全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告

全球和中国电子测量仪器行业
独立市场研究报告
2021年2月
弗若斯特沙利文（北京）咨询有限公司上海分公司
目录
1.中国电子测量行业基本情况 (3)
1.1.行业主要法律法规和政策 (3)
1.2.行业技术概况 (4)
1.3.行业技术特点及发展趋势 (4)
1.3.1.电子测量的特点 (4)
1.3.2.技术发展趋势 (5)
1.4.电子测量行业下游市场发展情况 (6)
2.全球及中国电子测量仪器市场概览 (6)
2.1.电子测量仪器定义及分类 (6)
2.1.1.示波器 (7)
2.1.2.波形发生器 (8)
2.1.3.射频类仪器 (9)
2.1.4.电源与电子负载 (9)
2.1.5.其他电子测量仪器设备 (10)
2.2.电子测量仪器市场规模及细分，2015-2025E (10)
2.2.1.全球电子测量仪器市场规模及细分（数字示波器、频谱分析仪等） (10)
2.2.2.中国电子测量仪器市场规模及细分（数字示波器、频谱分析仪等） (11)
2.3.电子测量仪器市场产业链分析 (12)
2.3.1.零部件供应商（上游） (12)
2.3.2.电子测量仪器制造商（中游） (14)
2.3.3.客户（下游） (14)
2.4.电子测量仪器核心芯片分析 (15)
2.5.电子测量仪器市场驱动因素分析 (16)
2.5.1.中国持续加大半导体领域投资 (16)
2.5.2.5G、IoT、新基建等产业的推广和落实 (16)
2.5.
3.全球范围内新能源汽车的快速发展带来电子测试测量仪器更多的应用场
景16
2.5.4.智能制造助力电子测试测量仪器更广泛的应用 (16)
2.6.电子测量仪器市场发展趋势分析 (17)
2.6.1.硬件产品软件化 (17)
2.6.2.模拟产品数字化 (17)
2.6.3.功能模块化，系统平台化 (17)
2.6.4.技术智能化 (17)
2.7.电子测量仪器市场进入壁垒分析 (17)
2.7.1.技术壁垒 (17)
2.7.2.人才壁垒 (18)
2.7.3.品牌和客户壁垒 (18)
2.7.4.营销服务壁垒 (18)
3.全球及中国电子测量仪器竞争格局分析 (19)
3.1.全球及中国电子测量仪器竞争格局概览，2019 (19)
3.1.1.排名及市场份额 (19)
3.1.2.市场集中度分析 (20)
3.2.全球及中国数字示波器市场竞争格局概览，2019 (20)
3.2.1.排名及市场份额 (20)
3.2.2.市场集中度分析 (21)
3.3.全球前五大数字示波器厂商竞争现状 (22)
3.4.示波器未来发展趋势 (23)
3.5.国内高端示波器产品前景分析 (23)
1.中国电子测量行业基本情况
1.1.行业主要法律法规和政策
电子测量仪器行业是国家基础性、战略性产业。

近年来国务院、发改委、工信部等相关部委陆续出台了多项具体产业政策鼓励支持电子测量仪器行业发展。

同时，在电子测量仪器具体应用行业的政策鼓励下，电子测量仪器仪表沿着高端化、精密化、智能化的方向实现产业升级，并推动行业的规模化集聚。

1.2.行业技术概况
测量是按照某种规律，用数字来描述观察到的现象，对事物做出量化描述的过程。

现代科学技术、生产和国防的重要特点之一，就是要进行大量的观测和统计。

现代工业大生产中，用在测量上的工时和费用约占整个生产所用的20%-30%。

提高测量水平，降低测量成本，减少测量误差，提高测量效率，对国民经济各个领域都是至关重要的。

因此，测量手段的现代化，已被公认为是科学技术和生产现代化的重要条件和明显标志。

测量仪器是指用于检测或测量某个量，或为达到测量目的而提供的测量器具，包括各种指示式仪器、比较式仪器、记录式仪器、信号源、稳压电源及传感器等。

电子测量仪器以电子技术为基础，融合电子测量技术、射频微波设计技术、数字信号处理技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术等多领域技术，组成单机或自动测试系统，并以电量、非电量、光量作为测试对象，测量其各项参数或控制被测系统运行的状态。

电子测量仪器的测量功能包括两大部分：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。

电子测量仪器产品种类繁多，它被广泛应用于电子制造、通讯及信息技术、教育科研、新能源等行业和领域。

近年来，自动化制造、智能实验室、新能源汽车、消费类电子等终端垂直行业的快速增长，有效地推动了电子测量仪器的快速发展。

1.3.行业技术特点及发展趋势
1.3.1.电子测量的特点
（1）频率范围宽
频率范围低至10−4Hz、高至THz（太赫兹），对于不同频段的测量需采用不同的测量方
法与测量仪器。

（2）量程范围广
量程是仪器测量范围上限值与下限值之差。

由于被测量的大小相差很大，因而要求测量仪器具有足够的量程。

对一台电子仪器，通常要求最高量程与最低量程要相差几个甚至十几个数量级。

（3）测量精准度高
电子测量仪器在准确度方面相较于其他测量方法有明显优势。

例如，长度测量的准确度最高为10−8，而电子测量方法对频率和时间进行的测量，由于采用原子频标和原子秒作为基准，可以使测量准确度达到10−15的量级，这是目前人类在测量准确度方面能够达到的最高指标。

（4）测量速度快
由于电子测量是通过电子技术实现的，因而测量速度很快。

这也是电子测量在现代科学技术领域内得到广泛应用的一个重要原因。

（5）可远程化测量
对于人体不便于接触和无法达到的区域，如深海、地下、高温炉、核反应堆等，可以将传感器埋入其内部，或者通过电磁波、光、辐射等方式进行远程化测量。

（6）可自动化测量
电子测量同电子计算机相结合，使测量仪器智能化，并在自动化系统中占据重要的地位。

尤其是大规模集成电路和微处理器的应用，使电子测量呈现出崭新的局面，例如自动转换量程，自动调节，自动校准，自动记录，自动进行数据处理，自动修正等。

（7）可实现仪器的小型化、微型化
随着微电子器件集成度的不断提高，可编程器件和微处理器及ASIC 电路的采用，电子仪器正向小型化、微型化发展。

特别是随着模块化仪器系统的采用，多个仪器模块将被连同计算机一起装入同一机箱，组成自动测试系统，使系统架构更为紧凑。

1.3.
2.技术发展趋势
目前市场上运用最为广泛的电子测量仪器是示波器。

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。

未来数字示波器的技术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。

半导体等行业的发展极大程度的增强了芯片的功能，随着芯片计算能力的增强，深度学习、神经网络等算法快速发展，软件对检测结果的分析更加快速、准确。

因此针对性的软件开发可以使电子测量仪器更加专业化，显著提升检测结果。

（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。

5G时代的到来，信息交流的延迟、难度大幅度降低。

随着5G商用化的推广，多种不同的电子测量仪器可以同时对被检测体进行检测，并进行仪器间数据传输已获得多组的信息。

同时，云端分析中心可以被建立，多个电子检测仪器可以共用同一分析设备。

这将降低仪器的成本，有助于仪器的微小化。

（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。

目前市场上带宽最大的示波器是由是德科技生产的110GHz的UXR系列示波器。

国产示波器在2021突破了4GHz带宽的限制。

对于高速采样，是德科技已达到256GSa/s，国产尖端示波器采样率已达到20GSa/s。

随着科学技术的不断发展，示波器等电子测量仪器的采样率、带宽、捕获率等方面将进一步提升，电子测量设备的功能将升级化。

（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。

随着芯片等集成行业的发展，电子元件的体积在逐渐缩小，示波器、逻辑分析仪、频谱仪等电子测量仪器的体积正在往微小化发展。

为了满足更多的需求，更多的电
子测量仪器可以被集成到同一设备中，实现同一仪器多种功能。

1.4.电子测量行业下游市场发展情况
随着全球工业化和信息化的到来，工业科技、电子制造、通讯信息技术、汽车等相关产业进一步升级的带动以及检测技术的不断发展，全球通用电子测量仪器市场将持续增长。

电子测量仪器已经在多个行业被广泛运用。

（1）5G的商用及物联网产业
5G正在被全球多个主要国家进行商业化推进。

在5G整个发展过程中，从标准的制定到研发生产和规模化制造都高度依赖于电子测量仪器，在标准制定中通用电子测量仪器尤为重要。

因此，在5G的建设中，运营商、设备商、芯片商以及终端解决方案商都将大量需要电子测量仪器。

随着5G商用化的临近，万物智能的时代正在到来。

在未来，物联网领域的服务对象将扩展至各行业用户，M2M（Machine to Machine）终端数量将大幅激增，应用无所不在。

而这些领域的研究、开发、技术升级的基本手段都基于电子测量技术，将加大电子测量仪器的需求。

（2）汽车智能化、电动化
随着技术的突破，新能源汽车迎来了蓬勃的发展。

电动化、智能化的汽车正在逐渐渗透市场。

在智能化、电动化汽车的生产过程中，汽车生产企业、电子元器件供应商、合规性实验室等都需要使用电子测量仪器开展研发生产等活动。

（3）消费电子产品及周边产品
基于消费电子及周边产品制造技术的迭代发展以及移动互联网应用的普及，以智能手机、平板、智能穿戴设备、移动电源等为代表的全球移动设备市场规模快速增长，消费者群体持续扩大，从而催生对于通用电子测量仪器的需求。

2.全球及中国电子测量仪器市场概览
2.1.电子测量仪器定义及分类
电子测量是利用电子技术来进行测量的方法。

随着电子科学技术的发展，许多物理量都可设法通过一定的传感器变换成电信号，再利用电子技术的方法进行测量。

现代化科学技术和现代化大生产中大部分要求精密和准确测量的内容都可运用电子测量的方法来实现。

狭义来说，电子测量是在电子领域测量有关的电量值，如电压、电流、功率、各种不同的波形、信号频谱、各种元件和电路参数等。

常见电子测量物理量包括电能量测量（电压、电流、电功率等）、电信号特性测量（波形、频率、相位、噪声等）、电路参数测量（阻抗、品质因数等）、间接导出量测量（增益、衰减、失真度等）、特性显示测量（幅频特性、相频特性曲线等）。

电子测量仪器种类众多，按照使用领域的不同可分为通用仪器和专用仪器。

专用仪器以某一个或几个专用功能为目的，设计制造难度极高，应用领域较小，但在某些细分领域不可或缺，如光纤测试仪器、电磁兼容EMC测试设备等。

通用电子测量仪器是现代工业的基础设备，也是电子工业发展和国家战略性、基础性重要产业之一，应用场景广泛且需求量大。

通用电子测量仪器按照其基础测试功能，可划分为以下几大类：
图1 .电子测量仪器分类
资料来源：中国知网、专家访谈、沙利文
2.1.1.示波器
示波器是一种用途广泛、易于使用、功能强大的电子测量仪器，属于信号分析类仪器的一种，用于观测、分析和记录各种电信号的变化。

通俗来说，示波器可以将人肉眼看不见的电信号随时间变化的关系转换成可视化波形图像，为研究各种电现象的变化提供直观的呈现方式。

使用示波器可观察信号幅度随时间变化的波形曲线，也可实现电压、电流、频率、相位、幅度等基本电气参数的测量。

按信号处理方式进行分类，示波器可分为模拟示波器和数字示波器两大类。

模拟示波器直接将被测信号呈现在显示器件上，被测电压通过控制从左到右扫过示波管的电子束在垂直方向的偏转直接描绘出电压波形。

数字示波器通过模数转换器（ADC）把被测电压信号转换为数字信号，再以数字信号处理的方式将信号随时间的变化波形绘制在显示设备上。

模拟示波器与数字示波器主要有以下区别：
（1）形态区别
在形态上，模拟示波器一般体积更大，携带不便；数字示波器一般比较小巧，携带方便。

（2）显示区别
模拟示波器显示的波形是连续的被测信号真实波形，由于示波管的荧光会随时间衰减，模拟示波器不能稳定显示不重复出现的波形。

而数字示波器显示的波形是经过数字电路处理采样点得到，信号可以通过存储器长时间存储，因此能够稳定显示不重复的波形。

（3）带宽区别
模拟示波器受示波管硬件参数限制，其带宽目前只能做到1GHz，而数字示波器可以通过电路性能的提升，得到非常高的带宽。

（4）功能区别
模拟示波器的功能选择一般通过机械开关进行切换，功能单一；数字示波器具有多种触发功能和多波形显示功能，测量精度高，其测量结果也便于进行后续处理。

数字示波器的评判技术指标主要有以下几类：
（1）带宽
通常将输入信号通过示波器后衰减3 dB时的最低频率作为示波器的带宽。

带宽决定了示波器所能检测到的信号频率范围。

理论上示波器的带宽越高越好。

在实际应用中，由于成本控制和实际需要，一般要求示波器的带宽达到被测信号最高频率的2.5倍~5倍即可。

（2）实时采样率
实时采样率是指ADC（模数转换器）在单位时间间隔内可以采样的样点数量。

数字示波器的实时采样率越高，采样速度越快，时间分辨率越高，采样到的波形失真越少。

选择更高采样频率的示波器，能更真实的复现出原始波形。

（3）存储深度
存储深度表示示波器单次采样可以获取的采样点的个数。

其计算公式为：存储深度=采样频率x采样时间。

直观来看，存储深度表征了同屏中显示的波形长度，存储深度越高的数字示波器分析复杂波形的能力越强。

（4）其他参数
其他数字示波器参数如波形刷新率、通道数、上升时间、带内平坦度、垂直分辨率、垂直灵敏度等，也从不同维度表征数字示波器的品质。

针对不同需求，应综合考虑示波器参数来选择最合适的产品。

示波器产品形态众多且覆盖面广，满足不同实验需求。

便携式和台式示波器是最常见的实验室用示波器，市场需求最广泛且性能稳定，性价比较高。

手持式示波器采用电池供电，便携度高，可以携带至任何工作场景。

另一方面，由于手持式示波器不需插线，没有地线，可以适用于一些浮地测量场景。

不同厂家对示波器产品的侧重不同，常根据客户需要进行定制。

未来随着测量场景的进一步延伸，示波器应用领域不断扩宽，高性价比的手持式示波器产品将获得越来越多的用户的青睐。

随着计算机技术的进步，另一种USB虚拟示波器得到快速发展。

虚拟示波器属于虚拟仪器的一种，采用USB接口技术，将计算机强大的计算处理能力和传统硬件仪器的信号采集、控制能力相结合。

USB虚拟示波器比手持式示波器更便携，应用扩展性极强，未来将是示波器产品的一大发展方向。

2.1.2.波形发生器
波形发生器，包含函数/任意波形发生器及任意波形发生器，是一种能产生各种频率、波形和幅度电信号的设备。

在测量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，波形发生器常被用做提供测试信号的激励源。

在实际生产实践中，需要波形发生器提供符合特定条件的电信号，如各类三角波、锯齿波、矩形波、正弦波、生物电信号等，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。

多变的需求催生多样化的功能，例如：当进行系统的稳态特性测量时，需要使用振幅、频率已知的正弦信号源；当进行系统的瞬态特性测量时，需要使用上升时间、脉冲宽度、重复周期已知的矩形脉冲信号源。

此外，对波形发生器的频率、波形、输出电压等参数，也要求在一定范围内可进行精确调整。

评价波形发生器的指标主要有以下几类：
（1）波表长度
波表长度指的是可用于存储用户自定义波形的存储器容量。

该技术指标的单位为样点（pts）。

波形数据被按一定时间间隔输入到数模转换器（DAC）中，生成所需波形的电压信号。

为了精确地生成已定义的信号，需要高采样率和大波表长度。

（2）采样率
波形发生器的采样率是指DAC在单位时间间隔内可以输出的样点数量。

该技术指标的单位为样点/秒（Sa/s）。

采样率决定了波形发生器输出信号的时间分辨率，采样率越高，时间分辨率越高。

波表长度/采样率= 播放时间，因此，在固定波表长度条件下，采样率越高，播放时间也就越短。

播放时间决定了AWG可以生成的不重复波形的复杂程度。

采样率还决定了波形发生器的最大信号带宽，通常两者关系如下：
波形发生器最大信号带宽= 采样率x 40%。

（3）垂直分辨率（DAC位数）
该参数表示了波形发生器可以合成的电压等级的数量，主要由所使用的DAC位数决定。

例如，8 位分辨率DAC可以产生256个不同的电平；16位分辨率DAC可以产生65536个不同的电平。

分辨率越高，合成的波形电平就越精细。

（4）带宽
波形发生器可以合成的瞬时信号的频率成分中的最高频率和最低频率之差。

带宽越大，波形发生器的性能越强。

（5）无杂散动态范围（SFDR）
该值在频域中测量，是从基波频率到所述带宽内最高可见杂散或谐波的幅度差，以相对于基波幅度的分贝数（dBc）表示。

（6）波形抖动
波形抖动指的是信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离，抖动表示了波形发生器所产生的信号在时间维度的稳定度。

抖动越小，信号稳定度越高。

抖动值通常以皮秒（ps）峰峰值表示。

2.1.
3.射频类仪器
射频类仪器泛指对频域信号进行测试分析或产生射频微波频段的信号发生器等仪器，主要有频谱(信号)分析仪、（射频/微波）信号发生器、矢量网络分析仪、微波功率计等。

早期的频谱(信号)分析仪和微波功率计主要用作无线电发射机测试，（射频/微波）信号发生器主要用作无线电接收机测试，矢量网络分析仪一般用作电子元件、电缆、天线等元件和部件的特性表征。

随着电子系统的速度不断提高，很多非无线电设备的工作频率也进入到了射频微波频段，比如现代计算机设备工作频率普遍超过1GHz，这类设备工作时可能对无线通信频道产生干扰，因而需要频谱分析仪进行干扰辐射测试；设备内部信号的传输也需要考虑信号完整性因素，需要网络分析仪对电路板和元件进行阻抗测试等，这一趋势推动射频类仪器不断地在电子系统设计、生产、部署等环节更为广泛的应用。

射频类仪器功能多样，以频谱分析仪为例，频谱分析仪能够以图形方式显示信号的频域特性，并实现对信号频率、功率、失真度、调制度等参数的测量。

其工作原理是通过扫频或快速傅里叶变换的方式分析出被测信号的各个频率分量的幅度，并将这些信号分量在幅度-频率坐标图中绘制出来形成频谱图。

频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段，在高频率范围的信号中应用尤其广泛。

频谱分析仪的评价指标主要有以下几类：
（1）频率范围
指频谱分析仪可测量的最大频率范围。

现代常用频谱分析仪的频率范围跨度较大，从音频到射频信号，再到更高频的微波和毫米波波段信号都能进行有效测量。

（2）分辨率带宽
指频谱分析仪能够区分最邻近的两条谱线之间频率间隔的能力，是频谱分析仪最重要的技术指标之一，与中频滤波器形式、中频滤波器带宽、波形因数等有关。

（3）分析带宽
分析带宽是频谱仪能够同时分析的最大信号频率范围，一般取决于其中频ADC的带宽，现代实时频谱仪的分析带宽已经从几十MHz到数GHz不等。

对于实时频谱仪而言，分析带宽越宽，其ADC的采样率越高，实时FFT计算的要求也越高。

（4）幅度测量精度
幅度测量精度是频谱分析仪测量到的信号幅度相对于校准信号幅度的偏差。

偏差越小，幅度测量精度越高，性能越好。

（5）扫描时间
完成一次频谱分析所需时间，该参数与频率扫描范围和分辨率带宽关系密切。

通常扫描时间越短越好，但有时为了保证测量精度，扫描时间不能设置得过短。

（6）显示平均噪声
显示平均噪声体现的是频谱分析仪显示微弱信号的能力，通常越小越好。

2.1.4.电源与电子负载
电源与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，并对测试回路的电能进行测量分析。

电源与电子负载主要包括用于供电的可编程电源和用于吸收电能的电子负载两大类，其中可编程电源又分为高精度型和大功率型两大类。

高精度型电源的主要指标有输出功率和输出噪声，其中输出噪声越低越精密，一般用于半导体芯片测试、电子设备研发和生产测试等场合。

大功率型可编程电源的主要指标为输出功率，可用于太阳能光伏和汽车电子等场合。

以可编程直流电源为例，其评判指标主要有以下几类：
（1）输出电压范围
指电源能够输出的最大电压范围，通常该值越大越好。

（2）输出电流
也称为输出负载电流，指电源能供给的最大负载电流，通常该值越大越好。

（3）输出功率
指电源能连续输出的最大功率，通常该值越大越好。

（4）电源调整率
表征输入电源电压变化时，电源输出电压的变化程度，是电压稳定性指标之一，一般用百分比表示，通常该值越小越电源越稳定。

（5）负载调整率
表征负载电流变化是，电源输出电压的变化程度，是电压稳定性指标之一，一般用V/A 表示，通常该值越小电源越稳定。

（6）输出电压纹波
反映电源输出在一定频率范围内的噪声和纹波的幅度总大小，一般用电压峰峰值和电压有效值来表示，通常该值越小越好。

（7）瞬态响应
反映电源在负载快速波动后输出电压稳定在预定值的能力，包括瞬态恢复时间和瞬态电压波动两方面，通常瞬态恢复时间越短越好，瞬态电压波动越小越好。

2.1.5.其他电子测量仪器设备
除上述四类电子测量仪器之外，还有数字万用表、开关和数据采集系统、LCR表、源表、逻辑分析仪等其他类型的仪器，这些仪器在电子系统的测试测量中同样发挥重要作用。

2.2.电子测量仪器市场规模及细分，2015-2025E
2.2.1.全球电子测量仪器市场规模及细分（数字示波器、频谱分析仪等）
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。

根据弗若斯特沙利文的统计，电子测量仪器的市场规模由2015年的100.95亿美元增长至2020年136.78亿美元，期间年均复合增长率将保持在6.3%。

随着5G的商用化、新能源汽车市场占有率的上升、信息通信和工业生产的发展，全球电子测量设备的需求将持续增长。

预计全球电子测量仪器行业市场规模将在2020年到2025年以4.7%的年复合增长率增长至172.38亿美元。

图2 .全球电子测量仪器市场预测（2015-2025E）。