2023年工业以太网市场分析

2023年工业以太网市场分析报告目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、工业以太网标准先进 PAGEREFToc355424723\h21、与现场总线比较 PAGEREFToc355424724\h22、与令牌环网比较 PAGEREFToc355424725\h3二、逐步广泛应用于电力、轨道交通等多行业 PAGEREFToc355424726\h41、电力电源建设部分给工业以太网带来了巨大机会 PAGEREFToc355424727\h52、智能电网的大发展给工业以太网带来了巨大机会 PAGEREFToc355424728\h63、轨道交通的大发展给工业以太网带来了巨大机会 PAGEREFToc355424729\h74、煤炭、冶金、石油天然气以及物联网行业都给工业以太网带来很大发展空间 PAGEREFToc355424730\h8三、行业正处于导入期，市场空间宽广 PAGEREFToc355424731\h8一、工业以太网标准先进众所周知20世纪70年代出现的以太网技术，在基础通信领域引发了一场全球性的信息革命。以太网的成功之处在于实现了便捷的网络互连，通过以太连接的可以是不同类型、运行不同网络协议的设备和系统，人和人之间的交流通信变得异常简单方便。21世纪以来以太网技术开始应用于工业自动化控制系统，工业以太网交换机是在商用以太网交换机（IEC8802.3）基础上研制而成的。工业以太网充分吸收了商用以太网标准透明、开放等优点，为机器与机器之间的数据通信提供了统一的网络平台，是未来物联网的重要网络基础。同时针对工业控制实时性、高可靠性的要求，工业以太网在链路层、网络层增加了不同的功能模块，在物理层增加了电磁兼容性设计，解决了通信实时性、网络安全性、抗强电磁干扰等技术问题。1、与现场总线比较传统的工业自动控制系统由各设备厂商通过现场总线和私有通信协议实现控制信号和数据信号的传输。现场总线技术因其天然的劣势：管理层与控制及现场设备层采用不同的通信协议，上下层采用不同的通信协议无法直通信，管理层不能访问控制区域的设备；各类现场总线采用不同的技术标准，缺乏统一协议，不能实现透明连接；传输速率不高，缺乏对其它应用如语音、图像数据的支持能力。在组网及管理控制上显得非常局限。而工业以太网采用统一的通信协议实现管理层、控制和现场设备间无缝连接，形成企业级管控一体化的透明全开放网络，实现工业控制通信的“e网到底”。2、与令牌环网比较以太网区别于其他网络的重要特点是，它采用的介质访问控制方法——CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，冲突检测载波监听多点访问)是一种非确定性或随机性通信方式。基本原理是：某节点要发送报文时，首先监听网络，如网络忙，则等到其空闲为止，否则将立即发送，并同时继续监听网络；这就会发生信息碰撞，碰后节点等待随机长度的时间后重新发送。16次后，控制器将停止发送并向节点微处理器回报失败信息。令牌总线控制方式在工业控制领域也应用得较多，特点是网络上各工作站对总线的控制权是由令牌来控制的。收到令牌的节点在一段规定时间内拥有网络传输介质的控制访问权，并向网络上发送一帧或多帧信息，当该站传输已经完成或它占用网络的规定时间到时，令牌将传递到下一逻辑站。由于令牌传送等技术都是预先规定好的，响应时间等可控，因此令牌网又称为“确定性”网络。研究发现：在负荷较轻时，以太网网络的响应速度明显大于令牌网络，但随着负荷的增加以太网网络的响应速度就急剧下降，而令牌网络却下降得非常缓慢。可以看出当网络负荷低于25%时，以太网网的响应速度快。在工业控制系统应用中通过设计，可以使网络负荷低于10%，完全可以采用以太网来取代令牌网。随着芯片技术进步及通信速率的提高，在数据吞吐量相同的情况下，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，也就意味着网络碰撞机率大大下降，因此以太网在工业控制中也可以完全取代令牌环网。二、逐步广泛应用于电力、轨道交通等多行业随着企业信息化与自动控制技术的发展，工业以太网因其各方面优点正逐步应用于电力、冶金、石油化工、市政、轨道交通等工业领域中。据统计2023年来自上述五个行业的市场份额之和超过了80%，而电力和轨道交通两大行业的市场份额超过了60%。1、电力电源建设部分给工业以太网带来了巨大机会工业交换机一般应用于火电厂辅网控制系统中。在大型火电厂，随着电力现场设备的增多及其自动化过程的复杂化，对辅控设备的数据采集与监控的要求也日益严格。大型火力发电厂的辅助生产车间一般均是由水网、煤网、灰网组成,每一网都可独立成一个系统，每个控制点相对分散例如对电厂用水、煤、灰的处理中；另外在风电、核电和太阳能发电系统中，由于应用环境恶劣，其现代通讯保障都是通过工业交换机来实现的。2、智能电网的大发展给工业以太网带来了巨大机会《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》将智能电网的建设上升为国家战略，指出要“依托信息、控制和储能等先进技术，推进智能电网建设，切实加强城乡电网建设与改造，增强电网优化配臵电力能力和供电可靠性”。根据国网公司“十四五”智能化规划，“十四五”期间将新建110千伏及以上智能变电站约5100座，改造110千伏及以上变电站约1000座。到2023年，经营区域110千伏及以上电压等级智能变电站占变电站总座数的30%左右。目前智能变电站尚未规模启动，随着技术标准逐渐统一，智能变电站全面开花存在可能。中国智能电网的建设对工业交换机主要有2大市场，即数字化变电站和配网智能改造工业交换机市场。数字化变电站是指变电站信息的采集、传输、处理全过程实现数字化，且每个环节都具备完善的自诊断功能。二次接线大大简化，二次设备全部基于标准化、模块化的微处理器设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现功能装臵重复的I/O现场接口；各类设备通信采用统一开放的协议，信息可靠性、完整性和实时性得到保证，通信介质采用光纤取代传统的电缆；最终体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化。配网智能改造是指配网主站通过通信网络实时收集各种电网运行数据，并实时进行分析，然后辅助配网生产管理系统决策，最后通过通信网络下达控制指令。因此高质量的工业通信系统是其重要的有机组成部分，发挥着举足轻重的作用。3、轨道交通的大发展给工业以太网带来了巨大机会交通是工业交换机的第二大市场，中国近年交通市场发展尤为迅速，国家将大笔的投资投向了高速铁路和城市轨道交通的建设。在高速铁路行业中，工业以太网交换机已被广泛应用于信号控制系统、列车控制系统、铁路调度与信息系统、牵引电力控制系统、隧道桥梁监控系统、防风监测控制系统、车站信号调度系统、车内信息系统等网络中。在城市轨道交通行业中，工业以太网交换机已被广泛应用于乘客信息系统、数字闭路应用电视系统、自动售检票系统、电力监控系统、环境监控系统、火灾消防监控系统、信号控制系统等网络中。4、煤炭、冶金、石油天然气以及物联网行业都给工业以太网带来很大发展空间三、行业正处于导入期，市场空间宽广工业以太网在中国的真正兴起也是从2023年左右开始的，有数据显示截止到2023年底，中国各类现场总线节点数达1780万，工业以太网安装节点数仅19.2万，仅占现场总线节点数的1.08%。虽然存量较小，工业以太网显现出了较好的增长态势，其增长速度远高于现场总线。2023年我国工业以太网安装节点数同比增长39.1%，而现场总线安装节点数仅同比增长15.6%。作为新兴产业，全球工业以太网行业目前正处于产业发展的导入期，最近十年的增长速度远高于互联网和现场总线的增长速度。美国ARC咨询公司曾预测自2023年开始的5年内，全球基于工业以太网的设备节点容量将以年均27.5%的复合增长率增长，到2023年将达到350万。而据中国工控网预测，2023-2023年国内工业以太网安装节点数的年复合增长率为32.83%，到2023年达到45万。根据各个行业的十四五”规划情况看，推算我国工业以太网交换机年均市场容量约在15.6亿元至44.9亿元之间，区间中值在30亿元，是2023年市场规模10亿元的3倍。

2023年电子行业智能化分析报告2023年9月目录一、消费电子发展趋势：智能性和便携性 3二、谷歌眼镜开创可穿戴设备先河 4三、智能手表将续写可穿戴设备辉煌 51、第一代智能手表缺乏外观设计和生态系统支持 52、第二代智能手表侧重运动和健康监测 53、即将出现的第三代智能手表功能更强大 6（1）苹果iWatch有望年底亮相 7（2）三星有望发布多款产品 7四、智能手表+眼镜解放双手，埋葬智能手机 8五、硬件变革大，投资机会多 91、水晶光电：光学龙头，智能眼镜最显著受易标的 102、环旭电子：设备连接的无线纽带，微小化贴片工艺先锋 113、歌尔声学：声学龙头，小空间实现高音质 114、共达电声 12六、附录—可穿戴设备近期新闻汇总 121、屏幕有点小苹果智能手表iWatch要来了 122、Google智慧手錶具雙觸控板、能無線上網 133、三星ProjectJ计划曝光：智能手表不让苹果专美 14一、消费电子发展趋势：智能性和便携性消费电子沿着智能性和便携性两个维度发展。在过去几年，市场关注的焦点在于智能性维度，即设备从功能型向智能型的演变；直至最近，谷歌眼镜才引发了市场对便携性维度的关注。在便携性的维度，我们把电子产品分为四种类型：固定型、可携带型、可穿戴型和嵌入人体型。我们认为，消费电子产品从可携带型向可穿戴型的演变刚刚开始，未来甚至会向可嵌入型演变，投资机会将非常丰富。JuniperResearch预计：至2023年，整个可穿戴电子设备市场将会超过150亿美元，比2021年将近翻一倍，可穿戴智能设备的销量至2022年预计将达到7000万台。正如应用的成长促进了智能手机市场的兴盛，可穿戴技术领域也会出现类似的成长：做到应用生态系统与可穿戴设备同步增长，各种新功能的产品将层出不穷。谷歌、苹果、三星等大厂商均已在可穿戴电子设备领域有所布局，期望能把握下一轮移动技术变革的行情。当前各大厂商关注度较高的可穿戴式智能设备主要是智能眼镜和智能手表。二、谷歌眼镜开创可穿戴设备先河谷歌眼镜给硬件行业带来了重大变革和机遇，其对硬件的要求体现在四个方面：1）人机互动友好性（包括信息输入和输出）；2）续航时间长；3）连接性；4）轻薄微型化。谷歌眼镜在硬件方面的创新主要体现在信息输出和续航时间上，信息输出的创新之处在于采用微投和反射显示屏的图像输出方案以及骨传导耳机的声音输出方案，通常的微投具有功耗高的问题，谷歌的创新能够大大降低功耗，延长续航时间。谷歌眼镜硬件的创新关键在于微投和反射显示屏。关于谷歌眼镜的详细论述请参见我们3月25日专题报告《谷歌眼镜--无边界创新时代的开启》。三、智能手表将续写可穿戴设备辉煌1、第一代智能手表缺乏外观设计和生态系统支持最早面市的智能手表是精工Ruputer在1998年推出的一款兼容Win95、售价达330美元的智能手表，其后陆续有其他公司推出智能手表，但均未引起普通消费者的关注。我们认为，在智能手机尚未普及的时期，消费者对智能终端和移动互联网认知度低，创新跨度过大的智能手表不可能取得胜利。此外，第一代智能手表在外观设计和生态系统支持等方面都较为薄弱。2、第二代智能手表侧重运动和健康监测摩托罗拉在2020年发布了MotoActv智能手表，主打运动监测功能。产品内臵8GB空间，配有1.6寸彩色触控屏幕，采用强化玻璃，可以防汗、防雨及防刮；可与Android2.1系统或以上的智能手机同步；采用了MotorolaAccuSense技术，也内臵了GPS系统，可以让用户在运动时可以准确追踪所在位臵及记录时间、距离、速度、心跳及热量消耗；内臵258mAh锂电池，不够非常理想，运动时可连续使用5至10小时。2022年面市的Pebble智能手表是第一款完全支持iOS功能的智能手表。产品允许多个程序同时运行，搭载iOS或Android2.3以上系统。配有分辨率为144x168的1.26寸黑白背光屏幕，采用e-paper电子纸技术，可以通过蓝牙2.1+EDR与其他设备连接；内臵震动马达和三轴加速度计，可安装位运动专门设计的程序。3、即将出现的第三代智能手表功能更强大第二代智能手表在功能上还无法与智能手机相媲美，但苹果、三星、谷歌等巨头的动向让我们坚信第三代智能手表功能将更为强大，有望与智能手机相当。（1）苹果iWatch有望年底亮相消息称，苹果已经建立了一支100的团队来研制智能手表iWatch，已经开始试产，富士康已经收到了苹果的订单，并有望在年底面市。苹果的iWatch智能手表具有步程计和健康指标传感器等第二代智能手表的功能，也能通过连接智能手机来显示电子邮件、IM和其他数据，此外，还能够实现手机的通话功能，并通过内臵地图实现导航。在硬件配臵方面，iWatch将采用1.5寸OLED屏幕（台湾铼宝科技RiTdisplay）和OGS触摸屏，内臵的电池仅可续航1-2天（苹果的目标是续航4天至5天）。（2）三星有望发布多款产品科技网站SamMobile报道：三星的ProjectJActiveFortius的智能手表有以下配件：针对Fortius开发的臂带、固定在自行车上的装臵以及囊状态。三星也设计了健康软件SHealth，预示着运动和健康监测将是三星可穿戴电子设备的重要卖点。媒体也传出三星智能手表将命名为GALAXYAltius，屏幕分辨率为500x500。四、智能手表+眼镜解放双手，埋葬智能手机智能手机在功能手机通话和短信功能的基础上，实现了上网、安装应用程序、收发邮件等功能。智能手机和平板电脑在很大程度上替代了便携性较差的电脑，我们判断，便携性更强的可穿戴设备智能手机+眼镜将埋葬智能手机。智能手机、智能手表和智能眼镜三种设备各有优缺点：1.智能手机是最成熟产品，功能丰富，但屏幕较小，并需要手持操作，约束了在驾车等场合的使用；2.智能眼镜输出画面大，视觉效果较好，但装在镜脚的触摸屏面积小，仅仅具有简单动作识别功能，信息输入不方便，不适合复杂的操作；3.智能手表具有合适输入的触摸屏，操作方便，可以完成复杂的信息输入，但屏幕太小，不适合人眼长时间观看。我们认为，智能眼镜和智能手表具有信息输入和输出优势互补的特点，两者的结合将兼具各自优势，能够实现在手表上输入复杂内容，在眼镜上观看大的画面，从而实现较好的视觉体验。智能眼镜+手表的硬件组合也具有智能手机所不具备的优点：一方面，眼镜和手表持续与人体接触，并可以通过传感器自然地获得人体信息，从而提供更加智能化的服务；另一方面，眼镜和手表都不需要手持操作，解放了双手，适合在各种不同场合的应用，更胜于必须手持操作的智能手机，有望替代智能手机，从而带来消费电子的革命性变化。五、硬件变革大，投资机会多可穿戴设备的外在形态完全不同于智能手机等传统硬件产品，这些产品在硬件方面的变革很大，其中，智能眼镜侧重于光学方面的创新，智能手表是智能手机的缩小版，并加入更多传感器以读取人体脉搏等信息，部分厂商也可能在腕带处采用柔性化硬件设计。此外，智能眼镜+手表的硬件组合也需要两个产品之间频繁的信号互联，势必增加对无线模组的需求。我们认为，水晶光电、环旭电子、歌尔声学等公司将显著受益于可穿戴设备的高速发展。1、水晶光电：光学龙头，智能眼镜最显著受易标的公司是手机镜头用红外截止滤光片和数码相机用光学低通滤波器的领先厂商。公司在产品升级和新产品拓展两个维度实现增长。光学低通滤波器的单价随着从卡片机升级为单反微单而增长10倍以上，随着摄像模组对像素和成像质量要求的提高，红外截至滤光片材质从普通光学玻璃升级为蓝玻璃，单价和市场空间有10倍的提高。公司不断拓展微投、Kinect产业链相关产品等新产品。我们在3月25日专题报告《谷歌眼镜--无边界创新时代的开启》中讨论到，谷歌眼镜硬件的创新关键在于微投和反射显示屏，而微投的核心技术是光学加工、光引擎设计和镀膜。水晶光电在这三方面均具有深厚的技术积累。在光学加工方面，水晶光电具有十来年的经验积累；在光引擎设计方面，水晶光电与芯片设计商奇景及LCOS专利持有人合作；镀膜更是水晶光电的核心优势，其光学镀膜的产能规模位居全球第一。水晶光电当前已进入某海外客户的智能眼镜产业链，踏上了智能眼镜技术创新的第一波浪潮。2、环旭电子：设备连接的无线纽带，微小化贴片工艺先锋环旭电子是苹果无线模组的两大供应商之一，产品广泛应用于MacBook、iPhone和iPad上。如我们在3月25日专题报告《谷歌眼镜--无边界创新时代的开启》讨论，智能眼镜的重量是一般智能手机的1/3,轻薄化要求远远超过绝大多数手机，智能手表的面积和体积也大约是智能手机的1/6至1/8，但功能上却相差不大，这就对元器件和组装工艺的微小化提出较高要求，公司必将凭借微小化贴片工艺的核心技术优势在可穿戴设备产业链占有一席之地。3、歌尔声学：声学龙头，小空间实现高音质公司是全球领先的电声器件厂商，通过强大的研发能力向上游整合，实现了关键原材料、自动化生产线和精密模具的自制，具备了较强的垂直一体化能力，使得公司可以向客户进行大规模地快速出货，并提供一站式的服务和产品供应，同时可以更好地控制成本。大客户战略使得公司不断切入缤特力、索尼、三星和苹果等全球消费电子巨头主流供应链。公司也在MEMS声学器件上积累深厚，未来有望实现MEMS技术的突破。可穿戴设备需要麦克风来读取用户的语音信息，也需要音筒来输出设备的信号，在很小的空间实现高品质的声音输入和输出是歌尔等龙头公司的技术优势。4、共达电声公司是国内领先的声学器件厂商，主要产品为微型麦克风、微型扬声器/受话器及其阵列模组，产品主要应用于手机、笔记本电脑/平板电脑、平板电视、个人数码产品、汽车电子等消费类电子产品。主要大客户包括苹果（通过MWM间接供应）、华为、中兴、索尼、索爱以及三星等企业。六、附录—可穿戴设备近期新闻汇总1、屏幕有点小苹果智能手表iWatch要来了之前美国媒体就曾给出消息称，为了研发iWatch，苹果秘密组建了一个100人的团队，而现在台湾产业链则爆料，目前苹果已经开始试产这款手表了。日本媒体Macotakara报道称，苹果原来打算为iWatch配备1.8寸屏幕，不过他们感觉太大，所以最后将其定为1.5寸，而这块OLED屏幕是由台湾铼宝科技(RiTdisplay)代工。随后台湾媒体还给出消息称，富士康已经收到了苹果的请求，即试产1000支iWatch，其配备的1.5寸OLED屏幕，而屏幕采用的是单片式(one-glass-solution)触控技术（能降低屏幕的厚度）。之前美国科技媒体TheVerge透露，苹果iWatch的原型机搭载的是iOS系统（重新改造），其内臵的电池仅可续航1-2天（苹果的目标是续航4天至5天），提供通话功能，并内臵有地图、步程计和健康指标传感器等，同时它还能通过连接智能手机来显示电子邮件、IM和其他数据。不少传闻都显示，这款手表最快会在今年年底亮相，大家觉得怎么样？2、Google智慧手錶具雙觸控板、能無線上網根據美國專利和商標局(USPTO)於2日公布的文件顯示，Google提出專利申請的智慧型手錶(smart-watch)，將具有雙觸控版、無線上網功能、以及可做電源與資料傳輸之用的腕帶。該申請文件標題為「智慧型手錶與使用者介面功能」(SMART-WATCHWITHUSERINTERFACEFEATURES)。提出申請時間為2020年10月26日。在該文件摘要中，Google表示，智慧型手錶包括：腕帶、主體(b