電子控制模塊細分行業在國內發展歷程相對較短，自2006年三峽大壩首次應用電子雷管爆破后，國內企業著手研發和推廣電子控制模塊，至2018年國家大力推廣電子雷管開始，爆破專用電子控制模塊市場逐步迎來爆發式增長，并在地質勘探、石油開采、應急管理與處置、新能源汽車安全系統等領域逐步拓展應用。

隨著電子雷管全面推廣應用，2018年以來，爆破專用電子控制模塊市場呈現爆發式增長。預計未來幾年我國電子雷管需求量將基本穩定在8-10億發，相應地，預計未來幾年我國爆破專用電子控制模塊的年需求量為8-10億個。按電子控制模塊的銷售單價為5元/個計算，我國爆破專用電子控制模塊的市場空間為40-50億元。

電子雷管的應用環境復雜惡劣，可能面臨高溫、低溫、高壓或復雜地質環境，爆破過程會產生強烈的過載沖擊和電磁干擾，對電子控制模塊的安全性、可靠性、抗沖擊與干擾能力都有較高的要求。

起爆控制器一般與電子控制模塊配套使用，主要通過與爆破網絡中的每發電子雷管進行通訊，實現對電子雷管的授權管理、信息采集、爆破參數設定、狀態檢測、故障定位、授時起爆，并在爆破完成后上傳爆破數據。

相關技術：數模芯片設計

數模芯片主要設計過程包括數字前端設計、模擬電路設計、仿真驗證、FPGA驗證、后端設計等。數字前端設計包括子系統方案設計、行為代碼級設計、模塊級仿真、可測試電路設計、時鐘及復位電路設計、IP集成等工作，確保行為級代碼符合算法功能要求。模擬電路設計系根據功能性能要求，進行模塊劃分、行為建模、性能需求折中、電路實現等步驟，然后通過使用仿真軟件進行電路仿真和驗證，使得芯片上的模擬電路功能在不同電壓、溫度等組合條件下都能滿足設計指標要求。

仿真驗證主要包含子系統方案驗證、行為級代碼驗證、模塊級仿真、可測試電路驗證、時鐘及復位電路驗證、IP集成協同驗證等工作，確保系統整體方案符合設計性能要求。FPGA驗證指數字電路行為的直觀驗證，使用現場可編程門陣列對數字邏輯電路功能和部分性能進行驗證。

后端設計是指將前端設計產生的網表進行布局布線和進行物理驗證，并最終產生供制造用的GDSII數據的過程。其主要的工作流程有芯片物理結構分析、建立后端設計流程、版圖布局布線、模擬版圖繪制、版圖物理驗證。在確保設計各節點審核通過后，項目組將申請Tapeout。

起爆控制器設計

起爆控制器設計系基于自主專用通信協議進行硬件設計與軟件設計。硬件設計是指需要綜合爆破場景、用戶體驗、生產工藝等多種因素，進行起爆控制器的外觀及內部結構設計。起爆控制器的硬件開發包括硬件原理圖設計和PCB版圖設計，基于公司自研芯片的通訊協議，開發相應的驅動電路、接口電路、接口保護電路以及信號處理電路。

軟件設計包括嵌入式軟件設計與APP開發。其中嵌入式軟件設計系基于公司自研芯片的通訊協議進行底層軟件的開發，包括界面設計、信號處理算法實現、起爆網絡檢測、故障模式診斷等；APP的開發，主要基于Android系統進行終端APP開發，具體包括通訊協議約定、人機交互界面設計、位置定位、授權操作、數據傳輸、日志管理等。

新研發的起爆控制器在樣機、小批量、工程批等階段均需進行一系列試驗。在樣機階段進行摸底試驗，包括功能測試、精度測試、電磁兼容試驗、環境適應性試驗、防水等級等；在小批量階段進行可靠性測試，包括壓力測試、加嚴環境適應性試驗、通信可靠性試驗等；在工程批階段進行常規測試，包括功能測試、性能測試、環境適應性測試等。

工藝流程圖

電子控制模塊

起爆控制器

電子控制模塊在爆破領域的應用

在爆破領域，電子控制模塊是電子雷管的核心組件，與起爆控制器構成電子雷管起爆系統的關鍵組成部分，實現電子雷管精準起爆。

（1）電子雷管較傳統工業雷管具備明顯優勢

電子雷管又稱數碼電子雷管、數碼雷管或工業數碼電子雷管，即采用電子控制模塊對起爆過程進行控制的電雷管。傳統工業雷管主要為導爆管雷管、工業電雷管，通過內置的化學延期藥劑實現延期。

電子雷管采用電子控制模塊替代化學延期藥劑實現延期，相較傳統工業雷管具有更高的安全性、可靠性與爆破效率，具體如下表：

（2）電子控制模塊是電子雷管的核心組件

電子控制模塊是電子雷管的核心組件，電子雷管通過電子控制模塊實現可靠通信、身份識別、狀態檢測、精準延時、起爆控制等關鍵功能。同時，電子控制模塊能夠內置密碼和身份碼，使得電子雷管起爆系統具有安全管控功能，行業主管部門已建立電子雷管的安全管控機制，能夠實現電子雷管在生產、存儲、流通和使用各環節的閉環管控，特別是通過密碼與授權控制起爆的功能有效杜絕了涉爆危險品的非法使用，有利于提高社會公共安全水平。

典型的電子控制模塊主要由芯片、儲能元器件、開關元器件、防護元器件及點火元器件組成。電子控制模塊獲取起爆控制器提供的電源，可執行身份識別、在線檢測、授時延時、起爆控制等多種指令。起爆時，芯片接收到指令并通過身份識別后，按照指令進行高精度延期，延期結束后控制電子開關導通，儲能元器件的能量通過開關元器件釋放至點火元器件上完成電子雷管起爆。典型的電子控制模塊的各組成部分及相應功能如下圖所示：

電子控制模塊在爆破領域的市場發展概況

①民爆行業轉型升級的需求推動電子控制模塊細分行業發展

傳統工業雷管通過內置的化學延期藥劑實現延期，安全性、可靠性較差，爆破效率較低。隨著芯片與電子元器件行業的快速發展，國外從20世紀80年代初開始研究開發爆破專用電子控制模塊，于80年代中期形成了電子雷管產品，但總體處于研發和應用試驗階段。20世紀90年代，憑借安全、精準、高效爆破等優勢，嵌入電子控制模塊的電子雷管大量替代傳統工業雷管，獲得了較快發展，下游電子雷管市場逐漸趨于成熟。這一階段，瑞典諾貝爾公司、南非AEL公司憑借出色的研究能力在競爭中獲得了領先地位，同時市場也涌現了多家開發、生產爆破專用電子控制模塊和電子雷管的企業。

2006年，三峽大壩圍堰拆除采用Orica公司的電子雷管產品，系國內首次采用電子雷管進行爆破。隨后，國內企業開始研發電子控制模塊，經過十多年的研發、驗證和工程應用，技術水平日臻成熟，推動了國內電子控制模塊細分市場的逐步發展。

②近年來電子雷管市場迅速發展，拉動電子控制模塊市場快速增長

隨著技術實力的提升和爆破工程實踐驗證，國內企業生產的電子控制模塊性能逐步提升、制造成本下降，有效降低了電子雷管使用成本，使得電子雷管具備良好的經濟性，可廣泛用于各類爆破場景，如一般露天爆破、隧道爆破、地下金屬礦開采和大型拋擲爆破等。對爆破用戶而言，使用電子雷管可以顯著提升安全性、可靠性與爆破效果，并使得爆破綜合成本明顯下降；對監管部門而言，使用電子雷管使得安全管控更加便捷、高效，為電子雷管的廣泛推廣應用奠定了基礎。

近年來，國家頒布了各種政策，大力支持電子雷管的推廣應用。工業和信息化部于2018年頒發《關于推進民爆行業高質量發展的意見》，加大對數碼電子雷管的推廣應用力度；并于2021年11月發布《“十四五”民用爆炸物品行業安全發展規劃》，要求除保留少量產能用于出口或其它經許可的特殊用途外，2022年6月底前停止生產、8月底前停止銷售除工業數碼電子雷管外的其它工業雷管。

在政策的大力支持下，電子雷管市場迎來爆發式增長，相應推動了爆破專用電子控制模塊市場的快速增長。2018年以來，電子雷管產量從2018年的0.16億發增長至2022年的3.44億發，平均年化復合增長率為115.33%；電子雷管替代率（電子雷管產量/工業雷管總產量）逐年上升，從2018年的1.28%提升至2022年的42.73%。盡管電子雷管替代率提升較快，但距離政策要求的100%替代率仍存在一定差距，爆破專用電子控制模塊及電子雷管的市場空間較為廣闊。

電子控制模塊在爆破領域的應用場景

電子控制模塊作為電子雷管的核心組件，主要結合電子雷管的不同應用場景進行設計、開發，下游民爆企業將電子控制模塊置入電子雷管中，最終銷售并應用于各類礦山開采與大型基礎設施建設領域。在經濟上行周期，煤、鐵、銅等各類礦產品的需求相應增加，加上“雙碳”目標下新能源汽車等產業對鋰、鎳等礦產資源的需求大幅上升，將使得礦產資源開采量有所增加，相應推動電子雷管的市場需求。在經濟下行周期，國家將統籌加大交通運輸（鐵路、公路等）、能源、通信、水利等基礎設施建設，也將帶動電子雷管等民用爆炸物品行業發展。因此，礦山開采與基礎設施建設互為補充，為電子雷管等民用爆炸物品提供了較為穩定的市場需求，相應支撐了電子控制模塊與起爆控制器市場的發展。

此外，煤礦許用電子雷管預計將投入市場，成為電子控制模塊市場新的增長點。根據《“十四五”民用爆炸物品行業安全發展規劃》，要發展高穩定性、可靠性工業數碼電子雷管，適應煤礦井下等特殊場所應用的工業數碼電子雷管。由于煤礦許用電子雷管應用于存在可燃氣和煤塵爆炸危險的礦井爆破作業，對電子控制模塊技術準入條件要求較高，需要確保電路具有足夠高的安全設計。

電子控制模塊在其他領域的應用

為了使電子控制模塊滿足安全性、可靠性、規模組網、抗強干擾等要求，以發行人為代表的業內企業的技術大多朝著低功耗芯片設計技術、大規模組網技術、精準延時技術、高效通訊技術和抗干擾技術等方向發展。上述產品特征和技術方向與地質勘探、石油開采、應急管理與處置、新能源汽車安全系統等領域具備一定的共通性，可以延展應用于上述領域，具體如下：

（1）電子控制模塊在地質勘探領域的應用

地震勘探是地質勘探的重要方法，是指采用人工方法激發彈性波，利用地下介質彈性和密度的差異，通過觀測和分析人工地震產生的地震波在地下的傳播規律，推斷地下巖層的性質和形態的地球物理勘探方法。地震勘探是地球物理勘探和解決油氣勘探問題最重要、最有效的方法。地震勘探作為鉆探前勘測石油與天然氣資源的重要手段，在煤田和工程地質勘查、區域地質研究和地殼研究等方面，也得到廣泛應用。

以中石化下屬公司委托發行人進行的地震勘探電子雷管起爆組網安全技術改進及配套設施制作項目為例，一方面，目前沒有成型的電子雷管能夠滿足地震勘探精度需求；另一方面，傳統的地震勘探用遙測爆炸機連接復雜、操作程序繁多，容易出現起爆網絡檢測準備時間長，出現故障排查難度大，甚至出現早爆或拒爆等現象，不能直接應用于電子雷管起爆。因此，中石化下屬公司委托發行人開展電子雷管芯片技術改進，在滿足安全的前提下，實現電子起爆系統（主要由電子雷管和起爆控制器構成）與地勘起爆系統無縫對接，滿足地勘系統同步性要求，同時需優化操作流程來滿足野外作業的可靠性和便捷化需求。

（2）電子控制模塊在石油開采領域的應用

石油射孔是油井鉆好后試油前的一道工序，電纜輸送式套管射孔是常用的一種射孔方法。它是在套管內用電纜將射孔槍下至油井預定深度，靠射孔彈射開目的層位的套管及水泥環，構成地層至井筒的連通孔道，以便于采油、采氣等作業。

石油射孔的特點是油井較深，地下深度一般為5~6km，溫度高達150°C~180°C，作業環境復雜，對設備及部件的要求較高。目前石油射孔采用的是高溫磁電雷管單發作業，每射孔一次后均需將射孔槍提升到井口進行下次射孔彈裝配，射孔效率和可靠性較低，從而導致施工周期長、井控安全風險大。

為了提升射孔效率，一些石油企業研發了由電子雷管模塊分級射孔系統和電子雷管起爆系統組成的電纜傳輸分級選發安全射孔系統。該系統用電子控制模塊替代了傳統的射孔起爆裝置，可以通過起爆系統控制同一網絡中的特定雷管起爆，實現低壓起爆、提升安全性，起爆距離較長、滿足油井深度要求，抗干擾性強、能夠在極端環境中保證信號傳輸質量。電子控制模塊在上述領域的應用可以有效減少單井下井次數，提升電纜射孔的作業效率，保證了射孔作業的安全性與分級起爆的可靠性。

（3）電子控制模塊在應急管理與處置領域的應用

在應急管理與處置方面，電子控制模塊正在拓展應用于雪崩、地震等地質災害處理與消防滅火，具體如下：中國是一個幅員遼闊、地形地貌多樣、地質災害頻發的國家，由于地震和雪崩引起的事故屢見不鮮。以西藏派墨公路多雄拉埡口為例，每年11月至次年6月大雪封山，時有雪崩災害嚴重制約著道路通行安全。如何探測雪崩危害發生，甚至人工主動誘發雪崩提前消除潛在災害等相關技術在國外已進行幾十年的研究，國內也著手開展相關研究工作。

高層樓宇滅火一直是消防領域的難題，舉高消防車在城市復雜環境下“進不去”、“展不開”、“夠不著”，災情得不到及時有效控制。為此，研發出可以地面發射或無人機裝載的滅火彈不失是一種有效解決手段。滅火彈可內置電子控制模塊，利用電子控制模塊安全、可靠、起爆時間可控、耐沖擊等特點實現負載環境作業條件下遠距離、精準引爆，從而提升救援效率和滅火效果。

（4）電子控制模塊在新能源汽車安全系統領域的應用

2022年，我國新能源汽車銷量達688.7萬輛，連續8年居全球第一，新能源汽車新車銷量達到汽車新車總銷量的25.6%。隨著新能源汽車銷量快速攀升，新能源汽車的電源安全問題愈發受到關注。

目前，新能源汽車大都依賴鋰電池作為動力來源，鋰電池一旦發生燃燒，正極材料將會在高溫之下釋放氧氣助燃，燃燒加劇，可能引發火災或爆炸。如何在鋰電池短路初期（電流急劇增大）迅速阻斷電路回路，從而切斷鋰電池內部自反應鏈條阻止燃燒，是預防新能源車電池起火的一種有效手段。傳統的斷電保護手段為“高壓繼電器+高壓保險絲（熔斷器）”的解決方案，當電流在一定的范圍內，繼電器可正常運行，控制回路的通斷；只有在較高的故障電流下，熔斷器才開始工作，通過熔斷本體來切斷回路電流。這種方案在電流超出繼電器工作范圍但仍未達到保險絲熔斷能量時，特別是伴隨著高壓保險絲老化之后阻抗提高，熔斷響應時間變長時，足以損傷繼電器等電路元件導致高溫起火。

在此背景下，國外一些汽車安全系統企業提出“點火式斷電安全保護開關”，斷電安全保護開關在接收到外部碰撞信號或是電池管理系統BMS所監測到的故障信號同時，能在千分之一秒時間之內完成斷路作業。

電子控制模塊細分行業技術水平及特點

電子控制模塊細分行業集微電子、電子、通訊、火工品與新材料等多學科技術于一體，目前主要應用于民用爆破領域，可拓展應用于地質勘探、石油開采、應急管理與處置、新能源汽車安全系統等領域。在民用爆破領域，電子控制模塊是電子雷管的核心組件，經過多年的研發、驗證和工程應用，電子控制模塊和電子雷管相關的技術水平逐漸提升，目前，電子控制模塊的安全性、可靠性和爆破效率經過了大量工程應用驗證，電子雷管也從早期的大型礦山開采的小范圍應用，拓展到隧道掘進、高速路基開挖、樓房拆除爆破、金屬礦小斷面、煤礦爆破、地質勘探等一般爆破場合的大量應用。電子控制模塊細分行業的主要特點包括：

①涉及多種技術融合應用，技術要求高

電子控制模塊作為電子雷管的核心組件，由于電子雷管的應用環境復雜惡劣，可能面臨高溫、低溫、高壓或復雜地質環境，爆破過程會產生強烈的過載沖擊和電磁干擾，對電子控制模塊的安全性、可靠性、抗沖擊與干擾能力都有較高的要求，還要求實際應用達到預期的爆破效果。為了滿足下游應用需求，電子控制模塊的設計開發環節涉及微電子、電子、通訊、火工品和新材料等多種技術交叉融合，還需融合一定的爆破技術，技術要求高。

②監管部門與下游客戶對產品要求高，形成了較高的準入門檻

電子雷管是屬于國家嚴格管控的危爆品，主管部門對其生產、流通、銷售、使用進行全生命周期管控，其使用關乎廣大人民群眾的生命財產安全和社會公共安全。公安部頒布的《工業電子雷管信息管理通則（GA1531-2018）》，要求電子控制模塊內置身份信息和密碼，以確保能夠實現生產、流通和使用等全生命周期管控功能。為了滿足監管要求，下游電子雷管生產企業對電子控制模塊的安全性和可靠性方面要求極高，從而形成了較高的準入門檻。

③需要大量實際工程應用驗證，產品成熟周期長

由于電子雷管是一次性應用的工業產品，行業內公司進行電子控制模塊技術研發與產品開發，無法在實驗室環境下對其關鍵性能進行充分驗證，只有經過大量實際工程應用和技術累積迭代，電子控制模塊的安全性、可靠性和爆破效果才能得到驗證，產品成熟周期較長。因此，對于行業的新進入者而言，構成較高的進入門檻，較難打破領先企業的先發優勢。

④作為基礎性行業的核心組件，影響范圍較廣

民爆行業是國家基礎性行業之一，電子雷管作為民爆器材的一種產品類型，大量應用于煤礦、金屬礦等礦山開采，隧道掘進、高速路基開挖、高速路基樁等大型基礎設施建設等。電子控制模塊作為電子雷管的核心組件，其產品質量和性能會直接影響電子雷管的質量，如其安全性、可靠性、爆破效率出現問題，不僅會導致大型項目的停工停產，還可能會涉危涉爆甚至造成安全風險。

電子控制模塊細分行業發展態勢

①下游市場驅動電子控制模塊細分行業快速發展

目前，電子雷管正在快速替換傳統工業雷管，電子雷管的產量快速增長、應用場景增加。相應地，下游客戶將對電子控制模塊企業提出更高的要求，包括更大規模的產品交付能力、更為安全可靠的產品性能、能夠適用特殊爆破場景、更高的性價比等，包括發行人在內的行業內企業需持續進行研發，以提供適用更多場景、更高性能指標的產品，同時通過規模效應、技術創新、增加產品系列等方式進一步提高產品性價比。

②應用場景增加，下游應用領域拓展

在煤礦許用電子雷管及起爆控制器的安全技術要求（試行）推出后，下游部分民爆企業取得煤礦許用數碼電子雷管安全標志證書，發行人等行業內企業也相繼推出煤礦許用電子控制模塊產品，電子控制模塊應用場景拓展至煤礦爆破。以發行人為代表的行業內企業正在進行研發，將核心技術延展應用于地質勘探、石油開采、應急管理與處置、新能源汽車安全系統等領域，預計未來電子控制模塊的下游應用領域將增加。

③標準體系逐步完善，引導行業規范有序發展

2021年10月，工業和信息化部發布《工業數碼電子雷管標準體系建設方案》（試行），提出基于對電子雷管高質量發展因素的分析，構建電子雷管標準體系。之后，推出煤礦許用電子雷管及起爆控制器的安全技術要求，明確相關產品的安全技術要求，有利于電子控制模塊細分行業及下游民爆行業規范有序發展。

產業鏈關系

電子控制模塊的上游包括芯片設計、晶圓制造、封裝測試等集成電路產業鏈的企業，儲能元件、點火元件、PCB板、MOS管等電子元器件生產或銷售企業，以及貼片組裝加工企業等。電子控制模塊生產企業自主設計芯片和電子控制模塊產品后，委托晶圓制造企業、封裝測試企業加工成芯片；然后結合應用需求從電子元器件企業采購儲能元件、點火元件、PCB板、MOS管等電子元器件；之后委托貼片組裝加工企業進行加工，形成電子控制模塊產品。

在民用爆破領域，電子控制模塊是電子雷管的核心組件，電子控制模塊生產企業的直接下游為電子雷管生產企業，即民爆企業，民爆企業將電子控制模塊置入電子雷管中，最終銷售并應用于礦山開采與大型基礎設施建設等具有爆破需求的領域。電子控制模塊生產企業根據行業發展趨勢、下游民爆企業需求及終端應用需求以及應用場景特點，進行電子控制模塊的數模混合芯片開發、產品結構設計，結合應用需求選擇合適的儲能元件、點火元件等并進行定制化改進，在生產環節與委托加工供應商溝通技術要求、工藝等，以保證電子控制模塊的安全性、可靠性與爆破效率，從而確保產品性能符合下游需求。

在其他領域，電子控制模塊應用于地質勘探電子雷管、選發安全射孔系統、應急管理與處置系統、新能源汽車安全系統，并分別應用于地質勘探、石油開采、應急管理與處置、新能源汽車等終端領域。

目前行業儲能元件主要采購國外品牌AVX、基美（Kemet）。AVX主要生產無源電子元器件等IC相關元件，主要產品覆蓋電容器、鉭電容，濾波器、電阻器、電感器等元件；基美是一家電子元件制造商，主要產品包括鉭質電容、陶瓷電容、薄膜電解質等。

點火元件主要采購國外品牌威世（Vishay），威世是一家分立半導體和無源元件的全球領先的制造商和供應商，主要產品包括MOSFET、二極管和光電元件等半導體，電阻產品、電容器和電感器等無源元件。

銷售價格變動情況

審核編輯：湯梓紅