萬物互聯(lián)之工業(yè)以太網(wǎng)行業(yè)研究
【ZiDongHua 之金融滋?hào)|化收錄關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 工業(yè)以太網(wǎng) 傳感器 執(zhí)行器 】
紫金港資本 | 萬物互聯(lián)之工業(yè)以太網(wǎng)行業(yè)研究
在當(dāng)今快速發(fā)展的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，通信技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。工業(yè)以太網(wǎng)，作為連接現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化、網(wǎng)絡(luò)化和提高生產(chǎn)效率的重要工具。
隨著第四次工業(yè)革命的興起，工業(yè)4.0的概念深入人心，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用更是成為了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的熱點(diǎn)話題。
工業(yè)以太網(wǎng)是基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)的擴(kuò)展，它不僅繼承了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)傳輸能力，還針對(duì)工業(yè)環(huán)境的特殊需求進(jìn)行了優(yōu)化和增強(qiáng)。在工業(yè)環(huán)境中，設(shè)備往往面臨著極端溫度、高振動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾等惡劣條件，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。
此外，工業(yè)以太網(wǎng)還需滿足實(shí)時(shí)性、確定性和高可靠性的需求，以保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性和可控性。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的三個(gè)重要階段。
數(shù)據(jù)來源：賈東耀，汪仁煌《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)》,梁曉輝，黃驊，張?bào)K等《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)研究與趨勢(shì)展望》,西南證券整理
其中，工業(yè)以太網(wǎng)作為第三代工業(yè)通信技術(shù)，憑借其高帶寬和低時(shí)延的顯著優(yōu)勢(shì)，正逐步取代工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，成為工業(yè)控制系統(tǒng)中主流的通信技術(shù)。
工廠內(nèi)網(wǎng)主要包括工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)（OT）以及信息網(wǎng)絡(luò)（IT）。OT以工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)為主，IT以工廠信息系統(tǒng)及辦公網(wǎng)絡(luò)為主。
進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)的快速發(fā)展促使IT與OT之間的信息交互模式發(fā)生了顯著變革。
由于OT與IT數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議有所差異，數(shù)據(jù)集成存在困難，無法滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大趨勢(shì)下多種業(yè)務(wù)彼此協(xié)同、共網(wǎng)傳輸?shù)男枨螅叩娜诤习l(fā)展十分關(guān)鍵，工業(yè)以太網(wǎng)作為一種解決OT與IT互聯(lián)互通的方案在工廠內(nèi)網(wǎng)架構(gòu)中被大量應(yīng)用。
數(shù)據(jù)來源：曾夢(mèng)妤，甘露，張迪等《以數(shù)字電網(wǎng)促進(jìn)新型電力系統(tǒng)IT與OT融合的思考》，王峰，于青民，黃穎等，《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展究》,西南證券整理
展望未來，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)朝著5G、TSN（Time-Sensitive Networking時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）、APL（Ethernet Advanced Physical Layer以太網(wǎng)高級(jí)物理層）等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向持續(xù)演進(jìn)，以適應(yīng)日益復(fù)雜多變的工業(yè)應(yīng)用需求。
神秘的工業(yè)以太網(wǎng)到底是什么？
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng) 到底“網(wǎng)”住了誰？
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)自動(dòng)化和智能制造領(lǐng)域中的三個(gè)相關(guān)但不同的概念。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)。
它通過對(duì)人、機(jī)、物、系統(tǒng)等的全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全新制造和服務(wù)體系。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實(shí)現(xiàn)途徑，是第四次工業(yè)革命的重要基石。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是在工業(yè)環(huán)境中部署的通信網(wǎng)絡(luò)，它可以包括有線（如工業(yè)以太網(wǎng)）和無線技術(shù)，用于連接工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制命令的下達(dá)。
數(shù)據(jù)來源：智能制造之家，陳尚文《現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)D, 西南證券整理
據(jù)HMS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年工業(yè)以太網(wǎng)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的超越，標(biāo)志著其在工業(yè)通信領(lǐng)域的地位顯著提升。
到了2023年，工業(yè)以太網(wǎng)的市場(chǎng)份額進(jìn)一步攀升至68%，而現(xiàn)場(chǎng)總線則降至24%，進(jìn)一步凸顯了工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)通信領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。
資料來源：HMS，上海證券研究所
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，它通過將具有感知、管控能力的各類傳感器、控制器等設(shè)備通過物聯(lián)感知和通信技術(shù)融入到工業(yè)生產(chǎn)過程。
目的是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化，提高生產(chǎn)效率，降低成本，優(yōu)化資源配置。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)側(cè)重于設(shè)備的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)的收集、分析與應(yīng)用。
工業(yè)以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)技術(shù)，主要用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
它基于標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)，但針對(duì)工業(yè)環(huán)境的高可靠性、實(shí)時(shí)性和抗干擾性進(jìn)行了優(yōu)化。
工業(yè)以太網(wǎng)常用于連接工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種設(shè)備，如PLC（可編程邏輯控制器）、傳感器、執(zhí)行器等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信。
總的來說：
工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的一部分，提供了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)所需的通信基礎(chǔ)設(shè)施。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩健?/div>
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，通過設(shè)備互聯(lián)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和初步分析。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則是一個(gè)更宏觀的概念，它利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)收集的數(shù)據(jù)，結(jié)合其他信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全面的智能化和優(yōu)化。
以上共同構(gòu)成了智能制造和工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，它們相互依賴、相互促進(jìn)，共同推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
以太網(wǎng)——工業(yè)以太網(wǎng)——實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng) 是某種“套娃”嗎？
以太網(wǎng)是大家熟悉的“老朋友”，但工業(yè)以太網(wǎng)的“工業(yè)”這一前綴的添加卻并非隨意之舉。
在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系中，以太網(wǎng)技術(shù)已在監(jiān)控層級(jí)得到廣泛應(yīng)用。然而，在圍繞PLC的核心控制層級(jí)通信領(lǐng)域，長(zhǎng)期以來，我們?nèi)允芟抻趥鬏斔俾势?、僅達(dá)數(shù)十兆級(jí)別的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，業(yè)界相繼推出了CANopen、Modbus、PROFIBUS、DeviceNet、CC-Link等一系列近十種國際標(biāo)準(zhǔn)。
然而，這些標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)踐中暴露出明顯的不兼容問題，通訊速度緩慢，帶寬有限，不僅制約了數(shù)據(jù)傳輸效率，也增加了安裝實(shí)施和維護(hù)的難度。同時(shí)，保持線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的要求、對(duì)電平信號(hào)和線纜標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格規(guī)定，以及阻抗匹配、接地和屏蔽等復(fù)雜問題，都使得這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用變得異常繁瑣。
相比之下，以太網(wǎng)技術(shù)以其高帶寬、高速度以及廣泛的硬件支持性，展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)。以太網(wǎng)技術(shù)起步于10M速率，百兆已成為標(biāo)配，千兆速率也觸手可及。其數(shù)據(jù)包容量大，支持自協(xié)商和自交叉功能，使得網(wǎng)絡(luò)搭建和維護(hù)變得更為簡(jiǎn)便高效。在調(diào)試和診斷環(huán)節(jié)，只需在PC端安裝免費(fèi)的Wireshark軟件，即可輕松實(shí)現(xiàn)報(bào)文的記錄與分析，極大地提升了工作效率。
盡管以太網(wǎng)技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，但考慮到工控領(lǐng)域?qū)夹g(shù)嚴(yán)謹(jǐn)性和可靠性的特殊要求，特別是在直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制網(wǎng)絡(luò)中，必須對(duì)以太網(wǎng)及上層技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的改造和優(yōu)化，以滿足工控領(lǐng)域的特殊需求。
1.環(huán)境適應(yīng)性：工業(yè)以太網(wǎng)需要適應(yīng)更加惡劣的工業(yè)環(huán)境，如極端溫度、濕度、振動(dòng)和電磁干擾等。因此，工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備必須具備出色的物理強(qiáng)度和故障恢復(fù)能力。
2.實(shí)時(shí)性和確定性：工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、確定性有更高的要求。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，事件發(fā)生后，系統(tǒng)必須在一個(gè)可準(zhǔn)確預(yù)見的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)，這要求數(shù)據(jù)傳輸具有低延遲和高可靠性。
3.可靠性：工業(yè)以太網(wǎng)要求高可靠性，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。為此，工業(yè)以太網(wǎng)采用了冗余機(jī)制、錯(cuò)誤檢測(cè)與糾正、網(wǎng)絡(luò)管理等技術(shù)手段。
4.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌汗I(yè)以太網(wǎng)支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如星型、環(huán)形、總線型等，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求選擇適合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
5.高帶寬：工業(yè)以太網(wǎng)提供高帶寬的通信能力，以滿足大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，支持?fù)雜的控制和監(jiān)控系統(tǒng)。
6.靈活性：工業(yè)以太網(wǎng)具有較強(qiáng)的靈活性，可以適應(yīng)不同規(guī)模和復(fù)雜度的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。它支持多種通信協(xié)議和設(shè)備接口，能夠與其他工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)。
7.安全性：工業(yè)以太網(wǎng)注重?cái)?shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)。通過加密技術(shù)、身份認(rèn)證和訪問控制，工業(yè)以太網(wǎng)可以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露，確保工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。
8.管理和診斷：工業(yè)以太網(wǎng)提供了強(qiáng)大的管理和診斷功能，便于工程師對(duì)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。通過中央管理系統(tǒng)和診斷工具，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。
為了提高實(shí)時(shí)性能，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)被引入，它通過特定的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)配置，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡脱舆t和可預(yù)測(cè)性：
1.實(shí)時(shí)性能：實(shí)時(shí)以太網(wǎng)提供了低延遲和可預(yù)測(cè)性，確保數(shù)據(jù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)傳輸，支持對(duì)時(shí)間敏感的應(yīng)用；
2.通信協(xié)議：使用特定的通信協(xié)議，如Profinet、EtherCAT、Modbus TCP、POWERLINK等，這些協(xié)議對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行了優(yōu)化；
3.高可靠性：實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)通過冗余、錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正機(jī)制，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；
4.確定性：與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相比，實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)提供了更高的確定性，減少了因網(wǎng)絡(luò)延遲帶來的不確定性；
5.兼容性：雖然專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，但實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)通常與商用以太網(wǎng)技術(shù)兼容，便于集成和擴(kuò)展。
實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用，體現(xiàn)了工業(yè)4.0時(shí)代對(duì)網(wǎng)絡(luò)化、智能化和自動(dòng)化的不斷追求，它通過提供高度可靠的實(shí)時(shí)通信，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了更高的效率和靈活性。
不同工業(yè)設(shè)備制造商的推動(dòng)下，多種不同的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議呈現(xiàn)出了百家爭(zhēng)鳴的局面：
現(xiàn)在的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，每種協(xié)議都各有利弊。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，將來工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議有望不斷發(fā)展融合，適應(yīng)工廠設(shè)備的連網(wǎng)和自動(dòng)化。
工業(yè)以太網(wǎng)相關(guān)政策導(dǎo)向與市場(chǎng)規(guī)模概況
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新型工業(yè)化的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，相關(guān)政策持續(xù)出臺(tái)：
《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》：該行動(dòng)計(jì)劃由工業(yè)和信息化部發(fā)布，旨在推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新和發(fā)展。
《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及推廣指南》：由工業(yè)和信息化部于2018年12月29日發(fā)布，該指南提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體要求、工作目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)制定等，對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的建設(shè)和推廣具有指導(dǎo)意義。
《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知》：中國政府網(wǎng)發(fā)布的規(guī)劃中提到了加快建設(shè)信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
習(xí)近平總書記針對(duì)推進(jìn)新型工業(yè)化作出重要指示：要把高質(zhì)量發(fā)展的要求貫穿新型工業(yè)化全過程。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新工業(yè)體系的“核心平臺(tái)”，在構(gòu)建新型工業(yè)化體系的過程中，將率先承享發(fā)展的豐碩成果。
為了深入推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與新型工業(yè)化的融合發(fā)展，2023年11月，工信部正式發(fā)布了《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)試點(diǎn)建設(shè)指南》。該指南鼓勵(lì)各地以城市（地級(jí)及以上城市）為單位，積極開展先導(dǎo)區(qū)試點(diǎn)建設(shè)工作。在此過程中，各地將加大政策支持力度，為試點(diǎn)建設(shè)提供有力保障。
2023年12月28日，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)又發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用實(shí)施指南》系列共5項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)與已發(fā)布實(shí)施的《第1部分：總則》相配套，共同構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，為企業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建新模式提供了科學(xué)、實(shí)用的方法指南。這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，將進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，為新型工業(yè)化進(jìn)程提供堅(jiān)實(shí)支撐。
中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重不斷上升。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2018、2019年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)到5318、6110億元，預(yù)計(jì)2025年將突破1.27萬億元，2020-2025年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為 13%。
資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，上海證券研究所
工業(yè)以太網(wǎng)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心組成部分，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)國內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)明顯。
根據(jù)智研咨詢、engineering china數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2026年我國工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到395.7億元2019-2026年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到24%。
交換機(jī)（Switch）意為“開關(guān)”，是一種用于電（光）信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，是工業(yè)以太網(wǎng)中核心的硬件設(shè)備。中國工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)正處在生命周期的成長(zhǎng)期，廣泛應(yīng)用于交通出行、電力工程、冶金工業(yè)、煤炭、石油化工、水處理等領(lǐng)域。
依據(jù)Frost&Sullivan的行業(yè)分析，從2005年起，中國工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)的需求發(fā)生大幅上升。2008年，中國工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)5.4億人民幣，將在未來都以26.2%的增長(zhǎng)速度維持上升（2008-2013年的CAGR為26.2%）。
以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備由芯片（交換芯片、CPU、PHY）、PCB、光器件、插接件、阻容器件等組成。
資料來源：www.elecfans.com
交換機(jī)市場(chǎng)格局方面，全球市場(chǎng)思科為絕對(duì)龍頭，占據(jù)近50%份額，其余海外廠商包括Arista、HPE、Juniper。國內(nèi)交換機(jī)主要廠商包括：華為、新華三(紫光股份）、銳捷網(wǎng)絡(luò)、中興通訊、智微智能、菲菱科思、共進(jìn)股份。
紫光股份：ICT基礎(chǔ)設(shè)施及服務(wù)提供商，產(chǎn)品包括服務(wù)器、路由器、交換機(jī)、存儲(chǔ)產(chǎn)品、IDC整機(jī)柜系統(tǒng)等。
盛科通信：國內(nèi)以太網(wǎng)交換芯片龍頭廠商。
銳捷網(wǎng)絡(luò)：主營網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品，產(chǎn)品包括交換機(jī)、路由器、無線產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。
菲菱科思：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ODM/OEM生產(chǎn)商，產(chǎn)品包括交換機(jī)、路由器、無線產(chǎn)品等。
滬電股份：國內(nèi)服務(wù)器、交換機(jī)PCB龍頭廠商，以通信設(shè)備、服務(wù)器、汽車電子為核心領(lǐng)域。
其中工業(yè)以太網(wǎng)交換芯片、工業(yè)以太網(wǎng)PHY芯片是太網(wǎng)交換設(shè)備核心部件，同時(shí)也是亟待國產(chǎn)化的芯片領(lǐng)域。
?。?）工業(yè)以太網(wǎng)交換芯片
根據(jù)中金企信國際咨詢資料，全球以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)總體規(guī)模在2016年為318.5億元人民幣，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到434.0億元人民幣，2020-2025年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為3.4%。而中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)規(guī)模在2016年為54.1億元人民幣，2020年達(dá)到90.0億元人民幣，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到171.4億元人民幣，2020-2025年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為13.8%。
根據(jù)觀研天下發(fā)布的報(bào)告，銷售額計(jì)，2016-2020年我國商用工業(yè)用以太網(wǎng)交換芯片總體市場(chǎng)規(guī)模從1.0 億元增長(zhǎng)到 1.4 億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 9.6%；預(yù)計(jì)至 2025 年我國商用工業(yè)用以太網(wǎng)交換芯片總體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 2.3 億元。
目前，以太網(wǎng)交換芯片領(lǐng)域的市場(chǎng)格局呈現(xiàn)出高度集中的特點(diǎn)，少數(shù)幾家企業(yè)占據(jù)了絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額。
作為全球以太網(wǎng)交換芯片領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，博通憑借其卓越的產(chǎn)品性能，在超大規(guī)模的云數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算（HPC）集群以及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)占據(jù)顯著的市場(chǎng)份額，成為行業(yè)的全球領(lǐng)導(dǎo)者。
由于以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)具備較高的技術(shù)門檻、客戶粘性以及資金投入要求，目前行業(yè)整體國產(chǎn)化水平較低，國內(nèi)參與廠商數(shù)量相對(duì)有限。
在自用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)方面，華為和思科是主要的參與者。據(jù)相關(guān)資料顯示，2020年我國自研以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)中，華為和思科分別以88.0%和11.0%的市場(chǎng)占有率位列前兩位，兩者合計(jì)占據(jù)了高達(dá)99.0%的市場(chǎng)份額。
而在商用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)，2020年我國商用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局同樣顯著。博通、美滿和瑞昱分別以61.7%、20.0%和16.1%的市場(chǎng)占有率位列前三甲，三者合計(jì)占據(jù)了97.8%的市場(chǎng)份額。其中，盛科通信以1.6%的市場(chǎng)份額位列第四，成為在中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)中表現(xiàn)最為突出的國內(nèi)廠商。
（2）工業(yè)以太網(wǎng)PHY芯片
PHY（以太網(wǎng)物理層芯片）的主要作用是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
根據(jù)IDC《Data Age 2025》報(bào)告預(yù)測(cè)，全球每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將從2018年的 33ZB增長(zhǎng)到2025年的175ZB，相當(dāng)于每天產(chǎn)生491EB的數(shù)據(jù)。
根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心有限公司的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021年全球以太網(wǎng)物理層芯片市場(chǎng)規(guī)模約為120億元，2022年-2025年，全球以太網(wǎng)物理層芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)保持25%以上的年復(fù)合增長(zhǎng)率，2025年全球以太網(wǎng)物理層芯片市場(chǎng)規(guī)模有望突破300 億元。
市場(chǎng)研究未來（MRFR）稱，預(yù)計(jì)到2026年，全球以太網(wǎng)PHY芯片市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到142.171億美元，達(dá)到10.3%的復(fù)合年均增長(zhǎng)率。
HMS Networks現(xiàn)發(fā)布了對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的年度分析，重點(diǎn)關(guān)注全球工廠自動(dòng)化中的新安裝節(jié)點(diǎn)。工業(yè)以太網(wǎng)以10%的速度增長(zhǎng)，持續(xù)占據(jù)市場(chǎng)份額。2022年工業(yè)以太網(wǎng)目前占全球工廠自動(dòng)化新安裝節(jié)點(diǎn)市場(chǎng)的66%(去年為65%)。
2022年全球工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2370.22億元（人民幣），中國工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)937.9億元，據(jù)貝哲斯咨詢預(yù)測(cè)，2028年全球工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至4841.71億元， 2022-2028預(yù)測(cè)期間CAGR將達(dá)到12.54%。
MRFR稱到 2026年工業(yè)自動(dòng)化以太網(wǎng)PHY芯片復(fù)合年均增長(zhǎng)率可能達(dá)到11.9%，達(dá)到24.461億美元。
PHY 芯片技術(shù)門檻非常高，芯片設(shè)計(jì)時(shí)需要數(shù)?；旌希劝烁咚貯DC/DAC、 高精度 PLL 等模擬設(shè)計(jì)，也需要濾波算法和信號(hào)恢復(fù)的DSP設(shè)計(jì)能力，目前國外僅恩智浦（高通收購）、博通、美滿電子、瑞昱、微芯、德州儀器六家供應(yīng)商能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。
國內(nèi)布局PHY芯片的廠商也不少，目前境內(nèi)僅少數(shù)廠商能夠大批量供應(yīng)多速率、多端口的以太網(wǎng)物理層芯片。國內(nèi)具備量產(chǎn)能力的有裕太微、景略半導(dǎo)體。
國外高通、博通，國內(nèi)裕太微、景略半導(dǎo)體都是Fabless模式。
中國集成電路起步較晚，錯(cuò)失了早期 IDM 模式發(fā)展的黃金階段，因此對(duì)于中國集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)而言，采用資產(chǎn)較輕、成本較低的Fabless 模式更有利于集中比較優(yōu)勢(shì)從而實(shí)現(xiàn)彎道超車。
AI+賦能工控網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域新未來
AI+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)資源的泛在連接能力為基礎(chǔ)支撐，發(fā)揮AI邊緣設(shè)備層、平臺(tái)層以及應(yīng)用層等多個(gè)領(lǐng)域的高級(jí)計(jì)算、智能分析價(jià)值，有助于生產(chǎn)與服務(wù)資源在更大范圍內(nèi)精準(zhǔn)、高效配置，傳統(tǒng)工業(yè)AI主要在故障檢測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)等方面發(fā)揮重要作用。
生成式人工智能工業(yè)領(lǐng)域落地趨勢(shì)明顯。
1)生產(chǎn)流程優(yōu)化：AI可以通過分析來自生產(chǎn)線的大量數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高效率。例如，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)生產(chǎn)瓶頸并提前進(jìn)行調(diào)整。
2)預(yù)測(cè)性維護(hù)：利用AI對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過分析設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)潛在的故障，減少意外停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的可靠性和維護(hù)效率。
3)智能監(jiān)控系統(tǒng)：AI可以集成到工業(yè)以太網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的智能監(jiān)控，包括安全監(jiān)控、質(zhì)量控制等，通過視頻分析等技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常情況。
4)自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)：AI使機(jī)器人能夠處理更復(fù)雜的任務(wù)，例如，通過AI培訓(xùn)，機(jī)器人可以識(shí)別并處理新型材料，甚至是未加工的家禽，提高生產(chǎn)的靈活性和自動(dòng)化程度。
5)數(shù)字孿生技術(shù)：結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)，AI可以創(chuàng)建數(shù)字孿生模型，即虛擬副本，用于模擬和測(cè)試不同的生產(chǎn)場(chǎng)景，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造流程。
6)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化：針對(duì)生成式AI等高性能應(yīng)用，NVIDIA推出的Spectrum-X以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，利用AI技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，滿足AI基礎(chǔ)設(shè)施的高性能需求。
7)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：AI與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合，推動(dòng)了智慧能源綜合管理和設(shè)備預(yù)防性維護(hù)等應(yīng)用，成為建設(shè)制造強(qiáng)國和數(shù)字中國的重要技術(shù)支撐。
8)云服務(wù)和邊緣計(jì)算：AI在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用還包括云服務(wù)和邊緣計(jì)算，通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣處理數(shù)據(jù)，減少延遲，加快決策速度，提高響應(yīng)能力。
據(jù)賽迪顧問《AI+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)市場(chǎng)研究》顯示，在電子信息制造、裝備制造和石油化工行業(yè)，AI+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的行業(yè)滲透率僅達(dá)到 10.5%\8.6%\8.5%。
我們認(rèn)為，隨著AI+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深入融合與發(fā)展，其滲透率將逐漸提升，進(jìn)而推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不斷實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期且穩(wěn)定的增長(zhǎng)。
我們也期待著AI+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合不僅將帶來技術(shù)層面的革新，更深刻影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式、運(yùn)營管理和價(jià)值創(chuàng)造，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同與創(chuàng)新。
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