环保行业：科学仪器长坡厚雪，国产替代方兴日盛

科学仪器行业方兴未艾，全球市场空间广阔。1.根据SDI，2020年全球分析仪器市场规模约为637.5亿美元，2015-2020年CAGR达4.4%；色谱/光谱/质谱占比15.4%/14.1%/7.9%。其中，中国地区需求增速最快，2015-2020年CAGR达6.8%。2.我国科学仪器行业正处于快速发展期，我们预计2022年中国分析仪器市场规模达580亿元，2020年光谱、色谱、质谱仪行业空间合计约300亿元。下游检验检测行业发展迅速，仪器需求十分旺盛。 高端分析仪器进口率高，国产替代空间广阔。国内自主创新能力薄弱，且贸易逆差逐年扩大。根据《2022年中国科学仪器行业全景图谱》，科学仪器已经成为我国第三大进口产品，仅次于石油和电子元器件。2022年色谱/质谱/光谱仪进口率达83%/81%/75%，高端科学仪器设备国产替代空间广阔。 贴息贷款掀仪器采购浪潮，高端分析仪器国产化替代加速推进。国家不断出台利好政策，旨在打破国外高端分析仪器垄断、提高高端分析仪器国产化率。 2022年9月，国常会决定对部分领域设备更新改造贷款阶段性财政贴息和加大信贷支持，总体规模预估为1.7万亿元；财政部、发改委等联合下发《关于加快部分领域设备更新改造贷款财政贴息工作的通知》，对新增10个领域设备更新改造贷款贴息2.5%，额度2000亿元以上。两则重磅政策提供极低利息的贷款，加速消费端设备更替周期，推动我国仪器市场采购浪潮。 复盘海外龙头公司成长之路，研发与并购实现快速突围。科学仪器行业壁垒高筑，国产企业在知识产权产出、产品工艺等与海外仍有较大差距。复盘海外龙头公司的成长道路，以他山之石攻本土之玉：1.在政府研发投入方面，海外发达国家投入大、强度高。根据OECD，2019年全球主要国家研发强度排名为韩/日/德/美/中，分别为4.6%/3.2%/3.2%/3.1%/2.2%。2.在市场战略方面，海外龙头聚焦于细分市场进行持续渗透，选择优质并购标的拓宽业务线是关键成功要素。(1)丹纳赫通过有效并购与协同效应为公司带来复合回报，实现了公司的快速扩张并奠定了行业龙头地位。(2)赛默飞通过不断并购生命科学仪器、医药等行业拥有技术领先优势的企业，壮大完善产业链，产品技术与市场份额位于行业前列。 投资建议:国内领先企业发力技术与服务，我们看好受益国产化进程加速的实验室分析仪器龙头。建议关注：1）国产高端分析仪器龙头聚光科技。2）质谱仪领军企业禾信仪器。3）研发驱动型仪器样板平台皖仪科技。4）样品前处理仪器龙头莱伯泰科。 风险提示：1.宏观经济变化导致市场需求下滑风险；2.政策落地不达预期；3.国产替代不及预期；4.行业竞争加剧风险。 重点标的 股票代码 1.科学仪器行业方兴未艾，下游应用领域广泛 1.1.行业处于快速发展期，技术成果引领国家重大工程发展 我国科学仪器行业起步较晚，1990年开始步入高速发展期。1949-1969年，我国建立起初步的仪器科学与技术学科。1970-1990年，由于基础薄弱，我国仪器科学与技术发展缓慢，1990年以来，我国因科学技术的整体发展较快，仪器科学与技术进入快速发展期，这期间取得了一大批前沿科学仪器技术成果，支撑和引领了一批重大科技创新和重大高新技术工程的发展，如以自主研制的超精密工程测量仪器为代表的一批大型高端专用测量仪器，支撑了我国战略导弹、核潜艇、航空发动机和航天高分工程等国家重大工程的发展。 图表1：我国科学仪器行业发展历程 1.2.位于分析仪器产业链中游，下游应用领域广泛 科学仪器主要分为两大类，通用型科学仪器和专用型科学仪器。科学仪器是根据科学的原理和先进的技术，经过精心设计和制作而成的工具，其目的是高效地运用物理原理、物理关系和先进技术进行科学实验和探测，以探寻、获取、转换和存储关于物理量、性质、现象、作用力及材料方面的信息和数据。随着社会和科技水平的发展，科学研究中的重大突破都离不开基础科学仪器设施的支撑，因此科学仪器的创新发展已经成为推进科技进步的关键性因素。 图表2：科学仪器分类 科学仪器制造位于分析仪器行业产业链中游。科学仪器行业产业链上游为科学仪器原材料和零部件供应商，代表企业有海康威视、通用电气、霍尼韦尔等；中游为研发制造生产行业，国外代表企业包括赛默飞世尔、安捷伦，国内有聚光科技、天瑞仪器、禾信仪器等；下游为科学仪器需求市场，主要需求者包括各大科研主体、国家实验室、企业研发实验室、学校科研实验室等。 图表3：分析仪器行业产业链 光谱仪、质谱仪、色谱仪为实验分析仪器重要分支。实验分析仪器是用于测定物质组成、结构等特性的仪器，主要包括色谱仪、质谱仪、光谱仪、波谱仪、能谱仪、电化学分析仪、热学分析仪等，其中光谱仪、质谱仪、色谱仪、实验室设备是最主要的产品分支。 图表4：常见分析仪器及原理 2.全球市场空间广阔，国内仪器需求旺盛 2.1.全球市场稳步发展，中国需求增速领跑 2020年分析仪器全球市场规模约达638亿美元。根据SDI发布的分析仪器行业评估报告预测，2020年全球分析仪器市场规模约为637.5亿美元，2015-2020年CAGR达4.4%。 其中生命科学仪器领域市场空间最大，2020年达165.1亿美元，占比25.9%；色谱、光谱、质谱占比15.4%、14.1%、7.9%。 图表5：2015-2020全球实验室分析仪器空间（亿美元） 图表6：2020年全球分析仪器子行业分类 欧美占据主要份额，中国需求增速最快，CAGR达6.8%。细分赛道中，2015-2020年质谱、表面科学、生命科学仪器市场空间增速最快，复合增长率分别约达7.1%、5.6%、4.9%。从地区看，欧洲、美国、加拿大占据主要市场份额，2020年合计占比64.1%； 中国地区市场空间增速最快，2015-2020年CAGR约达6.8%，市场份额占比约11.7%。 图表7：全球分析仪器细分赛道市场空间（百万美元）及增速（%） 图表8：全球各地区分析仪器市场空间（百万美元）及增速（%） 2.2.我国科研仪器市场潜力巨大，下游仪器需求旺盛 我国科研仪器市场2022年约达580亿元，仪器需求十分旺盛。根据SDI统计，2020年中国分析仪器市场份额约74.5亿美元，2015-2020年CAGR达6.8%，沿用该增速推算，中国2022年市场空间约85亿美元，折合人民币约580亿元。检验检测行业是实验分析仪器的主要下游市场，涵盖环境监测、食品安全检测、医疗检测等细分领域。我国近年来检验检测行业发展迅速，行业规模不断扩大。根据国家市场监督管理总局发布的数据，2013-2019年我国检验检测行业的营业收入从1398.51亿元增长至3225.09亿元，CAGR达14.94%，为相关仪器规模扩张提供支撑。 图表10：2013-2019我国检验检测行业营业收入（亿元）及增长情况 图表9：2015-2022科学仪器市场规模（百万美元）与增速（%）预测 下游应用广阔，2020年国内光谱、色谱、质谱仪行业空间合计超300亿元。 1．光谱仪：2020年市场规模71.4亿元。根据华经产业研究院，中国光谱仪市场规模在2020年达到71.4亿元，占据全球市场规模11.9%。2025年中国光谱仪市场规模望达101.7亿元，2020-2025年复合增速预计达7.3%。 图表11：2016-2025年中国光谱仪市场规模（亿元）及预测情况 图表12：2015-2020中国光谱仪全球占比（%）情况趋势图 2.色谱仪：2020年市场规模达107.2亿元。随着中国对食品安全、环境保护以及医疗卫生的重视度不断提高，根据观研报告网，中国色谱仪市场规模不断扩大，2020年的市场规模达107.2亿元，同比增长6.5%。 3.质谱仪：2020年市场规模142.2亿元。根据华经产业研究院统计，2020年中国质谱仪行业市场规模为142.2亿元，2015-2020年CAGR达19.4%。 图表13：2015-2020年中国质谱仪市场规模（亿元） 图表14：2015-2020年中国质谱仪销售量（台） 3.行业技术壁垒高筑，高端化水平与发达国家仍有差距 3.1.行业壁垒高筑，高端仪器行业存在“卡脖子”问题 高端仪器制造产业存在诸多壁垒。科学仪器是现代科技、国家安全和工业研发的基石，其高端化水平代表了整个国家的创新能力和科学技术发展水平。长期以来，中国产业创新与先进制造崛起面临着缺少国产高端分析仪器的“卡脖子”难题。以质谱仪为例，行业具有较高的技术研发壁垒、人才壁垒、资金壁垒、营销与服务体系壁垒以及客户资源和品牌效应壁垒。 图表15：质谱仪行业壁垒情况 质谱仪上游供应商以海外企业为主。高端质谱仪存在卡脖子问题，行业整体中上游技术壁垒较高，不存在横跨产业链的公司。目前全球质谱仪市场主要被欧美日本等发达国家占据，国外企业掌握质谱仪最核心的技术，我国质谱仪零部件仍然高度依赖进口。质谱仪所需的高端通用零部件（高端激光器、分子泵、气相色谱质谱联用仪）目前仍需要进口，进口零部件交期长、价格高、售后更换维修不便、不利于仪器功能的定制化，因此质谱仪关键零件的国产替代十分重要。 图表16：质谱仪行业产业链 我国科学仪器在工艺、附件、软件等方面与国外仍有差距。海外科学仪器企业非常注重产品质量，并已落实到设计和生产的细节之中，产品指标领先行业，保证了产品的高可靠性。反观中国企业在产品开发中设计不够先进，种类较为单一，产品质量指标与国外差距较大。 图表17：国内代表企业紫外分光光度计与国外先进厂商产品的技术差距 图表18：国内代表企业高效液相色谱仪与国外先进厂商产品的技术差距 3.2.研发投入制约创新能力，企业知识产权产出受限 研发投入国产仪器仍需加强。分析仪器的研发和设计涉及精密机械、电子、真空、软件、自动控制等多学科技术，仪器研发难度大、周期长，从基础理论到制造工艺再到上下游产业链，我国企业都有要补的短板。过去我国企业承担项目的研发经费主要依靠企业自筹，而企业利润不高，研发资金投入远低于海外龙头。要让高端国产科学仪器支撑高水平科技自立自强，需要国产企业修炼内功，同时也需要政府的政策支持。 图表19：海外龙头与国内分析仪器公司研发投入情况（百万美元） 知识产权产出海外龙头专利数量遥遥领先。全球质量分析器专利申请量排名前十位的企业，来自美国的有5家企业，来自日本的有3家企业，此外，还分别有1家德国企业和1家英国企业，未有中国企业上榜。大部分科学仪器企业的原始创新能力不足，是导致其专利申请量和所拥有的发明专利量较低的根本原因。 图表20：全球质谱仪质量分析器专利申请量排名前10位的主要研究机构 4.复盘海外龙头公司成长之路，研发与并购实现快速突围 4.1.政府高研发投入，科技研发带动市场增长 海外发达国家均注重科研经费的投入。全球科技竞争愈演愈烈，科技创新已经成为各国提高综合国力的关键支撑，科学仪器作为一个国家科技进步的基石，已经被美国、日本、韩国、中国、欧盟等多个国家提到战略发展的高度科学技术是第一生产力，大多数国家都非常重视对科研的经费投入。根据OECD等机构在2021年公布的数据，从各国具体研发支出来看，美国持续位居全球第一，2019年为6127亿美元;中国自2015年超越欧盟27国后，稳居第二，2019年为5148亿美元。从增长趋势来看，中国的科技研发投入的增长速度是明显高于其他国家，按照增速，预计中国的科技研发投入有望在2022年前后实现反超。 海外发达国家研发投入强度均较大。从全球研发强度(国内研发支出占GDP的比重)来看，根据OECD数据显示，2019年经合组织研发支出增长4%，研发强度则从2018年的2.4%增长至近2.5%。从各国来看，大多数经合组织国家的研发强度普遍有所增长，其中美国首次突破3%，韩国研发强度达到了4.6%，研发强度最高。尽管2019年我国研发强度提升至了2.2%，但仍然低于美国在2019年的研发强度，也远低于日本、韩国、德国等主要经济体，因此我国研发强度仍有较大的提升