工業通信設備行業研究：產業升級重塑新藍海，國產廠商迎發展先機

科技 06-14

（報告出品方/作者：國信證券，馬成龍、袁文翀）

01 行業概況：處於爆發邊緣，多因素推動加速發展

工業互聯網是推動產業數字化轉型的重要基石

工業互聯網是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施，為工業乃至各行業的產業數字化、網路化、智能化發展提供了重要途徑。工業互聯網所覆蓋的產業包括網路、平台、安全三大體系，同時通過直接產業賦能幫助企業實現降本增效等數字化管理，逐步向各個產業滲透。工業互聯網網路作為工業互聯網的直接基礎產業受益行業整體發展。

工業互聯網產業發展瓶頸：網路覆蓋率與協議解析能力亟需提升

工廠內網應用對網路性能要求嚴格，實時業務仍然靠有線傳輸。工業網路現場控制類業務對時延要求達到1ms級別，並且要求較高可靠性，這需要穩定的有線傳輸，但有線傳輸的部署成本和運維成本不能較好適應未來柔性化生產的發展。工業通信網路覆蓋率亟需提升，仍然有45%的企業目前還不具備在生產現場邊緣端上雲處理能力。根據工業信息發展研究中心針對1445家工業互聯網應用企業研究發現，有35%的企業工業通信網路覆蓋率低於20%，工業網路覆蓋率低直接影響到企業生產現場的邊緣處理能力。

催化因素一：政策頻繁加碼工業互聯網

工業互聯網政策支持不斷。近期多項「十四五」規劃及相關政策文件持續聚焦工業互聯網領域的應用發展。例如《「十四五」信息通信行業發展規劃》提出打造全面互聯的工業互聯網；《「十四五」信息化和工業化深度融合發展規劃》目標至2025年信息化和工業化在更廣範圍、更深程度、更高水平上實現融合發展，新一代信息技術向製造業各領域加速滲透等。

催化因素二：運營商、設備商等巨頭加速推進數字化服務

電信運營商與通信設備商開始重視新一代信息基礎設施賦能企業數字化轉型，公司戰略均逐步轉向產業信息化數字化升級方向，在此大背景下，各垂直領域的生態及商業模式將被重新定義，新的藍海市場將為參與廠商來帶機遇：華為已設立二十大軍團，賦能產業升級，助力企業實現信息化、數字化、智能化。

催化因素三：工業設備加速上雲，要求工業網路支持

數據上雲協助工業企業降本增效。據《工業互聯網創新發展成效評估報告》，離散製造業和流程製造業企業在應用工業互聯網後兩年內，設備綜合效率分別提升了10pct和8pct；且有三成企業，尤其是高耗能領域企業，反映應用工業互聯網後能耗水平有明顯下降。

催化因素四：工廠智能化無人化驅動工業網路升級

工業智能化信息化對工業通信設備帶寬升級提出需求，工業通信設備價值量提升。以煤礦智能化為例，井下部分包括攝像機、探測器、電話、廣播站等設備，完成圖像採集、井下條件採集、廣播、通話等功能。

催化因素五：自主可控背景下，國產廠商迎發展機遇

國產自主可控成為各行業信息設備主要發展方向，電力、煤礦、軌交等領域在新的通信網路部署中更傾向於選擇國產自主可控品牌，對於國產自主可控的設備商來說市場空間巨大。

02 市場空間測算：各行業信息化升級需求旺盛

工業通信設備應用：從工業製造基礎設施延展到各行各業

工業通信設備穩定可靠性強，逐步由工業製造擴展至多個行業應用。工業通信設備起初應用在工業製造設備的信息傳輸，因其可適應製造場景較為惡劣的環境，設備具有比普通商用設備更高的穩定可靠性。受益於此，工業通信設備逐步擴展至電力新能源、軌道交通、煤礦開采、智能製造、綜合管廊等多個應用領域。

工業製造市場測算：接入設備與交換設備規模超百億

根據工信部數據，我國2020年和2021年重點工業互聯網雲平台鏈接設備數分別為約6200/7600萬台；根據《「十四五」國家信息化規劃》，工業互聯網上雲設備數將由2020年的13.1%上升至2025年的30%，依此推測2025年工業互聯網雲平台鏈接設備數將達到1.81億台。

煤礦市場：智能化煤礦單產效率提升明顯，工業網路是必要設施

我國煤礦數量逐年減少，單礦年產逐年上升。近年來，國家逐步淘汰落後產能，對煤炭行業進行供給側改革，大型煤礦企業兼并重組小型煤礦，2015年煤礦數量10800座，至2020年煤礦數量為4700座。2016年至2020年，隨著智慧礦山大規模普及，以及行業市場集約化的顯著提升，我國原煤產量實現快速增長，從2015年的43萬噸/年上升至2019年的70萬噸/年，期間累計增幅超過14%。

電力市場測算：接入終端設備規劃增長迅速

根據《國家電網智能化規劃總報告》，我國「十三五」期間新建7700座智能變電站，「十四五」期間新建智能變電站7411座。根據測算， 2025年電力網路中交換設備的市場規模為1.2億元。測算主要假設：變電站與配電房以收斂比 1:15 ；每個變電站30個接入交換機、6個匯聚交換機。

新能源市場空間測算：尚處部署初期，未來潛力較大

風電和光伏等新能源裝機迎來爆髮式增長，可靠工業級通信成為儲能側重要保障基礎設施。儲能是風光電普及應用的核心支撐，一方面需要擴大電網的調配閾值，二是增強配套的儲能比例，同時降低儲能成本。根據風電和光伏裝機量，我們預計2025年光伏和風電在儲能側需要部署工業交換設備的市場規模為2.2億元。

鐵路市場：我國鐵路信息化投資增長潛力大

根據國家鐵路局數據顯示，「十四五」期間規劃鐵路建設里程從2020年的14.6萬公里增長至2025年的16.5萬公里，其中高鐵里程從3.8萬公里增長至5萬公里，投資與「十三五」基本保持一致。其中「十三五」期間，我國鐵路信息化設備投資480億元左右，總體固定資產投資在 8000億元左右，鐵路信息化投資占當年固定資產投資比例在6%左右，對比歐洲、美國、日本主流區域超過10%的水平，中國鐵路信息化投資增長潛力仍非常大。

軌交市場：信息系統為軌交神經系統

城軌信息系統是指揮列車運行、公務聯絡和傳遞各種消息的重要手段，也是列車安全、快速、高效運行重要保證系統，需要穩定信號傳輸的應用包括信號系統、綜合監控系統、自動售檢票系統、綜合安防系統、通信系統和乘客信息系統等。軌交信息系統要求產品具備較強的抗電磁干擾性能、能夠有效防護強振動衝擊、電磁干擾和車載供電的不穩定性等性能。（報告來源：未來智庫）

03 市場格局：客戶壁壘高，新技術有望重塑格局

工業通信設備：支持多種網路協議，滿足嚴苛使用環境

工業通信設備通常可支持多種網路協議。以飛凌嵌入式的工業無線網關產品為例，該產品可集成 RS485 /RS232、Ethernet、Profinet（DO/DI）、CAN、乙太網、5G/4G、WiFi、LoRa 等。工業級通信設備需滿足嚴苛的使用環境，因此一般需要採用高品質金屬板材、具有良好機械強度、支持9~36V寬壓輸入、具備靜電防護、浪涌保護、過流保護、使用環境溫度-40℃~ 85℃。

競爭格局：國際品牌主導，盈利水平較高

目前工業互聯網網路側設備市場的頭部企業主要被國外品牌所佔據，CR3市場佔有率達43%，國產廠商市佔率仍然較低。工業通信設備公司國際頭部企業包括思科、西門子、MOXA、Belden（百通赫斯曼）等公司，國內公司主要包括三旺通信、映翰通、東土科技等。國際頭部工業通信設備公司的毛利率>國內頭部工業通信設備公司>商用通信設備公司，國際頭部工業通信公司的毛利率高達60%。

高毛利歸因：工業級高可靠屬性，定製化帶來高附加值

工業通信設備與商用通信設備應用場景不同，其部署場景較為極端。因此，工業通信設備在元器件、產品用材、穩定性、配套軟體選型方面相比通用設備有一定差別，導致同樣規格的工業通信設備是通用設備價格2-3倍。並且雖然產品功能及工作原理與商用設備一樣，但工業通信設備還需要根據不同工業應用環境做定製化處理。

當前工業乙太網規模最大，工業無線快速發展

工業乙太網市場佔比最大達65%，無線通信市場快速發展。根據HMS Networks分析報告，全球工業網路連接新安裝節點2021年相比2020年增長 6%，其中工業乙太網佔全總市場的65%，現場匯流排佔總市場的28%，無線通信佔市場的7%，同比增速24%。工業通信全球市場整體規模在2021年預計達41.4億美元。根據IHS Markit數據統計，2018-2023年全球工業通信市場規模將從26.50億美元增加到55.30億美元，複合增速15.9%。

04 產業鏈：推薦關注各環節國產替代機會

工業通信設備產業鏈一覽

上游：晶元類、光器件、接插件、阻容器件、殼體、線路板等，其中晶元和通信模塊為大頭。中游：包括接入層終端設備商與交換機設備商，行業內國產廠商超過30多家，龍頭企業已逐步顯現。下游：應用行業主要有工業製造、軌交、電力、煤礦等。客戶主要分為兩類，具備自主設計定製能力的大型企業（比如電力）和為行業提供整體解決方案的集成供應商（比如工業製造、煤礦等）。

設備分解：通信模塊和晶元是設備核心

終端接入設備接收工業現場不同協議的數據，並將數據轉換為4G/5G/WiFi等信號傳到雲端。終端設備中主要包含的各類電子元器件有通信模塊、晶元、電路板、連接器、殼體等。終端設備主要核心零部件是晶元與通信模塊，分別占成本比重約為14%/47%。大部分路由器和終端的核心晶元採用MCU控制晶元，部分邊緣計算網關附帶計算功能，採用SoC晶元。

MCU：數采終端/工控設備的核心處理晶元

MCU是指將計算機的CPU、RAM、ROM、定時計數器和多種I/O介面集成在一片晶元上，形成晶元級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制。工業互聯網現場邊緣層數據傳輸量小、時延要求較高的終端設備使用MCU晶元，比如數據採集終端，網關，工控機等等，工業級MCU工作要求與普通設備不同工業級核心板，運行溫寬 -40℃~85℃。而部分邊緣計算網關附帶計算功能，採用SoC晶元。

SoC：工業網關核心處理晶元

邊緣（計算）網關中的硬體包括應用處理器、協處理器、內存、存儲、通信介面、蜂窩通信介面、音視頻介面、電源等。豐富的處理功能使SoC成為工業網關主流處理晶元，ARM架構在網關設備晶元中佔據主導地位。目前SoC晶元國產公司包括海思、瑞芯微電子、全志科技等。

通信模組：東升西落，實現全球主導

通信模組是較為簡單的產業鏈環節，中國廠商已經實現了突破和國產替代，達到在全球佔主導地位的水平。通信模組已處在爆發中：蜂窩通信模組過去幾年的全球出貨量以複合20%以上的速度快速增長，2019年底出貨量達到了2.65億；WiFi和藍牙的全球模組出貨量亦快速增長， 2019年WiFi MCU大約出貨在2億顆，藍牙為42億顆。頭部公司也均已經開發支持5G技術的通信模組。