2022年通用電子測量儀器行業(yè)研究

1、2022年通用電子測量儀器行業(yè)研究一、電測儀器：需求穩(wěn)定增長，處于國產(chǎn)化伊始階段（一）電測儀器：用途廣泛，市場空間廣闊電子測量儀器：基礎(chǔ)工具，用途廣泛。隨著電子科學技術(shù)的發(fā)展，許多物理量都可 設(shè)法通過一定的傳感器變換成電信號，再利用電子技術(shù)進行測量。常見電測物理量 包括電能量測量（電壓、電流、電功率等）、電信號特性測量（波形、頻率、相位、 噪聲等）、電路參數(shù)測量（阻抗、品質(zhì)因數(shù)等）、間接導出量測量（增益、衰減、 失真度等）、特性顯示測量（幅頻特性、相頻特性曲線等）。從應(yīng)用范圍看，電子 測量逐漸覆蓋到了傳感設(shè)備的應(yīng)用、光熱電信號轉(zhuǎn)化、機械強度量化分析等方面。 通用電量儀器戰(zhàn)略意義高，專用儀器定制

2、化屬性較強。電子測量儀器可分成通用和 專用。專用儀器以專用功能為主，應(yīng)用領(lǐng)域較小。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，應(yīng)用場景廣泛 且需求量大，主要包括數(shù)字示波器、射頻類儀器、波形和信號發(fā)生器及、電子電源 及負載、其他儀器（如萬用表、功率計、邏輯分析儀、頻率計和電池分析儀等）。市場空間廣闊，數(shù)值示波器是最大單品。（1）電子測量儀器市場：根據(jù)Frost & Sullivan 的預(yù)測數(shù)據(jù)，電子測量儀器的市場規(guī)模由2015年的101億美元增長至2019年137億 美元，CAGR為7.9%。隨著信息通信和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、新能源汽車市場占有率的 上升

3、，全球電子測量設(shè)備的需求將持續(xù)增長。預(yù)計2025年全球電子測量儀器行業(yè)市 場規(guī)模將達172億美元，CAGR為4.7%。（2）通用電子測量儀器市場：根據(jù)Technavio 的統(tǒng)計，2019年全球通用電子測試測量行業(yè)的市場規(guī)模為61.2億美元，預(yù)計2024年 將達到77.7億美元，期間CAGR為4.89%。2019年數(shù)字示波器在2019年全球通用電 子測試測量儀器市場中占28.34%，頻譜分析儀占22.23%，信號發(fā)生器占14.33%， 網(wǎng)絡(luò)分析儀占12.42%。（二）從技術(shù)和市場維度，詳解時域及頻域核心產(chǎn)品1.數(shù)字示波器：通用電測核心單品，需求、規(guī)模穩(wěn)健增長技術(shù)維度： 數(shù)字示波器的應(yīng)用：基礎(chǔ)應(yīng)用

4、+高級應(yīng)用。示波器的主要作用是對信號進行測量，通 過把被測電壓隨時間的變化關(guān)系轉(zhuǎn)換為可視的波形圖像。示波器用途廣泛，包括汽 車電子、消費電子、計算機，以及教育科研等領(lǐng)域。從應(yīng)用角度，可分為基礎(chǔ)應(yīng)用 和高級應(yīng)用。（1）基礎(chǔ)應(yīng)用：包括波形觀察與基本參數(shù)測量、電路診斷與異常信號 捕捉等；（2）高級應(yīng)用：包括數(shù)學運算（微積分、濾波、快速傅里葉變換等）、時 鐘恢復與眼圖測試、高級抖動分析測量、串行通信信號的捕捉與解碼（CAN、USB 等）等。還包括標準數(shù)字總線和接口一致性測試（USB、HDMI、DDR、QPI等）。數(shù)字示波器的結(jié)構(gòu)：主要包括四大部分。（1）信號調(diào)理部分：主要由衰減器和放大 器組成。（2）

5、采集和存儲部分：主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、內(nèi)存控制器和存儲器組成。 （3）觸發(fā)部分：主要由觸發(fā)電路組成。（4）軟件處理部分：由計算機組成。 示波器的核心參數(shù)。（1）帶寬：模擬帶寬由放大器決定。其物理意義為在輸入端的 正弦波衰減幅度為70.7%時（半功率，即-3dB）的頻率點。帶寬是數(shù)值示波器的核 心指標，帶寬決定了示波器能檢測到信號的頻率范圍，往往決定其價格水平。（2） 實時采樣率：由ADC決定。指的是ADC單位時間間隔內(nèi)可以采樣的樣點數(shù)量，采樣 點數(shù)越多，波形越接近真實值，使用過程中還會受存儲深度的影響，采樣頻率單位 一般代表機器的上限，使用過程可以動態(tài)調(diào)整。（3）存儲深度：由內(nèi)存控制器和存

6、儲器決定。反應(yīng)示波器內(nèi)存區(qū)域的容量，即可以存儲點的個數(shù)，是固定值。物理關(guān) 系為采集時間=存儲深度/采樣頻率。示波器工作原理簡述：信號經(jīng)探頭進入示波器后，先經(jīng)過衰減器進行衰減，然后放 大。放大器的作用有兩個，一是對信號進行放大；二是提供匹配電路驅(qū)動ADC和觸 發(fā)電路。信號經(jīng)過調(diào)理電路后，可以較合適地經(jīng)過ADC進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，ADC決定了 實時采樣速率上限。經(jīng)過ADC后，先把樣點存在存儲器，然后傳遞到計算機。 ADC性能指標。ADC芯片有自身的有效位數(shù)（ENOB），示波器系統(tǒng)也有整機的有 效位數(shù)。從應(yīng)用端，整機的ENOB比單ADC的ENOB更有指導意義。ADC主要性能 指標包括靜態(tài)指標和動態(tài)指標。（

7、1）靜態(tài)指標：來自對正弦波的采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到， 具體包括：非線性微分（DNL）、非線性積分（INL）、偏移誤差（Offset Error）、 全量程增益誤差（Full Scale Gain Error）。（2）動態(tài)指標：來自對目標波形采樣 后的FFT頻譜間接計算得到，具體包括：有效位數(shù)（ENOB）、無寄生動態(tài)范圍（SFDR）、 信噪比（SNR）、信噪失真比（SINAD）、總諧波失真（THD）。市場維度： 數(shù)字示波器市場空間10億美元級，呈穩(wěn)健增長態(tài)勢。根據(jù)Frost & Sullivan統(tǒng)計，至 2021年，全球示波器市場規(guī)模達13.41億美元，中國市場規(guī)模達4.78億美元；根據(jù)預(yù) 測數(shù)據(jù)，2

8、021年至2025年，全球示波器市場規(guī)模CAGR為6.6%，國內(nèi)市場規(guī)模CAGR 為7.8%。隨著通信、電子、半導體等技術(shù)的持續(xù)迭代，我們預(yù)計示波器市場規(guī)模仍 將保持穩(wěn)健增速，且呈現(xiàn)兩個規(guī)律：（1）中國市場空間的增速會高于行業(yè)整體；（2） 高端產(chǎn)品的需求增速會高于中低端產(chǎn)品。示波器的銷售特點：需求量呈金字塔型。數(shù)字示波器按照核心參數(shù)帶寬會分為高端、 中端、低端。國際標準帶寬10GHz以上為高端產(chǎn)品，國內(nèi)標準帶寬2GHz以上為高端 產(chǎn)品。行業(yè)整體需求呈現(xiàn)金字塔狀，即低端產(chǎn)品需求量大中端產(chǎn)品高端產(chǎn)品。價格端：高帶寬產(chǎn)品價格更高，價格差距巨大。按帶寬劃分，高端產(chǎn)品與低端產(chǎn)品 價格差距較大。根據(jù)普源精

9、電和鼎陽科技官網(wǎng)，兩家公司的100MHz示波器最低價分 別為1850、1699元/臺；350MHz示波器最低價分別為7099、9380元/臺；1GHz示波 器的最低價分別為5.8萬、5.99萬元/臺；2GHz示波器最低價分別為7.88萬、13.99 萬元/臺。隨著帶寬增長，示波器價格下限快速增長。中高端產(chǎn)品對技術(shù)發(fā)展更為敏感，具備更強的增長動力。通常高端產(chǎn)品主要應(yīng)用于 前沿研究，中端產(chǎn)品在研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，而低端產(chǎn)品的應(yīng)用場景最為 豐富，基本涵蓋了大部分應(yīng)用場景，包括教學、研發(fā)、生產(chǎn)等等環(huán)節(jié)。低端市場由 于應(yīng)用分散、客戶非常廣泛，其增長總體較為平穩(wěn)。對中高端產(chǎn)品而言，一方面， 由于對

10、先進技術(shù)和產(chǎn)品的不斷追求，越來越多的研發(fā)將投入其中，從而帶動高端測 量儀器的需求不斷往上；另一方面，受到5G、消費電子的強烈的市場需求驅(qū)動，中 端產(chǎn)品在研發(fā)、生產(chǎn)測試方面的需求得到顯著驅(qū)動。2.頻譜分析儀：頻域類儀器中的主要產(chǎn)品技術(shù)維度： 頻譜分析儀：三大類分析方法。頻譜分析儀是將各種時域信號變換到頻域上分析的 儀器，可以將各類信號的波形分解為各個頻率分量，獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)及各諧波 的幅值和相位信息等。頻譜分析儀的主要分析方法包括：（1）時域分析：如相關(guān)分 析、倒頻譜分析、希爾伯特變換等；（2）頻域分析：如傅式譜、功率譜、想干分析、 傳遞函數(shù)等；（3）幅值域分析：如幅值概率密度及幅值概率分布

11、等。 頻譜分析儀的工作原理及結(jié)構(gòu)組成：（1）工作原理：通過掃頻或者快速傅里葉變換， 分析出被測信號的各頻率分量的幅值，并將信號分量繪成頻譜圖。（2）結(jié)構(gòu)組成： 被測信號先進入輸入通道，進行信號調(diào)理和放大，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換以后進入緩沖存儲 器，由CPU控制進行數(shù)學演算。其中數(shù)學演算可以由數(shù)字硬件執(zhí)行；管理程序?qū)?shù) 據(jù)的顯示、打印、通信、面板等進行控制。頻譜分析儀的主要參數(shù)：（1）頻率范圍：指可測量的最大頻率范圍，目前常用的品 牌分析儀頻率跨度較大。（2）分辨率帶寬：指頻譜分析儀能夠區(qū)分最近的兩條譜線 之間頻率間隔的能力，與中頻濾波形式及帶寬、波形因數(shù)等有關(guān)。（3）分析帶寬： 指頻譜分析儀能同時分析的

12、最大信號頻率范圍，一般取決于中頻ADC的帶寬。一般 分析帶寬越高，其ADC采樣率越高，實時快速傅里葉變換的要求也越高。（4）幅值 測量精度：是測量到的信號幅度相對于校準信號幅值的偏差。偏差越小，幅度測量 精度越高。市場維度： 市場空間：根據(jù)Frost & Sullivan預(yù)測，全球射頻類儀器市場規(guī)模在2025年將達181 億元，預(yù)計2019-2025年CAGR為5.83%；中國射頻類儀器市場規(guī)模在2025年將達 61億元，預(yù)計2019-2025年CAGR為6.84%，高于全球增速。（三）中國的電測儀器高端化進程如何？以示波器為例市占率維度：海外龍頭占據(jù)主要份額。目前高端示波器主要由海外龍頭是德

13、科技、 泰克、力科、羅德與施瓦茨等企業(yè)主導，格局相對穩(wěn)定。根據(jù)Frost & Sullivan的統(tǒng) 計數(shù)據(jù)，2019年全球數(shù)字示波器CR5為50.4%，中國數(shù)字示波器CR5為43.85%。國 內(nèi)示波器廠商銷售額排名進入全球前五，目前整體競爭力與海外龍頭差距較大。 國內(nèi)企業(yè)開啟高端化，近年呈加速趨勢。近年國內(nèi)頭部企業(yè)開企了產(chǎn)品高端化進程， 且呈加速趨勢。根據(jù)鼎陽科技招股書，2018年至2021年H1，公司1GHz以上帶寬示 波器收入占比從3.0%提升至10.6%；300MHz以下帶寬產(chǎn)品收入占比從30.5%下降至 13.1%。根據(jù)普源精電招股書，2018年至2021年H1，公司2GHz以上帶寬示

14、波器收 入占比從0%提升至18.4%。兩家企業(yè)的收入結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)高端化加速的趨勢，且兩家 公司均有自己相對優(yōu)勢的頻率范圍。進出口量價視角：數(shù)量端的貿(mào)易順差，金額端的貿(mào)易逆差。近年國產(chǎn)化加速，300MHz 及以下帶寬示波器效果顯現(xiàn)，高端產(chǎn)品貿(mào)易逆差仍明顯。（1）從進出口金 額視角：根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年示波器出口金額為8592萬美元，同比增長20.7%、 2022年H1出口金額同比增長22.5%，但近年年度凈進口金額仍然保持1億美元以上。 （2）進出口數(shù)量視角：300MHz帶寬以下的示波器，效果顯現(xiàn)，2017年以 來持續(xù)產(chǎn)生貿(mào)易順差。2017年至2021年，中國300MHz帶寬及以下示波器進

15、口數(shù)量 從6.2萬臺下降至0.4萬臺；出口數(shù)量從2017年的7.5萬臺增長至2021年的27.3萬臺， CAGR達37.96%，國內(nèi)廠商在低端產(chǎn)品的效應(yīng)顯現(xiàn)。（3）進出口均價視 角：根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，近年300MHz帶寬以下示波器進口均價在2000美元/臺、出 口均價在250美元/臺左右，均價差并無收窄。我們理解為國內(nèi)出口的示波器有成本 優(yōu)勢，且出口的產(chǎn)品偏向帶寬更低的示波器。300MHz帶寬以上的示波器，帶寬結(jié)構(gòu) 差異大，進出口均價波動較大；2018年后300MHz帶寬以上的示波器年進口臺數(shù)在 1W臺左右，進口均價達出口均價的30-100倍，高端產(chǎn)品國產(chǎn)化意義重大。二、電測儀器賽道的優(yōu)質(zhì)體現(xiàn)

16、在哪？（一）行業(yè)“通用+弱周期”屬性，總量穩(wěn)健增長通用電測儀器市場空間廣，穩(wěn)健增長。根據(jù)Technavio統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年至2024年 通用電測儀器市場規(guī)模分別為61.2、77.7億美元，CAGR為4.89%?？臻g廣闊，且呈 穩(wěn)定增長趨勢。 通用+弱周期屬性。用電測儀器應(yīng)用廣泛，儀器企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，下游客戶涉及 眾多行業(yè)，具備較強的通用屬性。因檢測信號屬范電類，行業(yè)空間會隨著全球整體 研發(fā)高端化、工藝優(yōu)化變革、教育科研投入加大而增加。從中國支出的研究與試驗 經(jīng)費來看，呈現(xiàn)加速增長趨勢，且近三年占GDP比重穩(wěn)定在2%以上。預(yù)計隨著未來 關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的持續(xù)投入，試驗經(jīng)費支出將穩(wěn)健繼續(xù)增長。

17、（二）行業(yè)高壁壘，高端化帶來高毛利率1.通用電測儀器行業(yè)技術(shù)壁壘較高，總結(jié)為：技術(shù)壁壘+市場壁壘。 技術(shù)壁壘：行業(yè)技術(shù)壁壘高，軟件、硬件、算法均需布局。電測儀器是知識密集型 行業(yè)，處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，涉及多學科交叉，需要向上游較多企業(yè)采購。儀器企業(yè)需 積累軟件、硬件、算法等技術(shù)，保證優(yōu)質(zhì)的整機屬性。同時，時域及頻域產(chǎn)品會持 續(xù)迭代，逐步提升硬件參數(shù)、軟件處理及分析能力等，產(chǎn)品持續(xù)高端化。比較國內(nèi) 電測儀器龍頭普源精電和鼎陽科技，兩家企業(yè)均在主要產(chǎn)品中在芯片、軟件、硬件、 算法端均有積累，且隨著產(chǎn)品逐漸高端化，技術(shù)平臺及模塊化能力均將進一步增強。頭部企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先，先發(fā)優(yōu)勢明顯。國內(nèi)頭部企業(yè)與海外龍頭

18、相比技術(shù)差距仍較大， 總結(jié)國內(nèi)企業(yè)及海外龍頭的發(fā)展歷程，公司持續(xù)將自身產(chǎn)品進行迭代，保證自身產(chǎn) 品參數(shù)及整機性能位于行業(yè)領(lǐng)先，這使得頭部公司技術(shù)層面具備很高的先發(fā)優(yōu)勢， 產(chǎn)品力較強；行業(yè)后進者，很難跳過中低端階段而直接邁入高端。上述特性使得行 業(yè)出現(xiàn)龍頭效應(yīng)，持續(xù)產(chǎn)品迭代引領(lǐng)技術(shù)進步。 以鼎陽科技為例，國內(nèi)企業(yè)持續(xù)進行產(chǎn)品迭代。（1）數(shù)字示波器：2007年推出 ADS2000系列；2008年推出SDS1000CE，帶寬達300MHz，采樣率達2GSa/s；2009 年推出SDS1000CF系列，將四通道示波器帶寬提升至300MHz；2015年推出 SDS1000X系列的經(jīng)濟型超級熒光示波器；2

19、018年推出SDS5000X，帶寬最高達 1GHz，采樣率最高達2GSa/s；2020年發(fā)布2G帶寬、12bit高分辨率數(shù)字示波器；2022 年發(fā)布SDS6000L，實現(xiàn)8通道、2GHz帶寬。（2）射頻類產(chǎn)品及波形發(fā)生器：2015 年推出3.2GHz的頻譜分析儀SSA3000X；2018年推出集頻譜分析儀與矢量網(wǎng)絡(luò)分析 儀于一體的SVA 1000X系列產(chǎn)品；2021年推出了26.5GHz頻譜分析儀、20GHz微波 信號發(fā)生器、1GHz任意波形發(fā)生器；2022年推出了26.5GHz矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀SNA5000A。市場壁壘：體現(xiàn)為渠道能力、品牌實力、直銷隊伍建設(shè)能力等。產(chǎn)品從低端到高端 迭代的過程

20、中，企業(yè)的渠道能力品牌能力較為關(guān)鍵。同時，高端化過程會拉動公司 的直銷占比及直銷隊伍綜合能力，進而進一步拉動品牌實力，形成正反饋。 國內(nèi)頭部企業(yè)目前已經(jīng)逐漸形成品牌影響力，且產(chǎn)品海外銷售可觀，目前國內(nèi)企業(yè) 仍以經(jīng)銷為主，隨著高端化持續(xù)推進，直銷占比在逐步增加。新進入者需要持續(xù)的 產(chǎn)品創(chuàng)新、品牌建設(shè)才有可能被經(jīng)銷商所接受，本行業(yè)具有較高的市場渠道壁壘。 是德科技及國內(nèi)頭部企業(yè)，均海外占比較高，對企業(yè)境內(nèi)及境外的銷售渠道及品牌 要求較高。2. 產(chǎn)品高端化伴隨高毛利率，有效形成正循環(huán)。高端產(chǎn)品的下游客戶價格不敏感，產(chǎn)品產(chǎn)生高毛利率。高端產(chǎn)品通常用于芯片、量 子、通信、半導體領(lǐng)域的高端研發(fā)，以及部分高

21、校和科研院所的尖端科研，這些企 業(yè)及機構(gòu)對產(chǎn)品的整體性能、穩(wěn)定性、精確度要求較高，對價格不敏感。當此類客 戶對高端產(chǎn)品使用后，往往有更高的粘性和復購意愿，同樣會帶來維保等售后需求。 以鼎陽科技為例，全球主要的科技公司、汽車公司、高校、通信企業(yè)等，都有購買 公司的產(chǎn)品，高端產(chǎn)品適配高端客戶。 以普源精電為例，公司近年示波器及射頻產(chǎn)品持續(xù)高端化，帶來產(chǎn)品均價上漲。示 波器均價從2018年的2818元/臺增長至2021年中的3408元/臺，漲幅達21.0%。射頻 類儀器、波形發(fā)生器、電子電源及負載類產(chǎn)品，均價從2018年至2021年中分別上漲 了7.8%、8.6%、10.7%。產(chǎn)品均價上行也拉動公司

22、各類產(chǎn)品毛利率提升。企業(yè)發(fā)展需高研發(fā)投入：對電測儀器企業(yè)，產(chǎn)品持續(xù)高端化的前提是較高的研發(fā)投 入，進而保障產(chǎn)品順利迭代。研發(fā)的費用投入及人員投入必不可少。國內(nèi)企業(yè)及是 德科技等海外龍頭，近年研發(fā)費用率始終保持在15%左右，國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)人數(shù)快 速增長。 近年是德科技近年研發(fā)費用率保持在15%-20%之間，國內(nèi)企業(yè)普源精電（剔除股份 支付影響）及鼎陽科技研發(fā)費用率保持在10%-15%之間。從研發(fā)人員數(shù)量看，兩家 研發(fā)人員占比均超過了30%。2018年至2022年中，普源精電研發(fā)人員從124人增長 至166人，增速達33.9%；鼎陽科技研發(fā)人員從90人增長至124人，增速達37.8%。思考：是德科技近五年毛利率持續(xù)提升背后的原因？ 2013年是德科技從安捷倫分拆后，進行多次并購，逐步向偏專用領(lǐng)域布局，隨著 2018-2019年公司推出PathWave設(shè)計測試軟件平臺、推出光通信及高速數(shù)字測試解 決方案后，公司的毛利率持續(xù)提升，從2017年的53.4%提升至2022年中的63.9%。 從通用到專用級解決方案的轉(zhuǎn)型，可以為行業(yè)其他公司的發(fā)展路徑帶來指引。（三）行業(yè)迎雙向促進，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展加速行業(yè)促進：正向促進+外部倒逼，國內(nèi)