咨询热线

400-007-6266

010-86223221

我国芯片原子钟行业市场现状分析:通信、卫星导航等应用前景广阔

一、概述

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,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。美国商品化的CPT芯片原子钟实际尺寸为16毫米,稳定度2E-10。它在导航定位、计时、同步通信等领域有着广泛的应用前景。

二、应用市场分析

原子钟是现代量子力学和电子学相结合的产物,它利用原子不同能级之间跃迁所发射或吸收的电磁波频率作为标准,具有高准确和高稳定的特点。根据原子钟所选取的原子种类不同,原子钟可分为氢原子钟、铯原子钟、铷原子钟等。其中,CPT原子钟具有微型化、低功耗特点,精度与铷原子钟相当。

原子钟的主要类型

类型

特点

发展状况

氢原子钟

频率稳定度可达10-16;频率准确度较铯钟略差;体积较大

氢钟主要应用于实验室原子时标系统,以及航天测控、卫星导航系统等领域。国际上批量生产氢钟的单位有KVARZ公司、Symmetricom公司和T4Science公司,我国上海天文台实现了国产化氢原子钟的小批量生产

铯原子钟

频率准确度高;频率稳定度高,无频率漂移

国际上已经实现产业化的有Symmetricom公司、OSA公司等,我国工程用铯钟全部依赖进口,许多重要领域急需的铯钟只能采用卫星驯服高性能铷钟的方式来代替,系统性能受到限制。我国近来加大了铯钟研究支持力度,北京大学、天奥电子等单位于2007年开始进行光抽运铯钟研究工作,其中天奥电子完成了激光抽运小型铯原子钟样机研制,将实现铯钟的工程化和产业化

铷原子钟

体积小、重量轻、功耗低;环境适应能力强;应用广泛

国际上已经实现产业化生产的有Symmetricom公司、FEI公司,SpectraTime公司等,国内从事铷原子钟研究的主要有北京大学、武汉物数所、航天203所和天奥电子等单位。其中,天奥电子是我国主要的铷原子钟生产企业,拥有国际先进的原子钟生产关键技术及设备,推出了满足电信、航空、航天及国防应用的系列化铷钟,处于国际先进水平

CPT原子钟

微型化、低功耗;精度与铷原子钟相当

CPT原子钟是美国DARPA计划支持的十大技术之一,目标是实现1立方厘米、10mW功耗的芯片原子钟,并大规模应用。目前,国际上仅有美国的Symmetricom公司实现了产业化。我国从事芯片原子钟技术研究的有武汉物数所、天奥电子、北京大学等单位,先后实现了小型CPT原子钟样机研制,为小型CPT原子钟的批量生产以及芯片原子钟的产业化奠定了基础

数据来源:观研天下整理

芯片原子钟由于具有的时频信号的稳定性和自身微型、低耗性的特点,所以在国防系统领域应用诸多,并且逐渐渗透到卫星导航、水下系统等领域。

我国芯片原子钟行业应用领域

应用领域

简介

卫星导航领域

相对于晶振时标,芯片原子钟的老化速度更慢,可以有效的减少码搜索时间,从而减少导航接受机的等待时间,并且实现短码的直接捕获。接收机中改良了的时频系统还可以有效的提高抗干扰能力,降低定位所需卫星数。而且由于其体积小,功耗小,容易实现屏蔽和恒温,作为星载原子钟使用,更是拥有着与生俱来的优势。而且随着工程技术的发展,芯片原子钟的频率稳定度得到进一步的提高,芯片原子钟将对导航系统产生更加深远的影响

网络系统、传感器

在网络系统的运行管理中,定时和时刻统一是不可或缺的部分。与传统途径相比,芯片原子钟的应用可以提供更加坚固耐用和更大带宽的设备。更进一步,准确的时间标记可以大大增强分布式传感器的本地数据处理能力。

电子战防护

高能量密度的电磁干扰增加了射频通信系统、卫星导航系统之间产生同址干扰的频率。时间一致性装备,将使系统的使用调配有序,可以有效的避免干扰。

水下系统

水下环境使得用户无法依赖卫星导航系统获得精确时间信息,芯片原子钟时频信号稳定度方面的提高,尤其是优异的平稳性能,将使水下用户能够长时间自主保持精确时间,在时间一致性保持、通信、水下导航、航道修理等方面获益

数据来源:观研天下整理

1、卫星导航领域

根据观研报告网发布的《中国芯片原子钟行业发展深度分析与投资前景预测报告(2022-2029年)》显示,由于芯片原子钟老化速度慢,可以有效的减少码搜索时间,从而减少导航接受机的等待时间,并且实现短码的直接捕获,所以在卫星导航领域广泛使用。近年来,随着北斗在大众及相关行业领域不断普及和深化,我国卫星导航与位置服务业发展迅速。据中国卫星导航定位协会数据,2021年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达4690亿元,同比增长16.3%。

由于芯片原子钟老化速度慢,可以有效的减少码搜索时间,从而减少导航接受机的等待时间,并且实现短码的直接捕获,所以在卫星导航领域广泛使用。近年来,随着北斗在大众及相关行业领域不断普及和深化,我国卫星导航与位置服务业发展迅速。据中国卫星导航定位协会数据,2021年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达4690亿元,同比增长16.3%。

数据来源:观研天下整理

2、通信领域

目前,芯片原子钟在远程通讯系统定时、大范围通讯网络同步、武器装备的便携化等军、民应用方面具有很好的应用前景。根据数据显示,近六年来,我国电信业务收入和总量均稳步提升,截止2021年底累计完成1.47万亿元,同比增长8.09%,电信业务总量按照上年价格计算则达1.7万亿元,同比增长13.33%。

目前,芯片原子钟在远程通讯系统定时、大范围通讯网络同步、武器装备的便携化等军、民应用方面具有很好的应用前景。根据数据显示,近六年来,我国电信业务收入和总量均稳步提升,截止2021年底累计完成1.47万亿元,同比增长8.09%,电信业务总量按照上年价格计算则达1.7万亿元,同比增长13.33%。

数据来源:观研天下整理(WYD)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

从“军用精尖”到“民用普及”应用场景持续拓宽 我国红外热像仪市场不断扩容

从“军用精尖”到“民用普及”应用场景持续拓宽 我国红外热像仪市场不断扩容

稳定的国防开支、“新基建”及安防需求共同构成了红外热像仪市场的强劲需求侧拉动。与此同时,探测器国产化带来的成本下降与AI、多光谱融合等技术升级,则从供给侧为市场注入新活力。在供需共振下,红外热像仪行业正从专业的军用与工业领域,加速迈向汽车电子与个人消费等更广阔的天地。

2025年11月28日
我国激光器行业蓬勃发展 资本市场活跃 净进口量与贸易逆差同步缩减

我国激光器行业蓬勃发展 资本市场活跃 净进口量与贸易逆差同步缩减

作为激光发射核心装置,我国激光器已构建多元化应用格局。近年来,行业呈现蓬勃发展态势,2020至2024年市场规模年均复合增长率达15.85%。与此同时,激光器市场的广阔发展前景持续吸引资本市场关注,投资活跃度显著提升。此外,随着自主供应能力提升与国产替代进程推进,进口需求持续收缩,贸易格局不断优化,净进口量与贸易逆差同

2025年11月27日
环境监测仪器行业从规模扩张转向质量升级 规上企业数量及营收增长 细分市场分化

环境监测仪器行业从规模扩张转向质量升级 规上企业数量及营收增长 细分市场分化

政策推动环境监测仪器行业优胜劣汰,市场向头部企业倾斜。从规上企业数量和营收看,2024年国内环境监测仪器制造规上企业数量达350家,营收达264.73亿元;预计2025年国内环境监测仪器制造规上企业数量有望达400家,营收达275.00亿元。

2025年11月27日
我国传感器行业:智能传感器逐渐崛起 人形机器人催生新机遇

我国传感器行业:智能传感器逐渐崛起 人形机器人催生新机遇

目前我国传感器行业已形成丰富多元的产品矩阵,且不断向智能化方向转型升级,智能传感器已成为行业的重要增长引擎,市场规模占比持续提升。在政策引导与本土企业研发加码下,我国传感器国产替代进程提速,呈现“高端攻坚、细分突破”态势。未来,人形机器人有望为传感器行业打开新增长曲线,国内企业已积极布局。

2025年11月26日
风电景气上行 中国风电齿轮箱行业规模增速超全球 国产技术和市占率领跑

风电景气上行 中国风电齿轮箱行业规模增速超全球 国产技术和市占率领跑

2020年以来,全球主要国家陆续提出“双碳”目标,风电进入高速发展期。其中中国依托完备成熟的产业链,风电装机规模持续增长,目前已成为全球最大风电市场。2019-2024年我国陆上风电新增装机由26 GW提升至81GW,海上风电新增装机由2.7GW提升至5.6GW。大型化技术进步下风电度电成本大幅下降,且在电力交易背景下

2025年11月26日
我国数控系统国产替代进程提速 行业向智能化方向发展

我国数控系统国产替代进程提速 行业向智能化方向发展

作为数控机床的“大脑”,我国数控系统市场规模持续扩容,2020-2024年年均复合增长率约为9.02%。目前市场由国际巨头主导,中高端领域替代需求迫切,不过华中数控等本土企业积极攻关突破,推动替代进程提速。同时行业持续向智能化转型,多款智能系统落地,为行业创新发展注入活力。

2025年11月18日
制冷设备市场持续扩张带动冷凝器需求放量 高效、智能、环保成行业发展新航向

制冷设备市场持续扩张带动冷凝器需求放量 高效、智能、环保成行业发展新航向

近年来,我国制冷设备市场呈现出持续扩张的蓬勃态势,从商用制冰机、冷链冷藏设备到家用冰箱冰柜、工业制冷系统,需求端的增长动力源源不断,而这一趋势正显著带动着核心零部件——冷凝器的需求放量。作为制冷循环中实现热量交换的关键部件,冷凝器的性能直接决定了制冷设备的能效、运行稳定性与使用寿命,其市场需求与制冷设备行业的发展深度绑

2025年11月15日
空调量质双赢撬动我国旋转式压缩机行业需求 国产主导全球供给格局 美芝领跑

空调量质双赢撬动我国旋转式压缩机行业需求 国产主导全球供给格局 美芝领跑

从空调市场看,国内空调保有量超7亿台,进入“以旧换新”的存量时代,特别是北方大部区域如东北、华北出现的高温天气推动空调市场持续增长,根据数据,2024年中国家用空调销量为18977万台,同比增长20.9%;2025上半年中国家用空调销量规模12310.8万台,同比增长8.3%。同时,随着节能趋势的推进,我国变频空调市场

2025年11月14日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部