科学仪器行业研究：大国崛起之基石，科技创新之关键

（报告出品方/作者：德邦证券，郭雪、卢璇）

科学仪器行业总览：长坡厚雪，国产替代大有可为

2021年我国实验分析仪器行业营收超300亿

实验分析仪器是仪器仪表产业细分赛道典型的高附加值、技术密集型产业，根据上海仪器仪表行业协会披露，2016-2021年，我国实验分析仪器行 业主营业务收入由295亿元增加至347亿元，CAGR为3.26%；行业利润总额由30亿元增加至62亿元，复合增速达15.2%。 高端领域市场占比仍与国外品牌有差距：2021年，中科院仪器设备采购中，按采购仪器数量分：进口品牌占比达92%，而国产仪器数量占比仅为3%。 按采购仪器中标金额分：进口品牌金额占比达96.6%。

研发投入强度增加+政策引导，国产仪器发展前景广阔

研发投入强度（研发投入占GDP比重）方面，根据国家统计局数据，2021年我国R&D经费与GDP之比为2.44%（扣除价格因素），yoy+0.03pct，已接 近OECD国家疫情前2.47%的平均水平； 2000-2020年，我国大陆地区研发投入强度不断提升，由2000年的0.89%提升至2.4%，但与全球主要研发投入强国仍有一定差距，2020年，美国/日本/ 韩国/以色列研发投入分别为3.45%/3.27%/4.81%/5.44%。我们认为随着“科技强国”战略持续深化，我国科研投入强度将继续增长，长期支撑科技 创新活动。

仪器领域“多对多”特征明显，拓展细分领域可增加研发收益

国家质检总局和标准化管理委员会发布的《科技平台 大型科学仪器设备分类与代码》中，将大型科学仪器分为通用&专用两大类，通用大型科学仪 器下包含色谱、质谱等18小类，专用仪器下有空间天文、大气探测等13小类，每种分类仪器下亦包含多个细分品类。 科学仪器领域具备“多对多”特征，一方面，科学仪器的细分应用领域往往需要多种技术支撑，技术平台和产品越多，服务于客户的能力越强。以 半导体为例，涉及到的仪器多达130余种，涵盖光学测量、电学测量、气相色谱仪等仪器。另一方面，同一种技术可以应用于多个细分领域，细分 领域应用越多，技术研发的收益越大，如质谱技术可以用在生态环保、钢铁有色、应急安全、食品药品、生命科学、新能源、半导体等各个行业。

支持采购国产仪器，政策助力国产替代进程

1998年，我国自然科学基金委设立科学仪器基础研究专款项目，启动对科研仪器研制的资助工作； 2011年，在财政部门的支持下，自然科学基金委设立国家重大科研仪器设备研制专项，扩大仪器类项目资助强度和规 模； 2014年，自然科学基金委将仪器类项目优化整合为国家重大科研仪器研制项目，致力于资助原创性科研仪器与核心部 件的研制； 2021年，全国人大发布的《中华人民共和国科学技术进步法》中提出设备满足要求的前提下应优先采购国产仪器； 2022年，国务院常务会议提出确定专项再贷款与财政贴息配套支持高校、医院、中小微企业等九大领域的设备更新改 造。本次贷款总额达1.7万亿，中央财政贴息2.5%，期限2年。贷款利息不多于3.2% ，补贴后利息小于等于0.7。我们认 为在国家顶层设计的支持下，我国装备设备制造业有望加快高端化发展，提升生产能力，提高生产效率，制造业有效 投资有望进一步扩大。

环境监测——国产仪器渗透率较高，高端化转型进行时

环境监测行业竞争格局较为分散，CR10仅为12%

根据《中国环保产业发展状况报告2021》，2020年列入统计范围内 的5231家环境监测企业总营收为1014.1亿元，其中环保业务收入为 820.3亿元，实现营业利润108.7亿元。报告以环境监测领域代表的十 家上市企业计算市场集中度，2020年环境监测仪器行业CR3约为6%， CR10约为12%，行业市场集中度整体较低。 我国环境监测专用仪器仪表制造业收入从2019年的193亿元增长至 2021年的243.8亿元。利润总额方面，2021年环境监测专用仪器仪表 制造业利润总额为30.64亿元，同比减少1.5%。 “十三五”以来，国家陆续出台《中国制造2025》、《“十三五” 国家科技创新规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》 等战略部署，并在“十四五”规划中，明确指出要加强高端科研仪 器设备研发制造，我国仪器仪表行业有望乘国产替代之风快速发展。

环保企业研发支出不断增加，环境监测为投入占比最高领域

根据《中国环保产业发展状况报告（2021）》，2020年我国环保企业平均研发支出同比增长16.8%，研发支出占营业收入的比重为3.2%，高于2020 年全国规模以上工业企业研发支出占营业收入的比重（1.41%）。其中，环境监测领域研发支出占营业收入的比重最高，达6.7%。研发人员数量占 从业人数的比重为17.1%，同比增长0.6%。企业平均专利授权数从2019年的4.5件增长到4.8件。

超低排放改造市场长坡厚雪

煤电“三改联动”正当时，或带动千亿投资空间。2021年10月，国家发改委和能源局印发了《全国煤电机组改造升级实施方案》，目标到2025年， 全国火电平均供电煤耗降至300克标准煤/千瓦时以下，对供电煤耗在 300 克标准煤/千瓦时以上的煤电机组，加快节能改造，无法改造的机组逐步 淘汰关停，“十四五”期间改造规模不低于3.5亿千瓦，并鼓励现有燃煤发电机组替代供热，存量煤电机组灵活性改造应改尽改，“十四五”期间 完成2亿千瓦，增加系统调节能力3000-4000万千瓦，实现煤电机组灵活改造规模1.5亿千瓦。截至2021年底，我国实现超低排放的煤电机组超过10 亿千瓦、节能改造规模近9亿千瓦、灵活性改造规模超过1亿千瓦。

火电价值重塑，重启提速

煤电托底保障作用被重申，“十四五”火电价值有望重塑。“双碳”目标下，我国能源结构加速调整，全国新增煤电投产装机呈下降趋势， 2021/2022年全国新增煤电装机分别为2805/2823万千瓦，较十三五期间下降明显。但“十四五”以来，煤电在保障电力安全稳定供应方面的“顶 梁柱”和“压舱石”作用被多次强调，能源结构转型过程中煤电的重要性依旧不可忽视； 2021年以来煤电核准提速，2022年核准数量超2021年4倍。2020至今，我国平均每月电力缺口由144亿千瓦时，扩大至2022年的257.6亿千瓦时，因此 我国加快了煤电核准速度，根据全球能源监测机构Global Energy Monitor的数据显示，2021年，我国核准煤电项目超过23GW，2022年超106GW， 相当于每周核准2个煤电项目，其中2022年开工建设的项目有50GW，同比增长50%以上。

大气：碳排放监测和VOCs组分监测是重点发展方向

中国贡献全球新增VOCs治理市场主要份额，2030年新增市场规模有望达300亿。根据GEP Research发布的《VOCs治理行业发展研究报告》，2017 年我国VOCs治理行业规模为150亿元，占全球比重约为50%。根据《全球及中国VOCs治理行业发展研究报告（2021年）》，2020年全球VOCs市场 规模超400亿元，中国贡献全球新增市场53%-58%的份额。GEP Research预计，未来十年中国VOCs治理市场潜力将增加1000亿元左右，到2030年 VOCs治理市场总规模将超过1700亿元（包括新增市场规模与运营市场规模），其中，新增市场规模达到300亿元，行业发展空间广阔。 从设备端看，近年来随着国家对大气污染治理力度的不断加大，我国VOCs治理设施数量增速较快，根据《中国生态环境统计年报》，VOCs设施 数量由2016年的1.6万台增长至2021年的9.9万台，年复合增长率达43.1%。

VOCs减排力度进一步加大，精细化专业化要求提高

“十四五”期间VOCs排放总量进一步下降，监测点位需进一步增加。根据生态环境部发布的《中国生态环境统计年报》显示，2020/2021年，我 国VOCs排放总量分别为610/590万吨。截至2021年底，全国已有165个城市开展VOCs监测(至少包括57种PAMS组分，重点城市117种)，270个城市开 展非甲烷总烃(NMHC)监测（李跃武等《我国重点区域环境大气VOCs监测体系现状及发展方向》），结合前文所述生态环境部对于开展NMHC的 城市数量要求，以及“十四五”规划提出的挥发性有机物排放总量“十四五”期间降低10%以上的目标，我国VOCs减排力度有望进一步加大。

质谱——百亿市场蓄势待发，国产高端化任重道远

质谱仪市场规模超百亿，国产替代空间广阔

质谱分析技术在现代科学体系中具有不可替代的作用。质谱技术具有高灵敏度、高分辨率、分析速 度快等优势，融合电子离子光学、物理化学等学科，在医疗健康、食品安全、环境监测、工业过程 分析等领域具有重要作用。质谱仪则是通过测量带电粒子的质量进而对物质进行定性和定量分析的 高端分析仪器。根据核心部件质量分析器的不同，可以分为飞行时间质谱仪、四极杆质谱仪、离子 阱质谱仪、离子回旋共振质谱仪、磁质谱仪等类型。

我国质谱仪市场规模超百亿元，预计2025年超200亿

2018年，我国质谱仪市场规模首次突破百亿，达111.9亿元，2020年为142.2亿元，2010-2020年复合增长率达17.8%，增速较快。我们按照年复合增长 率7.7%测算，到2025年，我国质谱仪市场规模有望超200亿元。

国际龙头占据主要份额，国产化替代任重道远

从竞争格局角度看，全球质谱仪市场集中度高，国际龙头科学仪器公司安捷伦、赛默飞、生物梅里埃、岛津等大约占据全球了90%的市场份额。我 国质谱仪行业起步较晚，目前主要依靠进口，根据海关总署数据显示，2017-2021年我国质谱仪进口金额从5.83亿美元增长至8.25亿美元，其中按数 量计，美国、德国和新加坡是主要进口地，占比合计达81%。从进口产品规格看，我国进口的是高端产品，高端化国产替代依旧任重道远。

质谱仪便携化、联用化趋势凸显

质谱仪行业近年来呈现与其他分析仪器联用及小型化、便携式的发展趋势。国际质谱仪市场也正处 于从大型质谱仪向小型化、便携式质谱仪转型的时期，高灵敏度、高质量分辨率、小型化、便携式 成为质谱仪发展的重要方向。我国也通过设立国家重大科学仪器设备开发专项的方式对质谱仪串联 提供全方位支持。

色谱——混合物分离分析重要手段，国产渗透率有望进一步提高

色谱仪市场规模超百亿，高端化转型大势所趋

根据华经产业研究院数据，2020年，我国色谱仪市场为107亿元，同比增长7%， 2015-2020年GAGR为8.6%，预计到2025年市场规模达147亿。气相色谱和液相 色谱为两大主要产品，根据海关统计数据平台，2022年，我国进口色谱仪中液 相色谱占比最高，金额占比为68.5%，数量占比为64.4%。2020年我国色谱仪进 口总金额为10.4亿美元，我们由此测算2020年色谱仪国产化率约为33%（汇率 按2020年美元兑人民币中间价均值6.9元计算）。色谱仪市场具有广阔国产替 代空间。

我国色谱仪产品仍以中低端为主，液相色谱进出口差距大

（1）液相色谱仪：进口数量及单价远高于 出口。根据海关统计平台数据，2022年我国 液相色谱仪进出口金额分别为9.69/0.2亿美 元，进出口数量分别为2.25/0.18万台，进出 口均价分别为4.3/1.1万美元。 （2）气相色谱仪：出口数量大于进口，但 以低单价产品为主。2022年我国液相色谱仪 进出口金额分别为3.3/1.4亿美元，进出口数 量分别为1.05/3.83万台，进出口均价分别为 3.11/0.37万美元。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。「链接」

思享汇（第130期 ）：行业研究│科学仪器的用途

科学仪器涉及国民经济的各个方面，是现代科学技术的“眼睛”和高端制造业皇冠上“耀眼的明珠”。科学仪器在国民经济高质量发展以及重大基础科学创新中都扮演了极为重要的角色。美国商务部数据显示，仪器仪表工业总产值只占工业总产值的4%，但对国民经济的影响却达到66%。

科学仪器有两个主要用途：科学研究和检验检测

科学仪器应用于科学研究

在科研领域，科学仪器是科学创新的基础条件。据统计，到2017年，诺贝尔奖获奖项目中，因发明科学仪器而获奖的项目占11%，72%的物理学奖、81%的化学奖、95%的生理学或医学奖都是借助尖端科学仪器来完成的。科学仪器设备作为一个产业，在国外已经形成了从创新思想到研发关键技术进而提升科学仪器设备产品性能的完整体系，并在科研机构与企业之间良性循环。

我国在基础科学领域的研究起步较晚，基本上是从“零”开始。进入21世纪以来，我国科技事业取得了快速发展，但科学仪器研发是一个周期长、投入大、技术壁垒极高的行业，如行业巨头赛默飞每年的研发投入在10亿美元以上，与其相比，国产仪器企业的研发投入远远不够。高端仪器长期被国外垄断，大型分析仪器进口率83.67%，中科院200万以上的科学仪器中，质谱仪、X射线类仪器、光谱色谱仪、光学显微镜等国产设备比例不足1.5%，近几年国外技术的“卡脖子”给我国科学仪器研发敲响了警钟，自主研发、国产替代已经列入国家发展规划。

另外，我国在科研成果的转化率和产业化方面还有很大提升空间。过去，国家的科研经费主要投入在高校和科研机构，企业承担项目的研发经费主要依靠企业自筹，而企业利润不高，所以研发资金持续投入能力不强。因此造成我国的科技成果转化率大约在25%左右，而且真正实现产业化的不足5%，与发达国家80%的成果转化率和产业化相差甚远。

可喜的是，近年来我国对科学仪器(分析仪器)的经费投入以每年20%左右的比例增长，年投入资金额很大，每年取得的科技成果有3万多项。中国具有“集中力量办大事”的制度优势，科学仪器的国产替代和科技成果的产业化进程会因此而大大加速。

科学仪器应用于检验检测

科学仪器不但应用在环境监测、农产品、食品安全、药品检测、医疗检测、卫生疾控等民生领域，应用于电子电器、军工、石油化工、能源、新型材料、生产设备等工业检测，还广泛应用于建筑、机动车、机械（包含汽车）、公安司法、商检、软件等领域。检验检测对于经济社会的高质量发展必不可少。

科学仪器的拓展使用

1.功能开发：科学仪器本体是通用设备，多一种附件，仪器就多一种适用范围，多一种试剂也会多一种检测项目，这会增加仪器的实用性，可以方便使用者扩展仪器的应用范围。例如：有的发达国家的紫外可见分光光度计，有近70种附件，而我国最好的同类仪器的附件最多的也只有30种左右，可开发的空间还有很大。

2.仪器共享与租赁：仪器的可使用时间较长，高端仪器使用期限在10年以上，随着持续购买和存量仪器的增加，难免会出现仪器闲置现象，据统计，高校大型仪器闲置率为85%，如果把这些闲置仪器通过共享和租赁的方式充分利用起来，是一件非常有价值的事情。

3.研发级转移到企业级：传统的设备折旧有很多方法：平均年限法、工作量法、加速折旧法等，对于科研仪器还有一种折旧法是技术折旧法，技术更新了，被淘汰技术的仪器设备折旧就完成了，这时，并不是研发仪器没有价值了，很多情况下，转移到企业级还能继续使用很长时间。

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