时间频率

摘要：时间频率的应用已经深入到社会各项科技活动和经济生活中，涉及到从基础研究到工程应用的各个方面。我国时频产业发展较晚，基础相对薄弱，部分高端产品（时频芯片、高基频晶体、高性能晶振、铯钟、精密时频测量设备等）依赖进口。随着对独立自主时频体系的不断重视，我国持续推进以北斗授时为主的国家时间频率体系建设。时频体系建设从授时、守时、用时、计量校准与监测等应用层面对时间频率产品需求巨大，正带动整个时间频率行业的发展。2022年我国时间频率行业市场规模达到420.5亿元。

一、定义及分类

“时间”是表征物质运动的最基本物理量，而“频率”是单位时间内周期性运动的次数，是与“时间”密切相关的一个基本量。时间和频率的物理定义互为倒数，概念上密不可分。现代时间由高稳频率源产生和保持，频率的精度即决定了时间的精度，时间和频率常联系在一起称为“时间频率”或“时频”。随着技术进步，电子信息技术的发展，时间服务体系的重要性越发明显。整个时间服务体系，通过测时、守时、授时、用时四个步骤，最终实现全球的时间统一。而唯有时间的统一，才能保证社会生活各行各业正常运转。时间频率行业为整个时间服务体系提供必要的基础硬件，是时间服务体系的重要支撑与绝对的基础。时间频率行业的产品形态主要包括频率产品和时间同步产品两类。

二、商业模式

1、定制产品经营模式

时间频率产品品种繁多，规格差异也很大，一般以器部件或设备的形式提供给下游客户（多为整机/系统制造商），下游客户在设计、集成和调试过程中，会对时间频率产品的规格和性能指标提出各种符合自身需求及产品应用特点的针对性要求。

由于时间频率产品的专业性较强，尤其是定制产品对制造商的研发能力要求较高，下游客户多数情况下会直接与长期向其供货的供应商针对其定制要求进行沟通并下达订单；部分情况下，下游客户也会通过招标或比价的模式进行供应商的选择。之后，时间频率产品制造商根据下游客户提出的个性化定制要求，进行研发和生产，形成了小批量、多批次、差异化的生产模式。

2、标准产品经营模式

随着时间频率产品行业的快速发展，市场需求逐渐增大，部分规格和品种的时间频率产品有较大的需求量。时间频率行业的制造商从市场规划和研究共性需求出发，研发和批量生产出部分统一版本的标准化产品。下游客户根据自己的需求通过协商或者招标的方式直接采购。

三、行业政策

1、主管部门和监管体制

时间频率行业是电子信息制造业的细分子行业，行业主管部门是工业和信息化部；此外，部分时间频率产品应用于国防科技领域，由国家国防科技工业局履行行业管理职能。工信部主要负责研究拟定国家信息产业发展战略、方针政策和总体规划；振兴电子信息产品制造业、通信业和软件业，推进国民经济与社会服务信息化；拟定电子信息产品制造业、通信业和软件业的法律、法规，发布行政规章；负责行政执法和执法监督；组织制定电子信息产品制造业、通信业和软件业的技术政策、技术体制和技术标准等。国防科工局主要负责组织管理国防科技工业计划、政策、标准及法规的制定与执行情况监督等。

2、行业相关政策

《电子信息制造业2023—2024年稳增长行动方案》提出“2023—2024年计算机、通信和其他电子设备制造业增加值平均增速5%左右，电子信息制造业规模以上企业营业收入突破24万亿元”。时间频率技术作为信息技术产业的支撑基础之一，必将会得到较好的发展时机。国家和地方政府也多次表态支持时间频率产品研发。《“十四五”市场监管科技发展规划》、提出要“研究应对未来秒定义变革的锶原子光钟、镱离子光钟等时间频率计量基准”。中共海南省委、 海南省人民政府发布的《关于以高水平质量建设助力海南自由贸易港高质量发展的意见》提出要“布局时间频率及数字化计算等重点实验室”。《深圳市贯彻落实计量发展规划(2021—2035年)实施方案》明确深圳将“重点研究时间频率、长度、电学等量子计量基标准技术以及量子计量标准参考仪器”。

四、行业壁垒

1、军品市场壁垒

国防科技领域是时间频率行业的重要下游行业，由于涉及国防安全和军事秘密，国家对相关产品的生产实行严格的强制性资格许可管理制度，申请相关的许可资质对技术要求很高，且耗时很长，这对新进单位形成一定的准入限制。并且，军品生产有特殊的标准和规范，更与生产时间的经验积累和工艺的成熟密切相关。此外，军工客户对技术的安全性、可靠性提出了较高的要求，通常会与具有丰富经验和资质齐全的单位建立长期的合作关系。

2、技术壁垒

时间频率属于技术密集型产品，技术专业性比较突出，技术攻关难度较大且耗时较长，新进单位很难在短时间内掌握这些技术。且由于时间频率产品应用场景的差异，技术部门需要依据客户的需求做相应的设计与调整，产品存在工艺复杂、技术要求高等特点；而技术创新能力的形成需要依据长期的市场反馈和自身强大的技术研发能力去不断突破和改良。

3、人才壁垒

时间频率技术专业性强，对技术人才提出了较高的要求。国内的大学和研究所开设时间频率相关专业的较少，目前我国时间频率行业人才处于供不应求的状态，专业人才的储备不足，特别是经验丰富的专业人才较为缺乏。除了部分大型企业在早期就内部定向培养了一批优秀的时间频率研发人员之外，市场上优秀的时间频率研发人员资源，尤其是军用时间频率产品研发人员资源较为缺乏。新进单位在招揽和培养人才方面存在一定的困难。

4、合作关系壁垒

时间频率产品通常是客户整机系统的核心器部件，客户出于安全、保密及成本的考虑，一般不会轻易更换供应商，从而对新进单位构成进入壁垒。

五、产业链

1、行业产业链分析

时间频率行业的上游主要为电子元器件制造业和金属制品业，下游主要是武器装备、航空航天、军事通信、卫星导航等国防科技领域和通信、电力、交通、物联网等国民经济领域。时间频率产业链如下图所示：

时间频率行业产业链

电子元器件

中国电子科技集团有限公司

成都亚光电子股份有限公司

中国电子信息产业集团有限公司

江苏捷捷微电子股份有限公司

嘉兴斯达半导体股份有限公司

深圳顺络电子股份有限公司

金属结构件

成都国光电气股份有限公司

苏州瑞玛精密工业股份有限公司

合肥高科科技股份有限公司

苏州华亚智能科技股份有限公司

深圳市长盈精密技术股份有限公司

上游

成都天奥电子股份有限公司

北京晨晶电子有限公司

成都可为科技股份有限公司

武汉海创电子股份有限公司

中游

武器装备

航空航天

卫星导航

通信

电力

交通

下游

在产业链上游，电子元器件制造业和金属制品业均为完全竞争市场，技术水平比较成熟，供应商众多且产能充足，能为客户提供质量可靠的高性能标准或定制产品。时间频率行业受上游行业的波动影响很小。

在产业链下游，时间频率产品应用领域广泛，在国防科技领域和国民经济领域均有着广泛的客户基础和持续增长的需求。在国防科技领域，由于时间频率产品是武器装备、航空航天、军事通信、卫星导航等领域的整机系统关键基础器部件，产品的客户主要为国内的军工集团及其下属单位，不存在产品对单一军工客户有重大依赖的情形。在国民经济领域，通信、电力、高速交通、金融、物联网等行业均依赖于时间频率产品为其提供标准时间和授时，且国民经济领域的发展和旺盛需求快速地推动了我国时间频率行业发展，也不存在对单一民用客户有重大依赖的情形。

2、行业领先企业分析

（1）成都天奥电子股份有限公司

成都天奥电子股份有限公司成立于2004年1月，2018年在深交所上市。公司作为国内领先的时间频率企业，拥有完整的时间频率产品线，具备时频系统集成能力，可为客户提供完整的时频解决方案。企业时间频率产品应用于航空航天、卫星导航、军民用通信及国防装备等领域，为我国载人航天、探月工程、北斗卫星导航系统等国家重大工程建设提供了主要时频装备和系统，做出了重要贡献。2022 年，公司作为量子精密测量领域原子钟产品率先产业化的单位，加入了“量子信息网络产业联盟”。2023年上半年天奥电子时间频率业务收入总计4.01亿元；其中频率系列产品收入2.32亿元，同比增长59.30%；由于机载配套电源组件产品线收入下滑，导致时间同步系列产品收入同比减少27.48%，为1.68亿元。

（2）武汉中元华电科技股份有限公司

武汉中元华电科技股份有限公司位于国家自主创新示范区——武汉东湖新技术开发区，是高新技术企业，作为全国首批创业板28家上市企业之一，公司股票于2009年在深圳证券交易所上市交易。中元股份主要从事电力系统智能化记录分析、时间同步、变电站综合自动化和配网自动化相关产品的研发、制造、销售和服务。主营产品有电力故障录波装置、时间同步装置和变电站综合自动化装置、智能配网设备、智能电网测试仪器仪表等。中元股份生产的ZH-502/505 时间同步装置，在变电站、发电厂、厂矿企业等领域处于市场领先地位。2019-2023年中元股份时间同步装置收入保持增长态势，2022年收入为0.56亿元。2023年上半年中元股份时间同步装置收入同比增长34.54%，为0.26亿元。

六、行业现状

时间频率的应用已经深入到社会各项科技活动和经济生活中，涉及到从基础研究到工程应用的各个方面。独立自主的时间频率体系关乎国家安全和核心利益，欧美国家投入巨资研究时间频率技术和产品，并保持着领先地位。我国时频产业发展较晚，基础相对薄弱，部分高端产品（时频芯片、高基频晶体、高性能晶振、铯钟、精密时频测量设备等）依赖进口。随着对独立自主时频体系的不断重视，我国持续推进以北斗授时为主的国家时间频率体系建设。时频体系建设从授时、守时、用时、计量校准与监测等应用层面对时间频率产品需求巨大，正带动整个时间频率行业的发展。2022年我国时间频率行业市场规模达到420.5亿元。

七、发展因素

1、有利因素

（1）国家产业政策的扶持

时间频率技术作为信息技术的重要支撑技术之一，在国防科技、国民经济建设和社会生活中具有举足轻重的作用，国家对时间频率行业大力支持，出台了《“十四五”市场监管科技发展规划》《电子信息制造业2023—2024年稳增长行动方案》等政策支持时间频率及其下游通信、航空航天等领域发展，并推动锶原子光钟、镱离子光钟等时间频率产品研发。国家从政策、投资和技术创新等多方面为时间频率产业的快速发展创造了良好的环境，必将有利地推动时间频率产业的规模化发展。

（2）军工行业对时间频率的需求处于稳定增长阶段

在国防领域，面对错综复杂的世界形势，新军事变革对信息化的需求加速了我国军队信息化建设进程，我国国防科技领域投入持续稳定。高精度的时间频率技术是信息化作战的基石，精确的时间同步是各类国防装备和系统进行信息融合的基础。我国对网络安全和核心关键技术和产品自主可控的要求日益迫切，中美贸易战更使举国上下对于核心技术关键领域自主可控的重要性形成了全民共识，这使军民用领域时间频率产品的国产化替代加速。

（3）民用领域时间频率的需求前景广阔

在传统的通信、电力、高速交通、广播电视等行业，需要大量的时间频率产品来保障系统正常运行。

在新基建领域，5G/6G、物联网、卫星互联网等新一代通信网络基础设施建设均要求高可靠、高精准度的时间同步，以使各设备间在同一标准时间内协同工作，降低时延，减少信息错乱。这些领域对高精密时间频率产品的需求广泛，持续拉动时间频率产品的民用市场需求。

2、不利因素

（1）国产核心部件产品成熟度仍有待提升

目前，中国是全球少数几个建设自主时间频率产品的国家之一，并在时间频率产品研制方面具有较高水平。但在核心器件研发等方面仍处于一定的劣势。虽然近年来国内厂家在核心器件和部件的研制方面取得了较大的突破，但中高端晶体器件对国外的产品依赖较大，国产核心部件产品的成熟度仍有待提升。

（2）市场竞争加剧风险

近年来，随着国家时频体系建设、国防信息化建设、 5G 通信网络建设、数字新基建的持续推进，对高精度标准时间频率的需求快速增长。市场需求的变化推动同行业企业加大研发力度，造成国内高精度时频类相关产品的供给迅速增加、市场竞争加剧。

（3）技术研发风险

时频应用领域的技术为涉及多学科、多专业领域的综合性技术，具有技术更新快、产品需求多样化的特点，客观上要求企业能够超前洞悉行业和技术发展趋势，把握客户需求变动方向，及时推出满足客户需求的产品。如果企业的应用技术开发滞后，新产品不能适时满足客户需求，将面临失去客户的风险。

八、竞争格局

2000年后，我国逐步认识到独立自主的时频体系的重要性，决定建立以北斗授时为主的国家时频体系。国家持续推进建立独立完备的国家时间频率体系。目前原子钟部分类型产品已实现国产化；高端晶振，军用逐步实现替代，民用则还是依赖于国外，国内厂商市场份额虽然很低，但在逐步追赶；时间服务器领域，已完全可实现国产化替代。目前国内的时间频率行业企业主要有：成都天奥电子股份有限公司、郑州威科姆科技股份有限公司、航天203所，晨晶电子，海创电子、北斗时频、中元华电，七维航测等。

九、发展趋势

随着我国国民经济，国防建设和空间技术的发展，对高精度时间频率服务的准确性、稳定性、可靠性和全天候都提出了越来越高的要求。大力推进我国自主的时间频率基准，守时用原子钟，星载原子钟，守时/授时系统，以及时间频率信号的测量比对和传递研究工作，以形成高性能的独立自主的时间频率系统是我国长远发展的迫切战略需求。