仿真技術(shù)在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中扮演重要角色，根據(jù)汽車(chē)產(chǎn)品制造階段可分為CAD、CAE、CAM三種。 其中CAD用于前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)，CAE用于產(chǎn)品性能及結(jié)構(gòu)分析；CAM用于產(chǎn)品生產(chǎn)制造的落地；CAD將工業(yè)設(shè)計(jì)以數(shù)字化模型的方式，協(xié)助工程技術(shù)人員完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從而提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率、降低開(kāi)發(fā)成本、縮短開(kāi)發(fā)周期，據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在應(yīng)用CAE技術(shù)后，開(kāi)發(fā)期的費(fèi)用占開(kāi)發(fā)成本的比例從80%下降至8%。 頭豹預(yù)測(cè)，未來(lái)中國(guó)汽車(chē)仿真市場(chǎng)在下游汽車(chē)滲透率將保持平穩(wěn)增長(zhǎng)，汽車(chē)仿真將從2021年33.0億元的市場(chǎng)規(guī)模，以15.4%的復(fù)合增長(zhǎng)率在2026年達(dá)77.8億元。

1.?汽車(chē)仿真技術(shù)行業(yè)定義

仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)并通過(guò)建立模型進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一門(mén)多學(xué)科綜合性制作，具備經(jīng)濟(jì)、可靠、實(shí)用、安全、重復(fù)使用等特點(diǎn)。仿真技術(shù)根據(jù)產(chǎn)品制造階段可分為CAD、CAE、CAM三種，其中CAD用于前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)，CAE用于產(chǎn)品性能及結(jié)構(gòu)分析，CAM用于產(chǎn)品生產(chǎn)制造的落地CAD將工業(yè)設(shè)計(jì)以數(shù)字化模型的方式，協(xié)助工程技術(shù)人員完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從而提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率、降低開(kāi)發(fā)成本、縮短開(kāi)發(fā)周期。

CAE則是在CAD的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行仿真分析，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的科學(xué)化、信息化管理，不僅減少制造損耗，還能節(jié)約成本，以良好的經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的工程質(zhì)量。CAM是依靠CAD、CAE的數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，使產(chǎn)品快速落地CAE是三種技術(shù)的核心及仿真領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，其應(yīng)用于多個(gè)產(chǎn)業(yè)，特別是汽車(chē)、航天等制造復(fù)雜，且試驗(yàn)成本高的行業(yè)。未來(lái)隨著CAE愈發(fā)成熟，仿真技術(shù)運(yùn)用范圍將不斷擴(kuò)大

2.?汽車(chē)仿真技術(shù)行業(yè)分類(lèi)

汽車(chē)仿真技術(shù)行業(yè)分為CAE/CAD/CAM三個(gè)行業(yè)，其中CAE是三種技術(shù)的核心及仿真領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，其應(yīng)用于多個(gè)產(chǎn)業(yè)，特別是汽車(chē)、航天等制造復(fù)雜，且試驗(yàn)成本高的行業(yè)。從技術(shù)2.0起，仿真技術(shù)已在汽車(chē)研發(fā)領(lǐng)域中扮演重要角色，求解器是CAE的核心，其價(jià)值最高，且開(kāi)發(fā)難度大。

3.?汽車(chē)仿真技術(shù)行業(yè)特征

汽車(chē)仿真技術(shù)行業(yè)是利用計(jì)算機(jī)建立模型進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，在汽車(chē)設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力學(xué)分析、車(chē)輛碰撞模擬、剛度與強(qiáng)度分析等多個(gè)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。由于國(guó)外技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，行業(yè)當(dāng)前仍處在國(guó)外壟斷的市場(chǎng)環(huán)境，但未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代規(guī)模大，本土企業(yè)有望蓄勢(shì)騰飛。

4.?汽車(chē)仿真技術(shù)發(fā)展歷程

汽車(chē)研發(fā)技術(shù)按人為參與度劃分為四個(gè)階段——純?nèi)藶楦深A(yù)的物理測(cè)試驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助的仿真驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)、以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)、AI加超級(jí)大腦決策的人工智能驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。 從技術(shù)1.0到技術(shù)3.0，人均為最關(guān)鍵、最核心的要素，但在技術(shù)4.0的情況下，工程師的角色被顛覆，從研發(fā)的主要執(zhí)行者變成超級(jí)大腦的監(jiān)控人員，確保超級(jí)大腦準(zhǔn)確無(wú)誤地執(zhí)行任務(wù)。 自技術(shù)2.0起，仿真技術(shù)已在汽車(chē)研發(fā)領(lǐng)域中扮演重要角色。即使未來(lái)人為參與度逐漸降低，但是仿真技術(shù)依舊被廣泛應(yīng)用。大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)及人工智能驅(qū)動(dòng)僅僅是省去人為操作與決策的步驟，而底層架構(gòu)仍需仿真技術(shù)為超級(jí)大腦提供數(shù)據(jù)支撐，所以仿真技術(shù)在汽車(chē)制造的作用將無(wú)法撼動(dòng)。 5.?汽車(chē)仿真技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈分析 中國(guó)汽車(chē)仿真產(chǎn)業(yè)鏈上游主要玩家是以西門(mén)子、微軟、蘋(píng)果為主的核心軟件的基礎(chǔ)軟件及硬件設(shè)備供應(yīng)商；

中游以ANSYS、西門(mén)子Autodesk為主的汽車(chē)仿真軟件開(kāi)發(fā)商及咨詢(xún)服務(wù)商，以整合行業(yè)的核心模擬技術(shù)CAE、CAD、CAM為中心向汽車(chē)領(lǐng)域延伸布局。

下游為汽車(chē)制造企業(yè)，需運(yùn)用汽車(chē)仿真技術(shù)增加自身競(jìng)爭(zhēng)力，以長(zhǎng)安汽車(chē)為例，通過(guò)運(yùn)用汽車(chē)仿真技術(shù)節(jié)省樣車(chē)，使動(dòng)態(tài)表現(xiàn)及熱管理系統(tǒng)具備量產(chǎn)版本的同等效果，同時(shí)將車(chē)輛風(fēng)阻大幅降低汽車(chē)仿真技術(shù)上游主要為核心軟件求解器、基礎(chǔ)軟件、以及硬件設(shè)備，其中因求解器基于本身開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)（3-5年）、開(kāi)發(fā)難度高（知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘）的特點(diǎn)，作為上游核心軟件價(jià)值最高，也是最難實(shí)現(xiàn)短期突破的“卡脖子”環(huán)節(jié)。 中游玩家以ANASYS(31.4%份額)；Mathworks（22.2%份額）西門(mén)子（10.6%份額）等國(guó)際企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，而以英特工程和中望龍騰為主的中國(guó)廠商市場(chǎng)份額不足10%，而基礎(chǔ)軟件及硬件設(shè)備對(duì)中游影響進(jìn)一步壓榨作為中國(guó)廠商的利潤(rùn)率，例如當(dāng)前行業(yè)龍頭的達(dá)索和ANSYS在2021年分別有15.6%和21.3%的凈利潤(rùn)率，而作為中國(guó)唯一同時(shí)掌握CAD、CAM、CAE核心技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力的廠商中望國(guó)際，2021年的利潤(rùn)率僅為2%； 中游為汽車(chē)仿真軟件開(kāi)發(fā)商及咨詢(xún)服務(wù)，主要的CAE、CAD等工業(yè)軟件涵蓋多個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科門(mén)類(lèi)，需要參與者長(zhǎng)期技術(shù)沉淀。而產(chǎn)業(yè)下游對(duì)接汽車(chē)制造廠商，盡管一套完整的仿真系統(tǒng)需要高額的安裝、服務(wù)費(fèi)用（以仿真行業(yè)頭部廠商Ansys為例，NASA花了3910萬(wàn)美元，約2.5億人民幣買(mǎi)了Ansys 5年使用權(quán)），以完成在航天設(shè)計(jì)階段省去大量的驗(yàn)證環(huán)節(jié)。

而下游車(chē)企更愿意節(jié)省的大量研發(fā)費(fèi)用及研發(fā)時(shí)間使車(chē)企更愿意購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)仿真軟件，汽車(chē)仿真軟件為車(chē)企帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，能有效地優(yōu)化產(chǎn)品性能，節(jié)省大量在從設(shè)計(jì)到測(cè)試環(huán)節(jié)的時(shí)間和花費(fèi)成本分析師認(rèn)為，未來(lái)車(chē)企將廣泛應(yīng)用汽車(chē)仿真技術(shù)，中游將發(fā)揮巨大潛力帶動(dòng)上游行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，幫助下游降本增效，具有較大價(jià)值，中國(guó)汽車(chē)仿真市場(chǎng)規(guī)模將從2021年的33.0億元增長(zhǎng)至2026年的77.8億元。

6.?汽車(chē)仿真技術(shù)行業(yè)規(guī)模 到2026年汽車(chē)仿真市場(chǎng)規(guī)模將從2021年以15.4%的CAGR達(dá)到2026年77.8億的市場(chǎng)規(guī)模，其中CAE在2021明年后的市場(chǎng)規(guī)模增速最快，CAGR接近20%，而CAM和CAD的增速則為12.7% 當(dāng)前汽車(chē)仿真行業(yè)在企業(yè)往智能制造轉(zhuǎn)型以及下游客戶(hù)對(duì)仿真技術(shù)的認(rèn)知度與重視度日益加強(qiáng)的背景下，仿真軟件對(duì)輔助企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的重要性逐步凸顯，其滲透率逐步提高，整體仿真行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將呈高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。其中，仿真軟件在汽車(chē)制造的應(yīng)用占比為31%，為下游最高占比，汽車(chē)仿真市場(chǎng)亦將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。中國(guó)汽車(chē)仿真軟件廠商收入來(lái)源為仿真軟件銷(xiāo)售及仿真業(yè)務(wù)咨詢(xún)服務(wù)。其中，一套較為基礎(chǔ)的企業(yè)版汽車(chē)仿真軟件單價(jià)達(dá)100萬(wàn)元人民幣。同時(shí)汽車(chē)仿真軟件為車(chē)企更愿意節(jié)省的大量研發(fā)費(fèi)用及研發(fā)時(shí)間使車(chē)企更愿意購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)仿真軟件，汽車(chē)仿真軟件為車(chē)企帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，能有效地優(yōu)化產(chǎn)品性能。

分析師預(yù)測(cè)：未來(lái)汽車(chē)仿真軟件技術(shù)端，將在新能源汽車(chē)以及航天航空的需求下不斷擴(kuò)大，帶動(dòng)更多仿真技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用，從而加速?lài)?guó)內(nèi)廠家對(duì)CAE、CAD等技術(shù)領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代，國(guó)內(nèi)汽車(chē)仿真領(lǐng)域有望釋放巨大潛力。另一方面，政策鼓勵(lì)推動(dòng)制造業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高生產(chǎn)效率亦會(huì)增加車(chē)企應(yīng)用汽車(chē)仿真軟件推動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)，從而帶動(dòng)仿真軟件的銷(xiāo)售量及咨詢(xún)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)

7.?汽車(chē)仿真技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)格局 國(guó)際企業(yè)在汽車(chē)仿真軟件上處于壟斷地位，中國(guó)企業(yè)與國(guó)際企業(yè)相比差距較大。從2020年全球3D/2D的CAD以及CAE綜合市場(chǎng)份額來(lái)看，業(yè)務(wù)線(xiàn)全部覆蓋到的企業(yè)有西門(mén)子(CAE占10.6%的市場(chǎng)份額，CAD占0.6%）、達(dá)索（CAE占31%,CAD為11.1%的市場(chǎng)份額）以及ANSYS（61.5%的份額領(lǐng)先在CAE市場(chǎng)）等國(guó)際企業(yè)，以?xún)r(jià)值量占比較高的CAE市場(chǎng)份額來(lái)看，國(guó)際廠商幾乎占據(jù)所有的市場(chǎng)份額，其中CR5份額占比高達(dá)88.9%，其中包括美國(guó)的Ansys、Mathworks、Altair，法國(guó)的達(dá)索及德國(guó)的西門(mén)子。此外，國(guó)際汽車(chē)仿真軟件巨頭不僅提供CAE軟件，還提供求解器、通用模塊等核心技術(shù)的銷(xiāo)售及CAE咨詢(xún)方案，而CAE咨詢(xún)業(yè)務(wù)要求極高，需工程經(jīng)驗(yàn)積累及物理分析能力，為客戶(hù)提供定制化服務(wù)。

相比于國(guó)際廠商在汽車(chē)仿真軟件上覆蓋范圍廣、核心技術(shù)領(lǐng)先、功能齊全完善的優(yōu)勢(shì)，中國(guó)CAE軟件開(kāi)發(fā)商關(guān)鍵技術(shù)自主可控程度低，且在產(chǎn)品化、集成化和規(guī)模化上與國(guó)際廠商存在非常大的差距，整體仍處于發(fā)展階段，當(dāng)前。因此，在5年內(nèi)以國(guó)際企業(yè)為主導(dǎo)的競(jìng)爭(zhēng)格局將不會(huì)發(fā)生變化，但長(zhǎng)期來(lái)看，基于整車(chē)企業(yè)面對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)快速迭代的需要，汽車(chē)仿真軟件相應(yīng)增加了許多維度，如持續(xù)拓展性及兼容性等，這對(duì)市場(chǎng)參與者而言仍是空白，為中國(guó)汽車(chē)仿真軟件廠商提供彎道超車(chē)的契機(jī)。隨著中國(guó)政策大力推動(dòng)汽車(chē)仿真核心技術(shù)發(fā)展，中國(guó)企業(yè)有望實(shí)現(xiàn)新的突破從而打破壟斷。

編輯：黃飛