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一、定义及分类
二、发展历程
三、行业政策
四、行业壁垒
1、技术壁垒与发展初期的挑战
2、产业生态与市场壁垒
3、政策与法规壁垒
五、产业链
六、行业现状
七、发展因素
1、有利因素
2、不利因素
八、竞争格局
九、发展趋势

工业控制计算机及系统

摘要:中国工控系统细分市场主要为DCS、SCADA、PLC组成,2023年中国DCS市场规模约为129亿元,随着工业复制化的持续提升,DCS的运用场景将进一步拓展,从中国DCS市场规模占全球市场规模来看,2021年中国占比仅为8.5%,2026年中国占比将提升至12.0%,这也说明中国DCS市场尚有较大的增长空间。2022年中国SCADA市场规模约为100.4亿元,在工业技术与信息技术深度融合的背景下SCADA应用普及率将持续提升。2022年中国PLC市场规模约为40.5亿元,随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展,PLC市场规模也将持续增长。工控机的产品及技术比较特殊,是为其他多行业领域提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。近年来,在物联网、计算机及网络技术、人工智能等快速发展的背景下,关键性行业的关键任务越来越多地依靠工控机,工控机的产品和技术也迎来了变革与升级。我国工控机行业市场规模持续增长,2022年约为146.7亿元。


一、定义及分类


工控机(Industrial Personal Computer,IPC)即工业控制计算机,是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征,除了具有一般微机的丰富软件资源、开发方便的特点外,由于进行了必要的改造,还具有可靠性高、实时性好、硬件配置有较好的可装配可扩展性等特点,更适合工业应用。


工业控制系统是对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来,从而拓展了工业控制领域的发展空间,带来新的发展机遇。

工业控制计算机的主要特点


二、发展历程


我国工控系统行业是伴随着改革开放起步的,从发展路径上看,大部分企业是在引进成套设备和各种工业自动化系统的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用;也有一部分企业通过引进国外技术,与外商合作合资生产工控自动化产品。经过多年的技术积累和应用实践,我国工业自动化控制技术、产业和应用有了很大发展。

中国工业控制系统行业发展历程


三、行业政策


工控机是工业自动化系统的大脑,是实现工业自动化的关键组成部分。国内出台多项政策,鼓励工业自动化行业的发展与创新。工业自动化是实现智能制造和产业升级的前提,发展智能制造也是《中国制造2025》的战略主攻方向。近年来,国家和各级政府高度重视行业发展,在“十四五”规划中,提出推动制造业高端化、智能化和绿色化,同时强调推进产业数字化转型。产业政策的陆续出台,为国内工业自动化的发展提供了明确、广阔的市场前景,为企业提供了良好的生产经营环境。

中国工业控制计算机及系统行业相关政策梳理


四、行业壁垒


1、技术壁垒与发展初期的挑战


技术壁垒主要体现在工业控制计算机及系统的研发和生产上,需要高度的专业知识和技术积累。中国工业控制计算机行业在发展初期,面临着技术起步较晚、核心技术受制于人的问题。例如,全球工业计算机技术处于成长期,但中国在某些关键技术上可能仍处于追赶阶段。


此外,工业控制计算机系统的复杂性要求企业不仅要在硬件设计上有突破,还需要在软件开发、系统集成等方面具备强大的能力。这需要大量的研发投入和长期的技术积累,对于一些新兴企业来说,是一大挑战。


技术壁垒还体现在专利技术上。根据专利数据,虽然中国在工业计算机领域的专利申请量占据全球领先位置,但在专利质量和核心技术的掌握上可能仍有提升空间。


2、产业生态与市场壁垒


产业生态壁垒主要指的是工业控制计算机及系统行业需要构建一个完整的产业链生态系统,包括上下游企业的协同合作、技术标准的统一、供应链的稳定性等。例如,国产操作系统在发展过程中,面临着与现有Windows操作系统生态的竞争,需要构建自己的生态系统护城河。


市场壁垒体现在工业控制计算机产品在市场推广和应用普及上的难度。由于工业控制计算机及系统通常需要与特定的工业应用场景紧密结合,因此市场接受度和用户习惯的培养是一个长期且复杂的过程。


此外,工业控制计算机及系统行业的下游应用领域广泛,如何根据不同行业的需求进行产品定制和优化,也是企业需要面对的市场壁垒之一。


3、政策与法规壁垒


政策壁垒主要是指政府对工业控制计算机及系统行业的监管政策、标准制定、安全要求等。例如,工控系统的安全性问题受到国家层面的高度重视,相关的法规和标准也在不断完善和加强,这对企业提出了更高的合规要求。


政策支持和激励措施也是影响行业发展的重要因素。政府的扶持政策可以促进技术创新和行业发展,但同时也可能带来政策依赖和市场扭曲的风险。


另外,国际贸易环境的变化也可能对工业控制计算机及系统行业产生影响。例如,国际贸易摩擦可能导致关键原材料的供应不稳定,影响产品成本和市场竞争力。


五、产业链


工控机产业链上游包括半导体、印制电路板、芯片组、电源等各种原材料和相关零部件;中游为工控机行业制造环节;下游则包括电力、机器人、包装、物流、轨道交通等多个应用领域。中国工控系统产业链结构中,上游为电力电子元器件,主要为IGBT、DSP芯片、电阻、电容、永磁材料、硅钢片、结构件、塑料件等;产业链中游为工控系统,可分为控制层、驱动层呢个、执行层等三部分;产业链下游为应用场景,主要为OEM型行业、项目型行业。

工业控制计算机及系统行业产业链
半导体
Samsung Electronics
Intel
Qualcomm
SK Hynix
Broadcom Limited
中芯国际集成电路制造有限公司
杭州士兰微电子股份有限公司
江苏长电科技股份有限公司
日月光投资控股股份有限公司
印刷电路板
鹏鼎控股(深圳)股份有限公司
深南电路股份有限公司
苏州东山精密制造股份有限公司
沪士电子股份有限公司
深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司
胜宏科技(惠州)股份有限公司
广东依顿电子科技股份有限公司
芯片组
北京北斗星通导航技术股份有限公司
纳思达股份有限公司
珠海航宇微科技股份有限公司
国民技术股份有限公司
长沙景嘉微电子股份有限公司
中科寒武纪科技股份有限公司
北京四维图新科技股份有限公司
北京君正集成电路半导体股份有限公司
芯原微电子(上海)股份有限公司
中芯国际集成电路制造有限公司
紫光国芯微电子股份有限公司
上海韦尔半导体股份有限公司
紫光展锐(上海)科技有限公司
计算机电源
上游
深圳市控汇智能股份有限公司
成都阿普奇科技股份有限公司
研祥智能科技股份有限公司
上海华北科技有限公司
中游
电力
机器人
包装
物流
下游


六、行业现状


中国工控系统细分市场主要为DCS、SCADA、PLC组成,2023年中国DCS市场规模约为129亿元,随着工业复制化的持续提升,DCS的运用场景将进一步拓展,从中国DCS市场规模占全球市场规模来看,2021年中国占比仅为8.5%,2026年中国占比将提升至12.0%,这也说明中国DCS市场尚有较大的增长空间。2022年中国SCADA市场规模约为100.4亿元,在工业技术与信息技术深度融合的背景下SCADA应用普及率将持续提升。2022年中国PLC市场规模约为40.5亿元,随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展,PLC市场规模也将持续增长。工控机的产品及技术比较特殊,是为其他多行业领域提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。近年来,在物联网、计算机及网络技术、人工智能等快速发展的背景下,关键性行业的关键任务越来越多地依靠工控机,工控机的产品和技术也迎来了变革与升级。我国工控机行业市场规模持续增长,2022年约为146.7亿元。

2015-2022年中国工业控制计算机及系统行业市场规模


七、发展因素


1、有利因素


(1)政策支持与国家战略导向


中国政府对工业控制计算机及系统行业的发展给予了强有力的政策支持。随着中国经济进入新常态,政府提出了由高速增长转向高质量发展的战略目标,这为工业控制计算机及系统行业的发展提供了广阔的空间。《中国制造2025》计划明确了智能制造的战略方向,强调了信息化和工业化的深度融合,推动了工业控制计算机技术的研发和应用。此外,国家在“十四五”规划中提出推动产业基础高级化、产业链现代化,推进数字产业化和产业数字化,将工业软件列为重点专项领域,这些政策背景为工业控制计算机及系统行业的发展提供了明确的指导和支持。政府的这些举措不仅促进了技术创新和行业升级,还为企业提供了一个稳定和可预测的经营环境,从而激励企业加大研发投入,推动行业向更高端的方向发展。


(2)技术创新与产业升级需求


技术创新是推动工业控制计算机及系统行业发展的核心动力。随着物联网、人工智能、大数据分析等新兴技术的快速发展,工业控制计算机行业正迎来前所未有的发展机遇。智能化技术的应用使得工业控制系统更加智能、高效,能够实现更高级的自适应控制和优化。此外,工业互联网和物联网的紧密结合为工业控制计算机提供了更广阔的应用场景,使得企业能够实现实时监控、远程操作和数据共享,优化生产过程、降低成本并提高效率。同时,随着中国制造业的不断升级,对于高效、可靠、智能化的工业控制计算机系统的需求日益增长,这促使企业不断推出新的产品和服务,以满足市场的需求,推动整个行业的技术进步和产业升级。


(3)市场需求的持续增长


中国工业控制计算机及系统行业的市场需求持续增长,为行业的发展提供了坚实的基础。随着工业自动化、智能化水平的提高,工业控制计算机在各个领域的应用越来越广泛,如电力、机器人、包装、物流、轨道交通等多个行业。特别是在智能制造、绿色制造等新兴领域的快速发展,对工业控制计算机及系统的需求不断增加。此外,中小型企业正在加速自动化技改升级,装备制造业智能化、数字化的提升也进一步推动了对工业控制计算机的需求。这些因素共同作用,使得工业控制计算机及系统行业的市场规模持续扩大,预计未来几年将保持稳定增长的态势。市场需求的增长不仅为行业内企业提供了更多的商业机会,也为行业的长期发展注入了活力。


2、不利因素


(1)技术壁垒与创新挑战


中国工业控制计算机及系统行业在发展过程中面临着较高的技术壁垒。尽管近年来国内技术水平有了显著提升,但与国际先进水平相比,仍存在一定差距。特别是在高端工业控制计算机和关键核心零部件方面,国内企业在技术上的依赖度较高,自主创新能力有待加强。此外,随着全球工业控制计算机技术的快速发展,企业需要不断投入研发资源,以跟上技术进步的步伐,这对于许多企业来说是一项巨大的挑战。技术创新的不足可能导致产品缺乏竞争力,难以满足市场对高性能、高稳定性的需求,从而影响整个行业的发展。


(2)人才短缺与培养难题


人才是推动行业发展的关键因素,但中国工业控制计算机及系统行业目前面临专业人才短缺的问题。随着行业的快速发展,对于具备跨学科知识、能够进行复杂系统设计和开发的高端人才需求日益增加。然而,目前国内在相关专业教育和人才培养方面尚存在不足,尤其是在实际操作经验和创新能力方面。此外,行业内的竞争也导致了人才流动性大,企业难以长期留住关键技术人才。人才短缺和培养难题不仅影响了企业的研发和创新能力,也制约了行业的可持续发展。


(3)市场竞争与成本压力


中国工业控制计算机及系统行业在面临激烈的市场竞争。一方面,国际知名品牌凭借其技术优势和品牌影响力,占据了市场的高端领域,国内企业在与之竞争时面临较大压力。另一方面,国内市场上众多中小型企业之间的竞争也日益加剧,价格战等恶性竞争时有发生,这不仅损害了行业的健康发展,也影响了企业的盈利能力和发展空间。同时,原材料成本、人力成本的上升以及环保法规的严格执行,也给企业带来了较大的成本压力。在这种市场环境下,企业需要不断提高自身的竞争力,通过技术创新、成本控制和服务提升等措施来应对挑战。


八、竞争格局


我国的工控机供应渠道主要来源于中国台湾及内地的厂商,国外的产品(例如RADISYS,ROCK-WELL,INTEL等)经过几年的市场拼杀后,由于成本高、价格高、服务难,现已完全退出国内市场。目前,国内的IT业研发、加工技术力量不断提升;各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场基本可平等选购;软件资源的可移植性可节省大量的人力、物力。在这些有利条件下,国内一些厂商抓住机会快速崛起,利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。现如今,我国工控机规模以上企业数量超过了50家。现国内市场主要工控机厂商有台湾的研华、磐仪、大众和大陆的研祥、华北、东田等。

中国工业控制计算机及系统行业领先企业概述


九、发展趋势


模糊控制、神经网络控制、解耦控制等,运动控制系统可以实现专家级的分析、判断、推理以及决策能力,从而实现制造设备各个部分的智能化,并最终形成一个高度智能化的、柔性化的机械制造系统。随着中国智能创造能力的提升,工控系统行业逐步发展,向着智能化及柔性化发展、控制精度及速度不断提升、网络化技术发展等方面,逐步完善行业内容。


工控行业的产品和技术非常特殊,属于中间产品,是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。近年来,在物联网、计算机及网络技术、人工智能等快速发展的背景下,关键性行业的关键任务越来越多地依靠工控机,工控机的产品和技术也将迎来变革与升级。

中国工业控制计算机及系统行业发展趋势

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