结合物联网专业,示波器在科研工程技术方面的应用

结合物联网专业,示波器在科研工程技术方面的应用,第1张

我是自动化专业。
示波器,主要用于单件设备设计、调试、监控等方面。
比如,做微波雷达,检测物体移动,距离,超速等等,系统上是一个检测探头,加上配套的分析、响应等组建成为一套。那么为了分析功能是否正常,设计时候调试设备,主要是雷达探头的时候,可以不加后续负载,只用雷达加示波器即可,从被检测物体动作,用示波器显示波形之类的。

电子测量仪器是指用电子技术实现对被测对象的电参数检测装置,电子测量仪器所涉及的应用领域较为广泛,是电子工业发展和国家战略性、基础性产业之一。然而在中国高端电子测试测量仪器市场中,占据主导地位的仍然是国外企业。

在国际形势日益复杂和国内需求持续增长的大背景下,中国电子测量仪器尤其是高端电子测量仪器国产化替代势在必行。与此同时,国内的多项政策和重要会议均提及要重点发展国产高端科学仪器设备。近年来,高端电子测试仪器国产化进程不断加速,国内高端电子测量仪器公司也开始崭露头角。值得关注的是,近年来高端电子测试仪器国产化进程中的一匹黑马——成都玖锦,其在矢量信号分析仪(频谱分析仪)、矢量网络分析仪等方面,均可对标国际一线品牌同类仪器指标。

本文核心数据:电子测量仪器市场规模、高端电子测量仪器市场竞争格局

1、电子测量仪器产业概况

——电子测量仪器概念:利用电子技术来实现测量的仪器

根据国家统计局发布的《GB/T
4754-2017-国民经济行业分类》以及《国民经济行业分类注释》,电子测量仪器指用电子技术实现对被测对象(电子产品)的电参数检测装置。

常见电子测量物理量包括电能量测量(电压、电流、电功率等)、电信号特性测量(波形、频率、相位、噪声等)、电路参数测量(阻抗、品质因数等)、间接导出量测量(增益、衰减、失真度等)、特性显示测量(幅频特性、相频特性曲线等)。

——电子测量仪器应用领域分类:专用仪器和通用仪器

专用仪器以一个或某几个专用功能为目的,如光纤测试仪器、电磁兼容EMC测试设备等。

通用仪器是现代工业的基础设备,根据其基础测试功能不同,可以分为示波器、射频类仪器、波形发生器、电源及电子负载、其他仪器等。

——电子测试测量行业特点:“小口径、大带动”产业

“小口径”:行业领域小、行业规模小。

“大带动”:电子信息行业的“开路先锋”,既可带动自身上游产业链中的通用芯片、电子元器件、基础软硬件等取得突破,还可辐射带动与电子信息相关的各大行业,如核工业、航空航天等领域向更高层次发展。

——电子测量仪器技术水平分类:高中低三个档次

高端电子测量仪器是国家安全、经济发展和科技创新的共性基础和保障,目前已成为装备研制、科技攻关和高新技术产业发展的瓶颈,亟待解决。

——电子测量仪器产业链剖析:行业产业链庞大,产品所涉及的应用领域广泛

电子测量仪器以电子技术为基础,是一个融合多学科、多种先进技术的基础性行业,由于其囊括了电子测量技术、射频微波设计技术、数字信号处理技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术等,因此产业链相对复杂,产业链上中下游的企业类型也多种多样。

在产业链上游方面,主要为电子元件、电子器件、电子材料、机电产品等。其中,电子元件和电子器件统称为电子元器件,是电子测量仪器的主要原材料之一。

在产业链中游方面,主要包括电子测量仪器的研发、生产和销售,中游的企业主要分为通用电子测量仪器制造企业和专用电子测量仪器制造企业。

在产业链下游方面,由于电子测量仪器是电子信息产业不可或缺的支撑保障,所有与电子设备有关的企业和行业几乎都需要使用电子测量仪器。目前,航空航天、新能源汽车、物联网、5G应用、射频前端等行业快速增长,有效推动了电子测量仪器的快速发展。

2、电子测量仪器行业发展现状

——全球电子测量仪器行业发展现状

随着航空航天、5G商用化、新能源汽车市场占有率上升、信息通信和工业生产的发展,全球电子测量设备的需求将持续增长,结合弗若斯特沙利文、Technavio、ResearchAndMarkets等机构预测数据,测算2021-2025年全球电子测量仪器市场规模年复合增长率在52%左右,到2025年全球电子测量仪器市场规模将达到171亿美元左右。

——中国电子测量仪器行业发展现状

受益于中国政策的大力支持,中国的电子测量仪器市场在近几年高速增长。结合弗若斯特沙利文、ResearchAndMarkets等机构测算数据,测算2021-2025年中国电子测量仪器市场规模年复合增长率在7%左右,到2025年中国电子测量仪器市场规模将达到66亿美元左右。

近年来,中国电子测量仪器市场发展速度明显快于全球市场,但国外一线品牌技术优势明显,产品性能领先,国内企业与国外一线品牌企业相比,无论是在高端产品的性能指标还是市场接受度上,仍然具有明显差距。

与此同时,近年来科技部、发改委、工信部等相关部委陆续出台了多项具体产业政策鼓励和支持国内电子测试测量仪器行业的发展,中国高端电子测试仪器也取得了一定的新进展。

3、电子测量仪器行业竞争格局

——高端电子测量仪器市场整体竞争梯队

在中国高端电子测量仪器市场中,占据主导地位的仍然是国外一线品牌企业,主要为美国的是德科技、泰克、力科,德国的罗德与施瓦茨以及日本的安立。

国内具备整体竞争力的企业主要有电科思仪、成都玖锦、鼎阳科技、普源精电等,这些企业在部分产品的关键性指标方面代表了国内企业的最高水平,但距离上述的国外一线品牌仍然具有一定的差距。

——国内电子测量仪器市场企业技术竞争格局

根据前述中国电子学会电子测量与仪器分会对中国电子测量仪器行业主要产品高中低档次划分的推荐,结合对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,对中国电子测量仪器企业进行了技术层面的竞争格局划分。在高端产品方面,国内具有代表性的企业有电科思仪、成都玖锦等;中高端产品方面的企业主要有:鼎阳科技、普源精电、创远仪器、优利德等。

——国内高端电子测量仪器市场企业发展概况

◆ 产品端:电科思仪和成都玖锦部分产品关键指标国际先进、国内领先

在中国高端电子测量仪器企业产品方面,电科思仪在射频/微波信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪的关键指标方面代表了国内最高水平;成都玖锦在频谱分析仪、矢量网络分析仪的关键指标方面也接近国内的最高水平,特别是研发并实现了50GHz矢量信号分析仪(频谱分析仪)和50GHz矢量网络分析仪的产业化,实现了进口替代和自主可控;鼎阳科技在数字示波器、射频/微波信号发生器等关键指标方面接近或达到国内的最高水平;普源精电在数字示波器的关键指标方面代表了国内的最高水平。

◆ 研发端:行业内企业研发人员占比普遍较高,成都玖锦研发人员占达到66%

根据对普源精电、鼎阳科技、创远仪器、成都玖锦等四家可比企业财务数据的整理与分析,四家企业研发人员占比均在34%以上。其中成都玖锦研发人员占达到66%,领先其他企业。

注:截至2022年3月28日,部分企业2021年年报尚未披露,故此处普源精电、鼎阳科技、创远仪器数据均为截至2021年上半年数据。

在研发费用投入占营业收入的比例方面,鼎阳科技的研发费用占比相对较低,在11%左右,普源精电、创远仪器和成都玖锦的研发费用占比相对较高,均在20%以上。其中,成都玖锦研发费用占达到35%,领先其他行业企业。

注:截至2022年3月28日,部分企业2021年年报尚未披露,故此处普源精电、鼎阳科技、创远仪器数据均为2021年上半年数据。

在研发方向方面,普源精电主要集中在芯片、数字示波器、矢量网络分析仪、波形发生器等领域,其中部分产品已经进入试产阶段;鼎阳科技在研项目主要集中在芯片、矢量网络分析仪、数字示波器等领域;创远仪器研发项目主要集中在5G测试相关技术方面,截至2021年上半年,企业5G大规模MIMO关键技术测试平台项目、5G大规模天线信道模拟器研发与验证、毫米波5G分析仪开发项目已完成项目验收工作。

◆ 财务端:鼎阳科技市值最高,成都玖锦估值达到20亿元

在企业估值及市值方面,截至2022年3月28日收盘,鼎阳科技市值最高,达到6023亿元;其次是普源精电,其发行价格为6088元/股,市值为5539亿元;创远仪器市值在20亿元以下,达到1802亿元;成都玖锦方面,目前成都玖锦已经完成B+轮融资,估值达20亿元以上。

注:图中成都玖锦数据为估值数据,其余企业数据为截至2022年3月28日的市值数据。

4、电子测量仪器行业政策分析

电子测量仪器行业是国家基础性、战略性产业。近年来国务院、发改委、工信部等相关部委陆续出台了多项具体产业政策,从定位、引导、财政、技术和人才等多个方面对电子测量仪器行业给予了大力支持,为行业发展营造了良好的政策环境。

5、电子测量仪器行业发展前景及趋势分析

——电子测量仪器行业发展前景

中国电子测量仪器行业未来发展的主要驱动因素为半导体技术的进步和下游应用的快速发展。

电子测量仪器的发展和半导体器件共同成长。半导体器件是生产测量仪器的诸多零部件的底层架构基础,测量仪器是半导体器件的宏观实际应用,同时也是半导体器件设计和检测的关键设备。器件与仪器交替领先,互相促进并制约着另一方的发展。现阶段行业测量仪器略微领先,半导体工艺陷入瓶颈。一旦突破该瓶颈,测量仪器将迎来又一个快速增长期。

在下游应用领域方面,由于电子测量仪器是基础类设备,广泛应用于国民经济的各个领域,因此诸如5G、物联网、新基建、消费电子等行业的蓬勃发展将为电子测量仪器带来稳定的需求增长。

5G方面,政府工作报告提出,将加强数字中国建设整体布局。建设数字信息基础设施,推进5G规模化应用,促进产业数字化转型,发展智慧城市、数字乡村。根据工信部统计数据,截至2022年3月,中国已累计建成开通5G基站超过1425万个,到2022年底力争超过200万座,打好网络基础,同时进一步扩大和丰富应用场景,鼓励更多的应用案例、应用场景、应用软件、应用实践涌现。

由于基于新的通信协议,无线通信产品将全部进行一轮革新,相关企业扩大生产将同步跟进采购软硬件辅助设备,必然引发电子测量仪器需求量激增。

物联网方面,成熟的电子测量设备可以缩短物联网产品的设计研发周期,加快产品迭代更新速度。根据是德科技《推进任务关键型物联网发展所需的重要技术》白皮书描述,在设备生态系统中,早期研发阶段的最佳工具选择包括电池消耗分析、信号完整性测试、电源完整性测试、无线一致性测试、EMC一致性测试等。

新基建方面,以新基建为典型的交通基础设施建设同样为电子测量仪器行业提供驱动作用。在中国制造 2025
的大背景下,国家重点推进道路交通重大工程建设,提出智慧工地等新基建概念。向土建行业引入电子计算机控制技术,标志着传统行业与新科技行业的有机融合,为电子测量孕育了新的土壤。

——电子测量仪器行业发展趋势

中国电子测量仪器行业未来主要的发展趋势有:销售渠道线上化、射频测试需求大幅增加以及国产化替代进程加速。

销售渠道线上化方面,国内厂商主要通过经销商和直销的两种方式向终端客户供货。由于国内外下游客户市场存在市场特性、文化、习俗、语言等方面差异的限制,厂家主要以经销商的模式进行销售。企业借助经销商地理优势与优质的渠道将产品送至终端客户手中。随着电商的高速发展,网上销售的渠道显著增多。各大企业逐渐正在逐渐扩展网络直销渠道,通过亚马逊、阿里巴巴、京东等网络电商平台对消费类客户进行销售。

射频测试需求大幅增加方面,受到5G、半导体、人工智能、新能源、航空航天等行业驱动,新技术和新产品层出不穷,新的测试测量需求不断涌现,尤其是在射频测试方面,需求将大幅增加。

国产化替代进程加速方面,受国内需求持续稳定增长、国际形势日益复杂以及高端仪器自主可控的政策要求等多方面因素的影响,国产化替代势在必行。

国际形势日益复杂方面,高性能的ADC、DAC、FPGA等芯片是电子测量仪器的关键零部件,但目前高性能芯片供应商仍然以德州仪器、赛灵思、英特尔等国外企业为主。2020年5月15日,美国商务部修改其长期使用的外国生产的直接产品规则和实体清单,限制中国企业采购半导体产品、技术和相关软件,间接加重了国内企业购买原材料和设备的相关成本。

高端仪器自主可控的政策要求方面,2021年5月召开的中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会指出,科技攻关要坚持问题导向,奔着最紧急、最紧迫的问题去。要从国家急迫需要和长远需求出发,在石油天然气、基础原材料、高端芯片、工业软件、农作物种子、科学试验用仪器设备、化学制剂等方面关键核心技术上全力攻坚。

2021年12月,中华人民共和国主席签发《中华人民共和国主席令(第一〇三号)》,《中华人民共和国科学技术进步法》修订通过,大力推进采购国产仪器,推动科学仪器设备的发展刻不容缓。

目前,已经有部分企业走在了高端测量仪器国产化浪潮的前列,例如成都玖锦在高端科研仪器设备领域,攻克了多项关键核心技术,特别是在50GHz矢量信号分析仪(频谱分析仪)、50GHz矢量网络分析仪以及3GHz射频阻抗分析仪方面,各项技术全面对标国际一线品牌同类仪器指标,且产品软硬件均为自主设计研发,具备模块级和板卡级自主可控。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国电子测量仪器行业市场前瞻与投资规划深度分析报告

手持示波器和电子波器都是用于检测电子电路信号的便携式仪器,但两者有以下主要区别:1 功能不同。示波器主要用于观测信号波形,可以显示信号的幅值、周期、频率等信息。
电子波器主要用于测量信号参数,如频率、周期、占空比、幅值等。示波器侧重波形观测,电子波器侧重参数测量。2 精度不同。一般来说,电子波器的测量精度较高,误差在05%以内。示波器由于屏幕像素限制,测量精度较低,只能达到5%左右。电子波器更适合工程技术人员或生产线使用。3 屏幕不同。示波器使用波形显示屏,可以直接观察到信号的波形图像。电子波器使用数值或条形显示屏,只能显示测量的参数数值或进度。示波器更直观,更适合教学或调试使用。4 *** 作方式不同。示波器一般通过控制面板上的旋钮或电位器来控制, *** 作较为简单直观。电子波器多通过菜单与功能键实现设置, *** 作比较复杂,需要一定的学习成本。5 其他参数不同。两种仪器在输入阻抗、频率响应、灵敏度等技术指标上也存在差异。电子波器的相关指标要高于示波器。所以综上,手持示波器与电子波器虽然都是测量信号的便携工具,但在功能、精度、使用场景等方面有较大区别。
根据具体需求可选择使用其中一种,或同时配置两种以达到更广泛的测试与测量目的。希望这个说明能帮助您理解手持示波器与电子波器的异同,在选购或使用时作出正确判断。

穆尔模块是一种基本逻辑门电路,可用于实现各种逻辑功能。其配置方法如下:
1 确定电源电压:穆尔模块需要使用电源进行工作。
2 确定输入端口:根据需要实现的逻辑功能确定输入端口数量。每个输入端口都需要连接到电路中的某个信号源,如开关或编码器。
3 确定输出端口:根据需要实现的逻辑功能确定输出端口数量。每个输出端口都可以连接到电路中的某个负载,如 LED 灯或驱动器。
4 确定器件类型:根据需要实现的逻辑功能选取对应的穆尔模块器件类型,如双反相器、三反相器、四反相器等。
5 连接电路:根据器件的管脚布局,将器件连接到电路中。通常输入端口需要连接到器件的输入管脚,输出端口需要连接到器件的输出管脚。
6 检查电路:连好电路后,需要检查一遍电路是否正确,包括电源是否接好,输入端口是否连接正确,输出端口是否连接到正确位置等。
7 调试电路:在接通电源之前,需要检查一遍电路是否存在问题,并通过万用表或示波器等测试工具进行调试。
如果调试成功,那么穆尔模块就可以开始工作了,可以通过输入端口的状态进行逻辑运算,并将结果输出到对应的输出端口。需要注意的是,穆尔模块和其他逻辑门电路一样,都需要正确的连接和调试才能正常工作。

中证网讯(王珞)普源精电作为行业内具有电子测量仪器芯片自主研发能力的高新技术企业,公司专注于通用电子测量仪器领域的前沿技术开发与突破,以通用电子测量仪器的研发、生产和销售为主要业务,依托二十余年的发展,公司已累积起先进的芯片技术优势与丰富的生产制造经验,新产品、新技术、新工艺的研究和开发方面始终走在行业前列,致力成为全球领先的测试和测量仪器及解决方案的提供商。

政策加码 行业成长空间大

电子测量仪器作为现代工业的基础设备,不仅是国民经济的重要组成部分,更是国家 科技 行业发展的重要推动力。由于我国本土电子测量行业起步较晚,与国际水平相比,在产品结构、高端产品的技术水平、市场份额等方面仍存在较大差距,产品主要集中在中低端,而中高端产品长期依赖进口。

受益于近年来国家政策的大力支持和下游产业的快速发展,中国的电子测量仪器行业高速发展。数据显示,中国电子测量仪器的市场规模由2016年的2872亿美元增至2020年的4808亿美元,预计2021年其市场规模将增至5039亿美元,2022年将进一步达到5314亿美元。同时,国产电子测量仪器行业中也涌现出以普源精电为代表的众多优质企业。

加快技术研发

我国电子测量仪器市场想要摆脱对进口中高端产品的依赖,便要解决高端技术“卡脖子”难题。以数字示波器为例,带宽决定了示波器所能检测到的信号频率范围。而实时采样率与带宽密切相关,其直接影响信号波形的还原程度。最高带宽和实时采样率越高,其技术难度越高,应用领域越丰富,产品价格也越昂贵。芯片技术则是突破数字示波器技术壁垒的关键所在。

目前,普源精电是国内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企业。其2017年发布的“凤凰座”示波器芯片组可实现最高5GHz带宽、20GSa/s采样率,使得公司成为国内首家通过搭载自研芯片实现高端数字示波器(4GHz带宽,20GSa/s采样率)产业化的企业。

2021年,普源精电发布的DS70000系列最新高端数字示波器充分发挥“凤凰座”示波器专用芯片组的卓越性能,将带宽升级至5GHz。

值得一提的是,普源精电全部高端数字示波器与部分中端数字示波器均使用自研核心芯片组。普源精电搭载自研芯片产品的销售额占比逐年提升。

据悉,普源精电从成立之初便十分重视技术研发与创新,其研发费用率一直处于行业前列,且逐年上升。数据显示,2021年上半年普源精电可比公司德 科技 、固纬电子、鼎阳 科技 研发费用率分别为1699%、896%、1091%,而普源精电研发费用率达2391%,明显高于行业平均水平。

聚焦教育科研

电子测量仪器对国民经济有着至关重要的辅助和促进作用,行业产业链广泛,上中下游企业丰富,为国内电子测试仪器企业带来发展机遇。作为行业排头先锋,普源精电的主要产品已在时域和频域测试测量应用方向上实现多元化行业覆盖,为教育与科研、工业生产、通信行业、交通与能源、消费电子等各行业提供科学研究、产品研发与生产制造的测试测量保障。公司的产品更是对国家新一代信息技术产业、高端装备制造产业、新能源 汽车 产业、新能源产业等战略性新兴产业发展形成重要支撑作用。

市场份额持续扩大 加速走向世界舞台

国际电子测量仪器行业巨头主要有是德 科技 、泰克、力科、罗德与施瓦茨等,其电子测量仪器种类较为齐全或产品性能突出。国内市场参与电子测量仪器市场竞争的企业除上述海外企业外,还包括普源精电、电科思仪、固纬电子、鼎阳 科技 等。

数据显示,国产电子测量仪器龙头普源精电体量较大,2018年、2019年、2020年营收分别为292亿元、3亿元、354亿元,2021年公司实现营业收入484亿元,同比增长3663%。

根据Frost&Sullivan《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》,2019年中国数字示波器市场规模约为2656亿元。根据普源精电2019年国内市场数字示波器营业收入057亿元进行测算,普源精电在中国数字示波器市场占有率约为215%。根据 Frost&Sullivan 测算,2019年普源精电主要竞争对手在国内数字示波器市场中根据销售额排序,是德 科技 国内市场占有率为198%;泰克国内市场占有率为138%;罗德与施瓦茨国内市场占有率为44%;力科国内市场占有率为37%。

公开信息披露,2018年、2019年、2020年、2021年上半年,鼎阳 科技 数字示波器全球销售额分别为090亿元、105亿元、116亿元、073亿元。普源精电数字示波器全球销售额分别为131亿元、135亿元、176亿元、107亿元。据悉,普源精电2020年数字示波器销售额实现3079%,大幅突破的因素主要为基于自研示波器芯片组的中高端数字示波器的销售额提升。由此可见,公司在国内电子测量仪器厂商中具有一定的市场地位,在国内数字示波器厂商中处于行业前列。

坚持 科技 创新升级

未来,普源精电将继续专注于通用电子测量领域,顺应5G商业化、物联网、 汽车 电子、消费电子等新兴应用领域发展趋势,不断挖掘下游潜在市场,通过自身在通用电子测量仪器核心芯片及算法技术研究和技术积累,持续推进高端产品和新产品的研发和产业化,缩小与国际领先企业的差距,通过产品的改进和升级,更好地满足境内外客户对高性能测量仪器的需求,加快拓展应用领域及下游客户覆盖范围,积极融入全球化的竞争格局。

看参数是1102CAL更好些。1102CAL:带宽100MHZ;双通道+1个外触发通道;实时采样率1GSa/s;等效采样率50GSa/s;存储深度:单通道40K,双通道20K; 1102C参数:带宽100MHZ;双通道+1个外触发通道;最高实时采样率500MSa/s;等效采样率50GSa/s;存储深度:单通道4K,
我这里有的。

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57%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397%,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305%和298%。

——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263万亿元;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13万亿元;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2992%,2020年选取企业射频三大件相关业务营收增长2441%;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265GHz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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