摘要:科學儀器是根據科學原理和先進技術設計制作的工具,用于科學實驗和探測以獲取、處理關于物理量、性質、現象及材料的信息,被稱為科學家的“眼睛”和高端制造業皇冠上的明珠,是衡量國家科研與工業發展水平的關鍵標志。我國科學儀器行業起步較晚,經歷了起步期和探索期后,于1990年進入快速發展期,2020年開始步入轉型與成熟期,更加注重技術創新和國產替代。近年來,國家密集出臺多項支持政策,從鼓勵外商投資、提升可靠性、產業結構調整到設備更新改造及計量測試賦能,形成了全方位政策支撐體系。同時,國家自然科學基金委設立重大科研儀器研制項目,2025年共資助74項,直接費用約8.5億元。研究與試驗發展(R&D)經費支出從2015年的14220億元增長至2025年的39262億元,為儀器采購和技術攻關提供了堅實保障。從市場規模看,全球科學儀器市場在經歷短期波動后重回增長通道,2025年達3467.5億美元;中國科學儀器市場規模2025年達到3859.7億元,同比增長4.28%,已成為全球市場增長的重要動力。競爭格局方面,高端儀器領域仍由賽默飛、丹赫納、島津等海外巨頭主導,國產品牌市場占有率偏低,但在部分中低端領域已占據一定份額,代表企業包括聚光科技、安圖生物、北京普析等。未來,科學儀器行業將呈現智能化、高端化與融合化三大趨勢:AI技術貫穿儀器全生命周期,提升自感知與自決策能力;核心元器件突破助推國產儀器向高端突圍;儀器設備通過云端互聯實現協同分析與服務模式升級。在供應鏈安全驅動、用戶信心建設及產學研協同深化的共同作用下,我國科學儀器行業正迎來加速替代與高質量發展的戰略機遇期。
一、科學儀器行業的基本概念與戰略定位
1、科學儀器的定義界定與地位
科學儀器是根據科學的原理和先進的技術,經過精心設計和制作而成的工具,其目的是高效地運用物理原理、物理關系和先進技術進行科學實驗和探測,以探尋、獲取、轉換和存儲關于物理量、性質、現象、作用力及材料方面的信息和數據。隨著社會和科技水平的發展,科學研究中的重大突破都離不開基礎科學儀器設施的支撐,因此科學儀器的創新發展已經成為推進科技進步的關鍵性因素。
2、科學儀器的分類
科學儀器主要分為兩大類,一類是通用型科學儀器,指廣泛用于多個領域,具有基礎性、共用性的科學儀器設備,另一類是專用型科學儀器,指用于個別專業領域,具有專業性和特殊性的科學儀器。
(1)通用型科學儀器包括質譜儀器(是一種利用電磁學原理,使樣品離子按質荷比(m/z)進行分離,從而測定物質質量、含量及結構的精密分析儀器)、色譜儀器(為進行色譜分離分析用的裝置。包括進樣系統、檢測系統、記錄和數據處理系統、溫控系統以及流動相控制系統等)、光譜儀器(以光柵為色散元件的單色儀,是一種用于從復色光中分離出單色光的光學儀器)、波譜儀器(是一類通過探測物質與電磁波或其他粒子相互作用產生的信號,以分析物質成分、結構與性質的分析儀器)、能譜儀器(是用來對材料微區成分元素種類與含量進行分析的儀器)、電化學儀器(基于電化學原理,用于測量、分析物質電化學性質的精密儀器)、衍射儀器(是X射線衍射實驗的核心設備,主要由X射線發生器、測角系統和探測器三大組件構成)、顯微鏡(是獲得微小物體或物體細節的放大像對物體進行觀察的儀器)、熱分析儀器(是指在程序控制溫度下,通過測量物質的物理性質變化進行材料分析的儀器設備)、生化分析儀器(又常被稱為生化儀,是采用光電比色原理來測量體液中某種特定化學成分的儀器)、樣品前處理及制備儀器(對樣品中待測組分進行提取、凈化、濃縮的設備)、物理性能測試儀器(是一種用于土木建筑工程領域的儀器)、計量儀器與基標準(用于檢定、計量校準其他標準器具或者工作計量器具的計量標準)、電子、電氣與通信科學儀器設備(是指用于科學研究、技術開發、教學實驗等場景中,專門針對?電子、電氣和通信領域?進行?測量、測試、分析、觀測或控制?的科學儀器與設備)、激光器(是以工作物質為基礎,通過粒子數反轉和光學諧振腔產生激光的裝置)、人工實驗環境設備(是環境科學技術及資源科學技術領域使用的工藝試驗裝置)、其他通用科學儀器設備(在科研活動中使用、具備一定通用性、不屬于高度專用或高精尖科研儀器的科學儀器設備)。
(2)專用型科學儀器包括空間與天文科學儀器設備(是指用于在地球大氣層外或地面開展天文觀測、空間探測及空間環境研究的各類科學儀器與技術系統的總稱)、大氣探測科學儀器設備(是指用于對大氣的物理、化學特性及氣象要素進行觀測、測量和遙感的各類儀器、傳感器、平臺及配套系統的統稱)、地球科學儀器設備(是指用于?觀測、測量、分析、探測和研究地球系統?(包括固體地球、水圈、大氣圈、生物圈及其相互作用)的各類專用工具、裝置或系統)、海洋與陸地水資源科學儀器設備(是指用于對海洋、陸地水體(如河流、湖泊、地下水等)的物理、化學、生物及地質等要素進行觀測、采樣、監測和分析的專業工具與系統)、環境科學儀器設備(用于監測室內外環境各項參數的儀器總稱)、農林牧漁業科學儀器設備(?是指專門用于?農林牧漁業科學研究、技術開發、實驗教學、生產監測與智能管理?等活動中,具有?測量、觀測、檢驗、控制或數據采集功能?的?器具、裝置或系統)、交通運輸科學儀器設備(是指用于交通運輸領域科學研究、技術開發、試驗檢測、計量校準等專業活動的科學儀器與設備)、能源與核科學儀器設備(?是指專門用于?核能相關研究、開發、監測、控制及應用?的儀器與設備)、機械裝備科學儀器設備(應用于機械裝備研發、制造、測試或運維過程中的科學儀器與設備)、工藝實驗設備(是指在科研、教學或工業研發過程中,用于?模擬、驗證或優化特定工藝條件?的專用儀器與裝置)、特種檢測儀器設備(在工廠中廣泛應用的、具有特殊性質和重要性的設備)、其他專用科學儀器設備(在科研、教學以外的特定行業、特殊工藝或專項任務中,為滿足?非通用性、高專業性?的科學檢測、分析、測量或控制需求而專門設計制造的儀器設備)。
科學儀器的分類
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二、科學儀器行業發展歷程
與國外19世紀就開始科學儀器設備研究和生產相比,我國的科學儀器研發還有著很大的差距,而起步晚、底子薄是主要原因之一。我國錯過了第一次工業革命和第二次工業革命,幾乎沒有現代意義上的相關科技的積累作為基礎。中國科學儀器行業在經歷了起步期、探索期后,于1990年進入了快速發展期,并在2020年初開始進入轉型與成熟期。在這一新階段,行業更加注重技術創新和品牌建設,努力實現“高端化”和“國產替代”,以滿足國內外市場的日益增長的需求。
中國科學儀器行業發展歷程
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三、重大科研儀器設備國家資助情況
1、資助項目數量
國家重大科研儀器研制項目是面向科學前沿和國家需求,以科學目標為導向,加強頂層設計、明確重點發展方向,鼓勵和培育具有原創性思想的探索性科研儀器研制,著力支持原創性重大科研儀器設備研制,為科學研究提供更新穎的手段和工具,以全面提升我國的原始創新能力。國家重大科研儀器研制項目包括部門推薦和自由申請兩個亞類。根據國家自然科學基金委員會數據,2025年國家共資助國家重大科研儀器研制項目74項,其中,資助自由申請類儀器項目70項,資助部門推薦類儀器項目4項。在資助數量方面,近三年呈現逐年上升趨勢。
2017-2025年國家重大科研儀器設備研制專項資助項目數量
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2、資助金額
在2025年度國家重大科研儀器研制項目中,直接費用約8.5億元。其中,自由申請項目資助直接費用5.32億元,平均資助強度約760萬元/項;部門推薦項目資助直接費用3.14億元,平均資助強度約7850萬元/項。
2017-2025年國家重大科研儀器設備研制專項資助金額
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四、科學儀器市場的規模體量與增長驅動
1、全球市場規模
根據智研咨詢發布的《中國科學儀器行業投資潛力分析及發展前景展望報告》指出:從全球范圍來看,科學儀器行業的發展經歷了長期的演進過程。文藝復興時期,科學儀器主要由科學家自行發明并使用;進入20世紀后,工業化的快速推進促使高水平科研人員脫離研究機構,專門成立科學儀器制造企業,行業由此進入成長階段;21世紀以來,發達國家及新興經濟體普遍加大了對科學儀器研發的投入力度,行業整體步入加速發展期。從市場規模的變化來看,全球科學儀器市場在2015年至2019年間呈現波動下行態勢,由2015年的3605.8億美元降至2019年的3056.5億美元。2020年起市場逐步企穩回升,至2024年恢復至3395.3億美元。2025年,全球科學儀器市場規模進一步增長至3467.5億美元,顯示出行業在經歷短期波動后正重回穩步增長通道。
2015-2025年全球科學儀器行業市場規模
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2、中國市場規模
科學儀器行業被稱為科學家的“眼睛”和高端制造業皇冠上“最耀眼的明珠”,是現代工業的重要支撐,很大程度上能衡量一個國家的科研和工業發展水平。科學儀器的發展和創新是催生科技創新的重要要素,各行業的研究發現和成果基本離不開各種先進的科學儀器完成,或直接與新儀器方法或功能發展相關的。科學家的研究成果會形成專利,高校或研究所的研究成果會有10-30%的比例會最終轉化為各行業產品或服務,對經濟形成較強的拉動作用。當前,我國科學儀器市場潛力巨大,儀器需求十分旺盛,已成為全球儀器市場增長的重要動力。從國內科學儀器規模來看,近年來受宏觀經濟結構轉型等因素影響,我國科學儀器市場規模出現一定波動;2020年以來,隨著需求逐步回暖和政策的積極推動,市場規模企穩回升。2025年,中國科學儀器行業市場規模達到3859.7億元,同比增長4.28%。
2015-2025年中國科學儀器行業市場規模變化情況
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五、科學儀器的產業鏈結構
從產業鏈來看,科學儀器行業產業鏈上游為核心部件供應,包括分子泵、高壓輸液泵、質量分析器、流量計、光柵、紅外傳感器、激光器、色譜柱、光電倍增管等。產業鏈中游為科學儀器研發制造環節。產業鏈下游為科學儀器需求市場,主要需求者包括各大科研主體、國家實驗室、企業研發實驗室、學校研發實驗室等。
科學儀器行業產業鏈
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研究與試驗發展(R&D)經費支出是指統計年度內全社會實際用于基礎研究、應用研究和試驗發展的經費支出。國家統計局數據顯示,近年來,我國支持科技創新的政策體系不斷完善,多元化投入格局加快構建,企業科技創新主體地位不斷增強,為研究與試驗發展(R&D)經費提供了有力支撐。中國研究與試驗發展(R&D)經費支出從2015年的14220億元增長至2025年的39262億元,年復合增長率達到10.69%。經費增長增強了科研機構與企業的儀器采購能力,為技術攻關提供了資金保障,加速了儀器精度提升與新技術落地,同時促進了資源共享平臺與國產化驗證體系建設,系統提升了科學儀器的技術水平與供給能力。
2015-2025年中國研究與試驗發展(R&D)經費支出
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六、國家戰略支持與政策體系驅動
目前,許多發達國家對科研儀器進行出口管制。利用審批、許可證等行政手段對商品出口、服務輸出或技術轉讓進行強制性管理限制是發達國家出口管制通行做法。以美國為例,美國將科學儀器產業定位為高端制造業、高保密行業和戰略性產業,對華科學儀器整機、原料、元器件等出口執行嚴格的審批制度甚至禁止出口,對我國科學儀器的購置與發展產生諸多影響。國家扶持高端儀器發展,鼓勵使用國產儀器。國產儀器生產企業不斷加強自主創新能力建設,近十年發展迅速,具體體現在生產經營單位越來越多;產品的性能、質量指標越來越高;銷量越來越大,用處越來越廣;各種技術人員越來越多,業務能力提升也越來越快;各種研發、生產、實驗、檢測、檢驗基地都已配套或將配套;有些設備和技術與國外最先進的差距也越來越小。
近年來,國家及地方層面密集出臺了一系列支持科學儀器行業發展的政策文件,形成了從頂層設計到地方落地的全方位政策支撐體系。2022年10月,國家發展改革委與商務部聯合發布的《鼓勵外商投資產業目錄(2022年版)》將自動化、智能化、多功能材料力學性能測試儀器以及工業CT、三維超聲波探傷儀等無損檢測設備列為全國鼓勵外商投資產業目錄,為行業引入國際先進技術與資本提供了政策通道。2023年5月,科技部等12部門在《加快推動北京國際科技創新中心建設的工作方案》中明確提出打造高端儀器設備產業集群,強化智能儀器儀表設計制造和計量測試技術研究,著力研制高端工業用儀器儀表。同年6月,工信部等五部門出臺《制造業可靠性提升實施意見》,聚焦提升工業控制儀器儀表、測試分析儀器、光電檢測儀器、生物醫學儀器等高端設備精度和可靠性水平。2023年12月,國家發展改革委發布的《產業結構調整指導目錄(2024年本)》再次將科學研究、智能制造、測試認證用測量精度達到微米以上的多維幾何尺寸測量儀器以及自動化、智能化、多功能材料力學性能測試儀器列為鼓勵類產業。2024年9月,工信部等五部門在《工業重點行業領域設備更新和技術改造指南》中,將精密零部件、傳感器、樣品制備設備、實驗室分析儀器、電子電氣測量儀器儀表、電磁兼容測試設備、可靠性及環境試驗設備等明確為重點方向。2025年8月,上海市徐匯區人民政府出臺《關于促進徐匯區儀器儀表產業發展的若干措施》,依托區域科技創新資源集聚優勢,提升儀器儀表領域創新策源水平,健全產學研合作機制,發揮龍頭企業產業鏈引領作用,推動創新資源集聚與原始創新能力提升。2026年2月,國家市場監督管理總局發布的《2026年全國計量工作要點》進一步提出實施一批質量強鏈儀器儀表測評項目,突破產業鏈技術瓶頸,提升儀器儀表產業整體競爭力。這一系列政策層層遞進、相互銜接,從國家戰略高度到區域特色布局,從鼓勵外商投資到國產化可靠性提升,從產業結構調整到設備更新改造,再到計量測試賦能,為科學儀器行業構建了持續優化的制度環境和廣闊的發展空間。
中國科學儀器行業相關政策
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七、科學儀器行業競爭格局
目前我國科學儀器行業國產品牌市場占有率遠低于國外品牌,國產替代任重道遠。在一些低端領域,國內的企業依靠原有的技術底蘊及低價占據一定市場份額,例如北京普析、聚光科技、安圖生物等,在某些細分領域,部分企業依靠海歸技術大拿實現了技術突破,但在高端儀器領域,受技術積累、人才儲備以及高強度研發投入的限制,國內企業未能實現全面突破,高端科學儀器領域基本被海外巨頭如賽默飛、丹赫納、島津、安捷倫、沃特世等占領。
中國科學儀器行業競爭格局
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八、科學儀器行業的機遇空間
1、供應鏈安全驅動下的加速替代窗口
近年來,外部宏觀環境的變化和全球地緣競爭格局的不斷調整對產業供應鏈各個節點的穩定性和安全形成了嚴峻的壓力,在國內尖端科技研發領域高強度推進自主可控替代的大背景下,科學儀器的國產化進程可望顯著加快。海關進口與外貿相關數據表明分析儀器等領域的進口依賴度偏高,尤其是高達相當大比例的質譜儀器等高端設備還只能依賴海外出口商提供。這樣的形勢下,任何涉及出口管制以及標準、關稅壁壘的調整都會對國內科研或工業領域對分析測試系統的連續可靠運行產生影響,從而在終端用戶群體中催化“提前儲備可國產選型”的意識。在近期市場出現由某一催化劑觸發的國產替代主題板塊升溫行情中,聚光科技、皖儀科技等儀器標的獲得了比較多基金機構的關注與調研,說明其標的成長吸引力和未來估值空間已經存在比較充分的想象土壤。在供應鏈安全的大邏輯帶動之下,對于科學儀器而言,最有價值的市場機會可能將不是在原有同級別的替代復制,而是在超越原有品比的指標規格和更好地服務于應用。
2、國產用戶信心建設與驗證推廣機制的構建作用
國產儀器從“能產出”到“賣得出”之間有一條很大且極為棘手的鴻溝,其中用戶信心不足是長期存在的決策瓶頸。近年來,為填補這一認知鴻溝和信任失位,監管部門、行業第三方的機構以及行業自發組織系統都在嘗試建構多種驗證推廣新機制。市場監管總局面向檢驗檢測行業儀器設備領域啟動了國產化驗證評價工作,從標準和實際應用兩端來構建科學客觀依數據說話的評價體系,確保國產品牌能用可用的優用至數據證明被人信服。同時在多個關鍵行業的檢測需求體系中也嘗試著手開展國產和進口儀器設備之間的比對驗證和精準度橫評等一系列具體驗證活動。伴隨國家持續推進開展國產儀器走進高校和走進重點實驗室等專題活動和搭建供需精準對接的平臺,更多的頂級高校院所和國家級企業技術中心向國產設備敞開測試大門,這樣模式一旦逐步建立正向循環機制,參考與口口相傳的相互信任生態,將為行業總體規模的持續擴容注入非常可靠的確定性增量來源。
3、技術創新引領的產品升級與產學研深度協同
中國科學儀器行業的科技基礎和研發力量經過十幾年持續投入以后,整體創新產出和技術轉化效率正在提高。最近數年間的科研表征可以看到,國內團隊在精密檢測儀器硬件研制和應用軟件開發兩個領域通過自主研發取得的創新成果屢有展現。在產學研協同模式的試點和深入推廣方面,政府資金資助的重大儀器項目指南通過更大力度支持和促進高校科研院的原創儀器研究成果同產業化中試階段大范圍驗證銜接,大批潛在的高價值科學儀器技術轉化成果有望更多實現在本土的規模商業量產,推進了過去由科研成果僅止步于原理樣機的模式。在典型的技術突圍案例中,大科學裝置的建設運營對衍生新的儀器產品釋放了更具想象力的拉動效應,在北京、合肥等先進光源裝置或特種同步輻射平臺的設備系統研制中。全國科研機構開展的科學儀器自主創新應用示范基地正在產出一批有價值的應用牽引成效,幫助推進國產儀器企業從實驗室原型走向標準化產業制造再到批量交付客戶端的技術攻堅。在上述環境變遷與產業支撐局面組合之下,以創新驅動的科學儀器轉型升級將充分釋放提速信號。
九、科學儀器行業的未來發展趨勢
1、智能化從輔助工具升級為儀器核心能力
科學儀器的智能化趨勢將超越傳統的數據采集與處理環節,深度嵌入儀器的整個運行邏輯之中。未來的高端科學儀器將具備自感知、自診斷、自校準和自適應調節能力,能夠在復雜實驗環境中實時優化測試參數并主動識別異常信號。機器學習算法將被整合進儀器控制軟件,使儀器能夠根據樣品特征自動選擇最優檢測模式和數據處理路徑。智能化的儀器不再是簡單的被動工具,而是具備一定決策能力的實驗助手,這將在根本上提升實驗效率和數據質量,降低對操作者專業經驗的依賴。
2、微型化與現場化推動檢測場景革命性擴展
科學儀器正在從實驗室固定平臺的集中式檢測模式,向手持式、便攜式、可穿戴的現場即時檢測方向加速演進。微型化技術的突破使得原本占據整個實驗臺面的分析系統可以濃縮到手掌大小的設備中,同時保持足夠的靈敏度和分辨率。現場化趨勢將檢測行為從受控的實驗室環境解放出來,使其能夠直接嵌入到生產車間、野外考察點、急診室和家庭等真實場景中。這種變革將大幅縮短樣品運輸和等待檢測的時間成本,使實時在線監測和快速響應成為可能。
3、數據深度融合催生儀器互聯與協同分析新范式
未來的科學儀器將不再是孤立運行的檢測終端,而是通過統一的數據標準和通信協議接入云端儀器網絡,形成互聯互通的儀器生態系統。多臺不同類型的儀器可以在同一實驗平臺上協同工作,其產生的異構數據能夠被自動整合為具有內在邏輯關聯的完整實驗記錄。云端數據平臺將支持跨地域、跨機構的儀器資源共享和遠程實驗協作,使稀缺的高端儀器資源得到更充分的利用。基于大規模儀器數據的深度挖掘和知識發現,將推動科學研究從假設驅動向數據驅動轉型。
以上數據及信息可參考智研咨詢發布的《中國科學儀器行業投資潛力分析及發展前景展望報告》。智研咨詢專注產業咨詢十七年,是中國產業咨詢領域專業服務機構。公司以“用信息驅動產業發展,為企業投資決策賦能”為品牌理念。為企業提供專業的產業咨詢服務,主要服務包含精品行研報告、外貿商情、專項定制、月度專題、市場地位證明、專精特新申報、可研報告、商業計劃書、產業規劃等。提供周報/月報/季報/年報等定期報告和定制數據,內容涵蓋政策監測、企業動態、行業數據、企業排行、產品價格變化、投融資概覽、市場機遇及風險分析等。?
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