电子测量行业深度报告:他山之石_可以攻玉.docx
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1、电子测量行业深度报告:他山之石_可以攻玉1 发展复盘,是德科技遵循何种发展逻辑?1.1 源于 HP“车库文化”,历久弥新1.1.1 HP 阶段:诞生于车库,成长于战争,突破于商用市场20 世纪 30 年代初,电子测量巨头由车库中起步。斯坦福毕业的戴维帕卡德 和比尔休利特于 1934 年结为密友,几年后在美国加州帕洛阿尔托市爱迪生大街 367 号创建了工作室,并成功研发 200A 音频振荡器。19371939 年,电子测量初代产品面世。1937 年,比尔和戴维创办了一家 电子测量公司(日后软硬件巨头 HP 公司前身),并在接下来的几年成功研发了电 阻电容音频振荡器,用于测试声音设备的电子仪器。该
2、产品在振荡器设计在稳 定性方面实现了重大突破,其原理也为日后的谐波分析仪和多种失真分析仪奠定 了基础。步入 1940s,电子测量仪器广泛用于战争,大量订单促进 HP 快速成长。1941 年 HP 同 Wright Field(如今的俄亥俄州赖特帕特森空军基地)签订了第一份 政府合同,并于 1943 年通过 A 型信号发生器(为海军研究实验室开发)和雷达 干扰设备打入微波领域,成为信号发生器市场领导者。1948 年,公司发布了首款 商用微波产品。“HP 之道”创立,逐渐走向全球化。1950s 初,比尔和戴维确定了 HP 经营 目标,并于 1957 年 11 月首次公开发行股票。1959 年,HP
3、 在德国布林根建立了 第一家海外制造工厂,开启国际化进程。战后经济快速恢复为商用市场打开大门,电子测量迎来发展期。20 世纪 60 年代,HP 开始涉足医疗电子分析等商用市场,且成功推出了 8551 频谱分析仪, 每月为公司带来超过 100 万美元收入的首款产品。1963 年,HP 推出第一款能够 以指定频率精确生成电信号的合成器 5100A,该合成器后来被 NASA 用于 1969年阿波罗登月计划的通信系统。1970s-1908s 是电子测量的“黄金年代”,HP 产品创造多项行业第一。1970 年 HP 推出自动微波网络分析仪,并于 1979 年推出首个集成微处理器开发系统、 8566A 微
4、波频谱分析仪。逐渐形成了由单产品项目系统的集成能力。1975 年, 电子行业采用 HP-IB(接口总线)作为国际标准,该项标准日后成为国际通用标 准。1985 年 HP 推出首款通过计算机控制的网络分析仪 8510A。1986 年 HP 推 出由大型测试与测量公司制造的第一款全数字示波器 54100。1.1.2 安捷伦阶段:继承测量基因,转身行业巨头二十世纪初,安捷伦从 HP 剥离,主打测试测量业务。1999 年,HP 宣布进 行战略调整:创建一个独立的测量公司,即安捷伦科技公司,并于 11 月 18 日首 次公开募股,募集资金 21 亿美元,打破了当时硅谷历史上最大的 IPO 记录。2000
5、 年,安捷伦从 HP 独立,并于次年收购 OSI,成功进入 3G 无线、光学、宽带互联 网协议以及分组语音网络和服务。2000-2010,安捷伦推出多款电子测量产品,逐步确立行业领先地位。2002 年,安捷伦推出首款微波矢量信号发生器、高性能信号发生器系列(PSG),能够 仿真复杂的宽带无线和卫星通信测试环境。2005 年,安捷伦同行业联盟紧密合作, 为广泛采用的局域网控制的测试设备建立了行业标准,并于随后两年推出全球首 款 Mobile WiMAX 综测仪,设计人员和制造商能够迅速从开发过渡到批量生产, 降低了生产成本。2008 年,安捷伦推出当时综合度最高的手持式射频分析仪。1.1.3 新
6、生代:砥砺前行,新品迭出2013 年是德科技从安捷伦独立,次年完成纽交所上市。2013 年安捷伦将自 身拆分为两家独立公司。一家专注于生命科学、诊断和应用领域(LDA),并保留 “安捷伦”名称;另一家主打电子测量业务,即目前的是德科技。2014 年,是德 科技实现完全独立运营,并于 11 月成功登陆纽交所。独立后频出新品,解决方案能力进一步增强。2014 年,是德科技推出高度综 合的信令测试仪 UXM,用于 4G 及未来通信技术的功能和射频设计验证,并推出 首款围绕矢量信号分析仪/矢量信号发生器的解决方案,扩展了多厂商校准解决方 案。2016 年,是德科技推出 X 系列信号分析仪,将分析带宽拓
7、展至 1GHz,同年 推出了基于 FPGA 的数字化仪和任意波形发生器。2017 年收购 Ixia,积极向软件化转型。2017 年前,是德科技拳头产品主要 为硬件形态,软件扩展化能力有待提升。Ixia 的收购加速了软件解决方案的扩展, 且往后的并购标的大多为软件公司。此外是德科技收购的 Liberty Cal 拓展了其对EMI/EMC 测试设备的校准服务,而收购的 ScienLab 则为汽车和工业控制领域更 高功率 eMobility 系统引入了新的测试解决方案。2018 年推出 PathWave,为业界首创的设计和测试软件平台。通过连接产 品开发路径中的每一步来加速工作流程,涵盖了从设计和仿
8、真到原型和测试再到 制造的全流程。此外公司还推出业界首款 5G 新空口(NR)信道仿真解决方案并 被五大通信客户提前采用,而公司推出的 Infiniium UXR 系列超高性能示波器具 有 110GHz 的真实模拟带宽和业界领先的信号完整性,能支持并加速下一代电子 产品的研究和设计。从设备类型来看,经过七十多年的发展,是德科技已经形成了包括示波器和 分析仪、仪表、发生器信号器与电源、无线、模块化设备等在内的设备产线,同 其他厂商有较大优势,即便诸如罗德与施瓦茨等一线大厂也不能及。1.2 高端化+拓展应用领域打破行业“内卷”1.2.1 产品高端化是可行解技术层面看,行业已经逐步“内卷化”。在网络
9、基础设施和互联领域,根据摩 尔定律,高速数字总线标准的电信号速率在可预见的 3 年内,发展到 50Gbps 左 右,NRZ 已经见顶,且局限于板内信号传输。在业界所熟悉的 PCIE 标准生态中, 为了确保产品的最终市场化,在 PCIE5.0 标准依然采用 32Gbps NRZ,而为了实 现 6.0 则确定将采用 PAM-4 标准实现 64Gbps。由此可见,出于性能和成本的折 衷角度技术路径的上升空间已经非常有限,电子行业的“内卷化”已经显现。回到电子测量行业,尤其是数字测试领域,“内卷化”也较为明显。比如全球 示波器市场的总收入,根据弗若斯特沙利文统计预测,全球示波器市场 2020 年约 为
10、 13 亿美元,过去 5 年 CAGR 3.0%,低于全球研发支出增速(2015 年-2020年 CAGR 3.5%)。我们认为,实现产品高端化是突破“内卷”的可行解。由因及果,电子测量 行业“内卷”的主要因素在于中低端产品性能差异性较低,产品技术壁垒不高, 竞争者众多,品牌价格的高低是用户选取产品的主要考虑因素。电子测量是高新 技术产品“上线”的稳定性测试环节,在制造与研发均有涉及,产品能否根据下 游应用场景的发展进行升级,是电子测量行业发展快慢的驱动力。由果及因,电 子技术和行业的“内卷化”导致即使花费巨额投入而不能确定的回报也是业内很 多厂家裹足不前的一个重要因素。因此在“内卷化”压力下
11、,业内很多厂家只能 反复咀嚼以往的产品和技术,对原有产品进行细微的修改,推出一些中低端产品, 而有些高端产品没有进行后续研发投入则已基本停止更新,有些产品甚至已经完 全停产。推出 UXR 系列的超高带宽 10bit 实时示波器,成为高端市场领军者。UXR 系列有三个频段:1)13-33GHz 目标在于当前主流的数字应用;2)40-70GHz 目标在于 56G/112G 高速传输标准;3)80-110GHz 目标市场是前沿科技和标准, 比如 CEI Co-Package 224G 以及超高频毫米波应用。采用自研芯片,持续提升产品性能指标。2020 年 10 月 10 日,是德科技发 布了业界领先
12、的采样率高达 256GSa/s 的全新 AWG 产品 M8199A,再次刷新了 业界 AWG 的采样率和带宽纪录。基于是德科技三级研发体系的核心芯片研发实验 室的强大的研发能力,该款 AWG 产品带宽最高可达 80GHz,同时配有全新的专 门的差分输出模块、全新封装的 DAC 和专用集成电路。M8199A 为业界前沿研发如高达 144G Baud QAM16 的相干光通信,56G Baud PAM16(224Gbps 有效速率)CEI 标准,无线和航空航天/国防应用中的宽 带 RF 信号直接生成,乃至高能物理研究等都提供了可信,可靠和高重复度的模拟 激励源,为算法验证和仿真提供了有效的利器,为
13、是德科技打破“内卷”的明证。1.2.2 打破“内卷”的另一个方向,是拓展应用领域电子测量下游应用更新迭代快,传统产品逐渐“力不从心”。比如,下一代通 信应用普遍采用高频超宽带信号,不仅载波数量多,而且采用复杂调制如 OFDM, 传统频谱仪的分析带宽已经难以跟上步伐。传统示波器在射频分析领域存在三大问题。1)示波器性能不够,无法满足射 频工程中的底噪,相噪和动态范围要求;2)示波器速度太慢,示波器普遍采用直 接采样,所以采样率跟信号频率直接相关;频谱仪采用下变频再采样的工作方式, 因此采样率只和带宽有关,和频率无关。因此分析频率越高,示波器的速度劣势 表现得更为明显;3)示波器价格过高,即便有些
14、时候迫于带宽的刚性需求而考虑 示波器方案的时候,高频示波器动辄几十万美金的价格也让人望而却步。推出基于 UXR 系列的毫米波信号分析仪,推翻了传统示波器用于射频信号分 析的“三座大山”。针对性能不足问题,UXR 采用 10bit ADC,采样率达到 256GSa/s。 针对运行速度问题,UXR 内置硬件 DDC 能够使性能提高 50 倍。针对价格问题, 通常而言 50GHz 量级的频谱分析仪,如果带上宽带分析选件,一般在 20-25 万 美元,而 50GHz 以上频率的示波器基本在 60 万美元以上。UXR 毫米波信号分析 仪匹配了用户的毫米波宽带分析需求,同时将价钱控制在了和传统频谱分析仪相
15、 似的区间。对于不需要多通道分析的用户,单通道的 UXR 毫米波信号分析仪起价 22 万美元左右,配置 110GHz 频率,5GHz 分析带宽的价格范围在 25-30 万美元 左右;配置 110GHz 频率,10GHz 分析带宽的价格范围在 30-35 万美元左右。UXR 系列的毫米波信号分析仪采用 1mm 信号输入端口,256GSa/s,标配 1 通道(可后升级扩展通道),完全是采用 UXR 高频段产品的硬件进行带宽限制以 支持超宽带毫米波应用。从而成功将时域的实时示波器导入频域分析,打破传统 的时域数字测量行业的“内卷化”。更加丰富的探头产品应对更多前沿测试技术和场景。除了核心平台产品外,
16、 是德科技在 2020 年还推出了一些全新的探头,如 N7005A 60GHz 带宽 UXR 40GHz 以上频段实时示波器适用的光电转换探头。此外,配合全新的中端示波器 发布,还推出了 DP0001A 400MHz 带宽 2000V 的高压差分探头,共模抑制比 (CMRR)高达 80dB,专门用于当下火热的电力电子行业的宽禁带半导体测试,如 GaN 和 SiC 半导体。该探头可以广泛用于 Infiniium 和 Infiniivision 系列示波器。1.3 经营能力提升,收入+净利润稳步增长1.3.1 盈利能力提高,收入与毛利稳步上升收入整体呈上升趋势,FY14-FY21 CAGR 为 7
17、.7%。FY21 是德科技收入 49.4 亿美元,同比增长 17%。FY14-FY21 收入 CAGR 7.7%,增长核心动力来自空间、 卫星、电磁波谱业务以及 5G 等新场景用户需求增加。受新冠疫情影响,相关的站 点关闭、供应链中断、亚欧地区投资下降,FY20 收入下降至 42.2 亿美元,同比 下降 1.9%。亚太地区收入占比高,商用通信业务占比近 50%,增速超 20%。分地区来看, 是德科技 FY21 亚太地区收入达 21.5 亿美元,同比增长 13%,亚太地区收入占比 达 43%,为公司最大的市场,较美洲市场高出 1.5pct。FY17-FY21 亚太地区收入 CAGR 10.8%,
18、增速较快。分业务来看,公司主要业务类型为商用通信,FY21 商 用通信收入达 23.8 亿美元,同比增长 23%,占比达 48%。FY17-FY21 公司商用 通信业务收入CAGR 23%,分别高出航空航天国防政府和电子工业 10 pct/8.8 pct, 为增速最快的业务类型,其增长的核心动力来自客户需求的增加以及对空间、卫 星、电磁波谱业务以及 5G 和早期 6G 研究应用等新商业技术的持续投资。收入季节性波动不明显,疫情之后收入连创新高。从分季度收入看,公司收 入没有明显的周期性波动,整体呈现增长态势。1Q20-2Q20,受新冠疫情影响, 公司收入大幅下降,2Q20 收入环比下降 18%
19、。因全球供应链恢复、下游客户逐 渐复工复产,收入自 3Q20 起逐渐恢复正常水平,并于 4Q20 达到 FY14 年以来 最高的 12.2 亿美元。4Q21 收入实现再次突破,达到 12.9 亿美元。收购拓宽产品、服务矩阵,促进毛利率增长。是德科技 FY21 毛利率同比提升 2.1 pct 至 62%,较 FY17 年提高 8.7 pct,实现四年连续增长。FY17 年,是德科 技完成对 Ixia、Liberty Cal、ScienLab 收购,拓宽了产品、服务的种类,成本增 长至 14.9 亿美元,同比增加 15%,较 FY16 年增速提高 13pct,较收入增速高出 5.6pct。FY19
20、 年成本降低、收入结构改善,促进毛利率持续提升。成本端,FY18 起,是德科技产品、服务矩阵基本固定,成本结构较平稳。收入端,是德科技相 继推出高毛利的 PathWave 等设计和测试软件平台与 5G 新空口(NR)信道仿真 解决方案、开放式无线接入网架构套件(KORA)、OpenFlow 测试解决方案等差 异化解决方案,通过基础软件+订阅增值套件方式提供 TaaS(测量及服务),整体 抬升业务 TAM,实现收入快速增长。1.3.2 控费能力增强,业绩放量显著研发费用率呈持续增长态势。是德科技持续投资 5G/6G、下一代汽车、物联 网 (IoT) 和国防现代化等前沿技术产品研发,并推出 M81
21、94A、M8199A 等领先 产品,以及光电转换探头、测试平台和高度差异化解决方案,研发费用始终处于快速增长。FY14-FY20 研发费用 CAGR 12%,较收入 CAGR 高出 5.8pct,平均 研发费用率达 15%。FY21 年,是德科技研发费用为 8.1 亿美元,同比增长 13%, 但较收入增速低 3.6pct,因此 FY21 研发费用率同比下降 0.5pct 至 16.4%。销售管理费用率呈先增后减趋势。2017 年 4 月,是德科技完成对 Ixia 收购, 收购相关资产的摊销增加、收购和整合成本、补偿成本上升;同年 10 月,加州北 部森林大火对位于圣罗莎的公司本部造成严重损失,
22、综合导致 2017 年销售管理费 用同比上升至 28%,销售管理费用率达 33%。FY18 开始,随着收购相关余额的 摊销、保修成本下降,以及疫情导致的差旅、营销等相关成本下降,销售管理费 用率持续下降,彰显公司控费能力。多重利好因素促进净利润增长,净利率处于较高水平。是德科技 FY21 实现净 利润 11.6 亿美元,同比增长 27%,FY16-FY21 CAGR 13%,实现 5 年连续增长。 FY17,是德科技收购 Ixia,且加州火灾对本部造成严重损失,导致销售管理费用 上升,净利率下降至 14%。FY18 后,由于销售管理费用逐渐降低、成本稳定、 高毛利业务占比提高,净利率实现持续提
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