摘要:光譜儀又稱分光儀,是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器,由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成,利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。近年來,我國光譜儀市場規(guī)模整體呈現(xiàn)不斷增長的趨勢,從2016年的47.2億元增長到2022年的84.28億元,年復(fù)合增長率為10.14%。2023年中國光譜儀行業(yè)市場規(guī)模約為90.41億元。未來,隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷增加,中國光譜儀行業(yè)市場規(guī)模有望持續(xù)增長。
一、定義及分類
光譜儀又稱分光儀,是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器,由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成,利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。陽光中的七色光是肉眼能分辨的部分(可見光),但若通過光譜儀將陽光分解,按波長排列,可見光只占光譜中很小的范圍,其余都是肉眼無法分辨的光譜,如紅外線、微波、紫外線、X射線等等。通過光譜儀對光信息的抓取、以照相底片顯影,或電腦化自動顯示數(shù)值儀器顯示和分析,從而測知物品中含有何種元素。這種技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于空氣污染、水污染、食品衛(wèi)生、金屬工業(yè)等的檢測中。按照原理,光譜儀可分為吸收光譜、發(fā)射光譜和旋光光譜;按照應(yīng)用可分為分子光譜和原子光譜;按色散元件的不同,可分為棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和干涉光譜儀等。
二、行業(yè)政策
隨著光譜儀下游應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增多,國家發(fā)改委、科技部以及生態(tài)環(huán)境部等部門相繼出臺將高端分析儀器產(chǎn)業(yè)列入國家重點發(fā)展產(chǎn)品的政策,光譜儀作為高端分析儀器類別中的關(guān)鍵產(chǎn)品,將迎來發(fā)展良機。2023年12月,吉林省人民政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于打造吉林省生物醫(yī)藥與高端醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)新賽道的實施方案》,提出要重點開發(fā)智能化、信息化藥品檢測技術(shù)及配套裝備(設(shè)備),光譜、質(zhì)譜分析儀等高端藥品檢測儀器。2024年1月,工信部等七部門印發(fā)《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,提出要按產(chǎn)業(yè)需求建設(shè)一批中試和應(yīng)用驗證平臺,提升精密測量儀器、高端試驗設(shè)備、設(shè)計仿真軟件等供給能力,為關(guān)鍵技術(shù)驗證提供試用環(huán)境,加快新技術(shù)向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。
三、發(fā)展歷程
20世紀(jì)50年代,我國開始接觸并引進國外先進的光譜儀技術(shù),為后續(xù)光譜儀行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。1965年,我國引進直讀光譜儀,光譜儀行業(yè)開始初步發(fā)展。改革開放伊始,我國鑄造行業(yè)開始引進光電直讀光譜儀作為熔煉過程中化學(xué)成分控制的分析手段。與此同時,德國斯派克在1982年推出的LAB系列,OBLF在1992年推出RE1000系列。而此時,國內(nèi)對光譜儀的應(yīng)用比領(lǐng)先國家晚了近50年。2008年,國內(nèi)開始有廠家試產(chǎn)基于CCD的全譜分析儀器。此時,國內(nèi)外的光譜儀技術(shù)的差距逐漸縮小。國內(nèi)光譜儀行業(yè)的自主創(chuàng)新能力不斷提高,逐漸實現(xiàn)了與國際先進水平的接軌。目前,國內(nèi)已經(jīng)擁有一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光譜儀品牌,并在國際市場上取得了一定的競爭力。未來,隨著科技的不斷進步和市場需求的不斷增長,中國光譜儀行業(yè)將繼續(xù)迎來新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)研發(fā)壁壘
光譜儀行業(yè)集成多個現(xiàn)代科學(xué)與專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域,包括分析化學(xué)、自動化技術(shù)、計算機科學(xué)技術(shù)、材料化學(xué)技術(shù)及機械設(shè)計制造技術(shù)等,此外涉及各個下游應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識,是典型的高附加值、技術(shù)密集型行業(yè)。光譜儀行業(yè)參與者必須具備強大的創(chuàng)新研發(fā)實力來完成硬件、軟件以及分析方法的開發(fā),從而在技術(shù)層面持續(xù)保持并逐步擴大競爭優(yōu)勢。因此,對于光譜儀行業(yè)新進入者而言,在短時間內(nèi)難以獲取深厚的技術(shù)儲備,也難以建立完善的研發(fā)體系和研發(fā)管理平臺,面臨較高的技術(shù)研發(fā)壁壘。
2、人才壁壘
光譜儀行業(yè)涉及多個學(xué)科領(lǐng)域,伴隨著各項前沿技術(shù)與行業(yè)的加速融合,光譜儀行業(yè)內(nèi)技術(shù)迭代速度不斷加快。此外,光譜儀在各個下游領(lǐng)域逐步實現(xiàn)廣度和深度應(yīng)用,以及客戶需求不斷變化等因素均對光譜儀產(chǎn)品的性能、壽命、精度、穩(wěn)定性提出了更高要求。因此,光譜儀行業(yè)參與者必須不斷吸收具備復(fù)合型專業(yè)知識結(jié)構(gòu)、較強學(xué)習(xí)能力、豐富實踐經(jīng)驗的高層次跨學(xué)科技術(shù)人才,打造高端技術(shù)團隊,緊跟行業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢和下游客戶需求變化,不斷進行研發(fā)創(chuàng)新。目前,國內(nèi)外光譜儀相關(guān)的研發(fā)、設(shè)計人才較為匱乏,需要光譜儀企業(yè)進行自行培養(yǎng)和多方引進。因此,對于光譜儀行業(yè)新進入者而言,在短期內(nèi)集聚、構(gòu)建專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的人才隊伍,并始終保證技術(shù)團隊的穩(wěn)定發(fā)展,具有較大的難度,光譜儀行業(yè)存在較高的人才壁壘。
3、營銷網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系壁壘
光譜儀專業(yè)性較強,且不同客戶所處區(qū)域和對產(chǎn)品的需求往往存在差異,要求供應(yīng)商能夠快速響應(yīng)客戶差異化需求,及時、持續(xù)提供完備、周到的營銷和技術(shù)服務(wù),健全的營銷網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系受到客戶的重點關(guān)注。此外,供應(yīng)商在產(chǎn)品實際操作、安裝調(diào)試、維修保養(yǎng)等方面均需要為客戶提供專業(yè)培訓(xùn)和售后服務(wù)。因此,新進入光譜儀行業(yè)的企業(yè)將面臨較高的營銷網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系壁壘。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
光譜儀產(chǎn)業(yè)鏈上游為光譜儀零部件,包括電子元器件和光學(xué)元器件;產(chǎn)業(yè)鏈中游為光譜儀的生產(chǎn)制造;產(chǎn)業(yè)鏈下游為光譜儀應(yīng)用領(lǐng)域,包括科研院所、鋼鐵、礦業(yè)、環(huán)境檢測、電子電器、石油化工等領(lǐng)域。
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)聚光科技(杭州)股份有限公司
聚光科技(杭州)股份有限公司成立于2002年,總部位于中國杭州,是一家以高端儀器裝備產(chǎn)品技術(shù)為核心的高科技平臺型企業(yè)。企業(yè)擁有國內(nèi)領(lǐng)先的質(zhì)譜、色譜、光譜技術(shù)和產(chǎn)品平臺,業(yè)務(wù)涵蓋智慧環(huán)境、智慧工業(yè)、智慧實驗室、生命科學(xué)等領(lǐng)域,為環(huán)境、應(yīng)急安全、鋼鐵、冶金、石化、化工、水泥、半導(dǎo)體、材料、能源、地礦、食藥、疾控、生命科學(xué)等眾多行業(yè)客戶提供分析儀器、試劑耗材、信息化軟件、運維服務(wù)、檢測服務(wù)、咨詢服務(wù)等創(chuàng)新產(chǎn)品組合與解決方案。據(jù)統(tǒng)計,2023年企業(yè)儀器、相關(guān)軟件及耗材業(yè)務(wù)營收同比下降5.69%至22.19億元。
(2)北京必創(chuàng)科技股份有限公司
北京必創(chuàng)科技股份有限公司是一家智能傳感器和光電儀器產(chǎn)品、系統(tǒng)解決方案和應(yīng)用服務(wù)提供商,運用光敏和力敏的感知手段、融合“感知+連接+智能”的綜合性技術(shù),為工業(yè)和科研客戶提供智能傳感、光電儀器、精密光機產(chǎn)品及結(jié)合客戶需求形成的系統(tǒng)和應(yīng)用解決方案。企業(yè)以力學(xué)感知技術(shù)和光學(xué)感知技術(shù)為核心,融合“感知+連接+智能”的綜合性技術(shù),建立了以智能傳感器、光電儀器、精密光機產(chǎn)品為主的產(chǎn)品矩陣,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合用戶場景的需求為客戶提供工業(yè)、科研和城市的智能監(jiān)測和檢測分析系統(tǒng),為工業(yè)和科研客戶提供高效、精準(zhǔn)、智能化的數(shù)據(jù)。下游客戶包括智能制造、科學(xué)研究、能源電力、節(jié)能環(huán)保等,為各行各業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)創(chuàng)新提供感知工具和手段。據(jù)統(tǒng)計,2023年企業(yè)光譜儀器業(yè)務(wù)營收同比增長21.76%至5.26億元,主要是企業(yè)優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu),并加大研發(fā)投入和市場開拓的力度,帶動光譜儀器業(yè)務(wù)營收增長。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
隨著科技的不斷進步和相關(guān)技術(shù)水平的提升,光譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域愈發(fā)廣泛。數(shù)據(jù)顯示,近年來,我國光譜儀市場規(guī)模整體呈現(xiàn)不斷增長的趨勢,從2016年的47.2億元增長到2022年的84.28億元,年復(fù)合增長率為10.14%。2023年中國光譜儀行業(yè)市場規(guī)模約為90.41億元。未來,隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷增加,中國光譜儀行業(yè)市場規(guī)模有望持續(xù)增長。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)國家產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持
我國已經(jīng)充分意識到光譜儀等分析儀器對國民經(jīng)濟發(fā)展的重要性,并將光譜儀行業(yè)列為國家重點發(fā)展的行業(yè)。近年來,我國相繼出臺了《河北省人民政府關(guān)于貫徹落實〈計量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)〉的實施意見》《河南省加快高端儀器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案》《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》等多項政策,體現(xiàn)了國家對于光譜儀行業(yè)的鼓勵和支持。
(2)科學(xué)技術(shù)進步的促進作用
光譜儀作為化學(xué)分析儀器的重要組成部分,其發(fā)展受益于科學(xué)技術(shù)的多方面進步?;瘜W(xué)分析儀器領(lǐng)域是一個跨學(xué)科、技術(shù)密集型領(lǐng)域,涵蓋了光學(xué)、熱學(xué)、電化學(xué)、色譜、波譜等多種分析技術(shù),并涉及精密機械、電子學(xué)、計算機技術(shù)、自動化、人工智能、核物理等多種核心技術(shù)??茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展和高新技術(shù)的成就為這些技術(shù)在化學(xué)分析儀器領(lǐng)域的應(yīng)用提供了堅實的理論基礎(chǔ),并不斷推動化學(xué)分析儀器行業(yè)的發(fā)展,尤其是光譜儀行業(yè)。隨著技術(shù)的不斷革新,光譜儀正逐步邁向更精準(zhǔn)、更高效、更智能化的分析新時代。
(3)市場需求增長
隨著工業(yè)化的深入推進和環(huán)保意識的日益增強,多個行業(yè)對化學(xué)分析的需求呈現(xiàn)出顯著的增長態(tài)勢。特別是在化學(xué)、制藥、食品以及環(huán)保等關(guān)鍵領(lǐng)域,對光譜儀的依賴和需求愈發(fā)凸顯,其性能、精度和穩(wěn)定性成為了衡量光譜儀品質(zhì)的重要指標(biāo)。這種不斷攀升的需求不僅為光譜儀行業(yè)帶來了廣闊的市場空間,也激勵了行業(yè)內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級,進一步推動了光譜儀行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
2、不利因素
(1)參與者較多導(dǎo)致產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象
中國光譜儀行業(yè)參與者眾多,但整體研發(fā)水平相較于國際廠商偏弱,超50%的中國光譜儀廠商以融資租賃的商業(yè)模式提供服務(wù),其單一的服務(wù)模式和技術(shù)局限性造成行業(yè)內(nèi)存在同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重的情況且引發(fā)行業(yè)內(nèi)價格戰(zhàn)。部分光譜儀廠商通過壓低價格的方式搶占市場份額,導(dǎo)致光譜儀行業(yè)內(nèi)整體毛利率下降,進而導(dǎo)致本土產(chǎn)品與國際產(chǎn)品的價格競爭力下降。
(2)人才短缺和技術(shù)經(jīng)驗不足
光譜儀產(chǎn)品的研發(fā)是一個跨學(xué)科、高度專業(yè)化的領(lǐng)域,它需要匯聚多個領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才。然而,光譜儀行業(yè)一直面臨著人才儲備不足的挑戰(zhàn)。在我國,盡管有著龐大的科研隊伍和人才儲備,但在光譜儀行業(yè)所涉及的精密機械、光學(xué)、電子學(xué)、計算機技術(shù)以及化學(xué)分析等多個專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域,仍然缺乏充分的技術(shù)和經(jīng)驗積累。由于缺乏足夠的專業(yè)人才和技術(shù)支持,許多公司在產(chǎn)品研發(fā)過程中常常遇到技術(shù)難題和瓶頸,導(dǎo)致產(chǎn)品研發(fā)周期延長、成本增加,難以滿足市場需求。
(3)本土廠商缺乏創(chuàng)新研發(fā)能力
由于中國本土光譜儀廠商整體的研發(fā)能力與品牌建設(shè)較弱,且存在光譜儀核心配件加工能力不足、設(shè)備中的軟件不匹配等問題,其主要聚焦于中低端產(chǎn)品。但部分中國本土中低端光譜儀產(chǎn)品仍存在較大規(guī)模地依賴進口渠道的問題,其核心創(chuàng)新研發(fā)能力與仿制能力的缺乏加重了光譜儀行業(yè)下游客戶對光譜儀試劑的采購成本,阻礙了光譜儀行業(yè)邁向高端產(chǎn)品領(lǐng)域。
八、競爭格局
當(dāng)前我國光譜儀行業(yè)國產(chǎn)品牌競爭力普遍不足,尤其是高端光譜儀進口依賴度高。光譜儀屬于高端分析儀器產(chǎn)業(yè),由于歐、美、德、日等發(fā)達國家地區(qū)在工業(yè)領(lǐng)域相較于中國具備先發(fā)優(yōu)勢,其工業(yè)制造業(yè)以及檢測行業(yè)起步較早,因此在高端儀器制造領(lǐng)域亦存在先發(fā)優(yōu)勢。目前,我國光譜儀行業(yè)主要企業(yè)包括聚光科技、必創(chuàng)科技、天瑞儀器、萊伯泰科、鋼研納克、大恒科技等。從企業(yè)經(jīng)營情況來看,2023年,聚光科技、必創(chuàng)科技、天瑞儀器、萊伯泰科、鋼研納克、大恒科技光譜儀相關(guān)業(yè)務(wù)營收分別為22.19億元、5.26億元、4.07億元、3.23億元、2.44億元和1.72億元。
九、發(fā)展趨勢
目前,光譜儀主要應(yīng)用于材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。未來,隨著這些領(lǐng)域的發(fā)展,光譜儀的應(yīng)用范圍也將不斷擴大。例如,在新能源領(lǐng)域,光譜儀將用于檢測電池性能、電解水制氫等;在食品領(lǐng)域,光譜儀將用于檢測食品添加劑、農(nóng)藥殘留等。此外,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,光譜儀的技術(shù)也在不斷升級。未來,光譜儀將更加智能化、小型化、高精度、高效率,能夠適應(yīng)更多的應(yīng)用場景。同時,新型光譜技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用也將為光譜儀市場帶來新的增長點。
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2022年中國光譜儀行業(yè)全景速覽:國產(chǎn)代替進口,市場發(fā)展前景廣闊[圖]
光譜儀又稱分光儀,是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器,由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成,利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。數(shù)據(jù)顯示,我國光譜儀市場規(guī)模整體呈現(xiàn)不斷增長的趨勢,從2016年的47.2億元增長到2020年的71.4億元,年復(fù)合增長率為10.9%,預(yù)計2022年中國光譜儀市場規(guī)模將增長至83.14億元。