研判2025！中国芯片原子钟行业发展历程、产业链全景、行业发展现状及未来趋势分析：芯片原子钟成为时频产业必然趋势，国产替代加快[图]

内容概要：在芯片级原子钟方面，美国Microsemi公司的SA.45s型芯片级原子钟可用于低轨通信卫星，无人机等，天奥电子的芯片级原子钟对标SA.45s进行研发，有望在低轨通信卫星中发挥重要作用。整体来看，国内原子钟行业现阶段主要以铷原子钟和铯原子钟领域为主，芯片原子钟尚处于建设阶段，行业规模相对较小。2024年，中国芯片原子钟市场规模为6387.2万元，同比增长14.68%。

上市企业：天奥电子（002935）、海格通信（002465）

相关企业：北京华信泰科技股份有限公司、浙江赛思电子科技有限公司、中国电子科技集团公司、西安同步电子科技有限公司、波时（北京）科技有限公司、中国科学院武汉物理与数学研究所、中科泰菲斯(武汉)技术有限公司

关键词：芯片原子钟发展历程、芯片原子钟产业链、芯片原子钟发展现状、芯片原子钟竞争格局、芯片原子钟发展趋势

一、芯片原子钟行业概述

原子钟（英文：atomic clock），是一种利用原子量子特性产生高度稳定且准确频率信号的仪器，是目前测量时间最精确的工具，可分为铷原子钟、铯原子钟、氢原子钟、CPT原子钟四类，属于一个国家的战略资源。其中，CPT原子钟是利用原子的相干布局囚禁原理而实现的一种新型原子钟，由于不再需要微波谐振腔，因此可以做到真正的微型化。CPT原子钟被认为可以集成到一个芯片上，因此也被称为芯片尺度原子钟（chip scale atomic clock（CSAC）），国内也称之为芯片级原子钟，它是迄今为止能够用电池供电长时间工作的唯一的一种原子钟。

直到20世纪20年代，最精确的时钟还是依赖于钟摆的有规则摆动。取代它们的更为精确的时钟是基于石英晶体有规则振动而制造的，这种时钟的误差每天不大于千分之一秒。根据爱因斯坦的理论，在引力场内，空间和时间都会弯曲。因此，在珠穆朗玛峰顶部的一个时钟，比海平面处完全相同的一个时钟平均每天快三千万分之一秒。所以精确测定时间的唯一办法只能是通过原子本身的微小振动来控制计时钟。20世纪30年代，美国哥伦比亚大学实验室的伊西多·艾萨克·拉比和他的学生在研究原子及其原子核的基本性质时所获得的成果，使基于上述原子计时器的时钟研制取得了实质性进展。1949年，伊西多·艾萨克·拉比的学生拉姆齐提出，使原子两次穿过振动电磁场，其结果可使时钟更加精确。二战后，美国国家标准局和英国国家物理实验室都宣布，要以原子共振研究为基础来确定原子时间的标准。到了1967年，关于原子钟的研究如此富有成效，以至于人们依据铯原子的振动而对秒作出了重新定义。如今的原子钟极其精确，其误差为10万年内不大于1秒。历经数年的努力，三种原子钟――铯原子钟、氢微波激射器和铷原子钟都已成功应用于太空、卫星以及地面控制。2010年2月，由美国国家标准局研制的铝离子光钟已达到37亿年误差不超过1秒的惊人水平，成为世界上最准的原子钟。

相关报告：开云电竞官方网站下载安装 发布的《中国芯片原子钟行业市场调查研究及发展前景展望报告》

二、芯片原子钟产业链

芯片原子钟产业链上游包括电子元器件、金属制品以及相关的辅助材料。其中，电子元器件是制造芯片原子钟的核心材料，包括晶体管、电阻、电容、电感、集成电路等；金属制品包括铜箔、钢片、铝箔等；辅助材料和设备包括石墨烯、超导材料、光刻机、溅射镀膜设备等，这些材料和设备也是芯片原子钟制造中不可或缺的部分。中游为芯片原子钟研发、设计、生产、运行环节。产业链下游涵盖军工、通信、科学研究、卫星导航、地理测绘、时间基准等领域。

三、中国芯片原子钟行业发展现状

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”。随着科学技术的进步，时间频率已经发展成为信息技术的重要支撑技术之一，在国防科技领域、国民经济建设和社会生活中具有举足轻重的作用。而原子钟是一种利用原子、分子能级差为基准信号来校准晶体振荡器或激光器频率，以使其输出标准频率信号的一种装置。目前，我国原子钟行业处于市场成长期，我国原子钟产量及需求量逐年增加，市场持续扩张。2024年，中国原子钟市场规模为10.36亿元，同比增长13.6%。

国内开展CPT原子钟研宄的时间较晚，但近年来己经取得的了很大的进步。目前正在研制CPT原子钟的单位主要有中科院武汉物数所、北京大学、成都天奥公司、航天科工集团103所、航天科技集团510所和华中科技大学等单位。中科院武汉物数所CPT原子频标研究组在2013年成功研制出了芯片原子钟样机，经过几年的发展，目前芯片原子钟技术己日趋成熟。独立自主的时间频率体系关乎国家安全和核心利益，因此世界各国都投入巨资研究时间频率技术和产品，以求保持领先地位。美国、俄罗斯分别建立了以GPS、GLONASS授时为基础的国家时频体系，拥有并掌控着时频核心技术，实现了时间频率产业化。我国时频行业发展时间较短，基础相对薄弱，授时应用长期依赖GPS，中高端时间频率产品大量依赖进口，存在极大的安全隐患。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。随着我国信息化建设推进、军民融合国家时频体系建设以及国产化推进工程的实施，国家制定了大量政策专项支持时间频率行业发展，我国芯片原子钟技术持续攻破，产业迅速扩大。2024年，我国芯片原子钟专利申请量为9件，近十年来专利申请总量达58件。

原子钟是高精准的时频产品，代表了整个时频产品中最高精尖的部分，而芯片级原子钟是目前唯一可以实现小型化、微型化的原子钟，是未来最具批量化生产和最具应用前景的产品，应用领域广泛。在芯片级原子钟方面，美国Microsemi公司的SA.45s型芯片级原子钟可用于低轨通信卫星，无人机等，天奥电子的芯片级原子钟对标SA.45s进行研发，有望在低轨通信卫星中发挥重要作用。整体来看，国内原子钟行业现阶段主要以铷原子钟和铯原子钟领域为主，芯片原子钟尚处于建设阶段，行业规模相对较小。2024年，中国芯片原子钟市场规模为6387.2万元，同比增长14.68%。

四、中国芯片原子钟企业竞争格局

随着微电子向纳电子技术的推进以及微电子机械系统（MEMS）超精细加工技术的发展，原子钟的微型化是必然趋势。制造工艺以及体积、功耗与芯片相似的相干布局囚禁（CPT）钟被称为芯片级原子钟，是原子钟小型化发展的未来发展方向。近年来，美国与欧洲各国的芯片原子钟研发技术能力一直领先于其他国家和地区，尤其是美国，其开始研制的时间较早、基础雄厚，综合实力一直独占鳌头。国内的芯片原子钟发展起步相对较晚，技术实力较为薄弱，行业仍处于起步阶段。行业主要生产商包括华信泰、天奥电子、海格通信、赛思电子等企业，此外航天203所、航天501所国内原子钟研发方面走在前列。中科院武汉物理与数学研究所所属中科泰菲斯（武汉）技术有限公司也有一定的生产能力。

1、北京华信泰科技股份有限公司

北京华信泰科技股份有限公司是一家具有技术研发、产品生产和系统支持的全方位解决方案提供商和设备提供商。公司成立于2008年，具有国家高新技术企业、中关村高新技术企业等认定证书。华信泰公司成功研制了高精度、低功耗、实用化的芯片级原子钟，该系列产品填补了国内技术空白，带动了国内相关产业链的发展，具有国际先进、国内领先水平。华信泰公司掌握基于CDR的高精度卫星导航定位系统核心专利技术，具有自主知识产权，主导编写国家技术标准，为未来大规模北斗高精度导航定位服务提供完整解决方案。截至目前，华信泰的主要产品涵盖芯片级原子钟等时频产品、基于中国数字调频广播（CDR）的北斗高精度导航定位系统解决方案、北斗定位芯片、户户通北斗及卫星直播系统一体化下变频器等，广泛应用于高精度时频、高精度导航定位、数字广播电视等领域。

2、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，从事时间频率产品、北斗卫星应用产品的研发、设计、生产和销售，拥有国家企业技术中心，是拥有多项专利和核心技术的高新技术企业。天奥电子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。主要产品包括原子钟、晶体器件、频率组件及设备、时频板卡及模块、时间同步设备及系统等，主要应用于航空航天、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。2024年前三季度，天奥电子实现营业收入5.77亿元，同比下降10.2%。

五、中国芯片原子钟行业发展趋势研判

1、技术革新与成本优化并进

随着生产线的建成和量产的实现，中国芯片原子钟行业将迎来技术革新与成本优化的双重推进。一方面，通过持续的技术研发和创新，芯片原子钟的性能将不断提升，以满足更多高端应用场景的需求。另一方面，大规模生产将大幅度降低生产成本，使得芯片原子钟在更多领域实现广泛应用成为可能，从而推动产业链上下游的协同发展，形成良性循环，进一步加速行业的技术进步和产业升级。

2、应用领域不断拓展

未来，芯片原子钟的量产将推动其应用领域不断拓展。除了传统的全球卫星导航系统、通信网络和数据中心等领域外，芯片原子钟还将广泛应用于智能制造、智慧城市、物联网等新兴领域。这些领域对时间同步和频率同步的需求日益迫切，芯片原子钟的高精度和低功耗特性将为其提供更加可靠的技术支持。同时，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，芯片原子钟有望进入更多消费级市场，如智能家居、可穿戴设备等，为人们的生活带来更多便利。

3、国产化进程加快

原子钟行业正步入一个前所未有的创新与变革时代，其中芯片原子钟技术的突破，成为引领小型化、高精度时间基准设备的典范。未来，随着国内外市场对芯片原子钟需求的不断增长，以及半导体技术和精密制造工艺的不断进步，中国芯片原子钟企业将逐步加大研发投入，加速技术创新，推动产品性能不断提升，实现成本降低与性能提升的双重飞跃，从而进一步推动芯片原子钟行业的国产化进程。

以上数据及信息可参考开云电竞官方网站下载安装 （www.xtrasounds.com）发布的《中国芯片原子钟行业市场调查研究及发展前景展望报告》。开云电竞官方网站下载安装 是中国领先产业咨询机构，提供深度产业开云手机官网入口网址 、商业计划书、可行性开云手机官网入口网址 及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【开云电竞官方网站下载安装 】公众号，每天及时掌握更多行业动态。