一、CAD綜述
CAD（Computer Aided Design）是計算機輔助設計的簡稱，是計算機科學技術發展和應用中的一門重要技術。所謂CAD技術，就是指利用計算機快速的數值計算和強大的圖文處理功能來輔助工程師、設計師、建築師等工程技術人員進行產品設計、工程繪圖和數據管理的一門計算機應用技術，如製作模型、計算、繪圖等。目前，CAD技術已被廣泛地應用在機械、電子、航天、化工以及建築等行業。
與CAD相關的概念還有CAE和CAM: CAE（Computer Aided Engineering）指計算機輔助分析：把CAD設計或者組織好的模型，用計算機輔助分析軟體對原設計進行仿真設計成品分析，通過反饋的數據，對原CAD設計或模型進行反覆修正，以達到最佳效果。CAM（Computer Aided Manufacture）指計算機輔助製造：把計算機應用到生產製造過程中，以代替人進行生產設備與操作的控制。CAM不僅能提高產品加工精度、產品質量，還能逐步實現生產自動化，對降低人力成本、縮短生產周期有很大作用。計算機數控工具機、加工中心等都是計算機輔助製造的例子。
CAD、CAE以及CAM能共同參與一項產品的全生產流程，包括概念形成、設計以及生產，節省了相當多的時間和投資成本，並且通過計算機技術保證了操作的高精度，最終保證了產品質量。
計算機輔助設計流程
資料來源：公開資料整理
經歷了四次技術革命，CAD技術正處於全面普及階段。1959年12月，在MIT召開的一次計劃會議上，CAD概念被明確提出。20世紀60年代，CAD還只是極為簡單的線框式系統，只能表達基本的幾何信息，難以表達曲面信息。進入70年代，法國人提出貝塞爾算法，使計算機在處理曲線及曲面問題時變得可以操作。在此基礎上，法國的達索飛機製造公司的開發者們也在二維繪圖系統CADAM的基礎上，推出了三維曲面造型系統CATIA，開啟了第一次CAD技術革命。隨後，CAD又經歷了實體造型系統、參數化技術以及變量化技術三次技術革命，目前已經處於全面普及階段。現在的CAD技術和系統都有良好的開放性，圖形接口和圖形功能日趨標準化，多媒體技術、人工智慧、專家系統等技術也大大提高了CAD自動化設計的程度，出現了智能CAD等新學科。
CAD技術發展歷程
資料來源：公開資料整理
二、CAD行業政策環境
CAD計算軟體盜版率居高不下一直是個問題。工業軟體由於其價格高昂、國內產品欠缺等原因盜版率遠高於PC軟體盜版率平均水平，據統計，2017年中國軟體盜版率高達66%，相比美國15%有50%增長空間，相比全球37%仍有29%增長空間。加上近些年正版化政策不斷加碼，按照「中央政府-省內大型企業、知名企業-其餘大型企業-中小型企業」順序不斷推進正版化進程，未來軟體正版化將持續成為一大趨勢。
CAD行業發展政策環境
資料來源：政府公開報告，華經產業研究院整理
從政府CAD採購項目數量來看，據統計，2021年中國政府採購訂單數量回升，同比增速 8%，可見行業的需求較為明朗。
2015-2021年H1中國政府CAD採購項目數量情況
資料來源：公開資料整理
三、CAD行業市場發展現狀
從全球市場CAD行業發展來看，據統計，2019年全球2D CAD市場規模為24.2億美元，3D CAD市場規模為56.8億美元，分別同比上漲22.84%、3.27%，保持穩定增長態勢。
2016-2019年全球2D/3D CAD市場規模及增速
資料來源：公開資料整理
從中國市場發展來看，據統計，2019年中國2D CAD市場規模為12.5億元，3D CAD市場規模為38億元，分別同比增長16.82%、18.75%，年均複合增長速度為26.58%、23.93%，均快於全球。
2016-2019年中國2D/3D CAD市場規模及增速
資料來源：公開資料整理
全球CAD市場保持穩定增長，預計2022年突破百億美元，將長期保持高景氣度。據統計，2019年全球CAD市場空間為81億美元，預計全球CAD市場2018-2023年均增速約8.5%，2023-2028年均增速下降至4.27%。
2018-2028年全球CAD行業市場規模及預測
資料來源：公開資料整理
四、CAD行業競爭格局
受下游需求快速增長拉動，CAD領域的高景氣度和高毛利率吸引大量企業快速湧入，我國2012-2019年CAD領域新進入企業數量保持28%的年平均增速，2020年之後受疫情影響增速放緩。CAD公公司受資本高關注，近年來融資情景向好。近年來，工業軟體企業備受資本市場關注，企業融資助力企業未來成長力。
2012-2021年H1中國CAD行業新進企業數量情況
資料來源：公開資料整理
從全球市場競爭格局來看，目前，以Autodesk為代表的海外廠商在我國和全球的設計類軟體市場中仍然占據主導地位，存在較大的替換空間。據統計，在2019年全球CAD軟體市場中，Siemens、Dassault、Autodesk合計占據了約70%的市場份額。其中，Siemens的產品適用於通用機械設計，Dassault的客戶主要覆蓋航空航天等高端裝備製造領域，Autodesk則在建築設計領域處於行業領先地位。
2019年全球CAD行業市場競爭格局
資料來源：公開資料整理
從中國CAD市場競爭格局來看，中國CAD行業市場集中度相對全球較低，但是還是以達索、Autodesk、西門子為主要行業龍頭，據統計，2020年中國CR3市場份額占比60%左右，其中中小型企業數量多，主要還是因為CAD行業技術壁壘較高。
2020年中國CAD行業市場競爭格局
資料來源：公開資料整理
五、CAD行業未來發展趨勢
未來CAD的發展方向是和CAE/CAM融合，打造設計、仿真、製造的一體化軟體平台。對於製造型企業來說，CAE的價值在於優化和改進產品設計，幫助CAD工程師分析產品設計過程中的一些缺陷，之後工程師再根據分析的結果尋找優化的解決方案。因此，CAE需要一開始就融入到設計流程當中，如何減少設計人員使用CAE的難度也是目前設計類軟體開發者最為關心的問題之一。對於CAM而言，若得不到CAD系統的支持，花巨資引進的設備往往難以得到有效地利用；相反，CAD所能產生的效益往往是通過精益生產中的CAM和PPC系統來體現的。因此，未來CAD將會朝著與CAE/CAM融合的方向發展，打造一體化的工業軟體平台將成為趨勢。
華經情報網隸屬於華經產業研究院，專注大中華區產業經濟情報及研究，目前主要提供的產品和服務包括傳統及新興行業研究、商業計劃書、可行性研究、市場調研、專題報告、定製報告等。涵蓋文化體育、物流旅遊、健康養老、生物醫藥、能源化工、裝備製造、汽車電子等領域，還深入研究智慧城市、智慧生活、智慧製造、新能源、新材料、新消費、新金融、人工智慧、「網際網路+」等新興領域。