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我国10大产业、41类卡脖子技术国产替代全景图！传感器仍未得到重视！（最全整理）
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近日，国金证券联合业内多个行业研究团队，发布了专注于“卡脖子”技术的国产替代系列专题研究报告，本文来自于该系列专题中的《自主可控和国产替代全景图》。 该报告旨在用量化标准，从“当前国产化率、国产替代难度、卡脖子难点、攻克难点时间”等维度，分为极难替代、较难替代、中等难度、较易替代、容易替代五个级别，对我们当前卡脖子关键技术国产替代情况进行排序和分析，并列举出相关技术核心企业，起到引导资本投融资的作用。 报告中涵盖电子、计算机、通信、机械、军工、医药、医疗、汽车、金属、化工等10大领域，共计41个类别的国产替代卡脖子关键技术。其中，科学仪器、CAD、汽车原厂漆是国产替代极难级别的卡脖子关键技术，短时间内难以有重要突破，至少需要5年甚至更长的时间去攻关。 文中涉及传感器上下游MCU芯片、EDA工业软件、电子测试仪器、ADAS、PLC、X线探测器、光谱仪、科学仪器、感知算法等技术。本文，将对我国卡脖子关键技术的国产替代情况有全面的了解。 如需《自主可控和国产替代全景图》报告原文（PDF），可在传感器专家网公众号对话框回复关键词【资料下载】找到对应资料下载。 致力于对全球前沿市场动态、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务，是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台。基于传感器产品与技术，对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接。 本文内容较多，可按如下目录获取所需信息： 前言：研究框架&核心观点 一、电子产业 二、计算机产业 三、通信产业 四、医药产业 五、医疗产业 六、汽车产业 七、机械产业 八、军工产业 九、金属产业 十、化工产业 10大前脖子关键领域全景式研究框架&核心观点 1、自上而下与自下而上结合筛选细分领域 两个“百年”，决定了我们必须走自主可控的高质量发展道路，供应链产业链国产化大有可为。实现“第二个百年”目标，高质量发展是首要任务，现代化产业体系建设是关键步骤之一；而世界百年未有之大变局下，产业链供应链安全，成为能否实现高质量发展的重要前提，也决定了我们必须走自主可控的道路。 我们统一了行业自主可控程度核心指标的标准，各行业分析师对覆盖板块细分领域自主可控和国产替代的现状、难点以及前景进行统一标准的研判，行业比较清晰。并且前瞻分析大科技和大制造细分领域的自主可控之路。全景式展现“自主可控”大方向的跟踪研究框架。
2、全景式研究框架：细分领域与核心公司两大维度 首先，针对前文提到的细分领域，从“当前国产化率、国产替代难度、卡脖子难点、攻克难点时间”四大维度刻画国产替代的现状、难点及前景。 当前国产化率：当前国内细分领域中国企业份额占比情况。国产替代难度，从难度系数由难到易，我们划分为5个档次。第1档：极难。海外公司垄断，国内短期看不到公司可以突破；第2档：较难。国内单独或者极个别龙头公司取得0到1的突破，可以获取一定低端产品市场份额，高端产品尚切入不了；第3档：中等。国内有数个公司取得突破，低端市场份额已经快速提升。高端市场也在开始突破，并处在稳步提升阶段；第4档：较易。国内有一批公司取得突破，国内整体的市场份额快速提升过程中；第5档：容易。中国公司在国内市占率达到较高水平，开始冲向海外，出口占比进入稳步提升阶段。“卡脖子”难点：细分领域国产替代过程中的核心难点，有助于判断和跟踪国产进程时间和节奏。攻克难点时间：预计攻克“卡脖子”难点所需大致时间，比如1-2年，3-5年及5年以上。其次，针对不同细分领域的公司，系统梳理龙头企业的核心优势、行业地位及未来前景。
自主可控和国产替代的重点细分领域及核心公司 （可点击放大查看）
一、电子产业 1. 新型举国体制支持，半导体国产化有望加速 一方面，国内在成熟制程领域持续加大投入，产业链国产化后续有望加速推进，上游国产的设备、零部件、材料加快导入，验证加速；另一方面，在目前被卡脖子的逻辑和存储芯片的先进制程领域，举国体制下集中力量去突破工艺和设备的限制。 政策支持力度有望加大。2022年9月6日，中央深改委会议指出，“健全关键核心技术攻关新型举国体制，要把政府、市场、社会有机结合起来，科学统筹、集中力量、优化机制、协同攻关。“瞄准事关我国产业、经济和国家安全的若干重点领域及重大任务，明确主攻方向和核心技术突破口。”在半导体核心卡脖子环节，我们预期未来有望加大相关政策支持力度。 2. 设备/零部件/材料、高端GPU及存储芯片的国产替代 半导体设备：预计随着国产设备厂商的工艺技术的突破，产品种类不断扩大，未来国产设备渗透率有望快速提升。我们认为后续国产化率尚低的设备环节有望加速推进，建议重点关注国产渗透率尚低的设备板块，如薄膜沉积，离子注入，涂胶显影，量测检测，光刻等环节。半导体设备零部件：零部件板块持续受益于国内半导体设备的国产化需求增长而高速发展，设备国产化叠加零部件国产化。半导体材料：半导体材料受美国限制较少，主要是日本和欧洲供应商，但是在逆全球化背景下，下游验证导入有望加快。EDA软件方面：随着EDA国际巨头对中国部分芯片设计企业断供，国产化替代势在必行。一旦美国断供EDA，设计企业会无法使用最新版本的EDA软件和IP进行芯片设计，并且无法获得下游代工厂的生产工艺PDK。高端GPU：高速运算相关的GPU、CPU等芯片国产化进程必然加快。目前全球GPU行业规模为200亿美元，预计2025年将达到350亿美元，年均增速达13%，当前，GPU行业市场主要由英伟达和AMD两家占据（AMD17%，英伟达83%）。
二、计算机产业 1. 构建自主可控的国产IT生态 信创：政策驱动下产业链趋于完善，场景从党政市场向重点行业深化。信创核心在于通过构建自主可控的国产化IT底层架构和生态体系，实现硬件和软件等层面的国产化替代。长期看，IT产业标准的重构带来产业链的重塑，中国IT企业先弯道超车，再推动产业升级，而IT行业技术和资本密集的特征，意味着随着产业的成熟，规模效应下，预计集中度提高，向具备技术护城河的头部厂商聚集。工业软件：硬制造大国的软肋，国产化带来发展机遇。2021年中国工业软件市场规模为2414亿元，同比增长24.8%，增速显著高于全球市场。但与占全球三成左右的制造业大国身份相比，中国工业软件规模占全球市场规模的比重不足10%，发展明显落后。其中作为基础的研发设计类工业软件体量较小，是工业软件短板中的短板，作为难度最高的工业软件细分领域，中国厂商与国外厂商差距悬殊。目前通用型研发设计类软件依旧是国外厂商占据主导地位，CAD、CAE、EDA、BIM等领域国产化率不足5-10%。借助国产化东风，国内厂商比如中望软件、华大九天、广联达等在CAD、EDA、BIM等细分垂直赛道逐步取得突破。生产控制类软件，高端离散行业以海外品牌为主，而具备垄断性、且生产工艺较成熟的流程行业，国产品牌初步完成进口替代，DCS、MES、SCADA国产化率已达50%左右，涌现出中控技术、国电南瑞、宝信软件、石化盈科等头部企业。2. 信创、工业软件国产替代 信创-CPU：主要有华为、飞腾、海光、龙芯、兆芯、申威等参与者，目前总体国产化率水平低，国产替代难度较大，主要受限于先进制程芯片代工等环节。信创-操作系统：操作系统是最重要的国产替代环节，目前总体国产化率水平低，主要受限于生态建设。操作系统重要性高于数据库和办公软件，所有的上层应用都要与操作系统适配，操作系统掌握着生态入口。工业软件-EDA：EDA软件是集成电路领域的上游基础工具，贯穿于集成电路设计、制造、封测等环节，目前EDA市场仍主要被Synospys、 Cadence、西门子EDA三家海外巨头垄断。目前国内部分EDA工具已达到国产替代水平，在内外部政策双重催化下有望迎来高速增长。工业软件-CAD/CAE：海外大厂主导我国CAD市场，海内外或存在“十年左右差距”。据IDC，2021年我国CAD市场本土厂商占比近20%，其中中望软件超越PTC跻身国内市场CR4，占比11.4%；3D市场海外厂商仍占到我国90%以上的份额，本土厂商替代空间巨大。工业软件-MES/DCS：整个生产控制行业国产化率，高端产品在30%左右， 中端产品在50%左右；与海外大厂相比，DCS、SCADA、PLC 国内厂商规模较小，且主要聚焦中低端产品；MES公司在有些细分赛道有竞争优势，但仍和国外软件有差距。
三、通信产业 1. “去A化”与“去C化”并进 信息通信产业（ICT）的迭代升级推动了战略格局的转换，中国在全球产业竞争格局中的话语权和主导力不断加强。ICT产业发展上升到国家竞争力和战略主导权之争，供应链格局存在被重构风险。 2. 光电芯片、电子测量仪器、卫星通信上游元器件国产化替代 通信主设备：已实现全球领先。全球通信设备市场格局保持稳定，国产通信设备厂商全球份额靠前。根据Dell'Oro Group，2018-22H1，国内通信设备龙头厂商华为、中兴的全球市场份额合计保持在40%左右，其中华为稳居第一，市场份额保持在近30%，大幅领先诺基亚、爱立信等海外厂商。国产替代已基本完成，国内市场两大龙头合计占据90%份额。从中国市场来看，2022 年上半年，华为在中国市场的份额达到了58%，中兴为32%， 其他厂商供给占据市场份额的10%。通信设备上游核心芯片：国产化替代空间广阔。国内芯片发展较缓，人才、经验较为匮乏，目前由于政策、产业链支持，技术不断向上突破，FPGA、基带芯片、AD/DA、DSP等核心领域国产替代空间巨大。工业与通信市场为FPGA国产替代关键。从我国FPGA下游结构来看，通信市场占据最大份额，且持续高速增长。根据Frost&Sullivan，2025年面向通信市场的FPGA规模将达140.4亿，占总42.3%，三年CAGR17.4%。FPGA市场集中度高，由外资厂商主导。根据 Frost&Sullivan，全球FPGA市场主要由赛灵思和Altera（英特尔收购）主导，二者分别占52%和34%的份额，加上lattice（5%）、Microchip（4%），前四名厂家已占据近95%份额， 市场集中度非常高。国内市场方面，虽然仍由外企占据大部分份额，但国产厂商安路科技已跻身前四，国产化略有突破。虽然起步晚，但受益于庞大的技术人才储备和市场需求，中国FPGA市场已有紫光同创、安路科技等优质企业。同时，华为也开发出了FPGA云平台，为全球人工智能、大数据等领域的专家，提供颠覆式的开发模式，FPGA 仍有望逐步实现国产替代。光模块：国产替代已基本完成。2016年，海信、光迅科技、中际旭创等国内厂商跻身光模块份额全球前十行列。根据 LightCounting口径，2021年，全球TOP10光模块厂商中已有5家中国厂商，中际旭创与美国 Coherent（II-VI、Finisar）公司并列第一，显示国产光模块厂商已不亚于海外企业。另外根据Omedia口径，2021 年，国产领先厂商份额合计达26%，考虑到Coherent由II-VI与Finsar合并，国产单一厂商份额已可比肩海外厂商，国产替代已经基本完成。光无源器件：有望成为光通信产业国产化下一重要环节。就光器件行业而言，高端光有源器件壁垒较高，供应商仍以国外厂商，包括美国Coherent、 Lumentum、以及日本住友为主。而目前光无源器件国内技术发展已相对较为成熟，近年来，以天孚通信、博创科技、太辰光、光库科技为代表的国内中小厂商正逐步崛起。我们认为，目前国产光器件处于快速发展阶段，以天孚通信为例，国产高速无源光器件产品技术持续突破、份额持续提升，光通信产业链国产化有望自光模块持续向上游突破，短期从光无源器件、光有源器件一直到长期的光芯片产品，实现产业链的完全国产替代。电子测量仪器：国产化仍处起步阶段，渗透率有望快速提升。欧美巨头占据全球市场主要份额，国产品牌加速追赶。由于具备良好的电子上下游产业基础，测量技术成熟，电子测量仪器产业起步早，海外企业积累了大量设计开发经验，尤其在高带宽、高频率产品上技术优势显著。而国产品牌起步较晚，目前主要集中在中低端市场。随着我国信息技术和测量技术进步，国产品牌通过多年研发投入和技术积累，产品档次逐步从低端向中高端拓展。长期来看，国产替代大趋势下优质国产公司迎来长期发展机遇。据Frost&Sullivan，海外领先企业是德科技、泰克、力科、罗德与施瓦茨、 美国国家仪器占全球近80%份额；在国内市场，是德科技与泰克分别占 19.1%/13.8%份额，国产单一厂商仅1%-2%，国产化空间较大。我国近年来持续推动政策支持、鼓励高端通用科学仪器、5G 射频仪器仪表、测量仪器设备等通用电子测量仪表仪器的研发、生产与技术升级以实现工业化、数字化、信息化，将电子测量行业发展提到一个新高度，加快提升国家测量能力和水平。卫星通信：关注上游核心元器件国产化。5G时代到来使得通信行业成为相控阵 T/R 芯片走向民用领域的重要驱动力。2018年中央经济工作会议首次提出“新基建”概念，包括加快5G商用步伐，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设。5G作为经济发展新动能，成为新基建的领头羊，为物联网、工业互联网、人工智能、云计算等领域的发展奠定基础。根据工信部，2021 年我国已建成超139万个5G基站，5G终端连接数已达5.18 亿。我们认为，5G 建设在未来3-5年将持续拉动基站射频芯片行业景气度。
四、医药产业 1. 政策鼓励下科学仪器国产替代进程加速 科学仪器是国民经济高质量发展和基础科学创新的基础，在制药与生物医学、食品安全、环境监测、半导体、石油化工等领域都扮演了非常重要的角色。全球范围内来看，科学仪器成长空间大、增速快（特别是国内市场）。科学仪器主要包括色谱类仪器、质谱类仪器、光学类仪器、生命科学仪器、物理性能类仪器及其他类仪器等。 科学仪器国产化率低，其自主可控、国产替代意义重大，并且国产替代过程中头部企业业绩弹性大。政策层面，对仪器行业支持力度持续加大，特别是贴息政策对国产替代的巨大加速作用。 2. 色谱仪、光谱仪、质谱仪、药玻国产替代 色谱仪：优秀的定量和分离工具。中国主要从国外进口高档色谱仪，出口则集中在中低档产品，2019年中国色谱仪出口金额为1.09亿美元，进口金额为9.99亿美元；2020年中国色谱仪出口金额为1.15亿美元，进口金额为10.37亿美元。2020年中国主要进口液相色谱仪，共进口16584台液相色谱仪，占色谱仪总进口数量的59.96%；进口金额为6.73亿美元，占色谱仪总进口金额的64.88%。2020年中国共进口色相色谱仪8980台， 进口金额为2.69亿美元。中国色谱进口量约占市场总规模的70%，对进口依赖度较高。光谱仪：定性能力强。北美洲、欧洲和日本是全球光谱仪器最大的市场。实力最强的企业分布在美国、日本、德国、英国、法国等发达国家。根据中国分析测试协会数据显示，2018年全球光谱仪市场规模为82.81亿美元。其中，北美（美国和加拿大）市场规模为27.17亿美元，占比32.81%，欧洲市场占比25.65%，日本市场占比12.27%，中国占比为10.29%。2015-2018年之间，我国光谱仪器市场年复合增速达到7%，2018年市场规模达到8.52亿美元，约合人民币56.38亿元（按照国家统计局公布的2018年人民币兑美元的平均汇率6.61741折算）。质谱仪：满足高灵敏度、高精度的定性和定量分析。我国在质谱仪领域的研发、产业化及应用技术水平均落后于西方发达国家，国内高端质谱仪市场长期被国际行业巨头垄断。国内掌握质谱仪所涉及的原理、模拟、计算、设计、工程化、工艺化、生产、应用开发及维护等各环节专业技术的专业类公司较少。根据中国海关统计数据显示，2004年至2020年，中国质谱仪进口规模从5.43亿元增长至106.75亿元，CAGR20.46%。2018年从美国进口占比39.06%，是我国质谱仪进口数量最多的国家；受中美贸易战影响，2020年新加坡替代美国成为最主要的质谱仪进口国，占比33%。医学影像相关仪器：人均保有量提升空间大。国内医学影像设备起步较晚，人均保有量相比发达国家仍有巨大提升空间，2020年PET/CT百万人均台数中国为0.61，同期美国为5.73。在市场需求及政策红利的双轮驱动下，中国医学影像设备市场将持续增长，2020年市场规模已达到537.0亿元，灼识咨询预计2030年市场规模将接近1100亿元，年均复合增长率预计将达到7.3%。基因测序：行业集中度高，应用前景广阔。2019年全球测序行业上游市场规模约为41.38亿美元，Illumina的市场占有率约为74.1%，相关业务收入为30.68亿美元；Thermo Fisher的市场占有率约为13.6%，相关业务收入为5.63亿美元，其他公司包括华大智造在内，共同占据约12.3%的市场份额，行业集中度高。基因测序行业目前已经开始逐步成熟的应用领域包括：多组学研究、人群队列基因测序计划、新药研发与创新、微生物检测、无创产前基因检测、肿瘤诊断治疗、辅助生殖等。此外，在包括农林牧渔、食品安全、海关检验检疫、肿瘤早期筛查等其他应用场景仍然有巨大的发展潜力。X线探测器：下游应用不断打开。根据 YoleDéveloppement，2018年全球X线探测器市场规模为20亿美元，其中医疗、宠物用产品市场销售额份额约占74%。随着医美、宠物医疗、口腔、DSA、内窥镜、动力电池和多种工业检测的高速发展，预计到2024年市场规模将达到28亿美元，2018-2024复合年增长率为5.9%。药玻行业：中硼硅玻管依赖进口，攻克中硼硅制管工艺是实现快速替代关键。中硼硅模制工艺已基本攻破，管制工艺仍处于“卡脖子”状态。中硼硅拉管的技术壁垒在于高含硼量的玻璃融化过程中，玻璃的粘度增加、熔化温度升高，制作过程中会出现气泡线、结瘤和外径稳定性的问题。中国自研的拉管技术没有对这些问题进行很好的解决，拉管良率与进口存在一定差距，因此量产受限。中国仅有少数几家公司通过自主研发实现了玻璃管自产。更普遍地，国内企业会从外企进口玻管进行二次加工，制瓶技术的难度低于制管技术。自产中硼硅玻璃管不仅技术难度高，生产成本也高于其他药用玻璃瓶生产。中硼硅药玻管的生产线投资约1.5亿，而低硼硅药玻管的生产线投资仅为2000万。生产中硼硅玻璃管的设备主要来自进口，玻璃熔化时所产生的高温对窑炉的腐蚀、损耗更大，后期维护投入较高。为了保证生产质量，对于生产所用的料道、搅拌器、旋转管等，也需要包裹的贵金属铂铑合金，增加了玻管的生产成本。看好已经具备制瓶技术，药玻生产已经具有一定规模，并且拥有自产中硼硅玻管技术以及正在进行中硼硅玻管工艺研发的公司。
五、医疗产业 1. 政策支持国产产品快速替代 医疗器械大量细分赛道进口替代空间广阔。目前国内医疗器械行业中依然只有少部分完成了国产替代，大量高端细分领域国产化率仍较低，未来国产替代空间较大。近年来部分领先的国产厂商依靠持续增加研发投入和丰富的产品线逐渐靠近国际先进水平，具备越来越强的市场竞争能力。政策支持国产器械快速发展。随着国内医疗器械的高速发展，国家出台了一系列政策推动医疗器械的国产化，国产医疗器械公司在终端医疗机构市场份额预计将不断提升。企业产品一旦能够在临床取得医生和消费者的认可，有望凭借出色的性价比优势实现快速替代。 2. 高值耗材、医疗器械、体外针对国产替代 高值耗材：细分领域国产替代空间巨大，技术变革层出不穷。医用高值耗材的覆盖的器械范围较大，包括血管和非血管介入类、骨科介入类、电生理类、眼科类、体外循环和血液净化等诸多类目。部分细分行业如，外周血管介入、神经介入、心脏电生理介入等市场在国内发展时间较短，产品设计、生产工艺方面存在较高壁垒，目前大量细分市场仍被雅培、强生、美敦力、波士顿科学等外资品牌占据。随着国内企业近年来研发投入不断加大，国产已上市产品注册证数量及技术差距目前正在逐步缩小，未来国内创新研发实力较强的企业如心脉医疗、惠泰医疗、南微医学、乐普医疗等公司创新产品有望持续提升份额，带动公司销售实现较快增长。医疗设备：高端设备产品壁垒较高，政策支持国产产品放量。在内窥镜、超声及大型影像设备等领域，美国、日本、德国等发达国家及地区行业发展历史较长，相关企业已经在行业内积累了技术、品牌、资金等方面的优势，并借此占据了内镜领域的高端市场。但国内生产企业的技术水平、品牌影响力、资金实力等方面差距较海外龙头企业的差距正在不断缩小，在国家政策支持公立医院积极采购国产设备的背景下，国产厂商有望通过不断的技术创新及成本制造优势提高竞争力。体外诊断：国产替代进程持续推进，化学发光随产品质量提升国内厂商有望迎来重要市场替代机遇。根据Frost&Sullivan报告，2019年中国体外诊断市场规模约864亿元。近二十年中国体外诊断产业在政策扶持、下游市场需求上涨、技术进步的带动下经历了快速发展，产业化程度迅速提高，预计未来仍将继续增长。我国体外诊断市场由免疫诊断、生化诊断、血液学及体液、即时检验、分子诊断等细分领域构成。其中免疫诊断市场规模最大，约占据国内体外诊断市场31%的份额，但化学发光免疫诊断市场，尤其是三级医院等高端市场仍主要由进口品牌垄断，国产品牌所占据的市场份额仅约30%。随着国内化学发光免疫诊断技术的发展，未来国产品牌将逐步替代进口品牌。
六、汽车产业 1. 零部件加速国产替代 电动智能车崛起，零部件国产化加速。电动智能化加速趋势下，一方面产品迭代速度加快，另外一方面自主品牌份额逐年大幅度提升，带动零部件国产替代趋势加速。安全、执行器和座舱三大领域国产化率有望率先大幅度提升。主被动安全、 执行器件、悬挂等领域由于产品认证周期长、壁垒高，一直是国产化率比较低的领域。目前看，主被动安全领域有望成为国产化率提升最快的领域，主要包括安全带、气囊和线控刹车。同时，执行器件如微电机、座椅等由于国产供应商成本优势显著，国产化率提升也在加速。 2. 底盘、座舱、智能驾驶和簧下国产替代 底盘1）空悬：目前空压机国产化率达60%+。受益于国内企业产品成本低+服务响应快，未来国产化率有望快速提升，受益公司：中鼎股份、保隆科技。2）制动：21年线控制动国产化率不到1%。受益于芯片紧缺，外资供应商产能不足+国内企业开发费用较低，未来国产化率有望快速提升。座舱1）座椅：据Marklines，2021年全球座椅市场CR5约78%，均为外资企业。受益于国内企业的人工成本更低+响应速度更快，未来国产化率有望快速提升，受益公司：继峰股份、天成自控、上海沿浦；2）被动安全：目前国产化率预计10%，受益于自主车企份额提升+国产企业成本优势，未来国产化率有望快速提升，受益公司：松原股份；3）微电机：目前国产化率约40%-50%（扣除德昌电机估计 |
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