仪器仪表行业：电子测量仪器行业持续高景气，新品迭代是大势所趋

互推小编 2023-11-13

报告出品方： 中信建投

以下为报告原文节选

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1.1 电子测量仪器：产品种类丰富，千亿全球市场指日可待

1.1.1 电子测量产业上游主要为主动/被动电子元件，下游应用于工业、教育等各领域

• 行业上游：主要有电子元器件厂商、电子材料厂商、机电产品厂商、机械加工厂商和电子组装厂商等。
• 行业中游：主要为电子测量仪器服务商，包括数字示波器等通用电子测量仪器以及光纤测试仪器等专用电子测量仪器

• 行业下游：主要包括教育与科研、工业生产、通信行业、航空航天、交通与能源、消费电子等其他电子设备有关的企业。

1.1.2 电子测量仪器分为通用、专用两大类，通用电子测量仪器测量基本的电参数且应用范围广

• 测量测试仪器是用于检测、测量、观测、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备，是仪器仪表产业的核心门类之一。电子测量仪器产品种类繁多，应用范围广泛。按照使用领域的不同可分为通用仪器和专用仪器，其中专用测量仪器以某一个或几个专用功能为目的，如光纤测试仪器、电磁兼容EMC 测试设备等；通用电子测量仪器测量基本的电参数，应用范围广，市场需求量大。
• 通用电子测量仪器领域，其产品主要包括数字示波器、射频类仪器、波形发生器、电源及电子负载产品、万用表等。

1.1.3 2022年全球、中国电子测量仪器市场空间分别为951、347亿元，中国市场增速快于全球

•全球市场：增速较为平稳，有望突破千亿市场。受益于全球经济的增长、工业技术水平的提升，全球电子测量仪器市场规模保持持续上升的增长势态。2017-2022年全球电子测量仪器市场CAGR为5.3%，并于2022年达到951.4亿元。预计2022-2025年CAGR为5.7%，且其增长边际加速，并于2025年市场空间达到1124.8亿元。
• 中国市场：增速显著快于全球，全球占比提升。受益于中国政策的大力支持和下游新产业的快速发展， 2017-2022年中国电子测量仪器市场CAGR为10.9%，快于全球，并于2022年达到346.7亿元，约占全球市场的比重约三分之一。预计2022-2025年CAGR为6.8%，并于2025年市场空间达到422.9亿元。

1.1.4 2022年专用、通用电子测量仪器的市场占比分别为52%、48%

• 全球电子测量仪器包含专用电子测量仪器、通用电子测量仪器，2022年占比分别为52.1%、47.9%。其中1）专用电子测量仪器：包括针对特定对象的如光纤测试仪器、电磁兼容EMC测试仪器等专用测试设备，产品种类繁多，空间价值较大。2）通用电子测量仪器：以数字示波器、射频类仪器、波形发生器、电源及电子负载、万用表五类仪器为主，且为公司主要营收来源，其合计占比为42.3%；其他产品包括LCR计数仪、功率仪、电桥等，占比为4.3%。
• 五类主要通用电子测量仪器中，2022年数字示波器、射频类仪器、波形发生器、电源及电子负载、万用表的全球市场占比分别为23.4%、38.4%、5.8%、16.8%、15.5%，全中国市场占比分别为22.7%、33.4%、5.1%、15.1%、23.7%。

1.2 示波器：测量模拟信号的时域特征，2022年全球市场约94亿

1.2.1 产品一：示波器：测量信号的时域特征，数字示波器成为行业主流

• 示波器、频谱分析仪可以分别测量模拟信号时域、频域的不同特征：1）时域：即时间域，自变量是时间，即横轴是时间，纵轴是信号的变化，其动态信号是描述信号在不同时刻取值的函数示波器用来观测、分析和记录各种时域电信号的变化；2）频域：即频率域，自变量是频率，即横轴是频率，纵轴是该频率信号的幅度，也就是通常说的频谱图，射频类仪器对射频信号进行测试分析或产生射频微波频段的信号。
• 示波器的主要用途是显示电子信号，电子信号会以波形或脉冲的形式出现，通过观察示波器上显示的信号，可以确定电子系统的某个元器件是否在正常工作。

1.2.1 产品一：示波器：测量信号的时域特征，数字示波器成为行业主流

• 示波器产品类型包括模拟示波器、数字存储示波器（DSO）和混合信号示波器（MSO）。
• 模拟示波器使用阴极射线管来显示波形，屏幕上涂有荧光物质，只要被电子束集中就会发光，当连续的荧光点亮起时，可以看到信号的再现图形。模拟示波器常用来测试要求实时显示并且变化很快的信号，但是无法实现波形的固定和自动测量。
• 数字示波器包括数字存储示波器、混合信号示波器等，DSO输入一个信号，通过模数转换器将信号数字化。可使示波器执行各种波形测量，同时信号可以无限期地存放在存储器中。当前数字示波器成为行业主流。

1.2.1 产品一：示波器：测量信号的时域特征，数字示波器成为行业主流

• 数字示波器的主要指标包括带宽、采样率、通道、存储深度、波形捕获率、示波器连通性等。
• 1）带宽：带宽决定了能够准确显示与测试的信号范围（以频率表示），足够的带宽可以支撑示波器准确再现真实的信号，例如分别用20MHz、100MHz的示波器对20MHz的方形信号进行观测，后者显示更为准确；2）采样率：示波器的采样率是指每秒可采集的样本数量，一般为带宽的2.5-3倍，显然每秒采集的样本越多，显示的波形就越清晰、准确；3）通道：通道是指示波器的独立输入，示波器通道的数量介于 2 到 20 个之间，通常是 2 或 4 个，具体可分为数字通道和模拟通道；4）波形捕获率：每次波形采集之间都会出现一段静寂时间（也称死区时间），捕获率越快，意味着死区时间越短，可捕获到偶发事件或毛刺的机率就越高。

1.2.2 产品一：示波器： 2022年全球、中国市场空间分别为94、34亿元

• 全球市场： 2017-2022年全球示波器市场CAGR为4.5%，并于2022年市场空间达到94.3亿元；预计2022-2025年CAGR为6.2%，市场规模逐步突破百亿大关。
• 中国市场：2017-2022年中国示波器市场CAGR为8.1%，并于2022年市场空间达到33.7亿元；预计2022-2025年CAGR为7.7%。

1.3 射频仪器：模拟分析信号频域特征，2022年全球市场约155亿

1.3.1 产品二：射频类仪器：对射频信号进行模拟分析，按照功能产品分为三大类

• 射频是一种高频交流变化的电磁波，其广泛应用于WI-FI、蓝牙、GPS、NFC、RFID等各领域。射频类仪器按照功能可大致分为三类，包括模拟信号发生的射频/微波信号发生器、负责信号接收的频谱/信号分析仪和测量电子元器件的矢量网络分析仪，在此三类产品基础上衍生出的其他类型产品，如综测仪、噪声测试仪、功率计等。
• 射频类仪器泛指对射频信号进行模拟、测量、分析的仪器，从频域、调制域、时域、阻抗域等对射频信号进行测量和分析。1）频谱分析仪：频谱/信号分析仪能够以模拟或数字方式显示信号的频域特性，实现信号失真度、调制度、稳定度等参数的测量；不同频率范围的分析仪应用领域也有所差异，经济性产品主要应用于手机、通信等领域，高端产品应用于国防、航空等。2）射频/微波信号发生器：为测试仪器提供正确的测试条件，以便测量被测单元的输出信号，是射频/微波领域开发的基本仪器。

1.3.2 产品二：射频类仪器： 2022年全球、中国市场空间分别为155、50亿元

• 全球市场： 2017-2022年全球射频类仪器市场CAGR为4.8%，并于2022年市场空间达到154.8亿元；预计2022-2025年CAGR为5.4%。
• 中国市场：2017-2022年中国射频类仪器市场CAGR为6.1%，并于2022年市场空间达到49.6亿元；预计2022-2025年CAGR为7.2%。
在电子测量行业中，无线通信与射频微波测试仪器的应用场景与通信行业紧密联系，收益5G技术的快速推广，中国市场增速快于全球。
• 国内射频类仪器市场基本被国外品牌垄断：以普源精电为例，2021年射频类仪器产品线总收入为0.70亿元，仅占国内射频类仪器市场的1.5%，该市场仍基本由国外产品垄断，未来国产替代的空间巨大。

1.4 波形发生器：测试信号激励源，2022年全球市场约23亿元

1.4.1 产品三：波形发生器：可以产生各种频率、波形和幅度电信号，常作为测试信号激励源

• 波形发生器是一种能产生各种频率、波形和幅度电信号的设备。在测试各类电子系统的振幅特性、频率特性、传输特性及其他电参数时，波形发生器常被用作提供测试信号的激励源。波形发生器产品类型主要包括函数波形发生器、任意波形发生器、脉冲波形发生器等。

• 波形发生器的功能主要为检验/检定、极限/余量测试。1）检验/检定：在产品的调试阶段，波形发生器需要发出标准规定的信号作为待测网络的激励源，通过测量并记录被测网络的响应，然后将记录的结果与标准规定的指标进行对照并且得出检验的结论；2）极限/余量测试：新开发的工控、数据调理模块，波形源需要在其提供的信号中增加已知的、数量和类型可重复的失真或损伤，通过控制失真或损伤相关的参数可以对被测件进行极限/余量测试。

1.4.2 产品三：波形发生器： 2022年全球、中国市场空间分别为23、8亿元

• 全球市场： 2017-2022年全球波形发生器市场CAGR为4.9%，并于2022年市场空间达到23.4亿元；预计2022-2025年CAGR为2.6%。
• 中国市场：2017-2022年中国波形发生器CAGR为4.7%，并于2022年市场空间达到7.6亿元；预计2022-2025年CAGR为4.1%。随着现代电子技术的发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生标准波形，还能根据需要产生任意波形，且对操作性、波形质量、输出频率范围和稳定性、精确度及分辨率都有很高的要求，以高速数字取样为核心的时域测试正在成为现代电子测试技术的主流方向。

1.5 电源及电子负载：供电或消耗功率，2022年全球市场约68亿元

1.5.1 产品四：电源及电子负载：电源用于给电子产品供电，而电子负载用于吸收或消耗功率

• 电源及电子负载主要用于给测试对象供电或者吸收测试对象产生的电能，具体可以分为直流电子负载、交流电子负载两大类。电子负载和电源完全相反，电源用于给电子产品供电，而电子负载用于吸收或消耗功率。根据双极性电源笛卡尔坐标系，电源可在全部四个象限中运行。在第1象限和第3象限中，双极性电源提供功率，电流从正极电压端子流出，表现为“电源”；在第2象限和第4象限中，双极性电源消耗功率，电流流入正极电压端子，表现为“负载”。
• 电子负载最常见的工作模式有恒流（CC）、恒压（CV）、恒功率（CP）和恒电阻（CR）模式。将电子负载编程为某一模式后，它将保持该模式，直到模式发生变化为止。
• 电子负载主要用于电源和耗电器件的测试，具体应用包括电源转换器和逆变器测试、不间断电源（UPS）、电池和燃料电池、太阳能电池板等。

1.5.2 产品四：电源及电子负载： 2022年全球、中国市场空间分别为68、22亿元

• 全球市场：2017-2022年全球电源及电子负载市场CAGR为5.0%，并于2022年市场空间达到67.7亿元；预计2022-2025年CAGR为4.9%.

• 中国市场：2017-2022年中国电源及电子负载CAGR为5.2%，并于2022年市场空间达到22.4亿元；预计2022-2025年CAGR为5.0%。

1.6 万用表：测量基本电参数，2022年全球市场约63亿元

1.6.1 产品五：万用表及数字采集器：主要用于测量基本电参数，实现现场实时数据采集与处理

• 万用表：多用途电子测量仪器，主要用于准确测量电压、电流等基本电学量以及电路故障诊断等，通常包括安培计、电压表、欧姆计等。
• 数据采集器：具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备，具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能，为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。
• 以普源精电为例，数据采集开关系统支持320通道、6位半精度的数据采集，可用于研发阶段的产品性能测试及生产过程中的自动化测试，针对多测试点和多种信号测量应用。模块化设计的采集开关系统将精密的测量功能与灵活的信号连接功能结合，可提供丰富的测试测量解决方案。万用表及数据采集器产品可广泛应用于通信行业、教育与科研、工业生产、系统集成等领域。

1.6.2 产品五：万用表及数字采集器： 2022年全球、中国市场空间分别为63、35亿元

• 全球市场：2018-2022年全球数字万用表市场CAGR为4.5%，并于2022年市场空间达到62.5亿元；预计2022-2024年市场CAGR为4.3%.

• 中国市场：2022年中国数字万用表市场空间为35.3亿元，同比增长7.3%。在电子电工仪表领域，万用表、钳形表是用量最大、用途最广的基础测量仪表。电子设备在各种最终用户行业中的普及率提升以及万用表的低成本和多功能特性的技术迭代驱动数字万用表亚洲市场高速成长。

1.7 芯片自研：产品高端化之大势所趋

1.7.1 芯片：数字示波器所涉ASIC芯片包括模拟前端、放大器、信号处理、FPGA等

• 数字示波器工作原理：衰减器会调整波形，为了保证输入信号在AD芯片的参考电压范围内，当大信号输入时，必须通过衰减网络对其进行衰减，以满足A／D采集电路的电压要求；垂直放大器会在波形传到模数转换器（ADC）时做进一步的调整放大；ADC 会对收到的信号进行采样和数字转换，随后将这个数据存入存储器中；时基主要用于分频，会调整示波器的时间显示；触发器会寻找触发事件，当存储的数据在屏幕上还原出波形时，选取一个固定的起始点，使后面的波形能够连续且没有重叠的在屏幕上显示，这个起始点反映到系统中就是触发信号，触发信号到来的时候，示波器将存储器保存的点送到微处理器进行处理和显示。
• 数字示波器所涉及的集成电路：包括模拟前端芯片、放大器芯片、ADC信号处理芯片、FPGA（现场可编程逻辑门）等ASIC芯片和触发器电路，高端微波示波器还涉及MOMI（单片微波集成电路）等产品的应用。

1.7.2 芯片：以普源精电为例，搭载自研芯片的数字示波器销售占比持续提升，提高产品性能和盈利能力

• 普源搭载自研芯片的数字示波器产品不断推出，销售额持续提升，其销售占比由2019年的33.9%提升至2022年的70.4%。
• 自研芯片相较于外购芯片系列产品拥有更高的产品性能和毛利率。以普源A、B两款等级接近的产品为例，自研、外购芯片产品IC芯片占单位成本的比例分别为43.3%、57.5%，毛利率分别为75.1%、63.0%。自研芯片产品的IC成本更低，IC芯片所节约的成本可用于如采样率提升、屏幕尺寸提升、触控屏升级、信号处理速度提升、整机测试完备性等方面，从而提升产品整体性能及稳定性，以实现高毛利率。

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