國產替代最難的一關
時間：22-10-26 來源： 阿基米德Biotech
國產替代最難的一關
我們在哪個技術領域對美國依賴最嚴重？
雖然高端芯片形成卡脖子，但對于低端產品，我國還是有能力解決，然而，大型分析檢測儀器及相關軟件，情況完全不同，一旦海外斷供，科學研究將無法進行。
上海一家制藥公司CEO最近感嘆：制藥公司和醫院使用的各種分析檢測儀器，沒有幾個是我國產的。我們首先應該研發生產這些儀器的國產替代品，如溶出儀、HPLC、GC、UV、LCMS、各種粒度儀、快速水分儀、KF儀、滲漏壓儀、表面張力儀。制藥企業用的隔膜閥、調節閥、疏水器都是進口的；溫度／濕度／流量／pH／電導儀／流速／壓力探頭（Sensor），全是進口的，所有PLC的控制器也是進口的。期待有國產的暫代產品！
高端設備市場采購海外品牌為多
科學儀器領域國產化率僅5%左右，相關應用場景不限于生物醫藥，涉及國民經濟領域近70%。
2021全球儀器公司市值TOP20，美國占12名，其中前4名全部是美國公司。國產科學儀器上市公司，一眼望去，弱不禁風，龍頭聚光科技近一個月上漲45%，市值仍不到200億元，業績一團糟。萊伯泰科2021年5月推出首款自主研發質譜儀，應用于醫療、制藥及半導體領域，至今仍未公布銷量，業績也無起色。
2016-2019 年間，中科院下屬研究所采購的 200 萬以上的科學儀器中，國產質譜儀、X 射線類儀器、光學色譜儀、光學顯比例不足 1.5%，其中，光學顯微鏡國產采購率為0。國產科學儀器很少賣到200萬元以上，同時，海外品牌受高端市場青睞。
時間沒能成為國產科學儀器的朋友，替代進口幾無進展。
據儀器信息網，國產科學儀器在十方面被卡脖子。
色譜
HPLC各個單元如輸液泵、自動進樣器、檢測器與國際品牌有一定的差距。HPLC高壓泵單元中的高壓密封圈、高精度和高穩定性壓力傳感器、高精度滾珠絲杠；自動進樣器單元中的超高壓六通閥、采樣針、超細毛細管；檢測器單元中的平面場光柵、二極管陣列光電傳感器、光纖流通池，這些核心部件的技術是國產企業仍需攻克的難關。薄層色譜儀的關鍵零部件基本依賴進口，包括芯片(尤其是數模轉換芯片)、檢測器用光電倍增管、高穩定光源、光柵、操作系統，還有一部分原材料、運動部件、電機、傳感器較依賴進口。
符合法規、功能齊全，并且能網絡化部署的色譜軟件，國內基本為空白。
國產色譜柱在全球市場占有率僅2%，在國內市場占有率也只有20%。目前國產色譜柱所用的填料或者生產填料的微球原料、硅烷化試劑以及空柱管大多數依賴進口，與色譜柱相關的柱管和篩板，特別是適合小粒徑裝填的大多也都是進口的。
液相色譜柱研發和生產所必需的高效液相色譜儀絕大部份依賴進口，這些挑戰使產業鏈不能成為閉環，嚴重地影響到色譜柱高端國產化的進程。
質譜
質譜如Orbitrap、FT-ICR、IT-TOF、TOFTOF、Magnetic MS在國內基本為空白。
電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS幾乎百分之百來自于進口，半導體行業中所用ICP-MS全面依賴進口。
光譜
小型拉曼光譜儀、光纖光譜儀的核心部件，包括光柵、CMOS高性能檢測器、高性能濾光片目前還是依賴于進口。激光管內部發光芯片、ARM芯片、FPGA芯片、高性能AD芯片都依賴進口。
高分辨、寬光譜傅里葉紅外光譜儀以及真空型傅里葉紅外目前還是國產短板。核心部件芯片、部分紅外檢測器和寬譜光學晶體可能被卡脖子。
力學性能實驗設備
新材料測試需要的設備：復合材料力學性能表征測試系統；在生物醫藥領域，從骨科、齒科到心臟支架、瓣膜，國產設備都很難滿足相關試驗標準的要求；有些特殊的新材料，需要在高溫、高壓、真空或者腐蝕環境里面測試材料的力學性能，這類專業設備也是進口設備為主。
動態試驗機：應變疲勞系統。國內大部分的疲勞試驗設備目前只能做普通的應力疲勞試驗；多軸疲勞系統。這類高端試驗機的主要生產廠家幾乎都是歐美廠家并且是對我國禁售的主要產品。
掃描電鏡
為什么國產掃描電鏡所占市場份額極少，難以突破技術壁壘?
上海市顯微學學會副理事長曾毅提出過3點原因：高質量電子光學系統生產困難，透鏡內探測器規劃難度較大，低電壓分辨率需求難打破。
PCR儀器
PCR：以PCR儀為例，目前基因擴增儀內所用到的部分零配件如MCU微控制器、AD轉換器等芯片、半導體制冷片都大多采用進口器件，還沒完全做到國產替代。
數字PCR：到目前為止，全球超過90%以上的數字PCR市場份額都掌握在1-2個進口品牌手里。從技術方面看，光學和生物芯片的設計加工，是前幾年國內存在卡脖子的關鍵技術。
激光粒度儀
電子元器件是國產科學儀器“脆弱的要害部位”。激光粒度儀要用到的激光二極管、部分模擬集成電路、單片機，都需要進口。
工業設計軟件
產品設計過程中所用到的工業設計軟件，例如MCU微控制器軟件設計平臺KEIL、PCB板設計軟件Altium Design、結構設計三維軟件Solidworks、平面設計軟件Photo Shop/Illustrator /CorelDRAW都是國外公司開發的，沒有更優的國產軟件可以替代。
實驗室常用設備
行業普遍反映國產部件二氧化碳濃度傳感器、濕度傳感器、pH傳感器、安全防護設備中的內置風機，細胞培養設備中的電磁閥、泵，不同程度存在著或檢測精度不足、線性范圍窄，或工作穩定性差、使用壽命短，或氣密性弱、運行噪聲大的問題。如要保證生物儀器的產品質量就需要花費幾倍乃至幾十倍的成本去購買進口部件。
實驗室通用設備洗瓶機目前被卡脖子的主要有芯片、存儲器、設計軟件和控制系統軟件、高精度和高穩定性壓力傳感器、溫度傳感器、制藥級閥門、低揚程大流量循環泵，目前還沒有辦法實現國產替代。
核心零部件
分子光譜高分辨光柵、高性能電子倍增器、質譜的渦輪分子泵、高精密質量分析器、超速離心機轉子以及各種儀器特殊精密的傳感器嚴重依賴進口。
被卡脖子還有芯片、高精度的泵類、各種閥體、磁控管、變頻板、柱塞桿、單向閥、密封圈、步進電機、光源、光柵、PMT、脫氣機。
在質譜四極桿、離子源這類需要精密加工的部件上，材料選用和精加工工藝水平與國外相比仍有差距。
“2021全球儀器公司市值TOP20”排行榜 儀器信息網
生物科技大部分領域，正在波瀾壯闊演繹的國產替代，可能不會在科學儀器上見到。
國產科學儀器起點不晚。我國從上世紀50年代初開始研制透射電鏡，1959年第一臺國產透射電鏡誕生于上海新躍儀表廠。
但在后來地緣緩和時期，造不如買，時間就是金錢，基礎研究不被重視，科學儀器自主研發滯后，對海外形成路徑依賴。
中國藥典中使用高效液相色譜法進行檢測的品種超過2000個，如果要選一個制藥企業中最重要的檢測設備，可能就是高效液相色譜儀（HPLC）。
HPLC早已實現國產，但藥企幾乎不用。有專家抱怨中國藥典中很多參數綁定進口設備，就差明說必須使用了，導致國產科學儀器設備遲遲打不開局面。
大型科學儀器設備開發，涉及大量的基礎研究，也與諸多關鍵高端制造技術相關，是一個涉及眾多交叉學科的系統性工程，需要各個領域的科學家共同努力攻關。
國產科學儀器上市公司沒有一個有王者之相，背負不起如此宏大的歷史任務。聚光科技上半年研發費用占收入22.7%，已使出吃奶的力氣，但僅有3億元。
2020年我國儀器儀表企業達到4906家，平均每家主營業務收入約為1.5億元，集中度低，抗風險能力差。民營只愿意做資金回籠快的低端、小型產品。國資背景的生物醫藥企業又基本沒有涉足到儀器設備和關鍵試劑耗材領域。國內部分企業在為海外科學儀器大廠提供配件服務，但分布廣，未能形成產業鏈聚集。
去年，華東理工大學教授藍閩波提出，集中力量辦大事，以舉國體制推進大型科學儀器的研發。
國內主流科學儀器企業在樣品前處理、光譜、色譜、質譜儀細分領域均有布局，優勢在于性價比、定制化服務，普遍進入放量關鍵時期，并實現局部突破。
聚光科技ICP-MS/MS在半導體上游實現銷售、在芯片制造企業開展驗證，數百臺特氣報警儀在芯片和面板制造企業實現國產替代。紅杉領投子公司譜聚醫療，臨床質譜國產替代加速，液相色譜質譜串聯系統此前無國產能力，進口價格高達每臺250萬元至400萬元。譜聚醫療液質獲批，填補國內液質全國產化空白。
萊伯泰科LabMS 3000質譜儀首次實現國產 ICP-MS 在半導體行業芯片生產線上的應用，在此基礎上繼續研發更高精度的ICP-MS-MS，以實現半導體、有色金屬行業三重四級桿電感耦合等離子體質譜的完全國產替代為目標。
以禾信儀器 SPAMS系列產品為代表的單顆粒氣溶膠飛行時間質譜儀多項指標與國外公司齊平，且其分辨率高達1000+FWHM，并創新出雙極Z型結構。
皖儀科技在研的在線離子色譜儀結合先進的高效溶蝕器和高穩定性離子色譜技術，已達國際先進水平；在研的智能超高效液相色譜儀攻克超高壓直線電機泵技術，產品的預期最高工作壓力及流量精密度甚至超過市面上國外品牌的技術指標。
在電子測量儀器行業中，以鼎陽科技、普源精電及固緯電子為代表的國內極少數企業，在部分領域已達到國際先進水平，具備相關中端產品的研發生產能力。
寸進之功，毫米之變。
國產科學儀器廠商，長期仍有一定成長空間，設備貼息貸款可推動科學儀器采購訂單放量，明年上半年業績會有改善，但做大做強的邏輯還需等待構建。
醫療保健ETF(516790)十大成分股
相比科學儀器，醫療器械領域的國產替代絲滑流暢得多。參考骨科賽道的反彈歷程，控費壓制解除或緩解后，醫療器械行業貝塔行情有持續性。骨科反彈的起點，與人工關節集采落地時間大致同步，后續經過業績邊際復蘇、脊柱集采邊際改善催化，反彈時間已達半年。醫藥反彈還會實現板塊輪動，今天醫療服務板塊逆勢上漲，龍頭愛爾眼科、通策醫療、金域醫學正處于底部區間。中證醫療保健ETF(516790)是同時覆蓋這兩個高景氣板塊的完美選擇，醫療器械占比70%，醫療服務占比30%。指數基金是最佳定投品種，更能體現醫藥長牛的本質，當前市場波動較大，可堅持定投，獲取長期收益。
摘自- 阿基米德Biotech
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