中国科学仪器，一向是触目惊心地落后。在全球Top20的仪器厂家之中，呈现了85331的阵型。其中8家是美国，5家是日本，德国和瑞士各3家，还有一家英国企业，没有一家中国企业入列。而在头十家名单之中，六家企业是美国。美国的科学仪器，展现了跟半导体芯片一样强大的实力。全球近6000亿美元的半导体收入，美国公司的销售额占据近一半。如果说芯片反映了美国构建全球化底层基石的商业广泛性，那么科学仪器则真实地代表了美国的科研水平。
科学仪器里的一个重要分支是实验室分析仪器，它是科学家洞察世界奥秘的最高能力，也是研发人员开发新产品的重要武器。全球实验分析仪器行业大约有700亿美金的规模，而中国市场总量仅占全球的7%。在中国消费的所有产品中，分析仪器是少数在全球使用占比垫底的高科技产业。相比于中国芯片消费量占据全球的54%，分析仪器的消费能力之低让人感到惊讶。很显然，中国是一个分析仪器使用严重不足的国家。
对于分析仪器而言，用于称量分子重量的质谱仪，是皇冠上的明亮光环。它的发展，与科学家的成就密切相关。近百年来，有10个科学家因为质谱仪相关的原理而获得诺贝尔奖。质谱仪在上个世纪50年代就已经开始商业化，进入石油成分的检测。而在七十年后的今天，推动它继续宝刀不老的则是生物医药的巨大需求。
正是这种不断进化的能力，使得它成为引领分析仪器行业的龙头。在它身上，可以看到产品演化的痕迹。质谱仪的顶级标杆是丹纳赫旗下的AB Sciex。不用说，创始人本人也是科学家。在分析仪器领域，科学家与企业家的合体现象非常普遍。科学与商业成功联姻，是这个行业非常成熟的一种模式。
AB Sciex在1981年就将四极杆质谱仪商业化，这成为今后最经典的一个系列。全球几乎所有质谱仪厂家的标杆，包括美国赛默飞、安捷伦和日本岛津，在这类产品上，都在向它对齐。
国内质谱仪目前能达到的成熟水平，刚好赶上AB Sciex在10年前推出的4500系列。而现在它已经推出了7500。这个产品编号，清晰地标定了中国质谱仪跟国外产品的差距。这还只是性能参数的差异性，如果考虑到软件、数据库和可靠性，这个距离就会拉长到15到20年。
看得见的20年，这就是差距所在。而无法识别的差距，还有更多。在国内用量最大的实验室分析仪器中，质谱仪和以色谱法分析技术的色谱仪的国产化率不超过个位数。而在价值超过1000万元人民币以上的冷冻电镜或核磁共振波谱仪，国产化率则几乎是零。
中国科学家所能取得的顶级成就，就矗立在这样一种几乎完全依赖的进口仪器的局面之上。
分析仪器的难点
最近两年，科学仪器已经引起整个社会的高度重视。但当资本大量涌进来的时候，也难免会感到失望。这个产业体量太小，似乎难以挑起大梁。
这个行业实在太小，分析仪器在中国市场近400亿人民币。这样的总产值，又被近二十个不同类别的仪器来瓜分。质谱仪已经算大块头了，不到100亿。而这里向来被美国赛默飞、丹纳赫、沃特世、布鲁克、岛津等所垄断。同一个类别的仪器，又会有很多细分的技术支流。如果一个企业只做一种产品，注定销售额很难做大。
除了产业规模之外，这个产业也有着自身特有的难点。
人们日常接触宏观物体重量的方式是天平。而这种宏观重量的下限，则是由瑞士普利赛斯Precisa电子天平所完成。一个精密天平，如果可以测量1毫克（1克的千分之一）的粉状物，这是小数点后面带有3个零的1克。灰尘可以算是宏观世界的最后一站。而测量灰尘重量的百万级精度的微量天平，只在瑞士生产。这家公司在中国也有生产基地，但精度只有万分之一级。
质谱仪是高端的分析仪器，可以看成是微观原子世界的天平。它可以通过类似对分子来量测体重的方法，测出物质的各种组成成分。例如PM2.5到底包含哪些颗粒。
类似的分析仪器长期处于进口垄断的局面。中国进入质谱仪的时间，其实是非常短暂的。当年传统仪器的老家底，如北分、上分、南分、川分等，都未能打开这个局面，只做出了一些无法商业化应用的样机。时至今日，可以看到除了脱胎于当年冶金部的钢研纳克公司，其它基本都是民营企业在攻坚。2006年，北京东西分析仪器算是推出了第一台商业化四极杆气质联用仪。陆陆续续，北京普析通用、上海舜宇恒平、广州禾信和杭州聚光旗下的谱育、江苏天瑞和源自天津大学的天津智谱，正在这个领域进行各自的耕耘。但目前基本还是聚集在三种精度等级中低端类型的质谱仪。而对于高端的离子阱质谱仪，或者是更高级的傅里叶变换质谱仪，依然是美国赛默飞和德国布鲁克的天下。中国基本尚无任何的产品，可以进行对标。
这个领域看似狭窄，但其实也是顶天立地之行业。既面向科研院所的科学家、面向企业研发人员，也面向第三方检测机构的检验员。而很多事情，跟老百姓也有关系。除了测试环境成分，在半导体领域检测高纯度的气体的时候，也是必不可少。很多气体浓度是9个9（0.999999999），而这种纯度之外需要掺杂的有用“杂质”的成分和数量，就要靠质谱仪的火眼金睛了。它需要面对的浓度是小数点后面10个零。
所有研发的活动里，有一大半都会跟化学检测有关。质谱仪就是化学检测的终极手段。人们需要间接地侦查到，一个微环境下，有哪些分子，有多大的量。
人们是在用这种仪器，跟分子进行对话。
奇怪的是，这种设备的制造，表面看上去却很简单。
质谱仪设备的零部件，有上千个。通过购买零部件的方式进行组装，完成一台机器并不复杂。这就是为什么在当前资本的加持下，国内质谱仪企业居然有六十多家，这种现象并非正常。在全球高度垄断的质谱仪行业市场里，只有五家顶级的质谱仪。即使放大到整个科学仪器行业，排名第一与排名第二十的销售额，可以相差二十倍。如此高度垄断的市场，很难想象小企业是如何存活下来，如何攻克技术难关。
看上去，科学仪器的零部件并不是最主要的问题。除了激光器、真空泵、高速数据采集卡、离子探针等要进口，大部分零件都可以逆向工程破解其中之道。实际上在中国的科学仪器界，存在着一种“半国产”的现象。一些跨国品牌会向国内合作伙伴，开放供应链环节，提供电路板等核心零部件，支持国产装配商形成自己的品牌。在石油、天然气行业，安捷伦会扶持不同的渠道商，开发“国产品牌”的在线工业色谱分析仪、可挥发性气体分析仪等产品。这些渠道商往往在三桶油行业有着深厚的商业基础。实际上，安捷伦也通过这种本土化的方式，挤压包括日本岛津在内的竞争对手。
然而，机器组装看上去并不复杂。但真正具有挑战性的，是如何让这台仪器稳定工作？
这正是科学仪器最难的地方。这里面有很多工艺是近乎老师傅的经验。它涉及到各个领域：物理、化学、真空、机械、电子、软件、自动化的综合协调。
分析仪器都具备这种特点，它是一个综合学科相互妥协的艺术。而这种妥协，正是科学家与工程师的最高智慧交融之地。
国内科研经费投入持续加大，助力行业蓬勃发展
国内科技研发投入始终保持两位数的增长速度，科技研发投入规模位居世界前列，人均科研经费已与发达国家基本接近，促进科学研究产业链蓬勃发展。数据显示，2001年到2021年，科研经费年年攀升，广东、江苏、北京等11个省市的研究与试验发展(R&D)经费投入已经超过千亿元，再加上国家对设备费的规定放宽，极大减轻了科研人员在设备预算等方面的负担，真切回应了科研人员在科研中面临的实际问题。
2022年11月，基金委公布了国家重大科研仪器研制项目评审结果，国内多所高校、科研院所宣布获批立项。国家重大科研仪器研制项目面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制，以提升我国的原始创新能力。
国家重大科研仪器研制项目验收时重点考察仪器的原创性、研究目标的实现情况、仪器技术指标完成情况和指标先进性，以及对解决重大科学问题、开拓新的研究领域，促进人才培养和推动学科发展发挥的作用，有利于加强项目进一步凝练关键核心技术和创新方法，总结该领域研究的关键变量，通过该仪器设备促进相关领域进一步取得科研突破。
“基础科研条件和重大科学仪器设备研发”重点专项基于加强我国基础科研条件保障能力建设的目标，着力提升科学仪器、科研试剂、实验动物、科学数据等科研手段以及方法工具自主研发与创新能力。
该专项围绕科学仪器、科研试剂、实验动物和科学数据等四个方向进行布局，主要包括研制分析仪器、等高端通用科学仪器整机产品80种以上；研制源部件等科学仪器关键核心部件产品80种以上；建立高端化学试剂规模级制备技术100种以上；研制具有自主知识产权的高端生化试剂20-30种；建立重要民生领域精准测量技术40-60项；建立实验动物新品种新品系，制定质量标准，开发标准品及专用设备等新产品1000个以上；建立模式动物制备评价等新方法100种以上；形成从处理到分析的全链条科学数据分析软件和学科平台，并在国家科学数据中心应用10家以上；研发面向领域核心应用的关键核心软件和系统10项以上。此外，专项还拟支持95个项目和9个青年科学家项目；其中科学仪器方向共计有66个，包括32个整机项目和34个核心部件项目。
市场规模将突破万亿
我国科学仪器市场整体呈现上升趋势，观研天下数据显示，我国科学仪器市场规模从2019年的3400亿增长到2021年的6966亿，预计2025年将达到10000亿。2020年至2021年，新冠疫情的反复时不时就给经济活动和科研活动按下了暂停键，科学仪器企业的生产经营面临诸多困难，排在前列的分别是营业收入减少、客户采购意愿降低、企业运营成本提升。订单方面，下游用户开工较少，购买力下降，销售人员不能上门，限制了订单来源。生产方面，上游原材料供应困难，供应商员工到岗率低，外地货车进京审查严格，导致生产进程整体缓慢。
对外贸易方面，疫情导致国际航班数量削减，货运减慢，成本上涨好几倍。因此2021年我国科学仪器的市场规模虽然有所增长，但增长速度呈现明显放缓态势。2021年，我国科学仪器的市场规模增长1166亿元，增长率仅为20%左右。但是，行业在2022年有望回到正轨，数据显示，预计2022年我国科学仪器的市场规模增长534亿元，增长率为8%，预计这一增速仍将保持恢复性增长态势，2025年行业将突破10000亿大关。
科学仪器细分市场数据显示，2022年我国科学仪器增速的大规模回温有两个原因。一是国家政策倾斜帮助研发高端科学仪器核心部件、财政上降低研发税收，鼓励企业加大研发精力与费用投入；二是疫情防护物资的生产检测、质量控制会用到传统分析仪器，大量消毒剂的使用会带来水体、土壤污染隐患，后期的检测也给传统科学分析仪器带来了机会。
我国科学仪器品类呈现集群化发展特征，产品的生产和出口主要集中在京津冀、长三角和珠三角等地区，其中北京怀柔科仪谷主要生产科教、医工高端仪器装备，聚焦真空、质谱、电镜、光电、低温等细分领域；山东海能科技产业园主要生产食品安全检测仪器；粤港澳大湾区科学仪器创新中心主要生产质谱仪、激光器、离子源等；无锡量子感知产业园主要生产磁共振设备、扫描电子显微镜等；青岛科学仪器产业园主要生产医疗器械、海洋检测设备等高端科学仪器。其中长三角地区上下游产业最为完整，是我国最大的科学仪器生产和出口地区，地区集群效应明显。
尤其是上海市，作为国内首个工业质谱产业化基地，是我国最具活力的科学仪器研发和产业区域。资料显示，上海自主研发的一批中高端仪器产品已经走出了国门。如上海光谱仪器有限公司研制的中高端光谱仪器，已批量出口到德国、澳大利亚等发达国家，并出口到泰国、伊朗等“一带一路”沿线20多个国家和地区，为深海探测、能源开发、地矿分析等提供关键技术支撑。此外，数据显示，在电化学领域，上海研制生产的仪器设备占全国销量市场的60%以上，在线水质监测仪、化学需氧量测定仪、水质重金属测定仪等仪器在环境保护领域发挥了重要作用。
新药研发为相关医学领域科学仪器带来新机会
2009年以前，中国药企多以生产仿制药为主，研发意识与创新能力均显薄弱。近年来，受政策和市场影响，各药企积极投入创新研发。数据显示，2019至2021年，我国药物临床试验登记数量呈逐年增长趋势。2021年我国药物临床试验年度登记总量首次突破3000项，共计3358项。其中，新药临床试验登记2033项，占比60.5%，较2020年同比增长38.0%。伴随着这股新药研发的浪潮，科学仪器企业如果能在这方面加强与药企的合作，会带来许多新机会。过去科学仪器企业以销售设备为主，医疗企业则以销售耗材为主，未来科学仪器厂商的业务模式可以更偏重于耗材，布局医疗诊断、药物研发等领域，尤其在体外诊断领域，新型基因测序仪、定量PCR、MALDI、串联质谱、流式细胞仪等关键原料耗材需求紧张，厂商可以着重发力。
文章来源： 南山林雪萍，化工仪器网，观研天下