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行
业
研
究
东
兴
证
券
股
份
有
限
公
司
证
券
研
究
报
告
太赫兹永不消逝的电波
——机械行业深度报告
2016 年 05月 05日
看好/首次
机械 深度报告
投资摘要：
人类迈入太赫兹时代！还记得科幻电影里的海量数据瞬间传输吗？太赫兹技术
已经让其成为现实；还在抱怨安检排队耽误行程吗？太赫兹技术让你人物同检
一秒过关；还在担忧体检时 X光射线的辐射伤害吗？太赫兹波人体无害，让你
的健康清清楚楚。
太赫兹波是频率在 1012Hz 量级的电磁波，三大技术让太赫兹走出实验室，挺
近产业化:
太赫兹+超材料制作太赫兹源：新兴超材料可以被工业标准波长 μm的激
光所激发放射太赫兹波，这成为大规模、低成本的 THz 系统制造的先决条
件。
太赫兹+MEMS 集成太赫兹芯片：MEMS 技术可以制作性能很好的 THz 无源
器件，使 THz 发射极和接收极集成在微米级的芯片，驱动THz 无损检测工
业成熟。
太赫兹+石墨烯打造纳米级元件：太赫兹和石墨烯的相结合可以使单个电子
元件的尺寸小于 10nm时依然保持很高电导率，半导体进入碳基时代。
太赫兹颠覆你我认知，打开万亿市场！需求在哪里？
物联网百亿设备接入，遭遇带宽危机。无线通信带宽无法满足物联网需求，
无线通信的载波必将会进入太赫兹的波谱范围，支撑万亿物联网实时通信。
复合材料万吨需求，却无检测技术。THz波非常适合导电性不好的纤维复合
材料，相比于传统的工业无损检测手段，具有明显优势。
安防形式日渐严峻，独缺快检手段。THz波安检设备对人体不构成伤害，成
为未来替代 X光安检最理想的技术手段，人物同检 1秒通关。
我们推荐三条投资主线：第一，太赫兹安检设备：同方股份（600100）；第二，
太赫兹通信技术：华讯方舟（002639）；第三，太赫兹检测技术：大恒科技
（600288）、远方光电（300306）。
行业重点公司盈利预测与评级
简称
EPS(元)
PE
PB 评级
16E 17E 18E 16E 17E 18E
同方股份
7
3
4
强推
华讯方舟
2
6
1
8
强推
大恒科技
6
7
9
推荐
远方光电
2
6
6
推荐
郑闵钢
010-66554031 zhengmgdxs@
执业证书编号: S1480510120012
任天辉
010-66554037 rentianhui1989@
叶盛
010-66554022 y esheng@
细分行业 评级 动态
冷链物流 看好 上调
轨道交通 看好 维持
智能制造 看好 维持
高端装备 看好 维持
行业基本资料 占比%
股票家数 290 %
重点公司家数 - -
行业市值 亿元 %
流通市值 亿元 %
行业平均市盈率 /
市场平均市盈率 /
行业指数走势图
资料来源：东兴证券研究所
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1、《绕不开的冷链——机械行业事件点评》2016-04-08
2、《我与机器人有个约会——机械行业事件点评》
2016-04-07
3、《山东疫苗事件催化冷链行业》2016-03-25
4、《冷链设备站稳风口浪尖》2016-02-01
%
%
%
5-5 7-5 9-5 11-5 1-5 3-5
机械 沪深300
P2 东兴证券深度报告
通信行业：投资高企把握 3G投资主题
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目 录
1. 神秘的太赫兹波....................................................................................................................................................................................... 4
光子小汽车的故事 ........................................................................................................................................................................ 4
太赫兹波的特别之处 .................................................................................................................................................................... 5
太赫兹成为各国研究热点 ............................................................................................................................................................ 8
2. 三大技术催熟太赫兹产业化 .................................................................................................................................................................. 9
石墨烯+太赫兹打破摩尔定律 ...................................................................................................................................................... 9
MEMS+太赫兹打造小型传感器 ................................................................................................................................................. 11
超材料+太赫兹制造高功率发射源 ............................................................................................................................................12
3. 太赫兹打开千亿市场 ............................................................................................................................................................................14
太赫兹颠覆无线网络技术 ..........................................................................................................................................................15
复合材料工业检测需要太赫兹 ..................................................................................................................................................19
太赫兹开辟人体安检 时代 ...................................................................................................................................................21
4. 投资策略及重点关注公司 ....................................................................................................................................................................22
投资策略 ......................................................................................................................................................................................22
重点关注公司 ..............................................................................................................................................................................22
同方股份（600100）......................................................................................................................................................22
华讯方舟（000687）......................................................................................................................................................22
大恒科技（600288）......................................................................................................................................................23
远方光电（300306）......................................................................................................................................................23
表格目录
表 1：THz无损检测与其它检测技术对比 .............................................................................................................................................21
表 2：重点跟踪公司..................................................................................................................................................................................23
插图目录
图 1:光的波动性被用于通信 ...................................................................................................................................................................... 4
图 2:光的粒子性被用于成像 ...................................................................................................................................................................... 5
图 3:THz波在电磁波谱中的位臵 .............................................................................................................................................................. 6
图 4:太赫兹检测树叶中的水分 .................................................................................................................................................................. 7
图 5:太赫兹安防成像 .................................................................................................................................................................................. 7
图 6:太赫兹全球专利申请统计 .................................................................................................................................................................. 8
图 7:太赫兹技术发展历程 .......................................................................................................................................................................... 8
图 8:三大技术助力太赫兹技术成熟 .......................................................................................................................................................... 9
东兴证券深度报告
机械行业：永不消逝的电波 P3
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图 9:石墨烯芯片 ........................................................................................................................................................................................10
图 10:石墨烯 THz薄膜.............................................................................................................................................................................10
图 11:THz起偏器构造图 .......................................................................................................................................................................... 11
图 12:THz系统成像效果.......................................................................................................................................................................... 11
图 13:MEMS光刻技术 .............................................................................................................................................................................12
图 14:左手超材料 ......................................................................................................................................................................................13
图 15:超材料构造 ......................................................................................................................................................................................14
图 16:THz波下游应用..............................................................................................................................................................................14
图 17:我国物联网市场规模 ......................................................................................................................................................................15
图 18:世界人均互联网设备 ......................................................................................................................................................................16
图 19: 2010 年与 2013年美国地区移动网络每月数据流量（单位 1PB=1000万 GB） ................................................................16
图 20:三大网络技术传输速率发展历程 ..................................................................................................................................................17
图 21:THz在军事通信应用示意图..........................................................................................................................................................18
图 22:THz室内无线通信示意图..............................................................................................................................................................18
图 23: 通信载波频率与通信速率的关系 ................................................................................................................................................19
图 24:各波段在大气中的衰减特性 ..........................................................................................................................................................19
图 25:复合材料与其它材料对比 ..............................................................................................................................................................19
图 26:复合材料下游应用 ..........................................................................................................................................................................19
图 27:海洋中的风电装备 ..........................................................................................................................................................................20
图 28:全球复合材料需求量 ......................................................................................................................................................................20
图 29:复合材料在各代民用飞机中重量占比 ..........................................................................................................................................20
图 30:THz用于检测智能管材..................................................................................................................................................................20
图 31:东盟安检使用 THz..........................................................................................................................................................................22
图 32:各厂商太赫兹产品性能对比 ..........................................................................................................................................................22
P4 东兴证券深度报告
通信行业：投资高企把握 3G投资主题
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1. 神秘的太赫兹波
太赫兹波的本质是光，只不过不能被肉眼所见。光具有波粒二象性，光在传播时呈现
波动性，而在与物质作用时呈现粒子性。光传播时的波动性被我们用于通信，而光与
物质的作用被我们用于成像。
光子小汽车的故事
被用于通信的波动性：试将光子想象成在高速上行驶的汽车，假如这条高速环绕地球
一周，我们称之为“地球高速”。这辆“光子小汽车”将沿着地球转圈。转一圈需要
多少秒我们称之为“时间”。一秒转多少圈我们称之为“频率”。时间的单位是“秒”，
频率的单位是“赫兹”，两者互为倒数关系。随着“光子小汽车”速度的改变，环绕
地球的频率就将改变，频率的变化可以被我们调制成“0”和“1”，进而用来承载信
息，使得我们实现通信。显而易见，“地球高速”的路越宽，“光子小汽车”就跑的越
快。“地球高速”的路宽我们称之为“带宽”。带宽越大，传输速度越快，承载的信息
量也就越大。
图 1:光的波动性被用于通信
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
被用于成像的粒子性：“光子小汽车”行驶途中会遇到城镇。进入城镇时，就像光遇到
物质，速度降低，我们称之为“透射”。“光子小汽车”停下来并消失在车流之中，我们
称之为物质对光的“吸收”。一些车辆转向郊区，偏离原来的轨道，我们称之为“散射”。
一些汽车甚至进行“U”型转弯，沿着原路返回，我们称之为“反射”。当光子发生透射时，
其部分能量被吸收，从而能量下降，速度降低，这种衰减蕴含了被投射物质的密度信
息，进而被用于成像。
东兴证券深度报告
机械行业：永不消逝的电波 P5
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图 2:光的粒子性被用于成像
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
太赫兹波的特别之处
太赫兹(terahertz，简写为 THz)是频率单位，等于 1,000,000,000,000Hz，通常用于
表示电磁波频率。赫兹波是指频率在 到 10THz 范围的电磁波，波长大概在
3μm到 3mm范围。从频率上看，赫兹波在介于微波与红外线之间；从能量上看，赫
兹波在电子和光子之间。在电磁频谱上，太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经非常
成熟，但是太赫兹技术基本上还是一个空白，其原因是在此频段上，既不完全适合用
光学理论来处理，也不完全适合微波的理论来研究，THz波所处的位臵正好处于宏观
经典理论向围观量子理论的过渡区：
THz波的长波段与亚毫米波相重合，发展主要依靠电子学技术。
THz波的短波段与红外线相重合，发展主要依靠光子学技术。
P6 东兴证券深度报告
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图 3:THz 波在电磁波谱中的位置
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
2004 年，美国政府将 THz科技评为"改变未来世界的十大技术"之四，而日本于 2005
年 1月 8 日更是将 THz技术列为"国家支柱十大重点战略目标"之首，举全国之力进行
研发。另外，美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、机构、企业、大
学和研究机构纷纷投入到 THz 的研发热潮之中。THz 研究领域的开拓者之一，美国
著名学者张希成博士称:"Next ray，T-Ray !"。THz波的一些特点决定了它在许多基础
研究领域有着相当重要的应用前景。
瞬态性：THz 脉冲的典型脉宽在皮秒量级，可以很好地满足时间分辨的研究条件，
并且能够有效抑制背景辐射噪声干扰。很多物理和化学过程，如能量传递和荧光寿
命以及电子在水中溶剂化等，仅需 10-8秒就能完成，只有在皮秒脉冲实现后才有可
能及时地观察这些极快的过程。
宽带性：THz 脉冲通常包括若干个周期的电磁震荡，单个脉冲的频带可以覆盖从
GHz至几十 THz的范围，便于在大的光谱范围内对物质性质进行分析。例如，大
多数的爆炸性物质在 THz 波段具有特征谱；许多超导材料、薄膜材料、半导体材
料的声子振动能级也落在 THz波段范围。
稳定性：THz时域光谱系统对黑体辐射不敏感，在小于3THz范围内信噪比高达104：
1，远远高于傅里叶变换红外光谱技术，而且其稳定性也更好。许多材料大分子振
动光谱在THz波段存在很多特征吸收峰，因此THz时域光谱技术是探测材料在THz
波段信息的一种有效的手段。
相干性：THz相干性由非线性光学差频变换产生，因此 THz技术可以作为 X 射线
的非电离和相干的互补辐射源，用于机场、车站等地点的安全监测。极性物质特别
是水对 THz电磁辐射的吸收比较强，在 THz成像技术中，利用这一特性分辨生物
东兴证券深度报告
机械行业：永不消逝的电波 P7
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组织的不同状态，比如动物组织中脂肪和肌肉的分布、诊断人体烧伤部位的损伤程
度、植物叶片组织的水分含量分布等。
穿透性：THz波能以很小的衰减穿透如纸张、布料、塑料等物质，THz波甚至还可
以穿透墙壁，它所得到的探测图像的分辨率和景深都有明显的增加。因此在对包装
完全的物品进行质量监测方面以及安全检查等方面，THz技术的应用前景十分广阔。
低能性：THz 光子的能量只有 10-3eV，与 X 射线相比，不会因为电离而破坏被检
测物质，因此 THz波适合对生物组织进行活体检查，例如利用 THz时域光谱技术
研究酶的特性，进行 DNA 鉴别，替代 X射线进行人体检查等，适合生物大分子与
活性物质结构的研究。
图 4:太赫兹检测树叶中的水分 图 5:太赫兹安防成像
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所 资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
P8 东兴证券深度报告
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太赫兹成为各国研究热点
从全球角度来看，太赫兹技术专利申请主要集中在材料检测（G01N21/35、
G01N21/17）、太赫兹光谱测定的方法和装臵（G01J5/02、G01J3/42）、固态激光产
生太赫兹源（H01S1/02、H01S3/10、G02F1/35）等技术，涵盖了太赫兹源、探测、
应用三个领域的技术创新，其中材料检测技术研究热度最高，相关技术已经十分成熟。
图 6:太赫兹全球专利申请统计
资料来源：知网，东兴证券研究所
从技术成熟度来看，今年复合材料的工业检测有望率先迎来产业化拐点，随之而来的
是太赫兹安检设备，最终太赫兹通信技术将支撑起整个物联网的架构，成为车联网、
VR 设备、智能城市的网络载体。
图 7:太赫兹技术发展历程
资料来源：知网，东兴证券研究所
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2. 三大技术催熟太赫兹产业化
太赫兹技术可以分为三个层面，即：太赫兹发射源、太赫兹探测、太赫兹元件。随着
石墨烯技术、超材料技术、MEMS 技术的不断成熟，太赫兹技术已经从实验室走向
市场，产业化条件已经十分成熟。
图 8:三大技术助力太赫兹技术成熟
资料来源：知网，东兴证券研究所
石墨烯+太赫兹打破摩尔定律
石墨烯与太赫兹科学有着内在的必然联系。太赫兹和石墨烯的相结合可以使单个电子
元件的尺寸小于 10nm，将来可能会用石墨烯来制作整个电子线路,包括电极、导电沟
道和量子点，进而打破摩尔定律终结的预言：
石墨烯内部的等离子体震荡频率就是在太赫兹波段。在 6 月 21 日《自然》杂志上，
美国加州大学圣地亚哥分校的科学家沿石墨烯表面激发出电子波，并可以控制这些
被称为等离子体振子的振荡波的长度和高度，就像光能够通过光纤携带复杂的信号
一样，等离子体振子也能被用于传输信息，然而光的波长就有数百纳米，因此不可
能将光限制在纳米级别内。石墨烯使得在无法使用光的紧密空间内，利用等离子体
振子进行信息处理成为可能。
太赫兹可激发石墨烯中被束缚电子成为自由电子，从而使得利用石墨烯制造半导体
P10 东兴证券深度报告
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成为可能。双原子层石墨烯或者外延生长的石墨烯禁带宽度可以设计为 0~，
正好覆盖太赫兹频段。这使得石墨烯可以像半导体硅器件一样工作。当分立器件的
尺寸到达 10nm的时候，硅工艺就会遇到瓶颈。另一方面，当石墨烯缩小到只有几
个苯环尺寸大小的时候，仍然可以保持很高的电导率，而硅和金属无法做到这一点。
2013 年，7 月 6 日，美国麻省理工学院(MIT)的研究人员们透过在两层铁电材料间
夹进高迁移率的石墨烯薄膜，从而实现可直接在光信号上操作的太赫兹级频率芯片。
图 9:石墨烯芯片 图 10:石墨烯 THz 薄膜
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所 资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
通过调节石墨烯中的能级与载流子浓度，载流子浓度的升降会造成石墨烯结构的电阻
率的变化，从而可以进一步用于太赫兹波的调控。石墨烯的这种独特性质使其可以被
用在其他太赫兹器件方面，2012 年意大利 等人制作了石墨烯太赫兹探测
器，并应用于太赫兹成像：
太赫兹调制器和滤波器：在外场作用下，石墨烯表现出较高的电致电阻和磁致电阻,
可以用来改变太赫兹光在石墨烯器件中透射率或反射率, 从而实现太赫兹调制器，
滤波器的频率范围也可调，因此可以制作石墨烯太赫兹滤波器。
太赫兹波导：石墨烯优良的导电率和二维平面性质使其成为太赫兹波导材料的自然
选择。
太赫兹起偏器：石墨烯可以很容易地长在硅片或碳化硅衬底上。窄带的石墨烯阵列
对太赫兹光具有各向异性的透射率，从而可以作为太赫兹起偏器使用。
太赫兹分光器：多层石墨烯可以用作太赫兹光的分光器，而且其透射光与分射光的
比例可以通过石墨烯的层数及外加电场的大小进行调节，使得连续可调的太赫兹分
光器成为可能。
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机械行业：永不消逝的电波 P11
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图 11:THz 起偏器构造图 图 12:THz 系统成像效果
资料来源：知网，东兴证券研究所 资料来源：知网，东兴证券研究所
MEMS+太赫兹打造小型传感器
根据麦克斯韦方程组的解，波长越短，相关的射频器件( 波导、 滤波器、 天线等) 尺
寸规格越小。并且由于趋肤效应和相关的射频损耗对器件的内部表面粗糙度提出了很
苛刻的要求。采用目前的传统加工制造工艺很难实现：
一种加工方法是基于铣磨抛的传统机械加工工艺，很难加工如此小的紧密器件，加
工误差较大;
另一种方法是微电子和超大规模集成电路制造技术，但很难制造尺度为几百微米的
三维结构。
微波器件进入 THz 频段，器件的尺寸缩小、 加工精度要求提高。传统的加工手段加
工此类“鸡肋” 器件将变得非常困难，成本大幅度提高。对于一些复杂的三维 THz 器
件，是几乎不能完成的，新的 THz 频段准光学器件和波导器件的发展已经受到严重
制约。基于硅基的微加工技术的出现，为 THz 器件的设计和加工带来的曙光。微机
电系统(MEMS)技术是以微电子技术为基础而兴起发展的，以硅、砷化镓、蓝宝石等
为衬底材料，将常规集成电路工艺和微机械加工工艺相结合，全面继承了氧化、 光
刻、 扩散、 薄膜、 外延等微电技术，还发展了平面微机械技术、 体硅腐蚀技术、
固相键合技术、 LIGA( 德语 lithographie， galvanoformung， abformung)技术等，
应用这些技术手段制造出层与层之间有很大差别的三维微结构，包括膜片、 悬臂梁、
凹槽、 孔隙和锥体等，即微机械结构。这些技术在 THz领域的应用可以分为三类：
尺度缩小效应的三维组件制造技术。
通过去除关键电磁组件周围的部分或全部电介质减少平面集成电路衬底模式损耗
的技术。
集成可调谐微机械组件技术。
P12 东兴证券深度报告
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MEMS 技术为 THz 器件的加工提供了一种非常有效的手段。无论是几何结构还是加
工质量都能很好地满足设计要求。采用表面微机械， DRIE， LIGA 和 SU—8 等单
一或者组合技术，可以获得性能很好的 THz 无源器件。波导、 滤波器、 传输线、
光子晶体等大量 THz 器件采用 MEMS。
图 13:MEMS 光刻技术
资料来源：知网，东兴证券研究所
超材料+太赫兹制造高功率发射源
前苏联科学家 Veselag 在麦克斯韦方程的基础上，研究出当介电常数与磁导率同时为
正，那么电场、磁场和波矢呈右手螺旋定则；当介电常数与磁导率同时为负，此时电
场、磁场和波矢呈左手螺旋定则，这就是左手材料也就是超材料的产生。2003 年，
超材料被美国 Science 杂志列为当年的“十大科学进展”。在过去的几年中，超材料
已广泛应用于雷达天线、微波滤波器和衍射镜头等各种设备中。
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图 14:左手超材料
资料来源：知网，东兴证券研究所
THz既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合微波的理论来研究，这使得 THz
光源技术的发展和应用十分困难。近年来快速发展的量子级联激光技术和超快光电导
开关技术的快速发展，将通信频率上限从 GHz提升到 THz。传统产生 THz波的技术
是使用飞秒激光激发无机晶体，然而这种方法产生的 THz波强度很弱，难以被检测。
并且只能在很窄的带宽范围内产生 THz波，限制了 THz波的实际应用。
美国艾奥瓦州立大学的阿姆斯实验室与德国卡尔斯鲁厄理工大学共同发现：当一种二
维纳米尺度金制超材料谐振器被近红外飞秒激光照射的时候，一束很强的宽带太赫兹
电磁波被发射出来。这种超材料技术为 THz大规模工业化应用奠定了基础：
超材料可以被波长为 μm的激光所激发。在光通信领域中，这是一种标准波长，
这也是为什么市场上有那么多廉价但高质量的光学组件和激光器的原因，这成为大
规模、低成本的 THz系统制造的先决条件。
超材料激发出的 THz 带宽高达 4THz。THz 的工业应用要求要求其有较宽的带宽，
传统的无机晶体光源释放的 THz 波带宽上限只有 1THz，超材料使得 THz 可以被
广泛应用于工业检测。
超材料的厚度只有 40 纳米。便携式的 THz检测装臵是 THz产业化的必要条件，超
材料从厚度到直径都在纳米级别，辅以近年来快速发展的 MEMS 工艺，使得 THz
发射极和接收机集成到一张小小的芯片上成为可能。
P14 东兴证券深度报告
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图 15:超材料构造
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
3. 太赫兹打开千亿市场
根据最新市场研究报告统计，全球太赫兹系统技术市场份额在 2008 年将达到 亿
美元，10 年后将增加到 亿美元，年增长率约 %。太赫兹由于具备诸多优越
特性，其下游应用及其广泛，随着太赫兹技术不断向小型化和规模化发展，太赫兹产
品将渗透到各行各业。我们判断太赫兹技术将率先在工业检测、安检设备、无线通信
领域崭露头角。
图 16:THz 波下游应用
资料来源：知网，东兴证券研究所
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太赫兹颠覆无线网络技术
美国研究机构 Forrester 预测，到 2020 年，全球范围内“物物相联”的业务量将是“人
与人通信”业务量的 30 倍，全球物联网市场规模将增长至 万亿美元，将成为下
一个万亿级产业。中国 IDC 市场规模 2015 年达到 亿元，并维持 30%以上增速，
至 2017 年将超过 900 亿元。
图 17:我国物联网市场规模
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
2010 年，随着智能手机和平板电脑的迅猛发展，接入互联网的设备数量达到了 125
亿部，地球人口共有 68 亿，接入互联网的设备达到了平均每人 台。Cisco IBSG
咨询公司保守预计：到 2015 年，接入互联网的设备将有 250 亿部，到 2020 年，这
一数字将达到 500 亿部，届时网络中设备产生的数据流量可能会提高 1000 倍。加利
福尼亚圣迪亚戈大学的全球信息产业中心（GIIC）研究结论认为物联网带来的网络带
宽问题的严重性还未得到完全重视，目前基本的网络基础设施提供的传输能力还能应
对数据爆发性的增长，但是无线网络的承载能力还达不到这个标准。
P16 东兴证券深度报告
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图 18:世界人均互联网设备
资料来源： IBSG，东兴证券研究所
当今用户在通信、教育与娱乐等领域大量需求的多媒体资源造成了移动网络中数据流
量大大增加，全息成像、增强现实、虚拟现实、车联网、高清网络电视、高质量视频
会议等新技术应用都需要极高的带宽支持。目前有线网络技术例如光纤通信暂时可以
满足这些应用的带宽需求，但是“万物互联互通”如果变成“万物互相缠绕”显然是件荒
唐的事。不断增长的无线网络的需求等于对带宽和数据传输和通信载波频率的需求，
我们现在极度需要以无线网络基础设施建设与新网络技术来追赶网络通信需求的高
速增长。
图 19: 2010 年与 2013 年美国地区移动网络每月数据流量（单位 1PB=1000 万 GB）
资料来源：国脉物联网，东兴证券研究所
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北电网络有限公司（Nortel）首席技术官和网络事业部副总裁 Phil Edholm早在 2004
年提出“EDHOLM’S LAW OF BANDWIDTH”：三大网络技术，蜂窝移动数据
（Wireless）、WI-FI(Nomadic)、以太网（Wireline）的传输速率沿着相似的指数曲线
增长。以三者传输速度的对数为纵轴，时间轴为横轴划出三条直线，可以看到：2020
年左右无线传输速度将追赶上有线传输速度。人眼每秒处理像素的帧数是有上限的，
当无线网络技术达到人眼处理信息频率的上限时，有线网络技术最终将被无线技术淘
汰。
图 20:三大网络技术传输速率发展历程
资料来源：EDHOLM’S LAW OF BANDWIDTH，东兴证券研究所
从 1984 年无线遥感的 1kb/s到 2009 年本地局域网的 100Mb/s，25 年间无线短距离
通信的带宽每 18 个月就翻一倍。按照这样的趋势预测，在 2020 年左右会出现对 15
Gb/s 无线传输速率的需求。2012 年日本东京工业大学预测利用太赫兹通信技术进行
无线数据传输的速度，理论上可以高达 100 Gb/s，比当前的超宽带技术快几百甚至
上千倍，THz通信传输的容量大，太赫兹的频段比现有微波通信要高出 3～4 个数量
级，这也就意味着它可以承载更大的信息量，轻松解决目前战场信息传输受制于带宽
的问题，德国的研究人员预测在2017-2023年间，太赫兹通信技术将取代Wi-Fi技术。
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图 21:THz 在军事通信应用示意图 图 22:THz 室内无线通信示意图
资料来源：Koch，东兴证券研究所 资料来源：Koch，东兴证券研究所
尽管从通信距离来看，与微波通信相比较短，但却要远远优于 Wi-Fi 和 4G，恰好能
够满足物联网之间的信息传输，无需建立信息中转基站。在无线通信的各种技术中，
随着通信载波频率的增加，通信速率也不断地增加着。因而，要实现未来通信所需的
10Gb/s-100Gb/s 的通信速率，通信载波频段必然要采用 100GHz-500GHz 的 THz
频段。与此同时，从各个波段的大气衰减特性可以看出，35GHz位于 Ka 频段，目前
已经广泛用于地面和卫星通信领域，不适合用于未来的高速通信；90GHz 频段带宽
很大，但是夹杂在其间的94~为军用频段，使得其频段很难使用；故140GHz、
220GHz和 340GHz有望作为未来高速通信的频率窗口。由于太赫兹频段属于空白频
段，还没有分配执照，可以提供高服务质量宽带多媒体无线业务。太赫兹在通信领域
才刚刚起步，对于我国而言，发展太赫兹通信，可以抢占 300GHZ以上的带宽空白，
意义非凡。因此我们判断，随着对通信速率的需求的不断增长，现有的微波无线通信
将无法满足人们的需求，无线通信的载波必将会进入太赫兹的波谱范围。
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图 23: 通信载波频率与通信速率的关系 图 24:各波段在大气中的衰减特性
资料来源：知网，东兴证券研究所 资料来源：知网，东兴证券研究所
复合材料工业检测需要太赫兹
复合材料具有质轻、比强度和比模量高、耐腐蚀等特点，它在航天、航空、太阳能、
高温热处理、汽车医疗、运动器械等方面有着广泛的用途，成为近年来最受注目的新
型材料。
图 25:复合材料与其它材料对比 图 26:复合材料下游应用
资料来源：Hexcel，东兴证券研究所 资料来源：Hexcel，东兴证券研究所
世界碳纤维市场需求将由 2012 年的 万 t 左右发展到 2020 年的约 14 万 t，其中增
长最快的是产业用途，预计 2020 年比 2012 年将增长 4 倍以上，即 11 万 t 以上。新
一代飞机、大型风电叶片、土木建筑材料、高压容器、海洋工程和电子产业等是新市
场的主力军，而 2015 年后汽车及轨道交通等将逐步成长为大型市场。其中风能行业
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的需求(按重量计)将由 2011 年的 10440 吨增加至 2020 年的 54270 吨，航空/国防领
域的需求预计由 2011 年的 7694吨增至 2020 年的 18462吨。
图 27:海洋中的风电装备 图 28:全球复合材料需求量
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所 资料来源：知网，东兴证券研究所
2016年 4 月 25 至 29 日在德国汉诺威工业博览会上，德国弗劳恩霍夫协会的研究人
员展出一种非常紧凑、简单的传感器探头，其成本也因此变得更低，装臵操作也变得
更加容易。他们设计的第一种传感器探头原型已经被用于在塑料管的生产线上检测管
壁的厚度，此外，这种装臵还非常适用于分析用于飞机上的纤维复合材料涂层的检测，
A-350XWB 最新民航客机中由 Hexcel 提供的用于一次结构材料的碳纤维预浸料已超过
50%。这种宽体双引擎发动机飞机，每架所采用的复合材料价值高达 400万美元。
图 29:复合材料在各代民用飞机中重量占比 图 30:THz 用于检测智能管材
资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所 资料来源：网络公开资料，东兴证券研究所
随着复合材料在汽车、航空、航天以及能源等领域内的应用越来越广泛，人们迫切的
需要一种可靠的检测方法，复合材料成本高昂，检测在生产过程非常重要。THz波非
常适合导电性不好的纤维复合材料，相比于传统的工业无损检测手段，具有明显优势：
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目前德国制造的太赫兹传感器已经用于检测复合管材，管壁太薄，塑料管就会变得
非常不稳定；管壁太厚，无疑会浪费许多宝贵的原材料。现在塑料管生产线上一般
都是采用超声检测体系。但超声检测通常需要用到水等耦合剂来起到超声传感器探
头和塑料管材之间的耦合介质作用，接近 250℃的塑料管材必须通过水箱，才能完
成检测。此外，超声检测技术并不能有效检测由不同材料层构成的所谓的智能管材。
这种新型太赫兹传感器探头的另一个应用是验证纤维增强复合材料上的油漆以及
涂料等。涡流检测技术对一些金属基材料进行检测，例如在汽车行业中对金属薄片
进行检测，但是涡流检测技术并不适用于导电性不好的纤维复合材料。
表 1：THz 无损检测与其它检测技术对比
无损检测方法 适用材料 灵敏度 是否对人体有害 探测速度 易用性 成本
太赫兹探伤 非极性物质 高 否 中等 正在普及 昂贵但在下降
磁粉探伤 金属材料 高 否 快 操作简便 中等
荧光探伤 金属材料 中等 是 中等 操作简便 中等
着色探伤 任何材料 低 否 慢 操作简便 中等
涡流探伤 金属材料 中等 否 慢 操作简便 中等
射线探伤 任何材料 高 是 中等 设备笨重 昂贵但在下降
超声波探伤 任何材料 高 否 快 操作复杂 中等
资料来源：网络公开资料整理，东兴证券研究所
太赫兹开辟人体安检 时代
国内市场的安检设备主要包括 X 光机行李安检仪、金属安检门、手持式金属扫描仪、
液体探测仪和炸药探测仪。目前安检程序采取人物分检，整个安检过程耗时长效率低、
造成安检通道拥堵，给人带来不愉快的体验。从技术角度上来说，因为 X 光机只能用于
行李检查，严禁用于人体安检，用于人体安检的设备只能对人身上藏匿的金属物品作出响
应，对种类更多的非金属违禁品，如炸药、腐蚀性液体、陶瓷刀具等的探测则无能为力，
所以目前的设备在对人体的安检上存在着很大漏洞。因此现有安检、安防设备手段已无
法满足反恐维稳新需求，采用并推广能够高效、准确探测各类隐匿违禁品的新型安检
安防设备已经势在必行。太赫兹成像安检不需要人脱除衣物，也不会和人发生物理接触，
并且对金属和非金属物质，包括液体、 胶体、粉末、塑料、陶瓷等都能够检测，同时对
人体不构成伤害，成为未来安检最理想的技术手段。
国家公安部在今年召开的全国公安机关紧急会议上要求： “要在每列地铁列车、每辆
公交车上推广安装安检安防新技术、新产品，提高识别违禁物品等基本技能，强化违
禁物品查控措施”。国内大中城市的机场、火车站等都配备人体安检设备，市场规模
可达数百亿元。我国首部强制性邮政行业标准《邮政业安全生产设备配臵规范》于 9
月 1 日起施行，业内人士表示，2016 年后所有快递企业必须按规定配备和使用 X光
安检机。一方面安检机使用范围进一步扩大，人体安检设备被运用到地铁、 汽车站、
政府大楼、海关、监狱等其他场所，另一方面 THz安检机替代已配备的 X光安检机。
随着 THz 技术产业化条件的成熟，千亿级“人体安检 ”市场已被打开。
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图 31:东盟安检使用 THz 图 32:各厂商太赫兹产品性能对比
资料来源：网络，东兴证券研究所 资料来源：知网，东兴证券研究所
4. 投资策略及重点关注公司
投资策略
从下游应用角度入手，按照三条投资主线推荐投资标的：
第一，太赫兹安检设备。同方股份（600100）子公司同方威视作为全球大型集装箱
安检领域的领军企业，同方威视的产品已经销往全世界六十多个国家，市场占有率超
过 60％，连续几年保持全球第一，其安检设备已经扩展到海关、航空、铁路、大型
公用场合等领域，其收入每年也保持 40％以上的增长速度。
第二，太赫兹通信技术。华讯方舟（002639）从微波到毫米波到太赫兹，沿着这一
通讯技术路线发展，目前已处于世界领先位臵。人民网 4 月 26 日报道，华讯方舟创
始人吴光胜接受媒体采访时称，已成功做出世界第一块石墨烯太赫兹芯片。
第三，太赫兹检测技术。大恒科技（600288）在光机电一体化和半导体器件研发上
始终走在前列，公司的机器视觉产品已经成熟应用与工业检测，目前公司太赫兹成像
产品已经小批量供货。远方光电（300306）是国内光电检测设备龙头企业之一，在
检测技术上有着身后的技术沉淀，公司目前已加大投入研发太赫兹产品。
重点关注公司
同方股份（600100）
公司基于纳米材料的太赫兹人物同检技术研究被列为省市重大科技项目。控股子公司
同方威视技术股份有限公司曾与清华大学共同申请了“一种利用太赫兹时域光谱快速
检测植物油纯度的方法及设备”专利权。
盈利预测与评级。预计公司 2015、2016 和 2017 年 EPS 为 、 和 ，对
应 PE 为 、 和 倍，给予“强烈推荐”评级。
华讯方舟（000687）
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太赫兹通信技术是公司向新技术领域拓展的一个重点方向。华讯方舟已成功做出世界
第一块石墨烯太赫兹芯片，与德国弗劳恩霍夫协会在汉诺威工业展上展出的太赫兹传
感器技术站在同一起跑线上，技术领先优势十分明显。
盈利预测与评级。预计公司 2015、2016 和 2017 年 EPS 为 、 和 ，对
应 PE 为 、 和 倍，给予“强烈推荐”评级。
大恒科技（600288）
母公司下属事业部“光电研究所”本年度销售收入较 2014 年增长 %，增长主要来
自“飞秒激光器”及“太赫兹光谱仪”形成了小批量销售，走在太赫兹技术产业化的前列，具
备较好的技术储备，随着太赫兹前沿技术的不断突破，太赫兹产品有望为公司带来丰厚收
入。
盈利预测与评级。预计公司 2015、2016 和 2017 年 EPS 为 、 和 ，对
应 PE 为 、 和 倍，给予“推荐”评级。
远方光电（300306）
公司与中国工程院李同保院士、中国计量学院联合建立了远方光电院士工作站，并将
开展“太赫兹光谱仪及相关检测技术研究”和“紫外-可见-近红外绝对光谱灵敏度校
准系统及技术研究”等科学研究项目。2015 年研发投入 2398 万元，研发支出占营
业收入的比重为 13%，在研的太赫兹产品有望投入市场。
盈利预测与评级。预计公司 2015、2016 和 2017 年 EPS 为 、 和 ，对
应 PE 为 、 和 倍，给予“推荐”评级。
表 2：重点跟踪公司
简称 EPS(元)
PE
PB 评级
16E 17E 18E 16E 17E 18E
同方股份 强推
华讯方舟 强推
大恒科技 推荐
远方光电 推荐
资料来源：东兴证券研究所 公司财报
