当下火热的EDA是工业软件中的一种，准确地说是一类研发设计软件。除此之外，根据中国工业技术产业化联盟分类，工业软件还有生产制造类、经营管理类和运维服务类，这四大类构成了工业软件的整个版图。所谓的工业软件，就是在工业领域辅助进行工业设计、生产、通讯和控制的软件，贯穿于工业全生命周期，用以提高产品价值、降低企业成本。
资料来源：工业软件分类，公开资料整理，阿尔法经济研究
工业软件国产化程度不一，研发设计类成最大短板
目前国内工业软件有一定规模，2021年市场规模达到2414亿元。但发展水平上，工业软件与EDA等很多软件类似（本来EDA就是工业软件一种），相比国外巨头差距巨大。当然工业软件国产化程度不一，生产制造类和经营管理类国产化率超过50%，除了高端领域被国外巨头垄断，中低端市场越来越多的国内企业涌现出来。
资料来源：工业软件国产化率，前瞻产业研究院，阿尔法经济研究
目前研发设计类是工业软件中技术差距最大的一类，国产化率也仅有5%左右。这其中，EDA目前短板在数字芯片领域，国内厂商多以点工具为主，全流程技术是急需突破的方向，模拟、平板显示拥有一定的全流程覆盖能力，制造类EDA也有一定规模。EDA软件说太多了，在此略过。
资料来源：工业软件产业链，公开资料整理，阿尔法经济研究
研发设计类软件软件有计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE、计算机辅助制造CAE等，这其中CAD与CAE的重要性更加明显。CAD是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行虚拟设计的软件，完成几何建模；而CAE是通过读取CAD的建模文件后进行仿真分析，得出反馈结果。
目前CAD市场被法国达索、美国Autodesk和德国西门子等垄断，其中达索和西门子在3D CAD产品全球领先，而Autodesk则在2D CAD领域市占率常年第一。国内中望软件、浩辰软件等在CAD领域有所布局，产品具备了Autodesk等的大多数功能。值得注意的是，CAD的核心技术是几何内核，是一套将几何物体表达为计算机语言并能进行处理的技术，属于CAD的底层技术。目前除了中望软件和华天软件具有一定的内核自主能力，其他厂商的内核多为国外公司授权，与安卓内核授权模式类似，自主性差。
资料来源：CAD软件两大梯队，公开资料整理，阿尔法经济研究
CAE软件的主要功能是仿真，通过一系列数值分析求解方法，对模型进行各种动静态结构分析和电磁仿真等等。全球CAE市场同样被国际巨头所垄断，除了CAD领域具备竞争力的达索、西门子，还有美国的ANSYS、MathWorks等。ANSYS等在通用性、稳定性和可靠性等方面具有很强的实力3D动画，而且这些公司开发出了一系列工具，可实现从CAD到CAE再到CAM的协同。相比之下，国内CAE软件国产化率很低，而且也主要在一些非高端特定行业使用，差距是非常明显的。
ANSYS：产品角度来看其在半导体领域的竞争优势
ANSYS是一家美国工业软件公司，成立于1970年，成立以来致力于工程仿真软件和技术的研发。成立至今，公司通过一系列收购和整合，成为全球最大的仿真软件公司，拥有天线设计与布局、电子可靠性等一系列产品，下游面向3D设计、声学仿真、流体仿真等诸多领域。ANSYS虽然是一家老牌工业软件厂商，但对行业发展趋势拥有卓越的判断力，智能制造、数字孪生等概念也一个不落。
资料来源：ANSYS产品种类，公司官网，阿尔法经济研究
ANSYS业务分为软件授权和维修与服务两大类，其中软件授权业务分为订阅模式（lease license）和永久授权模式（perpetual license），但软件授权业务的一半以上来自订阅模式。
在销售区域方面，美国是ANSYS第一大市场，营收占比超过45%。2017-2019财年中国市场营收占比为4.5%，低于韩国市场收入占比。2020财年开始中国市场营收数据不再披露，而是并入其他EMEA地区。笔者认为ANSYS在中国市场营收较低的原因，第一是盗版影响，第二是中低端市场国产替代，第三是受美国管控影响，ANSYS在一些高端领域和科研院所等被禁运。总之中国市场并非ANSYS的重要市场。
资料来源：ANSYS营收及构成，公司年报整理，阿尔法经济研究
ANSYS在流体力学、电子、结构等领域推出了一系列重量级仿真软件：
资料来源：ANSYS仿真软件（部分），公司官网整理，阿尔法经济研究
其中在半导体领域重要的仿真软件有：
ANSYS Maxwell——2D/3D动态电磁仿真工具
ANSYS Maxwell软件广泛用于各类电磁部件的设计，包括电机、电磁传感器、磁头、变压器、电感等安卓游戏辅助工具开发思路与实现，通过电磁场仿真计算电场和磁场分布，利用可视化动态场分布图对器件性能进行分析。
资料来源：ANSYS Maxwell电磁仿真工具，公司官网，阿尔发经济研究
ANSYS Icepak——电子冷却和热设计仿真工具
ANSYS Icepak是专业的电子冷却和热设计仿真工具，采用流体仿真工具ANSYS Fluent作为其求解器，利用丰富的物理模型提供独特的自动非结构网格生成技术，可帮助电子工程师实现方便、精确、快速的工程化热设计与仿真，用于从BGA、QFP、IGBT等各种半导体器件到电路板的全方位热仿真与设计。
资料来源：ANSYS电子冷却和热设计仿真工具程序开发，公司官网，阿尔法经济研究
ANSYS-HFSS——高频电磁场仿真工具
ANSYS HFSS是高频结构电磁场仿真工具的行业标准和黄金工具，可求解任意3D电磁场，应用范围覆盖了直流到光波波段，可用于天线及天线阵列、微波及组件、滤波器、连接器、IC封装和PCB等领域，具有广泛适应性。
资料来源：ANSYS HFSS电磁场仿真工具，公司官网，阿尔法经济研究
ANSYS Q3D——3D结构寄生参数提取工具
ANSYS Q3D能够根据电子器件结构进行电磁场计算，提取电感、电阻、电容等寄生参数并生成Spice/IBIS等效电路模型。Q3D采用边界元法，能够基于结构形状和材料特性，快速求解电磁寄生参数。此外Q3D还适用于配电、电力电子和电力驱动系统中使用的大功率汇流条和功率转换器部件。
资料来源：ANSYS Q3D寄生参数提取工具，公司官网，阿尔法经济研究
ANSYS Slwave——电路板等EMI/EMC仿真工具
ANSYS Slwave能都对电路板、BGA封装等进行整版信号完整性、电源完整性仿真设计。Slwave采用了最新的优化算法，能快速对结构复杂、规模巨大的电路板进行整体仿真计算，能处理IC、封装、连接器和电路板之间从芯片到芯片的复杂互连设计。
资料来源：ANSYS Slwave电路板仿真工具，公司官网，阿尔法经济研究
在半导体领域ANSYS还有多款重磅级工具。比如ANSYS Redhawk-SC是一个多物理模拟平台，提供了从IC封装到互连的电源完整性分析、寄生参数提取、热分析、热机械应力和信号完整性等分析的方案平台安卓游戏辅助工具开发思路与实现，可用于芯片前端、后端验证及签核。
资料来源：ANSYS Redhawk SC模拟平台，公司官网，阿尔法经济研究
ANSYS Totem SC是对模拟混合信号IP和全定制化设计进行全面电源完整性分析的晶体管级电源噪声和可靠性分析平台，通过利用Redhawk为SoC级电源完整性签核创造IP模型，并能针对多种分析结果生成电源输送网络的紧凑芯片模型，已成为业内值得信赖的黄金标准和物理签核解决方案。目前ANSYS Totem SC可满足最低3nm FinFET节点的签核要求。
资料来源：ANSYS Totem SC模拟平台，公司官网，阿尔法经济研究
虽然从EDA产业链角度来看，ANSYS远不及Synopsys、Cadence和Siemens EDA三大全流程平台型企业，但其凭借在电磁仿真等领域几十年的技术积累，在细分领域也构筑了坚固的护城河，ANSYS在这些领域的优势也是Synopsys等三大巨头所不及的。因此关于国产EDA发展方向，诸如华大九天等还是有必要学习Synopsys等三大巨头，向全流程、全平台、全定制化方向发展，有朝一日成为中国的Synopsys。概伦电子这些现阶段以点工具为主的公司，或许有朝一日也能成为Synopsys一样的平台型公司，但在细分领域深耕，形成独特的竞争优势，也是可行的。
国产工业软件学习ANSYS“照猫画虎”？未尝不可。
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