分析仪器行业研究报告.docx
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1、器行业争论报告2023年五月名目器定义.二器主要种类介绍.1、光谱仪.2、色谱仪.3、质谱仪气质联用仪与液质联用仪4产业链构成及分析61、上游产业链构成及分析152、器行业特征分析153、下游产业链构成及分析15二国内行业状况分析6三国家产业政策分析6三、器市场现状分析11国际市场规模6二国内市场规模及具体状况61、根本状况分析152、光谱仪市场状况分析153、色谱仪市场状况分析154、质谱仪市场状况分析15四、行业投资时机分析15一、器概述(一)器定义器是用来测定物质的组成、构造和某些物理特性的仪器;包括定性分析、定量分析、构造分析和某些物理特性的分析.不同物质在各种物理和化学性质上都存在质
2、的和量的差异;颜色、气味、导热系数、吸取光能的波长和磁性的不同等;器正是利用这些特点来完成定性分析和结构分析的.依据器在检测过程中所施加能量的形式;器可以分为光能式、热能式和电磁场式等;三种的主要产品分别为光谱仪、色谱仪和质谱仪.以下分别进展介绍.(二)器主要种类介绍1、光谱仪光谱仪是利用棱镜、衍射光栅等分光器件;将成分简单的复色光按频率分解成光谱的仪器;目前已广泛应用于空间、资源、能源、石化、冶金、材料、纺织、环保、食品、医药、卫生、生命科学等诸多领域.光谱仪主要由三局部组成:光源为整套仪器供给原始光辐射、分光系统将原始复合光分解为光谱;是光谱仪的核心元件;目前主要使用光栅、探测及信号处理系
3、统探 测、分析和解读分解后的光谱信号;得到检测物质的信息.市场上主流光谱仪产品可以分为三大类:1 分子光谱仪;主要检测分子振动、转动、分子外层价电子跃迁等分子行为产生的光谱信号;据此可以确定分子的转动惯 量、分子的键长和键强度以及分子离解能等很多性质;进推想分子的内部构造.包括红外/紫外/可见光分光光度计和分子荧光光谱仪;2 原子光谱仪;主要检测原子在能量变化时所放射或吸取的光谱信号;进而测得待检测物质中所含微量元素的种类.包括原子吸取光谱仪、原子放射光谱仪和原子荧光光谱仪;3X 射线荧光光谱仪;主要检测物质受 X 射线照耀后产生的荧光光谱.2、色谱仪色谱法是一种物质分别方法;在色谱法中存在两
4、相;分别为固定相和流淌相.使用外力使含有混合物样品的流淌相通过与其互不相溶的固定相外表;由于样品各组分与固定相的吸附系数不同;经过反复屡次安排后;各组分会按肯定次序由固定相中先后流出;再与适当的检测方法结合后;即实现了组分的分别与检测.依据流淌相的不同;色谱法可以分为气相色谱法GC 和液相色谱法;进而据此产生气相色谱仪和液相色谱仪.气相色谱仪主要用来分析气相样品和易挥发的热稳定样品;如弱极性小分子有机物;而不适用于分析高沸点有机物、高分子和热稳定性查的化合物; 在适用于分析大约 20%的有机物样品;而液相色谱主要用来分析高沸点或假设不稳定样品;如核酸等;需用高压输送流淌相;并且分析速度快;故又
5、称为高压液相色谱法 HPLC 或高速液相色谱法 HSLP;可对 80%的有机物进展分别和分析.3、质谱仪质谱法 MassSpectrometry;MS;即用电场和磁场将运动的离子带电荷的原子、分子或分子碎片按它们的质荷比分别后进展检测的方法.测出了离子的准确质量;就可以确定离子的化合物组成.质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心.离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置.质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子;按质荷比 m/z 大小分别的装置.分别后的离子依次进入离子检测器;采集放大离子信号;经计算机处理;绘制成质谱图.质谱仪种类繁多;从应用角度;质谱仪可以分为:1 有机质谱仪;
6、主要用于有机化合物的构造鉴定;供给化合物的分子量、元素组成以及官能团等构造信息.依据质量分析器的不同;有机质谱仪可以分为四极杆质谱 仪、离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和磁质谱仪等.四极杆是小型质谱仪中最成熟、应用最广泛的质量分析器.不过;由于四极杆的制作工艺和装配精度要求很高;所以会给批量生产带来困难.与单级相比;三极串联无论是在定性或定量方面均得到大幅度提高;这种仪器目前在我国的商检部门已得到了较为广泛的应用.但承受三级串联的方式进一步增加了仪器的技术难度和制造本钱.离子阱质谱仪具有质量范围宽、灵敏度高、构造简洁、维护便利等优点;特别是离子阱可以通过软件实现串联质谱的功能.随着近十年来的不断争
7、论;离子阱质谱仪的性能得到很大提升;应用领域也扩展到分子构造鉴定、定量分析、化学反响机理争论等方面.近年来随着电喷雾、基质关心激光解吸、大气压化学电离等离子源的不断进展; 飞行时间质谱与各种分别手段得到了很好的结合;因而其自身也得到了很好的进展;成为当今最有进展前景的质谱方法之一.与其他类型的质谱仪相比;飞行时间质谱仪具有操作简洁、维护本钱低、分析速度快、质量分析范围宽;以及灵敏度和质量分析精度高等优点.而 Q-TOF 技术的消灭;则进一步改善了飞行时间质谱仪的质谱区分率.2 无机质谱仪;主要用于无机元素微量分析和同位素分析等方面;它与有机质谱仪工作原理不同的是物质离子化的方式不一样;无机质谱
8、仪可以分为火花源质谱仪、离子探针质谱仪、激光探针质谱仪、辉光放电质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪.、有机质谱仪与无机质谱仪相比用途更加广泛;市场承受度更高.可用于有机化 学、生物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等众多领域.目前一个很重要的进展方向是与色谱联合使用形成联用仪;马上色谱仪作为质谱仪的“给样器”;将有机混合物分别成纯组分后再进入质谱仪;分析每个组分的分子量和分子构造信息.这样;色质联用仪就将色谱分别力量强和质谱定性鉴定力量强的优点结合起来.实现联用的关键是硬件接口;其功能是协调两仪器输入及输出之间的冲突.例如; 在气相色谱质谱联用仪 GC-MS 中
9、;主要问题是工作气压.通常色谱仪的出口气压为100KPa 左右;而质谱仪却在地域 10-3真空下操作;所以必需有一个接口系统将载气压强降低8 个数量级;并将样品送入;或经浓缩后送入质谱仪;以保证两种仪器都能在所需正常条件下工作.二、器行业分析(一)上下游产业链构成及分析1、上游产业链构成及分析器上游行业主要是为其供给核心部件、分析软件、标样、原材料的行业. 光谱仪的核心部件主要是光源元素灯、X 光管等;可供给紫外、红外、可见、X 射线原始光辐射、分光系统主要是光栅、探测系统主要是 CCD、PDA、光电倍增管等光电转换器件.色谱仪的核心部件较多;以气相色谱仪为例;如下表所示:单元部件名称功能气流
10、系统气源、稳压阀、稳流阀、流量计供给载气气源;掌握气压和流量;指示载气流量进样系统进样器、气化室引入试样、使试样瞬间气化柱系统色谱柱分别试样检测系统检测器、放大器将浓度信号转换为电信号;主要是数据处理系统数据处理系统数据采集和处理温控系统温控器掌握系统温度质谱仪的核心部件包括离子源对样品分子进展电离;使其分解成离子;主要器件为承受不同原理的电离盒、质量分析器离子经受质量分别过程;包括串联四级杆、离子阱等、检测器常用的有直接电检测器、电子倍增管、闪耀检测器和微通道板等.分析软件主要是适应各种行业分析需求并协作器使用的各种软件产品.大局部核心部件技术和分析软件为海外企业所垄断;价格昂贵;我国大局部
11、企业所使用的核心部件和分析软件以进口产品为主;本钱较高.标样产品主要由专业生产标样的机构和企业供给;具有充分的市场;价格稳定;一般标样单价较高;仅有少局部标样属于耗材;需要持续购置.原材料主要包括集成电 路、半导体、绝缘材料以及钣金件、电子元件等其他材料;均为常规产品;有充分竞争的市场;价格稳定.2、器产业一般性特征分析首先;不同于传统制造业;本行业呈现出“两头大;中间小”的特征;即公司竞争力主要依靠争论开发实力和销售效劳;生产制造地位相对较弱;主要缘由如下:1 参与本行业竞争必需具备强大的研发实力本行业的研发需要投入量大;主要在以下方面:需要不断进展硬件研发以提升核心部件的硬件性能;降低制造
12、本钱;不断开发分析软件;提高产品便捷性和分析效率;改进分析方法;不断加强应用方法和标样的争论;提升产品的分析准确性;扩展应用范围;共性化产品研发;不断满足领域客户的共性化需求.以上方面对人员素养、争论环境、仪器配置等方面均有较高要求;人力、资本的投入量均格外大.2 生产以部件、配件的组装和集成为主本行业的生产环节主要是部件组装和集成;局部把握核心部件制造技术的企业也会进展一些部件的自主生产.3、下游产业链构成及分析器的下游产业格外丰富;几乎包括了国民经济的全部领域;下游市场的巨大需求为公司供给了宽阔的进展空间.目前重点运用包括三大类:1、环境保护领域;主要的行业有电子、电器、玩具、食品等;2、
13、工业测试与分析领域;主要的行业有钢 铁、水泥、石化、冶金、镀层、地质、矿产、合金、首饰、医药等;3、其他应用领域还有考古、政府监管、科学争论、资源勘探等应用领域.下游企业分布格外广泛; 具有极大的差异性;给本行业产品提出了多样化、共性化的需求.下游行业应用的普及和下游产业的成长刺激了本行业的进展.以光谱仪为例;首先;原子吸取法在很多领域已经作为标准分析方法;如化学工业中的水泥分析、玻璃分析、石油分析、电镀液分析、食盐电解液中杂质分析、煤灰分析及聚合物中无机元素分析;农业中的植物分析、肥料分析、饲料分析;生化和药物学中的体液成分分析、内脏及式样分析、药物分析冶金中的钢铁分析、合金分析;地球化学中
14、的水质分析、大气污染物分析、土壤分析、岩石矿物分析;食品中的微量元素分析等等.因此;原子吸取光谱仪用途格外广泛.综合器上下游产业特征;可以得出以下结论:1 器技术含量较高;需要经过长时间的积存才能到达肯定的技术水平;所以虽然行业进入门槛不是很高相对于钢铁厂、汽车厂来说;但持续性投资要求很高;国际上成功的仪器厂商研发投资一般维持在年销售额的 8%-10%.行业内的竞争格局变化缓慢.2 属于技术密集型产业;技术为第一生产要素.3 下游客户格外广泛;需求量大;用分散;故而面对下游行业仪器厂商具有肯定的议价力量;可以在剧烈竞争的同时稳定价格;保持肯定的利润率.器行业的利润率比机械行业平均水平高 6 个
15、百分点.(二) 国内行业状况分析1、 上游零配件状况分析国内器上游行业因仪器不同而异;但总体而言;水平低下;性能弱于国外同类产品是普遍状况.通常;中高端核心部件均需进口;低端可由国内供给商供给.以光谱仪和质谱仪为例.首先;光谱仪的核心零部件是光栅和光电探测器.高档 光栅只能依靠进口;主要有法国的JobinYvon 公司;美国的RichardsonGratingLab 公司; 德国的Zeiss 公司和日本的shimadze 公司四家.国内宁波源禄光电公司是技术水平最接近的厂商;其产品价格仅为国际同类产品的 1/3.但衍射效率、鬼线、杂散光水公平关键性能指标仍有肯定差距;可以满足工业级光谱仪的要求
16、;但无法满足高档的科研级光谱仪的要求.除此之外;国内一些科研院所也从事颜色光栅的刻制工作;但或水平较低;或产量较少;均无法有效影响市场供给.光电探测器状况更是如此;几乎 90%以上的光谱仪均承受日本滨松、东芝、索尼等少数几家的探测器产品;国内在此领域几乎空 白;偶有科研院所取得成果的相关报道;但都仅仅试验室产物;距离真正商业化市场化 格外遥远.其次;到目前为止;国内质谱仪照旧处于试验室研发或初步成品化的阶段;质谱仪的关键部件:离子源、质量分析器、 检测器更是与中国制造毫无关系.这些零配件制造工艺简单;技术含量高;所以一般都是由质谱仪生产商自行研制.由此可以看出;器的上游产业根本被国外把持;而且
17、每种重要配件均只有假设干家固定的供给商;根本不受市场波动影响.这样;国外供给商就可以提高价格;挤压仪器产品利润率;而仪器厂商却缺乏议价力量;只能承受高价购置配件的结果.2、仪器技术状况分析总体而言;国内器行业技术水平参差不齐;有些领域几乎到达了世界先进水平;有些领域虽然仍有一些差距;但已经可以满足大局部工业用途;有些领域国内刚刚起步;远未市场化和商品化.以光谱仪和质谱仪为例.首先;光谱仪由于技术相对简洁;进展时间长;国内很多厂商已经具有与国外厂商同台竞技的实力;其产品已经广泛应用在中低端的科学争论、工业生产中.大局部厂商往往在某一种光谱仪上具备较强的实力;再将产品线拓宽到整个光谱仪范畴.例如;
18、 天瑞的X 射线荧光光谱仪较为先进;占据国内市场大局部份额;普析通用的紫外原子吸取光谱仪市场地位较高;上海光谱的紫外分子吸取光谱仪和原子荧光光谱仪获得了欧洲着名检测机构的认证与授权.但与此同时;光谱仪领域重集成轻器件、重仿照轻设计的问题照旧格外普遍.第一;大局部国内厂商只具备系统集成力量;关键零部件需向国外选购;关于这一点前文已有详述;其次;国内厂商开发仪器思路是对国外同类仪器进展反向工程;仿照其内部光路设计和电路设计;知其然不知其所以然;不能真正领悟仪器设计的关键所在;于是在区分率、杂散光、信噪比等关键性能指标上始终落后外国厂商.其次;质谱仪技术最为简单;国内大局部企业和争论所仍处于试验室争
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