2022年工业通信行业发展现状分析.docx

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1、2022年工业通信行业发展现状分析1.工业通信是产业升级基础设施，全球市场空间达百亿美元工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施，通过 对人、机、物、系统等的全面连接为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发 展提供了实现途径。工业互联网能够帮助企业降本增效，同时工业互联网助力 企业生产制造的智能化升级、产业链延伸和价值链拓展，驱动企业乃至产业整 体高价值链发展。工业通信网络处于工业互联网前置基础设施。工业互联网在发展过程中形成了 网络、平台、安全三大功能体系，其中网络是工业互联网实现互联互通的基础， 平台是发展工业互联网的核心，安全是工业互联网的保障，三大体系各自包含 了与

2、之相应的架构与技术构成，融合发展构建了工业互联网生态。工业通信网络产品处于产业链中游，下游主要是各应用行业，上游主要是电子 元器件供应商。工业通信产品，基于标准化工业物联产品的技术积累持续开拓 和孵化各个垂直领域市场。其应用场景广泛，目前已延伸至 40 个国民经济大类， 涉及原材料、装备、消费品、电子等制造业各大领域，以及采矿、电力、建筑 等 实体经济重点产业，形成了千姿百态的融合应用实践。上游主要原材料包括芯片类、光器件、接插件、阻容器件、壳体、线路板等， 根据三旺通信招股说明书披露，其中芯片为大头，占比 30%以上。 工业通信产品处于产业链中游，包括工业无线路由器、无线数据终端、边缘计 算

3、网关、工业以太网交换机等工业物联网通信产品。工业通信全球市场整体规模在 2021 年预计达 41.4 亿美元（约 263 亿元），其中 工业以太网交换机市场约 102 亿元。根据 IHS Markit 数据统计，2018-2023 年全 球工业通信市场规模将从 26.50 亿美元增加到 55.30 亿美元，复合增速 15.9%。 其中，工业网关从 1.76 亿元增加到 8.26 亿美元；工业交换机从 16.08 亿美元增 加到 30.16 亿美元；工业路由器从 2.63 亿美元增加到 4.81 亿美元。2021 年预计 达到 41.4 亿美元，折合人民币 263 亿元（按照人民币比美元汇率 6

4、.36：1）。2.工业通信技术趋势：TSN、5G 等新技术驱动价值提升工业互联网通信协议技术主要有三种：现场总线技术、工业以太网技术及工业 无线技术。现场总线大致出现在上个世纪 80 年代末到 90 年代初期，主要应用 与设备之间的 IO 数据传输以及产线内部不同设备的数据交换。现场总线早期 应用广泛，但其存在低速率，兼容性差、系统彼此间互操作性差问题。工业以 太网采用 TCPIP 协议，和 IEEE 802.3 标准兼容, 可以解决现场总线低速率 等问题，以太网技术简单，开放性好，价格低廉，工业以太网逐步成为了主流。之后随着无线通信技术的发展和演进，其简单灵活的部署方式及较低的运维成 本使得

5、其逐步在工业通信中开始应用。对比三种技术，现场总线技术具有较高的可靠性，工业以太网技术具有较大的 传输速率，无线技术具有较便携灵活的部署方式。现场总线技术主要提供现场 传感器件到控制器、控制器到执行器或控制器与各输入输出控制分站间进行数 据通信的支持。工业以太网遵从 TCP/IP 框架，具有接口简单、协议开放、可靠 性高、传输速率快、互通便捷等优势。无线通信主要优点是不需要布置供电线 路，而且能够连接更多监测和控制点。如今，传感器和测量装置是无线协议的 主要使用对象。在应用平台层，主要是以路由器、工业以太网和总线的方式互 联；在控制层，主要的通讯方式是 PROFIBUS、MODEBUS、工业以

6、太网和现场总 线等：在传感层，主要的通讯方式为现场总线，无线网络、LTE、ZIGBEE、WIFI、 LORA 因设备的流动性，因此对无线通讯网络应用较多。工业以太网市场占比最大达 65%，无线通信市场快速发展。根据 HMS Networks 分析报告，全球工业网络连接新安装节点 2021 年相比 2020 年增长 6%，其中工 业以太网占全总市场的 65%，现场总线占总市场的 28%，无线通信占市场的 7%， 同比增速 24%。时间敏感网络（TSN）已成为工业 4.0 中有线网络的重要技术，可以实现精确数 据同步传输。虽然工业以太网技术解决了许多设备共享网络基础设施和数据连 接的问题，但多个数

7、据的传输时间精准和负荷拥塞的问题仍然存在。TSN 技术 通过时钟同步、数据调度、网络配置可以实现真正的“同一”网络的数据传输， 以确保工业网络信息数据传输在时间上的同步确定性。TSN、5G 技术推动百亿美元市场： TSN 与 5G 融合将为工业互联网蓬勃发展奠定基础。TSN 与 5G 融合是构建未来 灵活、高效、柔性、可靠及安全工业互联网基础。TSN 有线通信网络技术与 5G 无线通信网络技术互为补充，无缝融合。在智能制造中的远程控制、在电网中 的配电精准时钟、在矿井下的远程控制、在车内网络等场景有广泛需求和应用。 TSN 已开始规模启动，其单品价值是传统工业交换机的 2 倍，预计 2025

8、年市场 规模约在 45 亿美元左右。根据 IHS Markit 预测，从 2019 年到 2030 年，工业自动化中 TSN 的竞争格局有望扩大，Cisco、Intel 等 IT 公司都有望入局 TSN 市场， 这可能会促使 IT 公司与工业自动化供应商之间进一步合作。乐观情况表现下 2025 年 TSN 接入点数可能达到近 500 万个。并且目前市场上 TSN 工业交换机的 单品价值量是传统工业以太网交换机的 2 倍价格以上。若按照每台 TSN 交换机 接入端口数 8-16 个，单价 5000 元估算，则 2025 年 TSN 交换机全球整体市场空 间为 30-60 亿美元，中值 45 亿美

9、元。图：TSN 全球接入点数预测（百万个）5G+工业互联网渗透率快速增长，预计 2025 年市场规模在约 88 亿美元左右。 我国 5G 基站建设数目达到 142.5 万站。我国 5G+工业互联网项目从 2020 年中 的 600 个发展到 2021 年 10 月的 1800 个，仅 16 个月的时间项目发展数翻了三 番。随着 5G 网络部署规模的加大，以及 5G 终端模组渗透率的持续提升，5G 工业物联网终端的数量增速将随网络的普及率及工业互联网项目的增多而加速 增长。如 5G 接入点与 TSN 进行匹配对应，按照 5G 工业路由器单价 1500-2000 元/台估算，全球市场空间约 75-

10、100 亿美元，中值 87.5 亿美元。3.国内工业以太网交换机市场需求测算：百亿市场蓄势待发智慧矿山领域工业以太网交换机市场空间 20.5 亿元政策驱动煤矿智能化建设加速。2020 年 2 月八部委联合发布关于加快煤矿智 能化发展的指导意见，煤矿智能化发展分为 3 个阶段性目标：1）2021 年建成 多种类型、不同模式的智能化示范煤矿；2）2025 年大型煤矿和灾害严重煤矿 基本实现智能化；3）2035 年各类煤矿基本实现智能化。从传统粗放型开采到 信息化、智能化少人或无人开采，已经成为国际社会的高度共识，也是我国近 年来新一代信息技术在煤炭工业得到发展的动力。“十四五”规划煤矿智能化市场空

11、间 20.5 亿元。根据中国煤炭工业协会发布的 2020 煤炭行业发展年度报告其中提出十四五煤炭行业发展目标：全国煤矿 数量控制在 4000 处左右。如按照安永的智慧赋能煤炭产业新万亿市场内单 矿智能化升级费用数据、平煤集团智能化升级投资费用（2019-2021 年 15 个矿 井 25 亿），兖矿集团智能化升级费用数据（2019 年 7 个矿井投资 10 个亿）预 估大型矿（年产 120 万吨-500 万吨）智能化升级费用在 1.5-2.5 亿元之间。预计 “十四五”期间，500 万吨以上级别的煤矿约 300 个，120-500 万吨级别矿 1500 处，智能化投资单矿费用约 1.5 亿元，

12、1200 万吨以下级别矿 2200 处，智能化投 资单矿费用约 0.5 亿元。自动化系统占智能化升级的 20%-30%左右，其中工业 以太网交换机占自动化系统的 1.5%-2.5%左右。工业制造领域工业以太网交换机市场空间 46.5 亿元工业制造领域连接设备数在“十四五”期间年复合增长率 25%。在制造业中， 边缘侧通信网络主要以连接工业机器人等边缘设备，以帮助边缘设备接入工厂 乃至工业互联网平台。根据“十四五”数字经济发展规划，我国工业互联网云 平台普及率从 2020 年的 14.7%增长到 2025 年 45%，年复合增速为 25%。根 据国家工业信息安全发展研究中心统计，我国 2020

13、年重点工业互联网云平台链 接设备数为 6500 万台，2025 年工业互联网云平台链接设备数将达到 1.99 亿台。工业以太网交换机在“十四五”期间市场规模达 46.5 亿元。在数据接入层二层 交换机，4/8/16 端口工业交换机为参考接入 1.99 亿台设备，需要交换机数量分 别为 4975/2488/1244 万台，对应中值 2488 万台。在层三汇聚方面，若以 16 端 口层三工业交换机为参考汇聚连接层信息，则需要设备约 155 万台。假设以太 网市场渗透率约 65%，对应市场空间为 46.5 亿元。轨道交通工业以太网交换机市场空间 21.2 亿元“十四五”铁路信息化改造投资与“十三五”

14、持平。铁路的信息化电气化改造 以及高铁的大规模修建将为工业互联网通信产品带来较大的市场空间。过往 5 年在“十三五”期间铁路固定资产投资分别为 8015/8010/8028/8029/7819 亿元。 预计“十四五”铁路投资与“十三五”持平，约 39900 亿元。根据工控网分析 统计数据，高铁信息化数字化系统占高速铁路投资的比例为 4%-6%之间，工业 以太网交换机占信息化投资的 0.5%-1.5%之间。“十四五”城市轨道交通将新增 3000 公里与“十三五”基本持平。截至 2020 年末，全国(不含港澳台)累计有 40 个城市开通城轨交通运营，运营线路达到 7969.7 公里，运营车辆数 4

15、9424 辆。“十四五”期间我国城市轨道交通运营里程 数预计将新增 3000 公里，预计运营车辆数新增 30000 辆左右。每辆车一般配置 一个工业交换机。智慧城市与综合管廊工业以太网交换机市场空间 25.5 亿元中国智慧城市 2024 年支出规模达到 470 亿美元。根据 IDC 测算数据显示，中国 智慧城市总体支出将从 2020 年得 259 亿美元增长到 2024 年约 470 亿美元，为 仅次于美国的支出第二大的国家。依次估计，中国 2021-2025 年在智慧城市总投资预计为 2062 亿美元。其中基础设施、数据驱动治理以及数字化管理三者支 出总额将持续超出整体智慧城市投资的一半。智

16、慧城市的总体架构包括五个层 面：感知层、通信和网络层、城市数据和控制层、支持系统层、城市应用层。 稳定的网络通信层，起到数据传输和互联互通的关键作用。根据行业经验，预 计信息化基础设施约占 5%-10%，工业以太网交换机占信息化基础设施的 1%-2%。 根据如上假设估计，智慧城市应用中工业以太网交换机市场空间为 14.7 亿元。图：2019-2024 年中国智慧城市支出规模预测全国城市综合管廊公里数持续增长。自 2013 年起国家陆续发布相关政策及指导 意见，积极部署、引导综合管廊建设工作的开展，2017 年全国城市市政基础 设施建设“十三五”规划中明确提出，至 2020 年建设综合管廊 80

17、00 公里以 上。工业互联网通信网络将前端传感器、信号控制器、摄像头等现场设备与后 端控制中心连接，构建从现场感知到云端控制的通信网络，成为综合管廊的信 息传输关键。根据结合住房和城乡建设部估算的总体投资强度约 1.2 亿/公里， 预计“十四五期间”城市综合管廊建设规划仍然保持 8000 公里以上。信息化基 础设施约占 5%-10%，工业以太网交换机占信息化基础设施的 1%-2%。根据如上 假设估计，智慧城市应用中工业以太网交换机市场空间为 10.8 亿元。泛在电力物联网工业以太网交换机市场空间 34.8 亿元泛在电力物联网正助推能源革命。国家电网 2019 年发布泛在电力物联网白皮 书，旨在

18、推动电网向能源互联网转型。第一个阶段，到 2021 年初步建成泛在 电力物联网。第二个阶段，到 2024 年建成泛在电力物联网。“十四五”期间国家电网计划投入 3500 亿美元，约合 2.23 万亿元（人民币比美元汇率 6.35：1）。 南网建设将规划投资约 6700 亿元，以加快数字电网和现代化电网建设进 程，推动以新能源为主体的新型电力系统构建。国家电网和南方电网“十四 五”电网规划投资累计将超过 2.9 万亿元。根据工控网分析统计数据，整个电网 中的发电、输电、变电、配电和用电过程中的自动化控制系统占电网投资的 3%-5%，工业以太网交换机则占电力自动化控制系统的 2%-4%。综合以上下游领域测算，“十四五”期间工业以太网交换机市场空间超过 147 亿元，对应 TSN 交换机市场空间约 205 亿元。若未来市场由传统工业交换机 逐步升级为 TSN 交换机，在“十四五期间”渗透率达 30%-50%，单品价格为 传统交换机一倍，则 TSN 交换机对应到市场空间为约 191-220 亿元，对应中值 205 亿元。