对华封锁!国产替代终极一战!关键软件全梳理(附相关企业)

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美国当地时间10月10日,特朗普在社交媒体上宣布:从11月1日起,对所有关键软件实施出口管制。

早在今年6月份,美国商务部就曾向全球三大EDA软件巨头发出通知,全面停止向中国出口芯片设计软件。#国产替代#关键软件

此次实施出口管制的“关键软件”虽未明确界定范围,但结合美国商务部过往政策及行业分析,重点领域可能包括基础软件、高端工业软件、应用软件扩展等,或将推动上述领域国产替代进程加速。

操作系统是是承载各种信息设备和软件应用运行基础平台的重要基础性软件。操作系统位于底层硬件与应用软件之间,对下承接硬件,对上承载应用,是软硬件系统的核心与基础。对计算机内部,操作系统的作用是“管理”,包括对系统资源的分配和安排等;对用户层面,操作系统的作用是“交互”,包括以命令等方式,完成用户的指令,实现各类软件功能。

(资料来源:凝思软件招股书,国元证券研究所)

按照操作系统面向的设备类型,通用操作系统主要包括桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统。按照源代码是否开放,操作系统可划分为开源和闭源两类。按照应用场景的不同,操作系统可分为通用和专用两类。

(资料来源:麒麟信安招股书,国元证券研究所)

海外厂商具备先发优势,掌控全球操作系统行业的话语权。在微机场景中,Windows和MacOS瓜分了绝大部分市场,Linux和Windows则成为开源、闭源服务器操作系统的核心代表,在手机操作系统中确立了iOS和Android两大阵营。近几年随着移动终端市场需求的快速增长,Android系统市场份额快速增长,并在2017年反超Windows。截至2024年11月,Android占比约为45.94%,Windows和iOS占比分别为25.75%18.45%

(资料来源:statcounter)

我国操作系统市场格局与全球市场情况趋同。Android、Windows和iOS凭借丰富的生态和庞大的用户基数排名前三,2024年11月市场份额分别为50.34%28.28%15.9%。中国本土桌面操作系统多以Unix/Linux为基础进行二次开发,例如统信UOS、银河麒麟、红旗Linux、中科方德Delix等。

(资料来源:statcounter)

02、工业软件

工业软件被公认为是工业制造的“大脑及神经”,覆盖工业领域研发设计、业务管理、产品制造、生产调度和过程控制全环节。

工业软件可划分为研发设计软件生产控制软件业务管理软件嵌入式软件研发设计软件主要包括CAD、CAE、CAM、PLM、EDA等,其中EDA概念由CAD、CAE、CAM概念发展而来。作为最重要的集成电路软件设计工具,EDA以计算机辅助的工业软件来替代人脑计算,可自动完成对目标芯片的逻辑编译、简化、分割、综合、布线和仿真,产品合格率大大提高,可降低平均成本,可代表一国电子产品的设计能力。

(资料来源:沙利文《2023年中国工业数字化软件白皮书》,长城证券产业金融研究院)

全球工业软件市场规模预计将以7.57%的CAGR于2026年达到265亿美元的市场规模。与此同时,中国工业软件市场规模预计将以20.33%的CAGR于2026年达到333亿人民币。从行业规模变动上,可以看到中国工业软件市场增幅对比全球较快,正处于高速成长期。

(资料来源:中关村产业研究院)

我国工业软件整体面临“管理软件强、工程软件弱,低端软件多、高端软件少”的问题,研发设计类国产化替代空间较大。2021年我国研发设计类、生产控制类、信息管理类国产化率分别为12%31%71%。其中,信息管理类软件国产化率已较高,高端市场仍待突破;生产控制类软件中低端国产化率较高,国产化替代空间主要集中在高端领域;研发设计类软件大部分依赖进口,国产可用的研发设计类产品主要用于工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度低的领域。细分领域来看,EDA、CAE国产化率最低,2021年均处于10%以下。

(资料来源:国新咨询,德邦研究所)

02-1 EDA

EDA(Eletronic Design Automation,电子设计自动化)是一种利用计算机辅助技术完成集成电路(IC)设计、仿真、验证等全流程的工具链总称。作为半导体产业链上游的核心基础技术,EDA可显著提升芯片研发效率、降低设计复杂度,其技术水平直接决定芯片性能与产业创新能力。

EDA工具一般可划分为集成电路制造类EDA工具和集成电路设计类EDA工具两个主要大类。

1)制造类EDA工具:主要服务于集成电路制造的核心环节,在工艺平台开发阶段,助力工程师对制造工艺进行仿真与优化,确保工艺参数的准确性;在晶圆生产阶段,其通过对生产流程的精准控制与监测,保障晶圆制造的良率与效率,是连接工艺设计与实际生产的重要桥梁。

2)设计类EDA工具:聚焦于集成电路的设计阶段,按电路类型可进一步细分为数字集成电路EDA和模拟集成电路EDA两大类。其中,数字集成电路EDA工具针对数字电路的逻辑设计、时序分析、布局布线等环节提供支持,适用于处理器、存储器等数字芯片的开发;模拟集成电路EDA工具则更注重电路的性能仿真、版图设计及寄生参数分析,常用于放大器、滤波器等模拟芯片的设计。

(资料来源:概伦电子招股书,东方证券研究所)

全球EDA市场被三大龙头企业垄断。2024年Synopsys、Cadence、西门子分别占据全球EDA市场的32%29%13%,前三大企业市占率达到74%

(资料来源:中商情报网,爱建证券研究所)

02-2 CAE

CAE(Computer Aided Engineering)即计算机辅助工程,属于研发设计类软件,用于工业仿真模拟。

CAE软件分为前处理、求解器和后处理三大模块,其中求解器为CAE软件的核心。前处理过程中,用户在GUI为求解器提供/生成实际的几何模型和空间网格,选择物理模型和数值求解算法及其参数,并根据实际工况设置求解的边界条件;求解器是针对特定场景,如结构变形、液体流动等,用数字算法模型的方式实现对物理规律、数学原理的客观还原;求解结束后,后处理模块为客户提供可视化界面,对模拟结果进行提取、分析和多方式展示。

(资料来源:索辰科技招股书,中银证券)

CAE软件国产化程度较低,2022年市场份额排名前三分别为Ansys西门子达索系统,均为国外厂商。但由于CAE软件涉及结构、流体、电磁、噪声等各类不同专业领域,头部厂商很难拥有全物理场的通用仿真产品,国产厂商加大投入,从专用领域抢占市场份额,国产化率持续提升。CAE国产化率从2016年的7.0%增长至2022年的16.2%,同比增加9.2个百分点

(资料来源:IDC,中银证券)

03、相关企业

华大九天全流程EDA工具已覆盖模拟、存储、射频、平板显示电路设计,上半年新推出四款数字芯片仿真验证和签核核心EDA产品。

概伦电子从事EDA软件授权业务,2024年并购细分领域企业完善后端验证能力。

中望软件CAD/CAE/CAM)解决方案提供商,建立了以“自主二维CAD、三维CAD/CAM、流体/结构/电磁等多学科仿真”为主的核心技术与产品矩阵。

广立微领先的集成电路EDA软件供应商,自研的EDA工具和电路IP设计的先进测试芯片,显著提升芯片面积利用率和测试效率。

金山办公国产办公软件龙头,WPS PC端月活3.05亿、移动端3.46亿,已构建覆盖文档、表格、演示的完整生态。

中国软件:拥有从操作系统到应用产品的软硬件产品链条,麒麟操作系统市场份额持续提升。

诚迈科技主营业务包含泛在物联网操作系统,参股统信软件(统信UOS);信创电脑已中标多个省市党政订单,基于龙芯3A6000+统信UOS,产能爬坡中。

达梦数据国内少数实现“自主可控”的数据库厂商,核心产品达梦数据库(DM8)兼容Oracle等主流数据库。

来源:策金说

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