中金:数字经济产业创新路径

2022-09-16 09:57:27 江苏省企业技术改造协会 40

软件行业是我国数字经济的重要支柱,数字化也是我国各大下游产业实现进一步产业升级的核心助力。从产业发展与创新的角度来看,基础软件具有较高的通用型与研发技术壁垒,目前国产基础软件较国际顶尖水平仍有一定差距,国产化自上而下推进;应用软件行业属性相对较高,国产厂商得以因地制宜,以产品力提升驱动国产化进程。

专精特新企业能够在应用软件和新一代基础软件领域引领创新。我们认为传统基础软件领域的创新任务需要由龙头企业承担,而专精特新企业则能通过拥抱开源生态,创新路径切入新一代基础软件赛道;而应用软件由于场景细分,专精特新企业能够通过集中式创新确立局部优势。因此本篇报告聚焦工业软件、电力IT、新一代基础软件三个细分赛道,对各个赛道的产业链现状、发展趋势以及专精特新企业的投资机遇进行刻画与分析。

摘要

工业软件:低端走向高端,赋能产业升级。目前国内工业软件厂商在中低端产品性能已与海外厂商几乎持平,而在EDA、三维CAD等高端工业软件领域同海外厂商仍有一定差距。工业软件领域专精特新企业具有更强的研发投入和盈利能力,在国内下游厂商开放需求场景下,深耕部分通用点工具的工业软件企业以及煤炭、水利、激光切割等垂类细分领域的工业软件企业有望实现持续快速成长。

电力IT:新能源并网带来技术变革。近年来新能源渗透迅速,而新能源发电具有高波动性,对电力产业链各环节造成差异化的冲击,提效需求与电网投资共同构成电力IT行业的底层增长引擎。双碳浪潮下,政策鼓励推进电力市场化改革,加大电网信息化投入,具备技术优势与服务经验的垂类电力IT专精特新企业具备凭借差异化竞争优势。

新一代基础软件:国产化叠加技术创新带来新机遇。底层技术迭代、国产化、数据要素重要性提升等驱动新一代基础软件发展。云基础软件面临从虚拟化到容器技术的持续迭代,同时云端国产化加速打开需求空间,专精特新企业瞄准细分领域,拥抱开源路线实现自主创新;数据管理软件面临存量海外产品替换和技术变革带来的增量市场机遇,行业参与者百家争鸣,专精特新企业产品具备较高流行度。

风险

技术突破进度不及预期;下游信息化需求不及预期;国产化进度放缓。

正文

前言:我国数字经济产业创新趋势

软件产业图谱:细分赛道场景众多,产业创新现状各异

软件行业是数字经济的重要支柱,其产业结构呈现典型的赛道型特征。软件行业是数字经济的重要支柱,数字化也是我国实现产业升级的必然路径。从产业结构上看,软件行业呈现出典型的赛道型的特征,在大类上我们可以将其分为应用软件和基础软件两大板块。其中基础软件主要包括操作系统、数据库、中间件等支撑基本计算环境的基础设施型软件,应用软件则包括各个工业、金融、医疗、建筑、汽车等各大垂直领域涉及的应用型软件。各个细分领域的数字化水平以及自主创新程度处于不同的阶段。

我国软件行业在全球来看仍属于“追赶者”,数字经济的产业创新与国产自主并行。从全球范围来看,我国国产软件较海外顶尖水平仍有一定差距,尤其是在技术壁垒较高的基础软件、高端应用软件等领域,海外软件产品占比仍较高。然而软件赋能、数字化升级是我国实现产业下一步升级的关键,因此我们认为我国软件行业各细分赛道的产业创新以及国产化是未来5-10年的趋势,我国数字经济产业的创新趋势就是要逐步追赶、甚至局部超越国际一流水平,为我国各行业各业的数字化升级提供全方位的赋能。

图表:软件行业图谱与国产软件行业发展现状

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注:各类软件颜色深浅代表对于国外软件的依赖度高低,方框中百分比为国产化率;数据统计时间截至2021年7月底 资料来源:IDC,前瞻产业研究院,赛迪智库,各公司公告,中金公司研究部

基础软件和应用软件行业特征各异,各赛道所处产业创新与国产化阶段也因此不同。总体上来看,基础软件由于具备基础设施的属性,其技术壁垒更高导致国产化程度较低;而应用软件由于与其对应的垂直行业更为相关,其定制化属性强、技术壁垒较低使得国产化程度相对较高。但是也有例外,如应用软件中的高端工业软件领域(CAX和EDA)由于技术门槛较高国产化率仍然较低;而基础软件中的中间件由于技术门槛相对较低,我们估算其国产化率在2021年已经达到约40%左右的较高水平。总体来看,软件细分赛道中产品化程度越高、毛利率越高、技术壁垒越高的赛道往往国产化程度相对较低,产业创新具有更大的空间。

图表:各细分软件领域毛利率及国产化率气泡图

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注:气泡大小表示各个细分行业的国内市场空间,数据为我们估算的2021年市场空间大小 资料来源:公司公告,前瞻产业研究院,华经情报网,中金公司研究部

软件产业国产化趋势:基础软件自上而下,应用软件产品力驱动

基础软件国产化:从政府到行业,重点人群覆盖仍有较大空间

基础软件国产化以自上而下的方式为主,政府领域先行已初见成效。从狭义的国产化的层面来说,目前其涉及的范畴主要是在基础软硬件领域(CPU、操作系统、数据库、中间件等),以“台套”模式进行推广,主要针对目标办公人群进行PC、服务器整体的国产化。在过去三年间,基础软硬件的国产化以自上而下的方式在政府领域持续推进、初有成果,2020-2022年间,政府领域国产化工作的重点主要在省市级以上的单位展开,并基本完成了对这部分600万办公人群的覆盖。各关键软硬件环节的国产厂商在这一过程中收获了充沛的订单需求,实现了规模的阶段性扩张。

政府国产化需求总量超过2,000万人群,覆盖工作仍有较大空间。根据《中国统计年鉴2021》,2021年我国公共管理、社会保障和社会组织从业人员数量为1,972万人;而从另一口径看,根据人力资源部数据估算,2021年我国政府部门公务员数量约为800万人,政府直属事业单位人员规模约为1,400万人,总体上看我们认为政府国产化涉及的办公人群总量在2,000万以上。因此在过去三年取得的阶段性成果之后,政府国产化将会继续向乡县级以及事业单位层面进一步渗透,我们预计在2022-2027年的办公人群需求余量大约在1,500-1,600万左右,按照五年平均每年涉及的覆盖人群量级约在300万左右。

图表:政府领域国产化所涉及的办公人群理论需求总量测算

图片关键词资料来源:国家统计局、人力资源部、教育部、卫健委、中金公司研究部

行业国产化涉及的范围主要包括央企、国企及金融机构,覆盖办公人群数千万量级。在政府领域之外,近年来基础软硬件领域的国产化工作也在进一步延展至金融、能源、电信等各大重点行业内的头部央企、国企。根据《中国统计年鉴 2021》及《中国财政年鉴 2021》,我们估计行业国产化涉及的办公人群超过6,000万量级,包括国有企业职工(3,387万人),非国有单位金融机构职工(790万人),国有教育及医疗单位职工(2,531万人),除去部分离退休人员后总量预估仍在5,000万人以上。而如果优先考虑行业国产化率先开展的金融、能源、通信、冶金等行业,则其短期优先覆盖的办公人群约为2,500万量级,同时行业国产化也会涉及到部分一般业务系统,触及应用软件层面。

图表:行业领域国产化所涉及的办公人群理论需求总量测算

图片关键词资料来源:《中国统计年鉴 2021》,《中国财政年鉴 2021》,中金公司研究部

应用软件国产化:产品力驱动,国产软件可用性提升保障产业链安全

在中端通用应用软件领域,国产软件相较海外竞品产品力已基本持平,市占率稳步提升。在管理软件等技术门槛相对较低的领域,国内厂商已经能够凭借本地化服务优势占据相对较高的份额,如ERP领域的用友网络、金蝶国际等厂商在服务国企、央企领域的管理侧数字化转型中的优势日渐凸显。在研发设计类工业软件这类技术门槛相对较高的领域,在部分中端软件领域国内厂商与海外相比产品力已经基本持平,如中望软件在2D CAD领域已经和海外AutoCAD等产品功能相当,我们认为其有望通过性价比优势持续提升在国内市场的市占率。

应用软件国产化的下一步是从中端应用向高端场景迈进。目前在高端应用软件领域,国内厂商与海外龙头厂商在产品力、应用场景、行业生态等方面仍然存在较大差距,我们认为这也是应用软件国产化的下一步重点攻关方向。如管理软件领域ERP从中端走向高端,实现应用模块的进一步强化补齐,增强对大型集团企业的支持能力;三维CAD目标在国内制造业头部客户的牵引下不断打磨产品,实现对大装配场景的支持;EDA则目标实现从点工具走向全流程,在夯实模拟电路设计工具能力的基础上,强化数字电路设计的攻关。

图表:应用软件国产化的下一步攻关方向

图片关键词资料来源:各公司官网,中金公司研究部

专精特新企业能够在哪些细分赛道引领创新,推动产业链国产化趋势?

国产传统基础软件的创新同样需要由龙头公司重点突破。回看国内,目前本土的基础软件和全球一流水平之间差距仍然明显,很多领域的国产化都处于早期,前期投入大、回报周期长,所以更需要政府集中投入支持,来扶持少数头部公司进行创新突破。事实上目前国内基础软件领域的头部厂商有许多都是由国资支持的企业(如操作系统领域的麒麟软件、数据库领域的达梦数据和人大金仓)以及大型商业化公司(如办公软件领域的金山办公)。在传统基础软件领域的创新路线上,我们认为各领域的大型企业、龙头公司未来仍将作为领头羊引领国产基础软件的持续创新。

专精特新企业在新一代基础软件领域崭露头角。在大数据、云计算等新一代基础软件领域,行业的标准尚未完全确立,全球来看仍处于“百家争鸣,百花齐放”的阶段,同时全球新一代基础软件开源生态的活跃也为更多的行业参与者提供了机遇,国内也涌现出了一批以独特技术路径在细分场景取得创新突破的专精特新企业,如云基础软件领域的云轴、云宏、DaoCloud、博云;大数据领域的星环科技等。国内专精特新企业积极拥抱全球开源生产,并在细分环节实现针对性创新,我们认为这些企业将在国产新一代基础软件的突破中扮演更为重要的角色。

图表:我国部分基础软硬件的股东背景,2022

图片关键词资料来源:各公司公告,各公司官网,中金公司研究部

应用软件领域细分场景众多,专精特新企业能够通过集中式创新确立局部优势。与作为软件架构底座,具备高通用性的基础软件不同,应用软件领域的生态更为丰富。横向来看,即使是偏“通用”型应用软件,其面向的生产环节也有所不同,如工业软件领域可分为研发设计端工业软件(CAX、EDA等)、生产制造端工业软件(如MES)、信息管理端工业软件(如ERP),单个厂商布局领域有限;纵向来看,不同垂类行业中的应用软件面向的场景相对聚焦,如煤炭、钢铁、石油石化、电力、激光切割、医疗等行业均孕育了相应优质垂类应用软件企业。因此在应用软件领域很多细分场景、细分环节中的小公司能够通过集中式创新取得一定突破,其优势可能在于点工具的领先技术,也可能在于某个细分领域的Know-how,抑或为对本土厂商的服务能力和性价比优势。

图表:应用软件的细分场景和生态更为丰富

图片关键词资料来源:中金公司研究部

工业软件:由低端走向高端,赋能制造产业升级

工业软件产业链:根据通用工具型和垂直行业型进行横纵分类

工业软件的本质是工业知识的代码化沉淀,可根据纵向场景、横向行业来划分为众多细分赛道。其中“通用型”工业软件(如CAD、ERP等)厂商通过横向跨行业布局打开增长空间,其行业属性弱而通用性较强;“垂直行业型”工业软件厂商则通过深耕行业来纵向拓展场景来实现价值提升,即使某些空间狭隘的市场,往往也会出现纵跨多场景的软件厂商进行布局。

综合来看,工业软件领域的专精特新企业主要分为两类。其一是在“通用型”软件中的凭借点工具或某个领域产品的技术优势实现突破的厂商;其二是某些“垂直行业型”工业软件厂商,凭借行业Know-how的积累实现深耕的企业。

图表:工业软件产业链图谱——离散制造行业

图片关键词资料来源:各公司官网,中金公司研究部

图表:工业软件产业图谱——流程制造行业

图片关键词资料来源:各公司官网,中金公司研究部

产业链痛难点:CAX、EDA等高端工业软件与国外差距明显

国内高端工业软件市场仍然由海外厂商占据大多数份额。海外工业软件厂商经过数十年的发展,其产品力已经相对成熟,在全球市场拓展占据了大部分的市场份额;在国内,虽然近年来国产软件逐渐崛起并在生产管理侧、车间制造侧以及研发设计端的中低端细分行业中占据了一定的份额,然高端研发设计类的工业软件市场仍然以海外厂商为主。根据IDC数据,2021年国内CAD、CAE市场国产软件厂商市占率不足15%;赛迪智库数据显示2020年国内EDA市场国产厂商的市场份额不足10%。综合来看高端工业软件领域国产厂商市占率仍然较低。

国内高端工业软件厂商的产品力突破仍需时日。回顾海外工业软件的成长史,持续的高强度研发和丰富的场景打磨可以说是这些软件产品实现从可用到易用突破的关键所在,国内工业软件厂商目前发展面临的主要痛点也在于此。

►产品力:与海外厂商仍有差距,核心技术研发仍需持续攻关。产品力的完善和提升仍然需要大量持续的研发投入进行核心技术的攻关,可以看到海外成熟工业软件厂商的研发团队均较为庞大,且Ansys、PTC、Autodesk等厂商研发费用率仍然维持在20%左右较高水平,目前国内工业软件厂商的研发团队规模以及研发支出与海外工业软件头部厂商相比仍有一定差距。

► 应用场景:起步相对较晚,缺少高端应用场景的打磨机会。海外如达索、西门子等头部工业软件公司最初脱胎于工业企业(如达索航空、麦道等),在这些高端场景的打磨之下实现了工业化沉淀和产品力的积累;由于国内工业软件起步相对较晚,航空航天、汽车等场景目前仍然以海外厂商为主,一定程度上压缩了国内工业软件厂商在高端应用场景下的打磨机遇。

图表:国内和海外头部工业软件公司研发人员规模对比,2021

图片关键词资料来源:公司公告,中金公司研究部

图表:国内和海外工业软件公司研发投入和研发费用率对比,2021

图片关键词资料来源:公司公告,中金公司研究部

以3D CAD为例,目前国内中望软件的ZW3D主要集中在零部件和模具这些较为低端的应用场景,我们认为五年维度看其有望通过持续投入研发达到PTC、Solidworks等中端海外厂商的产品力水平,突破电子、机械装备这类市场;十年维度看通过新一代3D CAD悟空平台,中望有望对标CATIA突破最高端的航空航天、船舶和汽车市场,从而进一步打开成长空间。以EDA为例,目前国产厂商布局领域仍然以模拟电路设计工具、以及半导体制造类工具为主,在价值量更大、研发门槛更高、市场空间更大的数字电路设计工具领域,目前国内厂商的布局仍有缺乏,对国外厂商软件仍具有一定依赖。

图表:国内和海外厂商在高端ERP、三维CAD、EDA等领域产品力仍有一定差距

图片关键词资料来源:各公司官网,中金公司研究部

产业链机遇:国产化趋势为工业软件厂商带来产品打磨场景

“十四五”规划明晰,工业软件蓝图展开。2021年底,《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》和《“十四五”国家信息化规划》陆续发布,为我国“十四五”期间的信息技术产业发展擘画蓝图。其中在信息领域核心技术突破工程中提出要“提高重点软件的研发水平,面向关键基础软件、高端工业软件、云计算、大数据、信息安全、人工智能、车联网等重大领域和重大需求,加强重点软件的开发”。我们认为高端工业软件等重点技术攻关是“十四五”期间的工作重心之一。“十四五”两化融合也以智能制造为主攻方向,其中数字化研发工具普及率目标由2020年73.0%提升至2025年的85%,为研发类工业软件的突破奠定应用基础。

专精特新企业发展现状:专精特新企业具有更高的研发投入和盈利能力

总体来看专精特新企业的研发投入和盈利能力强于非专精特新企业。我们选取了工业软件领域的专精特新企业和非专精特新企业进行对比,平均看来专精特新研发投入更强(研发费用率更高和研发人员占比更高)、盈利能力也更强(平均毛利率、净利率、ROA、ROE更高)。专精特新企业的人均创收和人均净利明显高于龙头企业,反映出专精深耕带来了更高的人效。

图表:非专精特新企业和专精特新企业研发投入和人效对比,2021

图片关键词资料来源:各公司公告,中金公司研究部

研发投入和人效:专精特新企业研发投入更强且人效更高。研发投入方面,工具类工业软件中专精特新企业对比非专精特新企业具有更高的研发费用率,垂类行业工业软件差距不大;人效方面,专精特新企业在人均创收和人均净利的维度均明显高于非专精特新企业,我们认为长期深耕使得专精特新企业的产品和服务在细分领域具备较强竞争力,产品规模化拓展下其具有更高的人效。

图表:非专精特新企业和专精特新企业盈利能力对比,2021

图片关键词资料来源:各公司公告,中金公司研究部

盈利能力:专精特新企业盈利能力更强。在毛利率层面,专精特新企业平均毛利率高于非专精特新企业,并在更高的人效带来更低成本的优势下,平均净利率与非专精特新企业相比拉开更大差距。在ROE和ROA层面,专精特新企业相关指标均高于非专精特新企业,反映出深耕细分领域的专精特新企业具备更强的盈利能力。

工业软件应用的细分性为专精特新企业带来布局机遇。工业软件无论从横向场景还是纵向行业来看都存在大量的细分场景,而不同场景之间有一定的差异和扩展壁垒,因此为专精特新企业提供了有利的成长环境。横向来看专注于某个细分环节点工具的产品型工业软件企业,纵向来看专注于某些细分行业的垂类工业软件企业,均在其细分环节和细分领域兑现了良好的商业模式,实现了业绩的快速增长。

电力IT:新能源并网驱动行业技术变革,成长前景广阔

电力IT产业链:电力IT各细分赛道差异化竞争,由垂类厂商主导

电力全产业链(发电-输电-变电-配电-用电)均具有较强数字化转型需求,现阶段电力IT产业链各环节由垂类厂商主导。根据《SAP公用事业行业营销解决方案》,电力行业核心业务通过资产价值链与能源(用户服务)价值链展开,电力IT系统围绕此两大主线,形成了包括资产类信息系统(自动化控制系统等)与用户服务信息系统(电力营销系统等)为主体的产业链体系。电力IT与硬件高度整合,技术复杂度更高,需要厂商对单一环节具备深刻的技术积淀与服务经验。同时,电力不同赛道具有较强的差异性,因而现阶段电力IT各板块由垂类厂商主导。

图表:电力IT产业链全景梳理

图片关键词资料来源:各公司官网,中金公司研究部

产业链痛难点:新能源量变引起电力系统质变,新痛点阶段性涌现

伴随新能源逐步渗透,电力系统新问题逐步涌现,新型电力系统建设为长周期赛道。随着新能源渗透率的逐步提升,电网的形态改变,物理特性将被重构。在新能源不同渗透阶段,电力体系面临新的问题,电网需要在电气基础设施、软件以及服务等层面进行持续地迭代升级以适配新型电网,因此电力系统的投资伴随整个新能源渗透的周期,为长周期赛道。

新能源发电具有高波动性,对电力产业链各环节造成差异化的冲击。光伏、风能等新能源发电受光照、风力等外部环境因素影响较大,具有间歇性强、波动大的特点,随着新能源渗透率不断提高,电网不确定性增大。从宏观来看,电力供需之间的矛盾加剧,电网灵活性下降,从微观来看,新能源的高波动性引起发电输电端系统物理稳定性降低、潮流模式复杂度提升,系统控制难度增大。

新能源渗透各阶段,电力系统痛点催生电力IT新应用需求,源网荷储协同、自动化电力交易等新技术研发或成为电力IT发展难点。从新能源渗透不同阶段以及产业链不同环节来看,电力系统面临以下痛点:

图表:新能源不同渗透阶段对应电力体系痛点

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资料来源:《高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战》(卓振宇等,2021),《京津冀与德国电力系统灵活性定量比较研究》(发改委能源研究所,2020),《双碳目标下新型电力系统调度体系及实现路径研究》(马晓伟,2021),国能日新招股说明书,中金公司研究部

产业链机遇:提效需求与电网投资构成电力 IT 行业增长底层引擎

电力行业降本提效需求驱动电力IT行业发展。根据中电联数据,我国社会用电量增速放缓,电力企业近年收入增速放缓,增收不增利,经营端承压,因此电力企业的发展模式在转变,电力行业公司降本提效的需求凸显,而数字化是驱动产业变革、解决当前电力行业痛点的良好手段,生产端通过自动化控制、进行预警性监控与自愈降本增效,提升能源供给水平与利用效率,服务端以用户体验为第一基准,改善服务方式,实现能源电力的商业模式创新[1],我们认为电力企业降本增效的需求是驱动电力IT产业发展的动力。

图表:电力系统不同环节数字化带来的EBIT提升

图片关键词资料来源:麦肯锡,清华大学智慧能源实验室,中金公司研究部

电网投资拉动行业增长。我国电力行业以国网、南网两大公司为核心,电网信息化的推进节奏以及投资规模由两公司把控,电网投资是电力IT行业增长的核心驱动因素。根据国网与南网官网数据,“十四五”期间电网投资总量有望达到2.85万亿元以上,较“十三五”(2.6万亿元)增长10%,在“十四五”电力物联网与新型电力系统的战略布局下,我们预计电网公司将加速推进数字化转型,年均信息化投资额有望达到500亿元。

图表:2000年至今电网信息化年度平均投资规模(含信息化软硬件)

图片关键词资料来源:国家电网官网,南方电网官网,中电联,亿欧、中金公司研究部

新能源渗透带来电力系统新痛点,电力IT数字化转型价值凸显。在新能源渗透率较低/中度渗透时,电力系统需要对煤电进行灵活性改造,并辅以分时计价、区域间电网互济等IT手段提升电网的灵活性。在新能源中度渗透时,输配储能端成为电力系统调节的核心,通过升级调度系统、完善源网荷储协同机制提升电网适应性。在新能源高度渗透时,用电端负荷调节成为主力,可以通过发展虚拟电厂、终端能耗分析系统等IT应用,以价格为杠杆调节电力需求。

图表:消纳新能源转型痛点背景下,电力系统转型路径

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资料来源:《双碳目标下新型电力系统调度体系及实现路径研究》(马晓伟,2021),《高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战》(卓振宇等,2021),国家电网官网,中金公司研究部

专精特新企业发展现状:积累技术优势与服务经验,具有差异化竞争优势

专精特新企业研发投入占比高、专利数高、盈利能力强,在垂类赛道具备技术领先优势。电力IT产业链以垂类厂商主导,专精特新公司注重技术研发投入,平均研发费用率达12.87%,平均累计发明专利达51个,平均累计软件著作权达297个,在细分领域具备技术领先优势。

图表:电力IT产业链内专精特新企业

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资料来源:Wind,中金公司研究部 注:国能日新专利、软件著作权统计截至2021年6月31日,其余数据均截至2021年12月31日

新一代基础软件:国产替代和技术革新双重发展机遇

新一代基础软件产业链:技术迭新及国产替代催生行业变革机遇

底层技术迭代、国产化、数据要素重要性提升等驱动新一代基础软件发展。软件产业链较为简单,底层为计算、存储、网络等IT基础设施;基础软件位于中间层,主要有操作系统、中间件、数据库三大类;上层则为应用类软件包括办公软件、ERP、工业软件等细分领域。近年,随着IT基础设施上云、国产替代需求明确、数据量增长且数据要素在企业管理生产中重要性的不断提升,催生了一批新兴的国产基础软件公司。

►云基础软件:在传统的IT架构中,操作系统扮演着管理计算机硬件与软件资源的重要角色;而随着IT架构进入云计算时代,也需要相应的“云操作系统”。以虚拟化及容器为代表的云基础软件负责对数据中心存算资源进行高效的调配管理,并合理分配给上层应用,实现“软件定义数据中心”,成为云计算时代重要的基础设施。

►数据管理基础软件:数据库位于操作系统之上,向下调动系统资源、向上支撑应用软件,承担着组织、存储和计算数据的重任。互联网发展及业务场景的丰富使得数据量快速增长,亦带来新的管理分析需求;而分布式、云计算、多模、HTAP等技术演进也给供给端带来活力,同时叠加国产化浪潮,催生了一批本土数据管理基础软件提供商。

图表:新一代云及数据管理基础软件产业链图谱

图片关键词资料来源:中金公司研究部

产业链机遇:国产化空间可观,本土厂商仍需积累缩小技术与生态差距

云基础软件:虚拟化到容器技术持续迭代,云端国产化加速打开需求空间

技术层面,从服务器虚拟化到容器虚拟化,云基础软件持续演进。虚拟化与容器是两个典型的云基础软件,虚拟化是利用软件重新定义划分底层硬件资源的技术,面向资源层,优化资源供给模式;容器是操作系统层级的虚拟化,面向应用层,变革应用及业务架构。两者各有优劣,容器不再需要客户机操作系统,因此占用空间更小,资源利用率更高,在应用迁移、拓展等方面更灵活便捷;而基于Hypervisor的虚拟机可以实现系统层面的资源隔离,安全和稳定性更优。当前的技术趋势仍是虚拟化与容器技术结合发展(例如目前大部分公有云选择将容器应用部署在虚拟机之上)。

图表:虚拟化与容器架构的对比

图片关键词资料来源:腾讯云,中金公司研究部

借鉴海外市场,虚拟化技术渗透率已接近饱和,容器应用快速普及。Spicework的调查显示,2020年已有92%的企业使用服务器虚拟化技术,市场增长放缓,据Statista数据,全球虚拟化市场规模将从2018年的57亿美元增长至2025年的90亿美元(CAGR为7%)。而据Gartner统计,2020年使用容器的企业占比不到30%,Gartner预计到2022年这一比例会超过75%,对应的,全球容器编排系统市场规模快速增长,将从2020年的4.7亿美元的增长到2024年的9.4亿美元(CAGR为19%)。

图表:虚拟化技术渗透率已接近饱和

图片关键词资料来源:Statista,中金公司研究部

图表:容器应用快速普及

图片关键词资料来源:Gartner,中金公司研究部

回看国内市场,单机国产化已取得阶段性成果,自下而上的需求推动进一步走向云端。近年来在新的国际局势下,我国软件信息技术领域的国产化进程提速,尤其是政府、金融、运营商等关键行业。上一阶段的国产化主要聚焦“单机国产化”,并在国家政策指导下逐步落地。而随着软件上云成为大趋势,下游政企机关、金融机构出于自身数字化升级需求也主动提出“云端国产化”诉求。在云端国产化的推动下,国内云基础软件厂商的空间进一步打开,结合现有的落地案例,我们总结出“云端国产化”的5大重要方向:私有/混合云、虚拟化软件、容器管理软件、桌面云、云管平台。

图表:国产云基础软件的五条主干赛道

图片关键词注:标红为专精特新企业 资料来源:IDC,CCW Research,赛迪智库,中金公司研究部

目前市场参与者以本土供应商为主,但国内尚未诞生出纯粹的云基础软件巨头。从市场格局的角度看,公有云IaaS巨头以及传统国产IT基础设施厂商仍在中国云基础软件市场中占据较高的份额,而从安全起家的深信服近年来在超融合领域也快速突破,但虚拟化、容器等相关技术产品仍只是其产品矩阵中的一角。云基础软件领域的专精特新公司聚焦于细分赛道,但目前规模仍较小。国内尚未诞生出类似于海外的Vmware、RedHat这样专注于云基础软件以及云操作系统领域的领军企业。

国内云基础软件厂商目前仍以海外开源技术路线为主流,技术成熟度和自主性有待进一步加强。无论是云巨头还是细分云基础软件领域的专精特新公司,基于海外开源技术框架的二次开发仍是目前主流的技术路线(虚拟化基于KVM,容器基于Docker引擎及K8S编排管理平台)。从GitHub开源社区上各地区开发者的整体活跃度和贡献量来看,目前仍由美国主导,中国本土开发团队在全球开源社区中的贡献度和话语权有待进一步加强,中国本土核心技术的自主创新能力亦有待提高。

数据管理软件:替换存量海外产品,抓住技术变革带来的增量市场

技术层面,四股渐近式创新力量驱动数据库底层技术在过去70年的持续创新。数据模型作为数据描述的主要手段,其演进是贯穿整个技术架构升级的主线。同时,数据量提升下交易型业务支持系统无法满足分析型需求;分布式架构的诞生带来横向扩展和并发能力的提升;1990s兴起的开源提供一种高效开放共享的软件开发组织模式,这些需求、技术、组织的变化均推动着数据库技术的持续演进。面向未来,随着云计算、5G、物联网等新技术逐步成熟,我们认为数据管理技术将朝着云原生、多模、HTAP、数据湖等方向继续演进。

图表:数据库70年发展历程概览

图片关键词资料来源:阿里云官网,CSND,中金公司研究部

借鉴海外,全球数据库市场规模仍高速增长,Microsoft、AWS、Oracle占据大半市场。据Gartner的数据,从2017年到2021年,全球数据库市场以20%的年均复合增速维持高速增长;2021年市场规模接近800亿美元。从格局看,传统数据库龙头Oracle与全球云巨头Microsoft、AWS市占率位列行业前三。我们观察到自2018年以来,Oracle市占率略有下滑,云成为变革市场格局的重要力量;此外大数据技术栈的持续迭代也是市场格局变化的另一推动力,近年云上数仓、湖仓一体发展势头迅猛,使得云上湖仓代表企业Snowflake在4年内,排名提升超过10位,而传统数仓如Teradata排名下滑明显。

图表:2011-2021年数据库市场份额排名变迁

图片关键词注:上图中的收入量级只统计数据库相关收入,具体数据以公司公告为准 资料来源:Gartner,各公司公告,中金公司研究部

回看国内市场,产业政策集中出台,数据管理软件国产化趋势明显。2015年起,数据库、大数据基础产业愈发受到国家重视,相关政策密集发布。2021年3月,我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出,培育壮大人工智能、大数据等新兴数字产业,充分发挥海量数据和丰富应用场景优势;2021年11月底《“十四五”大数据产业发展规划》进一步明确要求2025年大数据产业规模突破3万亿元,并明确夯实基础、打造生态等6大主要任务。政策支持持续加码,为行业发展保驾护航。抓住政策窗口期替换存量海外集中式数据库,抓住集中式向分布式演进等技术变革带来的增量市场,是国产厂家下一个5-10年维度的历史发展机遇。

中国数据管理软件整体市场超500亿元,预计到2024年有望接近千亿元。传统的关系型数据库市场稳健增长,根据沙利文数据,中国关系型数据库市场规模2021年达到近300亿元,预计2021-2025CAGR仍将保持在15%。新兴的大数据市场在分布式、云计算技术推动下近年正处于高速发展阶段,增速远高于全球市场整体,据沙利文预计,中国大数据软件市场2021年整体达234亿元,预计2021-2024年仍将保持22%的复合增速。

图表:中国关系型数据库市场规模,2019-2025E

图片关键词资料来源:沙利文,中金公司研究部

图表:中国大数据软件细分市场规模,2015-2024E

图片关键词资料来源:沙利文,中金公司研究部

海外厂商仍在本地部署关系型数据库市场中占有较大份额,大数据市场以本土供应商为主。据IDC数据,2021年全年在本地部署的关系型数据库市场中,Oracle、微软、SAP、IBM仍合计占据46%的份额。在部分关键行业海外厂商的主导优势更为明显,如金融行业2020年存量数据库系统中,Oracle、IBM合计占据70+%的份额,国产替代任重道远。而在新兴的大数据市场,则以本土的云厂商为主,同时还有专注于大数据基础软件的专精特新企业如星环科技。

图表:中国本地部署关系型数据库市场格局,2021

图片关键词资料来源:IDC,中金公司研究部

图表:中国大数据平台软件市场份额,1H21

图片关键词资料来源:IDC,中金公司研究部

客观来说,受限于技术发展与生态积累年限,数据管理基础软件中外仍存在一定差距。其中集中式关系型数据库的中外差距较为明显,产品成熟度方面,国内发展历程滞后于海外,Oracle等海外龙头进入国内市场时产品已然成熟,而国内产品化刚处发轫之始,还需在实践中经受重要场景锤炼以建立用户信任。生态和标准建立方面,Oracle通过扩展SQL语言形成自己的“方言”体系掌握事实上的行业标准,运维及DBA人才培养、收并购活动丰富上下游适配均帮助海外龙头形成完善的数据库生态圈。国产厂商仍需从产品技术、销售服务、生态等多方面补齐能力。

专精特新企业发展现状:百花齐放,国产替代+技术创新驱动成长

云基础软件:专精特新公司瞄准细分领域,拥抱开源、自主创新

国产云基础软件市场有三股主要力量,其中专精特新公司主要瞄准细分领域,在技术路线上更具创新性,积极拥抱开源的同时注重自主创新:

►云基础设施巨头:公有云IaaS巨头近年来在政企市场加速布局,其向客户提供的是整体化的私有云/混合云解决方案,涵盖底层计算资源、虚拟化、容器等云基础软件,甚至延伸至更上层的数据库、PaaS平台及部分政企级SaaS应用。而深信服聚焦与私有云超融合领域,基于超融合一体机的形式为客户提供私有云/混合云/托管云等存算资源融合解决方案。

►传统国产IT基础设施厂商:国资背景厂商在国产云基础软件市场也颇为活跃。

►云基础软件专精特新公司:在更为细分的虚拟化、容器、云管平台等云基础软件领域,近年来也成长出一批优质的专精特新公司,这些企业和前两类厂商相比在技术路线上具有更强的创新性,积极拥抱、回馈开源生态;部分公司创始团队具有IBM、RedHat等海外公司的背景,在创业历程中坚持追赶国际技术前沿,成为国内云基础软件市场快速崛起的“新势力”。

图表:云基础软件部分专精特新企业一览

图片关键词资料来源:各公司官网,中金公司研究部

数据管理软件:百家争鸣,专精特新公司产品流行度排名靠前

专精特新公司在国产数据库流行度榜单中综合排名靠前。根据墨天轮数据,截至8月中旬共236个数据库产品参与排名,其中Top10%即前约25名中,有10席均为专精特新公司,其余主要为云厂商旗下及部分传统ICT企业旗下的数据库产品。各个数据管理软件赛道均有相应的专精特新公司进行布局:

►传统的关系型OLTP/OLAP数据库市场:主要参与者为老牌国产数据库厂商和部分跨界厂商。其中,人大金仓在政府国产替代领域市占率领先,其创始人萨师煊老师是我国数据库学科的奠基人之一,官网披露截至2021其产品累计装机部署超百万套;南大通用也是国产数据库老牌厂商,擅长OLAP并通过收购Informix源代码补齐OLTP能力,根据公司官网,目前其产品累计部署超3万节点。而优炫软件起初为信息安全供应商,于2016年起逐渐向自研数据库转型;云和恩墨则为领先的数据库运维服务厂商,2020年9月作为openGauss社区的重要合作伙伴发布发行版MogDB数据库产品。

►HTAP、大数据、数据湖等新技术路线市场:2000s以来互联网等的发展催生了分布式、NewSQL、HTAP、数据湖等技术变革,不少海外厂商发布了基于创新技术路径的开源产品、项目或论文,成为国内不少创业公司的灵感来源和技术基础。比如HTAP产品中有参考实现Google Spanner/F1的TiDB、从Apache Trafodio基础上演进的易鲸捷等;在大数据/数据湖市场,星环科技、偶数科技、柏睿数据、巨杉等对标海外大数据产品、最新技术趋势推出数据云平台、数据湖仓一体产品等。

图表:典型专精特新数据管理软件公司产品特性一览

图片关键词

注:仅列示主要产品,信息统计截至2022/8/16,根据公开资料整理可能与公司实际情况存在差异 资料来源:各公司官网,中金公司研究部

风险提示

技术突破进度不及预期。在基础软件和高端应用软件领域,国产厂商和海外厂商的产品仍然差距明显,产品突破需要高强度的研发投入支持,但是技术突破需要一定的时间且具有不确定性。若技术突破进度不及预期,国产软件的拓展和应用可能面临瓶颈。

下游信息化需求不及预期。软件是数字经济的基础,是下游产业实现数字化升级的核心,但若部分下游行业数字化需求放缓,可能会导致相应领域的工业软件业绩产生波动。

国产化进度放缓。国产化浪潮为国产基础软件推广和应用软件的产品力的打磨带来了机遇,打开了需求空间。如果国产化进度放缓,则处于相对弱势地位并依赖自上而下推进的基础软件供应商的业绩可能受到影响,而更侧重通过产品力打开空间的应用软件受影响程度较小。


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