无线通信与射频微波测试仪器行业分析报告.docx
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无线通信与射频微波测试仪器行业分析报告
2021年无线通信与射频微波测试仪器行业分析报告
2021年2月
电子测量仪器制造行业的无线通信与射频微波测试细分领域,下游应用市场包括无线通信市场、无线电监测和北斗导航市场、以无线通信为主的智能制造市场。
一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策
1、行业主管部门及监管体制
工信部是仪器仪表行业的政府主管部门,主要负责产业政策研究制定、标准研究与起草行业管理规划等工作。
行业自律性组织有中国通信企业协会和中国电子仪器行业协会。
中国通信企业协会是中国通信业的行业协会,协会会员主要包括通信行业内企业、科研院所、行业媒体等。
该协会宗旨是以服务、维权、自律和协调为基本职能,发挥桥梁纽带作用,为政府主管部门、通信企业和消费者服务,促进通信事业健康发展。
中国电子仪器行业协会主要为电子测量仪器行业提供交流平台,提供国家政策、统计数据、市场和技术等方面信息,组织海外考察、技术培训、展会等活动。
2、行业主要法律法规及产业政策
行业相关的主要政策情况如下:
行业主要政策为无线通信与射频微波测试仪器行业提供了财政、税收、技术、人才等多方面的支持,促进了我国无线通信与射频微波测试仪器行业的发展。
《产业结构调整指导目录(2019年本)》、《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》、《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(2016版)》等政策的颁布实施,给企业的长期发展提供了有利的政策环境。
二、行业技术水平及技术特点
1、行业技术水平
(1)仪表射频微波电路设计及制造相关技术
电子测量仪器仪表中的射频微波电路设计具有宽频段覆盖、大宽带、高动态、低失真的特点。
宽频段覆盖是指射频测试仪器仪表需要覆盖全频段,随着5G的发展,频段范围不断扩大,需满足5G中Sub-6GHz频段需求。
电子测量仪器仪表的射频电路普遍具有高动态、低失真的特点,需要从设计方案、实现方式进行综合考虑。
综上,仪表射频微波电路设计及制造相关技术是电子测量仪器行业中的基础技术。
(2)超高速基带信号处理平台技术
超高速基带信号处理平台技术主要用于基带信号测量中的信号处理,技术涵盖高速数据传输及接口、基于FPGA的高速数字信号处理、动态校准、实时测量等技术。
随着5G的技术发展,信号带宽增加至100MHz以上,需要仪表的测试带宽范围更大,对仪表搭载的基带处理平台要求更高。
(3)兼容多制式无线通信物理层协议
目前,常用的无线通信协议包括5G、4G、3G、2G及NB-IoT等多种通信标准,无线网络包括IEEE802.11a/b/g/n/ac等多种网络标准。
在测试过程中,需要测试仪器具备整套移动通信物理层关键技术,包括定时、载波、帧同步技术,信道估计和信道均衡技术、Polar码和LDPC码等信道编码和解码技术、MIMO信号处理技术、无线信道建模和仿真技术等,以满足基于多制式协议的物理层收发,实现多种通信标准兼容。
(4)5G毫米波通信测试技术
随着5G的发展,毫米波通信测试技术成为关键技术之一。
由于毫米波射频前端和天线的一体化设计,测试端口将难以剥离。
5G毫米波测试将以OTA测试为主,需要全新的测试原理与方法,以及专门的测试设备,具有较高的技术门槛。
2、行业技术发展趋势
(1)随着5G网络频率逐步向高频延伸,测试仪器需要覆盖更宽的频率范围
在5G的频谱规划中,既有低频段的Sub-6GHz频段,又有规划中的毫米波如26GHz、39GHz频段等。
对于Sub-6GHz而言,仍然可以使用传导测试或者射频线缆相连的方式进行测量,但随着协议的变化和测量带宽的增加,大幅提高了测试难度。
由于毫米波频段芯片的尺寸降低,毫米波芯片通常会集成毫米波天线,从而无法使用传导测试,因此毫米波频段主要使用OTA的测试方法,由于采用MassiveMIMO等新技术以及分离基站架构,使得5G空中接口日趋复杂化,这将导致远端射频单元的成本与功率损耗大幅增加。
目前,OTA测试方法和测试技术正在快速的发展中。
在无线空口测试方面,毫米波、超宽带宽与MIMO增加了发射机和接收机设计的不确定性,尤其是5G用户设备和基站间产生的无线电信道是最大的未知因素,因此,需要创建信道性能的数学模型,为5G定义新的空中接口标准,从而实现5G所需的数据速率、频谱灵活性和带宽。
(2)随着5G应用场景增加,测试仪器需要实现复杂网络环境下的测试要求
随着5G的大规模商用,应用场景大量增加,测试仪器需要实现复杂网络环境下的测试要求。
例如NB-IoT作为新一代物联网,在5G环境下具有广泛的应用前景。
目前国内支持NB-IoT技术的测试设备相对较少,亟需低成本、高指标的NB-IoT测试仪器完善产业链发展。
一些潜在的关键技术将大大加速NB-IoT测试仪器的研发进程,例如小型化、低噪声的本振合成技术、用来实现宽带信号稳定输出的宽带脉内稳幅技术、用来实现全频段杂散大幅度抑制的变频跟踪滤波技术、实现矢量信号精确测量的宽带小数内插技术等。
(3)在5G时代,测试仪器需要实现更高性能的硬件测试要求
在5G时代,无线通信中使用了多种关键技术提升容量及速率,在多天线技术、载波聚合及毫米波频段的应用下,移动终端的基础射频元器件及模块设计变得越来越复杂,基础性能不断提高,对测试仪器的性能和稳定性的要求也大幅提高。
三、行业周期性、区域性特征
1、周期性
无线通信与射频微波测试仪器行业周期性与无线通信行业周期性密切相关。
从2G到4G的发展历程来看,行业内技术演进促使行业内下游客户,尤其是运营商、通信设备制造商及相关配套企业在相应测试仪器设备上的投入呈现周期性特点,伴随新的通信技术的应用及商业化场景的落地,各企业为加速各自新产品的研发生产,势必会加大对相关测试仪器设备的投入。
目前通信行业正处于4G到5G的迭代期,网络带宽、协议、硬件等方面都将发生改变。
无线通信与射频微波测试技术也会随之发生变化,行业内企业势必会迎合行业内技术的发展趋势,开始新的一轮研发、生产投入,来抢占市场份额。
2、区域性
通信相关的基础设施建设与地区经济发达程度呈正相关。
在中国,经济发达地区如北上广深、长三角、珠三角地区通信相关的基础设施存量大,对通信测试仪器需求大,伴随我国经济持续向好增长的宏观形势,5G相关的基建投入会在上述经济发达地区率先展开。
四、行业发展情况和未来发展趋势
1、行业发展情况
(1)中国电子测量仪器制造行业发展情况
根据国家统计局统计数据显示,2019年,我国电子测量仪器制造行业规模以上的企业主营业务收入为265.7亿元,较上年略有下降;截至2019年底,我国电子仪器仪表制造业规模以上企业数量达204家。
(2)全球无线通信及射频微波测试仪器行业发展情况
从产业链来看,信号发生器、信号分析仪、矢量网络分析仪、无线信道模拟器等无线通信与射频微波类的测试测量仪器渗透于通信芯片、模块、终端、基站、无线、网络等产业链环节,可应用于设计研发、认证验收、生产、网络建设与优化等业务环节,产品生命周期较长。
根据灼识咨询报告,全球无线通信与射频微波测试仪器市场持续稳定增长,市场规模从2015年的488.80亿元增长到2019年的661.86亿元,预计到2024年,市场规模将达到884.64亿元,2019年至2024年复合增长率为5.97%。
(3)中国无线通信及射频微波测试仪器行业发展情况
根据灼识咨询报告,我国无线通信及射频微波测试仪器行业市场规模从2015年的78.21亿元增长到2019年的132.37亿元,预计到2024年,市场规模将达到250.65亿元,2019年至2024年年复合增长率13.62%。
2、行业发展前景及趋势
(1)政策推动行业发展,国产化率不断提高
我国使用的无线通信与射频微波测试仪器主要来自于国外大型企业,例如是德科技、罗德与施瓦茨等。
近年来,随着我国对无线通信与射频微波测试仪器行业的重视程度和支持力度的持续增加,国内企业的技术水平不断提高,国产设备在产品性价比、售后服务等方面的优势逐渐显现。
(2)通信制造行业向高端发展,对测试仪器需求增长
随着国家经济结构调整和产业升级,智能制造行业快速发展,企业需要通过提高测试水平来确保产品质量。
因此,制造业企业在生产测试环节对于无线通信与射频微波测试仪器的需求日益升高。
(3)5G产业起步,推动技术革新,打开行业增长新空间
5G测试规范及标准的制定过程也需要测试仪器不断进行实验检测,以保证网络连接的安全与稳定。
测试标准应用在测试5G网络系统设备和5G试商用、商用的各个环节,终端设备的标准符合性或者一致性测试是移动通信技术商用的基石之一。
在网络建设阶段,5G的频谱组合场景非常复杂,既有低频段的Sub-6GHz,又有规划中的毫米波,覆盖频率范围为26.5~300GHz,且毫米波频段在5G中的应用给测试技术和测试仪器的研发带来了全新的挑战。
在下游的行业应用方面,5G技术落地将拓展更多的测试场景。
在连接数量方面,5G每平方公里允许一百万个连接,实现了虚拟网络空间与真实物理世界的连接,即人和物互联、物和物互联。
其中,连接的物联网设备是指嵌入了电子元器件、软件传感器和网络连接的设备,包括智能家具、手机等等,这些设备通过不同的协议连接。
由于5G网络能力大幅提升,将可实现4G时代下无法实现的应用场景,例如VR/AR应用、车联网中的自动驾驶及远控驾驶等服务,因此,需要推出定制化的5G网络测试解决方案。
五、行业主要企业简况
在电子仪器测量领域,主要企业包括是徳科技、罗德与施瓦茨、日本安立、泰克公司、中电仪器、东方中科、华兴源创、华峰测控等。
1、是徳科技
是德科技是一家专注于测试测量领域的公司,全球总部设在美国加州圣罗莎,在美国、欧洲和亚太地区均设有工厂和研发中心,拥有大约12,600位员工。
2014年该公司在纽约证券交易所挂牌交易。
是德科技客户覆盖通信、航空航天与国防、汽车、能源、半导体和通用电子终端市场。
2、罗德与施瓦茨
罗德与施瓦茨是一家专注于测试测量领域的公司,总部位于德国慕尼黑。
罗德与施瓦茨在70多个国家设立了服务和销售网络,拥有12,000名员工。
该公司为无线通讯、电子行业、广播和视听媒体、航空航天和国防、以及安全通信和监管等领域的公司、机构提供广泛的产品组合和解决方案,包括无线通信和射频测试与测量、广播电视与媒体、航空航天和国防安全、网络安全以及网络技术。
3、日本安立
日本安立是一家电子与通信测试方案提供商,总部位于日本神奈川县,1967年在东京证券交易所上市。
日本安立在北美及欧洲均有研发及生产基地,拥有约3,778名员工。
在测试与测量方面,日本安立提供完整的无线通信、光、微波射频等测试测量解决方案,广泛应用于研发、生产与现场测试。
4、泰克公司
泰克公司是一家美国电子仪器测量公司,成立于1946年,于2016年7月加入福迪威集团。
福迪威集团系美国纽约证券交易所上市公司。
泰克公司主要产品包括示波器、信号源、电源、逻辑分析仪、频谱分析仪和误码率分析仪,以及各种视频测试产品。
泰克公司主要客户包括大学及科研机构、电子通信公司、网络运营公司及广播电视机构等。
5、中电仪器
中电仪器于2015年5月成立,本部位于青岛,是中国电子科技集团公司下属二级企业。
该公司主要从事电子测量仪器、自动测试系统、微波、毫米波部件、元器件以及各类电子应用产品研究、开发、设计。
中电仪器主持制定了电子测量和元器件领域的系列国际标准、国家标准、国军标和行业标准,拥有一支从事电子测量仪器、自动测试系统和核心元器件产品研究、开发、设计的专业技术队伍,具有较强的研发、生产、测试和试验验证能力。
6、东方中科
东方中科于2000年8月成立,主要为客户提供包括电子测量仪器销售、租赁和系统集成在内的一站式综合服务。
东方中科系深圳证券交易所上市公司。
除北京总部外,东方中科在上海、南京、苏州、深圳、西安、武汉、成都等地设立了分公司,服务范围覆盖了全国三十多个大中城市,国内市场营销网络布局较为完整。
7、华兴源创
华兴源创于2005年6月成立,系一家工业自动测试设备与整线系统解决方案的提供商。
主要测试产品用于LCD、柔性OLED、半导体、新能源汽车电子等行业的生产厂家,以及为行业提供定制化的数据融合软件平台。
华兴源创系上海证券交易所上市企业。
华兴源创作为一家致力于全球化专业测试领域的高科技企业,专注于工业智能制造,以创新服务于创新,并坚持不懈地在技术研发、产品质量、交付服务上为客户提供具有竞争力的定制化产品和快速优质的服务。
8、华峰测控
华峰测控于1993年2月成立,主营业务为提供半导体元器件测试筛选设备和专用智能化测试系统的研制、生产、销售和技术服务。
华峰测控系上海证券交易所上市企业,股票代码:
688200。
华峰测控二十多年来一直专注于半导体元器件测试筛选智能化测试系统的研制、生产、销售和应用服务。
9、创远仪器
上海创远仪器技术股份有限公司是一家专注于研发无线通信与射频微波测试仪器的高新技术企业。
六、行业发展面临的机遇与挑战
1、行业面临的机遇
(1)国家政策的支持
电子测量仪器制造行业及无线通信与射频微波测试仪器细分行业是国民经济的基础性、战略性产业,对国民经济具有较强的拉动作用,一直受到国家政策支持。
近年来,随着《中国制造2025》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》等多项政策的制定和实施,我国对本行业的重视和支持力度逐步提升。
(2)广泛的市场需求
无线通信与射频微波测试仪器的应用领域广阔,公司专注的下游市场主要包括无线通信市场、无线电监测和北斗导航市场、以无线通信为主的智能制造市场等。
随着5G技术的发展,5G相关产业在标准制定、研发生产等环节的测试需求也在逐步增长。
(3)5G物联趋势
5G技术不仅带来更快的网速,更使得万物智能互联成为可能。
对于无线通信与射频微波测试仪器行业的企业而言,随着5G商用的展开,客户将从运营商、主设备商、终端厂商、配套器件制造商拓展至面向多种新兴领域和产业链上的各环节厂商,产业边界逐步扩张。
5G物联的技术进步将为无线通信与射频微波测试仪器行业价值和空间的增长带来机遇。
2、行业面临的挑战
(1)缺乏核心技术,行业内企业综合竞争实力不强
我国无线通信与射频微波测试仪器行业在技术研发和制造方面的投入不足,致使国内大多数企业缺乏核心技术竞争力,具有自主研发能力的企业较少,相关测试仪器的技术水平与国外相比还有一定差距。
无线通信测试仪表的主要产业主要分布在欧美日等发达国家及地区,其中,德国、美国、日本是无线通信测试仪表产业最为集中的国家,生产技术处于领先地位,国内企业短时间内在技术水平及业务规模与上述国家企业相比仍有一定的距离。
(2)产业链结构不完整,易受全球环境不稳定因素影响
国内芯片企业生产的数据处理芯片等核心电子元器件无法满足高端测试仪器的性能要求,行业内中高端测试仪器生产企业在芯片采购上主要依赖进口。
随着全球贸易摩擦加剧,一旦国外限制核心芯片进口,可能会给无线通信与射频微波测试仪器行业带来负面影响。
(3)专业人才资源缺乏
近年来,国内无线通信与射频微波测试仪器行业快速发展,积累了一批专业技术人才,但是顶尖高级人才依然缺乏,影响了行业技术的发展。
随着我国对于无线通信与射频微波测试仪器需求不断扩大,技术人才缺口将会影响行业技术的发展。
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