一、行业相关定义及产业链图解
根据观研报告网发布的《中国实验室分析仪器行业发展深度分析与投资前景研究报告(2025-2032年)》显示,实验室分析仪器是指用于定性或定量检测物质成分、结构、含量等特性的专用设备,其核心功能是通过物理、化学或生物方法对样品进行高精度分析。实验室分析仪器产业链呈现清晰的上下游协同格局。具体来看,实验分析仪器上游以原材料及核心部件供应为核心,涵盖结构件、电子元器件(芯片、板卡等)、功能部件(光学镜片、传感器等),其技术精度与稳定性直接决定仪器性能基础;中游为产业链核心环节,聚焦仪器研发制造,细分品类包括光谱仪、色谱仪、电子光学仪器、环境分析设备等,技术壁垒较高且需高度集成能力;下游应用场景多元,覆盖食品检测、制药研发、环境监测、科研教育等关键领域,终端客户(政府机构、第三方检测、科研院所等)需求差异化显著,对产品定制化、品牌信赖度及使用粘性提出更高要求。
资料来源:公开资料,观研天下整理
二、R&D经费不断增长,助力我国实验分析仪器行业持续扩容
近年来我国科技经费投入保持增长态势。数据显示,2024年我国R&D(研究与试验发展)经费投入总量为3.613万亿元,同比增长8.3%,实现稳定增长,投入总量稳居世界第二位。
数据来源:国家统计局,观研天下整理
与此同时,2024年,我国R&D经费投入强度(R&D经费与GDP之比)达到2.68%,比上年提高0.10个百分点,略高于“十三五”以来年均提升幅度,保持稳步提升态势。从国际比较看,我国R&D经费投入强度在世界主要国家中排名第12位,超过欧盟国家平均水平(2.11%),并进一步接近OECD(经济合作与发展组织)国家平均水平(2.73%)。
数据来源:国家统计局,观研天下整理
此外,基础研究是提升原始创新能力的动力源,是科技创新的总机关。值得关注的是,近年我国基础研究经费投入呈现较快增长。根据数据显示,2024年我国基础研究经费2497亿元,增长10.5%,占R&D经费比重6.91%,较上年提升0.14个百分点。
随着我国R&D(研究与试验发展)经费不断增长,投入强度和基础研究占比的持续提升,科研机构与企业实验室对质谱仪、色谱仪等设备采购需求不断上升,直接推动实验分析仪器市场规模扩容。例如,2024年我国重大科研仪器研制项目资助金额达8.37亿元。
三、实验室分析仪器种类繁多,光谱仪、质谱仪、色谱仪是目前市场三种主流产品
实验分析仪器种类繁多,包括色谱仪、质谱仪、光谱仪、波谱仪、能谱仪、电化学分析仪、热学分析仪等。其中光谱仪、质谱仪、色谱仪是目前实验分析仪器市场中三种主流的分析仪器,各具优劣。例如光谱仪与质谱仪均能进行物质结构与成分的定性分析,前者的优势在于操作便捷、检测速度快、无需破坏样品、价格相对较低,但整体而言精度与可靠性不及后者。不过,为了能够最大限度的发挥每种分析仪器的最大优势,可将两种或三种仪器进行联用来分析样品。
光谱仪、质谱仪、色谱仪工作原理及优缺点对比
仪器名称 | 核心功能 | 工作原理 | 优点 | 缺点 |
光谱仪 | 定性 | 利用测量光谱线的波长和强度的方法来测定物质中化学元素 | 分析速度较快;操作简便;不需纯样品;可同时测定多种元素或化合物;选择性好;灵敏度高;样品损坏少 | 定量能力差;建模成本高;存在曲线非线性问题。 |
质谱仪 | 定性、定量 | 利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同,按离子质荷比(m/z)对被测样品进行定性和定量分析的方法 | 特异性高;灵敏度高;单次分析速度快;对复杂生物基质分析的高耐受性 | 仪器较为昂贵;对操作人员要求较高 |
色谱仪 | 定量 | 利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果 | 分离效率高;灵敏度较高;分析速度快;价格便宜 | 难以对被分离组分进行定性分析 |
资料来源:公开资料,观研天下整理
四、国产化率正持续上升但仍较低,未来我国实验室分析仪器仍具有广阔的替代空间
科学仪器是国家战略核心科技力量,是一个国家科技创新能力及综合国力的体现。作为科技创新的必要基础和重要成果,科学仪器的“高端化”、“国产化”与“自主可控”,已经成为我国科技行业发展的原动力,也是行业未来的必然方向。而实验分析仪器作为科学仪器重要组成部分,其发展也备受关注。
当下我国实验室分析仪器国产化进程正在不断推进,国产化率持续上升。根据中国仪器仪表学会分析仪器分会追踪统计数据,2011-2023年国产分析仪器在我国市场的份额从32.2%稳步上升至44.6%(销售额)。具体到个别机种,以质谱仪为例,2015-2023年国产质谱仪在我国的市场占有率从1.5增长至2023年的11.2%%左右(销售额)。
另外从进口数据来看,2020-2024年我国9027(理化分析仪器及装置;测量或检验粘性、多孔性、膨胀性、表面张力及类似性能的仪器及装置;测量或检验热量、声量或光量的仪器及装置;检镜切片机)税号商品的整体进口金额分别为 696亿元、662亿元、707亿元、690亿元、570 亿元,在2024 年出现了较为明显的降幅。这一数据也表明,当前我国国产实验室分析仪器正在逐步崛起。
数据来源:公开数据,观研天下整理
据分析,国产分析仪器在国内市场份额增长的关键因素包括:
首先,政策引导起到了积极作用,部分政策鼓励优先购买国产仪器。新近的有利信号是,2024年12月5日,财政部发布了《关于政府采购领域本国产品标准及实施政策有关事项的通知(征求意见稿)》,明确了“本国产品”的定义,这将更有利于“国产分析仪器”(即在中国境内从原材料、组件到最终产品实现属性改变的产品,不包括仅贴牌或简单包装的产品)在国内市场的销售。
近年实验分析仪器相关政策梳理(部分)
时间 | 部分 | 政策文件 | 主要内容 |
2018年 | 国家统计局 | 《战略性新兴产业分类(2018)》 | 将“实验分析仪器制造”列入“高端装备制造业”行业大类。 |
2019年 | 国家发改委 | 《产业结构调整指导目录(2019年版) | 将“药品、食品、生化检验用高端质谱仪、色谱仪、光谱仪、X射线仪、核磁共振波谱仪、自动生化检测系统及自动取样系统和样品处理系统”列为鼓励类行业。 |
2020年 | 科技部、国家发改委等 | 《加强“从0到1”基础研究工作方案》 | 加强重大科技基础设施和高端通用科学仪器的设计研发,聚焦高端通用和专业重大科学仪器设备研发工程化和产业化研究,推动高端科学仪器设备产业快速发展。 |
2021年 | 全国人大 | “十四五”规划 | 明确提出要“加强高端科研仪器设备研发制造”。 |
2021年 | 中国仪器仪表行业协会 | 《仪器仪表行业“十四五”规划建议》 | 加强高端仪器仪表的发展步伐,优先推进部分行业有一定技术储备和产业化基础、市场有一定需求规模的高端产品的发展,集中力量解决部分国家急需解决的高端仪器仪表卡脖子和自主可控的问题,部分弥补行业在高端产品的明显短板。 |
2022年 | 财政部、发改委等五部门 | 《关于加快部分领域设备更新改造贷款财政贴息工作的通知》 | 对2022年12月31日前新增的10个领域设备更新改造贷款贴息2.5个百分点,期限2年,额度2000亿元以上 |
2024年 | 国家税务总 | 《研发机构采购国产设备增值税退税管理办法》 | 符合条件的研发机构采购国产设备,按照本办法全额退还增值税 |
2024年 | 财政部 | 《关于政府采购领域本国产品标准及实施政策有关事项的通知(征求意见稿)》 | 明确了“本国产品”的定义,产品需要在中国境内生产,并且在中国境内生产的组件成本占比需要达到规定比例,同时符合对特定产品的关键组件、关键工序等要求。 |
资料来源:公开资料,观研天下整理
其次,是新的市场需求推动,如新材料、新能源、集成电路等新兴产业对国产替代品的需求日益增长,以及海外市场需求也在增加。
再次,自主创新是重要因素,国产分析仪器正不断向高端迈进,常规产品的性能和质量都有所提升,更好的企业形象和产品品质,赢得了更多用户的青睐。
如在质谱仪与色谱仪方面,聚光科技(谱育科技)成功掌握了三重四极杆ICP-MS/MS、GC-MS/MS等核心科技,并成功推出三重四极杆ICP-MS/MS,该仪器在半导体超痕量杂质分析方面表现出色,打破了国外厂商的长期垄断。
在光谱仪与电子显微镜领域,国产厂家同样开始给力。其中,天瑞仪器的X荧光光谱仪已成功列为国家新产品,而钢研纳克的直读光谱仪在国内市场的占有率更是日渐超过了30%。此外,奥谱天成成功研发了深紫外拉曼光谱技术,填补了国内在该领域的空白,其产品不仅成功打入俄罗斯市场,占据50%的市场份额,还建立了覆盖全球60个国家的销售网络。
在电子显微镜方面,虽然冷冻透射电镜、扫描电镜等设备的进口率高达90%以上,美国FEI(现属赛默飞世尔)和赛默飞世尔一直处于垄断地位。不过,国仪量子的电子顺磁共振波谱仪、电子显微镜等产品还是成功进入中国科学院、清华大学等高端机构。
不过,实验室分析仪器目前仍属于我国的“卡脖子”行业,国产化率仍不高,特别是部分高端产品国产化率仍处于较低水平。有数据显示,2024年我国质谱仪、色谱仪等核心设备进口率仍超90%,关键部件(如离子源、检测器)几乎完全依赖进口。这主要因为以下几个方面:一是,高端仪器核心部件(如分子泵、光栅、高精度传感器)仍被欧美日企业垄断,国产化率不足15%。工业过程分析仪器的数字化、通讯、接口等全链条技术能力存在系统性短板。二是,包括实验室分析仪器在内的科学仪器研发具有“高投入、慢回报”特性,国内企业研发投入强度普遍低于5%,远低于国际巨头15%-20%的水平。高校科研成果转化率不足30%,产学研协同机制不完善。三是,高端操作人才短缺,如电镜、质谱等设备操作人才供需比达1:3.9,价值千万的球差校正电镜开机率不足10小时/周,制约设备效能发挥。四是,进口依赖惯性。尽管国家将高端仪器列为鼓励类产业,但高校和科研机构仍倾向进口设备。如2024年我国重大科研仪器研制项目资助8.37亿元,但基础技术(如光学系统设计)转化率不足30%。另外,国产EXPEC7350三重四极杆质谱仪虽已进入中电化合物半导体供应链,但同类进口设备仍占主导地位。(WW)

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