纵览电子测量仪器产业链全景图谱,国产替代与下游增量引领长期前景 电子测量仪器是科学仪器行业中一大重要类别,以电子技术为基础,按产品可分为基础测量、通信测量、射频类测量、光电测量以及电力电子等其他仪器。 以信息通讯领域为例,测量仪器自身工业总产值占比仅4%,但对行业经济的影响达66%。而要深入研究电子测量仪器公司,需要从半导体器件等上游供应链、自身产品属性及经营特点、下游客户类型和特征等多维度分析,通过各个维度跟踪行业及公司发展。目前一方面上游半导体较为依赖外资厂商,另一方面国产仪器份额有待提升,国内已经涌现一批上市公司,主要覆盖射频通信、示波器等领域;随着国产仪器性能逐步追赶是德科技等龙头,行业有望随着5G/6G、卫星通信、汽车等下游关键增量迎来加速发展期。 近两周科学仪器板块整体下跌1.4%,PE TTM跌至39X 行情表现上,科学仪器板块近两周(9.1-9.15)整体下跌1.4%,当前总市值为1189亿元,整体波动不大;其中电子测量近两周上涨0.8%,今年以来涨幅为正,创远信科领涨(+15.18%);生命科学继续下行,下跌1.8%,弱于板块整体,聚光科技领涨(+6.96%)、海能技术涨4.07%;电池测试仪器板块下跌5.6%,表现相对最弱,除武汉蓝电微涨外均下跌。估值方面,当前科学仪器板块PE TTM为38.8X,其中生命科学PE TTM为39.9X;电子测量PE TTM为46.4X,是目前估值最高的板块;电池测试估值相对最低,PE TTM为28.9X。 2023-2025环境基建规划发布,税费政策“组合拳”延续至2027年 近期各官方机构发布重点政策:(1)三部门发文延续国产仪器设备增值税优惠政策,其中详细规定了优惠的范畴和涉及仪器种类;(2)国家发改委等部门发布《环境基础设施建设水平提升行动(2023—2025年)》,有望推动环境检测等生命科学相关仪器需求;(3)财政部副部长表示将利用税费政策“组合拳”助企业纾困发展,将创投企业税收优惠政策、内资研发机构和外资研发中心采购设备全额退还增值税政策延续实施至2027年年底;(4)科技部发布多个重点专项申报指南直接进入正式申报的通知。 同惠电子、纽迈分析入选江苏首台套重大装备,两公司定增取得进展 一是公司经营管理相关公告:中科美菱聘任潘海云为董事会秘书;创远信科与长春汽车检测中心合作成立智能网联汽车测试联合实验室;鼎阳科技发布多个新产品。二是资本市场、持股变动相关公告:三德科技大股东承诺一年内不减持;江仪股份获增持;普源精电、三英精密定增取得进展。三是投资者交流相关公告:共8家科学仪器公司发布相关公告,对上半年业绩和经营、新产品等情况做出进一步梳理。四是业内要闻:2023 BCEIA召开、各公司新品亮相;数字PCR分析系统行业标准发布;同惠电子、纽迈分析入选江苏省首台套重大装备;云南拟批准建设13家省重点实验室名单等。外资方面,豪迈集团亚太产研基地在国内开业。五是一级市场:锂电池研发类测试仪器制造商;元能科技近期获得Pre-A轮数千万元融资。 风险提示:下游需求下行、行业政策变化、自主替代不及预期等。 1、纵览电子测量仪器产业链全景图谱,国产替代大有可为 本报告已经是科学仪器双周谈系列的第7期,为了让更多的投资者对科学仪器产业链各个领域能有全局性了解,我们将从本期开始对科学仪器产业的各个赛道进行系统性的梳理,分别介绍其基本概念、行业研究逻辑以及发展现状等。本期首先从当前市场表现较好的电子测量仪器开始,初步展示这一行业的产业链图景和亮点。 1.1、概念探讨:电子测量仪器分多种类别,用于测量电参数、电信号等 电子测量仪器是科学仪器行业中一大重要赛道,从类别来看,可以分为通用和专用两类,而按产品可分为基础测量、通信测量、射频类测量、光电测量以及电力电子等其他仪器。其以电子技术为基础,融合了电子测量、射频微波、数字信号处理、计算机、软件、通信协议、人工智能等多学科、多领域的先进技术,由高性能电子元器件构成,具有“高科技、高性能、高价值”的特征。据中国仪器仪表学会及中国移动研究院数据,电子测量仪器在信息通讯领域作为技术和标准验证的双载体,虽然自身工业总产值占比仅4%,但对信息通讯行业影响达66%,具有独特的产业话语权和技术影响力。 图1:电子测量仪器是科学仪器的一大类别,细分品类较多 电子测量狭义上是对电子技术中各种电参量的测量,而广义上可以指利用电子技术进行的测量,涉及从直流到极宽频率范围内所有电量、磁量及各种非电量的测量。 图2:电子测量的目的和对象是对电信号、电性能等各类指标进行测量和分析 电子测量仪器的测量功能包括两部分:一是定性测试,目的是确定被测目标在特定条件下的性能;二是定量测量,目的是精确测量被测目标的量值。测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。在测量过程中,借助专门的设备把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较,取得用数值和单位共同表示的测量结果。 测量的基本原理是通过比较来识别被测对象,可采用直接或间接的方法进行,通常需要用专门的设备(测量仪器)才能实现。电子测量除具体运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量外,还可通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量,这种测量方法往往更加方便、快捷、准确,有时是用其他测量方法所不能替代的。 图3:按测量性质,电子测量可分为时域、频域、数据域和随机测量 主要电子测量仪器的测量系统通常包括三个功能模块,信号采集模块(包括传感器电路、信号调理电路)、信号分析与处理模块、结果表达与输出模块。测量过程首先要提取被测对象的信息,接着通过ADC转化为数字信号,利用DSP(数字信号处理)分析后将其转化为人工可识别的信号。数字信号处理(DSP)就是指用数字算方法实现信号转换、滤波、检测、估值、调制解调以及快速算法等处理的技术。 图4:电子测量仪器不断从传统架构向现代架构发展 以示波器为例,示波器是目前市场上运用最为广泛的电子测量仪器之一,国内生产的数字示波器主要是以 “ 模拟通道+高速度ADC+FPGA(现场可编程门阵列)+ARM处理器的数字架构”为整体设计架构进行产品设计。 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,射频类仪器按功能主要分为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。 图5:数字示波器主要实现信号的采集和解析 图6:射频/微波类仪器可以按信号的收发属性分为三类 全球电子测量仪器行业2021年市场规模约为894亿元,预计2025年将增长至1098亿元。我国电子测量仪器市场规模占全球总市场规模的三分之一以上,2021年市场规模约321亿元,预计2025年将增长至413亿元;其中通信测量类仪器占比较高,预计从2021年的71亿元增长至2025年的100亿元左右,未来将向更高频率、更宽带宽和更优性能的要求发展,以满足移动通信、算力网络、车联网、应用及安全等领域的发展;其次是基础测量仪器,预计从2021年的51亿元增长至2025年的65亿元左右,其中示波器类产品占比达到60%左右,也是整个电子测量仪器行业中市场规模最大的之一。 图7:全球电子测量仪器2021年市场规模约894亿元 图8:我国通信测量仪器市场规模最大/亿元 从行业趋势来看,未来电子测量仪器将按照以下几个方向发展:①软硬件集成化。电子测量仪器会被系统集成商集成到不同的软件系统上,并开发出行业针对性的应用系统,使仪器更加专业化。②仪器互联化。运用标准互联协议对多品牌、不同功能的测量仪器进行系统化集成及数据交换,实现仪器采集数据的云端分析。 ③功能升级化。重点在高分辨率采样、高带宽、高捕获率、多通道及人机交互等功能方向的电子测量仪器开发。④不同测量仪器的模块化集成。将示波器、逻辑分析仪、频谱仪、波形发生器等作为模块进行集成,实现测量测试需求一站式解决方案。 而通讯、工业等下游需求将进一步推动仪器需求和升级速度。 1.2、研究框架:上游以功率、射频等元器件为主,下游客户需求多元 要深入研究电子测量仪器公司,需要从半导体器件等上游供应链、自身产品属性及经营特点、下游客户情况等多维度分析,而且综合型公司与专精型公司也有所差异、垂直化布局与横向拓展的公司也呈现不同发展路径。但归根结底,可以从上游成本跟踪、公司产品能力跟踪、公司经营跟踪、下游客户变化及需求跟踪这四个主要维度进行分析。 图9:对电子测量仪器公司的研究需要从上游供应链、自身产品属性及经营特点、下游客户情况等多维度分析 从产业链整体来看,电子测量仪器行业上游供应商主要有电子元器件厂商、电子材料厂商、机电产品厂商、机械加工和电子组装厂等,中游包括各类仪器制造商及方案整合商,下游为通讯、电子、工业、科研等领域的客户,包括电信运营商、制造业企业、高等院校、汽车供应链厂商等等。 图10:仪器制造位于产业中游,主要受到上游半导体供应和下游需求影响 上游:核心是电子元器件,成本占比通常高于60% 电子测试测量仪器对信号处理的速度和精度要求非常高,这也要求所用的电子元器件具有很高性能,尤其是需要分立器件及其模组和模拟IC等构成高效电路架构,因此优质元器件很大程度直接决定了仪器性能瓶颈。如高带宽示波器对高速信号进行采集时需要高带宽放大器芯片和高速模数转换器芯片等;高精度数字万用表需要对电压进行稳定的分压,使用年稳定度在ppm(百万分之一)级别的高精度电阻; 射频类仪器中的微带线和带状线滤波器往往直接在PCB上加工,对加工精度和材料稳定性要求较高。 图11:各类半导体器件和模拟/数字IC构成了设备的电源管理、保护和驱动等模块 目前测试测量仪器厂商的主要芯片供应商来自于国外,包括模拟芯片巨头德州仪器公司和亚德诺公司,FPGA巨头赛灵思公司和英特尔公司,存储器芯片公司三星电子、SK海力士和镁光公司等。以普源精电为例,2018-2021H1采购进口原材料占采购总额的49.23%、48.00%、52.56%及51.01%,其中进口FPGA主要为赛灵思(XILINX)、英特尔(Intel)等美国品牌,进口ADC、DAC主要为亚德诺半导体(ADI)、德州仪器(TI)等美国品牌,且其中个别类型IC芯片受到美国商务部的出口管制,同时部分高性能IC芯片及高精密电阻国产可替代的同等性能产品较少。 图12:普源精电及坤恒顺维的原材料进口比例达50%左右,受海外供应影响较大 电子测试测量仪器对其他材料的需求也比较广泛,如塑胶材料、电线电缆、焊接材料、电磁屏蔽材料、散热材料、粘结剂、防潮阻燃材料、包装缓冲材料等,同时厂商往往外购散热风扇、线缆组件、电动马达、显示模组等机电部件,以及通过外采原料+自制或者外协加工来完成结构件和PCBA等。 中游:各领域厂商均有覆盖,仪器产品性能是关键 目前国内上市电子测量仪器制造商中,除了对光电领域的覆盖较少外,其他领域均涌现了一批优质厂商,尤其得益于国内产业下游如通信、消费电子等领域快速发展,在基础测量和射频、电力电子等领域均有较多厂商。 表1:国内电子测量仪器制造商可分为专精型和综合型,对主要品类已经普遍覆盖 从国内公司体量来看,除未上市的思仪科技年营收规模超过10亿元之外,目前国内厂商年营收规模在2-10亿元为主,与世界龙头是德科技、泰克等(2022年集团整体营收均达数十亿美元)差距较大。 图13:国内电子测量仪器制造商营收规模主要在数亿元水平(亿元) 电子测量仪器核心指标有测试/输出的频率范围、灵敏度、精度、稳定性等,关系到仪器的测量能力、测量一致性和可用性。 图14:电子测量仪器核心指标有测试/输出的频率范围、灵敏度、精度、稳定性等 高端仪器产品对带宽、频率、精度等指标要求更高,过去以外资占据市场为主。 以数字示波器为例,数字示波器的核心性能指标主要为带宽,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,其决