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工業(yè)通信是產(chǎn)業(yè)升級基礎(chǔ)設施，全球市場空間達百億美元

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的新型基礎(chǔ)設施，通過對人、機、物、系統(tǒng)等的全面連接為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展提供了實現(xiàn)途徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠幫助企業(yè)降本增效，同時工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力企業(yè)生產(chǎn)制造的智能化升級、產(chǎn)業(yè)鏈延伸和價值鏈拓展，驅(qū)動企業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)整體高價值鏈發(fā)展。

工業(yè)通信網(wǎng)絡處于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)前置基礎(chǔ)設施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中形成了網(wǎng)絡、平臺、安全三大功能體系，其中網(wǎng)絡是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)，平臺是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的保障，三大體系各自包含了與之相應的架構(gòu)與技術(shù)構(gòu)成，融合發(fā)展構(gòu)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。

工業(yè)通信網(wǎng)絡產(chǎn)品處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，下游主要是各應用行業(yè)，上游主要是電子元器件供應商。工業(yè)通信產(chǎn)品，基于標準化工業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品的技術(shù)積累持續(xù)開拓和孵化各個垂直領(lǐng)域市場。其應用場景廣泛，目前已延伸至40個國民經(jīng)濟大類，涉及原材料、裝備、消費品、電子等制造業(yè)各大領(lǐng)域，以及采礦、電力、建筑等實體經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)，形成了千姿百態(tài)的融合應用實踐。

上游主要原材料包括芯片類、光器件、接插件、阻容器件、殼體、線路板等，根據(jù)三旺通信招股說明書披露，其中芯片為大頭，占比30%以上。工業(yè)通信產(chǎn)品處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，包括工業(yè)無線路由器、無線數(shù)據(jù)終端、邊緣計算網(wǎng)關(guān)、工業(yè)以太網(wǎng)交換機等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信產(chǎn)品。

工業(yè)通信全球市場整體規(guī)模在2021年預計達41.4億美元（263億元），其中工業(yè)以太網(wǎng)交換機市場約102億元。根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018～2023年全球工業(yè)通信市場規(guī)模將從26.50億美元增加到55.30億美元，復合增速15.9%。其中，工業(yè)網(wǎng)關(guān)從1.76億元增加到8.26億美元；工業(yè)交換機從16.08億美元增加到30.16億美元；工業(yè)路由器從2.63億美元增加到4.81億美元。2021年預計達到41.4億美元，折合人民幣263億元（按照人民幣比美元匯率6.36：1）。

工業(yè)通信技術(shù)趨勢：TSN、5G等新技術(shù)驅(qū)動價值提升

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議技術(shù)主要有三種：現(xiàn)場總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)及工業(yè)無線技術(shù)?，F(xiàn)場總線大致出現(xiàn)在上個世紀80年代末到90年代初期，主要應用與設備之間的I/O數(shù)據(jù)傳輸以及產(chǎn)線內(nèi)部不同設備的數(shù)據(jù)交換。現(xiàn)場總線早期應用廣泛，但其存在低速率，兼容性差、系統(tǒng)彼此間互操作性差問題。工業(yè)以太網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議，和IEEE 802.3標準兼容，可以解決現(xiàn)場總線低速率等問題，以太網(wǎng)技術(shù)簡單，開放性好，價格低廉，工業(yè)以太網(wǎng)逐步成為了主流。之后隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和演進，其簡單靈活的部署方式及較低的運維成本使得其逐步在工業(yè)通信中開始應用。

對比三種技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)具有較高的可靠性，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有較大的傳輸速率，無線技術(shù)具有較便攜靈活的部署方式?，F(xiàn)場總線技術(shù)主要提供現(xiàn)場傳感器件到控制器、控制器到執(zhí)行器或控制器與各輸入輸出控制分站間進行數(shù)據(jù)通信的支持。工業(yè)以太網(wǎng)遵從TCP/IP框架，具有接口簡單、協(xié)議開放、可靠性高、傳輸速率快、互通便捷等優(yōu)勢。無線通信主要優(yōu)點是不需要布置供電線路，而且能夠連接更多監(jiān)測和控制點。如今，傳感器和測量裝置是無線協(xié)議的主要使用對象。在應用平臺層，主要是以路由器、工業(yè)以太網(wǎng)和總線的方式互聯(lián)；在控制層，主要的通訊方式是PROFIBUS、Modbus、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線等：在傳感層，主要的通訊方式為現(xiàn)場總線，無線網(wǎng)絡、LTE、ZigBee、Wi-Fi、LoRa因設備的流動性，因此對無線通訊網(wǎng)絡應用較多。

工業(yè)以太網(wǎng)市場占比最大達65%，無線通信市場快速發(fā)展。根據(jù)HMS Networks分析報告，全球工業(yè)網(wǎng)絡連接新安裝節(jié)點2021年相比2020年增長6%，其中工業(yè)以太網(wǎng)占全總市場的65%，現(xiàn)場總線占總市場的28%，無線通信占市場的7%，同比增速24%。

時間敏感網(wǎng)絡（TSN）已成為工業(yè)4.0中有線網(wǎng)絡的重要技術(shù)，可以實現(xiàn)精確數(shù)據(jù)同步傳輸。雖然工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)解決了許多設備共享網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施和數(shù)據(jù)連接的問題，但多個數(shù)據(jù)的傳輸時間精準和負荷擁塞的問題仍然存在。TSN技術(shù)通過時鐘同步、數(shù)據(jù)調(diào)度、網(wǎng)絡配置可以實現(xiàn)真正的“同一”網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸，以確保工業(yè)網(wǎng)絡信息數(shù)據(jù)傳輸在時間上的同步確定性。

TSN、5G技術(shù)推動百億美元市場：TSN與5G融合將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展奠定基礎(chǔ)。TSN與5G融合是構(gòu)建未來靈活、高效、柔性、可靠及安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)。TSN有線通信網(wǎng)絡技術(shù)與5G無線通信網(wǎng)絡技術(shù)互為補充，無縫融合。在智能制造中的遠程控制、在電網(wǎng)中的配電精準時鐘、在礦井下的遠程控制、在車內(nèi)網(wǎng)絡等場景有廣泛需求和應用。TSN已開始規(guī)模啟動，其單品價值是傳統(tǒng)工業(yè)交換機的2倍，預計2025年市場規(guī)模約在45億美元左右。根據(jù)IHS Markit預測，從2019年到2030年，工業(yè)自動化中TSN的競爭格局有望擴大，Cisco、Intel等IT公司都有望入局TSN市場，這可能會促使IT公司與工業(yè)自動化供應商之間進一步合作。樂觀情況表現(xiàn)下2025年TSN接入點數(shù)可能達到近500萬個。并且目前市場上TSN工業(yè)交換機的單品價值量是傳統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機的2倍價格以上。若按照每臺TSN交換機接入端口數(shù)8～16個，單價5000元估算，則2025年TSN交換機全球整體市場空間為30-60億美元，中值45億美元。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)滲透率快速增長，預計2025年市場規(guī)模在約88億美元左右。我國5G基站建設數(shù)目達到142.5萬站。我國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目從2020年中的600個發(fā)展到2021年10月的1800個，僅16個月的時間項目發(fā)展數(shù)翻了三番。隨著5G網(wǎng)絡部署規(guī)模的加大，以及5G終端模組滲透率的持續(xù)提升，5G工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)量增速將隨網(wǎng)絡的普及率及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目的增多而加速增長。如5G接入點與TSN進行匹配對應，按照5G工業(yè)路由器單價1500～2000元/臺估算，全球市場空間約75～100億美元，中值87.5億美元。

來源：國信證券

摘自《自動化博覽》2022年5月刊