隨著我國(guó)制造業(yè)開始向產(chǎn)業(yè)鏈中的高價(jià)值環(huán)節(jié)拓展，儀器儀表作為支撐制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，也逐漸獲得更多的關(guān)注，同時(shí)“高端化”、“國(guó)產(chǎn)替代”已成為儀器儀表產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵詞。國(guó)家“十四五”中提出“加強(qiáng)高端科研儀器設(shè)備研發(fā)制造”。2023年9月，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局發(fā)布《關(guān)于計(jì)量促進(jìn)儀器儀表產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出培育具有核心技術(shù)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)產(chǎn)儀器儀表品牌。在此背景下，多個(gè)省市紛紛提出打造高端儀器產(chǎn)業(yè)集群。

儀器儀表產(chǎn)業(yè)概況

01 產(chǎn)業(yè)定位

儀器儀表是科學(xué)與制造的前提，是基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)

儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具，機(jī)器是改造世界的工具。相比于機(jī)器作為直接的生產(chǎn)工具，儀器儀表起作用于前序環(huán)節(jié)，是指用以檢出、測(cè)量、觀察、計(jì)算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備，是眾多產(chǎn)業(yè)能夠正常生產(chǎn)運(yùn)行的支撐。正如現(xiàn)代熱力學(xué)之父開爾文所說(shuō)——“只有測(cè)量出來(lái)，才能制造出來(lái)”，因此儀器儀表被譽(yù)為工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”、科學(xué)研究的“先行官”，國(guó)防建設(shè)的“戰(zhàn)斗力”、社會(huì)生活的“物化法官”。

儀器儀表產(chǎn)業(yè)分類及上下游行業(yè)

02 產(chǎn)業(yè)規(guī)模

儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，國(guó)內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭較好、存在眾多機(jī)遇

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局口徑，國(guó)內(nèi)儀器儀表產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模近萬(wàn)億元，近6年平均增速為9.4%，增速高于制造業(yè)平均水平。全球市場(chǎng)超9000億美元，近6年平均增速為4.5%，中國(guó)市場(chǎng)增速明顯高于全球。

國(guó)內(nèi)儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模及增速；單位：億元

全球儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模及增速；單位：億美元

觀察產(chǎn)業(yè)內(nèi)部細(xì)分領(lǐng)域，可以看到儀器儀表是一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域及產(chǎn)品眾多的產(chǎn)業(yè)門類。根據(jù)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》，儀器儀表包含通用儀器儀表制造、專用儀器儀表制造、鐘表與計(jì)時(shí)儀器制造、光學(xué)儀器制造、衡器制造、其他儀器儀表制造六個(gè)大類，而通用儀器儀表制造之下又包括9個(gè)小類，專用儀器之下包括11個(gè)小類，各小類中又有10個(gè)及以上產(chǎn)品，且各產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模相差不大，因此存在眾多產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇。

03 產(chǎn)業(yè)特征

我國(guó)存在高端產(chǎn)品進(jìn)口依賴度高、國(guó)內(nèi)企業(yè)小散亂等問(wèn)題，高端化產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)替代成為發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)行業(yè)總逆差達(dá)每年200億美元，呈現(xiàn)為高端進(jìn)口、中低端出口。高端門類如實(shí)驗(yàn)分析儀器、試驗(yàn)機(jī)、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)及裝置、電子測(cè)量?jī)x器等進(jìn)口依賴程度高，國(guó)產(chǎn)化率均不足50%。但量大面廣的通用型中低檔產(chǎn)品如普通數(shù)字萬(wàn)用表、顯微鏡、水表、煤氣表等，已具有規(guī)模優(yōu)勢(shì)和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，近年國(guó)家政策如發(fā)改委《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長(zhǎng)點(diǎn)增長(zhǎng)極的指導(dǎo)意見》中，提出重點(diǎn)支持高端儀器儀表等高端裝備生產(chǎn)。

2021我國(guó)儀器儀表產(chǎn)品進(jìn)出口逆差額排名；單位：億美元

此外，由于國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)起步較晚，處于追趕階段，因此企業(yè)規(guī)模小、集中度不高。2022年全球儀器儀表巨頭賽默飛年?duì)I收為449億美元，而國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)川儀股份年?duì)I收為64億元人民幣，國(guó)內(nèi)龍頭總體與全球龍頭營(yíng)收相差15-50倍，存在較大的成長(zhǎng)空間。同時(shí)，相比國(guó)際龍頭企業(yè)，國(guó)內(nèi)經(jīng)營(yíng)規(guī)模和產(chǎn)品豐富程度較低，整個(gè)行業(yè)也具備較大的整合空間，未來(lái)國(guó)內(nèi)有望出現(xiàn)若干綜合性儀器儀表集團(tuán)。

高端儀器儀表國(guó)產(chǎn)替代研究

由于儀器儀表細(xì)分類別及產(chǎn)品眾多、高端化轉(zhuǎn)型為重要趨勢(shì)，因此本文在儀器儀表主要門類中，選取國(guó)產(chǎn)化率較低、增速較快、技術(shù)門檻較高的領(lǐng)域?yàn)橹攸c(diǎn)研究方向，包括實(shí)驗(yàn)分析儀器、電子測(cè)量?jī)x器、試驗(yàn)機(jī)。

儀器的本質(zhì)是測(cè)量技術(shù)，高端儀器具備精密測(cè)量能力，例如在幾何量測(cè)量方面尺度或準(zhǔn)確度可達(dá)到進(jìn)行微米、納米級(jí)別，是發(fā)展高端制造、科學(xué)研究等高精尖領(lǐng)域的前提。實(shí)驗(yàn)分析儀器、試驗(yàn)機(jī)、電子測(cè)量?jī)x器等技術(shù)密集型門類是高端儀器的代表。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，這三個(gè)門類規(guī)模增速快且毛利率高，但卻是儀器儀表主要門類里國(guó)產(chǎn)化率最低的三個(gè)門類，也是美國(guó)商業(yè)管制清單CCL中對(duì)中國(guó)進(jìn)行出口管制的重要領(lǐng)域，可以說(shuō)是儀器儀表產(chǎn)業(yè)短板中的短板，具備較高研究?jī)r(jià)值。

2021我國(guó)儀器儀表主要門類營(yíng)收規(guī)模、增速及利潤(rùn)率

01 實(shí)驗(yàn)分析儀器國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程及難點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)分析儀器是科學(xué)研究的先行官，也是科學(xué)服務(wù)的重要環(huán)節(jié)。一般用于測(cè)定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)等特性，如電子顯微鏡用于分子和原子形態(tài)的研究，質(zhì)譜儀可分離和檢測(cè)不同同位素。依托于研發(fā)、分析、質(zhì)控等場(chǎng)景，實(shí)驗(yàn)分析儀器在學(xué)術(shù)、制藥、食品、環(huán)境等領(lǐng)域的檢驗(yàn)檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用，是典型的高附加值、技術(shù)密集型的儀器儀表細(xì)分賽道。

實(shí)驗(yàn)分析儀器國(guó)產(chǎn)化率極低，未來(lái)發(fā)展空間可期。我國(guó)所有大型儀器中分析儀器進(jìn)口率最高，為83.67%。同時(shí)，中國(guó)分析儀器產(chǎn)業(yè)中基本上處于“分布散、規(guī)模小、產(chǎn)品低端”的狀態(tài)，被排除在全球頭部企業(yè)之外。但從市場(chǎng)規(guī)模上看，研發(fā)投入迅速增加使中國(guó)成為全球?qū)嶒?yàn)分析儀器增速最快的市場(chǎng)，且市場(chǎng)份額僅為北美1/3，具備很大的市場(chǎng)增長(zhǎng)空間。

國(guó)內(nèi)儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模及增速；單位：億元

國(guó)家通過(guò)研發(fā)端、采購(gòu)端同時(shí)發(fā)力，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。在研發(fā)端，國(guó)家以“基礎(chǔ)科研條件與重大科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng)方式進(jìn)行，推動(dòng)鏈主企業(yè)聯(lián)合大院大所“揭榜掛帥”協(xié)同攻關(guān)。在采購(gòu)端，政府對(duì)部分儀器采購(gòu)提出審核標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定采購(gòu)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品比例。2020年來(lái)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在便攜和手持型儀器、色譜儀、光譜儀等部分領(lǐng)域取得較快進(jìn)展。

質(zhì)譜儀、電鏡是其中技術(shù)門檻最高、最依賴進(jìn)口的兩類產(chǎn)品，其下部分高端品類仍為空白。質(zhì)譜儀是儀器產(chǎn)業(yè)第一大進(jìn)口單品，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)美日品牌超80%份額，包括美國(guó)賽默飛、美國(guó)SCIEX、美國(guó)安捷倫、日本島津等，國(guó)產(chǎn)化率約為14%。電鏡市場(chǎng)以美國(guó)賽默飛、德國(guó)蔡司、日立、日本電子為主，國(guó)產(chǎn)化率約10%?？傮w來(lái)看，質(zhì)譜儀、電鏡中少數(shù)技術(shù)難度最大的產(chǎn)品如透射電鏡國(guó)產(chǎn)化仍為空白，但正處于研發(fā)試驗(yàn)過(guò)程中，技術(shù)難度稍低的產(chǎn)品如掃描電鏡、三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀等近兩年已取得重大突破并進(jìn)入市場(chǎng)，行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率有望提升。但應(yīng)注意到還存在產(chǎn)業(yè)生態(tài)不完整、上游高端通用零部件本土化水平低等問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)存在供應(yīng)鏈安全隱患。

02 電子測(cè)量?jī)x器國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程及難點(diǎn)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)行業(yè)總逆差達(dá)每年200億美元，呈現(xiàn)為高端進(jìn)口、中低端出口。高端門類如實(shí)驗(yàn)分析儀器、試驗(yàn)機(jī)、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)及裝置、電子測(cè)量?jī)x器等進(jìn)口依賴程度高，國(guó)產(chǎn)化率均不足50%。但電子測(cè)量?jī)x器是電子信息相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)中必備的基礎(chǔ)儀器。其用于測(cè)量電參數(shù)、電信號(hào)等，使用貫穿電子信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、售后的全生命周期，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)镮T通信、消費(fèi)電子、汽車、航空國(guó)防等。

中國(guó)是全球最大應(yīng)用市場(chǎng)，但海外廠商占據(jù)主要市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模412億元，超全球1/3，且市場(chǎng)增速高于全球平均水平，但四大外資品牌占據(jù)中國(guó)市場(chǎng)40%份額。美國(guó)是德科技、德國(guó)羅德與施瓦茨、日本安立、美國(guó)泰克為全球頭部企業(yè)，經(jīng)歷長(zhǎng)期研發(fā)投入及核心技術(shù)沉淀，先發(fā)優(yōu)勢(shì)十分明顯。但近兩年電子測(cè)量?jī)x器國(guó)產(chǎn)替代熱度較高，國(guó)產(chǎn)品牌2021年后集中上市，資本市場(chǎng)表現(xiàn)了較高關(guān)注度。

2020年中國(guó)電子測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)格局

示波器和波形發(fā)生器是國(guó)產(chǎn)化率最低的品類，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)際水平差距較大。以市場(chǎng)上運(yùn)用最廣泛的電子測(cè)量?jī)x器之一示波器為例，其用途為將電信號(hào)隨時(shí)間變化的關(guān)系轉(zhuǎn)換成可視化波形圖像。帶寬為示波器核心指標(biāo)，其中國(guó)內(nèi)產(chǎn)品僅能滿足帶寬≤5GHz的低端市場(chǎng)，5-110GHz的中高端市場(chǎng)主要被美國(guó)企業(yè)是德科技、泰克壟斷。中高端產(chǎn)品核心技術(shù)在于專用信號(hào)處理芯片（ADC），但中高端ADC芯片市面上難以購(gòu)買，必須通過(guò)自研突破，國(guó)內(nèi)與國(guó)際先進(jìn)水平的技術(shù)差距在10年左右。

示波器

03 試驗(yàn)機(jī)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程及難點(diǎn)

試驗(yàn)機(jī)行業(yè)規(guī)模小但重要程度高，是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要測(cè)試設(shè)備。其本質(zhì)上是機(jī)械仿真系統(tǒng)，通過(guò)模仿在實(shí)際應(yīng)用中的工況進(jìn)行強(qiáng)度或性能試驗(yàn)，測(cè)量材料或產(chǎn)品的物理性能，比如鋼材的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，抗沖擊韌性等，確保各種機(jī)器，車輛，船舶和結(jié)構(gòu)物的合理設(shè)計(jì)與安全運(yùn)行?，F(xiàn)代工業(yè)大生產(chǎn)中，用在測(cè)量上的工時(shí)和費(fèi)用約占整個(gè)生產(chǎn)所用的20%-30%，因此試驗(yàn)機(jī)被喻為機(jī)械工業(yè)的“觸角”與“眼睛”。2021年行業(yè)營(yíng)收規(guī)模僅177億元，且國(guó)內(nèi)外企業(yè)規(guī)模均較小，這與試驗(yàn)機(jī)定制化生產(chǎn)屬性強(qiáng)，具有“小批量、多型號(hào)”的特點(diǎn)直接相關(guān)。

中低端產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)基本自給，無(wú)損檢測(cè)儀器、材料試驗(yàn)機(jī)高端品類及核心零部件依賴進(jìn)口，近期國(guó)產(chǎn)自研速率加快。無(wú)損檢測(cè)儀器是國(guó)家近期重點(diǎn)關(guān)注方向，其中工業(yè)X射線檢測(cè)設(shè)備是主流，技術(shù)卡點(diǎn)在于核心部件高端X射線源國(guó)產(chǎn)化程度低，且海外供應(yīng)商無(wú)法足量供應(yīng)，國(guó)內(nèi)龍頭日聯(lián)科技正在自研突破。材料試驗(yàn)機(jī)中的動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)國(guó)產(chǎn)化率低，全球市場(chǎng)上以美國(guó)MTS的設(shè)備為主，但其產(chǎn)品受美國(guó)政府出口管制，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品精度與先進(jìn)水平仍有差距，傳感器等核心零部件依賴進(jìn)口。

x光無(wú)損檢測(cè)儀

城市發(fā)展高端儀器的策略

近年來(lái)，北京、深圳等多個(gè)城市提出加速構(gòu)建高端儀器產(chǎn)業(yè)集群，對(duì)于瞄準(zhǔn)高端儀器國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇的城市，需找準(zhǔn)自身定位及產(chǎn)業(yè)賽道，并制定相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。

01 發(fā)揮地域比較優(yōu)勢(shì)，選擇適宜自身的產(chǎn)業(yè)方向

由于儀器儀表細(xì)分行業(yè)之間差異較大，地理分布上也呈現(xiàn)出較大差異。實(shí)驗(yàn)分析儀器企業(yè)依附于科學(xué)研究的“主產(chǎn)業(yè)”，如美國(guó)的科學(xué)儀器聚集地沃爾瑟姆緊鄰波士頓，國(guó)內(nèi)企業(yè)多分布于長(zhǎng)三角城市和京津，北京、上海、廣州、深圳、合肥等綜合性國(guó)家科學(xué)中心的建設(shè)將為其帶來(lái)較大發(fā)展機(jī)遇。電子測(cè)量?jī)x器企業(yè)多聚集在長(zhǎng)三角及珠三角的重點(diǎn)城市，與上游電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度呈高度相關(guān)性，部分中西部城市如西安、成都、武漢等憑借自身軍工優(yōu)勢(shì)積累及較好的電子信息基礎(chǔ)，也是電子測(cè)量?jī)x器企業(yè)的聚集地。試驗(yàn)機(jī)中高端企業(yè)多分布于江蘇及深圳，作為全國(guó)試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)的發(fā)源地具有較好的歷史積累，并具備貼近客戶的地理優(yōu)勢(shì)。城市應(yīng)考慮自身產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及周邊產(chǎn)業(yè)聚集性，精準(zhǔn)布局細(xì)分產(chǎn)業(yè)方向。

實(shí)驗(yàn)分析儀器重點(diǎn)企業(yè)分布

電子測(cè)量?jī)x器重點(diǎn)企業(yè)分布

試驗(yàn)機(jī)重點(diǎn)企業(yè)分布

02 明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展量身定制產(chǎn)業(yè)環(huán)境

儀器儀表的各個(gè)細(xì)分行業(yè)存在其內(nèi)在的發(fā)展邏輯，應(yīng)抓住行業(yè)發(fā)展痛點(diǎn)，為其搭建產(chǎn)業(yè)環(huán)境。以實(shí)驗(yàn)分析儀器為例，一是城市可牽頭建立研-學(xué)-產(chǎn)平臺(tái)助力研發(fā)加速，由于其產(chǎn)業(yè)特征是由用戶（科研人員）主導(dǎo)研發(fā)或向廠家提出需求，但國(guó)內(nèi)高校、研究機(jī)構(gòu)對(duì)儀器研發(fā)的內(nèi)驅(qū)力不足，因此需要企業(yè)主動(dòng)和高校/研究機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系，城市搭建研-學(xué)-產(chǎn)平臺(tái)可在其中起到催化作用。二是提供資金及知識(shí)產(chǎn)權(quán)相關(guān)政策，借鑒美國(guó)、日本提供資金鼓勵(lì)共性技術(shù)研發(fā)，同時(shí)以知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)破解當(dāng)前儀器廠家爭(zhēng)相仿造，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)壓低價(jià)格的局面。

03 關(guān)注卡脖子領(lǐng)域及上游核心環(huán)節(jié)，助力國(guó)產(chǎn)替代實(shí)現(xiàn)

發(fā)展高端儀器產(chǎn)業(yè)的城市，可重點(diǎn)關(guān)注國(guó)產(chǎn)化率較低并正在開始國(guó)產(chǎn)替代的領(lǐng)域，包括實(shí)驗(yàn)分析儀器中的質(zhì)譜儀、電鏡，試驗(yàn)機(jī)中的工業(yè)X光無(wú)損檢測(cè)儀器，電子測(cè)量?jī)x器中的示波器、波形發(fā)生器等領(lǐng)域。同時(shí)，這些領(lǐng)域也面臨著上游核心零部件、通用零部件卡脖子的問(wèn)題，如高精度傳感器、分子泵、激光器、離子源等。城市發(fā)展中可以鏈主為抓手，帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)的突破。