2024年索辰科技研究报告：国内CAE龙头，兼具高壁垒与高成长性

公司概况：国内 CAE 仿真软件核心企业，产品覆盖多学科领域

1.1 公司专注 CAE 软件十余年，坚持探索仿真技术

索辰科技成立于2006年，是一家专注于 CAE 软件研发、销售和服务的高新技术企业。 公司自成立以来，坚持面向世界科技前沿，面向国家重大需求，专注于 CAE 核心技术的研 究与开发。经过持续的研发投入和技术创新，公司目前已形成流体、结构、电磁、声学、光 学等多个学科方向的核心算法，并开发出多类型工程仿真软件，产品矩阵不断丰富。 公司的核心产品为工程仿真软件和仿真产品开发，产品涉及多学科领域，可满足航空航 天、国防装备、船舶海洋、重型机械、核工业、电子电器、地面交通等复杂产品或工程领域 的仿真需求。

公司的工程仿真软件是通用型的仿真工具软件，公司通过自身技术积累，形成标准化工 程仿真软件产品并直接销售。其中，流体产品 Aries 和结构产品 Virgo 主要技术指标达到 国际同等水平，具备较强市场竞争力，是公司收入、利润的最主要来源，可进一步细分为单 一学科仿真软件、多学科仿真软件和工程仿真优化系统。 公司的仿真产品开发业务是公司根据细分工程领域客户的具体需求，通过二次开发或系 统集成向客户交付包含公司软件和第三方软硬件的系统或为客户提供仿真系统二次开发服 务，为客户提供一体化、多方位的仿真产品。

1.2 公司股权结构稳定，高管行业积累丰富

公司股权结构清晰，股东主要由公司创始人、员工持股平台与投资公司组成。实控人为 董事长兼总经理陈灏先生，截至 2024 年三季报，其直接持股 26.68%；宁波辰识、宁波普 辰、杭州伯乐分别持有公司 8.06%、7.05%、3.45%的股份。

公司核心管理层团队具备丰富从业经验。公司董事长陈灏和副总经理谢蓉曾就职于海 外 CAE 龙头公司 Ansys，及 Ansys 在国内最大的合作伙伴安世亚太，行业积累及产业资 源丰富；核心技术人员科研背景深厚，包括了机械、力学、软件计算机等专业背景，具有独 特行业视角和技术经验，为公司技术研发打下有力基础。

1.3 公司财务分析

公司业务规模稳步增长。2023 年公司总营业收入为 3.20 亿元，同比增长 19.52%， 2019-2023 年复合增长率约为 28.88%，公司收入实现快速增长。2024 年前三季度公司实 现营业总收入 0.83 亿元，同比增长 58.23%。 2023 年公司归母净利润为 0.57 亿元，同比增加 6.89%，净利润增速下降系低毛利仿真 产品开发业务占比提高等因素影响。2024 年前三季度公司归母净利润为-0.71 亿元，同比减 少 90.25%，主要系仿真产品开发规模扩大，相关研发投入增加所致。

分业务来看，公司工程仿真软件占比较高，仿真软件开发增长快。2019-2023 年，公司 标准化工程仿真软件产品分别实现营业收入 0.67/1.24/1.33/1.35/1.88 亿元，2024 年上半年 公司工程仿真软件实现营收 0.09 亿元，同比减少 42.25%。公司目前以工程仿真软件为发展 主体，营收占比在 50%以上。 公司仿真产品开发业务主要服务客户聚焦特定细分行业领域的定制化服务需求，相关 业务主要客户为大型军工企业和科研院所，营收变动与客户需求紧密相关。2019-2023 年， 公司仿真产品开发营收分别为 0.30/0.38/0.59/1.33/1.31 亿元，复合增长率高达 44.26%， 2023 年营收占比为 40.90%。我们认为如果未来国防军工等细分领域的特殊需求发展，仿真 产品开发对公司营收重要性有望逐渐提高。

分地区来看，2019-2021 年华东地区营收占比最大。2019-2021 年，公司营收主要来自 于华东和华北地区，两地区合计营收占比为 71.4%、82.99%、72.88%。其中，2019-2022 年华东地区的营收占比分别为 56.4%、40.65%、61.87%，对总营收影响较大。高端制造业 集中地区占比仍会保持较高水准，华东和华北地区仍有望占据公司营收主体。 公司盈利能力受研发占比增加而下降，工程仿真软件毛利率超 90%。公司 2023 年整体 毛利率、净利率分别为 69.44%和 18.12%，整体毛利率变动主要受两大业务营收占比改变 影响所致。2022 年，公司两大业务工程仿真软件和仿真产品开发毛利率差距较大，分别为 95.11%和 33.23%。工程仿真软件毛利率较稳定；仿真产品毛利率波动较大，原因在于仿真 产品开发涉及人工成本以及软硬件开发成本等原因，相关产品毛利具有不确定性，其占比波 动会影响该业务毛利率。2024 年上半年净利率为负，主要系公司增加研发方向投入，2024 年 H1 公司研发投入 6854 万元，研发人员数量及质量不断提升，推动各产品迭代更新的研 发进度。

公司费用率控制得当，持续加大研发投入。2019-2023 年，公司管理费用和销售费用随 业务规模扩大而增加，总体控制得当。2023 年公司管理和销售费用率分别为 11.85%和 6.34%。研发方面，公司加大仿真产品开发投入，2018-2023 年公司研发费用率保持在 30% 以上；2023 年研发费用为 1.05 亿元，同比增长 20.14%。2024 年前三季度研发投入已达 0.90 亿元，持续保持高研发费用比例，展现公司坚持技术迭代、技术自主的规划道路。另外 2024 年上半年公司管理和销售费用同比增长明显，主要系职工薪酬增加、折旧摊销费用增 加所致。

行业分析：CAE 行业综合性、壁垒较高，国产化替代空间广阔

2.1 CAE 是工业软件核心部分，政策助力该领域快速发展

CAE 软件属于研发设计类工业软件。工业软件是在工业制造业领域应用的软件，包括 系统 软件、编程语言、应用软件和中间件等。按照产品形态、用途和特点的不同，工业软 件市场可进一步细分为研发设计类、生产控制类、经营管理类以及运维服务类。在产品设计 过程中，能够起到优化设计方案、提升产品性能、减少试验次数、提升研发效率等效果，是 产品研发实现正向设计、原始创新的重要工具软件。

1970-1990 年代是 CAE 技术蓬勃发展的时期，专注于 CAE 软件研发的企业在市场中 涌现。CAE 商业化起源于 NASTRAN，脱胎于航空工业。在经过多年发展后，CAE 技术从 最初的力学模型开始拓展到各类物理场（温度、磁场、声波场等）模型的分析，CAE 市场得 以强劲增长，出现了许多分析软件如 MAEC、ANSYS 等，使用者多集中在航空航天、军事 等领域。21 世纪以来，高性能计算发展以及各类仿真算法涌现，推动了 CAE 在下游行业 中的商业化应用加速拓展。 国家政策重点扶持工业软件发展。“十四五”期间国家相继出台了多项政策支持工业软件 发展；2021 年 12 月，工业与信息化部等部分联合印发《“十四五”智能制造发展规划》,规划 指 出 要 开 发 面 向 产 品 全 生 命 周 期 和 制 造 全 过 程 各 环 节 的 核 心 软 件 ， 包 括 CAD/CAE/CAPP/CAM/PLM/PDM 等研发设计类软件，和其他生产制造、经营管理类软件等。

CAE 行业壁垒高，需要多学科理论和技术基础。CAE 软件本质是把物理和工程学科的 理论模型做数学处理后得到的代数求解过程固化而成的计算机程序，且包括丰富的工程数据、 模型和简单易操作的用户界面和结果分析功能。作为一种综合性、知识密集型信息产品，CAE 融合了物理学、数学、工程学、计算机科学等多学科的算法和技术，涉及学科广，模型复杂， 需要深厚的理论基础和持续的技术创新。 CAE 可以分为通用型和专用型软件，主要应用在机械、流体、电磁等领域。1）通用型 CAE 适用范围广，可针对多种类型的产品的物理力学性能进行模拟仿真、评价和优化，典 型的产品有：Ansys、CFX 等。2）专用型 CAE 能够针对特定类型的产品提供较好的性能 分析、预测以及设计优化等功能，典型的产品有：Matlab、Motion 等。

CAE 软件主要包括前处理、求解和后处理三个阶段，求解器为 CAE 软件的底层核心。 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，根据实际工况设置求解的边界条件，之后求解器开始运行求解 并输出结果数据，整个计算过程无需用户干涉。求解过程结束，用户用软件对计算结果进行 后处理，包括对计算结果数据的提取、分析和展示等。 其中求解器将 CAE 软件底层的物理、数学算法用计算机语言展示并计算求解，是 CAE 软件的核心。求解器性能强弱直接影响 CAE 软件的技术水平和使用体验，不同的计算策略会对输入参数、求解方法、算力需求等产生深刻影响。求解器算法的提升一方面要靠 数学物理模型的不断优化，一方面要依赖计算机技术的发展对算力的提升。

2.2 全球 CAE 市场近百亿美元，国内厂商快速成长

全球工业软件产业平稳增长，中国工业软件市场呈快速增长形式。根据 36 氪研究院的 数据，2021 年全球工业软件产品市场规模达到 4561 亿美元，较 2020 年增长 4.70%，2012- 2021 年年复合增长率为 5.4%。中国工业软件产业规模由 2012 年的 729 亿元上升到 2021 年的 2,414 亿元，9 年 CAGR 达 14.2%，约为全球增速的 3 倍，中国工业软件产业规模占 全球规模比重也由 2012 年的 25.6%上升到 2021 年的 52.9%。

CAE 行业市场规模随着下游行业需求规模不断扩大而增加。据华经产业研究院统计， 2021 年全球 CAE 市场规模为 89.2 亿美元，较 2021 年增长约 10.12%，结合工业制造业 增长速度，预计 2022 年全球 CAE 市场规模达到百亿美元。2022 年中国 CAE 软件市场份 额达到 25.9 亿元人民币，同比增长率为 18.8%，保持稳定的增长速度。

海外巨头垄断核心工业软件市场，达索、西门子等厂商占据龙头地位。根据《中国工业 软件产业白皮书（2020）》数据显示，我国高端 CAD、CAE、MES、PLM 等研发设计类软 件市场被安西斯、达索、西门子、MSC 等国外厂商垄断。2019 年我国研发设计类软件产 品中国企业数量占比较低。

安西斯（ANSYS）、达索、西门子等海外厂商长期垄断 CAE 市场。国外厂商自上世纪 70 年代已经布局 CAE 产品，在国外市场占据着技术、规模和市场的显著优势。同时 CAE 领域行业集中度不断提升，大公司不断加强对中小 CAE 软件企业德并购，依靠技术优势及 先发优势长期占据国内 CAE 市场的较大份额。 CAE 软件国产化率保持增长。据 IDC 数据显示，2021 年本土厂商在 CAE 市场达到 15% 左右的市场占有率。其中海外巨头 Ansys、西门子和达索系统分别排名前三位，上海索辰科 技占据了 1.6%的市场份额；另外在 2022 年，Ansys、西门子和达索系统位居前三但市场份 额有所下降，国产化逐步提升。其中 Ansys 份额从 19.1%下降至 16.8%，西门子从 16.5% 下降至 14.7%，达索系统从 10.2%下降至 7.9%。我国 CAE 国产化率从 2016 年的 7.0% 提 升至 2022 年的 16.2%，保持增长态势。

国内厂商相继涌现，产业格局相对分散。目前我国国产 CAE 工业软件市场尚未成熟， 国内企业市场竞争格局相对分散，行业集中度低，行业内陆续涌现了一些企业，但尚未出现 占据绝对主导地位的本土厂商，安世亚太和索辰科技位于行业前列。此外，行业内的其他代 表性企业还包括：云道智造、南京天洑、英特仿真、十沣科技和中望软件等。国内厂商差异 化发展，受限于起步晚、技术和经验积累等因素，国产 CAE 厂商难以在短时间内实现技术 的全面追赶。相关企业主要专注部分学科核心技术，实现技术点突破，同时与产业深入合作 打造服务细分行业领域的产品，形成差异化竞争格局。 索辰科技作为国内 CAE 龙头企业，在 CAE 求解器模块的关键核心技术拥有自主知识 产权，具备底层开发能力，产品核心模块不依赖于第三方供应商，有效避免在竞争中受到限 制的情况；另外，公司在部分细分领域具备技术和算法优势。例如在流体仿真领域，公司拥 有基于气体动理学三套先进的算法，以及公司在流体、结构、声学领域开发了多个高性能计 算为支撑的求解算法。公司凭借对 CAE 行业的前瞻性和矩阵布局，在行业竞争中保持前列。

公司深度分析：多元多领域产品布局 ，自主研发驱动快速增长。

3.1 研发优势：自主研发核心技术，参与研究国家级项目

成熟 CAE 技术需要丰富、成熟的数据库和算力库支持，另外衡量 CAE 软件的三个核 心指标分别是：求解算法、仿真精度和计算效率。求解算法主要依赖于求解器的先进性，公 司经过多年的研发，公司共形成十三项核心技术。其中 9 项为仿真求解器相关算法，剩余 4 项分别为三维模型导入、建模技术，后模块处理显示技术，基于产品全生命周期的仿真技术， 高性能计算与仿真云计算技术，核心技术均为公司自主研发。

公司历经十余年的研发，不断突破并积累核心算法经验，公司依托自身核心技术，累计 参与了 6 项国家级重点科研专项，其中一项为牵头单位，五项为参研单位。另外公司也在其 余科研项目中负责仿真技术相关内容。

公司紧随仿真前沿技术，构建先进的学科模型。公司已经形成了流体、结构、电磁、声 学、光学、测控等领域的多项核心技术。其中，公司在流体和结构方向核心求解算法技术先 进程度高，具备与国际竞争的基础。目前在流体仿真领域，公司拥有基于气体动理学模型的 三套先进算法，分别是气体动理学算法（GKS）、直接模拟蒙特卡洛（DSMC）方法、光滑 粒子流体动力学（SPH）方法，上述三种方法以介观理论为基础，具有更高的计算精度，可 解决相比传统有限元法更复杂的工程问题，并且不需要对几何模型进行简化处理。

公司结构技术方向除经典有限元算法以外，自主开发再生核粒子求解器和近场动力学求 解器相关算法，实现特定细分行业领域技术领先。其中，再生核粒子求解器相比有限元法等 传统求解器能够更加真实的模拟位移场，近场动力学求解器基于非局部作用思想建立模型， 并采用粒子法对物理区域离散，适用于空间不连续问题的分析，例如高速撞击和裂纹扩展。

3.2 产品能力：流体、结构领域具备优势，多元化产品布局

公司建立创新技术成果转化机制，在取得研发成果后实施产业化，不断提升与完善产品 功能，公司各类产品均实现了与产业的深度融合，相关产品性能目前已得到国内众多军工单 位和科研院所的认可，被规模应用于国内国防军工、航空航天、兵器船舶等领域。 公司 CAE 软件核心产品是工程仿真软件和仿真产品开发。其中工程仿真软件进一步按 照学科可划分为，流体仿真软件、结构仿真软件、声学仿真软件、电磁仿真软件、光学仿真 软件、测控仿真软件等。同时，由于工程问题的复杂性，多物理场复合的环境较多，因此在 前述单一物理场学科软件的基础上，形成了多学科耦合的仿真软件。

国产先进流体仿真软件 Aries。流体仿真主要模拟液体和气体与环境的相互作用和流动 规律。公司流体仿真软件代表产品 Aries 可以为航空航天、船舶海洋、发动机、地面交通、 建筑环境、电子器件等领域提供多类型流体仿真解决方案。Aries 是一款通用流体力学仿真 软件，包含三大基于气体动理学的流场求解器：笛卡尔网格 CFD 求解器、非结构网格 CFD 求解器、直接模拟蒙特卡洛（DSMC）求解器。同时包括光滑粒子流体动力学 SPH 水动力 学求解器。支持气动噪声、燃烧、多相、热辐射、稀薄流、共轭传热、水动力等多物理场的 仿真计算。 对比国际厂商安西斯公司的通用流体软件 Fluent，Aries 拥有笛卡尔网格和非结构网格 两种连续流求解器，经上海超级计算中心测算，在显示求解计算中，公司产品的并行加速比 与竞品相当，在隐式求解计算中，公司的非结构求解器有着更好的并行效率。在仿真精度上， 以不可压层流平板边界层问题等作为典型算例进行对比验证，Aries 与竞品仿真精度基本一 致。

通用结构仿真软件 Virgo，仿真精度效率比肩 Ansys 同类产品 Mechanical。结构是研 究受力和传力规律以及优化的学科。公司结构仿真软件代表产品 Virgo 可以广泛应用在飞 机、高速列车、航空航天、发动机、机械制造、汽车交通、船舶、土木工程、电子设备等领 域，并发挥分析优化的核心作用。Virgo 软件提供三大核心求解器针对常规应用的通用非线 性有限元求解器；针对几何超大变形等高度非线性问题的再生核粒子求解器；针对高速冲击、 侵彻、爆炸等应用的近场动力学求解器。 与国际公司安西斯的结构仿真代表软件 Mechanical 对比，Virgo 在算法和求解器类型 更丰富。经过上海超级计算中心测算，在典型的四缸柴油机机体模型上，两款软件重点考察 部位的等效应力、整体最大变形数值仿真值较为接近，Virgo 仿真精度上与国际公司竞品拥 有同水平的仿真精度。

公司积极拓展产品生态，工业云仿真云平台助力软件效率升级。公司构建高性能计算平 台，满足下游客户仿真计算的算力需求。公司的高性能计算平台基于计算节点、大内存节点、 登录管理节点、GPU 计算节点、高速网络、高性能存储等组成的 HPC 硬件环境之上；包含 作业调度系统、统一管理门户、集成监控平台、数字大屏等多个模块的应用软件管理系统； 可以成功集成部署涵盖包括流体、结构、电磁、声学、光学等多种学科工程仿真软件，为其 求解计算提供强大的算力支持。 工业仿真云平台可以通过云服务的形式向客户提供 CAE 软件以及各类资源支持。通过 在本地及云端运行大量并行任务和分时使用，可以实现客户计算资源的充分利用，提升仿真 效率，实现快速处理复杂模型的高级仿真、降低计算成本的效果。工业仿真云平台包括私有 云服务和公共云服务两种部署，其中私有云方式是对接客户本地部署的高性能计算平台，公 共云平台则对接外部的计算资源。云服务可以使中小企业无需购买全套 CAE 软件，而是可 以通过云平台使用仿真软件，使中小企业也可以负担得起 CAE 软件使用费用，从而扩大公 司的客户群体。

3.3 客户覆盖：公司立足于军工研究院，不断开拓民用市场

公司 CAE 软件主要应用在国防军工、航空航天制造业方面，下游客户主要为相关企业 及研究院。通过多年的市场推广和客户开发，公司积累了优质的客户资源，覆盖国防军工、 航空航天、兵器船舶、重型机械、地面交通、动力设备等行业。公司主要客户群体为中国航 发、中国船舶、航空工业、航天科技、航天科工、中国电子、中国电科、中核集团、中国兵 工等九大军工集团及中科院下属的科研院所等，合作关系稳固且客户粘性较强，在长期市场 竞争中处于优势地位。 国防科技作为公司的基本盘，保障公司收入稳定增长。2019-2021 年军工、科研院所类 客户分别占公司收入 91.29%、88.18%、83.91%，营收占比较高。未来，国防科技现代化、 国产化建设，各类研发需求有望带动公司业务持续成长，未来可期，优质的客户群体有望为 公司订单以及销售收入增长提供保障。

公司进一步拓展民用市场，民营企业收入占比持续提高。CAE 软件除军工领域外，在 民用领域的市场规模更广阔。公司产品除规模应用于国防科技等国企之外，逐步向民用市场 拓展。2019-2021 年公司来自民营企业的客户销售收入分别为 841.07 万元、1907.78 万元、 3078.05 万元，占主营业务收入比重从 2019 年的 8.71%增加到 2021 年的 16.09%。

从下游行业看，公司与航空航天、船舶、机械等领域的高端制造，以及专注于工业软件 开发或工业应用系统集成的民营用户展开深度的业务合作。与公司业务合作的民营客户主要 包括两类，一类是航空航天、船舶、机械等领域的高端制造企业，如宁波源海博创科技有限 公司、上海轩田工业设备有限公司等；另一类是专注于工业软件开发或工业应用系统集成企 业，如中云开源数据技术（上海）有限公司、广州阳普智能系统科技有限公司等。

公司通过收并购增强产品能力，持续拓展民用市场领域。2023 年 11 月 14 日，公司公 告称：公司全资子公司上海索辰数字科技有限公司拟以股权转让、认缴新增注册资本的方式 收购广州阳普智能系统科技有限公司合计 48%股权，共计出资 6,439.02 万元。目标公司阳 普智能是一家专注为离散制造企业提供产品研发与产品制造的数字化解决方案与服务的公 司，其核心业务包括（计算机辅助工程）、PLM（产品生命周期管理）、MES(制造执行系统)。 公司 2022 年到 2023 年 10 月，营业收入分别为 3400 万元和 3056 万元；净利润为-181 万 元和 227 万元。 在 CAE 领域，其服务客户涵盖了新能源汽车主机厂与供应链、芯片设计与封装、新能 源装备、5G 通讯等公司。在 PLM 领域，阳普智能具有完整的从 IPD 流程咨询到系统落地 的一站式服务，另外在 MES 上，公司拥有自主版权的 Smart.MES 系列产品，产品面向的 是新能源汽车零部件、装备行业，拥有多个数字化样板工厂的应用案例。

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