1、電子測量儀器可分為通用儀器及專用儀器
◆ 電子測量儀器為利用電子技術(shù)來進(jìn)行測量的裝置。電子測量儀器作用是測試電信號,由于非電的物理量可以通過各種傳感器較容易地轉(zhuǎn)換成電信號,而電信號又容易傳送和控制,所以使其成為應(yīng)用最廣的信號。
◆ 電子測量儀器種類眾多,按照使用領(lǐng)域的不同可分為通用儀器和專用儀器。其中通用電子測量儀器應(yīng)用范圍廣且下游的需求量大。專用儀器以某一個或幾個專用功能為目的,設(shè)計(jì)制造難度極高,應(yīng)用領(lǐng)域較小,但在某些細(xì)分領(lǐng)域不可或缺。通用電子測量儀器是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備,也是電子工業(yè)發(fā)展和國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性重要產(chǎn)業(yè)之一。通用電子測量儀器按照其基礎(chǔ)測試功能,可劃分為示波器、射頻類儀器、波形發(fā)生器、電源與電子負(fù)載及其他儀器。
2、國內(nèi)電子測量儀器市場空間或超400億元
◆ 根據(jù)思瀚產(chǎn)業(yè)研究院顯示,全球電子測量儀器行業(yè)市場規(guī)模由2019年的137.39億美元增長到2022年的146.1億美元,年均復(fù)合增長率為2.1%;2023年市場規(guī)模約為153.8億美元,同比增長5.3%。根據(jù)預(yù)測,2024年全球電子測量儀器市場規(guī)模將達(dá)163.07億美元。
◆ 而國內(nèi)增速快于海外。受益于國家政策的大力支持,智能制造、5G通信、汽車電子等下游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,我國電子測量儀器市場規(guī)模將不斷增長。我國電子測量儀器行業(yè)市場規(guī)模由2019年的308.54億元增長到2022年的355.51億元,年均復(fù)合增長率為4.8%;2023年市場規(guī)模約為377.78億元,同比增長6.3%。思瀚產(chǎn)業(yè)研究院分析師預(yù)測,2024年中國電子測量儀器市場規(guī)模將達(dá)403.07億元。以此計(jì)算,中國市場約占全球市場的35%。
◆ 其中,高端電子測量儀器一直是國際廠商是德( Keysight )、羅德與施瓦茨( R&S )、泰克( Tektronix )、NI的天下,一度占據(jù)中國市場90%的份額。
3、射頻類儀器及示波器占比最高,下游應(yīng)用以IT和通信為主
◆ 從電子測量儀器細(xì)分市場來看,示波器及射頻器為通用類電測儀器占比最高的兩類電測產(chǎn)品,整體電測市場產(chǎn)品較為分散。中國射頻類儀器以14.11%的份額占據(jù)主導(dǎo)地位,示波器緊隨其后,占比為9.51%,電源與電子負(fù)載占6.49%,波形儀器占2.22%。
◆ 從電子測量儀器的下游應(yīng)用領(lǐng)域來看,市場呈現(xiàn)較為集中的特點(diǎn)。其中IT和通信行業(yè)占比最高,達(dá)到47%,其次是消費(fèi)電子、汽車、航空和國防,占比依次為26%、16%和6%。
4、示波器市場空間穩(wěn)中有升
◆ 示波器是一種用途廣泛、易于使用、功能強(qiáng)大的電子測量儀器,屬于信號分析類儀器的一種,用于觀測、分析和記錄各種電信號的變化。示波器可觀察信號幅度隨時間變化的波形曲線,也可實(shí)現(xiàn)電壓、電流、頻率、相位、幅度等基本電氣參數(shù)的測量。示波器的基本構(gòu)成包括垂直系統(tǒng)、水平系統(tǒng)、觸發(fā)系統(tǒng)及分析顯示系統(tǒng)四個部分。
◆ 根據(jù)思瀚產(chǎn)業(yè)研究院,國內(nèi)示波器市場規(guī)模近年來穩(wěn)中有升,2020年約為4.4億美元,同比增長7.32%,預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模將提升至6.5億美元(約人民幣47億元)。
◆ 我國頻譜儀行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,從2015年的10.64億元到2024年的29.58億元,年復(fù)合增長率為12%。目前,國內(nèi)企業(yè)頻譜儀產(chǎn)品主要集中在中低端領(lǐng)域,近幾年隨著市場需求的增長,國內(nèi)頻譜儀行業(yè)產(chǎn)能快速增長。
5、示波器:進(jìn)口以高端市場為主
◆ 在海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中,將示波器分為了測試頻率<300MHz的通用示波器(中低端)和其他示波器(高端)。其中,高端示波器進(jìn)口單價十倍于中低端示波器。根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù),我國示波器進(jìn)口長期以高端示波器為主:2020~2024年間進(jìn)口高端示波器占比均在85%以上,但占比逐漸縮小,體現(xiàn)出我國目前高端示波器仍是進(jìn)口主力產(chǎn)品,但隨著國產(chǎn)化不斷推進(jìn),占比逐漸降低。
6、示波器及頻譜儀:高端設(shè)備仍以進(jìn)口設(shè)備為主
◆ 根據(jù)普源精電,按照帶寬進(jìn)行分類,帶寬在4GHZ以下的示波器市場份額僅為10%,而帶寬在13GHz 以上的示波器市場份額達(dá)到70%(4GHz以下約占10%;4GHz~13GHz(不含)約占 20%;13GHz-33GHz(不含)約占 30%;33GHz-60GHz(不含)約占 20%;60GHz-110GHz 約占 20%)。高帶寬數(shù)字示波器具有更大市場規(guī)模,海外廠商憑借著示波器的高帶寬優(yōu)勢,壟斷行業(yè)多數(shù)市場份額。
◆ 國內(nèi)示波器市場被幾家國際品牌主導(dǎo),如是德科技、泰克等,它們在中國市場的份額合計(jì)超過 50%。2019 年,國外龍頭企業(yè)是德科技國內(nèi)數(shù)字示波器市場份額為 19.8%,泰克國內(nèi)數(shù)字示波器市場份額為 13.8%。領(lǐng)先企業(yè)是德科技、泰克及力科均為美國企業(yè)。
◆ 上游芯片為示波器行業(yè)核心壁壘,國內(nèi)外廠商示波器性能差距大。由于2GHz帶寬以上示波器核心芯片無法通過公開市場進(jìn)行采購,國內(nèi)示波器廠商主要集中在中低端示波器產(chǎn)品領(lǐng)域。
7、 示波器及頻譜儀:高端設(shè)備壁壘較高
◆ 以110GHz帶寬示波器為例。示波器為實(shí)現(xiàn) 110GHz 帶寬下的上升時間 < 3.2ps(0.35 / 帶寬),需解決寄生參數(shù)補(bǔ)償(如探頭電容 <0.1pF)、阻抗均勻性(PCB 每層阻抗誤差 < 1%)和信號完整性仿真(需使用 Keysight ADS 進(jìn)行全鏈路電磁仿真,單次仿真耗時數(shù)小時)。僅前端設(shè)計(jì)就需 5 0 人團(tuán)隊(duì)耗時 3 年,研發(fā)成本超過 2 億美元。此外,是德科技在超寬帶示波器領(lǐng)域擁有>500 項(xiàng)專利,涉及實(shí)時采樣架構(gòu)、噪聲抑制算法等,技術(shù)獨(dú)占性強(qiáng)。且高端示波器主要服務(wù)于“高價值密度”場景,主要用于 高速數(shù)字電路調(diào)試(如400G/800G 以太網(wǎng)、PCIe 6.0 信號完整性分析),用戶為半導(dǎo)體晶圓廠、高速 PCB 設(shè)計(jì)公司,單客戶采購量?。瓴少徚?<100 臺),但對精度要求苛刻(如眼圖模板測試通過率需> 99.99%),廠商需為每個客戶提供定制化校準(zhǔn)服務(wù)(如高溫 / 低溫補(bǔ)償曲線),邊際成本極高。
◆ 是德科技、力科、泰克三家海外頭部廠商示波器產(chǎn)品最高帶寬分別達(dá)到110GHZ、100GHz和33GHz。國內(nèi)廠商處于領(lǐng)先地位的是普源精電、鼎陽科技及優(yōu)利德,但與國外公司仍有較大差距。隨著中國加大對上游ADC芯片、FPGA等領(lǐng)域的投資,國內(nèi)示波器廠商正逐漸從經(jīng)濟(jì)型示波器向中高端型市場發(fā)展。國內(nèi)已經(jīng)有示波器廠商通過自研示波器核心芯片,特別是在模擬前端芯片和ADC芯片上,具有了自主研發(fā)芯片的能力,突破了帶寬和采樣率的技術(shù)壁壘,突破了示波器4GHz帶寬、20GSa/s采樣率的技術(shù)限制,初步具備在高端型4GHz以上帶寬市場與國外龍頭廠商競爭的能力。
8、模塊化產(chǎn)品線有助于協(xié)同銷售
◆ 示波器和號稱射頻三大件的頻譜分析儀、信號發(fā)生器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是射頻微波測試的主要四大類儀器。隨著客戶需求的不斷提升,單一測量功能的儀器很難滿足用戶的基本測量要求,越來越多的企業(yè)要求將多個測量功能分模塊封裝,再根據(jù)需求進(jìn)行模塊化調(diào)用。模塊化結(jié)構(gòu)通過共享的元器件、高速總線和用戶自定義的開放式軟件,將整個系統(tǒng)打造成多功能平臺。其通過不同的軟件功能,可以實(shí)現(xiàn)諸如示波器、頻譜/信號分析儀、任意波形發(fā)生器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等不同功能,提高客戶使用效率,增強(qiáng)技術(shù)復(fù)用性,滿足多功能自動化的測量要求。
◆ 示波器價格較頻譜儀及信號發(fā)生器更貴,因此我們認(rèn)為當(dāng)前下游客戶的選擇不僅僅要考慮廠商的綜合能力,示波器的技術(shù)水平是決定實(shí)驗(yàn)室采購品牌的主要原因。同樣高頻的頻譜和信號分析儀卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于示波器的價格,以近期高校采購為例,華東師范大學(xué)擬采購的110GHz信號和頻譜分析儀預(yù)算金額是345萬元,而59GHz示波器預(yù)算是753.3萬元,清華大學(xué)采購80GHz示波器預(yù)算金額是1324萬元。因此我們認(rèn)為,在實(shí)驗(yàn)室需要配套購買的前提下(考慮軟件的通用性等),示波器的技術(shù)水平及性價比有較為重要的作用。