工业通信是产业升级基础设施，全球市场空间达百亿美元

工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施，通过对人、机、物、系统等的全面连接为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径。工业互联网能够帮助企业降本增效，同时工业互联网助力企业生产制造的智能化升级、产业链延伸和价值链拓展，驱动企业乃至产业整体高价值链发展。

工业通信网络处于工业互联网前置基础设施。工业互联网在发展过程中形成了网络、平台、安全三大功能体系，其中网络是工业互联网实现互联互通的基础，平台是发展工业互联网的核心，安全是工业互联网的保障，三大体系各自包含了与之相应的架构与技术构成，融合发展构建了工业互联网生态。

工业通信网络产品处于产业链中游，下游主要是各应用行业，上游主要是电子元器件供应商。工业通信产品，基于标准化工业物联产品的技术积累持续开拓和孵化各个垂直领域市场。其应用场景广泛，目前已延伸至40个国民经济大类，涉及原材料、装备、消费品、电子等制造业各大领域，以及采矿、电力、建筑等实体经济重点产业，形成了千姿百态的融合应用实践。

上游主要原材料包括芯片类、光器件、接插件、阻容器件、壳体、线路板等，根据三旺通信招股说明书披露，其中芯片为大头，占比30%以上。工业通信产品处于产业链中游，包括工业无线路由器、无线数据终端、边缘计算网关、工业以太网交换机等工业物联网通信产品。

工业通信全球市场整体规模在2021年预计达41.4亿美元（263亿元），其中工业以太网交换机市场约102亿元。根据IHS Markit数据统计，2018～2023年全球工业通信市场规模将从26.50亿美元增加到55.30亿美元，复合增速15.9%。其中，工业网关从1.76亿元增加到8.26亿美元；工业交换机从16.08亿美元增加到30.16亿美元；工业路由器从2.63亿美元增加到4.81亿美元。2021年预计达到41.4亿美元，折合人民币263亿元（按照人民币比美元汇率6.36：1）。

工业通信技术趋势：TSN、5G等新技术驱动价值提升

工业互联网通信协议技术主要有三种：现场总线技术、工业以太网技术及工业无线技术。现场总线大致出现在上个世纪80年代末到90年代初期，主要应用与设备之间的I/O数据传输以及产线内部不同设备的数据交换。现场总线早期应用广泛，但其存在低速率，兼容性差、系统彼此间互操作性差问题。工业以太网采用TCP/IP协议，和IEEE 802.3标准兼容，可以解决现场总线低速率等问题，以太网技术简单，开放性好，价格低廉，工业以太网逐步成为了主流。之后随着无线通信技术的发展和演进，其简单灵活的部署方式及较低的运维成本使得其逐步在工业通信中开始应用。

对比三种技术，现场总线技术具有较高的可靠性，工业以太网技术具有较大的传输速率，无线技术具有较便携灵活的部署方式。现场总线技术主要提供现场传感器件到控制器、控制器到执行器或控制器与各输入输出控制分站间进行数据通信的支持。工业以太网遵从TCP/IP框架，具有接口简单、协议开放、可靠性高、传输速率快、互通便捷等优势。无线通信主要优点是不需要布置供电线路，而且能够连接更多监测和控制点。如今，传感器和测量装置是无线协议的主要使用对象。在应用平台层，主要是以路由器、工业以太网和总线的方式互联；在控制层，主要的通讯方式是PROFIBUS、Modbus、工业以太网和现场总线等：在传感层，主要的通讯方式为现场总线，无线网络、LTE、ZigBee、Wi-Fi、LoRa因设备的流动性，因此对无线通讯网络应用较多。

工业以太网市场占比最大达65%，无线通信市场快速发展。根据HMS Networks分析报告，全球工业网络连接新安装节点2021年相比2020年增长6%，其中工业以太网占全总市场的65%，现场总线占总市场的28%，无线通信占市场的7%，同比增速24%。

时间敏感网络（TSN）已成为工业4.0中有线网络的重要技术，可以实现精确数据同步传输。虽然工业以太网技术解决了许多设备共享网络基础设施和数据连接的问题，但多个数据的传输时间精准和负荷拥塞的问题仍然存在。TSN技术通过时钟同步、数据调度、网络配置可以实现真正的“同一”网络的数据传输，以确保工业网络信息数据传输在时间上的同步确定性。

TSN、5G技术推动百亿美元市场：TSN与5G融合将为工业互联网蓬勃发展奠定基础。TSN与5G融合是构建未来灵活、高效、柔性、可靠及安全工业互联网基础。TSN有线通信网络技术与5G无线通信网络技术互为补充，无缝融合。在智能制造中的远程控制、在电网中的配电精准时钟、在矿井下的远程控制、在车内网络等场景有广泛需求和应用。TSN已开始规模启动，其单品价值是传统工业交换机的2倍，预计2025年市场规模约在45亿美元左右。根据IHS Markit预测，从2019年到2030年，工业自动化中TSN的竞争格局有望扩大，Cisco、Intel等IT公司都有望入局TSN市场，这可能会促使IT公司与工业自动化供应商之间进一步合作。乐观情况表现下2025年TSN接入点数可能达到近500万个。并且目前市场上TSN工业交换机的单品价值量是传统工业以太网交换机的2倍价格以上。若按照每台TSN交换机接入端口数8～16个，单价5000元估算，则2025年TSN交换机全球整体市场空间为30-60亿美元，中值45亿美元。

5G+工业互联网渗透率快速增长，预计2025年市场规模在约88亿美元左右。我国5G基站建设数目达到142.5万站。我国5G+工业互联网项目从2020年中的600个发展到2021年10月的1800个，仅16个月的时间项目发展数翻了三番。随着5G网络部署规模的加大，以及5G终端模组渗透率的持续提升，5G工业物联网终端的数量增速将随网络的普及率及工业互联网项目的增多而加速增长。如5G接入点与TSN进行匹配对应，按照5G工业路由器单价1500～2000元/台估算，全球市场空间约75～100亿美元，中值87.5亿美元。

来源：国信证券

摘自《自动化博览》2022年5月刊