规模达到 192 亿美元,同比增长 3.4%。此外由于 SAAS 模式得到越来越多的认可,且电商作为新兴行业,对 SAAS 新业 务形态接受速度较快,电商 SAAS ERP 软件市场规模获得快速增长,2017 年电商 SAAS ERP 规模为 28.4 亿美元,同比增长 58.7%,远高于同期传统 ERP 市场增速,预计未来 随着全球电商产业的发展,电商 SAAS ERP 仍将保持较快增速。

  中国 ERP 市场增速持续领先全球,五年来复合增长率 13.3%。2020 年我国 ERP 市场规模达 346 亿元,同比增长 14.6%,近 5 年复合增长率高达 13.3%,增速显著高于 全球增速。根据前瞻产业研究院预测,未来五年我国 ERP 市场规模将累计增长 29%以 上,预计 2026 年我国 ERP 市场规模将达到 450 亿元。

  “SAAS+国产化”驱动国产 ERP 快速增长。国内外云计算市场快速增长,2020 年 全球云计算总体市场规模 2083 亿美元,同比去年增长 13%。根据 Gartner 预测,未来三 年全球云计算市场将持续保持较快增长,2023 年市场规模可达 3597 亿美元。我国云计 算市场规模增速远高于全球,2020 年中国云计算市场规模达到 1277 亿元,同比去年增 长 85%,近四年以来均保持 50%以上增速。

  从细分领域来看,国际市场上,SAAS 规模占比最高,达到 50%以上,而我国占比 最高为 IAAS,主要因为我国云计算市场起步相对较晚,前期更注重于 IAAS 基础设施 的建设,而随着 IAAS 基础设施的不断完善,应用层不断云化,预计未来 PAAS 与 SAAS 市场占比将持续提高。

  云 ERP 相较于传统 ERP 具有低成本、易布局等优势。云 ERP 即租即用、可快速 部署,相较于传统 ERP 需要自行部署服务器、雇佣 IT 人员进行维护、自行支付前期大 量的建设费用等情况,具有易于维护、部署速度快、成本低的优点。

  ERP 为 SAAS 的最重要应用之一,驱动我国企业级 SAAS 市场发展。根据 IDC 数 据,2018 年 CRM 和 ERP 为 SAAS 市场中份额占比最大的细分领域,分别占比 46%与 28%,IDC 预测,中国企业级应用 SaaS 市场未来会以 32%的年复合增长率增长。作为 SAAS 最重要的应用 ERP 与 CRM 预计将持续保持高速增长。

  根据前瞻产业研究院数据,2018 年我国 ERP 市场规模达 265 亿元,国内厂商占据 市场份额 70%,代表厂商为用友、浪潮和金蝶等,但国内 ERP 厂商的产品主要占据中 小企业市场,大型企业的高端 ERP 软件市场仍被 SAP、Oracle 等国外厂商占据主要份 额,二者合计占比国内高端市场份额的 60%以上。国产 ERP 厂商起步相对较晚,ERP 软件的技术水平、产品能力和产业规模均与我国制造大国地位不相匹配,当前跨国企业、 集团型央企和大型企业超过半数以上仍使用国外 ERP 产品,此外即使在国产化需求较 高的军工领域,国产厂商浪潮和用友均有相应的 ERP 解决方案与应用案例,但当前大 部分军工厂商核心业务模块(如供应链和生产管理)仍使用 SAP 的产品。未来,随着国 产高端 ERP 产品的性能不断提升,高端 ERP 市场国产替代不断推进,国产 ERP 发展空 间有望进一步打开。

  嵌入式软件包括嵌入式操作系统、嵌入式应用软件、嵌入式支撑软件。参考美国 CMP Books 出版的 Embedded Systems Dictionary 的中译本对“嵌入式系统”的定义: “嵌入式系统是一种计算机硬件和软件的组合,也许还有机械装置或其他部件,用于实 现一个特定功能。”嵌入式系统往往是某个大系统或产品的一部分,例如汽车中的防抱 死制动系统。每一个嵌入式系统至少有一个嵌入式微处理器(或微控制器),运行在嵌入 式微处理器中的软件就称为嵌入式软件,也称为固件(Firmware)。

  嵌入式工业软件是特定的嵌入式软件,其应用于工业领域,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、分布式控制系统、现场总线仪表及控制系统、 工业机器人、机电一体化机械设备等。嵌入式工业软件的主要功能包括数据采集、控制、 通信等,用以提升产品的自动化和智能化程度,是智能制造与物联网的重要一环。

  嵌入式工业软件在我国工业软件整体市场中占比最高,2018 年占比达 57.4%。近 年来随着智能化不断推进,嵌入式工业软件市场规模快速增长,近四年CAGR达16.5%, 2019 年市场规模达 987 亿元,未来随着我国智能制造的不断推进,嵌入式软件将持续保 持高速增长。

  随着我国技术的不断发展,我国嵌入式工业软件竞争力不断增强,华为目前在国 内嵌入式工业软件市场市占率第一,达到 16%,其次为西门子、国电南瑞等。嵌入式工 业软件国产化率较高,总体市场竞争格局比较分散。

  达索系统是总部位于法国的全球工业软件巨头,从事 3D 软件设计、3D 数字化实 体模型、产品生命周期(PLM)研发等业务,为航空、汽车、机械等行业提供软件系统 服务。达索系统为世界著名航空企业达索航空建立,1981 年达索航空分离出来的一支工 程师团队成为了独立的“达索系统”。

  达 索系统主 要涉及 领 域 为 研 发型软件, 其 CATIA 软 件 为世界知 名 的 CAX(CAD/CAE/CAM)一体化软件,CATIA 为 3D CAX 领域的领军者,在业内独占鳌头, 特别在航空、汽车等领域一直居于统治地位。纵观其四十年发展史,公司除强大的内生 发展能力外,也通过多次并购收购扩充产品线及进入新行业。

  (2)研发类软件CAX:公司 1981 年从达索航空中独立出来发布了第一代 CAD 软 件 CATIA,其后公司通过收购不断巩固自身在计算机辅助、仿真、制造方面的优势,且 从 CAD/CAM 逐步切入 CAE 领域,2006 年公司收购了以曲面建模与渲染闻名的 ICEM, 扩充 CATIA 产品。2005 年收购 Abaqus 实现仿真能力的巨大扩充,推出 SIMULIA 品牌 作为公司仿线 年收购 Engineous Software 增强 SIMULIA 在仿真产品 的领导地位。

  (3)搭建软件平台:达索软件一直具有平台产品意识,产品包含从分布式产品平 台到工业云计算平台等,2000 年公司通过收购 Spatia 集成了 3D 软件开发工具包,2008 年收购 Engineous Software 并发布分布式产品开发架构;2010 年收购 Exalead,这家法国 公司专为消费者和企业用户提供搜索平台和基于搜索的应用程序(SBA),并将其用于 NETVIBES 产品,实现组织内数据收集决策支持等;2016 年公司收购 Outscale,进一步 发展企业级云计算服务,并于 2012 年推出了以系统仿真为枢纽、整合 CAX 的全系统全 流程数字化研发平台 3DExperience。

  纵观达索的发展历程,其业务的广度和深度通过并购得到快速延展,市场集中度 不断提高,规模效应和协同效应不断体现。我国工业软件市场当前仍比较分散,大部分 厂商产品多为点状突破,未来若进一步合并整合,有望出现一体化、全流程的综合智能 制造解决方案提供商。

  西门子创立于 1847 年,是专注于电气化、自动化和数字化领域的全球领先企业。 西门子不断收购工业领域的软件企业,成为了欧洲第一,全球前三的工业软件龙头,拥 有最广泛工业软件和服务组合。

  西门子软件收购经历了三大阶段,收购目标分别对应 MES、数字工厂、工业云与 大数据类厂商。进入新的阶段后收购的层次会更加丰富,与战略匹配,收购思路升级也 和工业软件的发展趋势相匹配。其中具有里程碑意义的是其 2018 年在 AWS 上发布的 MandSphere3.0 产品,该产品是其工业 4.0 时代标志性物联网平台。

  西门子通过剥离其核心业务和对核心部门的裁员来转移其发展重心。2005 年西门 子向明基出售手机制造业务,并于 2011 年出售西门子通信子公司给诺基亚,从而彻底 退出电信市场,这个阶段西门子向数字化硬件设备进行了转型;

  2009 年西门子向富士通出售了计算机业务,2010 年底西门子向 Atos 出售了其 IT 解决方案业务(电脑服务部门),从而基本退出了数字化硬件设备制造而转向数字化软 件和服务领域;2007 年西门子剥离了汽车业务,2013 年又削减了照明业务,并对电力 和天然气部门进行裁员。2014 年西门子相继将若干核心业务进行重组、分拆和剥离,彻底重新构建西门子业务系统。此后,西门子以数字化为重要发展方向,剥离传统业务, 成功向数字化企业转型。

  西门子采取集中统一知识产权管理模式,研究院和各个事业部创造和申请的知识 产权,集团内各业务领域都可以免费使用。这种共享模式消除了利益分割,大大提高了 知识产权在公司内部的使用效率,有助于加速知识成果的有效转化。

  华大九天为国内电子设计自动化软件(EDA)的龙头,其前身为华大集团 EDA部门。90 年代初,华大九天初始成员曾参与研发了中国历史上唯一一款具有自主知识产权 的国产 EDA 软件“熊猫 ICCAD 系统”。华大九天正式成立于 2009 年,主营业务为 EDA 工具软件的开发、销售及相关业务。

  2020 年国内 EDA 市场约 80%份额由三大国际巨头巨头占据,国内 EDA 供应商 目前所占市场份额较小,其中公司占国内 EDA 市场约 6%的市场份额,位列本土 EDA 企业第一位。

  公司主营 EDA 软件产品,可细分为四条产品线:模拟电路设计全流程 EDA 工具 系统、数字电路设计 EDA 工具、平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统和晶圆制造 EDA 工具。公司的模拟电路设计全流程 EDA 工具系统和平板显示电路设计系统实现了 全流程覆盖,对比而言,国内其他 EDA 厂商主要聚焦于某些特定细分领域的点工具。

  公司为国内唯一一家提供模拟电路 EDA 全流程工具的企业,其主要客户为从事模 拟芯片设计和大规模系统级芯片设计的企业,主要用于模拟电路模块的设计和验证。模 拟芯片具有生命周期长、对先进工艺制程依赖低的特点,更关注性能指标、可靠性和成 本,因此通常采用更稳定的成熟工艺制程。目前大部分模拟芯片产品仍在使用 28nm 及 以上的成熟工艺制程。公司目前模拟电路设计全流程 EDA 工具系统中,电路仿线nm 量产工艺制程,处于国际领先水平;其他模拟电路设计 EDA 工具支持28nm 工艺制程,与已支持 5nm 先进工艺的同类领先工具相比仍存在一定差距。

  数字电路设计是指电路功能设计、逻辑综合、物理实现以及电路和版图分析验证 的过程。这一过程通常分为数字前端和数字后端两部分,数字前端设计流程从设计架构 开始,用硬件语言对芯片功能进行描述编码;通过仿真工具进行逻辑仿真,检验设计代 码的正确性;然后通过逻辑综合将设计代码映射到电路结构,输出描述数字电路结构的 电路网表文件。数字后端设计流程负责将前端设计生成的电路网表实现为可生产的物理 版图。通过布局布线工具将电路网表中使用到的各种单元和 IP 在版图上进行合理摆放、 连接,形成布局布线后的电路网表和版图;对布局布线后的版图进行寄生参数提取,再 进行时序分析和优化、物理验证等工作,确认设计不存在功能和物理规则上的问题;最 后进行版图集成,形成最终交付晶圆代工厂生产的版图。但公司目前在数字电路 EDA 领域仅覆盖数字电路设计的部分流程。整体来看,公司已发布的数字电路设计 EDA 工 具中,除个别工具外均达到国际领先水平,可支持 5nm 量产工艺制程。

  公司在平板显示电路设计领域实现全流程 EDA 工具覆盖,而国内其他 EDA 厂商 主要聚焦于特定细分领域的点工具。

  公司平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统技术上已达到全球领先。公司于 2014 年发布平板显示电路设计 EDA 工具,目前产品功能丰富,通过一系列技术研发与创新 满足了客户需求,如版图编辑工具提供异性屏版图编辑,满足了手表圆形屏、手机水滴 屏、汽车仪表盘曲线屏的特殊要求,提高了异型版图设计的效率和质量;公司的旋转单 元编辑技术支持了任意角度单元的底层数据架构,实现了任意角度单元的摆放和编辑。

  公司针对晶圆制造厂的工艺开发和 IP 设计需求,提供了相关的晶圆制造 EDA 工 具,包括器件模型提取工具、存储器编译器开发工具、单元库特征化提取工具、单元库 /IP 质量验证工具、版图集成与分析工具以及模拟电路设计全流程 EDA 工具等,为晶圆 制造厂提供了重要的技术支撑。(报告来源:未来智库)

  公司 2020 年前五大客户 K1、上海华虹、京东方、中国电子集团、清华大学,K1 为公司最大客户,2018-2020 年营收占比分别为 16%/38%/32%,前五大客户连续三年占 比 50%以上。

  公司盈利能力较强。公司毛利率一直保持较高水平,2018-2020 年均保持 87%以上, 2018-2020 净利率分别为 32.2%/22.2%/25%。销售费用与管理费用总体上呈下降趋势, 体现了公司良好的费控管理能力。

  中望软件为国内领先的 CAX 软件龙头厂商,是国内唯一一家拥有独立开发 CAD/CAE 能力的公司,并推出了首款 3D CAD 平台产品;2019 年公司推出首款 CAE 产品, 2020 年发布了 CAE 软件集成平台和 CAE 软件 Zwsim Strutural,致力于推出一 体化 CAX 平台,向国际巨头靠拢。

  全面布局 CAX 产品,独立开发 3D CAD 建模内核 Overdrive。经过 20 余年的深 耕,截止 2020 期末,公司拥有 3 项发明专利、179 项境内计算机软件著作权、9 项境外 著作权,3 项作品著作权,不同于其他国产厂商依赖第三方内核(如 Parasolid、ACIS、 OpenCASCADE),公司拥有独立开发的 3D CAD 产品的几何建模内核 Overdrive,避免 了“卡脖子”的情况。公司还拥有 CAX 领域完整的产品布局,包括 2D CAD、3D CAD、 CAM、CAE 等完整解决方案,是国内 CAX 研发类软件的领先厂商。

  国内外打击盗版软件趋势持续加码。我国软件正版化政策不断强化,2019 年中共 中央办公厅、国务院办公厅发布了《关于强化知识产权保护的意见》,强调不断完善知识 产权保护体系;2020 年国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展 的若干政策》,强调了凡在中国销售的计算机预装软件必须为正版软件。在持续的政策 加码背景下,预计未来从大型企业到小型企业软件正版化都将持续推进。据 BSA 软件 联盟数据,2017 年我国非授权软件安装率为 66%,美国则仅为 15%,随着我国软件正 版率不断上升,正版软件销售额提升仍有较大空间。

  国产替代浪潮给公司带来进一步增长空间。2018 年,国产厂商 CAD 市场份额仅 为 5%,当前公司 2D CAD 产品已具备与海外竞品竞争的实力,随着近年来国家推进国 产化战略,公司产品仍有较大的成长空间。

  公司营收增速亮眼,收入结构以 CAD 软件销售为主。公司 2015-2020 年收入复合 增速 30.9%,保持高速增长。2020 年公司收入增速放缓系公司应用新会计准则,原本确 认为收入的订单现计入合同负债,造成 2020 年公司收入增速仅为 26.3%。2019-2020 年 公司 96.14/97.82%收入来源于软件销售收入,其中 19 年 2D CAD 、3D CAD 软件占比 分别为 72.26%、23.98%。

  公司盈利水平较高,2016-2021H1 毛利率均保持 95%以上,说明公司商业模式产品 化 率 高 。 公 司 净 利 率 呈 明 显 上 升 趋 势 , 2016-2021H1 净 利 率 分 别 为 16.3%/15.0%/17.4%/24.7%/26.4%/35.6%。公司销售费用较高,因当前阶段需通过营销扩 大产品影响力,管理费用与财务费用基本保持稳定且较低水平。公司 2017-2021H1 研发费率分别为 39.96%/33.25%/29.91%/33.14%/35.38%,研发 费率处于较高水平。公司研发人员数量占比持续维持在 45%以上,本科及以上学历占比 97.71%。

  宝信软件为国内工业软件龙头厂商之一,是一家智能制造一体化解决方案提供商。 公司前身为 1978 年宝钢成立的自动化部,历经四十多年发展,经过多次外延并购,现 已成长为国内工业软件龙头厂商之一,公司业务范围涵盖工业软件、工业互联网平台、 IDC 服务等。

  公司工业软件产品布局丰富。公司以钢铁 MES 软件起家,不断完善工业软件产品 布局,现已实现了 DCS、SCADA、MES、EMS 等生产控制类软件与 ERP 信息管理类软 件的全面布局。其中 MES 系统在钢铁行业市场占有率超过 50%,广泛应用于铁区、炼 钢、热轧、中厚板、棒线、型钢、钢管及特钢等钢铁全产线全流程,并扩展到有色、制 药等行业。

  根据赛迪顾问数据,2018 年宝信软件在生产控制类软件整体市场中市占率为 9%,与国电南瑞并列国内厂商第一。其细分市场之一 MES 软件因为需对行业进行深入理解, 难以产品化等原因,竞争格局较为分散。宝信软件在钢铁等行业的深耕优势是其余竞争 对手的主要区别。

  公司跻身工业互联网头部平台。经过多年工业软件行业的耕耘,公司 2020 年 8 月 推出了 XlnPlat 工业互联网平台,该平台分为面向工业领域的工业互联平台 iPlat 和面向 产业领域的产业生态平台 ePlat。根据德本咨询数据,公司工业互联网平台 XinPlat 在 《2020 年工业互联网平台创新排行榜》中排名 11,迅速跻身到头部行列。截至今年 8 月 底,xInPlat 已建设平台节点共计 28 个,平台连接工业设备 353+万台套、工业模型 2600+ 个、平台微服务 8800+个、云化软件及工业 APP4100+个,服务企业近 8 万家,解决方 案横跨 10 个行业(钢铁、医药、轨道交通、石化、金融、有色、农业、电商、IDC、产 业园区)、9 大领域(安全生产、节能减排、质量管控、供应链管理、研发设计、生产制 造、运营管理、仓储物流、运维服务)。

  公司核心业务为软件开发,主要包括自动化软件、网络通讯系统等的设计、研发、 安装等,如 MES、DCS、SCADA、EMS 等软件的开发及安装等, 2016-2020 年软件开 发业务收入占比均大于 65%。服务外包业务主要包括信息系统维护、云计算、IDC 运营 服务等,2020 年收入占比为 27%。

  公司毛利率与净利率逐渐上升,盈利能力不断提高,管理费用率与销售费用率呈 下降趋势,体现公司良好的费用管控能力以及公司行业竞争地位的提升。

  持续高研发投入构筑行业壁垒。2016-2020 公司研发费用投入复合增长率高达 20%, 占营业收入比重围绕 10%上下浮动,公司规模扩张对公司研发投入形成正向反哺。公司 2016-2020 年研发人员占比及数量先降后升,截止 2020 年末,公司研发人员数量 953 人, 占比 22.66%。

  中控技术是国内工业自动化领域的领先企业,为国内流程工业智能制造系统提供 解决方案。公司成立于 1999 年 12 月,公司业务以工业自动化及智能制造解决方案为核 心,涵盖自动化仪表、工业软件与 5S 店及 S2B 平台等业务,其中工业自动化及智能制 造业务 2020 年营收占比为 74%。

  公司为国产 DCS 龙头厂商,2020 年居国内市场份额第一。DCS 系统属于公司工 业自动化及智能制造解决方案业务的核心产品,主要应用于监控、控制生产过程。DCS 系统主要应用于化工、石化和电力行业,根据睿工业统计,上述三个行业合计市场占比 达到 81%。2020 年度,公司核心产品集散控制系统(DCS)在国内的市场占有率达到了 28.5%,连续十年蝉联国内 DCS 市场占有率第一名,其中在化工领域的市场占有率达到 44.2%,在石化领域的市场占有率达到 34%。中控 DCS 系统的技术先进性、系统可靠性 均达到国际厂商先进水平,预计未来将持续保持市占率第一的地位,并随着我国智能制 造、工业 4.0 的趋势持续高速增长。

  安全仪表系统具有强竞争力,2020 年国内市占率第二。安全仪表系统(SIS)是公司智能制造解决方案的另一核心产品,它主要为工厂控制系统中的报警和联锁部分,对 控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制。自动化仪表领域行业集中度较 低,从业企业较多,呈现高度分散的竞争格局,除少数实力雄厚的大型跨国集团外,大 部分企业的市场份额都处在较低水平;目前我国自动化仪表市场低端产品过剩,中高端 产品依赖进口,未来中高端的智能化仪表国产替代空间较大。根据 ARC 统计,2020 年 度,公司核心产品安全仪表系统(SIS)国内市场占有率 22.4%,排名第二。

  公司积极向智能制造方案提供者转型,积极布局“工业 3.0+工业 4.0”。公司以其 传统强势业务 DCS 为起点,积极发展工业软件,已经形成了以实时数据库(RTDB)为 基础、先进过程控制(APC)、制造执行系统(MES)和仿真培训软件(OTS)为主体的 四大类软件产品体系,完成包括设备管理、能源管理、生产管控、供应链管理、质量管 理等各领域共计 196 个 APP 应用开发,公司的工业软件 2020 年营收占比达到 8%,较 2019 年上升 1 个百分点。根据 ARC 统计,公司核心工业软件产品(APC)国内市场占 有率 26%,排名第一。

  公司营收增长迅速,2016-2021H1 营收增速均保持在 15%以上,2021H1 公司智能 制造方案业务收入突破,实现同比 51.3%增长。

  公司盈利能力稳定。 (1) 公 司 2018-2021H1 年 公 司 整 体 毛 利 率 分 别 为 46.7%/48.1%/45.6%/40.32%,2020/2021H1 年公司毛利率下降,可能是由于打入大客户阶 段性价格有所下滑,系推进市场所致(2)公司费用率基本维持稳定。2020 年销售/管理 /财务费用率分别为 15.3%/8.8%/0.37%,相比 2019 年下降 2%,公司费控能力较高。公司不断加大研发,2016 至今研发费用支出不断增加,研发费率保持稳定,2018- 2021H1 研发费率为 12.24%/11.33%/12%/11.46%,公司研发支出基本跟随公司营收规模 增长的节奏。2019-2021H1 研发人员占比分别为 30.39%、33.84%、30.65%,研发人员数 量不断增加。