1.通用電子測量儀器:電子信息產(chǎn)業(yè)的幫助和發(fā)展的必然

　　電子測量儀器的發(fā)展與電子信息產(chǎn)業(yè)鏈有關(guān)，產(chǎn)業(yè)升級促進了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國經(jīng)濟正在進行產(chǎn)業(yè)升級.在自主創(chuàng)新階段，電子信息及其相關(guān)行業(yè)從原材料的選擇.監(jiān)控生產(chǎn)過程.產(chǎn)品的測試需要電子測量儀器來完成，電子測量儀器行業(yè)將帶來新的發(fā)展機遇。電子測量儀器具有較強的相關(guān)戰(zhàn)略，行業(yè)本身的發(fā)展對國民經(jīng)濟，特別是電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。高端電子測量儀器的獨立發(fā)展是我國不可避免的選擇。

　　1.1技術(shù)與原理：多學科領(lǐng)域融合，DSP為核心技術(shù)

　　通用電子測量儀器是一種利用電子技術(shù)進行測量的儀器。電子測量儀器是指基于電子技術(shù)，結(jié)合電子測量.數(shù)字信號處理.微電子.射頻微波設(shè)計等多領(lǐng)域技術(shù)形成單機或自動測試系統(tǒng)，用于監(jiān)控和監(jiān)控.測量.計算各種物理參數(shù)和成分的儀器。它有檢測和測量.信號傳輸和數(shù)據(jù)處理功能主要包括兩個部分：一是定性測試，目的是在特定條件下確定被測目標的性能；二是定量測試，即準確測量被測目標的數(shù)量。

　　測量過程包括提取和轉(zhuǎn)換信息，數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)是測量過程的核心。信號采集模塊(包括傳感器電路.信號調(diào)理電路).信號分析與處理模塊.結(jié)果表達式和輸出模塊。在測量過程中，首先提取被測對象的信息，然后通過ADC將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后使用數(shù)字信號進行處理（DSP）分析它，并將其轉(zhuǎn)化為可識別的信號。數(shù)字信號處理（DSP）指數(shù)字運算法實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換.濾波.檢測.估值.調(diào)制解調(diào)和快速算法的技術(shù)具有高精度.可程序控制.便于集成等優(yōu)點。

　　1.2分類:細分類別多，國內(nèi)追趕空間大

　　電子測量儀器分為通用型和專用型，通用電氣測量儀器的應(yīng)用場景更為廣泛。儀器產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用領(lǐng)域也各不相同。一般來說，它們可以分為兩類：特殊儀器和通用儀器：特殊儀器的設(shè)計和制造非常困難，目的是一個或幾個特殊功能，如電視彩色信號發(fā)生器.電磁兼容EMC測試設(shè)備等。通用電子測量儀器的設(shè)計是為了測量一個或參數(shù)而設(shè)計的，可用于各種電子測量，應(yīng)用場景廣泛，市場規(guī)模大。

　　1.2.1示波器:電子工程師之眼，市場大，國內(nèi)外差距明顯

　　示波器是電子信息工業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備。它是應(yīng)用最廣泛的通用電子測量儀器。它被稱為電子工程師的眼睛。它主要通過收集電路中的電信號并存儲和顯示來測量信號.設(shè)計就是分析和處理.電子設(shè)備制造和維護不可缺少的工具。

　　模擬示波器的明顯缺陷將被數(shù)字示波器所取代。（1）模擬示波器直接在顯示設(shè)備上顯示測量的電信號，通過控制電子束從左到右掃描示波管的垂直偏轉(zhuǎn)，測量的電信號直接描述電壓波形。模擬示波器據(jù)和分析波形的能力.觸發(fā)功能有限.捕獲單次和偶爾的信號容量不足等缺陷，再加上大量的內(nèi)部模擬設(shè)備，設(shè)備的性能會隨著時間和溫度的變化而變化，因此性能相對不穩(wěn)定。（2）數(shù)字示波器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將被測量的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號DSP在顯示設(shè)備上繪制信號隨時間變化的波形，除了顯示信號的波形外，還可以計算信號，具有更多的功能。目前，幾乎所有的數(shù)字示波器都開始超過模擬示波器，后者在未來將不可避免地被它所取代。

　　數(shù)字示波器的工作原理：首先通過耦合電路輸入信號并發(fā)送到前置放大器。前置放大器放大信號，以提高示波器的靈敏度和動態(tài)范圍。跟蹤/存儲或采樣/存儲電路對前置放大器的輸入信號進行采樣A/D數(shù)字轉(zhuǎn)換器，通過A/D轉(zhuǎn)換后，信號以數(shù)字形式存儲在存儲器中，微處理器可以相應(yīng)地處理存儲器中的數(shù)字波形，最后顯示在顯示屏上。取樣時鐘驅(qū)動器A/D轉(zhuǎn)換器.取樣器.A/D轉(zhuǎn)換器和由轉(zhuǎn)換器和存儲器控制。

　　數(shù)字示波器的核心性能指標主要是帶寬和實時采樣率。帶寬決定了示波器可以檢測到的信號頻率范圍。最大帶寬越高，可以檢測到的最大信號頻率越高；實時采樣率決定示波器ADC實時采樣率越高，采樣速度越快，單位時間間隔內(nèi)可采集的樣本點數(shù)越小。2024年示波器全球.中國市場規(guī)模將分別達到16個.5.6.0億美元。據(jù)弗羅斯特沙利文統(tǒng)計，2019年全球示波器市場達到12.0億美元，預計未來全球市場規(guī)模將達到16.5億美元，年均復合增長率為6.5%。2019年國內(nèi)市場空間為4.4億美元，預計2024年將達到6.0億美元，年均復合增長率為8.1%。

　　國內(nèi)外數(shù)字示波器技術(shù)差距較大。目前市場上帶寬最大的示波器是德國科技生產(chǎn)的110GHz的UXR2020年國產(chǎn)示波器系列示波器突破40個GHz帶寬限制。對于高速采樣，德科技已達2566GSa/s，國內(nèi)最高采樣率為20GSa/s。目前，國內(nèi)企業(yè)的競爭力明顯不足，產(chǎn)品主要集中在低端領(lǐng)域：一方面，由于中國數(shù)字示波器起步較晚，技術(shù)積累不足，而美國數(shù)字示波器企業(yè)自20世紀70年代開始發(fā)展，具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗；另一方面，國內(nèi)高端數(shù)字示波器的核心部件芯片，如ADC芯片.FPGA其他方面的生產(chǎn)能力較弱，無法實現(xiàn)自主供給。總的來說，國內(nèi)相當于20年前的國際技術(shù)水平。

　　1.2.2.射頻分析:以頻譜和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為主，國內(nèi)外差距較小

　　射頻分析儀器是一種用于電子電氣信號和射頻微波測量的射頻科學儀器，主要產(chǎn)品為頻譜分析儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

　　光譜分析儀：用于觀察信號的頻率成分是否干凈。光譜信號分析儀可以通過圖形模擬或數(shù)字顯示信號的光譜特性，實現(xiàn)信號頻率.功率.失真度.調(diào)制度.測量穩(wěn)定性和其他參數(shù)。頻譜信號分析儀是測量無線電信號的必要手段。它廣泛應(yīng)用于高頻信號中，主要用于射頻和微波信號分析.EMC預兼容測試.無線頻譜監(jiān)測.等等。

　　光譜分析儀可分為兩類：模擬類和數(shù)字類。模擬光譜分析儀基于模擬濾波器，也稱為掃描儀，數(shù)字光譜分析儀由快速傅里葉轉(zhuǎn)換而來（FFT）塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后在振幅-頻率坐標圖中繪制信號分量，形成光譜圖。

　　矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀非常全面，被稱為射頻領(lǐng)域的萬用表。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種測量設(shè)備網(wǎng)絡(luò)特性的儀器，是網(wǎng)絡(luò)分析儀中最常用的儀器.結(jié)合頻譜分析，最主流的品種.信號發(fā)生、矢量網(wǎng)絡(luò)分析等技術(shù)，功能豐富性超過絕大多數(shù)測試儀器，是射頻微波領(lǐng)域必要的測試和測量儀器，是許多行業(yè)特殊儀器的基本形式。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀廣泛應(yīng)用于5G系統(tǒng).廣播電視.移動通信.無線通信.汽車電子.醫(yī)療.科研教育.R&D及半導體及電子產(chǎn)品電子產(chǎn)品領(lǐng)域的射頻器件和組件。

　　矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀功能：測試射頻功率裝置的S參數(shù)，同時測試射頻功率放大器的增益和端口的反射。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的工作原理可以使用光波作為類比：光投射到透鏡上，部分光從透鏡表面反射，但大多數(shù)光將繼續(xù)通過透鏡傳輸能量。如果透鏡有一個鏡子，大部分將被反射，少量或沒有光通過鏡頭。當網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測設(shè)備時，它將使用自己的信號發(fā)生器將信號發(fā)送到設(shè)備的輸入端口，并接收從設(shè)備輸出端口傳輸?shù)男盘柡蛷妮斎攵丝诜瓷涞男盘栠M行分析，了解組件的特性，S參數(shù)可以直接反映電路網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性和反射特性。

　　國內(nèi)射頻分析儀器產(chǎn)品水平與國外差距相對較小。(1)頻譜分析儀:德國科技X系列國際最高水平N9041B和施瓦茨R&S?FSWP，最高頻率可達到110GHz，中電科思儀4051N信號/頻譜分析儀測試頻率可達85GHz，差距相對較小，但從信號分析帶寬來看，國際最高水平超過8GHz，國內(nèi)最高水平為1GHz，差距很明顯。(2)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀:安立是世界上最高水平的ME7838G，最高測試頻率為220GHz，2013年推出的3672中電科思儀國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)E矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀最高測試頻率為67GHz，與國外先進差距在2代左右。

　　5G射頻分析儀器2025年全球通信行業(yè)聯(lián)系密切，.中國的市場規(guī)模將達到27.8億美元。射頻分析儀器與下游通信行業(yè)密切相關(guān)，在505年G性能驗證環(huán)節(jié)，如性能驗證，.網(wǎng)絡(luò)部署需要這類設(shè)備的參與。根據(jù)弗羅斯特·沙利文的預測，2019年至2025年，全球和中國的射頻分析儀器市場將快速增長，全球市場將從19.8億美元增長到27.8億美元，五年后CAGR5.8%，中國市場將從6.3億美元增加到9.4億美元。CAGR為6.8%。

　　1.2.3信號發(fā)生器:測試射頻功率放大器等元件的性能

　　信號發(fā)生器：通過輸出特定的模擬和激勵測試信號的模擬和激勵測試信號來測試射頻功率放大器等相關(guān)元件的性能。信號發(fā)生器主要分為任何波形發(fā)生器和射頻微波信號發(fā)生器，其主要功能包括：（1)某些電氣設(shè)備的激勵信號源；(2)設(shè)備測量產(chǎn)生模擬實際環(huán)境特征信號，如干擾信號模擬；(3）生成一些標準信號與一般信號源進行校準和比較。它被廣泛地應(yīng)用于5G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)。

　　波形發(fā)生器可以產(chǎn)生各種頻率.波形和振幅電信號的電氣測量儀器。測量各種電子系統(tǒng)的振幅特性.頻率特性.在傳輸特性和其他電氣參數(shù)時，波形發(fā)生器通常用作激勵源，以提供測試信號。根據(jù)用戶的要求，信號源模擬被測電路的各種測試信號，以滿足測試需要，然后用其他儀器測量所需的參數(shù)。

　　射頻微波信號發(fā)生器.微波測試開發(fā)領(lǐng)域的基本電子測試儀器。具體功能包括矢量調(diào)制信號的生成.電磁兼容.產(chǎn)生微波信號.時鐘測試和安全規(guī)則認證。與任何波形發(fā)生器一樣，它不測量任何指標，而是為測量被測單元的輸出信號提供正確的測試條件。射頻信號發(fā)生器主要包括兩種基本類型Freerunning射頻信號發(fā)生器和合成射頻信號發(fā)生器。

　　波形發(fā)生器的核心性能指標主要是最高帶寬和采樣率：帶寬決定了波形發(fā)生器可以合成的最大和最小瞬時信號之間的差異。國外的最高水平是德國的技術(shù)M8199A，最高帶寬達70GHz，最高采樣率為256GSa/s，普源精電是國內(nèi)最高水平DG最高的70000系列GHz，最高采樣率為12GSa/s。射頻/微波信號發(fā)生器的核心性能指標主要是最高輸出頻率：最高輸出頻率是指設(shè)備產(chǎn)生的最高信號頻率。一般來說，產(chǎn)品越高，性能越好，價格越高。國外最高水平是日本安利MG3690C系列，最高信號生成頻率可到500GHz，中電科思儀1465是國內(nèi)最高水平L與1435A/B-V，最高信號頻率為70GHz，一代以上的技術(shù)水平差距。

　　2025年全球.中國信號發(fā)生器市場規(guī)模將分別達到11個.8.3.8億美元。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子測量對信號發(fā)生器的性能提出了更高的要求，高端產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，單一價值不斷增加。Technavio分析數(shù)據(jù)顯示，2019-2025年，預計全球信號發(fā)生器市場規(guī)模將從8.77億美元增加到11.8億美元，6年CAGR5.1%，國內(nèi)信號發(fā)生器市場約占全球30%，G建設(shè)速度比全球快，2019-2025年，我們預計市場規(guī)模將達到6.5%CAGR從2.6億美元增加到3.8億美元。(來源:未來智庫)

　　1.2.4源負載:主要用作新能源檢測設(shè)備

　　電源和電子負載測量儀器(簡稱“源載類”)主要用作新能源檢測設(shè)備。功能：在特定的電路結(jié)構(gòu)中，定期改變電路中功率半導體器件的導通和關(guān)閉，并改變電能的形式。電源和電子負載測量儀器主要用于向測試對象供電或吸收測試對象產(chǎn)生的電能，并測量和分析測試電路的電能，包括供電的可編程電源和吸收電能的電子負載，可廣泛應(yīng)用于儲能和新能源行業(yè)。代表性產(chǎn)品包括可編程直流/交流電源.直流電子負載.數(shù)字功率計等。

　　預計2025年全球.中國貨源測量儀器市場空間為13.4.5.(1)全球：受益于蓬勃發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)，2019-2025年市場規(guī)模將從9.0億美元增加到13.4億美元，CAGR7.0%。(2)國內(nèi):國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)增速高于海外。從2019年到2025年，預計國內(nèi)源載體測量儀器的市場規(guī)模將從2.9億元增加到5.5美元。CAGR為11.0%。

　　目前國內(nèi)生產(chǎn)的頻率.采樣率等性能指標已接近國際主流水平。(1)電子負荷:國外最高水平單機最大吸收功率為24KW，測試精度0.03%±0.012%勝過國內(nèi)吸收功率10%KW，測試精度0.05%±0.02%水平。(2)可編程直流電源:1)高精度電源的主要參數(shù)是分辨率，羅德和施瓦茨是國外的優(yōu)勢產(chǎn)品R&S?NGM200系列，其電壓/電流分辨率為5μV/10nA；2)輸出功率是大型可編程直流電源的關(guān)鍵參數(shù)，其中一個主流產(chǎn)品是德國科技PV8900系列，單機最大輸出功率300kW，在精度和最大輸出功率方面，國內(nèi)產(chǎn)品略遜一籌。

　　1.2.5電子元件類：測量：RCL以及其他元素參數(shù)，國內(nèi)突破明顯

　　電子元件測量儀器種類繁多，涵蓋了電子產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)。電子元件包括基本的電路元件.半導體器件和集成電路器件涵蓋了電子產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)。不同的電子元件測量儀器用于測量不同類型的元件。常用儀器包括:阻抗分析儀.LCR數(shù)字電橋.自動變壓器測試系統(tǒng).耐壓絕緣儀器等。

　　2025年，全球預測.中國電子元器件測量儀器市場分別為12個.5.5.0億美元。電子元器件測量儀器覆蓋電子產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，預計約占通用電子測量儀器市場的12%，對應(yīng)2021年國內(nèi)市場空間為3.8億美元；按照與國內(nèi)通用電子測量儀器相同的年復合增長率5.8%計算，2025年國內(nèi)電子元器件測試儀器市場規(guī)模約為5.0億美元。中國是世界主要的電子元器件生產(chǎn)國，生產(chǎn)規(guī)模約占世界產(chǎn)值的40%-50%。如果按照中國電子元器件測量儀器占全球市場的40%計算，2025年全球市場規(guī)模為12.5億美元。2019-2020年，國內(nèi)電子元器件出口有所好轉(zhuǎn)，帶動電子元器件測量儀器需求快速增長，相應(yīng)市場空間計算為3.3.3.6億美元，從2019-2020年，國內(nèi)電子元器件出口轉(zhuǎn)好，帶動電子元器件測量儀器需求較快增長，測算對應(yīng)市場空間為3.3、3.6億美元，由此推算，從2019-2025年，全球、中國電子元器件測量儀器市場6年CAGR分別為6.2%、7.2%。

　　代表產(chǎn)品阻抗分析儀，國產(chǎn)與海外為1代差距。（1）阻抗分析儀：國際最高水平為是德科技的E4991B系列，其最高測試頻率為3GHz，其前一代E4990A最高測試頻率為120MHz；國內(nèi)同惠電子自主研發(fā)生產(chǎn)的TH2851系列精密阻抗分析儀，最高測試頻率已達130MHz，在核心性能指標測試頻率上已超過是德科技前一代E4990A水平。（2）飛安表/靜電計/高阻計：靜電計、高阻計的測量量程已接近國外領(lǐng)先水平，飛安表可測最小微電流仍有差距，是德科技B2980可測最小電流精度達0.01fA，國內(nèi)同惠電子可測最小電流精度達0.1fA，弱于是德一個數(shù)量級。

　　1.3產(chǎn)業(yè)鏈：核心IC芯片依賴進口，下游分散風險小

　　上游原材料主要IC芯片、電子元器件、PCB板等，但核心原材料IC芯片多依賴進口。行業(yè)上游主要為IC芯片、電子元器件、電子材料等生產(chǎn)及供應(yīng)商。核心原材料為IC芯片，用于接收運算并存儲信號數(shù)據(jù)，主要包括主控IC（處理器）、放大器、ADC、DAC、存儲IC、FPGA。但受限于現(xiàn)階段國內(nèi)集成電路工藝水平不足，IC芯片多依賴于進口，未來自主研發(fā)核心芯片將是大勢所趨。電子元器件包括RCL元件、被動射頻元件等；PCB板支撐電子元器件，部分電測儀器廠商會選擇自行加工生產(chǎn)，其他原材料漆包線、探頭。

　　IC芯片占原材料成本比重最高，超過4成。以國產(chǎn)通用電測儀器龍頭鼎陽科技為例，計算各類原材料占成本的比重。鼎陽科技主要原材料與行業(yè)一致，包括IC芯片、電子元器件、PCB、顯示屏和組包裝材料等。其中，IC芯片為公司采購金額最大原材料，2018-2020占比分別為43.7%、46.3%、43.7%，2021年以來，上游原材料價格上漲、芯片類原材料供需關(guān)系緊張，所以2021年1-6月公司增加了原材料儲備規(guī)模，尤其大幅增加了IC芯片類的原材料采購，IC芯片占總成本比達到了52.6%。2018-2021H1，電子元器件、組包裝材料占比也均超過10%，PCB板、顯示屏占成本比重相對較小，分別在6%、7%左右。

　　下游分散，抗風險能力強。行業(yè)下游主要是電子信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)商，包括通訊、消費電子、半導體、工業(yè)、航天航空等眾多領(lǐng)域，其次為科研院所和高校，用于科研及教學活動，每家公司聚焦下游客戶各異，但都相對較分散，所以行業(yè)受某一下游領(lǐng)域波動影響較小。隨著5G商用化及物聯(lián)網(wǎng)智能終端、汽車智能化、新基建、消費電子等產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，通用電子測量儀器的需求也在保持穩(wěn)定的增長。

　　下游分散造就行業(yè)普遍以“經(jīng)銷為主”的銷售模式。通用電測儀器下游客戶分布較廣，且儀器銷售的本地化服務(wù)較多，采取經(jīng)銷商為主的模式符合行業(yè)的產(chǎn)品特點，有助于發(fā)揮經(jīng)銷商本地化、專業(yè)化的分銷優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速銷售和市場覆蓋，故行業(yè)里公司采取“經(jīng)銷為主、直銷為輔、少量ODM”的整合式銷售模式。國內(nèi)龍頭鼎陽科技、普源精電、優(yōu)利德、同惠電子經(jīng)銷收入占比均超過55%。

　　1.4行業(yè)壁壘：硬核科技高壁壘造就行業(yè)高毛利率

　　硬核科技屬性形成四大壁壘。通用電測儀器屬于典型know-how型硬科技行業(yè)，龍頭需要不斷吸納人才、投入研發(fā)來跟上行業(yè)的迭代速度，并通過提高產(chǎn)品質(zhì)量和打造高技術(shù)新產(chǎn)品來完成品牌建設(shè)，再輔以穩(wěn)定的供貨能力來收獲下游經(jīng)銷商認可，使得行業(yè)形成了人才、品牌、市場、渠道四大壁壘。

　　高壁壘形成深厚護城河，行業(yè)龍頭產(chǎn)品附加值高毛利率高。行業(yè)龍頭具有強know-how屬性，高壁壘形成深厚護城河，所以一般龍頭企業(yè)擁有較強的定價權(quán)，尤其是高端產(chǎn)品附加值高，銷售利潤空間大。從毛利率來看，國際龍頭是德科技毛利率維持在50%以上，2021年上半年毛利率超過60%。國內(nèi)龍頭目前產(chǎn)品銷售仍以中低端為主，但2021年上半年同惠電子、普源精電、鼎陽科技毛利率均超過50%，創(chuàng)遠儀器毛利率也達到46.2%。