原子鐘是現代量子力學和電子學相結合的產物，它利用原子不同能級之間躍遷所發射或吸收的電磁波頻率作為標準，具有高準確和高穩定的特點。在原子鐘誕生前，人類以地球的自轉或公轉周期作為時間單位（天文時）。

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

    目前，我國正在建設和完善以衛星導航系統授時為主導，以無線、網絡等授時手段相輔助的國家時間頻率體系，時頻體系的建設包含守時、授時、用時、計量校準與監測等內容。這對時頻核心器部件以及時間同步板卡、模塊、設備和系統的需求巨大，將會帶動整個時間頻率行業的快速發展。

2011-2017年中國時間頻率行業市場規模情況

資料來源：智研咨詢整理

2011-2017年中國原子鐘行業產量情況

資料來源：智研咨詢整理

2011-2017年中國原子鐘行業需求情況

資料來源：智研咨詢整理

    智研咨詢發布的《2019-2025年中國芯片原子鐘行業市場運營態勢及發展前景預測報告》顯示芯片原子鐘具有體積小、功耗低、成本低的突出優點,可應用于北斗衛星導航接收機、水下導航、武器系統數據鏈、時頻體系節點等,是最具有工程應用前景的原子鐘。

    利用量子干涉原理提供的高度精準時間標準，研制原子頻標芯片，用于微小衛星及便攜式通信導航設備，提供高精度小型化頻率標準，提高導航精度，縮短通信網絡同步時間。

    實現芯片級原子鐘的基本原理是相干布局囚禁技術。把兩束相干的激光激勵堿金屬蒸汽腔中的原子，當兩束激光的頻率差值與該堿金屬基態的超精細能級共振時，即差值等于超精細能級之間的間隔，且滿足共振條件，則將呈現電磁又到透明現象，此信號與激光頻率相對于能級間隔的匹配量有關，利用電磁誘導透明信號經處理后作為誤差信號可以鎖定本振信號，從而實現原子鐘系統。

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

    1、衛星導航領域

    相對于晶振時標，芯片原子鐘的老化速度更慢，可以有效的減少碼搜索時間，從而減少導航接受機的等待時間，并且實現短碼的直接捕獲。接收機中改良了的時頻系統還可以有效的提高抗干擾能力，降低定位所需衛星數。而且由于其體積小，功耗小，容易實現屏蔽和恒溫，作為星載原子鐘使用，更是擁有著與生俱來的優勢。而且隨著工程技術的發展，芯片原子鐘的頻率穩定度得到進一步的提高，芯片原子鐘將對導航系統產生更加深遠的影響。

    2、網絡系統、傳感器

    在網絡系統的運行管理中，定時和時刻統一是不可或缺的部分。與傳統途徑相比，芯片原子鐘的應用可以提供更加堅固耐用和更大帶寬的設備。更進一步，準確的時間標記可以大大增強分布式傳感器的本地數據處理能力。

    3、電子戰防護

    高能量密度的電磁干擾增加了射頻通信系統、衛星導航系統之間產生同址干擾的頻率。時間一致性裝備，將使系統的使用調配有序，可以有效的避免干擾。

    4、水下系統

    水下環境使得用戶無法依賴衛星導航系統獲得精確時間信息，芯片原子鐘時頻信號穩定度方面的提高，尤其是優異的平穩性能，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、水下導航、航道修理等方面獲益。