我國芯片原子鐘行業(yè)現(xiàn)狀穩(wěn)定，下游市場增長迅速，未來有待進(jìn)一步擴(kuò)容【圖】

    原子鐘是現(xiàn)代量子力學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用原子不同能級之間躍遷所發(fā)射或吸收的電磁波頻率作為標(biāo)準(zhǔn)，具有高準(zhǔn)確和高穩(wěn)定的特點(diǎn)。在原子鐘誕生前，人類以地球的自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)周期作為時間單位（天文時）。

    2017年我國時間頻率行業(yè)市場規(guī)模約219.6億元，同比2016年的194.4億元增長了12.96%，其中頻率系列產(chǎn)品規(guī)模約179.1億元，時間同步系列產(chǎn)品規(guī)模約40.5億元。

    目前，我國正在建設(shè)和完善以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)授時為主導(dǎo)，以無線、網(wǎng)絡(luò)等授時手段相輔助的國家時間頻率體系，時頻體系的建設(shè)包含守時、授時、用時、計量校準(zhǔn)與監(jiān)測等內(nèi)容。這對時頻核心器部件以及時間同步板卡、模塊、設(shè)備和系統(tǒng)的需求巨大，將會帶動整個時間頻率行業(yè)的快速發(fā)展。

2011-2017年中國時間頻率行業(yè)市場規(guī)模情況

資料來源：智研咨詢整理

2011-2017年中國原子鐘行業(yè)產(chǎn)量情況

資料來源：智研咨詢整理

2011-2017年中國原子鐘行業(yè)需求情況

資料來源：智研咨詢整理

    智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國芯片原子鐘行業(yè)市場運(yùn)營態(tài)勢及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示芯片原子鐘具有體積小、功耗低、成本低的突出優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)、水下導(dǎo)航、武器系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈、時頻體系節(jié)點(diǎn)等,是最具有工程應(yīng)用前景的原子鐘。

    利用量子干涉原理提供的高度精準(zhǔn)時間標(biāo)準(zhǔn)，研制原子頻標(biāo)芯片，用于微小衛(wèi)星及便攜式通信導(dǎo)航設(shè)備，提供高精度小型化頻率標(biāo)準(zhǔn)，提高導(dǎo)航精度，縮短通信網(wǎng)絡(luò)同步時間。

    實(shí)現(xiàn)芯片級原子鐘的基本原理是相干布局囚禁技術(shù)。把兩束相干的激光激勵堿金屬蒸汽腔中的原子，當(dāng)兩束激光的頻率差值與該堿金屬基態(tài)的超精細(xì)能級共振時，即差值等于超精細(xì)能級之間的間隔，且滿足共振條件，則將呈現(xiàn)電磁又到透明現(xiàn)象，此信號與激光頻率相對于能級間隔的匹配量有關(guān)，利用電磁誘導(dǎo)透明信號經(jīng)處理后作為誤差信號可以鎖定本振信號，從而實(shí)現(xiàn)原子鐘系統(tǒng)。

    芯片原子鐘所具有的時頻信號的穩(wěn)定性和自身微型、低耗性的特點(diǎn)必然使其在國防系統(tǒng)的諸多領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用能力。這些領(lǐng)域包括：

    1、衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域

    相對于晶振時標(biāo)，芯片原子鐘的老化速度更慢，可以有效的減少碼搜索時間，從而減少導(dǎo)航接受機(jī)的等待時間，并且實(shí)現(xiàn)短碼的直接捕獲。接收機(jī)中改良了的時頻系統(tǒng)還可以有效的提高抗干擾能力，降低定位所需衛(wèi)星數(shù)。而且由于其體積小，功耗小，容易實(shí)現(xiàn)屏蔽和恒溫，作為星載原子鐘使用，更是擁有著與生俱來的優(yōu)勢。而且隨著工程技術(shù)的發(fā)展，芯片原子鐘的頻率穩(wěn)定度得到進(jìn)一步的提高，芯片原子鐘將對導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。

    2、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、傳感器

    在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行管理中，定時和時刻統(tǒng)一是不可或缺的部分。與傳統(tǒng)途徑相比，芯片原子鐘的應(yīng)用可以提供更加堅固耐用和更大帶寬的設(shè)備。更進(jìn)一步，準(zhǔn)確的時間標(biāo)記可以大大增強(qiáng)分布式傳感器的本地數(shù)據(jù)處理能力。

    3、電子戰(zhàn)防護(hù)

    高能量密度的電磁干擾增加了射頻通信系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間產(chǎn)生同址干擾的頻率。時間一致性裝備，將使系統(tǒng)的使用調(diào)配有序，可以有效的避免干擾。

    4、水下系統(tǒng)

    水下環(huán)境使得用戶無法依賴衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獲得精確時間信息，芯片原子鐘時頻信號穩(wěn)定度方面的提高，尤其是優(yōu)異的平穩(wěn)性能，將使水下用戶能夠長時間自主保持精確時間，在時間一致性保持、通信、水下導(dǎo)航、航道修理等方面獲益。