摘要：原子鐘作為信息技術的重要支撐技術，在國防科技領域、國民經濟建設和社會生活中具有舉足輕重的作用。隨著新興行業快速發展，我國原子鐘行業市場持續擴張，市場規模從2017年的5.56億元增長至2021年的7.24億元，年復合增長率為6.82%。據統計，2022年我國原子鐘行業市場規模同比增長11.2%至8.05億元。

一、定義及分類

原子鐘是一種利用原子、分子能級差為基準信號來校準晶體振蕩器或激光器頻率，以使其輸出標準頻率信號的一種裝置。根據原子鐘里的元素來分，原子鐘主要可以分為氫原子鐘、銣原子鐘、銫原子鐘以及CPT原子鐘。其中CPT原子鐘符合小型化趨勢，是未來最具產業前景的原子鐘。

二、行業政策

原子鐘主要用于衛星導航系統、通信、地球科學、天文等領域，為促進原子鐘行業發展，我國發布了一系列政策。2023年7月，四川省經濟和信息化廳等五部門印發《關于推動衛星網絡產業發展的實施意見》，提出要研究以量子物理為基礎的原子鐘、原子磁場傳感器、原子陀螺儀、微型量子PNT（定位、導航、授時）等關鍵技術，開發原子鐘及衛星授時板卡、終端、設備等系列產品，夯筑技術優勢，搶占高端價值鏈。2024年1月，工業和信息化部等七部門印發《關于推動未來產業創新發展的實施意見》，提出要聚焦空天、深海、深地等領域，研制載人航天、探月探火、衛星導航、臨空無人系統、先進高效航空器等高端裝備，加快深海潛水器、深海作業裝備、深海搜救探測設備、深海智能無人平臺等研制及創新應用。

三、發展歷程

中國原子鐘行業的發展經歷了三個階段，分別是1950-1970年的早期探索與起步階段、1970-2000年的技術停滯與恢復階段以及2000年至今的技術突破與創新階段。1963年北京大學與電子工業部第十七所開始合作研制光抽銫汽室頻標，這是我國原子鐘研制的起點。1972年在電子工業部的要求下，北京大學漢中分校恢復了量子頻標研究。1973年中國科學院上海光學精密器械研究所在國榮燈具廠的協作下研制成功了國內第一臺桌上儀器型光抽運汽室頻標，這是我國首次將國產原子鐘付諸實用。進入21世紀后，隨著國家科技實力的增強和對高性能原子鐘的迫切需求，原子鐘行業迎來了新一輪的技術突破和創新。2021年三臺激光抽運小銫鐘在國際標準時間計算中取得了權重，為國際標準時間建立和保持做出了貢獻。

四、行業壁壘

1、品牌壁壘

原子鐘行業中原有的企業通常已經建立了自己的品牌形象和市場認知度，而新進入者在這方面往往缺乏優勢。品牌和市場認知度對于客戶選擇產品具有重要影響，新進入原子鐘行業的企業需要投入大量時間和資金來建立和提升自己的品牌和市場認知度。

2、資金壁壘

原子鐘的研發和生產需要投入大量的人力、物力和財力，包括高精度設備、先進工藝、測試平臺、技術研發等，這些都是需要大量資金投入的。因此，資金短缺或者規模較小的企業往往難以承受這樣的投入，這在一定程度上限制了原子鐘行業的競爭和發展。

3、人才壁壘

原子鐘技術具有高度的專業性和復雜性，需要深厚的物理學、電子工程和精密制造技術基礎，對技術人才提出了較高的要求。國內的大學和研究所開設原子鐘相關專業的較少，導致原子鐘相關專業方面的人才緊缺。這使得新進入原子鐘行業的企業在技術門檻上面臨巨大的挑戰。

五、產業鏈

1、行業產業鏈分析

原子鐘隸屬于時間頻率行業，原子鐘行業的產業鏈上游主要為原材料，包括電子元器件、金屬制品等。產業鏈中游主要是原子鐘制造。產業鏈下游主要是制造業，信息傳輸、軟件和信息技術服務業，科學研究和技術服務業等。

原子鐘行業產業鏈

電子元器件

無錫夏普電子元器件有限公司

深圳市微容電子元器件有限公司

深圳市瑞隆源電子有限公司

上海賽濱特種電子元器件有限公司

艾爾康電子元器件（韶關）有限公司

慶邦電子元器件（泗洪）有限公司

福建福晶科技股份有限公司

中國振華(集團)科技股份有限公司

廣東領益智造股份有限公司

深圳市長盈精密技術股份有限公司

金屬制品

天津五星金屬制品有限公司

廣東協和金屬制品有限公司

南通諧美金屬制品有限公司

嘉善亦捷金屬制品有限公司

上游

成都天奧電子股份有限公司

天津華信泰科技有限公司

中國科學院武漢物理與數學研究所

中國航天科工集團有限公司

中游

制造業

信息傳輸

軟件和信息技術服務業

科學研究和技術服務業

下游

2、行業領先企業分析

（1）成都天奧電子股份有限公司

成都天奧電子股份有限公司主要從事時間頻率、北斗衛星應用產品的研發、設計、生產和銷售，擁有國家企業技術中心，擁有多項專利和核心技術，致力于成為世界一流的時間頻率創新型企業。企業時間頻率產品包括頻率系列產品和時間同步系列產品兩類，主要應用于航空航天、衛星導航、軍民用通信及國防裝備等領域，參加了載人航天、探月工程、北斗衛星導航系統等國家重大工程。企業北斗衛星應用產品基于北斗衛星導航系統，融合通信、互聯網等技術，用于滿足客戶在授時、定位和應急預警通信方面的需求。據統計，2023年上半年，企業頻率系列產品營收同比增長58.9%至2.32億元；時間同步系列產品營收同比下降27.59%至1.68億元；北斗衛星應用產品營收同比增長33.33%至0.16億元。

（2）天津華信泰科技有限公司

天津華信泰科技有限公司主要從事技術推廣服務，金屬加工機械制造、加工、維修、安裝，電子產品、通訊設備、廣播電視設備、衛星導航設備及配件制造、銷售，機械設備及配件、日用百貨、五金產品批發兼零售。為了實現芯片原子鐘國產化，企業早在2010年就承擔起芯片原子鐘這一項目的研發工作。2023年7月，企業在天津濱海高新區舉行國內首條芯片原子鐘產線落成投產儀式。該生產線的年生產能力可達3萬臺，它的投產標志著我國在芯片原子鐘領域可自主實現規模化量產，成功打破國外壟斷，突破關鍵器件“卡脖子”問題，滿足相關領域迫切需求。

六、行業現狀

原子鐘作為信息技術的重要支撐技術，在國防科技領域、國民經濟建設和社會生活中具有舉足輕重的作用。隨著新興行業快速發展，我國原子鐘行業市場持續擴張，市場規模從2017年的5.56億元增長至2021年的7.24億元，年復合增長率為6.82%。據統計，2022年我國原子鐘行業市場規模同比增長11.2%至8.05億元。

七、發展因素

1、有利因素

（1）國家產業政策的扶持

作為信息技術的重要支撐技術之一，原子鐘在衛星導航系統、國防科技、國民經濟建設和社會生活中具有舉足輕重的作用，國務院、工信部等部門大力支持原子鐘行業，并出臺了《湖北省制造業高質量發展“十四五”規劃》《關于推動衛星網絡產業發展的實施意見》等政策，為原子鐘產業的快速發展創造了良好的環境，有助于推動原子鐘行業的規模化發展。

（2）下游行業保持著快速穩定增長的需求

隨著我國經濟持續、穩定、快速發展，經濟實力和綜合國力顯著提升，我國的國防科技領域和國民經濟領域均取得了長足的進步，尤其是原子鐘產品應用較為集中的航空航天、軍事通信、衛星導航、通信、電力、高速交通、廣播電視、物聯網等行業均是近年來國家發展迅速且繼續加強發展和扶持力度的重點行業，這些關鍵領域的迅猛發展和更新換代，必將拉動原子鐘行業的需求總量，使得原子鐘行業獲得一個較長的發展時期。

（3）原子鐘技術的不斷創新

隨著原子鐘技術的不斷突破和創新，新興技術如光鐘、芯片原子鐘等為原子鐘行業帶來了前所未有的發展機會。以芯片原子鐘為例，這種原子鐘具有體積小、重量輕、功耗低等優點，使得原子鐘的應用領域得到了極大地拓展。從智能手機、物聯網設備到航空航天器，芯片原子鐘都能提供可靠的高精度時間基準。隨著物聯網、大數據、人工智能等技術的融合應用，原子鐘將在更多領域發揮重要作用，這些新技術和新應用將為原子鐘行業帶來更多的發展機遇和市場空間。

2、不利因素

（1）國際核心部件產品成熟度仍有待提升

目前，中國是全球少數幾個自主生產原子鐘產品的國家之一，并在原子鐘產品研制方面具有較高水平。然而，在核心器件研發方面，中國仍面臨一定的挑戰和劣勢。核心器件是原子鐘性能穩定和精度保障的關鍵，目前中高端原子鐘的核心部件對國外產品的依賴程度較高。這主要是因為核心器件的研發需要深厚的技術積累、高精度的制造工藝以及優質的材料。雖然國內廠家在這些方面已經取得了較大的突破，但與國際先進水平相比，仍然存在一定的差距。

（2）國內部分企業對原子鐘的應用產品認知度低

自從21世紀初快速發展以來，原子鐘行業已經在宇航、國防等領域得到較為廣泛的認可和應用，在金融、電力、高速交通、廣電等領域的應用正逐漸興起。盡管原子鐘在金融、電力、高速交通、廣電等行業的應用正在逐步擴展，但金融、電力等領域的企業對原子鐘的應用重視程度相對不高，制造商對產品應用的拓展力度也尚顯不足，導致原子鐘行業對金融、電力等領域的市場規模難以在短期內快速增長。

（3）不利于維護，環境條件要求較高

由于原子鐘的技術復雜性和精密性，其維護需要高度專業化的知識和技能。一旦出現故障，通常需要專業的技術人員進行檢修和維護，這使得原子鐘的維護成本和維護難度都相對較高。與此同時，原子鐘的精準度在很大程度上受到環境條件的影響，如溫度、濕度、振動等。微小的環境變化都可能導致原子鐘的性能下降，從而影響其精度和穩定性。

八、競爭格局

目前，我國高端原子鐘市場正處于國產替代的初級階段。世界上只有少數國家能批量生產原子鐘。銫原子鐘主要由國外的Symmetricom公司和OSA公司生產，實行出口管制；銣原子鐘是目前批量生產最大和應用最廣泛的原子鐘產品，能批量生產銣原子鐘的國家包括美國、瑞士、俄羅斯和中國，市場競爭充分。隨著國內制造商對銣原子鐘的產業化發展，國內軍民用領域的銣原子鐘產品逐步由天奧電子、航天203所等生產的產品所替代。CPT原子鐘是未來最具批量生產和應用前景的產品，國際上目前具備批量生產能力的主要為Symmetricom公司。

九、發展趨勢

隨著科學技術的不斷發展，中國原子鐘行業將繼續推動技術進步和創新，主要包括提高原子鐘的精度、穩定性、可靠性和小型化等方面。同時，新型原子鐘的研發也將成為原子鐘行業的重要發展方向，如基于新型物理原理的原子鐘、光鐘等。此外，未來，原子鐘行業將通過引入智能化技術，如機器人、自動化生產線和高級數據分析工具，顯著提升原子鐘的生產效率和制造精度，從而推動原子鐘行業智能化發展。