工業(yè)通信是產(chǎn)業(yè)升級基礎設施，全球市場(chǎng)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設施，通過(guò)對人、機、物、系統等的全面連接為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化發(fā)展提供了實(shí)現途徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠幫助企業(yè)降本增效，同時(shí)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(jià)值鏈拓展，驅動(dòng)企業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)整體高價(jià)值鏈發(fā)展。

工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )處于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)前置基礎設施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過(guò)程中形成了網(wǎng)絡(luò )、平臺、安全三大功能體系，其中網(wǎng)絡(luò )是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現互聯(lián)互通的基礎，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與技術(shù)構成，融合發(fā)展構建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。

工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )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)積累持續開(kāi)拓和孵化各個(gè)垂直領(lǐng)域市場(chǎng)。其應用場(chǎng)景廣泛，目前已延伸至40個(gè)國民經(jīng)濟大類(lèi)，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(shí)體經(jīng)濟重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，形成了千姿百態(tài)的融合應用實(shí)踐。

上游主要原材料包括芯片類(lèi)、光器件、接插件、阻容器件、殼體、線(xiàn)路板等，根據三旺通信招股說(shuō)明書(shū)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(wú)線(xiàn)路由器、無(wú)線(xiàn)數據終端、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(chǎng)整體規模在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(chǎng)約102億元。根據IHS Markit數據統計，2018～2023年全球工業(yè)通信市場(chǎng)規模將從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)驅動(dòng)價(jià)值提升

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議技術(shù)主要有三種：現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)及工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)?，F場(chǎng)總線(xiàn)大致出現在上個(gè)世紀80年代末到90年代初期，主要應用與設備之間的I/O數據傳輸以及產(chǎn)線(xiàn)內部不同設備的數據交換?，F場(chǎng)總線(xiàn)早期應用廣泛，但其存在低速率，兼容性差、系統彼此間互操作性差問(wèn)題。工業(yè)以太網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議，和IEEE 802.3標準兼容，可以解決現場(chǎng)總線(xiàn)低速率等問(wèn)題，以太網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)單，開(kāi)放性好，價(jià)格低廉，工業(yè)以太網(wǎng)逐步成為了主流。之后隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)，其簡(jiǎn)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(kāi)始應用。

對比三種技術(shù)，現場(chǎng)總線(xiàn)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(wú)線(xiàn)技術(shù)具有較便攜靈活的部署方式?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)主要提供現場(chǎng)傳感器件到控制器、控制器到執行器或控制器與各輸入輸出控制分站間進(jìn)行數據通信的支持。工業(yè)以太網(wǎng)遵從TCP/IP框架，具有接口簡(jiǎn)單、協(xié)議開(kāi)放、可靠性高、傳輸速率快、互通便捷等優(yōu)勢。無(wú)線(xiàn)通信主要優(yōu)點(diǎn)是不需要布置供電線(xiàn)路，而且能夠連接更多監測和控制點(diǎn)。如今，傳感器和測量裝置是無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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)和現場(chǎng)總線(xiàn)等：在傳感層，主要的通訊方式為現場(chǎng)總線(xiàn)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、LTE、ZigBee、Wi-Fi、LoRa因設備的流動(dòng)性，因此對無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )應用較多。

工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)占比最大達65%，無(wú)線(xiàn)通信市場(chǎng)快速發(fā)展。根據HMS Networks分析報告，全球工業(yè)網(wǎng)絡(luò )連接新安裝節點(diǎn)2021年相比2020年增長(cháng)6%，其中工業(yè)以太網(wǎng)占全總市場(chǎng)的65%，現場(chǎng)總線(xiàn)占總市場(chǎng)的28%，無(wú)線(xiàn)通信占市場(chǎng)的7%，同比增速24%。

時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )（TSN）已成為工業(yè)4.0中有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的重要技術(shù)，可以實(shí)現精確數據同步傳輸。雖然工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)解決了許多設備共享網(wǎng)絡(luò )基礎設施和數據連接的問(wèn)題，但多個(gè)數據的傳輸時(shí)間精準和負荷擁塞的問(wèn)題仍然存在。TSN技術(shù)通過(guò)時(shí)鐘同步、數據調度、網(wǎng)絡(luò )配置可以實(shí)現真正的“同一”網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸，以確保工業(yè)網(wǎng)絡(luò )信息數據傳輸在時(shí)間上的同步確定性。

TSN、5G技術(shù)推動(dòng)百億美元市場(chǎng)：TSN與5G融合將為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展奠定基礎。TSN與5G融合是構建未來(lái)靈活、高效、柔性、可靠及安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎。TSN有線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與5G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)互為補充，無(wú)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(shí)鐘、在礦井下的遠程控制、在車(chē)內網(wǎng)絡(luò )等場(chǎng)景有廣泛需求和應用。TSN已開(kāi)始規模啟動(dòng)，其單品價(jià)值是傳統工業(yè)交換機的2倍，預計2025年市場(chǎng)規模約在45億美元左右。根據IHS Markit預測，從2019年到2030年，工業(yè)自動(dòng)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(chǎng)，這可能會(huì )促使IT公司與工業(yè)自動(dòng)化供應商之間進(jìn)一步合作。樂(lè )觀(guān)情況表現下2025年TSN接入點(diǎn)數可能達到近500萬(wàn)個(gè)。并且目前市場(chǎng)上TSN工業(yè)交換機的單品價(jià)值量是傳統工業(yè)以太網(wǎng)交換機的2倍價(jià)格以上。若按照每臺TSN交換機接入端口數8～16個(gè)，單價(jià)5000元估算，則2025年TSN交換機全球整體市場(chǎng)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(cháng)，預計2025年市場(chǎng)規模在約88億美元左右。我國5G基站建設數目達到142.5萬(wàn)站。我國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目從2020年中的600個(gè)發(fā)展到2021年10月的1800個(gè)，僅16個(gè)月的時(shí)間項目發(fā)展數翻了三番。隨著(zhù)5G網(wǎng)絡(luò )部署規模的加大，以及5G終端模組滲透率的持續提升，5G工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端的數量增速將隨網(wǎng)絡(luò )的普及率及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目的增多而加速增長(cháng)。如5G接入點(diǎn)與TSN進(jìn)行匹配對應，按照5G工業(yè)路由器單價(jià)1500～2000元/臺估算，全球市場(chǎng)空間約75～100億美元，中值87.5億美元。

來(lái)源：國信證券

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年5月刊