頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡分析儀、射頻信號發(fā)生器并稱為射頻三大件,受益于近年來 5G 商用化進程、新基建工程、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速推進,中國射頻三大件市場規(guī)??焖僭鲩L,且規(guī)模增速快于全球市場。同時,射頻三大件持續(xù)發(fā)揮著 " 小口徑、大帶動 " 的作用,通過自身的技術進步,帶動下游 5G、半導體、物聯(lián)網(wǎng)等萬億級市場的進一步發(fā)展。
同時,隨著中國市場的快速發(fā)展,國產(chǎn)替代已經(jīng)成為大勢所趨,如成都玖錦等國內(nèi)廠商紛紛通過突破技術壁壘、傾力品牌打造、重視市場培育與建設等手段走出一條可持續(xù)發(fā)展的國產(chǎn)化替代之路。
1、中國射頻三大件市場發(fā)展現(xiàn)狀
——射頻三大件 ( 頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡分析儀、射頻信號發(fā)生器 ) 概述
◆ 頻譜分析儀
根據(jù)國家標準《GB/T 11461-2013 頻譜分析儀通用規(guī)范》,頻譜分析儀是能夠在頻域上有效地顯示出構(gòu)成時域信號的各個單獨頻譜分量 ( 正弦波 ) 的儀器。
頻譜分析儀能夠以模擬或數(shù)字方式顯示信號的頻域特性,實現(xiàn)信號失真度、調(diào)制度、穩(wěn)定度等參數(shù)的測量,在射頻領域有 " 射頻萬用表 " 的美稱。傳統(tǒng)的頻譜分析儀基于 " 掃頻式 " 原理,前端電路是一定帶寬內(nèi)可調(diào)諧的接收機,輸入信號經(jīng)變頻器變頻后由濾波器輸出,濾波輸出作為垂直分量,頻率作為水平分量,在示波器屏幕上繪出坐標圖,就是輸入信號的頻譜圖。隨著集成電路技術、快速 A/D 變換技術、頻率合成技術、數(shù)字信號處理技術、微處理器技術的飛速發(fā)展,頻譜分析儀無論從功能還是性能都得到了極大的擴展和提升。
現(xiàn)代的高端頻譜分析儀采用了快速傅里葉變換技術,這種技術一方面將被測信號分解成分立的頻率分量,達到與傳統(tǒng)頻譜分析儀同樣的結(jié)果,另一方面將被測信號數(shù)字化,使得頻譜分析儀具備了矢量信號分析功能和實時頻譜分析功能?;诖耍斀竦念l譜分析儀也可稱為矢量信號分析儀 ( 或?qū)崟r頻譜分析儀 ) 。
在具體下游應用領域方面,矢量信號分析儀廣泛應用于衛(wèi)星通訊、雷達、頻譜監(jiān)測、半導體、新能源、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、醫(yī)療電子、航空航天和國防、電子對抗、教育科研等行業(yè)。
◆ 矢量網(wǎng)絡分析儀
根據(jù)行業(yè)標準《SJ/T 11433-2012 矢量網(wǎng)絡分析儀通用規(guī)范》,矢量網(wǎng)絡分析儀是一種能完成復傳輸和復反射 S 參數(shù)測量和分析的儀器,能夠?qū)味丝?、兩端口或多端口網(wǎng)絡的 S 參數(shù)進行測量和分析,具有按某種誤差模型的要求,進行測量校準、自動修正誤差的能力。
矢量網(wǎng)絡分析儀結(jié)合了頻譜分析儀技術、信號發(fā)生器技術以及矢量網(wǎng)絡分析技術等各項技術,是射頻微波領域必備的測試測量儀器,并且是諸多行業(yè)專用儀器的基礎形態(tài)。
矢量網(wǎng)絡分析儀會利用自帶的信號發(fā)生器向物體內(nèi)部發(fā)射信號,再通過對折返的信號進行分析,獲取待測件的信息屬性。
◆ 射頻信號發(fā)生器
射頻信號發(fā)生器可在各種頻率上產(chǎn)生射頻信號,具有高光譜純度、穩(wěn)定的頻率和振幅,不僅可以生成任意波形信號,還可以將任意波形信號上變頻成射頻微波信號,是無線電設備和射頻微波器件研發(fā)、制造、維修、檢測的必要設備,具體功能包括生成矢量調(diào)制信號、電磁兼容、微波信號產(chǎn)生、時鐘測試和安規(guī)認證等。廣泛分布于通訊、半導體、新能源、汽車電子、醫(yī)療電子、消費電子、航空航天、教育科研等行業(yè)。
——射頻三大件市場規(guī)模穩(wěn)步增長,中國市場增速快于全球市場增速
隨著航空航天、5G 商用化、汽車智能化、物聯(lián)網(wǎng)、半導體等行業(yè)的快速發(fā)展,全球射頻三大件產(chǎn)品的市場需求快速增長。結(jié)合弗若斯特沙利文、Technavio 等機構(gòu)的統(tǒng)計測算數(shù)據(jù),測算 2021-2025 年全球射頻三大件市場規(guī)模年復合增長率在 5.7% 左右,到 2025 年全球射頻三大件市場規(guī)模將達到 270 億元左右。
注:市場規(guī)模口徑包含頻譜和網(wǎng)絡分析儀、信號發(fā)生器 ; 市場規(guī)模數(shù)據(jù)依據(jù) 2021 年人民幣與美元平均匯率進行換算。
在中國市場方面,受益于 5G 商用化進程、新基建工程、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速推進,中國射頻三大件市場在近幾年快速增長,且市場增速快于全球市場增速。結(jié)合 Technavio、弗若斯特沙利文、灼識咨詢等機構(gòu)測算數(shù)據(jù),測算 2021-2025 年中國射頻三大件市場規(guī)模年復合增長率在 8% 左右,到 2025 年中國射頻三大件市場規(guī)模將接近 100 億元。
根據(jù)灼識咨詢的統(tǒng)計測算數(shù)據(jù),在頻譜分析儀、網(wǎng)絡分析儀和信號發(fā)生器這三大產(chǎn)品構(gòu)成的市場中,頻譜分析儀市場占比最大,達到 39.7%,接近 40%; 信號發(fā)生器和矢量網(wǎng)絡分析儀市場占比相近,均在 30% 左右,具體占比分別為 30.5% 和 29.8%。
——射頻三大件帶動下游萬億級市場發(fā)展
射頻三大件與下游應用領域的發(fā)展是相輔相成的,射頻三大件本身市場規(guī)模雖然相對較小,但射頻三大件產(chǎn)品是下游應用領域發(fā)展所必須的基礎測量設備。
下游 5G 通信、商業(yè)航天、物聯(lián)網(wǎng)、半導體、毫米波雷達、衛(wèi)星通信等領域產(chǎn)品和技術的升級與發(fā)展需要更高性能的儀器來實現(xiàn)相關指標的測量與測試。射頻三大件產(chǎn)品可以對復雜的信號進行頻譜測量分析、頻譜監(jiān)測、調(diào)制與解調(diào)、電路網(wǎng)絡分析、電磁兼容測試等,并且能夠結(jié)合相關軟件為下游應用提供全面的測量測試解決方案。因此射頻三大件是典型的 " 小口徑,大帶動 " 產(chǎn)品,射頻三大件產(chǎn)品技術與性能的提升,將輻射帶動下游行業(yè)的快速發(fā)展。
典型下游應用領域的市場狀況方面,物聯(lián)網(wǎng)領域,根據(jù)賽迪統(tǒng)計測算數(shù)據(jù),2021 年中國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達到 2.63 萬億元 ;5G 領域,根據(jù)中國信息通信研究院統(tǒng)計測算數(shù)據(jù),2021 年 5G 直接帶動經(jīng)濟總產(chǎn)出 1.3 萬億元 ; 半導體領域,根據(jù)美國半導體行業(yè)協(xié)會 ( SIA ) 統(tǒng)計數(shù)據(jù),2021 年中國半導體行業(yè)銷售額達到 1925 億美元 ; 汽車電子領域,根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計測算數(shù)據(jù),2021 年中國汽車電子市場規(guī)模達到 8894 億元 ; 衛(wèi)星通信領域,根據(jù)賽迪無線電管理研究所統(tǒng)計測算數(shù)據(jù),測算 2021 年中國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模在 900 億元左右。
在應用場景方面,射頻信號發(fā)生器是對無線電信號進行測量的必備手段,在高頻率范圍的信號中應用尤其廣泛 ; 頻譜和矢量網(wǎng)絡分析儀方面,主要用于研發(fā)、生產(chǎn)測試、現(xiàn)場維護和教育教學等,高端產(chǎn)品主要應用在高性能射頻器件開發(fā)、毫米波通信系統(tǒng)和前沿研究。
從具體的應用領域來看,射頻三大件的下游應用行業(yè)基本相同,具體包括半導體、消費電子、移動通信、汽車電子、自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、國防與航空航天、科研與教育等,其中多個下游應用行業(yè)加速發(fā)展,有望催化測量儀器需求的高速增長。
2、中國射頻三大件市場競爭格局
——產(chǎn)品技術端:國內(nèi)廠商實現(xiàn)了高端化突破,電科思儀和成都玖錦處于第一梯隊
近年來,國內(nèi)廠商在產(chǎn)品方面實現(xiàn)了高端化突破。成都玖錦、電科思儀等國內(nèi)高端產(chǎn)品廠商信號發(fā)生器、信號分析儀和矢量網(wǎng)絡分析儀等產(chǎn)品均突破了 50GHz,均可對標國際一線品牌同類儀器指標。
綜合來看,在射頻三大件方面,國內(nèi)廠商與國外廠商的技術水平差距已然不大,部分國內(nèi)廠商具備一定的實力與國外廠商進行橫向比較。
在具體企業(yè)的產(chǎn)品性能方面,電科思儀在射頻三大件產(chǎn)品中均代表了國內(nèi)廠商的最高水平,其次是成都玖錦,其射頻三大件產(chǎn)品性能緊隨其后,均接近國內(nèi)廠商的最高水平。
根據(jù)國內(nèi)企業(yè)各產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊以及企業(yè)公告等公開資料的整理和分析,對中國射頻三大件市場相關企業(yè)進行了技術層面的競爭格局劃分。電科思儀和成都玖錦處于產(chǎn)品性能的第一梯隊,鼎陽科技、普源精電、創(chuàng)遠儀器、優(yōu)利德等企業(yè)位于產(chǎn)品性能的第二梯隊。
——市場布局端:國內(nèi)廠商緊抓窗口機遇期,基本實現(xiàn)了高中低端市場的全面覆蓋
市場端方面,新冠疫情帶來的全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)為國內(nèi)廠商帶來了窗口機遇期,國內(nèi)廠商例如普源精電、鼎陽科技、優(yōu)利德等,紛紛通過 IPO 募集資金,以期抓住機會窗口,進一步擴大在國內(nèi)市場的影響力。
在原本外國廠商壟斷的高端市場實現(xiàn)國產(chǎn)化突破之后,以電科思儀、成都玖錦、鼎陽科技、普源精電等企業(yè)為代表的國內(nèi)廠商已經(jīng)基本實現(xiàn)了國內(nèi)高中低端市場的全面覆蓋。
——市場競爭端:上市企業(yè)營收快速增長,國內(nèi)廠商地位不斷提升,高端產(chǎn)品市場替代空間更為廣闊
此處選取了電子測量儀器行業(yè)中對射頻三大件相關業(yè)務進行數(shù)據(jù)披露的企業(yè)進行匯總分析,普源精電采用其射頻類儀器業(yè)務營收,鼎陽科技采用其波形和信號發(fā)生器、頻譜和矢量網(wǎng)絡分析儀業(yè)務營收,創(chuàng)遠儀器采用其信號分析與頻譜分析、矢量網(wǎng)絡分析業(yè)務營收。
通過匯總發(fā)現(xiàn),2018-2020 年選取企業(yè)射頻三大件相關業(yè)務增長勢頭迅猛,2019 年選取企業(yè)射頻三大件相關業(yè)務營收增長 29.92%,2020 年選取企業(yè)射頻三大件相關業(yè)務營收增長 24.41%; 與此同時,選取企業(yè)射頻三大件相關業(yè)務在中國市場中的占比也逐年提升。綜合以上數(shù)據(jù),從一定程度上說明了中國市場中國內(nèi)廠商的市場地位在不斷提升。
注:普源精電與鼎陽科技尚未發(fā)布 2021 年整年細分產(chǎn)品數(shù)據(jù),因此此處 2021 年數(shù)據(jù)僅包含普源精電和鼎陽科技相關業(yè)務的 2021 年上半年數(shù)據(jù)。
根據(jù)弗若斯特沙利文的統(tǒng)計及測算數(shù)據(jù),在整個中國電子測量儀器市場中,是德科技、羅德與施瓦茨、安立、泰克、力科等國外廠商的市場份額總和在 40% 左右,由于高端產(chǎn)品市場幾乎被國外廠商壟斷,由此可見在高端產(chǎn)品市場,國外廠商的市場份額遠在 40% 以上。
上述上市公司產(chǎn)品主要定位于中端,但除此之外,國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)高端化突破的企業(yè),例如電科思儀、成都玖錦等,目前并未上市,其信號發(fā)生器、信號分析儀和矢量網(wǎng)絡分析儀等產(chǎn)品均突破了 50GHz,均可對標國際一線品牌同類儀器指標,已經(jīng)成為了國外廠商在中國高端產(chǎn)品市場的直接競爭對手,因此在高端射頻三大件產(chǎn)品領域,存在著廣闊的競爭與國產(chǎn)化替代空間。
3、中國射頻三大件國產(chǎn)替代路徑:國產(chǎn)替代已是大勢所趨,國內(nèi)廠商如何破局
——突破技術壁壘
射頻信號發(fā)生器、頻譜和矢量網(wǎng)絡分析儀技術核心主要基于射頻微波電路和數(shù)字信號處理等學科,產(chǎn)品主要的技術門檻在于射頻微波電路設計以及數(shù)字信號分析算法、軟件平臺等,涉及到較多的微波電磁波和通信理論,應用的射頻芯片技術復雜且成本較高,前期研發(fā)投入大。
與此同時,隨著 5G 通信、雷達、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、衛(wèi)星通信等下游應用領域的快速發(fā)展,使得頻域信號測量的應用范圍得到擴展,下游應用領域?qū)τ陬l域測量儀器的性能提出了更高的要求,因此要實現(xiàn)國產(chǎn)替代,必須需要突破中高端射頻三大件產(chǎn)品的技術壁壘 ,例如當產(chǎn)品達到 26.5GHz 的測量頻率范圍后,產(chǎn)品的射頻芯片、射頻材料、射頻連接、微波仿真、微組裝電路工藝等相關技術的設計難度和成本也迅速提升,因此中高端的射頻三大件產(chǎn)品具有較高的技術壁壘,需要迫切地實現(xiàn)中高端產(chǎn)品的自主可控。
突破技術壁壘就意味著需要投入大量的人力和資金,眾多國內(nèi)廠商紛紛加大投入,加快自主研發(fā)腳步。以成都玖錦為例,其投入大量的研發(fā)人員與研發(fā)資金,其中研發(fā)人員占比達到 66%,研發(fā)費用占比達到 35%,均領先行業(yè)內(nèi)的其他企業(yè)。這樣的做法帶來的成效也是極其顯著的,經(jīng)過多年技術積累,成都玖錦通過自主掌握的 " 寬頻段超帶寬多通道信號生成及模擬技術 "、" 寬帶高隔離激勵源和多通道信號分離接收技術 "、" 寬頻段大動態(tài)寬帶信號接收和分析技術 " 等三大硬核技術,打破國際技術壁壘,開發(fā)了 " 信號分析儀 "、" 信號發(fā)生器 "、" 矢量網(wǎng)絡分析儀 " 和 " 綜合測試儀 " 等產(chǎn)品線,正在國內(nèi)高端電子測試測量儀器市場迅速崛起。
——傾力品牌打造
近年來黨和國家高度重視中國品牌的建設。自 2017 年起將每年 5 月 10 日設立為 " 中國品牌日 "。新時代、新經(jīng)濟、新賽道背景下,品牌價值對于企業(yè)的重要性已毋庸置疑,從中國制造到中國創(chuàng)造,隨著電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的強化發(fā)展,高端科研儀器技術的國產(chǎn)替代,其難點不只在技術,更在于整個市場的一份 " 信任感 "。
國產(chǎn)自主品牌的建設之道在于用互聯(lián)網(wǎng)思維打造工業(yè)品牌,例如成都玖錦從誕生之日起,就定位高端技術,秉持 " 一群人、一件事、一顆心、一輩子 " 的人文主義和長期主義精神,投入到了高端電子測試測量儀器儀表的研發(fā)工作上。2022 年成都玖錦也備受國家重視,入選了中國品牌日。
同時,在疫情防控常態(tài)化下,國產(chǎn)自主品牌緊密結(jié)合新時代傳播渠道特色,創(chuàng)新打通線上線下進行國產(chǎn)品牌的傳播與推廣,打造自己的品牌陣地。
前瞻在調(diào)研了國內(nèi)廠商線上品牌的建設情況后發(fā)現(xiàn),受益于短視頻和直播行業(yè)的快速發(fā)展,近年來國內(nèi)廠商對于使用短視頻和直播來拓展品牌宣傳陣地的方式愈發(fā)青睞,例如成都玖錦僅半年時間便創(chuàng)作發(fā)布了 50 條短視頻,電科思儀則緊隨其后。同時,成都玖錦還通過線上直播的方式,打造產(chǎn)品宣傳渠道,完成品牌塑造。在成都玖錦直播首秀中,便吸引近萬次觀看,點贊數(shù)近十萬,這是工業(yè)品牌在品牌價值塑造上的新嘗試、新思路。
——重視市場培育與建設
在射頻三大件所屬的通用電子測試測量儀器領域,歐美有是德科技、泰克、力科和羅德與施瓦茨等行業(yè)優(yōu)勢企業(yè),培育了更為成熟的使用者,其能夠熟練理解和使用功能日趨復雜的通用電子測試測量儀器,在選擇相關儀器時能夠更好的鑒別產(chǎn)品的性能,選擇一些性價比高的品牌。
由此可見,企業(yè)對于市場消費者使用習慣的培育與建設尤為重要,是打造市場和品牌護城河的一項有力手段。例如成都玖錦通過對國內(nèi)客戶消費 / 使用習慣的洞察,從市場需求和使用習慣的角度出發(fā),使得其產(chǎn)品符合國內(nèi)消費者的操作習慣,無需適應新的操作模式,極大地降低了產(chǎn)品使用的學習成本 ; 除此之外,成都玖錦產(chǎn)品具有出色的可擴展性和兼容性,極大地降低了用戶相關產(chǎn)品生態(tài)的建設成本。上述兩種方式均是快速實現(xiàn)國產(chǎn)替代的有效手段和途徑。
再例如電科思儀最新發(fā)布的 " 天衡星 " 系列產(chǎn)品,除了在性能和功能方面具有優(yōu)勢以外," 天衡星 " 系列產(chǎn)品采用高清大屏呈現(xiàn)測量結(jié)果,多種參數(shù)一覽無余,且支持多點觸控、自定義操控界面、" 一鍵搜索 " 等功能,使操作更為簡潔高效。
4、總結(jié):中國市場快速發(fā)展,國產(chǎn)化替代正當時
近年來中國射頻三大件市場規(guī)??焖僭鲩L,并且?guī)酉掠稳f億級市場進一步發(fā)展。與此同時,國內(nèi)廠商無論是在市場地位方面還是產(chǎn)品性能方面均得到了不同程度的提升和發(fā)展,尤其是技術水平的差距進一步縮小。綜合來看,萬事俱備,國產(chǎn)化替代正當時。
在國產(chǎn)化替代方面,不同企業(yè)選擇了不同的實施路徑,部分企業(yè)著力于實現(xiàn)技術壁壘的突破,部分企業(yè)傾力于品牌的打造,部分企業(yè)重視市場培育與建設,部分企業(yè)則多管齊下,致力于走出一條可持續(xù)化發(fā)展的國產(chǎn)替代之路。
以上數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國電子測量儀器行業(yè)市場前瞻與投資規(guī)劃分析報告》。