工业软件与消费级软件发展模式具有很大的不同，消费级软件是 IT 产业发展内生的产物，往往是软件出现挖掘并引导需求，例如微软、淘宝、滴滴等；而工业软件源自于企业提质增效降本的真实需求，是长期工业化过程中知识与工艺的结晶，其本质是将工业技术软件化，软件只是其外在载体，工业才是其内核。

　　工业软件在需求、知识、应用、数据等方面依赖工业体系，因此相对一部分全球工业软件巨头来来自于工业强国和工业企业，例如：PLM 全球三大主流厂商为法国达索系统（航空领域）、德国西门子（汽车、通用机械领域）和美国 PTC（船舶、电子领域）。其中，达索本是飞机制造商，在产生自用工业软件需求后开始研发工业系统并推向商用，西门子 PLM 也是由工业企业研发并被西门子收购。

　　工业软件发展受产业上下游制约，需要产业协同推进。工业软件的工业属性注定其对工业产业有着极强依赖，而工业本身是复杂度极高的行业，上下游互相依存度高，工业软件同样受到上下游产业制约，因此工业软件的发展需要产业的协同推动。

　　从研究的角度来说，站在工业的视角才能更好的理解工业软件行业的发展逻辑与未来趋势。我们认为，产业对工业软件的制约主要体现在以下两方面：

　　2. 工业软件是企业内部管理与生产流程的代码化表达，需要在下游应用中不断迭代优化。

　　工业软件的发展高度依赖设备、网络、平台等基础设施。工业软件产业链由设备、网络、平台、软件、应用共同组成，工业软件需要实施在设备、网络、平台等基础设施之上，受到基础设施影响。

　　例如传感器数据采集量与精度、工厂内外部网络接入情况、服务器算力大小等均会对工业软件实施效果产生影响。同时上游基础设施的进步也会带动工业软件的发展，例如 5G、云计算、AI 等底层技术 在工业领域的应用已经使得工业软件向着网联化、云化和智能化方向发展。

　　以工业 APP 为例。工业 APP 又称工业互联网 APP，是在云计算技术渗透下，基于工业互联网平台的的工业应用软件，是传统工业软件的新表现形式。传统工业软件企业本地部署，基于单一系统开发，一般承载通用工业原理、基础建模、计算、仿真、控制与执行要素，不以提供特定具体的工业技术知识为主。

　　工业 APP 采用云端部署，基于工业互联网平台，采用微服务软件架构和基于 PaaS 平台多语言开发方式，实现共建、共享和网络运营，面向特定的工业应用场景，在传统工业软件基础上实现工业知识的封装、共享、交易和复用。工业 APP 是传统工业软件和工业互联网结合形成，基础是5G、云等在工业企业的应用，体现了工业软件在底层基础设施赋能下的升级进化。

　　工业软件是工业知识的代码化表达，并在应用中不断优化。工业产品复杂度高，行业繁杂，不同行业的产品复杂度和制造流程差异化明显，行业分类上既有钢铁、化工等流程工业，又有电子、航空、汽车等离散工业；产品上既有服装、玩具等较为简单的制造业，也有航空、航天等复杂制造业。

　　工业生产过程涵盖了研发、生产、营销、运维、供应链管理等众多业务环节，专业上涉及机械、电子、光学、声学、流体、热处理等多个学科，同时工业生产产业链长且厂商协作困难，而又对实时性、可靠性要求高。

　　工业软件作为工业知识的代码化表达，工业自身的高复杂度使得其对工业软件要求十分细化。工业软件的开发需要与企业管理与生产流程紧密结合，并在应用过程中不断迭代优化，最终形成满足工业实际需求的软件产品，在这其中下游工业企业支持与应用十分关键，这也众多工业软件巨头来自于工业企业的原因。

　　以 EDA 为例。EDA 是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，主要用于超大规模集成电路设计。摩尔定律下集成电路产业快速发展，处于新制程和新工艺推进一线的晶圆厂从材料、化学、工艺过程控制等各种制造细节来创新、调试和求证；EDA 软件需要借助晶圆厂积累的大量测试数据探索物理效应和工艺实施细节的准确和高精度模型化。

　　顶尖 Fabless 公司将基于此模型和工具进行芯片设计与试产，并且依托强大和丰富的芯片设计不断发现和排除新工艺节点在模型和制造中的各种量产问题。在此期间，需要晶圆厂、Fabless、EDA 等产业链环节的通力合作，反复迭代，以将达到商用和量产要求的工艺节点推向市场。

　　EDA 软件对晶圆厂及设计公司依赖性及强，高复杂度和集成度下芯片设计与制造同样无法离开 EDA 工具，EDA 软件是典型的产业系统推动型工业软件， 因此跟随美国半导体产业一同成长的美国 EDA 厂商在技术和市场上均占据绝对优势，Synopsys、Cadence、Mentor Graphics 三家厂商占据全球市场份额超过64%，在中国的市场份额更是超过95%。

　　软件定义制造，工业软件是智能制造的核心。工业软件被看作是智能制造（第四次工业革命）的核心基础性工具，与前三次工业革命（机械化、电气化、自动化）相比，智能化是工业4.0新的内涵，而软件承载着从设计、制造和运用阶段的产品全生命周期数据，并根据数据对制造运行规律建模，从而优化制造过程，软件是智能化的载体，工业软件是智能制造的核心。

　　以信息物理系统（Cyber-Physical Systems，CPS）为例，CPS 是通过集成先进的感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，构建了物流空间与信息空间中人、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统，实现系统内资源配置和运行的按需响应、快速迭代、动态优化。数字孪生是 CPS 的技术实现。

　　CPS 本质是构建数据自动流动的规则体系，在信息空间建立与物理空间相对应的虚拟模型，以数据的自动流动解决日益复杂的制造系统的不确定性。CPS 闭环体系包含感知和自动控制（硬件）、工业软件、工业网络、工业云和智能服务平台，其中工业软件代表了 CPS 的思维认知，是感知控制、信息传输、分析决策背后的方法论，可以说是工业软件定义了信息物流系统。

　　全球工业软件市场规模稳步增长，美欧为主要市场。根据赛迪顾问数据，2018年全球工业软件市场规模为3893亿美元，同比增速为5.19%，智能制造大背景下增速出现拐点。市场结构上看，全球工业软件以欧美市场为主，其中北美市场规模1277亿美元，欧洲市场规模1261亿美元，欧美合计市场占比65.2%，亚太市场规模927亿美元，同比增速7.6%，亚太地区引领全球工业软件市场增长。

　　2018年中国工业软件市场规模1678亿元，处于高增长阶段。近年中国工业软件市场增速大幅超越全球平均水平，2018年增速达到16%。一方面中国在积极推进智能制造、高端制造，工业互联网开始有了更加广泛的应用；另一方面相对于大体量的工业产值，中国工业软件整体渗透率极低。

　　各类产品结构上看，研发设计类软件市场规模143 亿元，生产控制类软件市场规模286亿元，信息管理类软件市场规模287亿元，嵌入式软件市场规模达到 963亿元。嵌入式软件多集成在自动化设备中，其市场规模高占比与国内工业企业重硬轻软意识有关。

　　研发设计软件：PLM 为主要产品，外资占据市场和技术优势。PLM 用于产品全生命周期管理，其内部集合了 CAD、CAE、CAM、PDM 等设计类产品，是主要的研发设计类软件产品，2018年市场规模达到38.6亿元。

　　国内研发设计类产品应用主要集中在建筑、汽车、电子等领域，广联达在建筑领域具备绝对优势，达索、西门子 PLM 产品在技术和市场上均大幅领先，Synopsys、Cadence 几乎垄断国内 EDA 市场

　　生产控制软件：外资主导 MES 市场，国内企业在流程工业已有优势。2018年中国 MES、DCS、SCADA 三种产品市场规模分别为82.7亿元、66.1 亿元、50.3亿元，三种产品占据生产控制类产品 69.7%的市场。

　　中国生产控制类软件多用于能源、钢铁、石化流程工业，国内企业如国电南瑞、宝信软件、和利时、中控技术等已具备一定优势，但在汽车、电子等离散工业 MES 上，西门子、GE、霍尼韦尔等外资优势明显。

　　信息管理软件：传统市场格局较为稳定，云化+国产化给国内产生带来发展机遇。以 ERP 为代表的信息管理类软件在国内已具备较高渗透率，整体格局较为稳定。

　　大型企业以 SAP、Oracle 的产品为主，用友在中小企业市场具备较高份额。目前信息管理类软件云化趋势明显，龙头产生纷纷转云，用友、远光产品等在大型集团化的企业应用也有突破，云化叠加国产化浪潮下国内厂商仍有较大发展空间。

　　我国制造业大而不强，高端制造匮乏，行业利润水平低。根据经典的微笑曲线理论，制造业附加值最高的部分位于设计和销售两端，而处于中间环节的加工生产附加值最低。

　　凭借充足的劳动人口和廉价的劳动力，我国制造业在近十几年有了长足的发展，2019年我国工业增加值全球第一，占全球比例达到24.06%，占国内 GDP 比例达到38.97%。

　　然而我国制造业长期处于全球价值链底端，更多的以全球代工厂的身份，从事原材料的基础加工和中间产品的制造，在关键器件与核心技术上处于绝对劣势，高附加值产品设计生产能力不足，工业企业利润率低。

　　例如2019年浪潮信息净利率仅1.85%（对比 intel 净利率29.72%）；工业富联净利率仅4.55%（对比苹果净利率21.25%），2019年我国工业企业整体净利率仅5.86%。大而不强、高产值低利润、高端制造匮乏是目前我国制造业急需解决的问题。

　　人口红利转化为工程师红利。充足劳动人口和廉价的劳动力是我国制造业长期优势。然而近年来我国在劳动力和劳动成本的比较优势减弱，计划生育人口开始转化为劳动人口，劳动人口增速逐年放缓，并在 2018年开始进入负增长时代，人口红利期接近尾声。

　　与此同时，中国受教育人口逐年增加，2018年中国普通高等学校毕业人数超过787万人，其中本科毕业生近387万人，工学本科毕业生近127万人，中国人口红利转化为工程师红利，为我国制造业高端转型提供人才基础。

　　我国推进智能制造，「中国制造2025」「瞄准高端制造。智能制造被认为是第四次工业革命，又称工业4.0，其内涵是以智能化手段改革工业生产流程，目前包括中国（中国制造2025）、美国（先进制造业国家战略计划）、德国（工业4.0战略）、英国（英国工业2050）、日本（日本再兴战略）在内的全球多个国家均国家战略层面积极推进智能制造。

　　「中国制造2025」是中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领，在2014年被首次提出，2015 年正式确认实施，「中国制造2025」瞄准高端制造，其目标是提升中国制造业全球竞争力。

　　软件是智能的载体，工业软件是智能制造的大脑，其在航空航天、电子信息、生物医药等高端制造领域是不可或缺的基础性工具，国内智能制造和工业互联网的推进将显著提升工业软件行业景气度。

　　中美加速脱钩，外部环境倒逼关键产品国产化。中美贸易战以来，美国商务部「实体清单」中的中国企业快速增加，众多中国科技公司被限制出口。

　　2020年5月15日美国商务部升级对华为限制，规定「只要采用到美国相关技术和设备生产的芯片，都需先取得美国政府的许可」，意味着包括台积电、中芯国际在内芯片制造厂商为华为供货必须经过美国政府许可，同时华为海思购买的 Synopsys、Cadence 的 EDA 软件也将无法使用，该限制条例即将在9月15日开始执行。

　　8月7日美国总统特朗普签署行政命令，要求在45天后，禁止美国企业或个人，与字节跳动（TikTok 母公司）和腾讯控股（Wechat 母公司）进行交易。

　　从最初的贸易摩擦开始，美国对中国的打压由贸易延伸到科技，由硬件拓展到软件，由 IT 拓展到互联网行业，涉及的行业与公司不断增加，外部环境的 变化倒逼核心产品国产化。目前我国工业软件「卡脖子」情况依旧严重，高端研发设计、生产控制类软件市场被外资占据，典型例证为 EDA 软件，中美加速脱钩下国产替代的必要性凸显。

　　国务院出台软件产业扶持新政，工业软件国产替代。2020年8月，国务院发布《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》，从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等8个方向出台了40项支持政策，推动我国集成电路产业和软件产业发展。

　　从软件层面来看，相比于2011年出台的上一个十年期鼓励政策，此次政策在延续各项支持政策的同时，在税收减免、融资支持、正版保护上加大了支持力度，并提出「新型制」，聚焦基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术。

　　目前我国基础软件、工业软件外资市场占比仍较高，国产软件企业技术和产品的竞争力相对较弱， 但软件作为信息产业核心，外部环境变化大背景国产化重要性凸显。

　　工业软件是智能化生产的核心工具，在我国工业向智能化及高端化方向转型具有重要作用，我们看好未来国产工业软件在政策支持下的技术和产品提升，看好工业软件市场国产替代。

　　我国知识产权保护持续加强，软件正版化是长期趋势。知识产权保护是一个复杂的系统性工程，需要从法律、政策、群众意识等社会各个层面推进，近年来我国不断加强知识产品保护。

　　2019年11月中央办公厅、国务院办公厅印发《关于强化知识产权保护的意见》，要求不断改革完善知识产权保护体系，目标力争到2022年，侵权易发多发现象得到有效遏制；到2025年，知识产权保护社会满意度达到并保持较高水平。

　　2020政府工作报告再次明确「加强知识产权保护」。2020年8月，国务院发布《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》，软件知识产权保护也是其中一项重要内容。

　　知识产权保护加强利于国产软件发展。盗版软件泛滥是我国长期存在的问题，包括操作系统、办公软件、工业软件在内的软件产品均存在破解版本和大量的盗版用户，例如 Windows、Office、Adobe、AutoCAD 等等。

　　虽然盗版软件在一定程度上加快了信息产业在我国的发展，但其严重侵害国内外相关公司利益，也造成了国内软件公司研发投入不足、创新力缺乏的客观现象，长期来看对我国国产软件产业发展不利。

　　软件著作权保护制度化，并引导政府、企业、民众使用正版软件是我国深化知识产权保护的重要内容。我们认为知识产权保护加强利于国产软件发展，一方面，使用盗版的用户转向正版，正版软件付费用户和付费率提高；另一方面，由于国产软件售价普遍低于海外同类产品，部分对价格敏感的海外产品盗版用户会转向使用国产软件。

　　SaaS 加速软件正版化。传统软件将文球速体育件全部放在本地计算机，公司以 License 授权的方式进行正版软件销售，软件盗版相对简单，且软件公司通常缺乏对盗版软件检测和控制手段。SaaS 服务模式将部分文件数据存放云端服务器，通过用户账户进行管理，用户通过月费、年费方式付费。

　　SaaS 云端服务器文件部署模式，将从根本上杜绝盗版软件产生，迫使盗版用户向正版转化。与此同时，SaaS 以服务替代软件，为用户提供一种更为便捷的软件获取和升级方式，订阅制实际上平滑了用户使用正版软件的成本，减少用户的一次性支出，用户付费意愿较强，也利于软件正版化。

　　基础层面：技术上看，早期国内工业软件企业多以海外产品本地化实施起家，在实施过程中不断进行国产化，因此国内工业软件在技术路径上多沿用海外产品经验，技术创新能力缺乏。

　　市场上看，我国制造业以组装生产的低附加值产业为主，对自动化生产等硬件需求较多，对研发生产的软件的需求相对较少，重硬轻软现象严重，导致我国工业软件市场规模小，软件产业价值链失衡。因此我国国产工业软件整体呈现软管理软件强、工程软件弱，低端软件多，高端软件少的局面。

　　应用层面：由于我国未经历过完整的工业革命，工业管理流程、生产工艺多借鉴海外成熟方法。海外工业软件伴随工业体系一起成长，其内涵的工业知识更加贴合工业生产实际，因此海外工业软件往往在可用性和先进性上大幅领先国内产品，甚至能引领工业企业发展方向，国内工业企业尤其是中大型企业会倾向于海外产品。

　　与此同时，我国航空、电子等高端产业发展不足，难以支撑高端软硬件产业生态。工业软件的发展受产业制约，需要在产业的不断的应用反馈中优化迭代，国内应用环境的缺失使得国产工业软件竞争劣势更为明显。

　　人才层面：工业软件研发需要工业和软件的复合型人才，我国高端工业软件人才严重缺乏。以 EDA 软件为例，国内只有约1500名 EDA 研发人员，其中约 1200人在国际 EDA 公司的中国研发中心工作，从事国产 EDA 研发人员只有300人左右，且分散在各个公司、高校和研究所。

　　全球 EDA 巨头 Synopsys 和 Cadence 分别拥有约 14000名和8100名员工，对比我国国产 EDA 厂商华大九天仅有约400名员工，其余厂商员工数均为超过 100人，我国 EDA 软件人才十分匮乏，在其他工业软件领域亦是如此。与此同时，我国发达的互联网应用产业对软件人才形成虹吸效应，传统企业级软件高端人才匮乏。

　　产业协同助力国产工业软件破局。整体来看，我国工业软件面临的挑战是我国工业体系的系统性挑战，核心在于为技术没有领先性、高端工业产业匮乏、软件应用生态缺失，但我们认为破局时点已来：

　　1. 5G、工业互联网正推动工业软件向工业 APP 方向进化，技术变革将带来新机遇；

　　3. 国产化将为国产工业软件提供更大的应用土壤，政策扶持将在财税、融资、人才等多方面助力国产工业软件成长。