近年來，得益于我國制造業(yè)升級，智能實驗室、新能源汽車、消費電子等行業(yè)發(fā)展迅速，進而帶動示波器市場快速增長。發(fā)展到2020年，我國示波器行業(yè)規(guī)模已達到35億元，行業(yè)產量突破100萬臺，預計2022-2026年，我國示波器市場將保持增長態(tài)勢，年均復合增長率在8.4%以上。

根據信號不同，示波器可分為模擬示波器和數(shù)字示波器，相比于模擬示波器，數(shù)字示波器具有更高的測量效率、測量精度，近年來，隨著電子技術發(fā)展，數(shù)字示波器替代模擬示波器成為趨勢。在5G智能時代下，示波器市場需求正不斷升級，人機交互、高寬帶、高采樣精度、多通道成為示波器重要開發(fā)方向。

一、數(shù)字示波器產業(yè)概述

示波器屬于通用的儀器，具備較好的場景泛化能力。目前大多科技產品均會涉及電子電路，其中電子元件設計、驗證和調試過程中，均需要使用示波器以分析眾多電信號。本質上示波器是一種診斷儀器，能夠繪制電信號圖，幫助工程師或研發(fā)人員了解信號電壓值隨時間變化產生的波動，從而判斷是否存在故障組件使信號失真

示波器一般分為數(shù)字示波器與模擬示波器。通常而言，數(shù)字示波器與模擬示波器均可用于電子信號測試，但兩者各有側重。模擬示波器用于測試要求實時顯示并且變化很快的信號；數(shù)字示波器則用來顯示周期性相對較強的信號，同時數(shù)字示波器內置CPU或DSP處理器可以處理分析信號，能夠較好分析數(shù)據。

數(shù)字示波器具備信號采集、顯示、測量與分析、存儲4大功能。其中采集部分主要是由三顆芯片和一個電路組成。即放大器芯片（AMP），A/D芯片，存儲器芯片和觸發(fā)器電路。輸入的電壓信號經耦合電路后送至前端放大器，前端放大器將信號放大，以提高示波器的靈敏度和動態(tài)范圍。放大器輸出的信號由取樣/保持電路進行取樣，并由A/D轉換器數(shù)字化，經過A/D轉換后，信號變成了數(shù)字形式存入存儲器中，微處理器對存儲器中的數(shù)字化信號波形進行相應的處理，并顯示在顯示屏上。

數(shù)字示波器整體產業(yè)鏈相對復雜，上游主要IC芯片（AMP芯片、存儲芯片等）、PCB和電容等原材料供應商組成，中游主要數(shù)字示波器的生產與制造，目前國內市場仍被國外先進企業(yè)占據主要市場，國內企業(yè)有普源精電和鼎陽科技等，下游主要應用為電子科技行業(yè)。

作為數(shù)字示波器上游原材料最核心材料的芯片產業(yè)，目前國內進口依賴十分嚴重，以AMP芯片為例，全球AMP芯片市場基本被意法半導體（ST）和東芝（Toshiba）壟斷，國內主要依賴進口，就目前國內集成電路進出口狀況而言，我國集成電路出口量約是進口量的一半的左右，隨著集成電路整體需求持續(xù)增長，進出口皆處于增長趨勢，總體比值變化幅度較小，反而整體凈進口量處于穩(wěn)步增長態(tài)勢。整體來看，上游芯片的壟斷在一定程度影響了數(shù)字示波器技術的發(fā)展。

數(shù)字示波器下游主要應用于電子科技行業(yè)發(fā)展，隨著我國電子信息國產化持續(xù)推進，數(shù)字示波器作為電子測量關鍵儀表儀器將受益快速擴張。數(shù)據顯示，2018-2021年以來，我國規(guī)上電子信息制造業(yè)快速增長，從10.6億元增長至14.13億元，已超過2017年以來的今年最高值。

二、數(shù)字示波器的核心指標

對數(shù)字示波器來說，其核心性能指標包括了帶寬、采樣速率和存儲深度。帶寬是指輸入一個幅度相同，頻率變化的信號，當示波器讀數(shù)比真值衰減 3dB時，此時的頻率即為示波器的帶寬。帶寬決定了示波器所能檢測到的信號頻率范圍，最高帶寬越高，能夠檢測的最高信號頻率越高。而實時采樣率與帶寬密切相關，其決定了示波器 ADC 在單位時間間隔內可采集的樣本點數(shù)，直接影響信號波形的還原程度，實時采樣率越高，采樣速度越快，失真越小。最高帶寬和實時采樣率越高，其技術難度越高，應用領域越豐富，產品價格也越昂貴。存儲深度是指數(shù)字示波器所能存儲的采樣點多少的量度。

在行業(yè)內，數(shù)字示波器按照帶寬會將產品分為低端、中端和高端三種類別。根據國際標準，最高帶寬小于1GHz的數(shù)字示波器產品為低端數(shù)字示波器產品，在市場上的占比約為40%，主要用于對測試功能、測量精度等指標要求不是很高的應用場景，比如教育教學、研發(fā)、測量低頻電路、電子兼容性、電源和電網等場合。主要玩家有泰克、普源精電、鼎陽等廠商。

帶寬在1GHz~10GHz之間的產品稱為中端產品，此類產品主要用來查看信號完整性分析、眼圖和抖動分析、高速數(shù)據采集分析等，應用場景包括高階教育教學、研發(fā)、部分生產測試比如MIPI、USB Type-C等中等速度數(shù)據總線分析。市場占比約為40%。主要玩家有是德科技、泰克、R&S、力科、NI、恒河、安立等廠商。

帶寬超過10GHz的數(shù)字示波器稱為高端數(shù)字示波器，主要應用在高性能電路研發(fā)和前沿研究，比如高速串行總線收發(fā)器研發(fā)、光通信網絡物理層測試、超寬帶信號分析、太赫茲系統(tǒng)、高端芯片研發(fā)測試等。市場占比約為20%。主要廠商有是德科技、泰克和力科等。

三、國內數(shù)字示波器主要集中在中低端，壁壘有三個

從市場格局來看，海外廠商占了多數(shù)高端市場份額，國產廠商產品主要集中在低帶寬市場。比如是德科技、力科和泰克的示波器的最高采樣率分別達到110GHz、100GHz 和33GHz，而國內廠商產品主要集中在4GHz 以下的低帶寬市場。目前，國內做到最高的頻段是普源精電的DS70000 系列，最高帶寬為5GHz，國內外頭部廠商的示波器在帶寬領域的存在較大差距。從采樣率指標來看，海外廠商仍然具有明顯優(yōu)勢。

與帶寬密切相關的其實是ADC芯片，它是負責前端的模擬量信號采樣，并轉換成數(shù)字信號，僅需數(shù)字中頻，然后進行分析。國產儀器要想在高端示波器領域有所突破，必須要突破三大壁壘：

首先是ADC等關鍵芯片。一般來說電子測量儀器行業(yè)上游供應商主要有各種原材料供應商，包括了IC芯片、二極管、三極管、 RCL元件、 PCB板及漆包線等。而IC芯片是其核心材料，占了其成本的近4成。據鼎陽科技與普源精電的招股說明書披露，其原材料采購中，IC芯片占比最大，接近 40%；其次是電子元器件（二極管、三極管、 RLC等）占比約為 PCB占比約為 10%，顯示屏約為 7%，結構件約為 17%，其他材料約 6%。

而ADC芯片是影響帶寬的關鍵，其性能將會影響整個示波器的可測量的頻帶范圍。目前國內的ADC、DAC產品主要采購ADI、TI的產品。但其實，2 GHz帶寬以上的示波器產品的ADC，廠商很多都會自己做，比如全球做示波器的廠家中，現(xiàn)在有五家是可以自研，是德科技、泰克、力科，R&S和普源精電都是自研的。其他的廠商基本上都是外采，而外采ADC的品牌很少有高端的產品，因此，如果想要往高端走，自研ADC的需求還是比較高的。

二是數(shù)字中頻的運算能力，就是算力，包括實時性。所謂實時性就是因為隨著采樣率越高，采樣的速度越大，所以單位時間內獲得的數(shù)據量就越大。為了使示波器本身死區(qū)時間不至于過長，死區(qū)時間就相當于采集一段然后進行分析的這段時間，儀表是不采集的，叫死區(qū)時間。時間越長就相當于采集不到的數(shù)據越多。要想把采集時間做得越短越好，示波器的速度、中頻就會要求處理的算力比較高，所以這塊也是也是需要突破的點。這就需要CPU、GPU、FGPA、DSP等處理器的支持。頻域的儀表，還有比如晶振、混勻器或者混平的電路。因為 示波器像廣播，是要混頻某頻段來進行分析，對于分析帶寬也是有要求。而帶寬受制于中頻，也就是受制于FPGA，所以整個FPGA的研發(fā)性能，包括 DSP的參數(shù)、性能等，包括他們的算法。這塊國內起步還是比較晚的。

三是軟件。示波器本身對于行業(yè)的應用相對較多，所以推出軟件的 license 比如去測高階的USB，串行或者并行的數(shù)字處理信號等需要軟件來輔助客戶進行測量。這一塊也需要示波器 廠商進行軟件方面的研發(fā)。

目前國內廠商在軟件方面也有一些布局，基礎的license 做的還可以了，比如 USB 等串行總線分析。但是比起國外的廠商，軟件的覆蓋率相對來可能是比較低的，比如和是德科技相比，是德科技的一款示波器的軟件有三、四十種，鼎陽和普源就10來種，還是差的比較多。做軟件的是根據市場需求來做的，所以如果一旦示波器應用的范圍更廣，軟件的種類相對會更加豐富。

當然，客戶也可以不要原廠的軟件自己去寫，但需要了解編程，還需要示波器廠家開放示波器里面的內核供客戶使用。但如果客戶沒有自己編寫軟件的能力，就需要依靠原廠提出的軟件，包括軟件的平臺來使用。