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電子測量儀器行業(yè)市場規(guī)模及發(fā)展趨勢分析報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 昂盛達    2024-10-08

一、行業(yè)概況及市場規(guī)模

電子測量儀器全方位應(yīng)用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，是實現(xiàn)國家科技進步和原創(chuàng)核心技術(shù)必不可少的條件。電子測量儀器儀表是以電子技術(shù)為基礎(chǔ)，融合電子測量技術(shù)、射頻微波設(shè)計技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)，組成的單機或自動測試系統(tǒng)。

電子測量儀器儀表以電量、非電量、光量作為測試對象，測量其各項參數(shù)或控制被測系統(tǒng)運行的狀態(tài)。測量過程包括提取信息和轉(zhuǎn)換信息，數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)是測量過程的核心。通用電測儀器的測量系統(tǒng)包括三個功能模塊：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)果表達與輸出模塊。

其測量過程將首先被測對象的信息進行提取，后通過 ADC 轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再利用數(shù)字信號處理（DSP）對其進行分析，轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇斯ぷR別的信號。數(shù)字信號處理（DSP）就是指用數(shù)字運算方法實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換、濾波、檢測、估值、調(diào)制解調(diào)以及快速算法等處理的技術(shù)，其具有高精度、可程序控制、便于集成化等優(yōu)點。

電子測量儀器種類眾多，按照使用領(lǐng)域的不同可分為通用儀器和專用儀器。其中通用電子測量儀器應(yīng)用范圍廣且下游的需求量大。專用儀器以某一個或幾個專用功能為目的，設(shè)計制造難度極高，應(yīng)用領(lǐng)域較小，但在某些細分領(lǐng)域不可或缺。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。通用電子測量儀器按照其基礎(chǔ)測試功能，可劃分為示波器、射頻類儀器、波形發(fā)生器、電源與電子負載及其他儀器。

電源及電子負載主要用于給測試對象供電或者吸收測試對象產(chǎn)生的電能，并對測試回路的電能進行測量分析。電源及電子負載主要包括用于供電的可編程電源和用于吸收電能的電子負載兩大類。其中可編程電源又分為高精度型和大功率型兩大類。高精度型電源的主要指標(biāo)有輸出功率和輸出噪聲，其中輸出噪聲越低越精密，一般用于半導(dǎo)體芯片測試、電子設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)測試等場合。

大功率型可編程電源的主要指標(biāo)為輸出功率，可用于太陽能光伏和汽車電子等場合。由于電源及電子負載產(chǎn)品種類較多且缺乏共性核心指標(biāo)及行業(yè)檔次劃分標(biāo)準(zhǔn)，所以不進行產(chǎn)品檔次劃分。電源與電子負載的評判指標(biāo)主要包括七類，分別是輸出電壓范圍、輸出電流、輸出功率、電源調(diào)整率、負載調(diào)整率、輸出電壓紋波、瞬態(tài)響應(yīng)。

電源和電子負載測量儀器主要功能：通過在特定的電路結(jié)構(gòu)中，周期性地改變電路中功率半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通關(guān)斷，而改變電能的形式。電源及電子負載測量儀器主要用于給測試對象供電或者吸收測試對象產(chǎn)生的電能，并對測試回路的電能進行測量分析，包括用于供電的可編程電源和用于吸收電能的電子負載兩大類，可廣泛用于儲能及新能源產(chǎn)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。

根據(jù)弗若斯特沙利文報告，全球電子測量儀器受益于全球經(jīng)濟的增長以及工業(yè)技術(shù)水平的提升，市場規(guī)模從 2015 年的 100.95 億美元增至2020 年的 136.78 億美元，對應(yīng)復(fù)合增長率為 6.3%。并且伴隨下游 5G 商用化以及新能源汽車市場等應(yīng)用場景增加，需求量會持續(xù)上漲，預(yù)計發(fā)展至 2025年市場規(guī)模約為 172.38 億美元，對應(yīng) 2020 至 2025 年間的復(fù)合增長率為 4.7%。

國內(nèi)電源與電子負載市場規(guī)模增速與全球增速相近。根據(jù)弗若斯特沙利文的報告，2015-2020年，全球電源及電子負載市場規(guī)模以 4.5%的年復(fù)合增速從 7.54 億美元增至 9.39 億美元，同期國內(nèi)市場規(guī)模以 4.7%的年復(fù)合增速從 2.46 億美元增至 3.09 億美元；預(yù)計至 2025 年全球市場規(guī)模將達到 11.97 億美元、5 年的復(fù)合增長率約為 5%，中國市場規(guī)模將達到 3.98 億美元、5 年的復(fù)合增長率約為 5.2%。

二、行業(yè)發(fā)展歷程

早在上世紀(jì) 70 年代，全球測試電源領(lǐng)域因產(chǎn)業(yè)特點和下游應(yīng)用行業(yè)的被測產(chǎn)品用電負荷相對較小等原因，需求主要集中在單機功率為 500W 至 35kW 的小功率測試設(shè)備產(chǎn)品。也陸續(xù)誕生了一批包含小功率測試設(shè)備在內(nèi)的電子測量儀器上市公司和知名的非上市公司，主要集中在歐美、日本和中國臺灣，相關(guān)測試設(shè)備的發(fā)展起步較早，發(fā)展歷史可以分為以下三個階段：

①20 世紀(jì) 50 年代到 20 世紀(jì) 70 年代

1957 年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品，晶閘管誕生標(biāo)志著電力電子技術(shù)的開端。從 70 年代開始，隨著晶閘管品類的豐富和性能的提升，開始廣泛應(yīng)用于各種電力電子裝置中。晶閘管屬于半控型器件且工作頻率較低，大大制約了其應(yīng)用范圍，由此相配套的電子測試測量儀器開始發(fā)展，并主要集中在用電負荷相對較小的應(yīng)用領(lǐng)域。在小功率測試電源領(lǐng)域，出現(xiàn)了美國AMETEK、日本菊水電子、德國 EA 等公司。

②20 世紀(jì) 80 年代到 21 世紀(jì)初

隨著理論研究和制造工藝的提高，電子測量儀器設(shè)備進入了由可關(guān)斷晶閘管（GTO）、雙極結(jié)型晶體管（BJT）和金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）等全控型電力電子器件為應(yīng)用代表的時代。在此階段中，電力電子變換技術(shù)朝著高頻化、小型化等方向發(fā)展，隨之配套的小功率測試電源主要采用 MOSFET 功率器件，產(chǎn)品功率從 500W 向 35kW 的方向發(fā)展以滿足市場需求。此階段誕生了中國臺灣的致茂電子、艾德克斯等公司，與歐美、日本等公司一起形成了較為完整的新一代半導(dǎo)體器件的小功率測試電源產(chǎn)品線。

③21 世紀(jì)初至今

這一階段的電力電子器件體現(xiàn)出更高頻率、更易驅(qū)動、更低損耗等發(fā)展趨勢。特別是近十年來，更是出現(xiàn)了有第三代電力電子器件之稱的寬禁帶器件，其中以碳化硅（SiC）器件、氮化鎵（GaN）器件為代表，控制方式也經(jīng)歷了從模擬為主往全數(shù)字控制的方向發(fā)展。此階段的技術(shù)進步和全球新能源應(yīng)用需求升級，小功率測試電源得到進一步發(fā)展，朝著更高功率密度、更高性能指標(biāo)等方向發(fā)展。國內(nèi)的電子測量設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)基于技術(shù)經(jīng)驗的積累和靈活的定制化模塊化服務(wù)，在相關(guān)市場迎來了新的發(fā)展機遇。

三、行業(yè)發(fā)展趨勢

（1）政策大力支持、國產(chǎn)化進程加速

電子測量儀器為科研與工業(yè)兩端儀器儀表的重要部分，對于國家 5G 通信、半導(dǎo)體、人工智能、新能源、航空航天等重大領(lǐng)域的驅(qū)動具有重要意義。電子測量儀器行業(yè)在我國屬于國家基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，近年來國家政策不斷出臺，大力支持行業(yè)發(fā)展。行業(yè)內(nèi)國際龍頭產(chǎn)品技術(shù)水平普遍領(lǐng)先，且長期經(jīng)營所積攢下的品牌效應(yīng)明顯強于國內(nèi)廠商，若在同等產(chǎn)品性能且價格相差不大的情形下，終端客戶采購時一般會優(yōu)先考慮海外大品牌。

新版《中華人民共和國科學(xué)技術(shù)進步法》頒布后，明確要求在國產(chǎn)儀器設(shè)備性能達到與海外相同水平的情況下，政府采購應(yīng)當(dāng)率先購買，即保護了國產(chǎn)企業(yè)中低端市場份額，又保護當(dāng)國產(chǎn)品牌高端產(chǎn)品突破時，其作為后進者不會被海外領(lǐng)先者降價過度擠壓市場空間，激勵了國產(chǎn)品牌的創(chuàng)新熱情。國內(nèi)廠商發(fā)展歷史普遍較短，但通過持續(xù)的自主研發(fā)在技術(shù)層面取得突破，能為終端客戶提供更加貼合需求的定制化綜合解決方案。在近些年的競爭中，市場占有率也在逐步提升。

（2）指標(biāo)精細化和功能多樣化

隨著碳化硅、氮化鎵等新材料的運用和客戶對產(chǎn)品精細化測試要求提升。產(chǎn)品測試的性能也在不斷提升，如輸出電壓、電流精度要求更加精準(zhǔn)；大功率測試設(shè)備的動態(tài)響應(yīng)速度更加快速；單一電源輸出功能向仿真應(yīng)用場景轉(zhuǎn)變；更多的兼容下游各種應(yīng)用測試標(biāo)準(zhǔn)。

（3）高電壓、單機大功率化

隨著耐高壓、大電流的電子產(chǎn)品和電子器件應(yīng)用以及串并聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)對測試儀器設(shè)備的需求逐步向高電壓、單機大功率的方向轉(zhuǎn)變，促進了小功率測試儀器設(shè)備的迭代升級和大功率測試儀器設(shè)備的需求增長。

（4）消費電子的迭代發(fā)展促進測試需求的增長

基于消費電子及周邊產(chǎn)品制造技術(shù)的迭代發(fā)展以及移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及，以智能手機、平板、智能穿戴設(shè)備、移動電源等為代表的全球移動設(shè)備市場規(guī)?？焖僭鲩L，消費者群體持續(xù)擴大，從而催生對于通用電子測量儀器的需求。

（5）由單一產(chǎn)品轉(zhuǎn)為提供整體解決方案

隨著終端客戶需求增加及應(yīng)用場景的變化，測量儀器設(shè)備廠商除了要提供高質(zhì)量的測試儀器設(shè)備，還需要對下游行業(yè)應(yīng)用更多理解，開發(fā)出兼具有測試分析軟件、測試電源和其他儀器儀表構(gòu)成的整套測試系統(tǒng)，為下游客戶提供測試的便捷性，測試數(shù)據(jù)的實時性、準(zhǔn)確性以及快速分析功能。

四、 行業(yè)競爭格局

在電子測量儀器設(shè)備領(lǐng)域，美國擁有是德科技、泰克、力科等全球知名測量儀器企業(yè)，在通用電子測試測量領(lǐng)域擁有強大的研發(fā)實力，技術(shù)水平世界領(lǐng)先。同時美國在半導(dǎo)體、信息技術(shù)、航空航天、軍工、醫(yī)療等下游需求領(lǐng)域具有非常強大的競爭力，市場需求大。

據(jù) Technavio 統(tǒng)計顯示，歐美等發(fā)達地區(qū)和亞太擁有豐富的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，通用電子測量儀器市場空間大。亞太地區(qū)通用電測儀器市場規(guī)模超三成，預(yù)計 2024 年市場占比達到 36.55%，保持通用電子測試儀器最大市場地位。在針對充電、快充等消費電子行業(yè)的檢測設(shè)備領(lǐng)域，涉及到的電源及電子負載類等測量儀器產(chǎn)品。

行業(yè)的主要競爭對手為昂盛達、艾德克斯、東莞漢盛工業(yè)科技有限公司，常州市貝奇電子科技有限公司等。

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