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1、内循环新格局下,工业软件战略价值凸显
1.1工业软件是“蓝海”也是“短板”,长期存五倍增长空间
中国工业软件市场规模已达千亿级,正处于快速增长阶段。工业软件是指在工业领域广泛应用的各类软件和系统,是将工业技术软件化,将人对工业知识和机器设备的使用经验显性化、数字化、系统化的过程。作为工业化长期积累的各类工业知识、机理模型和经验诀窍的结晶,工业软件已经从辅助工具演化为了工业化进程不可或缺的伴生物,是制造业的重中之重。年以来,制造业进入了新旧动能加速转换的关键阶段,全球工业软件产业稳步增长,中国工业软件市场更是呈现出快速发展的态势。截止年,中国市场规模已达亿元,年16.5%的增长率和过去7年超过20%的复合增长率均远高于全球水平。如果将嵌入在硬件设备中的工业软件也包含在内,保守估计中国工业软件的市场规模已达到亿元。
工业软件产业成新蓝海,长期存五倍增长空间。中国是全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家,已经成为全球制造业规模最大的经济体,年全年工业增加值突破30万亿,如此巨大的产业规模体量,对工业软件的需求非常旺盛。与此同时,中国工业软件市场市规模与发达国家相比仍然很小,市场规模在全球的占比仅为个位数,工业软件销售额远远落后于北美、欧洲等发达国家。以年为例,中国工业增加值全球占比接近30%,而同期工业软件市场规模全球占比不足6%,两者严重不相符,存在五倍的差距。长期来看,中国正在从制造大国向制造强国迈进,不断加快的产业转型升级进程必将为工业软件带来更加广阔的增长空间。因此我们认为,中国工业软件产业正迎来巨大的“蓝海”市场,长期存在五倍的增长空间。
制造业高质量发展加深了对工业软件的依赖。工业软件通过大量的指令和程序,将跨学科的工业知识、算法和机理模型固化封装,进而支撑工业设计、生产管控和经营管理过程,并对各类设备仪器操作驱动和进行逻辑控制,是工业技术的结晶,堪称现代工业的大脑和灵魂。工业软件在经济社会发展和企业活动中无处不在,无论是重工业、轻工业还是高端装备业,从企业的研发到生产再到运营,在产品设计、试验、制造、装配、库存、物流、销售等各个方面都离不开工业软件。特别是在科技创新领域,工业软件承载着最先进的技术和工业know-how,是几乎所有细分行业都绕不过去的必经之路。
作为制造大国,工业软件是中国产业的“短板”,与发达国家差距较大,主要表现在以下几个方面:一是工业软件自给率低。据不完全统计,目前中国高端制造业中电子、航空、机械领域的研发设计软件大多为外购,自给率分别只有10%、15%及30%。进入21世纪后,国内制造业仅采购CAD软件及升级所支付的费用就超过20亿美元。二是工业软件领军企业少。相比于达索、PTC、SAP等国际巨头,中国工业软件领域领军企业相对较少,大部分都是中小型企业,在研发投入、产品性能和整体实力上无法与国际巨头相抗衡。三是工业软件生态尚不健全。国内工业软件的产品和服务供给能力不够,大型制造企业习惯于购买和应用国外工业软件,庞大的应用市场最后却成了国外软件发展壮大的沃土。四是关键核心技术受制于人。中国制造业大而不强,关键工艺流程和工业技术数据缺乏长期研发积累,工业软件核心技术空心化,高端工业软件供给被国外厂商牢牢把持。
1.2工业软件或将掀起继集成电路后第二轮国产化投资热潮
中国工业软件的细分领域面临“断供”风险。年6月,美国EDA软件三大厂商Synopsys、Cadence、MentorGraphics相继按照美国商务部的要求,暂停了对华为的授权和更新,这是美国对华为一系列的断供风潮中最严重的事件。美国EDA软件三巨头垄断了全球90%的市场份额,芯片设计公司和代工厂,几乎都必须跟三巨头合作。年6月,美国软件公司MathWorks按照美国政府要求,对被列入实体名单的哈工大终止MATLAB软件的相关授权,再次引发了中国工业软件的断供之忧。MATLAB软件主要用于计算、可视化、数据分析等方面,最主要的用户虽然是大学,但在工程领域的正向设计方面有着广泛的应用,某种程度上已经成为了国内理工科学生技能“合格认定”的一项指标。从年6月到年6月,短短一年内的两次工业软件断供事件,精准地抓住了中国制造业和科技产业的“短板”,也第一次让社会各界对工业软件的重要性和战略价值有了前所未有的共识。
实际上,中国工业软件面临的“卡脖子”问题早有端倪,国内军工领域的一些企业就曾被美国所谓的“授权合格最终用户(VEU)”名单拒之门外,禁止购买一些细分行业的专用工业软件。例如汽车电控细分领域的CAE专用软件DSPACE在业内处于垄断地位,但早在10年前已对中国军工企业全面禁运;航天领域支持全过程业务应用的领先商业分析软件STK目前最高版本是11.0,但是美国公司AnalyticalGraphics从7.0版本就开始对中国禁运。
工业软件是集成电路产业链上游的核心环节,也是撬动产业链发展的支点。集成电路和软件产业是信息产业一硬一软两大核心,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。其中,工业软件又是集成电路产业链上游的核心。芯片产业之所以被誉为高投入、高市值、高价值行业,其设计环节的巨额投入“功不可没”。芯片设计费用从65纳米的万美元上升到当下5纳米的近5亿美元,整整增长了二十倍,其中工业软件占了大头。
此外,以EDA软件为代表的研发设计工业软件还是IC设计的核心工具,扮演着无可替代的角色。从65nm到40nm再到28nm,每一代芯片制程技术的进步,都会有至少50%的软件代码需要重新编写。一枚7nm的芯片上有多达70亿个晶体管,对设计的精确度要求极高,运算的复杂度也呈指数级增长,如果没有EDA软件,几乎无法完成这些设计工作。因此,EDA工业软件被誉为“芯片之母”,是集成电路价值链上游IC设计产业最核心的部分。
另一方面,集成电路EDA软件全球市场规模不足亿美元,但却直接决定了超过亿美元的全球半导体制造市场,进而撬动了亿美元的全球半导体市场,甚至对1.9万亿美元的全球电子信息产业都有着决定性影响。如果没有工业EDA软件,芯片设计公司或将直接停摆,整个电子信息产业或将被动摇。因此我们认为,中国当前产业发展面临的“缺芯少魂”问题,不仅是高端芯片短缺,更是缺少产业体系之魂——工业软件。
发达国家高度重视并持续投入巨资扶持,形成在工业软件领域的领先优势。美国高度重视工业软件产业发展,将软件视为其国家战略性支柱产业。在政策方面,美国在年颁布了软件版权保护法,并且对软件企业给予永久性研发税优惠。早在上世纪60年代,美国国防部便授意和支持洛克希德·马丁公司开发早期的CAD软件CADAM,70年代美国国家航空及宇航局(NASA)在国家财政的支持下开发了有限元分析软件Nastran,并推动UGS公司开发了CAD/CAM软件EDSI-DEAS。年美国国防部高级研究计划局牵头,美国产学研用各方推出了一项为期5年、支持金额高达15亿美元的“电子复兴计划”(ERI),用以支持芯片技术研发,美国国会也将每年额外注资1.5亿美元。其中,EDA软件获得了同级项目中金额最多的扶持,EDA三巨头中的Synopsys(新思科技)和Cadence(铿腾电子)均参与了相关项目并获得财政支持。此外,美国工业软件企业的研发投入也居高不下。
全球知名工业软件企业深受资本市场青睐。工业软件在现代产业体系中的核心价值,以及发达国家政府对工业软件产业的高度重视和持续投入,共同带动了资本市场对工业软件企业的价值认同,帮助企业获得了雄厚的资金实力和融资能力,进而推动企业对软件研发持续投入重金,并通过一系列投资并购壮大实力,以此形成工业软件产业的良性循环和可持续发展。资本市场对这些工业软件巨头尤其青睐,尽管工业软件企业营收和利润规模不大,但是市值普遍不低,市销比更是远高于相关工业和自动化企业的估值。我们认为国际资本市场对工业软件企业的偏好,为工业软件企业注入了长期的发展动力。
内循环新格局促进国产工业软件生态培育,工业软件有望成下一轮国产化投资的重点。内循环新格局与以往最大的不同在于,过去中国经济社会发展的特点是市场和资源“两头在外”,现在则是要调动中国超大规模的内需市场,提升供给体系对国内需求的适配性,形成需求牵引供给、供给创造需求的更高水平动态平衡,这就为工业软件应用生态的培育扎起了国产化藩篱、创造了绝佳的条件。工业软件始于工业用户的实际需求,某种程度上说工业软件是“用”出来的,而不是开发出来的。应用生态构建是产业发展的重要基础,只有大批稳定的工业企业用户持续使用、持续反馈,才能推动产品服务不断的迭代、优化,进而提升整个产业水平。
内循环新格局下,越来越多的制造企业,特别是国有企业,出于稳定性和安全性考虑或将开始尝试使用国内工业软件,用户需求的持续提升和反馈,有利于工业软件应用生态的培育,进而形成应用牵引供给,供给持续升级的良性循环。与此同时,中国长期坚持的“软件正版化”工作,不断加码的软件知识产权保护政策,也在一定程度上为工业软件应用生态的培育提供了保障。
参照国内对集成电路产业的投资以及国外政府对工业软件的投入和扶持,我们认为中国工业软件产业有望复刻集成电路产业的发展趋势,成为下一轮国产化投资的重点,工业软件市场具有广阔发展空间。
2、产业政策和企业需求促进工业软件加速发展
近些年,中国经济已经由高速增长阶段转向高质量发展阶段,正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期,从智能制造到工业互联网,国家顶层设计始终高度重视工业软件在推动产业转型升级中的核心支撑作用,出台了一系列政策文件。与此同时,数量众多的制造企业在开展数字化转型的过程中,对工业软件的主动