CAD领域国产化率持续提升。CAD等研发设计类工业软件技术壁垒高，工业属性强， 国产产品与国外头部厂商产品差距明显。此外，国产厂商缺乏客户基础，难以在短 时间内进行升级迭代缩短差距，因此市占率较低。但近年来，伴随产品力的增强叠 加自主可控政策的推进，研发设计类工业软件国产化率持续提升。根据IDC数据，在 国内CAD市场，2023年，达索系统、西门子和欧特克市场占比仍为前三，但相较2022 年下降明显，其中，达索系统从23.5%下降至18.0%，西门子从15.3%下降至13.2%， 欧特克从12.5%下降至11.6%，国产厂商市占率提升约5%，达25%左右。
在3D CAD领域，国产厂商主要包含中望软件、新迪数字、华天软件等。此外，基于 国际开源几何库OCCT，华为主导开发并开源了3D CAD的几何建模引擎项目OGG （OpenGeometry Group）。
中望软件于1998年成立，是国内领先的CAX软件与服务提供商。2002年起，公司从 应用软件开发商向CAD平台软件提供商转型，并推出第一代2D CAD平台产品。2004 年公司开始进军海外市场，凭借应用便捷、兼容性强、性价比高而快速发展业务。 2010年，公司收购美国VX公司，推出三维CAD软件中望3D，正式进军三维CAD/CAM 领域。2018年公司成立CAE研发中心，并于2019年推出了首款全波三维电磁仿真软 件ZWSim-EM。 过去二十余年，公司通过持续钻研，成功构建了CAD/CAM/CAE为主的产品矩阵，实 现了工业设计、工业制造、仿真分析、建筑设计等关键领域的全覆盖。当前，公司坚 定围绕“All-in-One CAX一体化”战略，积极调整经营策略，聚焦产品能力提升、推 进业务布局深化，不断夯实公司国内研发设计类工业软件行业领导者的地位。
华为主导开发并开源了几何建模引擎项目OGG（OpenGeometry Group）。OGG 基于国际开源几何库OCCT的优化和扩展而成，旨在构建自主可控的云几何内核平 台，打造开放的工业软件开发生态。2024年4月，OGG1.0版本发布仪式在深圳举办。 目前，OGG1.0（OGG 2024.4 Preview Beta）版本已在Open Geometry开源社区官 网发布并开启公测。但自2024年6月起，Open Geometry开源社区官网便一直处于维 护升级中，进度略低于预期，其后续发展有待观察。 此外，华为旗下哈勃投资于2024年12月入股了泊松软件，泊松软件成立于2022年3 月，立足几何引擎，聚焦多学科仿真、融合CAx等产品领域，通过云服务方式提供工 业软件。
新迪数字由原达索SolidWorks首席科学家叶修梓博士创立。2022年，公司收购了西 门子Solid Edge全部源代码和知识产权，并获得了Parasolid、DCM永久授权。2023 年，新迪推出了自主品牌的新迪天工CAD和新迪天工云CAD。经过近两年的消化吸 收与再创新，团队已研发出120多项针对国内用户需求的新功能，并完成2000多项功 能优化，有力推动了产品的快速市场化。然而，尽管现有的内核为永久授权，但是收 购的源代码仅代表原厂商既有技术的集合，基于CAD产业的技术演进周期，完全消 化吸收这些技术需数年时间。同时，如何持续紧跟技术发展和行业标准的变化以保 持竞争力，也是需要面临的挑战。
华天软件成立于1993年，是以3D为核心的智能制造软件服务商。公司拥有三维设计、 智能管理、可视化三大技术平台和创新设计、卓越制造、数字化服务三大系列产品 线，业务范围涵盖CAD、PLM、CAPP、CAM、MES等。旗下全资子公司华云三维 由国内知名CAD专家梅敬成博士牵头创办，拥有自主研发的“三维几何建模引擎 DGM”和“几何约束求解器DCS”，基于这两项三维CAD最核心的底层技术，华云 三维于2021年推出了完全自主的基于云架构的三维CAD平台CrownCAD。
CrownCAD拥有自主的几何建模引擎和几何约束求解引擎两大核心技术，但在中高 端领域的行业应用较为有限。根据华天软件官网，其关于3D CAD产品在汽车整车领 域的应用仅披露一个客户案例，其他行业应用则主要集中在机械、锅炉、汽车零部 件和高科技电子等领域，云平台属性或是限制其在中高端制造领域渗透的原因之一。
根据山东产权交易中心挂牌交易披露的数据，华天软件在2023年员工人数接近千人， 2021年与2022年营收分别为1.1亿元、1.4亿元，净亏损分别为1.7亿元与1.5亿元。 2023年前8个月，华天软件实现营收8241万元，净亏损4346万元。由于华天软件产品线较为多元，单就CAD领域而言，其规模和营收体量与中望相比仍存在一定差距。
市场渐归理性，CAD领域融资节奏明显放缓。我们对于CAD领域的投融资情况进行 了统计梳理，发现自2024年以来，CAD行业一级市场显现出明显降温趋势，整体投 资数量和金额均有所减少。与过去几年资本的高度关注与积极投入相比，投资机构 的风险控制要求提升，资金投放愈加谨慎，市场逐步趋于理性。在这一背景下，部分 初创企业因融资难度加大而面临经营压力，而头部企业则凭借强大的产品实力和技 术壁垒继续稳步发展。 中望的行业优势地位有望进一步巩固。随着资本回归理性和市场进入洗牌阶段，中 望在核心技术领域具备领先优势，有望凭借多年技术积累和商业化能力在市场格局 变化中脱颖而出，并进一步巩固其行业地位。我们认为，在资本趋于谨慎的大环境 下，中望等在CAD领域真正具备核心技术能力和商业化实力的企业将迎来新的发展 机遇。
几何建模引擎和约束求解引擎是3D CAD的两大核心组件。几何建模引擎主要负责 创建和编辑各种样条线和几何体，通过B-rep（边界表示法）等模型表达方法进行实 体拓扑操作，以提供符合加工特性的建模功能，是单个零件建模的关键。而约束求 解引擎则用于定义不同零件之间的相对关系，支持零件间的位置、运动状态的约束 求解，是多零件复杂装配体建模的重要环节。这两个引擎作为内核基础组件，共同 支撑了三维CAD软件的核心功能，实现了从单零件到复杂装配体的完整建模能力。
（一）几何建模内核
几何建模内核研发难度较高。在CAD软件发展之初，并没有独立的且能商业化的几 何内核。直到20世纪80年代后期，CAD软件的开发分工（不同团队分别负责内核开 发工作和非内核开发工作）才使得内核逐步达到产品级的完整度和成熟度，使其成 为独立产品，也才有几何建模内核一说。内核主要解决如何在计算机中高效率保存、 在屏幕上精准显示、支持设计人员复杂建模各类三维模型、以及支持大体量装配设 计的问题。这需要专业几何、数学相关算法理论、计算机图形学等多学科理论的支 撑，技术突破难度较高。 从三维模型表达法的演进看，建模方法经历了从线框模型-> 曲面模型->实体模型的 变化。由于实体模型能够为后续的仿真与制造提供很好的支持，所以针对实体建模 方法的研究较多，常见的建模方法包括构造型立体计划表达法、边界表达法、参数 表达法，其中参数表达法更为流行。当前，通用的几何建模内核均支持以上三种建 模方法，而差异在于不同数学及计算机实现方法带来的不同场景下的优劣。
全球知名的商用三维几何内核包括达索的ACIS及西门子的Parasolid。ACIS与 Parasolid已发展成为两个最大的阵营，并被CAD公司所广泛采用。这两者又有细微 的差别，达索自身的产品（除收购的Solidworks基于Parasolid）主要基于其内部开发 的CGM内核，ACIS主要是对外提供服务，而西门子的NX、SolidEdge等3D CAD产 品均使用Parasolid内核。此外，Autodesk的AutoCAD、Fusion360、Inventor等产品 则基于其自主的ShapeManager内核，该内核源于由Autodesk在2001年购买的ACIS V7版本源码。PTC公司主要产品Creo则使用其完全自主内核Granite。国产内核有中 望Overdrive，华天软件DGM，中科大九韶内核，而俄罗斯则有ASCON C3D内核。 Parasolid是由西门子开发的高精度精密几何建模引擎，为开发者提供了强大的几何 建模功能，支持从二维草图到复杂三维模型的构建，并且能够进行高效的几何分析 和优化，其核心优势在于对边界表示（B-Rep）、参数化建模、曲面和实体建模等高 级建模技术的支持。 ACIS（Advanced Computer-Aided Software Integrated System）内核由美国Spatial 公司推出，于2000年被达索收购。ACIS提供了包括实体建模、曲面建模、布尔运算、 数据存储等在内的全面功能，支持面向对象的数据结构，使用C++编程，使得用户可 以灵活地进行线架、曲面和实体造型。 OCC（Open Cascade）是知名的开源全功能3D几何库，自1999年作为开源CAD软 件内核发布以来，OCC已在众多项目中成功应用，涵盖建筑与建造、航空航天以及 汽车等领域。
中望于2010年收购了成立于1985年的VX公司的知识产权（Overdrive内核）及团队， 并于当年正式推出首款3D CAD软件ZW3D 2010。与全球巨头产品类似，公司ZW3D 能够提供对应的CAM方案，具备数据修复功能，可处理间隙、重建丢失面，从而得到更为精确的实体模型，能够修复各种几何拓扑错误，确保数据质量。除此之外，公 司基于ZW3D技术基础推出教育版3D CAD产品，包括专为开拓中小学生创新设计思 维开发的3D One、中望3D教育版等。
根据公司介绍，中望Overdrive具备强大的混合建模能力，可以实现“实体-曲面对象” 混合建模，并支持几何算法：求交、投影、分割、合并、延伸、偏移等；建模算法： 拉伸、旋转、扫掠、放样、布尔、圆角、抽壳、拔模等；同步建模技术；容差模型； 数据交互；模型诊断与修复等。近年来，3D CAD产品的持续突破，也体现着其 Overdrive内核能力的明显提升。
根据中国招标网，2024年12月，中望中标北京航空航天大学软件学院飞行器协同研 发几何建模引擎平台项目，供应货物为Overdrive几何建模引擎组件V2.0，中标金额 为99.5万元。Overdrive几何建模内核以单独组件形式实现商业化，反映出其技术水 平在一定程度上已达要求，开始具备独立输出能力。此外，体现了公司通过持续技 术打磨与优化，已经在几何建模核心技术领域有所突破，为未来进一步拓展中高端 市场奠定了基础，同时也有利于生态发展。
参考公司的持续投入及发展时间，我们认为，3D内核的复杂性非常之高，即使在全 部源代码可见且持续高强度投入的前提下，仍需要较长时间才能理解与突破。同时， 整个过程也需要和客户建立稳定的长期合作关系，以客户实际问题为基础推动产品 的不断迭代，短期的大量资金投入难以缩短该过程所需时间。
（二）几何约束求解引擎
几何约束求解是CAD系统实现参数化建模的关键。几何约束求解根据几何元素的约 束自动推导几何元素，可以提升设计效率与设计精度。其中约束求解引擎的稳定性、 一致性和高效性是影响CAD系统的关键指标。稳定性指的是在给定的误差内的非线 性方程组的收敛问题，一致性指的是在多解情况下总能给出符合设计意图的解，高 效性则指的是CAD系统的交互设计特点要求约束求解速度要非常快。
国外的主流几何约束求解器有西门子DCM和俄罗斯LEDAS公司的LGS等，国产的 几何约束求解器有华天软件DCS和中望ZGS等。
西门子DCM（Dimensional Constraint Manage）是最主流的几何约束求解器，由英 国剑桥的一家专门从事约束求解系统软件开发的公司D-Cube研发，后D-Cube在 2006年被UGS收购，而UGS现已归属德国西门子公司。DCM隶属于D-Cube组件， 其中的2D DCM于1990年推出，提供参数化草图功能，而3D DCM于1994年推出， 增加了求解3D模型中定位尺寸和几何约束、几何对象和形状控制的功能。 LEDAS LGS组件包括二维（LGS 2D）和三维（LGS 3D）约束求解器，2001年推 出了首版。LGS采用由C++编写的高度优化的非线性求解器、几何分解方法以及启发 式方法，计算复杂度为O(n3 )，在约束求解方面被认为是仅次于D-Cubed的几何约束 求解引擎。LEDAS曾为Dassault提供了12年的约束求解技术支持，并将约束求解器 集成在CATIA中。 华天软件DCS（Diamond Constraint Solver）完全自主可控，基于云架构的二维及 三维几何约束求解引擎，且提供与国际主流商用几何约束求解引擎兼容的API接口。 支持二维草图、三维装配设计，在草图、工程图、装配、运动仿真中广泛应用。DCS 三维约束求解器可实现约束三维几何体的需求，在三维CAD/CAM/CAE领域中支持 装配设计、运动仿真等。其支持云端和多种终端上的使用，便于用户进行产品设计 和协同分享。
中望软件于2024年6月的年度产品发布会上正式发布了与广东省工业软件创新中心 联合研发的几何约束求解引擎ZGS。ZGS全面支持包括曲线与曲面在内的所有二、 三维几何元素的定义，并提供易于集成和使用的API。此外，ZGS兼容Windows、Linux、 Mac等多种操作系统，并为信创环境提供了全面优化与支持。在求解能力与效率方 面，研发团队通过超过四万个测试案例与国外某知名品牌进行对比，结果显示ZGS 在求解成功率上领先4个百分点；在性能测试中，针对约束数量超过100的三千多个 工业案例的对比结果显示，ZGS在75%的案例中实现了与国外技术相当甚至更快的 求解速度，表明ZGS在性能表现方面已较为领先。
国产3D CAD软件的核心技术研发通常有收购与基于开源代码自主研发两种路径：
1. 收购模式
通过收购国外成熟的三维CAD产品或技术团队，企业能够获得完整的知识产权、 源代码及相关技术，在消化吸收的基础上进行自主创新和优化，逐步实现核心产 品的自主可控。典型案例如新迪数字和中望软件。 收购模式的优势在于成熟度较高，收购的产品通常已经过市场验证，具备较高的 功能完整性与稳定性；此外，时间成本较低，企业能够快速推出国产化产品，缩 短从开发到市场化的周期；并且，借助已有的生态体系和用户基础，可加速国产 产品的推广与应用。 然而，这一模式也存在收购成本较高、需要资本支持等挑战。同时，后续的持续 研发和创新能力依赖于团队的技术吸收与再开发能力，持续创新的难度较高。
2. 基于开源代码研发模式
通过改进增强开源代码，CAD厂商可以构建自主几何内核和开发平台。典型案例 如华为OGG。 此模式的优势在于较高的灵活性，能够保障研发的自由度，公司可以自主掌控开 发节奏，持续迭代和优化产品，同时成本较低，无需向第三方支付高额的专利技 术授权费，初期投入相对较小。 缺点在于成熟度不足，因为开源软件的功能完备性与商业成熟度相对较低，需要 较长时间的打磨与完善。同时，初期商业化能力较弱，用户反馈有限，市场接受 度通常较低。
海外厂商主导，中望等国产厂商实现突破。几何建模引擎和几何约束求解引擎作为 3D CAD的核心技术，长期以来由于技术壁垒高、研发周期长，始终处于海外厂商主 导的格局，国产自主可控解决方案较为稀缺。然而，近年来，中望等国产厂商在这一 领域逐步实现了突破。在几何建模引擎方面，中望Overdrive、华天DGM和九韶内核 等自主产品逐步成熟；在几何约束求解引擎方面，国内已经推出了华天DCS和中望 ZGS等产品。中望同时拥有自主可控的几何建模引擎和几何约束求解引擎，成功构 建了较高技术壁垒。综合其技术积累和市场拓展能力，我们看好其未来发展。
中望从2010年并购VX公司获得Overdrive内核全部源代码及知识产权后，持续高强 度投入相关研发。到2019年，公司依托自主的三维内核Overdrive开拓悟空计划可认 为公司对内核的理解与掌握达到较深程度。而近年来，3D产品的性能提升以及客户 端的持续导入更是体现了Overdrive内核近乎脱胎换骨，完成从量变到质变的跃升。
（一）大力投入研发，消化吸收核心技术
大力投入研发，构筑技术壁垒。公司研发费用和研发人员数量持续增加，根据iFind 数据，2018年以来，研发费用从2018年的8480万元上升至2023年的3.9亿元， 2024Q1-Q3，研发费用达3.06亿元。2019至2023年，研发费用同比增速分别为27%、 40%、34%、42%、35%，持续高增。研发人数方面，从2018年底的264人上升至2024 年6月底的1032人。
完善研发管理体系，引入高端研发人才。根据公司2024年中报，截至2024H1，公司 员工总数为1988人，其中研发人员1032名，占公司员工总人数的52%，研究生及以 上学历占公司研发人员的比例为43.8%，其中包括毕业于剑桥大学、康奈尔大学、普 渡大学、浙江大学、上海交通大学、中国科学技术大学、华中科技大学等国内外知名 高校的博士39人。2023年8月，公司引入傅天雄博士，傅博士曾获全美亚裔杰出工程 师奖（AAEOY），1998年2月至2023年7月在西门子公司工作，现任公司副总经理。
产品端，中望3D CAD突破了面向复杂结构设计的大装配、大图投影等难点技术。面 向复杂结构设计的大规模装配能力、大图投影等难点技术是反映3D CAD产品能力的 重要体现。中望软件在2024年6月的年度产品发布会上正式发布了中望3D CAD产品 的2025版本。根据公司官网，中望3D 2025进一步夯实产品的基础建模能力，实现 了较大性能提升。例如，在大规模重复特征方面实现了更快速响应，可以快速复用 设计特征。在装配能力方面，中望3D 2025实现了万级大装配的顺畅操作，大型装配 效率提升50%以上，提高插入、约束、阵列、移动、缩放等常规操作效率，持续提升 在复杂应用场景下的设计能力和效率。此外，大体量模型投影速度提升90%以上， 大幅提升用户出图速度。
从行业应用数量来看，二次开发应用明显加速。根据官网，目前，中望已拥有188个 行业二次开发应用软件，包括176个基于ZWCAD平台的应用，以及12个基于ZW3D 平台的应用，体现了中望在推动平台技术向行业深入拓展方面成效显著。在ZW3D平 台的二次开发应用方面，截至目前，已有5个ZW3D二次开发应用涵盖了2024年中发 布的2025版本，表明开发周期和市场反馈的速度正在加速。随着越来越多行业需求 的涌现，公司的二次开发应用数量和速度将持续提升，将为不同行业提供更加专业 化和定制化的解决方案，进一步推动2D与3D CAD产品在各行业的广泛应用。
（二）客户端稳步导入，产品力得以验证
根据适用行业及产品复杂度，三维CAD可分为通用三维CAD和高端三维CAD。前者 在市场中占据主流地位，能够满足大部分装备和产品的设计需求，广泛应用于通用 机械、专用设备、自动化、新能源、高科技电子、家用电器等制造领域；而高端三维 CAD则主要面向大型复杂产品的设计需求，广泛应用于飞机、大型船舶、整车制造、 航空发动机等高端制造领域。
从下游客户行业分布看，达索系统等海外厂商在高端制造行业的占比相对较高。例 如，达索的SolidWorks和CATIA产品广泛应用于下游行业，根据Enlyft平台数据， SolidWorks的下游客户主要集中在机械、电气制造和信息技术服务行业，而CATIA 的客户则以汽车、机械和信息技术服务为主。根据达索2023年年报，2023年，达索 制造业收入占比为69%，其中交通运输、工业设备、航空航天和国防领域为占比前 三。 图 21：达索SolidWorks下游客户分行业
近年来，中望3D CAD产品在中高端客户中持续获得认可，产品力得以验证。通用三 维CAD能够满足大多数制造企业的产品设计和建模需求，广泛应用于通用机械、专 用设备、高科技电子、家用电器等制造领域，而高端三维CAD则主要应用于飞机、 汽车和船舶等大型产品或超复杂场景的设计建模，因此三维CAD厂商的客户覆盖面 可以反映产品竞争力的高低。通过梳理中望ZW3D产品的客户案例，可以发现，伴随 中望ZW3D产品对关键技术点的突破，与海外龙头产品性能差距逐渐减小，公司的 3D CAD产品在通用机械、高科技电子、模具设计、家电等领域的产品竞争力持续增 强，并逐步向汽车、船舶等中高端制造业领域拓展。叠加ZW3D整体产品性能的提升， 公司未来有望在更多3D CAD客户的设计流程中扮演重要角色。
（三）对标达索，估值有望提升
从当前产品布局以及未来CAX一体化战略来看，公司和全球CAD龙头厂商达索的相 似度较高。 近年来，达索系统实现了营收的稳定增长，近4年营收CAGR约10%，利润CAGR约 14%。2023年，总收入为59.51亿欧元，归母净利润为10.51亿欧元。达索在法国巴 黎交易所上市，自2018年至今，市场重要指数CAC 40 PE-TTM估值大约在10～20X 之间（剔除2020年下半年至2021年初时间），而达索的PE-TTM估值大约在35～60X （同样剔除上述时间），其估值水平明显高于CAC 40估值。且主要受益公司利润的 增速，其市值自2018年初至2024年末基本实现翻倍。
而中望在技术创新和下游渗透方面不断取得进展，虽然与达索等海外龙头厂商仍存 在一定的差距，但随着3D CAD产品性能的不断提升，将吸引更多客户，预计将在高 端制造业中迎来更多机会，进一步缩小与国际领先厂商的差距。2015年至2023年， 中望营收快速增长，年复合增长率接近30%，体现了公司的竞争力。我们认为，未来 五年内，在3D CAD产品的驱动下，中望营收有望维持在20%的增长中枢，这一增速 是达索过去几年稳态增速的两倍。同时，公司的现金流和盈利能力将得到显著改善。 达索的高估值溢价来源于其在高技术壁垒行业中的领导地位，尤其是在3D CAD和 CAX一体化的应用上，市场普遍看好其稳定现金流的前景。伴随格局优化以及中望 在3D CAD领域的产品性能与下游客户的持续突破，其估值有望逐步向达索看齐，尤 其是在国产化+正版化+出海多重趋势下，将享受更多市场认可与估值溢价。
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