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工業通信是產業升級基礎設施，全球市場空間達百億美元

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，通過對人、機、物、系統等的全面連接為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了實現途徑。工業互聯網能夠幫助企業降本增效，同時工業互聯網助力企業生產制造的智能化升級、產業鏈延伸和價值鏈拓展，驅動企業乃至產業整體高價值鏈發展。

工業通信網絡處于工業互聯網前置基礎設施。工業互聯網在發展過程中形成了網絡、平臺、安全三大功能體系，其中網絡是工業互聯網實現互聯互通的基礎，平臺是發展工業互聯網的核心，安全是工業互聯網的保障，三大體系各自包含了與之相應的架構與技術構成，融合發展構建了工業互聯網生態。

工業通信網絡產品處于產業鏈中游，下游主要是各應用行業，上游主要是電子元器件供應商。工業通信產品，基于標準化工業物聯產品的技術積累持續開拓和孵化各個垂直領域市場。其應用場景廣泛，目前已延伸至40個國民經濟大類，涉及原材料、裝備、消費品、電子等制造業各大領域，以及采礦、電力、建筑等實體經濟重點產業，形成了千姿百態的融合應用實踐。

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。工業通信產品處于產業鏈中游，包括工業無線路由器、無線數據終端、邊緣計算網關、工業以太網交換機等工業物聯網通信產品。

工業通信全球市場整體規模在2021年預計達41.4億美元（263億元），其中工業以太網交換機市場約102億元。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，復合增速15.9%。其中，工業網關從1.76億元增加到8.26億美元；工業交換機從16.08億美元增加到30.16億美元；工業路由器從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）。

工業通信技術趨勢：TSN、5G等新技術驅動價值提升

工業互聯網通信協議技術主要有三種：現場總線技術、工業以太網技術及工業無線技術。現場總線大致出現在上個世紀80年代末到90年代初期，主要應用與設備之間的I/O數據傳輸以及產線內部不同設備的數據交換。現場總線早期應用廣泛，但其存在低速率，兼容性差、系統彼此間互操作性差問題。工業以太網采用TCP/IP協議，和IEEE 802.3標準兼容，可以解決現場總線低速率等問題，以太網技術簡單，開放性好，價格低廉，工業以太網逐步成為了主流。之后隨著無線通信技術的發展和演進，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通信中開始應用。

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

工業以太網市場占比最大達65%，無線通信市場快速發展。根據HMS Networks分析報告，全球工業網絡連接新安裝節點2021年相比2020年增長6%，其中工業以太網占全總市場的65%，現場總線占總市場的28%，無線通信占市場的7%，同比增速24%。

時間敏感網絡（TSN）已成為工業4.0中有線網絡的重要技術，可以實現精確數據同步傳輸。雖然工業以太網技術解決了許多設備共享網絡基礎設施和數據連接的問題，但多個數據的傳輸時間精準和負荷擁塞的問題仍然存在。TSN技術通過時鐘同步、數據調度、網絡配置可以實現真正的“同一”網絡的數據傳輸，以確保工業網絡信息數據傳輸在時間上的同步確定性。

TSN、5G技術推動百億美元市場：TSN與5G融合將為工業互聯網蓬勃發展奠定基礎。TSN與5G融合是構建未來靈活、高效、柔性、可靠及安全工業互聯網基礎。TSN有線通信網絡技術與5G無線通信網絡技術互為補充，無縫融合。在智能制造中的遠程控制、在電網中的配電精準時鐘、在礦井下的遠程控制、在車內網絡等場景有廣泛需求和應用。TSN已開始規模啟動，其單品價值是傳統工業交換機的2倍，預計2025年市場規模約在45億美元左右。根據IHS Markit預測，從2019年到2030年，工業自動化中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公司與工業自動化供應商之間進一步合作。樂觀情況表現下2025年TSN接入點數可能達到近500萬個。并且目前市場上TSN工業交換機的單品價值量是傳統工業以太網交換機的2倍價格以上。若按照每臺TSN交換機接入端口數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+工業互聯網滲透率快速增長，預計2025年市場規模在約88億美元左右。我國5G基站建設數目達到142.5萬站。我國5G+工業互聯網項目從2020年中的600個發展到2021年10月的1800個，僅16個月的時間項目發展數翻了三番。隨著5G網絡部署規模的加大，以及5G終端模組滲透率的持續提升，5G工業物聯網終端的數量增速將隨網絡的普及率及工業互聯網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