實驗室自動化行業(yè)：多數(shù)實驗室仍處在單一設(shè)備階段 競爭格局呈現(xiàn)出多元化趨勢

一、行業(yè)相關(guān)概述

自動化實驗室是現(xiàn)代科學研究中不可或缺的重要設(shè)施，集成了先進的技術(shù)和設(shè)備，能夠幫助科研人員進行高效、精確的實驗工作。

根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國?實驗室自動化行業(yè)發(fā)展趨勢分析與投資前景研究報告（2024-2031年）》顯示，實驗室自動化是指利用現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備來自動化實驗室的各種操作和流程，解放人力、簡化實驗流程、智能設(shè)計實驗、降低人為誤差，以及提高實驗通量、速度、準確性和可重復(fù)性等，包括樣品處理、儀器操作、數(shù)據(jù)采集和分析等方面。

實驗室自動化的實現(xiàn)需要依靠各種自動化設(shè)備和軟件，如自動進樣器、液體處理系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、自動化分析儀器、數(shù)據(jù)處理軟件等。這些設(shè)備和軟件可以協(xié)同工作，完成實驗室中的各種任務(wù)，從而實現(xiàn)實驗室的自動化。

二、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、核心技術(shù)來源于工業(yè)自動化，技術(shù)路線主要有五大方面

實驗室自動化是在工業(yè)自動化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其核心技術(shù)來源于工業(yè)自動化?？傮w來看，實驗室自動化的底層技術(shù)路線主要包括傳感器與機器視覺、自動化實驗設(shè)備的集成、機器人/機械臂技術(shù)、PLC或PCB技術(shù)與流程控制、數(shù)據(jù)處理與人工智能等五大方面，具體如下：

資料來源：公開資料整理，觀研天下整理

工業(yè)自動化于 20 世紀 60 年代就已發(fā)展出現(xiàn)代綜合自動化工廠的雛形，在制造工業(yè)中出現(xiàn)了許多自動生產(chǎn)線。工業(yè)自動化在工廠實現(xiàn)高效、精準、智能和安全生產(chǎn)方面扮演著重要的角色，可以說是實現(xiàn)這些目標的重要前提和保證。近年我國工業(yè)自動化市場在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大背景下呈現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭。數(shù)據(jù)顯示，2023年我國工業(yè)自動化市場規(guī)模達3115億元，較2022年同比增長約11%。預(yù)計2024年我國工業(yè)自動化市場規(guī)模將增至3531億元。

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理，觀研天下整理

2、行業(yè)快速發(fā)展，且正朝著集成化、智能化、模塊化方向發(fā)展

實驗室自動化行業(yè)是隨著科技的發(fā)展而興起的一門新興行業(yè)。近年得益于技術(shù)進步、市場需求、政策支持等驅(qū)動因素，我國實驗室自動化行業(yè)的快速發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2019年中國自動化研發(fā)實驗室行業(yè)市場規(guī)模23.07億元，2023年中國自動化研發(fā)實驗室行業(yè)市場規(guī)模82.29億元。

資料來源：公開資料整理，觀研天下整理

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與此同時，隨著技術(shù)的不斷進步，實驗室自動化系統(tǒng)正朝著集成化、智能化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。但目前也有諸多因素制約其發(fā)展，主要包括投資回報率不足、產(chǎn)品難以滿足需求、需求非標準化、市場教育不夠充分等。

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3、大部分實驗室處在單一設(shè)備階段，僅醫(yī)院檢驗科達到3.0階段

根據(jù)自動化的程度和規(guī)模，實驗室自動化可分為四個階段，分別是單一設(shè)備形式的自動化、工作站形式的自動化、流水線形式的自動化和智能化形式的自動化。但這四個階段并非純粹的全面替代演進關(guān)系，而是根據(jù)成本需求、通量需求，研究和臨床需求的客戶情況，匹配不同產(chǎn)品形式?？傮w而言，實驗室自動化整體是從輔助人到替代人的方向發(fā)展，最終理想是達到無人值守的“黑燈實驗室”。

資料來源：公開資料整理，觀研天下整理

目前國內(nèi)實驗室自動化應(yīng)用程度最高的是醫(yī)院檢驗科，已經(jīng)處在3.0的流水線階段，以生化免疫流水線為主，達到采血后上樣、前處理、檢測、結(jié)果報告和后續(xù)樣品存儲等全檢驗過程自動化，極大程度地簡化了工作流程，加強了質(zhì)量管理，降低了人為誤差和生物污染率。

其他大部分實驗室仍處在單一設(shè)備階段，只有藥企、疾控中心、合成生物學公司等場景的少數(shù)實驗室實現(xiàn)了工作站形式的自動化。對于大多數(shù)普通實驗室來說，前端的樣品處理方面，自動化程度相對而言依然非常低，需要消耗大量的人工，以及不可避免許多重復(fù)性繁瑣性的工作。

三、行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域情況

實驗室自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要包括生物醫(yī)藥、化學分析、材料科學、環(huán)境檢測等領(lǐng)域。在上述領(lǐng)域，自動化實驗室已成為推動創(chuàng)新、加速科研成果轉(zhuǎn)化的重要工具。通過減少人為誤差、縮短研發(fā)周期、優(yōu)化資源配置，自動化研發(fā)實驗室正不斷助力各行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

實驗室自動化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域情況

資料來源：觀研天下整理

目前生物醫(yī)藥是我國實驗室自動化最主要應(yīng)用領(lǐng)域，且是相對比較成熟領(lǐng)域。生物藥是指利用生物技術(shù)生產(chǎn)生物藥品、基因工程藥物和疫苗的制劑生產(chǎn)活動。當下生物藥行業(yè)已經(jīng)在我國發(fā)揮了越來越重要的作用，一方面，我國生物藥行業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)很大，行業(yè)發(fā)展與居民的健康水平息息相關(guān);另一方面，生物藥行業(yè)作為高科技行業(yè)，在預(yù)防和應(yīng)對公共衛(wèi)生突發(fā)情況、預(yù)防重大突發(fā)疾病乃至國家安全層面等，都具有重要的作用。

近年來在科技與經(jīng)濟的快速發(fā)展下，加之政策的鼓勵與支持，我國生物藥行業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L。尤其是新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，藥物產(chǎn)品市場需求迅速提升，隨著政府高度重視、企業(yè)加大投入、科技不斷取得新突破，病毒檢測、疫苗與藥物開發(fā)、防護設(shè)備與設(shè)施更是出現(xiàn)井噴式增長，使得我國生物醫(yī)藥國內(nèi)外市場需求均持續(xù)增加。數(shù)據(jù)顯示，2019-2023年我國生物醫(yī)藥行業(yè)市場規(guī)模3.29萬億元增長到4.39萬億元。

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理，觀研天下整理

四、行業(yè)競爭情況

我國實驗室自動化設(shè)備市場以外資品牌為主，進口四大家羅氏、雅培、西門子、貝克曼占據(jù)了70%以上的中國市場，占據(jù)三甲醫(yī)院的高端市場。而國內(nèi)企業(yè)市場份額不到30%。在此背景下可見，我國實驗室自動化擁有廣闊的國產(chǎn)替代空間。

目前我國實驗室自動化行業(yè)的競爭格局呈現(xiàn)出多元化趨勢。一方面，國際知名企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、市場布局等方面占據(jù)優(yōu)勢地位；另一方面，隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)實力的不斷提升，越來越多的國內(nèi)企業(yè)開始進入這一領(lǐng)域，形成了與國際企業(yè)競爭的局面。但我國實驗室自動化廠商大部分在 2016-2020 年成立，目前產(chǎn)品初具雛形，仍需要足夠的時間繼續(xù)打磨產(chǎn)品，在運行穩(wěn)定性、功能完備性、系統(tǒng)開放性等實際的交付和使用體驗上與沉淀了幾十年的進口廠商仍有一定差距。

從產(chǎn)業(yè)鏈條和商業(yè)模式來看，目前實驗室自動化廠商可大致分為產(chǎn)品商、系統(tǒng)集成商和細分場景應(yīng)用商。對于產(chǎn)品商而言，核心競爭力是性價比；對于系統(tǒng)集成商來說，則需要比拼核心設(shè)備的掌握能力和數(shù)量；細分場景應(yīng)用商則要比拼客戶群體數(shù)量。目前國內(nèi)自動化領(lǐng)域主要的創(chuàng)業(yè)公司大多屬于系統(tǒng)集成商模式。

實驗室自動化產(chǎn)業(yè)鏈廠商情況

資料來源：DeepTech，觀研天下整理(WW)