仿真技術(shù)在汽車生產(chǎn)過程中扮演重要角色，根據(jù)汽車產(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，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，從而提升產(chǎn)品開發(fā)效率、降低開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期，據(jù)統(tǒng)計結(jié)果表明，在應(yīng)用CAE技術(shù)后，開發(fā)期的費用占開發(fā)成本的比例從80%下降至8%。 頭豹預測，未來中國汽車仿真市場在下游汽車滲透率將保持平穩(wěn)增長，汽車仿真將從2021年33.0億元的市場規(guī)模，以15.4%的復合增長率在2026年達77.8億元。

1.?汽車仿真技術(shù)行業(yè)定義

仿真技術(shù)是利用計算機并通過建立模型進行科學實驗的一門多學科綜合性制作，具備經(jīng)濟、可靠、實用、安全、重復使用等特點。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，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，從而提升產(chǎn)品開發(fā)效率、降低開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期。

CAE則是在CAD的基礎(chǔ)上進一步對現(xiàn)實世界進行仿真分析，實現(xiàn)全過程的科學化、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)濟效益實現(xiàn)優(yōu)良的工程質(zhì)量。CAM是依靠CAD、CAE的數(shù)據(jù)進行產(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)域的重點發(fā)展技術(shù)，其應(yīng)用于多個產(chǎn)業(yè)，特別是汽車、航天等制造復雜，且試驗成本高的行業(yè)。未來隨著CAE愈發(fā)成熟，仿真技術(shù)運用范圍將不斷擴大

2.?汽車仿真技術(shù)行業(yè)分類

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

3.?汽車仿真技術(shù)行業(yè)特征

汽車仿真技術(shù)行業(yè)是利用計算機建立模型進行科學實驗的過程，在汽車設(shè)計空氣動力學分析、車輛碰撞模擬、剛度與強度分析等多個場景實現(xiàn)應(yīng)用。由于國外技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢，行業(yè)當前仍處在國外壟斷的市場環(huán)境，但未來國產(chǎn)替代規(guī)模大，本土企業(yè)有望蓄勢騰飛。

4.?汽車仿真技術(shù)發(fā)展歷程

汽車研發(fā)技術(shù)按人為參與度劃分為四個階段——純?nèi)藶楦深A的物理測試驅(qū)動的設(shè)計、計算機輔助的仿真驅(qū)動的設(shè)計、以計算機為主導的大數(shù)據(jù)驅(qū)動的設(shè)計、AI加超級大腦決策的人工智能驅(qū)動的設(shè)計。 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)行者變成超級大腦的監(jiān)控人員，確保超級大腦準確無誤地執(zhí)行任務(wù)。 自技術(shù)2.0起，仿真技術(shù)已在汽車研發(fā)領(lǐng)域中扮演重要角色。即使未來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)動及人工智能驅(qū)動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)為超級大腦提供數(shù)據(jù)支撐，所以仿真技術(shù)在汽車制造的作用將無法撼動。 5.?汽車仿真技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈分析 中國汽車仿真產(chǎn)業(yè)鏈上游主要玩家是以西門子、微軟、蘋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、西門子Autodesk為主的汽車仿真軟件開發(fā)商及咨詢服務(wù)商，以整合行業(yè)的核心模擬技術(shù)CAE、CAD、CAM為中心向汽車領(lǐng)域延伸布局。

下游為汽車制造企業(yè)，需運用汽車仿真技術(shù)增加自身競爭力，以長安汽車為例，通過運用汽車仿真技術(shù)節(jié)省樣車，使動態(tài)表現(xiàn)及熱管理系統(tǒng)具備量產(chǎn)版本的同等效果，同時將車輛風阻大幅降低汽車仿真技術(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發(fā)周期長（3-5年）、開發(fā)難度高（知識產(chǎn)權(quán)壁壘）的特點，作為上游核心軟件價值最高，也是最難實現(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）西門子（10.6%份額）等國際企業(yè)占據(jù)主導地位，而以英特工程和中望龍騰為主的中國廠商市場份額不足10%，而基礎(chǔ)軟件及硬件設(shè)備對中游影響進一步壓榨作為中國廠商的利潤率，例如當前行業(yè)龍頭的達索和ANSYS在2021年分別有15.6%和21.3%的凈利潤率，而作為中國唯一同時掌握CAD、CAM、CAE核心技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)能力的廠商中望國際，2021年的利潤率僅為2%； 中游為汽車仿真軟件開發(fā)商及咨詢服務(wù)，主要的CAE、CAD等工業(yè)軟件涵蓋多個基礎(chǔ)學科門類，需要參與者長期技術(shù)沉淀。而產(chǎn)業(yè)下游對接汽車制造廠商，盡管一套完整的仿真系統(tǒng)需要高額的安裝、服務(wù)費用（以仿真行業(yè)頭部廠商Ansys為例，NASA花了3910萬美元，約2.5億人民幣買了Ansys 5年使用權(quán)），以完成在航天設(shè)計階段省去大量的驗證環(huán)節(jié)。

而下游車企更愿意節(jié)省的大量研發(fā)費用及研發(fā)時間使車企更愿意購買汽車仿真軟件，汽車仿真軟件為車企帶來巨大的經(jīng)濟效益，能有效地優(yōu)化產(chǎn)品性能，節(jié)省大量在從設(shè)計到測試環(huán)節(jié)的時間和花費成本分析師認為，未來車企將廣泛應(yīng)用汽車仿真技術(shù)，中游將發(fā)揮巨大潛力帶動上游行業(yè)發(fā)展的同時，幫助下游降本增效，具有較大價值，中國汽車仿真市場規(guī)模將從2021年的33.0億元增長至2026年的77.8億元。

6.?汽車仿真技術(shù)行業(yè)規(guī)模 到2026年汽車仿真市場規(guī)模將從2021年以15.4%的CAGR達到2026年77.8億的市場規(guī)模，其中CAE在2021明年后的市場規(guī)模增速最快，CAGR接近20%，而CAM和CAD的增速則為12.7% 當前汽車仿真行業(yè)在企業(yè)往智能制造轉(zhuǎn)型以及下游客戶對仿真技術(shù)的認知度與重視度日益加強的背景下，仿真軟件對輔助企業(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)市場規(guī)模將呈高速增長態(tài)勢。其中，仿真軟件在汽車制造的應(yīng)用占比為31%，為下游最高占比，汽車仿真市場亦將呈現(xiàn)快速增長的趨勢。中國汽車仿真軟件廠商收入來源為仿真軟件銷售及仿真業(yè)務(wù)咨詢服務(wù)。其中，一套較為基礎(chǔ)的企業(yè)版汽車仿真軟件單價達100萬元人民幣。同時汽車仿真軟件為車企更愿意節(jié)省的大量研發(fā)費用及研發(fā)時間使車企更愿意購買汽車仿真軟件，汽車仿真軟件為車企帶來巨大的經(jīng)濟效益，能有效地優(yōu)化產(chǎn)品性能。

分析師預測：未來汽車仿真軟件技術(shù)端，將在新能源汽車以及航天航空的需求下不斷擴大，帶動更多仿真技術(shù)在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用，從而加速國內(nèi)廠家對CAE、CAD等技術(shù)領(lǐng)域國產(chǎn)替代，國內(nèi)汽車仿真領(lǐng)域有望釋放巨大潛力。另一方面，政策鼓勵推動制造業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高生產(chǎn)效率亦會增加車企應(yīng)用汽車仿真軟件推動產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)，從而帶動仿真軟件的銷售量及咨詢業(yè)務(wù)的增長

7.?汽車仿真技術(shù)競爭格局 國際企業(yè)在汽車仿真軟件上處于壟斷地位，中國企業(yè)與國際企業(yè)相比差距較大。從2020年全球3D/2D的CAD以及CAE綜合市場份額來看，業(yè)務(wù)線全部覆蓋到的企業(yè)有西門子(CAE占10.6%的市場份額，CAD占0.6%）、達索（CAE占31%,CAD為11.1%的市場份額）以及ANSYS（61.5%的份額領(lǐng)先在CAE市場）等國際企業(yè)，以價值量占比較高的CAE市場份額來看，國際廠商幾乎占據(jù)所有的市場份額，其中CR5份額占比高達88.9%，其中包括美國的Ansys、Mathworks、Altair，法國的達索及德國的西門子。此外，國際汽車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)的銷售及CAE咨詢方案，而CAE咨詢業(yè)務(wù)要求極高，需工程經(jīng)驗積累及物理分析能力，為客戶提供定制化服務(wù)。

相比于國際廠商在汽車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，中國CAE軟件開發(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)模化上與國際廠商存在非常大的差距，整體仍處于發(fā)展階段，當前。因此，在5年內(nèi)以國際企業(yè)為主導的競爭格局將不會發(fā)生變化，但長期來看，基于整車企業(yè)面對智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)快速迭代的需要，汽車仿真軟件相應(yīng)增加了許多維度，如持續(xù)拓展性及兼容性等，這對市場參與者而言仍是空白，為中國汽車仿真軟件廠商提供彎道超車的契機。隨著中國政策大力推動汽車仿真核心技術(shù)發(fā)展，中國企業(yè)有望實現(xiàn)新的突破從而打破壟斷。

編輯：黃飛