基于全新技术路线的颠覆性创新和新产品推出可能成为打破市场平衡的关键因素，引发产业结构的重新调整和布局。此外，在科研与工业领域，重大项目推进存在一定时间周期性特征，科研机构通常会随着项目节点或实验进度更新设备，带来行业需求波动；而在工业领域，企业的研发需求通常与新技术开发周期和产业化进程紧密相关，仪器需求往往随着主流技术代际与产品生命周期的更迭而波动。
1、行业简介
科学仪器是现代科技创新的重要基石，广泛应用于材料科学、生命科学、半导体制造、新能源、食品安全、药物研发、石油化工、医疗健康、环境监测等领域。科学仪器类别广泛，根据技术路径区分，包括质谱仪、色谱仪、光谱仪、波谱仪、能谱仪器等 29 类；根据应用行业，又可分为空间与天文、生命科学与医学医药、环境科学、能源与核科学、农林牧渔等 13 类。科学仪器行业具有技术门槛高、研发周期长、产品附加值高、客户需求定制化等特点，其发展水平直接体现了一个国家的科技创新能力和高端制造实力。
从全球来看，进入 20 世纪后，全球工业的高速发展使得专门研制科学仪器3 科学仪器一直未有行业公认的客观分类标准，该分类系参考国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会于 2016 年发布的《科技平台 大型科学仪器设备分类与代码》的公司相继成立，如赛默飞、丹纳赫、安捷伦、布鲁克等，逐渐形成并主导了全球科学仪器市场格局，推动科学技术和人类文明的进步革新。21 世纪以来，发达国家及新兴国家持续加码科研投入，行业进入加速发展阶段，特别是在新材料、生命科学、环境监测等领域，推动科学仪器相关技术与应用更新迭代。
2、行业发展历程与现状
从国内市场来看，新中国建立后我国初步建立起以国企和科研院所主导的仪器行业，整体发展较慢，迟至进入 21 世纪开始才逐渐取得一系列技术突破，并随着国企改制和民营企业崛起进入快速发展阶段。整体上看，国内科学仪器行业技术理论创新较弱，应用支持能力不足，国产品牌影响力较小，与发达国家仍有较大差距。
我国振兴科学仪器行业的呼声由来已久，科学界对此持续呼吁并推动政策支持。1995 年，卢嘉锡等 20 位院士向中央提交了《关于振兴仪器仪表工业的建议》，得到高度重视。2000 年，王大珩等 11 位院士进一步提出《我国仪器仪表工业急需统一规划和归口管理》的建议。同年，金国藩院士领衔的专题调查组向国家计委、经贸委和科技部提交了《关于振兴我国仪器仪表产业对策的建议》。在 2000年第 154 次香山科学会议——“现代科学仪器前沿技术与分析科学”研讨会上，专家们更是明确提出：“科学仪器是高技术产物，属于高技术领域”，并强调“科学仪器是信息的源头，是信息产业不可或缺的组成部分，对推动国民经济、科技进步和国防建设具有重大战略意义”。
党的十八大以来，国家陆续出台相关政策，设立多个专项，大力支持国产仪器自主创新和优先采购。然而，科学仪器研发难度大、周期长，从基础理论到制造工艺再到上下游产业链短板较多，目前我国高端科学仪器仍面临国产化率较低，进口设备占据主导的局面：根据前瞻产业研究院发布的《2022 年中国科学仪器行业全景图谱》，科学仪器已成为我国第三大进口产品，仅次于石油和电子元器件。根据海关数据统计，2022 和 2023 年我国科学仪器进口总额均接近 170 亿美元（约合人民币 1,207 亿元）。根据国家科技基础条件资源调查数据，截至 2023年底，我国高校院所拥有原值 50 万元以上大型科研仪器 13.9 万台（套），其中进口占比超过 75%。
近年来，随着全球地缘政治局势起伏，保护主义抬头，贸易摩擦逐渐增多，以美国为首的西方国家开始以国家安全为由滥用出口管制措施对我国进行恶意封锁和打压，高端科学仪器亦在此列。自 2019 年起，美国逐步将多家中国企业和机构列入实体清单，并通过立法手段严格限制关键核心技术对华出口，使得中国高端科学仪器进口形势变得愈加严峻。
据《世界科技研究与发展》杂志 2022 年度刊载的《美国出口管制科学仪器技术分类研究》一文统计，截至 2020 年 12 月，美国针对中国制定的《商业管制清单》（CCL）共计包含 4,510 项条款，其中涉及科学仪器管制的条款超过 42%，达到约 2000 项。在当前欧美西方发达国家奉行“脱钩断链”、“小院高墙”自我保护战略的逆全球化局势下，高端科学仪器这一影响着前沿科技、工业研发和国家安全的利器、重器，早日打破“卡脖子”困境，实现自主可控和全面产业化迫在眉睫。
3、行业在产业链中的地位和作用
科学仪器行业的产业链可以划分为上中下游三个环节。上游主要为科学仪器生产所需原材料和零部件供应行业，中游为科学仪器研发制造生产行业，下游为科学仪器需求市场，主要使用者包括高等院校及科研院所的科技工作者、企业研发实验室和工业质检等。
4、科学仪器市场规模与前景
根据研究机构 SDI 的报告，2024 年全球实验分析仪器行业市场规模为 829.5亿美元（约合人民币 5,889.4 亿元4），预计至 2029 年市场规模将增至 1,015.8 亿美元左右（约合人民币 7,212.2 亿元），未来五年平均年增长率为 4.10%。全球科学仪器市场呈现出稳健向好的增长态势，未来发展可期。
5、科学仪器行业的发展趋势
随着基础科学研究向极宏观拓展、向极微观深入，场景和技术应用更加复杂化，科学仪器需要在更微观、更快速、更精确的层面上进行测量和分析，对仪器的设计和制造提出了更高要求。科学仪器行业将进一步向高端化与精密化发展，以满足科学研究、工业制造和医疗健康等领域对高精度、高灵敏度和高稳定性的日益增长的需求。
高端化不仅体现在性能参数的极致提升，还体现在功能的多样化和集成化上，以满足多场景、多任务的应用需求。精密化则要求仪器在材料选择、加工工艺、控制系统等方面达到更高标准，以确保实验结果的准确性和可重复性。
此外，随着科学仪器的功能日益复杂，简化操作流程、优化用户界面以及提供智能化辅助功能将成为企业竞争的重要发力点，以降低使用门槛并提高实验效率。人工智能技术的引入将进一步推动科学仪器向智能化发展，使其具备自动化校准、实时数据分析、故障自我诊断等能力，从而提升仪器的易用程度，降低维保成本。同时，人工智能通过机器学习算法优化实验设计，能够深入挖掘数据中的潜在规律，为用户提供更具洞察力的决策支持。充分满足科研和工业领域对精密、高效、智能、便捷仪器的迫切需求，不断提升用户体验，驱使着科学仪器行业持续开展技术革新。
6、行业技术水平及特点
科学仪器行业作为现代科学研究与高端制造业的核心支撑，技术水平与特点主要体现在以下几个方面：
（1）技术密集与多学科交叉
科学仪器的研发与制造依赖于物理学、化学、电子学、材料科学、计算机科学等多学科领域的前沿技术，是典型的多学科交叉融合的高科技产业。例如，量子精密测量仪器涉及量子力学、光学、电子学等多个基础学科，其技术突破依赖于量子态操控、高精度探测以及信号处理等多个关键环节；电子显微镜则融合了电子学、光学、真空技术、图像处理等多领域的先进技术；气体吸附分析仪器研发则需在化学吸附理论、传感器技术以及数据分析算法等方面进行深度创新。多学科交叉的属性使得科学仪器普遍具有研发难度大、周期长的特点。
（2）高精度与高可靠性要求
科学仪器广泛应用于基础科学研究、质量控制、环境监测、医疗诊断等关键领域，对测量精度和可靠性有着极高的要求。例如，量子精密测量仪器需要在极低的温度和高真空环境下实现对微观量子态的精准操控与测量，其精度可达亚纳米甚至更高水平；电子显微镜则需要在高真空和高电压条件下实现对纳米级样品的高分辨率成像；
气体吸附分析仪器则需要在复杂的气体环境中实现对吸附过程的高精度监测，确保实验数据的准确性和重复性。高精度与高可靠性要求促使科学仪器企业不断投入大量资源在材料选择、工艺改进、质量控制等方面开展研发创新和生产流程优化，以满足客户对稳定性和可靠性的需求。
（3）技术更新换代快
随着科学技术的飞速发展，科学仪器行业技术更新换代速度极快。新的测量原理、检测技术和数据分析方法不断涌现，促使科学仪器企业必须契合当前科研活动热点领域并适度预测未来科研方向，或紧跟下游行业代表性客户最新的研发方向和主流技术路径，持续进行研发投入以保持产品的竞争力。
例如，近年来量子技术的发展为微观测量仪器带来了新的技术突破，如量子传感显微镜以及电子顺磁共振波谱仪的应用；电子显微镜领域则不断涌现新成像技术构建的产品，包括冷场发射扫描电镜、热场发射扫描电镜、基于离子束和电子束发射的双束电镜以及透射电镜等等；气体吸附分析仪器也在不断引入新的传感器技术和数据分析算法，以实现更高的测量精度和更广泛的应用场景。科学仪器企业需要不断跟踪吸收并将其融入到产品研发中，以满足市场对新技术新产品的需求。
（4）国际化竞争激烈
科学仪器行业是高度国际化的竞争领域，全球知名科学仪器制造商主要集中在欧美日等发达国家，在技术研发、品牌影响力和市场份额方面占据优势地位，并通过专利申请、技术标准制定等方式构筑了较高的行业壁垒。近年来国内科学仪器企业虽然在技术水平和市场份额上取得了显著进步，但在高端仪器领域仍面临较大的国际竞争压力，需要通过持续的自主创新和消化吸收突破技术瓶颈，提升国际竞争力。
7、行业面临的机遇与挑战
（1）主要机遇
1）国家政策大力支持科学仪器行业发展
近年来，国家政策大力支持科学仪器行业发展，将其作为推动科技创新和产业升级的重要战略方向，通过一系列顶层设计和产业规划，为科学仪器行业提供了强有力的政策保障和发展动力。在国家层面，“十四五”规划明确提出加强高端科研仪器设备研发制造。
国务院、工信部、财政部等国家机关陆续推出《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》《关于推动未来产业创新发展的实施意见》《企业技术创新能力提升行动方案（2022-2023 年）》等规划方案，鼓励具有自主知识产权的科学仪器的研发与应用。与此同时，地方政府积极响应国家战略部署，并结合区域发展特点出台了一系列配套政策，形成了上下联动、协同推进的政策合力，为科学仪器行业提供了坚实的制度保障，营造了良好的行业生态。
2）科研投入的增加与应用领域的扩展带动科学仪器需求快速增长
随着近年来我国对基础科学研究的重视程度不断提高，科研院所、高校、产业实验室建设稳步推进，针对研究与实验领域的科技经费投入规模快速增长。国家统计局数据显示，2019 年，我国研究与试验发展经费投入总量为 22,144 亿元，到 2024 年已增长至 36,130 亿元，年复合增长率达 10.3%，其中基础研究经费从2019 年的 1,335.6 亿元增长至 2024 年的 2,497 亿元，年复合增长率达 13.3%，占全国研究与试验发展的比重提高至 6.91%，科学研究的基础条件持续改善。作为科研领域获取实验数据、分析实验结果的关键设备，总量可观、快速增长的经费投入加速了科研活动的开展，带动了科学仪器尤其是实验分析仪器市场蓬勃发展。
3）高端制造业研发支出快速增长，企业对高端科学仪器的需求持续增加
党的二十大报告强调了制造业在国家发展中的核心地位，并提出了明确的发展方向和目标。报告指出，要明确推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。高端制造业具有技术高端、知识密集、研发强度大等特征，实验分析仪器如量子精密测量设备、电子显微镜和气体吸附仪器在研发生产过程中发挥着关键作用：量子精密测量技术可实现纳米级别的极高精度，支持先进材料的质量控制和微结构分析；
电子显微镜能够帮助识别材料和组件的微观缺陷，为半导体、先进材料和生物医药的研发提供关键信息；气体吸附仪则可用于评估材料的表面积和孔隙特性，为医药制造、储氢材料和电池等领域创新提供数据支持。高端科学仪器不断迭代的性能水平和应用领域为高技术制造业的前沿探索和产品创新奠定了科学基础。
根据中国上市公司协会的报告数据，截至 2024 年末，我国 A 股市场高端制造业上市公司共计 2,503 家，占 A 股上市公司总数的 46.50%。得益于政策支持和产业结构转型升级的历史机遇，近五年我国高端制造业上市公司收入规模持续增长，由 2020 年的 9.36 万亿元增长至 2024 年的 15.41 万亿元，复合增长率达13.27%。
2024 年高端制造业上市公司研发支出达 9,341.23 亿元，近五年复合增长率达 18.51%。同时，高端制造业上市公司研发支出占收入的比重亦由 2020 年的 5.06%上升到 2024 年的 6.06%，研发投入强度持续提升，科技攻关及产业升级方兴未艾。
（2）主要挑战
1）与国际科学仪器巨头企业的竞争压力较大
近年来，我国科学仪器行业快速发展，国际知名度不断提高，市场份额不断增加。然而，以布鲁克、赛默飞、安捷伦、岛津等为代表的国际科学仪器巨头，不仅在高端科学仪器领域拥有绝对的技术优势，还通过持续的研发投入和全球化的市场布局，进一步巩固了其市场地位。国内科学仪器行业虽然在近年来取得了显著进步，但在高端产品和核心技术方面仍与国际先进水平存在较大差距，国内企业在技术创新能力、产品质量稳定性以及品牌建设等方面仍面临诸多挑战。
在技术创新能力方面，由于行业内的关键核心技术大多被国际仪器巨头所掌握，大量技术作为技术秘密不对外公开，国内新进入企业需具备强大的理论积累和工程化水平，通过长期技术攻关和试错改良方能实现突破；在产品质量稳定性方面，由于国际巨头起步较早，积累了较为丰富的客户信息和产品数据，在产品质量和售后的保障上有着较为成熟的体系；
在品牌建设方面，由于科学仪器客户多为科研机构、高等院校及研发密集型企业，价格敏感性相对较低，而对产品的精密度、稳定性、可靠性及定制化需求较为严苛，行业新进入者需经过长期的市场验证和案例积累方能获得客户认可。
以上来自国际巨头企业的竞争压力，不仅限制了国内企业的市场拓展空间，也对我国科学仪器行业的自主可控发展提出了严峻考验。
2）专业及高端人才储备不足
从行业特点来看，科学仪器行业是一个高度依赖技术创新和专业知识的领域。该行业涉及到光学、电子、机械、化学、材料等多学科交叉领域，对于研发人员的专业素养要求极高。无论是科学仪器的精密设计、高端制造，还是先进的软件算法开发、复杂的数据处理与分析，都需要专业人员具备深厚的理论基础和实践经验。
然而，目前我国科学仪器行业面临着专业人才数量匮乏的问题。一方面，国内相关高校和科研机构虽然在相关专业领域有一定的人才培养规模，但培养出的专业人才在数量上仍难以满足行业快速增长的需求。另一方面，由于科学仪器行业对人才的专业性和实践要求极高，从高校到企业的人才衔接机制尚不完善，导致部分高校毕业生进入企业后仍需较长时间的培训和适应才能胜任工作，这在一定程度上影响了企业的项目推进和创新发展。
在高端人才方面，形势更为严峻。科学仪器行业的高端研发和应用人才相对稀缺，具备国际前沿技术研发能力、能够引领行业创新方向的高端领军人才更是凤毛麟角。随着国际竞争的日益激烈，我国在高端人才引进方面也面临着诸多困难。一方面，国际人才流动面临复杂的外部环境，如国际局势变化、人才流动政策差异等，给我国引进海外高端人才带来了挑战；另一方面，国内部分企业在人才吸引力和留存方面存在一定不足，与国际知名企业相比，在薪酬待遇、科研条件、职业发展空间等方面还有一定差距，导致高端人才流失现象较为严重。
综上所述，专业及高端人才储备不足已成为制约我国科学仪器行业发展的瓶颈。
