2025年将坐拥近170亿美元市场,一文解析电子测量仪器产业格局全景
近年来,无线电测试测量技术和测试测量仪器的发展为无线电技术应用提供了有力的技术支撑。电子测量仪器是科学仪器的一种,主要以电子技术为基础融合了电子测量、数 字信号处理、微电子技术等多项技术,可以对电量、非电量、光量进行测量。电子测量 仪器按照其应用领域大体可分为专用仪器和通用电子测量仪器,其中通用电子测试测量 仪器是电子测量仪器中的重要组成部分,可测试一个或者多个信号参数,是现代科学发 展的基石。
随着5G商用化、新能源汽车市场占有率的上升、信息通信和工业生产的发展,全球电子测量仪器市场规模保持持续上升的增长势态。
电子测试测量仪器市场概览
电子测量仪器的产品种类繁多,一般可将其分为专用仪器和通用仪器两大类:专用仪器是为某一个或几个专门目的而设计的,如电视彩色信号发生器;通用仪器是为了测量某一个或几个电参数而设计的,它能用于多种电子测量。
其中,通用电子测量仪器是电子测量仪器行业的重要组成部分,是现代科学技术发展的基础设备,主要包括数字示波器、波形和信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪及其他电子仪器(如万用表、功率计、逻辑分析仪、频率计和电池分析仪等),下游应用领域具体涵盖通讯、半导体、汽车电子、医疗电子、消费电子、航空航天、教育科研等行业。
在通用电子测试测量仪器领域,欧美有是德科技、泰克、力科和罗德与施瓦茨等行业优势企业,培育了更为成熟的使用者,其能够熟练理解和使用功能日趋复杂的通用电子测试测量仪器,在选择相关仪器时能够更好的鉴别产品的性能,选择一些性价比高的品牌。
通用电子测试测量仪器使用者主要包括电子相关产业的企业、教育院校和科研院所、个人爱好者等,数量众多且分散。因此,经销渠道是行业主要的销售渠道。经销商一般为电子类产品配套销售商,拥有一定的客户资源,为客户提供各类电子产品,其经营时间较长,通用电子测试测量仪器在其销售体系中占比较小,在产业链中处于较为强势的地位,通用电子测试测量仪器企业对经销商的控制力较弱。
通用电子测试测量仪器广泛应用于国民经济的各个领域,下游领域的应用场景不同,对仪器的性能指标要求不同,中低端应用场景是主流,高带宽和高频率产品主要应用于一些信号频率高的产品测量。因此,不同档次产品满足不同需求的应用场景,各档次产品并存发展。
电子测量仪产业链现状
根据Frost&Sullivan数据,预计2025年全球电子测量仪器行业市场规模将达到172.4亿美元,其中通用电子测试仪器约占60%,市场规模超百亿美元。
电子测量仪器是技术密集、知识密集型产品,产业链上下游复杂,企业呈现多样化。从产业链角度出发来看,电子测量仪器上游零部件包括通用宽带差分探头芯片、信号放大器、ADC、存储芯片、FPGA、高精电阻、高稳晶振等。中游电子测量仪器产品众多,包括示波器、射频类仪器、波形发生器、电源及电子负载、综测仪等。下游应用领域广泛,包括通信、汽车电子、基础教育、科研、国防军工等。
上游从供应商角度来看,主要有电子元器件厂商、电子材料厂商、机电产品厂商、机械加工和电子组装厂等。
电子测试测量仪器大部分用于实验室等环境受控的场景,对信号处理的高速度+高精度,对上游电子元器件性能提出高要求。芯片是电子测试测量仪器中最为核心的电子元器件。高端芯片是研发高端电子测量仪器的重要先决条件。
目前国外限制向国内出口高端芯片及器件,当前我国高端芯片及器件主要依赖进口,短期内不受供给影响。而国内厂商往高端仪器突破,绕不开自研核心芯片及器件。中游厂商以外采为主,由于所需芯片种类多、芯片研发周期长、设计难度大,电子测试测量仪器企业难以承担自身产品的全部芯片研发,通常是选择上游芯片厂商的现成芯片来设计产品。
目前国内测试测量仪器厂商的主要芯片供应商均来自于国外,包括模拟芯片巨头德州仪器公司和亚德诺公司,FPGA巨头赛灵思公司和英特尔公司,存储器芯片公司三星电子、SK海力士和镁光公司等。全球目前共5家电子测试测量仪器企业拥有自主研发核心芯片的能力。普源精电是国内唯一可以独立制造芯片的电子测量设备厂商。公司已将自研芯片用于数字示波器的销售中,鼎阳科技的募投项目中也加大对自研芯片的投入。
电子测量仪器中游企业为设计、生产和销售电子测量仪器并提供售后服务的厂商。主要分为通用电子测试测量仪器制造商和专用电子测试测量仪器制造商。当前全球电子测试测量仪器厂商体量跨度较大,营业额从十万美元级到十亿美元级不等。主要制造厂商仍然集中在欧美,前五大厂商占据全球近5成份额,市场集中度较高。国内通用电子测试测量厂家的规模还相对较小。
根据Frost&Sullivan统计,2020年全球电子测量仪器市场占比前五家公司的总市场份额达到48.9%,其中头部公司美国是德科技市占率高达25.9%,稳居行业第一,排名第二到第五名的分别为德国公司罗德与施瓦茨、日本安立、美国泰克、力科,市占率分别为11.0%/5.2%/4.7%/1.9%。
政策东风拉开国产化序幕
我国政策福利助推行业发展。我国的测量技术相对起步较慢,近年来通过制造业的快速 发展以及 5G、新能源等技术浪潮带来的庞大需求,使得我国测量技术进入高速发展期间, 目前国产 2G 带宽及以下的数字示波器产品已经能够覆盖大多数的应用场景,但是和海 外企业仍有较大差距。
去年来在诸多政策的加持下,国内的电子测量仪器公司开始在技 术和工艺上追赶海外企业,同时国家也通过相关的政策对于本土电子测量仪器厂商进行大力扶持,在 2021 年 12 月 24 日通过的《中华人民共和国科学技术进步法》中明确规定:对于科技创新型产品,在功能、质量等指标满足政府采购的需求条件下,政府采购应当购买。
作为 2021 年《中华人民共和国科学技术进步法》的相关落地行动: 2022 年 9 月 7 日,在国务院常务会议中指出:对高校、职业院校和实训基地、医 院、地下综合管廊、新型基础设施、产业数字化转型和中小微企业、个体工商户等 设备购置和更新改造新增贷款,实施阶段性鼓励政策。贷款总体规模为 1.7 万亿, 由中国工商银行、中国建设银行、中国农业银行、中国银行等 18 家全国性商业银行共同参与。中央财政贴息 2.5 个百分点,期限 2 年。
在相关政策出台之后,各地区积极响应。根据统计数据,截止 10 月 11 日, 北京、天津、重庆等 23 个省、直辖市已有相关的贷款项目进展,已披露的合同金额超 536 亿,金额前三地区分别为北京市、湖北省、重庆市,合同金额分为为 124 亿、72 亿 和 61 亿。
其中以北京市为例,根据人民银行营管部表示,国庆期间北京设备更新改造贷款合同签 约额超120亿元。根据中国人民银行营业管理部官方微信显示,截至 10 月 7 日,十余所在京重点高校、医院签订设备更新改造贷款合同金额 124 亿元,已进入贷款审批程序 或已签订贷款意向协议的金额近 170 亿元。
重点电子测试仪公司分析
坤恒顺维:频域类产品起家,聚焦高端。科学仪器按照测量信号性质的不同可以分为时域类和频域 类,其关键的区别在于自变量为时间还是频率。通常来说频域类的产品由于信号复杂程 度以及仪器精度要求均高于时域类产品,制造难度相对更大。坤恒顺维首款产品选择频 域类仪器中的无线信道仿真仪,其同时具备信号的接收与发送功能,综合性极强。全球 范围内仅有是德科技和思博伦为主要的厂商,坤恒顺维的仿真仪产品在指标上直接对标 是德科技王牌产品 F64。
目前全球无线信道仿真仪的生产商除公司外主要为美国是德科技和美国思博伦。是德科技当前主要的无线信道仿真仪产品包 括 F64、F32 和 FS16 三个型号,其中 F64 为是德科技最高端无线信道仿真仪;思博 伦主要的无线信道仿真仪产品包括 Vertex 和 VR5(官网已下架)两个型号。公司的 无线信道仿真仪产品对标产品为是德科技最高端型号 F64、思博伦 Vertex 系列产品, 同时其中频率范围、最大带宽、最大独立本振数量指标上甚至优于是德科技、思博伦 最高规格产品。
公司客户主要为中国移动、华为、中兴、爱立信、大 唐等移动通信运营商和设备制造商,中电科、航天科工、航天科技集团等下属无线 电研究院所以及中科院等相关科研单位。公司在与重点客户长期稳定的合作过程中, 能够及时了解到前沿技术的发展动态,快速洞悉行业最新的测试仿真需求,推动公 司对新兴测试技术的应用研究。公司同华为、中兴等客户均有签署采购、保供协议, 未来订单有保障。
普源精电:示波器领先厂商,自研芯片加持未来可期。普源精电是国内通用电子测试测量仪器领域, 尤其是细分数字示波器的领头公司,是目前唯一搭载自主研发数字示波器核心芯片组并 成功实现产品产业化的中国企业。旗下自主通用电子测试测量仪器品牌“RIGOL”也在 全球享有较高的知名度。公司主要销售地区涉及北美、欧洲和亚洲,下游应用领域包含 5G 通信、电子半导体、汽车电子、消费电子、教育科研等。
芯片为示波器的核心。由于示波器的最终目的是测量信号,敏感度和精度一直是示波器 发展的重要指标,也就意味着带宽和采样率为示波器的核心指标。在示波器内部,带宽和采样率由芯片决定,这也就导致芯片是示波器额核心器件。同时各项指标的均衡性也 需要考虑,这就导致示波器企业发展到一定阶段需要具有自研芯片能力,根据自身的需 求定制化芯片。
普源精电自 2007 年投入示波器芯片研发,期间投入了巨大的科研力量和财力支持,在 2017 年研发出了“凤凰座”芯片组,取得从 0 到 1 的突破性成就。2022H1 公司发布其 第二代芯片组“半人马座”芯片组,其由数字信号调理芯片、高精度模拟信号调理芯片、 高精度信号处理芯片共计 3 颗芯片组成,随着“半人马座”芯片组的发布,公司完成了 一块战略部署的重要拼图,同时搭载“半人马座”芯片的 HDO4000/1000 系列示波器, 成功实现了向更高分辨率、更低功耗的方面发展。
优利德:公司多年来致力于测试测量仪器仪表的研发、生产和销售,自 1988 年成立以来,公司获 得多项荣誉,积累了丰富的行业经验,33 年来业务由仪表拓展至仪器类,并发展成为亚 洲知名且规模较大的仪器仪表公司。公司信号发生器最高可实现 2.5GSa/s 的采样率及 600MHz 的带宽,同时具有脉冲波支持扫频和调频的功能,该技术在国内处于较为领先水平。频谱仪:1.5GHz、3.6GHz、8.4GHz 三个频率段的频谱分析仪已逐步量产。目前, 研发团队已经攻克了在更多迹线宽范围扫描点的核心算法,使得公司频谱分析仪产 品的频率分辨率优于国内其他生产厂家。
鼎阳科技:是国内通用电子测试测量仪器领域的领军公司,也是全球少数同时兼具数字示 波器、信号发生器、频谱分析仪以及矢量网络分析仪四大通用电子测试测量仪器研发和 生产的企业。 自创立之初,公司便不断提升产品的性能,产品经过多次的迭代,种类也在不断丰富。 各系列产品经历多个技术迭代,以公司核心产品数字示波器为例:自 2008 年公司推出 第一款最高宽带 300MHz,采样率 2GSa/s,分辨率 8bit,存储深度 18kpts 的 SNS1000CE 系列示波器起,在 2009-2020 年经历 8 次产品升级,到 2020 年,已经实现高宽带 2GHz, 采样率 10GSa/s,分辨率 12bit,存储深度存储深度 500Mpts 的技术规格,较初代产品在 性能和质量上都有较大的提升。
值得注意的是,公司自 2008 年推出第一款 300MHz 带 宽的示波器产品,到 2020 年便实现最高带宽 2GHz,而作为全球头部测量仪器的泰克 (Tektronix)从 100MHz 升级至 2GHz 用了近 40 年;同时公司仅用 6 年的时间便实现 了频谱分析仪测量范围由 3.2GHz 到 26.5GHz 的大幅提升,实现短时间内的产品核心指 标的迅速提升。
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