工业电脑市场竞争格局及产业机会

工业计算机（又称IPC，工控机，工业电脑）是基于个人计算机(PC)技术与自动控制技术相结合，专业为工业控制设计的一类计算机。由于其可对工业生产过程中的生产设备、生产流程等进行检测与控制，目前已经成为工业自动化、信息化以及企业降本增效的重要技术手段。

制造企业数字化升级的高需求，推动工业计算机市场稳定增长

按照不同的类型，工业计算机可以分为平板工业计算机、嵌入式箱式工业计算机、上架式工业计算机等细分品类。

其中，平板工业电脑是流程行业和离散行业中最常用的工业电脑，主要用于数据采集和过程控制操作。凭借紧凑的机箱、稳定的性能、增强的灵活性、改进的安全控制、以及用户友好的触摸屏，近年来平板工业电脑逐渐成为工业电脑中市场规模最大的品类。

从应用场景来看，全球工业计算机应用领域比较广阔，近年来在工业、服务业、金融业、医疗、运输、基础设施和其他非工业领域都被广泛地应用。根据HIS的数据，目前工业计算机在工业领域的应用占比超过50%，购买者以制造企业等B端客户为主，对产品品质与稳定性要求较高，换机时间较长，但并不要求产品当前的最高效能，只需达到工业环境中的可靠性要求即可。

资料来源：IHS

市场规模方面，根据Market and Market的数据，受益于制造企业对工业物联网的数字化升级的高需求，全球工业计算机市场规模将从2021年的46亿美元增长到2026年的61亿美元，未来5年CAGR为5.8%。其中，2021年中国占全球工业电脑市场的26%，金额约11.96亿美元。

资料来源：Market and Market

高端工业计算机供不应求，倍福、西门子交期一度在8个月以上

目前，工业计算机市场参与者众多，整体格局较为分散，尚未出现绝对的龙头企业。

其中，美国、德国等发达国家的企业由于起步较早，暂时在工业计算机高端领域拥有绝对的话语权；而中国台湾地区企业在中低端设备方面拥有数量上的出货优势；中国大陆地区企业在政策及资本的支持下，目前正处于加速追赶的局面。

资料来源：HIS，芯八哥整理

具体来看，在海外市场中，工业计算机生产商主要有德国西门子(Siemens)、德国倍福(Beckhoff)、德国控创(Kontron)等。这些厂商基于开放式标准的高品质组件和个性化机箱结构设计，可满足各种工业控制场景的需求，目前在高端市场占有率在85%以上。受益于制造企业数字化转型订单激增的带动，2022年西门子、倍福都创下了有史以来最好的公司业绩。

中国台湾地区工业计算机厂商众多，拥有研华、凌华、桦汉、威强电、安勤科技、瑞传科技等众多知名厂商，其中研华占据30%以上的市场份额，是目前全球工业计算机行业出货量最大的企业。

资料来源：研华；芯八哥整理

值得一提的是，目前我国已经是全球最大的工业计算机生产国，2011年以来相关技术专利申请量远高于其他国家。不过，与专利数量不成正比的是，我国在工业计算机高端领域仍然大量依赖进口，尤其对德系品牌进口最多。2022年，市场就传出德国倍福、西门子等国外高端主流品牌的工业计算机由于需求旺盛，产品价格涨了两三倍，并且交货周期达八个月以上，严重影响了国内制造企业的采购与生产进度。

为了打破国外厂商的垄断，防止国内工业基础设施受供应链、价格、安全的影响与制约，近年来国内市场上涌现出了一批由资深技术背景团队组成的高端工业计算机初创企业。

中科系旗下的中科时代就是其中最有名的一家。据中科时代介绍，公司对标德国倍福，提出研制工业智能计算机+软件定义的技术体系，瞄准国产芯片组、工业虚拟化技术和IDE生态的创新壁垒，开发国产高端工业智能计算机。目前，中科时代的初代产品CH20X已于去年6月面世，其性能超出倍福CX2043的20%，成本仅为德国倍福CX2043的2/3，已在光伏、石油、注塑、钢铁、3C电子等行业实现落地。

Wintel、AA体系仍是市场主流，自主可控需求下国产计算机体系逐渐崛起

虽然工业计算机和个人计算机在功能、需求、外观上都有明显的差别，不过两者的内部构成基本上差不多，都是中央处理器、内存、主板、显卡、硬盘、机箱外壳、显示器、外设、操作系统及其他的电子组件组成。

和消费端PC、手机一样，目前工业计算机行业主流的配置主要是基于英特尔CPU芯片+微软windows系统构成的“wintel”体系，以及基于Arm芯片+谷歌Android系统组成的“AA”体系。

在半导体层面，具体来看，主要用到的元器件包括计算、存储、感知、通信、电源、显示等。

资料来源：芯八哥整理

1、计算芯片

计算芯片以CPU（中央处理器）、GPU（图像处理的芯片）为代表。目前市面上GPU主要代表企业有英伟达、英特尔、AMD等；这两年国产GPU市场也是全面开花，景嘉微、壁仞等企业都纷纷发布了国产GPU。

2、存储器

存储器主要以DRAM(内存)、ROM(硬盘)为代表。

其中，DRAM为动态随机存取存储器，主要代表企业有三星、美光、SK海力士、南亚科技、长鑫存储、江波龙、佰维存储等。

ROM为只读存储器，主要代表企业有三星、美光、海力士、铠侠、西部数据、长江存储、江波龙、忆恒创源等。

此外，存储器需要主控芯片进行驱动和管理才能维持日常的正常运转，在这一领域慧荣科技、群联电子、点序科技、美满电子、得一微、联芸、英韧等企业都有所布局。

3、感知芯片

传感器就相当于人类的五官，可以感知/测量生活中的声音、图像、温度、湿度、压力和光信号等。其中CIS国内外代表企业有索尼、三星、豪威科技、格科微等，而触摸/触控芯片国内外代表企业有Atmel、晨星半导体、汇顶科技等。

4、其他芯片

除了计算、存储、感知芯片外，工业电脑也会大量用到电源芯片以对电压、电流的输入输出进行管理；需要用到蓝牙芯片（Bluetooth）、无线芯片（WIFI）、以太网芯片等通信芯片连接网络以进行信息和数据的传输；还需要用到LCD、OLED、显示驱动芯片等进行信息的显示和人机交互。

近年来，随着中美贸易摩擦的加大，关键领域的自主可控逐渐上升为国家战略。在此背景下，除了“wintel”和 “AA”体系外，以麒麟/凝思/UOS操作系统+龙芯/兆芯/飞腾处理器构成的国产计算机体系逐渐兴起。

福升威尔国产系列工控机

资料来源：福升威尔

截至目前，使用国产系统和处理器的公司比例已经越来越大。比如研华国产芯片产品系列就已经涵盖了飞腾、兆芯、瑞芯微处理器+麒麟操作系统的工业主板、模块电脑以及电力行业应用产品，并且支持客制化、设计整合服务与软件加值，以帮助客户取得市场先机；福升威尔也推出一系列麒麟操作系统+龙芯/飞腾处理器100%国产化率的工业计算机产品及解决方案，在市场上也取得了不错的口碑。

工业计算机（工业电脑）是工业4.0基础设施，是各大制造企业用以追求效率、成本与发展相平衡的战略工具，特别是在传统制造领域，想要摘掉“中低端产业链”的帽子，就必须尽早进入数字化转型的矩阵之中。

类似智能手机、智能汽车带来的变革，以倍福和贝加莱引领的“工业计算机自动化”是未来的一大趋势，将催生出大量智能化、自动化的创新应用场景，其中拥有核心技术储备的处理器等半导体厂商有望在工业智能化的浪潮中得到快速发展壮大。