2022年質(zhì)譜儀行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來前景分析

1、2022年質(zhì)譜儀行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來前景分析質(zhì)譜儀是實(shí)驗(yàn)分析儀器的一個(gè)重要分支，技術(shù)壁壘極高，具有高分辨率、高靈敏度和高通量特點(diǎn)， 應(yīng)用范圍廣。質(zhì)譜儀主要通過測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量進(jìn)而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析，可以分離和檢 測(cè)不同同位素。主要原理是將物質(zhì)粒子電離成離子，根據(jù)帶電粒子在電磁場(chǎng)中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按 物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測(cè)物質(zhì)組成。質(zhì)譜儀除了具有直接測(cè)量的基本 特性外，還具有高分辨率、高靈敏度、高通量和高精度的特點(diǎn)，在生命科學(xué)、材料科學(xué)、食品安全、 環(huán)境檢測(cè)和醫(yī)療保健等領(lǐng)域具有舉足輕重的作用。1 、質(zhì)譜儀市場(chǎng)維持較高增速，國(guó)內(nèi)對(duì)應(yīng)百億以上市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)全球質(zhì)譜儀行業(yè)

2、 2021-2026 年將維持 7.7%復(fù)合增速增長(zhǎng)。質(zhì)譜儀具有分析高靈敏性、高分辨 率和分析速度快等優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)分析多種物質(zhì)，有效監(jiān)測(cè)未知物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療健康、食品 安全、環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)分析、國(guó)家安全等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，快速發(fā)展受制于價(jià)格貴及維護(hù)成本高。近 年來隨著全球技術(shù)研發(fā)投入快速增長(zhǎng)，尤其是制藥和生物科技企業(yè)研發(fā)支出顯著增加，質(zhì)譜儀的增 長(zhǎng)保持較高增長(zhǎng)。尤其是在藥物研發(fā)的早期階段到后期開發(fā)和臨床試驗(yàn)，質(zhì)譜儀在其中發(fā)揮著關(guān)鍵 作用。隨著制藥和生物技術(shù)行業(yè)的研發(fā)投入持續(xù)增加，及其他行業(yè)加大技術(shù)投入，將推動(dòng)質(zhì)譜儀市 場(chǎng)快速增長(zhǎng)。從全球區(qū)域看，質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模從 2015 年的 49 億美元增

3、長(zhǎng)到 2021 年的 77 億元， 根據(jù)海外咨詢公司合理預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)全球質(zhì)譜儀市場(chǎng) 2018-2026 年復(fù)合增速將在 7.7%左右。國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模有望獲得更高增速，隨著質(zhì)譜儀在國(guó)內(nèi)食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物分析、生命 科學(xué)及反恐應(yīng)急領(lǐng)域的大量應(yīng)用，國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀器的市場(chǎng)需求量近幾年增長(zhǎng)迅猛，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。 2020 年中國(guó)質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模約為 142.2 億元，復(fù)合增速超過全球平均。預(yù)計(jì)隨著國(guó)產(chǎn)廠商技術(shù)提 升，國(guó)家和企業(yè)雙重努力，推動(dòng)質(zhì)譜儀應(yīng)用到更廣闊的范圍，國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)發(fā)展迎來快速成長(zhǎng)期。圖：中國(guó)質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模2、 質(zhì)譜儀技術(shù)壁壘高筑，下游應(yīng)用廣泛，需求旺盛質(zhì)譜技術(shù)以其精密性和分析能力，可

4、分析測(cè)定所有元素和同位素，應(yīng)用廣泛。質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展至今已 逾百年，從實(shí)驗(yàn)室常規(guī)化學(xué)分析手段逐步應(yīng)用到生命科學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、國(guó)土安全、臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)等 各個(gè)領(lǐng)域。質(zhì)譜儀可以分析幾乎地球上所有元素和同位素，其分析能力可以取代傳統(tǒng)的無機(jī)分析技 術(shù)如電感耦合等離子光譜技術(shù)、石墨爐原子吸收等，對(duì)樣品中的不同元素實(shí)現(xiàn)定性、半定量、定量 分析及同位素比值準(zhǔn)確測(cè)量等。質(zhì)譜儀按照質(zhì)譜分析技術(shù)可分為離子阱質(zhì)譜、四級(jí)桿質(zhì)譜、三重四級(jí)桿質(zhì)譜、飛行時(shí)間質(zhì)譜等。（1）離子阱質(zhì)譜儀（Ion Trap Mass Spectrometry，IT-MS）是最簡(jiǎn)單的串聯(lián)質(zhì)譜，體積一般較 小，具備多級(jí)串級(jí)能力，可與其他的質(zhì)譜聯(lián)用，如線性離

5、子阱質(zhì)譜與飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用（LIT-TOF）， 將兩者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合。IT-MS 適合于分子結(jié)構(gòu)的定性研究，能夠給出分子局部的結(jié)構(gòu)信息，具有局部高 分辨模式；缺點(diǎn)是定量能力不如 QMS 和 QQQ，篩選結(jié)構(gòu)分子能力不足。（2）四級(jí)桿質(zhì)譜儀（Quadrupole Mass Spectrometry，QMS）定量能力強(qiáng)，是多數(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中 采用的儀器設(shè)備；但缺點(diǎn)是無串級(jí)能力，定性能力不足，質(zhì)量上限低，存在同位素和其他 m/z 近似 離子干擾。（3）三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀（Triple Quadrupole Mass Spectrometry，QQQ-MS）是 QMS 的升級(jí) 版，提供了串級(jí)功能，加強(qiáng)了質(zhì)譜的定性

6、能力，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中常作為 QMS 的確認(rèn)檢測(cè)手段，另外還具有 SRM、MRM、母離子掃描、中性丟失等功能，對(duì)特征基團(tuán)的結(jié)構(gòu)研究有很大幫助；分辨力不 足，仍容易受 m/z 近似離子干擾。（4）飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（Time Of Flight，TOF-MS）是速度最快的質(zhì)譜儀，分辨能力強(qiáng)，有助于定 性 m/z 近似離子的區(qū)別，質(zhì)量上限更高；無串級(jí)功能，限制了進(jìn)一步的定性能力。質(zhì)譜儀應(yīng)用中根據(jù)樣品形態(tài)及性質(zhì)不同，進(jìn)樣及電離產(chǎn)生離子的方式也不同，可與色譜、光譜等儀 器并用。 例如電感耦合等離子質(zhì)譜儀（Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）是將

7、 ICP 的高溫電離特性與質(zhì)譜儀的靈敏快速掃描相結(jié)合，是最強(qiáng)有力的元素分析、同位素分析和形態(tài)分析 儀器。 而色譜和質(zhì)譜聯(lián)用（氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（Gas chromatography mass spectrometry，LC_MS）， 液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（Liquid chromatography mass spectrometry，GC-MS）主要基于色譜和質(zhì) 譜的儀器靈敏度相當(dāng)，加之使分離效果好的色譜成為質(zhì)譜的進(jìn)樣器，而速度快、分離好、應(yīng)用廣的 質(zhì)譜儀作為色譜的鑒定器，使它們成為目前最好的用于分析微量有機(jī)混合物的儀器。質(zhì)譜儀下游應(yīng)用廣泛，需求旺盛。質(zhì)譜儀下游應(yīng)用非常廣泛，適用于各大行業(yè)監(jiān)測(cè)標(biāo)

8、準(zhǔn)，如環(huán)境檢 測(cè)、食品安全檢測(cè)等傳統(tǒng)行業(yè)，半導(dǎo)體檢測(cè)等精密儀器檢測(cè)，另外質(zhì)譜儀也可應(yīng)用于臨床醫(yī)療檢測(cè)， 進(jìn)行元素測(cè)定和輔助精準(zhǔn)治療，目前處于發(fā)展初期，有望成為新的重要下游分支。整體下游需求旺 盛，為質(zhì)譜儀國(guó)產(chǎn)替代提供良好的契機(jī)。（1） 環(huán)境檢測(cè)由于質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，特別是在快速分析、直接分析等方面的技術(shù)突破，質(zhì)譜儀在環(huán)境 檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，已在大氣、水質(zhì)等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。隨著相關(guān)技術(shù)發(fā) 展，環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)正向靈敏度高、選擇性強(qiáng)的光學(xué)/光譜學(xué)分析、質(zhì)譜/色譜 分析方向發(fā)展，向多監(jiān)測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)、在線、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)以及區(qū)域動(dòng)態(tài)遙測(cè)方向發(fā)展，向 環(huán)境多要素、大數(shù)據(jù)綜合信息評(píng)價(jià)技術(shù)方向發(fā)

9、展。隨著我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的全面啟動(dòng)，監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的完善、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的完備和監(jiān)測(cè) 要求的提高帶動(dòng)了我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備市場(chǎng)需求的大幅增長(zhǎng)，行業(yè)發(fā)展進(jìn)入快速通道。 2020 年 4 月，生態(tài)環(huán)境部辦公廳印發(fā)“十四五”空氣質(zhì)量改善規(guī)劃編制技術(shù)大綱， 對(duì)“十四五”期間污染物濃度防治目標(biāo)的設(shè)定提出了改善需求，環(huán)境檢測(cè)市場(chǎng)容量的延 續(xù)性得到進(jìn)一步保障。根據(jù)智研咨詢估計(jì)，預(yù)計(jì) 2021 年-2026 年環(huán)境檢測(cè)市場(chǎng)規(guī)模進(jìn) 一步增長(zhǎng)，年復(fù)合增速達(dá) 9.37%。（2） 食品安全檢測(cè)質(zhì)譜技術(shù)具有良好的定性以及精確定量功能，可廣泛應(yīng)用于食品中有毒有害物質(zhì)及非法 添加物質(zhì)分析、轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)、食品安全快速檢測(cè)等領(lǐng)域。

10、隨著未來國(guó)家針對(duì)食品安全檢測(cè)范圍和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，以及我國(guó)食品生產(chǎn)、流通 及餐飲服務(wù)企業(yè)數(shù)量的不斷增加，食品安全檢測(cè)行業(yè)的快速增長(zhǎng)將為上游檢測(cè)儀器市場(chǎng) 需求提供強(qiáng)大支撐，質(zhì)譜儀在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用空間將會(huì)不斷增長(zhǎng)。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研 究院數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)我國(guó)食品安全檢測(cè)市場(chǎng) 2017-2021 年的年復(fù)合增長(zhǎng)率超過 20%。（3） 醫(yī)療檢測(cè)質(zhì)譜儀主要用于臨床檢驗(yàn)，臨床質(zhì)譜檢驗(yàn)具有高靈敏度、高特異性、重現(xiàn)性好，高通量、 高效率和低成本等優(yōu)勢(shì)，可在臨床生化檢驗(yàn)、臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)、臨床微生物檢驗(yàn)以及臨 床分子生物診斷等多領(lǐng)域?qū)鹘y(tǒng)診斷方法進(jìn)行替代。 預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)臨床質(zhì)譜檢測(cè)市場(chǎng)將會(huì)是一個(gè) 100 億元以上的

11、新興市場(chǎng)。隨著國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀廠商 在高端醫(yī)療質(zhì)譜儀領(lǐng)域不斷加大研發(fā)投入和提高產(chǎn)業(yè)化力度，臨床質(zhì)譜價(jià)格將會(huì)逐漸降 低，質(zhì)譜儀的臨床應(yīng)用需求不斷釋放，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)在中長(zhǎng)期內(nèi)有望持續(xù)擴(kuò)容。（4） 半導(dǎo)體檢測(cè)等工業(yè)檢測(cè)在工業(yè)過程分析領(lǐng)域，質(zhì)譜儀可在半導(dǎo)體檢測(cè)、石油化工、高純氣體雜質(zhì)檢測(cè)、鋼鐵生 產(chǎn)等涉及工業(yè)過程檢測(cè)分析的行業(yè)進(jìn)行廣泛應(yīng)用。其中半導(dǎo)體檢測(cè)目前已涉及質(zhì)譜儀、 光譜儀、色譜儀等高端分析儀器，半導(dǎo)體檢測(cè)從設(shè)計(jì)驗(yàn)證到最終測(cè)試都不可或缺，根據(jù) SEMI 測(cè)算，半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)近 176 億元，空間廣闊。3、 質(zhì)譜儀在半導(dǎo)體檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較多，國(guó)產(chǎn) ICP-MS 應(yīng)用空間廣泛半導(dǎo)體檢測(cè)的高精度與質(zhì)譜儀的精密

12、度不謀而合，因此質(zhì)譜儀在半導(dǎo)體檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較多，是不 可或缺的檢測(cè)手段。 半導(dǎo)體檢測(cè)具有精度高、速度快、純度高等特性，從半導(dǎo)體設(shè)計(jì)驗(yàn)證到封裝測(cè)試均不可或缺，貫穿 整個(gè)半導(dǎo)體制造全過程。按照電子系統(tǒng)故障檢測(cè)中的“十倍法則”，如果一個(gè)芯片中的故障沒有在 設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試等環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，則最終發(fā)現(xiàn)故障導(dǎo)致的成本損失是前期的十倍以上。根據(jù)前瞻 產(chǎn)業(yè)研究院整理與預(yù)測(cè)，2020 年我國(guó)半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到 176 億元，預(yù)計(jì) 2026 年將 達(dá)到近 400 億，未來五年復(fù)合增速 14%，保持快速增長(zhǎng)。圖：中國(guó)半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模質(zhì)譜儀可應(yīng)用在半導(dǎo)體檢測(cè)的不同環(huán)節(jié)，對(duì)相關(guān)材料和環(huán)境進(jìn)行物性、化學(xué)成

13、分和微量污染物的 監(jiān)測(cè)與監(jiān)控。質(zhì)譜儀具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)線性范圍寬、可多元素同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用在 IC 硅 片表面雜質(zhì)分析、超純水、超純?cè)噭┓治?、高純氣體分析等多個(gè)方面，例如可以測(cè)定高純四氧化硅 中 Mg、V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Zn、Mn 九種金屬元素情況，在半導(dǎo)體工業(yè)用高純材料的痕量 （10 -9）雜質(zhì)分析應(yīng)用廣泛。另外值得一提的是公司推出的新品 ICP-MS 可以廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)用高純材料的痕量分析中， 如靶材、高純氣體、高純?cè)噭?、電子化學(xué)品等物性、化學(xué)成分、雜質(zhì)分析等。目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠商 主要使用進(jìn)口品牌，具備較大替代空間。 ICP-MS 相對(duì)于其他質(zhì)譜儀，定量能力強(qiáng)，

14、是各種工業(yè)檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)，可以勝任超痕量（10 -12）檢 測(cè)。同其他檢測(cè)方式比，ICP-MS 主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在半導(dǎo)體檢測(cè)中起著不可或缺的重要作用。 1） 靈敏度高，對(duì)多數(shù)元素達(dá)到更低的檢出限； 2） 動(dòng)態(tài)線性范圍寬； 3） 可多元素同時(shí)分析； 4） 分析速度快，單個(gè)樣品一般幾秒鐘內(nèi)完成； 5） 分析元素范圍廣，能分析元素周期表中絕大多數(shù)元素。4 、質(zhì)譜儀市場(chǎng)長(zhǎng)期被海外巨頭占據(jù)，國(guó)產(chǎn)廠商厚積薄發(fā)質(zhì)譜儀市場(chǎng)長(zhǎng)期被海外巨頭壟斷。由于發(fā)達(dá)國(guó)家投入較早，質(zhì)譜儀發(fā)展普遍領(lǐng)先于新興市場(chǎng)，目前 全球質(zhì)譜儀主要被歐美日本等發(fā)達(dá)國(guó)家所占據(jù)，主要生產(chǎn)廠商為實(shí)驗(yàn)分析儀器的國(guó)際巨頭 Thermofisher（賽默飛）、Danaher（丹納赫）、島津、安捷倫、布魯克等。隨著新興國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平提 升與研發(fā)