工業(yè)計(jì)算機(jī)（又稱IPC，工控機(jī)，工業(yè)電腦）是基于個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，專業(yè)為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的一類計(jì)算機(jī)。由于其可對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)流程等進(jìn)行檢測與控制，目前已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化、信息化以及企業(yè)降本增效的重要技術(shù)手段。

制造企業(yè)數(shù)字化升級(jí)的高需求，推動(dòng)工業(yè)計(jì)算機(jī)市場穩(wěn)定增長

按照不同的類型，工業(yè)計(jì)算機(jī)可以分為平板工業(yè)計(jì)算機(jī)、嵌入式箱式工業(yè)計(jì)算機(jī)、上架式工業(yè)計(jì)算機(jī)等細(xì)分品類。

其中，平板工業(yè)電腦是流程行業(yè)和離散行業(yè)中最常用的工業(yè)電腦，主要用于數(shù)據(jù)采集和過程控制操作。憑借緊湊的機(jī)箱、穩(wěn)定的性能、增強(qiáng)的靈活性、改進(jìn)的安全控制、以及用戶友好的觸摸屏，近年來平板工業(yè)電腦逐漸成為工業(yè)電腦中市場規(guī)模最大的品類。

從應(yīng)用場景來看，全球工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域比較廣闊，近年來在工業(yè)、服務(wù)業(yè)、金融業(yè)、醫(yī)療、運(yùn)輸、基礎(chǔ)設(shè)施和其他非工業(yè)領(lǐng)域都被廣泛地應(yīng)用。根據(jù)HIS的數(shù)據(jù)，目前工業(yè)計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用占比超過50%，購買者以制造企業(yè)等B端客戶為主，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)與穩(wěn)定性要求較高，換機(jī)時(shí)間較長，但并不要求產(chǎn)品當(dāng)前的最高效能，只需達(dá)到工業(yè)環(huán)境中的可靠性要求即可。

市場規(guī)模方面，根據(jù)Market and Market的數(shù)據(jù)，受益于制造企業(yè)對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化升級(jí)的高需求，全球工業(yè)計(jì)算機(jī)市場規(guī)模將從2021年的46億美元增長到2026年的61億美元，未來5年CAGR為5.8%。其中，2021年中國占全球工業(yè)電腦市場的26%，金額約11.96億美元。

高端工業(yè)計(jì)算機(jī)供不應(yīng)求，倍福、西門子交期一度在8個(gè)月以上

目前，工業(yè)計(jì)算機(jī)市場參與者眾多，整體格局較為分散，尚未出現(xiàn)絕對(duì)的龍頭企業(yè)。

其中，美國、德國等發(fā)達(dá)國家的企業(yè)由于起步較早，暫時(shí)在工業(yè)計(jì)算機(jī)高端領(lǐng)域擁有絕對(duì)的話語權(quán)；而中國臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)在中低端設(shè)備方面擁有數(shù)量上的出貨優(yōu)勢；中國大陸地區(qū)企業(yè)在政策及資本的支持下，目前正處于加速追趕的局面。

具體來看，在海外市場中，工業(yè)計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商主要有德國西門子(Siemens)、德國倍福(Beckhoff)、德國控創(chuàng)(Kontron)等。這些廠商基于開放式標(biāo)準(zhǔn)的高品質(zhì)組件和個(gè)性化機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可滿足各種工業(yè)控制場景的需求，目前在高端市場占有率在85%以上。受益于制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型訂單激增的帶動(dòng)，2022年西門子、倍福都創(chuàng)下了有史以來最好的公司業(yè)績。

中國臺(tái)灣地區(qū)工業(yè)計(jì)算機(jī)廠商眾多，擁有研華、凌華、樺漢、威強(qiáng)電、安勤科技、瑞傳科技等眾多知名廠商，其中研華占據(jù)30%以上的市場份額，是目前全球工業(yè)計(jì)算機(jī)行業(yè)出貨量最大的企業(yè)。

值得一提的是，目前我國已經(jīng)是全球最大的工業(yè)計(jì)算機(jī)生產(chǎn)國，2011年以來相關(guān)技術(shù)專利申請(qǐng)量遠(yuǎn)高于其他國家。不過，與專利數(shù)量不成正比的是，我國在工業(yè)計(jì)算機(jī)高端領(lǐng)域仍然大量依賴進(jìn)口，尤其對(duì)德系品牌進(jìn)口最多。2022年，市場就傳出德國倍福、西門子等國外高端主流品牌的工業(yè)計(jì)算機(jī)由于需求旺盛，產(chǎn)品價(jià)格漲了兩三倍，并且交貨周期達(dá)八個(gè)月以上，嚴(yán)重影響了國內(nèi)制造企業(yè)的采購與生產(chǎn)進(jìn)度。

為了打破國外廠商的壟斷，防止國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施受供應(yīng)鏈、價(jià)格、安全的影響與制約，近年來國內(nèi)市場上涌現(xiàn)出了一批由資深技術(shù)背景團(tuán)隊(duì)組成的高端工業(yè)計(jì)算機(jī)初創(chuàng)企業(yè)。

中科系旗下的中科時(shí)代就是其中最有名的一家。據(jù)中科時(shí)代介紹，公司對(duì)標(biāo)德國倍福，提出研制工業(yè)智能計(jì)算機(jī)+軟件定義的技術(shù)體系，瞄準(zhǔn)國產(chǎn)芯片組、工業(yè)虛擬化技術(shù)和IDE生態(tài)的創(chuàng)新壁壘，開發(fā)國產(chǎn)高端工業(yè)智能計(jì)算機(jī)。目前，中科時(shí)代的初代產(chǎn)品CH20X已于去年6月面世，其性能超出倍福CX2043的20%，成本僅為德國倍福CX2043的2/3，已在光伏、石油、注塑、鋼鐵、3C電子等行業(yè)實(shí)現(xiàn)落地。

雖然工業(yè)計(jì)算機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)在功能、需求、外觀上都有明顯的差別，不過兩者的內(nèi)部構(gòu)成基本上差不多，都是中央處理器、內(nèi)存、主板、顯卡、硬盤、機(jī)箱外殼、顯示器、外設(shè)、操作系統(tǒng)及其他的電子組件組成。

和消費(fèi)端PC、手機(jī)一樣，目前工業(yè)計(jì)算機(jī)行業(yè)主流的配置主要是基于英特爾CPU芯片+微軟windows系統(tǒng)構(gòu)成的“wintel”體系，以及基于Arm芯片+谷歌Android系統(tǒng)組成的“AA”體系。

在半導(dǎo)體層面，具體來看，主要用到的元器件包括計(jì)算、存儲(chǔ)、感知、通信、電源、顯示等。

1、計(jì)算芯片

計(jì)算芯片以CPU（中央處理器）、GPU（圖像處理的芯片）為代表。目前市面上GPU主要代表企業(yè)有英偉達(dá)、英特爾、AMD等；這兩年國產(chǎn)GPU市場也是全面開花，景嘉微、壁仞等企業(yè)都紛紛發(fā)布了國產(chǎn)GPU。

2、存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器主要以DRAM(內(nèi)存)、ROM(硬盤)為代表。

其中，DRAM為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，主要代表企業(yè)有三星、美光、SK海力士、南亞科技、長鑫存儲(chǔ)、江波龍、佰維存儲(chǔ)等。

ROM為只讀存儲(chǔ)器，主要代表企業(yè)有三星、美光、海力士、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、長江存儲(chǔ)、江波龍、憶恒創(chuàng)源等。

此外，存儲(chǔ)器需要主控芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和管理才能維持日常的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在這一領(lǐng)域慧榮科技、群聯(lián)電子、點(diǎn)序科技、美滿電子、得一微、聯(lián)蕓、英韌等企業(yè)都有所布局。

3、感知芯片

傳感器就相當(dāng)于人類的五官，可以感知/測量生活中的聲音、圖像、溫度、濕度、壓力和光信號(hào)等。其中CIS國內(nèi)外代表企業(yè)有索尼、三星、豪威科技、格科微等，而觸摸/觸控芯片國內(nèi)外代表企業(yè)有Atmel、晨星半導(dǎo)體、匯頂科技等。

4、其他芯片

除了計(jì)算、存儲(chǔ)、感知芯片外，工業(yè)電腦也會(huì)大量用到電源芯片以對(duì)電壓、電流的輸入輸出進(jìn)行管理；需要用到藍(lán)牙芯片（Bluetooth）、無線芯片（WIFI）、以太網(wǎng)芯片等通信芯片連接網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的傳輸；還需要用到LCD、OLED、顯示驅(qū)動(dòng)芯片等進(jìn)行信息的顯示和人機(jī)交互。

近年來，隨著中美貿(mào)易摩擦的加大，關(guān)鍵領(lǐng)域的自主可控逐漸上升為國家戰(zhàn)略。在此背景下，除了“wintel”和 “AA”體系外，以麒麟/凝思/UOS操作系統(tǒng)+龍芯/兆芯/飛騰處理器構(gòu)成的國產(chǎn)計(jì)算機(jī)體系逐漸興起。

福升威爾國產(chǎn)系列工控機(jī)

截至目前，使用國產(chǎn)系統(tǒng)和處理器的公司比例已經(jīng)越來越大。比如研華國產(chǎn)芯片產(chǎn)品系列就已經(jīng)涵蓋了飛騰、兆芯、瑞芯微處理器+麒麟操作系統(tǒng)的工業(yè)主板、模塊電腦以及電力行業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品，并且支持客制化、設(shè)計(jì)整合服務(wù)與軟件加值，以幫助客戶取得市場先機(jī)；福升威爾也推出一系列麒麟操作系統(tǒng)+龍芯/飛騰處理器100%國產(chǎn)化率的工業(yè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品及解決方案，在市場上也取得了不錯(cuò)的口碑。

工業(yè)計(jì)算機(jī)（工業(yè)電腦）是工業(yè)4.0基礎(chǔ)設(shè)施，是各大制造企業(yè)用以追求效率、成本與發(fā)展相平衡的戰(zhàn)略工具，特別是在傳統(tǒng)制造領(lǐng)域，想要摘掉“中低端產(chǎn)業(yè)鏈”的帽子，就必須盡早進(jìn)入數(shù)字化轉(zhuǎn)型的矩陣之中。

類似智能手機(jī)、智能汽車帶來的變革，以倍福和貝加萊引領(lǐng)的“工業(yè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化”是未來的一大趨勢，將催生出大量智能化、自動(dòng)化的創(chuàng)新應(yīng)用場景，其中擁有核心技術(shù)儲(chǔ)備的處理器等半導(dǎo)體廠商有望在工業(yè)智能化的浪潮中得到快速發(fā)展壯大。