射频三大件国产替代路径：国产替代已大势所趋，国内厂商如何破局

近日，前瞻产业研究院发布《 横跨数个百亿赛道 国产射频微波领域仪器仪表如何破局 》专题报道：

频谱分析仪、矢量网络分析仪、射频信号发生器并称为射频三大件，受益于近年来5G商用化进程、新基建工程、智能网联 汽车 的快速推进，中国射频三大件市场规模快速增长，且规模增速快于全球市场。同时，射频三大件持续发挥着“小口径、大带动”的作用，通过自身的技术进步，带动下游5G、半导体、物联网等万亿级市场的进一步发展。

同时，随着中国市场的快速发展，国产替代已经成为大势所趋，如成都玖锦等国内厂商纷纷通过突破技术壁垒、倾力品牌打造、重视市场培育与建设等手段走出一条可持续发展的国产化替代之路。

1、中国射频三大件市场发展现状

——射频三大件(频谱分析仪、矢量网络分析仪、射频信号发生器)概述

频谱分析仪

根据国家标准《GB/T 11461-2013 频谱分析仪通用规范》，频谱分析仪是能够在频域上有效地显示出构成时域信号的各个单独频谱分量(正弦波)的仪器。

频谱分析仪能够以模拟或数字方式显示信号的频域特性，实现信号失真度、调制度、稳定度等参数的测量，在射频领域有“射频万用表”的美称。传统的频谱分析仪基于“扫频式”原理，前端电路是一定带宽内可调谐的接收机，输入信号经变频器变频后由滤波器输出，滤波输出作为垂直分量，频率作为水平分量，在示波器屏幕上绘出坐标图，就是输入信号的频谱图。随着集成电路技术、快速A/D变换技术、频率合成技术、数字信号处理技术、微处理器技术的飞速发展，频谱分析仪无论从功能还是性能都得到了极大的扩展和提升。

现代的高端频谱分析仪采用了快速傅里叶变换技术，这种技术一方面将被测信号分解成分立的频率分量，达到与传统频谱分析仪同样的结果，另一方面将被测信号数字化，使得频谱分析仪具备了矢量信号分析功能和实时频谱分析功能。基于此，当今的频谱分析仪也可称为矢量信号分析仪(或实时频谱分析仪)。

在具体下游应用领域方面，矢量信号分析仪广泛应用于卫星通讯、雷达、频谱监测、半导体、新能源、人工智能、物联网、 汽车 电子、医疗电子、航空航天和国防、电子对抗、教育科研等行业。

矢量网络分析仪

根据行业标准《SJ/T 11433-2012 矢量网络分析仪通用规范》，矢量网络分析仪是一种能完成复传输和复反射S参数测量和分析的仪器，能够对单端口、两端口或多端口网络的S参数进行测量和分析，具有按某种误差模型的要求，进行测量校准、自动修正误差的能力。

矢量网络分析仪结合了频谱分析仪技术、信号发生器技术以及矢量网络分析技术等各项技术，是射频微波领域必备的测试测量仪器，并且是诸多行业专用仪器的基础形态。

矢量网络分析仪会利用自带的信号发生器向被测件发射信号，再通过对折返的信号进行分析，获取待测件的信息属性。

射频信号发生器

射频信号发生器可在各种频率上产生射频信号，具有高光谱纯度、稳定的频率和振幅，不仅可以生成任意波形信号，还可以将任意波形信号上变频成射频微波信号，是无线电设备和射频微波器件研发、制造、维修、检测的必要设备，具体功能包括生成矢量调制信号、电磁兼容、微波信号产生、时钟测试和安规认证等。广泛分布于通讯、半导体、新能源、 汽车 电子、医疗电子、消费电子、航空航天、教育科研等行业。

——射频三大件市场规模稳步增长，中国市场增速快于全球市场增速

随着航空航天、5G商用化、 汽车 智能化、物联网、半导体等行业的快速发展，全球射频三大件产品的市场需求快速增长。结合弗若斯特沙利文、Technavio等机构的统计测算数据，测算2021-2025年全球射频三大件市场规模年复合增长率在5.7%左右，到2025年全球射频三大件市场规模将达到270亿元左右。

注：市场规模口径包含频谱和网络分析仪、信号发生器市场规模数据依据2021年人民币与美元平均汇率进行换算。

在中国市场方面，受益于5G商用化进程、新基建工程、智能网联 汽车 的快速推进，中国射频三大件市场在近几年快速增长，且市场增速快于全球市场增速。结合Technavio、弗若斯特沙利文、灼识咨询等机构测算数据，测算2021-2025年中国射频三大件市场规模年复合增长率在8%左右，到2025年中国射频三大件市场规模将接近100亿元。

注：市场规模口径包含频谱和网络分析仪、信号发生器市场规模数据依据2021年人民币与美元平均汇率进行换算。

根据灼识咨询的统计测算数据，在频谱分析仪、网络分析仪和信号发生器这三大产品构成的市场中，频谱分析仪市场占比最大，达到39.7%，接近40%信号发生器和矢量网络分析仪市场占比相近，均在30%左右，具体占比分别为30.5%和29.8%。

——射频三大件带动下游万亿级市场发展

射频三大件与下游应用领域的发展是相辅相成的，射频三大件本身市场规模虽然相对较小，但射频三大件产品是下游应用领域发展所必须的基础测量设备。

下游5G通信、商业航天、物联网、半导体、毫米波雷达、卫星通信等领域产品和技术的升级与发展需要更高性能的仪器来实现相关指标的测量与测试。射频三大件产品可以对复杂的信号进行频谱测量分析、频谱监测、调制与解调、电路网络分析、电磁兼容测试等，并且能够结合相关软件为下游应用提供全面的测量测试解决方案。因此射频三大件是典型的“小口径，大带动”产品，射频三大件产品技术与性能的提升，将辐射带动下游行业的快速发展。

典型下游应用领域的市场状况方面，物联网领域，根据赛迪统计测算数据，2021年中国物联网市场规模达到2.63万亿元5G领域，根据中国信息通信研究院统计测算数据，2021年5G直接带动经济总产出1.3万亿元半导体领域，根据美国半导体行业协会(SIA)统计数据，2021年中国半导体行业销售额达到1925亿美元汽车 电子领域，根据中国 汽车 工业协会统计测算数据，2021年中国 汽车 电子市场规模达到8894亿元卫星通信领域，根据赛迪无线电管理研究所统计测算数据，测算2021年中国卫星通信产业市场规模在900亿元左右。

在应用场景方面，射频信号发生器是对无线电信号进行测量的必备工具，在高频率范围的信号中应用尤其广泛频谱和矢量网络分析仪方面，主要用于研发、生产测试、现场维护和教育教学等，高端产品主要应用在高性能射频器件开发、毫米波通信系统和前沿研究。

从具体的应用领域来看，射频三大件的下游应用行业基本相同，具体包括半导体、消费电子、移动通信、 汽车 电子、自动驾驶、车联网、物联网、国防与航空航天、科研与教育等，其中多个下游应用行业加速发展，有望催化测量仪器需求的高速增长。

2、中国射频三大件市场竞争格局

——产品技术端：国内厂商实现了高端化突破，电科思仪和成都玖锦处于第一梯队

近年来，国内厂商在产品方面实现了高端化突破。成都玖锦、电科思仪等国内高端产品厂商信号发生器、信号分析仪和矢量网络分析仪等产品均突破了50GHz，均可对标国际一线品牌同类仪器指标。

综合来看，在射频三大件方面，国内厂商与国外厂商的技术水平差距已然不大，部分国内厂商具备一定的实力与国外厂商进行横向比较。

在具体企业的产品性能方面，电科思仪在射频三大件产品中均代表了国内厂商的最高水平，其次是成都玖锦，其射频三大件产品性能紧随其后，均接近国内厂商的最高水平。

根据国内企业各产品数据手册以及企业公告等公开资料的整理和分析，对中国射频三大件市场相关企业进行了技术层面的竞争格局划分。电科思仪和成都玖锦处于产品性能的第一梯队，鼎阳 科技 、普源精电、创远仪器、优利德等企业位于产品性能的第二梯队。

——市场布局端：国内厂商紧抓窗口机遇期，基本实现了高中低端市场的全面覆盖

市场端方面，新冠疫情带来的全球产业链重构为国内厂商带来了窗口机遇期，国内厂商例如普源精电、鼎阳 科技 、优利德等，纷纷通过IPO募集资金，以期抓住机会窗口，进一步扩大在国内市场的影响力。

在原本外国厂商垄断的高端市场实现国产化突破之后，以电科思仪、成都玖锦、鼎阳 科技 、普源精电等企业为代表的国内厂商已经基本实现了国内高中低端市场的全面覆盖。

——市场竞争端：上市企业营收快速增长，国内厂商地位不断提升，高端产品市场替代空间更为广阔

此处选取了电子测量仪器行业中对射频三大件相关业务进行数据披露的企业进行汇总分析，普源精电采用其射频类仪器业务营收，鼎阳 科技 采用其波形和信号发生器、频谱和矢量网络分析仪业务营收，创远仪器采用其信号分析与频谱分析、矢量网络分析业务营收。

通过汇总发现，2018-2020年选取企业射频三大件相关业务增长势头迅猛，2019年选取企业射频三大件相关业务营收增长29.92%，2020年选取企业射频三大件相关业务营收增长24.41%与此同时，选取企业射频三大件相关业务在中国市场中的占比也逐年提升。综合以上数据，从一定程度上说明了中国市场中国内厂商的市场地位在不断提升。

注：普源精电与鼎阳 科技 尚未发布2021年整年细分产品数据，因此此处2021年数据仅包含普源精电和鼎阳 科技 相关业务的2021年上半年数据。

根据弗若斯特沙利文的统计及测算数据，在整个中国电子测量仪器市场中，是德 科技 、罗德与施瓦茨、安立、泰克、力科等国外厂商的市场份额总和在40%左右，由于高端产品市场几乎被国外厂商垄断，由此可见在高端产品市场，国外厂商的市场份额远在40%以上。

上述上市公司产品主要定位于中端，但除此之外，国内已经实现高端化突破的企业，例如电科思仪、成都玖锦等，目前并未上市，其信号发生器、信号分析仪和矢量网络分析仪等产品均突破了50GHz，均可对标国际一线品牌同类仪器指标，已经成为了国外厂商在中国高端产品市场的直接竞争对手，因此在高端射频三大件产品领域，存在着广阔的竞争与国产化替代空间。

3、中国射频三大件国产替代路径：国产替代已是大势所趋，国内厂商如何破局

——突破技术壁垒

射频信号发生器、频谱和矢量网络分析仪技术核心主要基于射频微波电路和数字信号处理等学科，产品主要的技术门槛在于射频微波电路设计以及数字信号分析算法、软件平台等，涉及到较多的微波电磁波和通信理论，应用的射频芯片技术复杂且成本较高，前期研发投入大。

与此同时，随着5G通信、雷达、物联网、 汽车 电子、卫星通信等下游应用领域的快速发展，使得频域信号测量的应用范围得到扩展，下游应用领域对于频域测量仪器的性能提出了更高的要求，因此要实现国产替代，必须需要突破中高端射频三大件产品的技术壁垒 ，例如当产品达到26.5GHz的测量频率范围后，产品的射频芯片、射频材料、射频连接、微波仿真、微组装电路工艺等相关技术的设计难度和成本也迅速提升，因此中高端的射频三大件产品具有较高的技术壁垒，需要迫切地实现中高端产品的自主可控。

突破技术壁垒就意味着需要投入大量的人力和资金，众多国内厂商纷纷加大投入，加快自主研发脚步。以成都玖锦为例，其投入大量的研发人员与研发资金，其中研发人员占比达到66%，研发费用占比达到35%，均领先行业内的其他企业。这样的做法带来的成效也是极其显著的，经过多年技术积累，成都玖锦通过自主掌握的“宽频段超带宽多通道信号生成及模拟技术”、“宽带高隔离激励源和多通道信号分离接收技术”、“宽频段大动态宽带信号接收和分析技术”、“高速数字采集与处理技术”等四大硬核技术，打破国际技术壁垒，开发了“信号分析仪”、“信号发生器”、“矢量网络分析仪”和“综合测试仪”等产品线，正在国内高端电子测试测量仪器市场迅速崛起。

——倾力品牌打造

近年来党和国家高度重视中国品牌的建设。自2017年起将每年5月10日设立为“中国品牌日”。新时代、新经济、新赛道背景下，品牌价值对于企业的重要性已毋庸置疑，从中国制造到中国创造，随着电子信息产业链的强化发展，高端科研仪器技术的国产替代，其难点不只在技术，更在于整个市场的一份“信任感”。

国产自主品牌的建设之道在于用互联网思维打造工业品牌，例如成都玖锦从诞生之日起，就定位高端技术，秉持“一群人、一件事、一颗心、一辈子”的人文主义和长期主义精神，投入到了高端电子测试测量仪器仪表的研发工作上。2022年成都玖锦也备受国家重视，入选了中国品牌日。

同时，在疫情防控常态化下，国产自主品牌紧密结合新时代传播渠道特色，创新打通线上线下进行国产品牌的传播与推广，打造自己的品牌阵地。

——重视市场培育与建设

在射频三大件所属的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。

由此可见，企业对于市场消费者使用习惯的培育与建设尤为重要，是打造市场和品牌护城河的一项有力手段。例如成都玖锦通过对国内客户消费/使用习惯的洞察，从市场需求和使用习惯的角度出发，使得其产品符合国内消费者的 *** 作习惯，无需适应新的 *** 作模式，极大地降低了产品使用的学习成本除此之外，成都玖锦产品具有出色的可扩展性和兼容性，极大地降低了用户相关产品生态的建设成本。上述两种方式均是快速实现国产替代的有效手段和途径。

再例如电科思仪最新发布的“天衡星”系列产品，除了在性能和功能方面具有优势以外，“天衡星”系列产品采用高清大屏呈现测量结果，多种参数一览无余，且支持多点触控、自定义 *** 控界面、“一键搜索”等功能，使 *** 作更为简洁高效。

4、总结：中国市场快速发展，国产化替代正当时

近年来中国射频三大件市场规模快速增长，并且带动下游万亿级市场进一步发展。与此同时，国内厂商无论是在市场地位方面还是产品性能方面均得到了不同程度的提升和发展，尤其是技术水平的差距进一步缩小。综合来看，万事俱备，国产化替代正当时。

在国产化替代方面，不同企业选择了不同的实施路径，部分企业着力于实现技术壁垒的突破，部分企业倾力于品牌的打造，部分企业重视市场培育与建设，部分企业则多管齐下，致力于走出一条可持续化发展的国产替代之路。

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行业主要上市企业：目前国内第三代半导体行业的上市公司主要有华润微(688396)、三安光电(600703)、士兰微(600460)、闻泰科技(600745)、新洁能(605111)、露笑科技(002617)、斯达半导(603290)等。

本文核心数据：第三代半导体分类、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频产值、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频市场规模

行业概况

1、定义

以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AIN)为代表的宽禁带半导体材料，被称为第三代半导体材料，目前发展较为成熟的是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。

与传统材料相比，第三代半导体材料更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件，因此，其为基础制成的第三代半导体具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的导热频，以及更强的抗辐射能力等诸多优势，在高温、高频、强辐射等环境下被广泛应用。

第三代半导体主要包括碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO)，其中，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)并称为第三代半导体材料的“双雄”，是第三代半导体材料的典型代表。

2、产业链剖析：产业链涉及多个环节

第三代半导体产业链分为上游原材料供应，中游第三代半导体制造和下游第三代半导体器件环节。上游原材料包括衬底和外延片中游包括第三代版奥体设计、晶圆制造和封装测试下游为第三代半导体器件应用，包括微波射频器件、电力电子器件和光电子器件等。中国第三代半导体行业产业链如下：

第三代产业链各个环节国内均有企业涉足。从事衬底片的国内厂商主要用露笑科技、三安光电、天科合达、山东天岳、维微科技、科恒晶体、镓铝光电等等从事外延片生产的厂商主要有瀚天天成、东莞天域、晶湛半导体、聚能晶源、英诺赛科等。苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏州纳米所等从事第三代半导体器件的厂商较多，包括比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。

行业发展历程：兴起的时间较短

中国第三代半导体兴起的时间较短，2013年，科技部863计划首次阿静第三代半导体产业列为国战战略发展产业。

2016年，为第三代半导体发展元年，国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点，国内企业扩大第三半导体研发项目投资，行业进入快速发展期。

2018年1月，中车时代电气建成国内第一条6 英寸碳化硅生产线2018年，泰科天润建成了国内第一条碳化硅器件生产线2019年9月，三安集成已建成了国内第一条6英寸氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)外延芯片产线并投入量产。在2020年7月，华润微宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。

2020年9月，第三代半导体写入“十四五”规划，行业被推向风口。

行业发展现状

1、产值规模逆势增长

随着5G、新能源汽车等市场发展，第三代半导体的需求规模保持高速增长。同时，中美贸易战的影响给国产第三代半导体材料带来了发展良机。2020年在国内大半导体产业增长乏力的大背景下，我国第三代半导体产业实现逆势增长。

2020年我国第三代半导体产业电子电力和射频电子总产值超过100亿元，较2019年同比增长69.5%。

其中，SiC、GaN电子电力产值规模达44.7亿元，同比增长54%GaN微波射频产值达到60.8亿元，同比增长80.3%。

2、产能大幅增长但仍供应不足

根据CASA数据显示截至2020年底，我国SiC导电型衬底折算4英寸产能约40万片/年，SiC-on-SiC外延片折算6英寸产能约为22万片/年，SiC-onSiC器件/模块(4/6英寸兼容)产能约26万片/年。

GaN-on-Si外延片折算6英寸产能约为28万片/年，GaN-on-Si器件/模块折算 6 英寸产能约为22万片/年。

但随着新能源汽车、5G、PD快充等市场的发展，我国国产化第三代半导体产品无法满足庞大的市场需求，目前有超过八成产品依赖进口。可见第三代半导体产品国产化替代空间较大。

3、电力电子器件市场规模接近50亿元

2017-2020年，中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长，2020年，SiC、GaN电力电子器件应用市场规模为46.8亿元，同比增长90%。

2020年，我国半导体分立器件的市场规模约3002.6亿元，SiC、GaN电力电子器件的应用渗透率约为1.56%。

目前，GaN主要应用在射频及快充领域。SiC重点应用于新能源汽车和充电桩领域。我国作为全球最大的新能源汽车市场，第三代半导体器件在新能源汽车充电桩领域的渗透快于整车市场，占比达38%消费类电源(PFC)占22%光伏逆变器占了15%工业及商业电源、不间断电源UPS、快充电源、工业电机分别占6%、3%、3%、1%。

2020年，我国GaN微波射频器件市场规模约为66.1亿元，同比增长57.2%。其中国防军事与航天应用规模34.8亿元，成为GaN射频主要拉动因素。

国防军事与航天应用是我国GaN微波射频器件的主要应用领域，2020年市场规模占整个GaN射频器件市场的53%其次是无线基础设施，下游市场占比为36%。

行业竞争格局

1、区域竞争格局：江苏省第三代半导体代表性企业分布最多

当前，我国第三代半导体初步形成了京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点发展区域。

从我国第三代半导体行业产业链企业区域分布来看，第三代半导体行业产业链企业在全国绝大多数省份均有分布。其中河南省第三代半导体企业数量分布最多，同时山东、江苏和甘肃等省份企业数量也相对集中。

从代表性企业分布情况来看，江苏省第三代半导体代表性企业分布最多，如苏州纳维、晶湛半导体、英诺赛科等。同时广东、山东代表性企业也有较多代表性企业分布。

2、企业竞争格局：主流企业加速扩张布局

经过初期的发展，第三代半导体迅速在新能源汽车、5G基站、PD快充等领域应用，市场规模增长迅速。同时，行业内的竞争也逐渐加剧。为了迎合市场需求，抢占市场地位，国内主流半导体企业均加强在第三代半导体产业的布局，扩充第三代半导体的产能。其中，代表性的主流企业有三安光电、中电科55所、泰科天润等。

行业发展前景及趋势预测

1、2025年行业规模有望超过500亿元

第三代半导体已经写入“十四五”规划。在国家政策的支持和下游需求增长的背景下，预计到2021-2025年，我国SiC、GaN电力电子器件应用市场将以45%的年复合增长率增长至2025年的近300亿元GaN微波射频器件市场规模将以25.4%的年均复合增长率增长至2025年的205亿元。2025年第三代半导体整体市场规模有望超过500亿元。

2、国产化进程将加速

未来，在市场竞争趋势方面，我国第三代半导体行业国产化率将会加深在细分产品发展趋势方面，SiC需求将会增长在技术发展趋势方面，大尺寸Si基GaN外延等问题将会有所进展。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

全球半导体行业经历了三次迁移

自发展以来，全球半导体产业格局在不断发生变化。当前，全球半导体产业正在经历第三次产能转移，行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。

全球半导体行业正在快速增长

2021年，全球半导体市场快速增长，共销售了1.15万亿片芯片，市场规模达到5560亿美元，创历史新高，同比大幅增长26.2%。整个半导体市场并未受到2021年新冠疫情大流行的负面影响。强劲的消费需求推动所有主要产品类别实现两位数的增长率(光电除外)。

从半导体细分领域来看，集成电路一直是半导体行业的主要细分领域。2021年，集成电路市场规模达到4630.02亿美元，同比增长28.2%，占全球半导体市场规模的83.29%。其中，集成电路又可细分为逻辑电路、存储器、处理器和模拟电路，2021年这四个产品占比分别为27.85%、27.67%、14.43%、13.33%。2021年存储器、模拟电路和逻辑电路都实现较大的增长。

此外，2021年全球光电子器件、分立器件、传感器市场规模分别为434.04、303.37、191.49亿美元，占比分别为7.81%、5.46%、3.44%。

全球半导体行业企业开展多方面竞争

半导体行业高度全球化，大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争，从半导体设计到制造，再到ATP(组装、测试和封装)。

据美国研究机构Gartner发布的报告显示，2021年全球半导体行业排名前十的企业分别是三星(Samsung)、英特尔(Intel)、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、联发科技(MediaTek)、德州仪器(TI)、英伟达(NVIDIA)、超威半导体(AMD)。其中，三星(Samsung)超过英特尔(Intel)，成为顶级芯片销售商。2021年三星的半导体收入激增31.6%，达到759.5亿美元。英特尔的收入下降到第二位，只增长了0.5%，达到731亿美元，销售额在前25家公司中增长最慢。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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