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时间频率行业是电子信息制造业的细分子行业,时间频率行业的产品包括两类:
1)频率类产品:为时间的载体,包括原子钟、晶振、频率组件及设备,产生稳定的频率信号;
2)时间同步类产品:即时间同步算法在硬件的实现,为时频行业的主要应用,一般形态为授时板卡、时间服务器,以稳定的信号为基准信号,对输入的信号进行校准。
产业链分析:时间频率行业的上游为电子元器件制造业和金属制品业,下游主要是武器装备、航空航天、军事通信、卫星导航等国防领域和通信、电力、交通、金融等民用领域。在产业链下游,时间频率产品应用领域广泛,在国防科技领域和国民经济领域均有着广泛的客户基础和持续增长的需求。在国防科技领域,由于时间频率产品是武器装备、航空航天、军事通信、卫星导航等领域的整机系统关键基础器部件,产品的客户主要为国内的军工集团及其下属单位。在国民经济领域,通信、电力、高速交通、金融、物联网等行业均依赖于时间频率产品为其提供标准时间和授时,且国民经济领域近些年来的高速发展和旺盛需求快速地推动了我国时间频率行业发展。
主要企业:目前,国内的时间频率行业企业主要有:天奥电子,航天203所,晨晶电子,海创电子,威科姆,七维航测,中元华电等。参与国内市场竞争的外国企业有:Symmetricom,SpectraTime,Rakon,OSA,NEC等企业。
卫星接收模块主要下游还是各种各样的导航场景,主要参与企业有U-BLOX、Trimble、北斗星通、合众思壮、中海达、华则导航、司南导航、泰斗微电子等卫星导航企业。
我国中高端晶体器件对国外的产品依赖较大。晶振下游广泛应用于各类消费电子、汽车等行业,民品市场的竞争较激烈和充分,产品的供需受国际市场的影响较大。由于我国政府对国防科技领域的国产化推进工作的大力支持,天奥电子、航天203所、晨晶电子、海创电子等国内制造商的产品在军品市场已逐渐实现国产化替代。
原子钟技术门槛较高,因此世界上只有少数国家能批量生产原子钟,企业数量相对较少。铷钟是目前批量生产最大和应用最广泛的原子钟产品,能批量生产铷钟的国家包括美国、瑞士、俄罗斯和中国。铯原子钟主要由国外的Symmetricom公司和OSA公司生产,实行出口管制;随着天奥电子、航天203所等国内制造商对铷钟的产业化发展,国内军民用领域的铷钟产品逐步实现进口替代。CPT钟是未来最具批量生产和应用前景的产品,国际上目前具备批量生产能力的主要为Symmetricom公司。
而时间同步设备,本质上就是做系统集成,通常是将原子钟、或高稳晶振、或者卫星导航模块,以及MCU、FPGA、以及时间同步芯片集成到一起。时间同步设备门槛低,发展同质化,除了传统原子钟厂商如也Symmetricom、SpectraTime、OSA、天奥电子覆盖此项业务外,就国内而言,能够做时钟同步设备的,大约有几十家企业,规模较小。通信领域的厂商主要包括华为、赛思电子、大唐移动,市场竞争相对激烈。
行业经营模式:按照产品的标准化程度划分,时间频率产品可分为定制产品和标准产品。
(1)定制产品经营模式:时间频率产品品种繁多,规格差异也很大,一般以器部件或设备的形式提供给下游客户(多为整机/系统制造商),下游客户在设计、集成和调试过程中,会对时间频率产品的规格和性能指标提出各种符合自身需求及产品应用特点的针对性要求。由于时间频率产品的专业性较强,尤其是定制产品对制造商的研发能力要求较高,下游客户多数情况下会直接与长期向其供货的供应商针对其定制要求进行沟通并下达订单;部分情况下,下游客户也会通过招标或比价的模式进行供应商的选择。之后,时间频率产品制造商根据下游客户提出的个性化定制要求,进行研发和生产,形成了小批量、多批次、差异化的生产模式。
(2)标准产品经营模式:随着时间频率产品行业的快速发展,市场需求逐渐增大,部分规格和品种的时间频率产品有较大的需求量。时间频率行业的制造商从市场规划和研究共性需求出发,研发和批量生产出部分统一版本的标准化产品。下游客户根据自己的需求通过协商或者招标的方式直接采购。
市场规模:随着北斗导航工程的开展,授时体系的重要性逐渐显现,移动通信、军事信息化等领域的发展在很大程度上也推动了我国时间频率行业发展,近几年来,我国的时间频率行业规模稳步扩大,据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国时间频率市场竞争策略及投资可行性研究报告》统计数据显示:2019年我国时间频率行业市场规模约289.1亿元,同比2018年的248.1亿元增长了16.53%。
2011-2019年中国时间频率行业市场规模现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
2019年频率系列产品规模约232.2亿元,占比19.68%;时间同步系列产品规模约56.9亿元,占比80.32%。
2019年时间频率行业细分产品规模比重分析
数据统计:中金企信国际咨询
行业主要产品产量:在时间频率行业,高精度原子钟制造是其中的绝对高端领域,也是整个授时体系精度的关键核心。
我国的国原子钟研究始于20世纪60年代,陆续研制成功了包括铯、氢和铷等三类原子钟,在当时和美国几乎处于相同技术水平。随后原子钟的研究停滞了较长的时间,导致我国原子钟几乎完全依赖进口。2002年后,原子钟的技术研究和产品研制生产重新获得了高度重视。目前,铷原子钟、氢原子钟在国内已实现了批量化生产,而铯原子钟在2018年实现小规模量产,CPT原子钟在我国尚未实现国产化批量生产,主要依靠进口。预计未来行业的原子钟国产化替代将会加速。
2019年我国原子钟产量3.99万台/套,频率组件及设备产量134万台/套,时频模块及板卡产量114万台/套。近几年我国时间频率行业主要产品产量如下表所示:
2011-2019年中国时间频率行业主要产品产量分析
单位:万台/套
|
2011年 |
2012年 |
2013年 |
2014年 |
2015年 |
2016年 |
2017年 |
2018年 |
2019年 |
原子钟产量 |
1.65 |
1.82 |
1.99 |
2.18 |
2.38 |
2.55 |
3.0 |
3.4 |
3.99 |
频率组件及设备 |
35 |
44 |
55 |
64 |
74 |
88 |
100 |
115 |
134 |
时间模块及板卡 |
19 |
24.0 |
29.0 |
36.0 |
48.0 |
62.0 |
78.0 |
95.0 |
114.0 |
数据统计:中金企信国际咨询