2021年中国数字示波器产业现状及趋势分析,国产化推进,价格持续升高「图」

一、数字示波器产业概述

示波器属于通用的仪器,具备较好的场景泛化能力。目前大多科技产品均会涉及电子电路,其中电子元件设计、验证和调试过程中,均需要使用示波器以分析众多电信号。本质上示波器是一种诊断仪器,能够绘制电信号图,帮助工程师或研发人员了解信号电压值随时间变化产生的波动,从而判断是否存在故障组件使信号失真

1、分类状况

示波器一般分为数字示波器与模拟示波器。通常而言,数字示波器与模拟示波器均可用于电子信号测试,但两者各有侧重。模拟示波器用于测试要求实时显示并且变化很快的信号;数字示波器则用来显示周期性相对较强的信号,同时数字示波器内置CPU或DSP处理器可以处理分析信号,能够较好分析数据。

数字示波器产业分类状况

数字示波器产业分类状况

资料来源:公开资料整理

2、工作原理

数字示波器具备信号采集、显示、测量与分析、存储4大功能。其中采集部分主要是由三颗芯片和一个电路组成。即放大器芯片(AMP),A/D芯片,存储器芯片和触发器电路。输入的电压信号经耦合电路后送至前端放大器,前端放大器将信号放大,以提高示波器的灵敏度和动态范围。放大器输出的信号由取样/保持电路进行取样,并由A/D转换器数字化,经过A/D转换后,信号变成了数字形式存入存储器中,微处理器对存储器中的数字化信号波形进行相应的处理,并显示在显示屏上。

数字示波器工作原理图

数字示波器工作原理图

资料来源:公开资料整理

二、数字示波器发展背景

带宽指网络或线路理论上传输数据的最高速率,代表了仪器在传输管道中可以传递数据的能力。输入信号通过示波器后衰减3dB时的最低频率视为示波器带宽,带宽决定了示波器所能检测到的信号频率范围。最高带宽越高,能够检测的最高信号频率越高。而实时采样率与带宽密切相关,决定了示波器ADC在单位时间间隔内可采集的样本点数,直接影响信号波形的还原程度。实时采样率越高,采样速度越快、失真越小。最高带宽和实时采样率越高,技术难度越高,应用领域越丰富,价格也越昂贵。

                                                                     数字示波器产品档次和性能指标等

二、数字示波器发展背景

资料来源:普源精电招股书,华经产业研究院整理

三、数字示波器产业链整体简析

1、产业链概述

数字示波器整体产业链相对复杂,上游主要IC芯片(AMP芯片、存储芯片等)、PCB和电容等原材料供应商组成,中游主要数字示波器的生产与制造,目前国内市场仍被国外先进企业占据主要市场,国内企业有普源精电和鼎阳科技等,下游主要应用为电子科技行业。

数字示波器产业链简图

数字示波器产业链简图

资料来源:公开资料整理

2、原材料端:进口依赖严重

作为数字示波器上游原材料最核心材料的芯片产业,目前国内进口依赖十分严重,以AMP芯片为例,全球AMP芯片市场基本被意法半导体(ST)和东芝(Toshiba)垄断,国内主要依赖进口,就目前国内集成电路进出口状况而言,我国集成电路出口量约是进口量的一半的左右,随着集成电路整体需求持续增长,进出口皆处于增长趋势,总体比值变化幅度较小,反而整体净进口量处于稳步增长态势。整体来看,上游芯片的垄断在一定程度影响了数字示波器技术的发展。

2013-2021年中国集成电路进出口数量情况

2013-2021年中国集成电路进出口数量情况

资料来源:海关总署,华经产业研究院整理

3、应用端

数字示波器下游主要应用于电子科技行业发展,随着我国电子信息国产化持续推进,数字示波器作为电子测量关键仪表仪器将受益快速扩张。数据显示,2018-2021年以来,我国规上电子信息制造业快速增长,从10.6亿元增长至14.13亿元,已超过2017年以来的今年最高值。

2016-2021年中国规上电子信息制造业营收及增长率

2016-2021年中国规上电子信息制造业营收及增长率

资料来源:中国电子信息行业联合会,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国数字示波器行业市场深度分析及投资前景展望报告》;

四、数字示波器产业现状

1、市场规模

数字示波器是是先进电子技术和产品研发、科学研究中不可或缺的测试测量仪器,随着全球和国内电子技术研发投入的不断增长,高端示波器的市场的规模快速扩张,目前我国示波器主要以低端产品为主,价格相对较低,高端产品依赖进口,整体规模较小,2021年约30亿元以上,随着国内国产化推进,整体示波器均价和需求持续推进,预计我国数字示波器仍有较大的发展空间。

2020-2021年中国数字示波器市场规模及增长率

2020-2021年中国数字示波器市场规模及增长率

资料来源:公开资料整理

2、均价走势

随着国内数字示波器技术持续突破,整体产品带宽和存储深度持续发展,带动国内数字示波器高端化发展,从价格来看,我国数字示波器主要企业销售均价持续提高,2021年上半年我国数字示波器主要均价都在3000元以上,将带动我国数字示波器产业量价齐升。但相较国外,我国示波器和数字示波器整体水平较低,从进出口来看,根据海关数据,2020年国内进口示波器2万台左右,进口金额2.09亿元,进口单价超万元;国内主要出口低端产品。2020年出口示波器47万台,出口额0.86亿元,出口单价仅为0.18万元。虽然国内示波器出口整体以模拟示波器为主,但从示波器进口价格和国内数字示波器销售价格对比来看,我国数字示波器产品技术仍有较大差距,国产化替代空间广阔。

2018-2021年中国数字示波器主要企业销售均价走势

2018-2021年中国数字示波器主要企业销售均价走势

资料来源:招股书,华经产业研究院整理

五、数字示波器竞争格局

1、市场集中度

目前高端示波器主要由海外龙头是德科技、泰克、力科、罗德与施瓦茨等企业主导,格局相对稳定。根据数据,2019年全球数字示波器CR5为50.4%,中国数字示波器CR5为43.85%。普源精电示波器销售额进入全球前五,但规模与头部企业差距仍较大。

2019年中国数字示波器市场份额占比情况

2019年中国数字示波器市场份额占比情况

资料来源:公开资料整理

国内厂商主要包括普源精电、鼎阳科技、固纬电子等,其中,具备2G带宽以上数字示波器规模量产能力厂商仅普源精电、鼎阳科技。普源精电已具备核心芯片自主研发能力,突破了带宽和采样率的技术壁垒,实现了5GHz、20GSa/s采样率数字示波器量产,初步具备在高端型4GHz以上带宽市场与国外龙头厂商竞争能力,鼎阳科技在 ADC 分辨率、波形刷新率等示波器采集和刷新的核心性能指标方面具有较强的技术优势,采集死区时间短,波形刷新率高,兼容 8/10/12bit ADC 分辨率。

国内外主要示波器厂商高端产品性能指标对比国内外主要示波器厂商高端产品性能指标对比

资料来源:公开资料整理

2、主要企业经营现状分析

对比鼎阳科技和普源精电,2020年两家企业整体数字示波器营收皆在一亿元以上,其中普源精电超1.7亿元,略高于鼎阳科技,毛利方面由于整体价格略高于鼎阳科技,普源精电也高于鼎阳科技,技术壁垒深厚背景下两家企业毛利率都在40%以上,2021年上半年两家企业,毛利率达到了50%以上。鼎阳科技整体四大产品相对均衡,单从数字示波器技术和营收水平来看略低于普源精电

2017-2021年鼎阳科技营收及净利润走势

2017-2021年鼎阳科技营收及净利润走势

资料来源:公司公报,华经产业研究院整理

六、电子示波器发展趋势

数字示波器下游市场可细分为高端市场、工业类市场、一般工业类市场和教育及低端工业市场。高端市场主要应用于通信、国防、航天等复杂装备行业和芯片、雷达等高端科研,市场需求量小,对示波器技术指标要求最高,被国外龙头占据,国内厂商产品技术指标尚未达到要求﹔工业类市场应用于5G常规研发等领域,市场需求量较小,对示波器技术指标要求较高,工业类市场的竞争者包括海外厂商和国内领先厂商普源精电;一般工业类市场应用于维修和较低端产品研发,市场规模较大,技术指标要求较低,国内外厂商均参与竞争;教育和低端工业市场应用于学校教学和维修电器等场景,需求量最大,技术指标要求最低,其中教育市场已基本实现国产化,低端工业市场由泰科电子占据主要份额。多应用渠道带动我国数字示波器需求增长,高端产品国产化替代空间广阔,普源精电和鼎阳科技等成为国产化的主力。

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