在近些年,受益于中国政策的大力支持,智能制造、5G商用化推广、新能源汽车等下游产业的快速发展,中国的电子测量仪器市场在近几年高速增长。电子测量仪器是什么,市场发展现状如何,产业链参与者以及产业链下游应用场景包含哪些呢?
电子测量仪器市场发展现状
电子测量是利用电子技术来进行测量的方法。随着电子科学技术的发展,由于电子测量的一系列优点,许多物理量都可设法通过一定的传感器变换成电信号,再利用电子技术的方法进行测量。现代化科学技术和现代化大生产中大部分要求精密和准确测量的内容通常都可运用电子测量的方法来实现。狭义来说,电子测量是在电子领域测量有关的电量值,如电压、电流、功率、各种不同的波形、信号频谱、各种元件和电路参数等。
电子测量仪器种类众多,按照使用领域的不同可分为通用仪器和专用仪器。专用仪器以某一个或几个专用功能为目的,设计制造难度极高,应用领域较小,但在某些细分领域不可或缺,如光纤测试仪器、电磁兼容EMC测试设备等。通用电子测量仪器是现代工业的基础设备,也是电子工业发展和国家战略性、基础性重要产业之一,应用场景广泛且需求量大。通用电子测量仪器按照其基础测试功能,可划分为几大类:分别是任意波形发生器、示波器、射频类产品、稳定电源类产品和其他。
图1 . 电子测量仪器分类
资料来源:专业论文、专家访谈、沙利文
上下游产业链及参与者
上游供应商
电子测量仪器行业上游供应商主要有芯片厂商、各类电子元器件厂商、结构加工组装厂和其他原材料供应商等。
芯片是电子测量仪器基本功能的模块化整合,是实现测量及相关处理功能的重要核心单元。高性能的芯片提供给用户优质的接口,便于用户将芯片集成在自己的产品中发挥作用。由于芯片研发周期长、设计难度大,电子测量仪器企业难以承担自身产品芯片的开发,需要与上游芯片厂商合作。从芯片产品的设计制造流程看,芯片厂商承担芯片设计、芯片制造、芯片封装测试等职能。芯片设计指按照客户需求设计出芯片电路图,包括电路设计、逻辑设计、图形设计等子环节;芯片制造指将设计好的电路图移植到晶圆上,从而形成完善的物理电路,包括掩模制作、切片、扩散、光刻、刻蚀、离子注入等环节;芯片封装测试指将生产出来的晶圆进行切割、焊线、塑封等处理,使芯片与外部器件实现链接,再进行性能测试。
结构加工厂是电子测量仪器企业不可缺少的上游厂商。电子测量仪器作为精密电控设备,其生产制造过程中使用的各类工艺,如压铸、模具、零件等,都有较高的质量要求。加工工艺的标准化和高质量拉高行业准入门槛,测量仪器服务商难以负担大批量的加工和组装工作,因此催生了上游加工组装厂。
图2 . 电子测量仪器行业产业链分析
资料来源:专家访谈、沙利文
其他原材料,如铁氧体粉、磁芯、瓷心、铜线、溶剂、包装编带、漆包线等,同样对电子测量仪器产品的生产起重要作用。
受近年国际形势和中美贸易战等影响,美国企业对中国限制产品和技术出口,上游企业中的芯片供应商和部分高端元器件供应商产生巨大波动,对国内电子测量仪器中游服务商产生较大影响。为此,已有部分先去企业开始走上自主研发芯片的征程
中游服务商
电子测量仪器行业中游企业即设计、生产和销售电子测量仪器并提供售后服务的服务商。当前全球电子测量仪器行业中游企业体量跨度巨大,营业额从十万级到十亿级不等。这一方面是由于不同企业在产品技术积累和市场推广上存在较大差距,另一方面是由于测量仪器产品本身单品价格跨度极大。以示波器为例,低端示波器售价可低至一千元人民币,高端示波器售价高达数十万美元,部分射频类分析仪设备价格更加昂贵。高价源于其产品本身极高的技术难度,普通企业和行业内巨头企业差距较大。
下游客户
电子测量仪器行业下游即应用市场。电子测量仪器客户群极其广泛,所有与电子设备有关的企业,几乎都需要使用电子测量仪器。典型的下游应用领域主要有以下几大类:
(1) 教育
电子测量仪器的一大输出市场是教育用品。全国高校的理工科相关专业都开设电子信息类基础课程,并设置相配套的实验课程,尤其重视实践教学在完整教学计划中所占的比重。电子电工实践、数字电路、模拟电路、信号与系统、自动控制技术、计算机网络基础等数十门课程贯穿理工科专业教学全阶段,其所教授的知识和技能对理工科学生终身职业素质的培养具有极其重要的指导和引领作用。
除理工类高校教学之外,高中甚至义务教育中小学也已逐渐提高了电子测量实验所占的比重。全国大部分城市的高中升学考试已经引入了物理、化学、生物实验,并计入升学考试总分。飞速扩大的普及面带来巨大的市场需求,教育已经成为电子测量仪器最重要的市场版图之一。
(2) 工业生产
在现代工业产业链条中,从产品基础原件到整机的研究、实验、分析、设计、加工、装备、调试、检验、鉴定和应用的各个环节都需要使用电子测量仪器进行辅助,几乎所有制造业企业都有潜质成为电子测量仪器服务商的客户。
以典型的汽车行业为例,作为传统机械产品,汽车设计、生产、检验过程中的全过程都需要使用电子测量仪器进行辅助。现如今,汽车产品已经从单纯的代步工具逐步向“人类第三空间”进行过渡。随着汽车技术的发展和汽车新四化理念的不断推进,汽车电子、车联网、无人驾驶等领域对电子计算机技术提出更高要求,更多的汽车相关产业加入电子测量仪器服务商下游客户群。以车联网行业为例,2018年后,新出厂乘用车车载计算机安装比例(车联网前装渗透率)大幅上升,为电子测量仪器企业提供更多商机。
(3) 通信行业
信息通信行业同样是电子测量仪器服务商的重要战场。随着5G等技术的逐渐落实,无线通信技术成果激增,即将迎来新一轮的爆发期,电子测量仪器也将进一步向高端方向发展。示波器、任意波形发生器等普及率高的常见设备向更高频率、更高带宽发展,更具技术难度的频谱分析仪、网络分析仪等射频类设备也将拥有更多应用场景。
(4) 研究所与国防
受中美贸易战影响,电子计算机和信息通信领域企业近年受到了不同程度的波及。美国限制一系列高精技术芯片和相关电子元器件对中国的出口,使国内企业缺少必要的核心技术组件。在国防科技领域,各类武器的开发和试验都需要电子测量仪器的全程参与,军工项目同样是仪器行业的重要出口。为捍卫国家电子信息产业技术和商业自主权,由研究所牵头、企业协力,共同开发拥有完全自主知识产权的电子信息类产品,研究和开发过程中使用的电子测量仪器同样也需要加速产品迭代和国产替代。
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