1、第一章 科學分析儀器產(chǎn)業(yè)概述1.1科學分析儀器的定義儀器指科學技術(shù)上用于實驗、計量、觀測、檢驗、繪圖等的器具或裝置。通常是為某一特定用途所準備的一套裝置或機器。儀器通常用于科學研究或技術(shù)測量、工業(yè)自動化過程控制、生產(chǎn)等用途，一般來說指專用于一個目的的設備或裝置。儀器由多個部件組成，構(gòu)造較為復雜，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。分析儀器是指用于分析物質(zhì)成分、化學結(jié)構(gòu)及某些物理特性的儀器。本文定義的科學分析儀器，特指按照國家統(tǒng)計局國民經(jīng)濟分類標準，“C制造業(yè)”當中的通用儀器儀表制造之下屬 “4114 實驗分析儀器制造”類別的化學分析儀器，以及專用儀器儀表制造之下屬“4121環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表制造”、“4129

2、其他專用儀器制造”中食品安全檢測儀器、生命科學儀器。即，應用于農(nóng)產(chǎn)品與食品安全、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研發(fā)、檢測、監(jiān)測，以化學分析儀器為主的通用、專用儀器設備。1.2科學分析儀器的分類儀器儀表行業(yè)是為現(xiàn)代社會生產(chǎn)、生活和軍事等領(lǐng)域提供測量手段、方法和控制系統(tǒng)的行業(yè)，儀器儀表使我們的生產(chǎn)、生活等所有領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)科學計量，是一切經(jīng)濟領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)科學認識的必要手段。按照應用領(lǐng)域，主有農(nóng)產(chǎn)品與食品安全檢測、環(huán)境監(jiān)測、生命科學領(lǐng)域，具體的分類如下：表1 科學分析儀器的分類（按應用領(lǐng)域）應用領(lǐng)域主要產(chǎn)品通用儀器專用儀器農(nóng)產(chǎn)品與食品安全檢測質(zhì)譜儀、色譜儀、光譜儀等食用油品質(zhì)檢測儀、快速過氧化氫測定儀、三聚氰胺速測

3、儀等環(huán)境監(jiān)測質(zhì)譜儀、色譜儀、光譜儀等甲醛分析、氨氮測定儀、在線自動監(jiān)測儀、臭氧分析儀、尾氣檢測等生物醫(yī)藥質(zhì)譜儀、色譜儀、光譜儀等基因擴增儀、分子雜交儀、多肽合成儀、DNA測序儀、大分子作用儀、脂質(zhì)體制備儀等資料來源：賽迪投資顧問整理. 2011,08按照儀器的使用環(huán)境和使用狀態(tài)，主有實驗室用儀器、在線監(jiān)測儀器、便攜式三種，具體的分類如下：表2 科學分析儀器的分類（按產(chǎn)品特性）主要產(chǎn)品特征實驗室在線便攜質(zhì)譜儀×色譜儀光譜儀×尾氣檢測儀×三聚氰胺速測儀××臭氧分析儀×氨氮測定儀多肽合成儀××DNA測序儀×&#

4、215;資料來源：賽迪投資顧問整理. 2011,081.3科學分析儀器產(chǎn)業(yè)鏈1.3.1產(chǎn)業(yè)鏈上游科學分析儀器產(chǎn)業(yè)上游主要是為行業(yè)提供核心部件、分析軟件、標樣、原材料的行業(yè)。其中，分析軟件主要指是適應各種行業(yè)分析需求并配合分析儀器使用的各種軟件產(chǎn)品。是否擁有自主產(chǎn)權(quán)的核心部件和分析軟件，是衡量科學分析儀器企業(yè)核心競爭力的標準之一。目前，大部分核心部件技術(shù)和分析軟件為海外企業(yè)所壟斷，價格昂貴，我國大部分企業(yè)所使用的核心部件和分析軟件以進口產(chǎn)品為主，成本較高。隨著我國企業(yè)自主研發(fā)的投入和技術(shù)水平的提高，產(chǎn)業(yè)鏈朝著核心部件的自我研發(fā)、生產(chǎn)延伸。標樣產(chǎn)品主要由專業(yè)生產(chǎn)標樣的機構(gòu)和企業(yè)提供，價格穩(wěn)定；一般

5、標樣單價較高，僅有少部分標樣屬于耗材，需要持續(xù)購買。原材料主要包括集成電路、半導體、絕緣材料以及鈑金件、電子元件等其他材料，均為常規(guī)產(chǎn)品，有充分競爭的市場，價格穩(wěn)定。1.3.2產(chǎn)業(yè)鏈下游科學分析儀器的下游產(chǎn)業(yè)十分豐富，幾乎包括了國民經(jīng)濟的所有領(lǐng)域，下游市場的巨大需求為行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。目前重點運用包括三大類：環(huán)境保護領(lǐng)域、食品安全檢測領(lǐng)域以及生命科學領(lǐng)域。下游企業(yè)分布十分廣泛，具有極大的差異性，給科學分析儀器 行業(yè)產(chǎn)品提出了多樣化、個性化的需求。下游行業(yè)應用的普及和下游產(chǎn)業(yè)的成長刺激了科學分析儀器行業(yè)的發(fā)展。圖1：科學分析儀器產(chǎn)業(yè)鏈分析軟件標樣核心部件科學分析儀器食品安全檢測環(huán)境監(jiān)測生

6、命科學分析工程材料資料來源：賽迪投資顧問整理. 2011,081.4科學分析儀器產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策科學分析儀器產(chǎn)業(yè)的核心高端分析檢測技術(shù)，是產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)，涉及多個行業(yè)或領(lǐng)域廣泛應用，并能夠?qū)φ麄€產(chǎn)業(yè)或多個產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響和瓶頸制約。高端分析檢測技術(shù)研究難度大、周期長，是一項長期的基礎性工作，我國發(fā)布了各項政策來鼓勵科學分析儀器產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的研發(fā)投入，增強產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自主創(chuàng)新能力和核心競爭力。表3：科學儀器產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策年份政策主要內(nèi)容1986高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“863 計劃”）綱要提到“在航天計劃等國家科技發(fā)展計劃中支持加快發(fā)展儀器儀表”2005產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄將“安全生產(chǎn)及環(huán)保檢測儀器設計制

7、造”、“食品質(zhì)量安全檢驗檢測相關(guān)技術(shù)及設備”列為鼓勵類產(chǎn)業(yè)2006國家十一五科學技術(shù)發(fā)展規(guī)劃將環(huán)境保護技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的重點任務之一2006國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要提出“發(fā)展重大工程自動化控制系統(tǒng)和關(guān)鍵精密測試儀器，滿足重點建設工程及其他重大（成套）技術(shù)裝備高度自動化和智能化的需要”2006國務院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見提出發(fā)展重大工程自動化控制系統(tǒng)和關(guān)鍵精密測試儀器，滿足重點建設工程及其他重大（成套）技術(shù)裝備高度自動化和智能化的需要。2008高新技術(shù)企業(yè)認定管理辦法在該文件之附件國家重點支持的高新技術(shù)領(lǐng)域中，將“在線連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)、應急監(jiān)測技術(shù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)”、 “新型

8、自動化儀表技術(shù)”和“科學分析儀器、檢測儀器技術(shù)”定為國家重點支持的高新技術(shù)領(lǐng)域。2009裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃實施細則明確提出“大力發(fā)展環(huán)境在線監(jiān)測儀器儀表，食品、藥品、煤礦瓦斯等安全檢測設備”；“加快發(fā)展工業(yè)自動化控制系統(tǒng)及儀器儀表、中高檔傳感器等”。2009國家火炬計劃優(yōu)先發(fā)展技術(shù)領(lǐng)域(2010 年)提出“重點發(fā)展環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的建設、擴展需要大量的環(huán)境監(jiān)測儀器設備，并促進環(huán)境監(jiān)測與應急和預警技術(shù)及設備的傳統(tǒng)技術(shù)和新技術(shù)的發(fā)展和應用”。2009關(guān)于貫徹落實十大重點產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃進一步加強標準化工作的意見指出要“圍繞提升產(chǎn)品質(zhì)量和安全水平，著力加強安全、健康、檢測方法標準的研制，重點發(fā)展

9、 “工業(yè)自動化控制系統(tǒng)及檢測設備”。2010當前國家鼓勵發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設備(產(chǎn)品)目錄(2010年版)在該目錄中，氨氮自動監(jiān)測儀、化學需氧量水質(zhì)在線監(jiān)測儀、紫外吸收水質(zhì)自動在線監(jiān)測儀、紫外差分煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)等赫然在列。2010研發(fā)機構(gòu)采購國產(chǎn)設備退稅管理辦法明確表示研發(fā)機構(gòu)采購的國產(chǎn)設備可以享受一定額度的退稅。這表明在支持國產(chǎn)方面，國家已有一定的政策傾斜。儀器作為設備的一種，也同樣適用于該辦法2011儀器儀表行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃提出“十二五”期間，我國儀器儀表行業(yè)將主要圍繞國家重大工程、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和民生領(lǐng)域的需求，加快發(fā)展先進自動控制系統(tǒng)、大型精密測試設備、新型儀器儀表及傳感器三大

10、重點。2011國家重大科學儀器設備開發(fā)專項資金管理辦法明確了專項資金的支持范圍、方式和評審等內(nèi)容。資料來源：賽迪投資顧問整理. 2011,08第二章 科學分析儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2.1發(fā)展歷程17世紀牛頓將白光分成了光譜以后，科學家對光譜進行了研究。在此基礎上，德國化學家本生和物理學家基爾霍夫合作設計并制造了第一臺用于光譜分析的光譜儀，實現(xiàn)了從光譜學原理到光譜分析的過渡，產(chǎn)生了一種新的分析方法即光譜分析法。19世紀后半期，人們又對光譜定量分析的可能性進行了探討。到20世紀，用光電量度法測定了光譜線的強度，后來，光電倍增管被應用于光譜定量分析。20世紀40年代以后，一方面由于生產(chǎn)和科學技術(shù)發(fā)展的需要

11、，另一方面由于物理學革命使人們的認識進一步深化，分析化學發(fā)生了革命性的變革，從傳統(tǒng)的化學分析發(fā)展為儀器分析。儀器分析隨著生產(chǎn)、生活和科學的發(fā)展，作為被分析的試樣，從單一的自然物發(fā)展為自然物和人工產(chǎn)物。試樣的內(nèi)涵深化了，要求分析的內(nèi)容不再局限于物質(zhì)的定性組成，還要求分析各組分的含量。與此同時，試劑的種類越來越多，應用范圍也越來越廣。2.2全球科學分析儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2.2.1全球市場進入高速發(fā)展期全球科學分析儀器領(lǐng)域技術(shù)更新快、科技含量高、增長迅速，是典型的高附加值、知識密集型產(chǎn)業(yè)。近年來市場規(guī)模持續(xù)擴大，進入了高速發(fā)展時期。以化學分析儀器為例，在農(nóng)業(yè)、能源、信息、環(huán)境、材料、生物、醫(yī)學等領(lǐng)域快

12、速發(fā)展的需求刺激下，近年來全球化學分析儀器市場銷售額保持了較高增長，處于高速發(fā)展期。以美國分析儀器市場為例，2011年市場規(guī)模預計將達到66億美元，到2014年預計可達到73億美元。2.2.2跨國企業(yè)加速業(yè)務整合全球化學分析儀器最大的市場是美國市場，其次是歐洲和日本市場。實力最強的企業(yè)分布在美國、日本、德國、英國、法國等發(fā)達國家。近幾年國際大品牌之間的橫向收購兼并頻頻發(fā)生，進一步提升了跨國巨頭的市場份額，增強了這些國際巨頭的競爭優(yōu)勢。表4：全球科學分析儀器產(chǎn)業(yè)主要企業(yè)基本情況名稱國別性質(zhì)產(chǎn)品類別賽默 飛世爾美國綜合全球科學服務領(lǐng)域的領(lǐng)導者，產(chǎn)品包括高端分析儀器、實驗室裝備、軟件、服務、耗材和試

13、劑在內(nèi)的實驗室綜合解決方案島津日本綜合生產(chǎn)和提供各種光譜、色譜、質(zhì)譜等化學分析儀器、材料試驗機、電子天平、半導體機械、醫(yī)療器械等以及各種配件和耗材帕納科荷蘭專業(yè)原飛利浦分析儀器，世界一流的分析儀器供應商，主要從事X射線熒光相關(guān)技術(shù)研究和相關(guān)產(chǎn)品制造伊諾斯美國專業(yè)美國ATI集團子公司，主要從事X射線熒光光譜分析儀器的研發(fā)和生產(chǎn)牛津美國綜合世界領(lǐng)先的科學儀器跨國集團公司，其產(chǎn)品包括高精度的分析儀器、半導體設備、超導線材、超導磁體、超低溫設備、低溫泵等安捷倫美國綜合主要致力于電子測量、生命科學測量兩個領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)品的研制開發(fā)、生產(chǎn)銷售和技術(shù)服務等工作沃世特美國專業(yè)Waters公司是全球最大的液相色譜、質(zhì)

14、譜及相關(guān)產(chǎn)品專業(yè)生產(chǎn)廠家，是唯一同時生產(chǎn)液相色譜儀器、化學品及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三大液相色譜要素的專業(yè)廠商資料來源：賽迪投資顧問整理. 2011,082.3中國科學分析儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2.3.1產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)從無到有中國科學分析儀器產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大，但整體綜合技術(shù)水平僅達到發(fā)達國家20 世紀80 年代中期水平，在全球市場中只占有較小的市場份額。目前我國70%以上的科學分析儀器需要進口，在一些高檔精密儀器領(lǐng)域比例更高，部分高端產(chǎn)品甚至完全依賴于進口，制約了我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。同時可以看到，食品安全、環(huán)境監(jiān)測和生物醫(yī)藥領(lǐng)域是科學分析儀器的主要應用市場，科學分析儀器生產(chǎn)企業(yè)集中在這些下游行業(yè)發(fā)達的長三角、

15、珠三角和環(huán)渤海經(jīng)濟圈。其中，珠三角由于成本優(yōu)勢集中了大量民營企業(yè)，在低端分析儀器上占據(jù)主要地位；長三角則依靠外資企業(yè)的先進技術(shù)在高端分析儀器生產(chǎn)上有明顯優(yōu)勢；環(huán)渤海科研機構(gòu)眾多，是國有科學分析儀器企業(yè)的集中地。2.3.2內(nèi)資企業(yè)正在崛起隨著我國環(huán)境保護、消費品安全、工業(yè)現(xiàn)代化等領(lǐng)域的快速發(fā)展，以化學分析儀器為代表的科學分析儀器市場的巨大市場前景吸引了來自世界各國的國際知名儀器制造商，他們不斷加大對中國市場的戰(zhàn)略布局，爭奪市場份額。國內(nèi)企業(yè)也開始嶄露頭角，但一般而言規(guī)模較小，大多數(shù)產(chǎn)品集中于中低端產(chǎn)品領(lǐng)域，在競爭中處于相對弱勢地位。同時，我國一直重視自主科學分析儀器的研制與開發(fā)工作。通過科技攻關(guān)

16、，國內(nèi)分析儀器市場正逐步改變著技術(shù)密集的高端儀器長期以來完全依賴進口的市場格局。少數(shù)國內(nèi)廠商在注重自身品牌提升的同時也逐漸通過技術(shù)、服務等方面的提升獲得了技術(shù)、高性價比等方面的優(yōu)勢，在一些技術(shù)和市場上取得了重要的突破。隨著我國對科學分析儀器行業(yè)的重視以及下游需求的不斷增加，科學分析儀器市場發(fā)展迅速。表5：我國科學分析儀器產(chǎn)業(yè)主要企業(yè)基本情況名稱產(chǎn)品類別聚光科技中國分析儀器行業(yè)和環(huán)保監(jiān)測儀器行業(yè)龍頭企業(yè)，生產(chǎn)和提供各種環(huán)境監(jiān)測儀器先河環(huán)保產(chǎn)品主要包括：空氣、水質(zhì)、污水COD、煙氣、酸雨五大在線連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)和環(huán)境應急監(jiān)測車共計六大產(chǎn)品系列怡文環(huán)境科技股份公司產(chǎn)品主要包括：水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)、

17、煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)天瑞儀器產(chǎn)品主要包括：X射線熒光光譜儀,XRF,等離子體發(fā)射光譜儀,ICP,原子吸收分光光度計,AAS,液相色譜儀,LC,氣相色譜儀,GC,原子熒光光譜儀,AFS,光電直讀光譜儀等理邦儀器主要致力于電子測量、生命科學測量兩個領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)品的研制開發(fā)、生產(chǎn)銷售和技術(shù)服務等工作資料來源：賽迪投資顧問整理. 2011,082.4 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀2.4.1光譜分析法根據(jù)物質(zhì)的光譜來鑒別物質(zhì)及確定它的化學組成和相對含量的方法叫光譜分析。包括對物質(zhì)發(fā)射光譜、吸收光譜、熒光光譜分析等，也包括不同波長段如可見、紅外、紫外、X射線光譜分析等。具體來看，它包括紫外-可見分光光度法、原子吸收分光光度法、熒

18、光分光光度法和近紅外光譜分析法等。光譜分析儀廣泛的應用于鋼鐵冶金、有色金屬、石油化工、機械制造、能源電力、鐵路運輸、航空航天、食品衛(wèi)生、環(huán)境保護以及教學科研等各個領(lǐng)域。尤其是隨著化學計量學、光纖和計算機技術(shù)的發(fā)展，在線近紅外光譜分析技術(shù)正以驚人的速度應用于包括農(nóng)牧、食品、化工、石化、制藥、煙草等在內(nèi)的許多領(lǐng)域，為科研、教學以及生產(chǎn)過程控制提供了一個十分廣闊的使用空間。圖2：光譜儀實物圖例資料來源：賽迪投資顧問整理. 2011,082.4.2色譜分析法 是一種利用混合物中諸組分在兩相間的分配原理以獲得分離的方法。按兩相狀態(tài)分類可分為：氣相色譜法、氣固色譜法、氣液色譜法、液相色譜法、液固色譜法和液液色譜法；按固定相的幾何形式分類可分為：柱色譜法、紙色譜法和薄層色譜法；按分離原理又可以分為：吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法、尺寸排阻色譜法和親和色譜法等。色譜法從二十世紀初發(fā)明以來，經(jīng)歷了整整一個世紀的發(fā)展到今天已經(jīng)成為最重要的分離分析科學，廣泛地應用于許多領(lǐng)域，如石油化工、有機合成、生理生化、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護，乃至空間探索等。