2025年真空科学仪器设备产业发展情况、技术水平及竞争格局
思瀚产业研究院 中国科学院沈阳科学仪器    2025-07-02

1、真空科学仪器设备产业发展情况

（1）科研仪器产业发展情况

我国高度重视科技创新工作，近年来出台了一系列鼓励研发和创新的政策举措，全社会研发投入保持高速增长态势，为高质量发展提供了重要科技支撑。2024 年我国全社会研发投入达 36,130亿元，是全球第二大研发经费投入经济体，较 2023 年增长了 8.31%，2015-2024 年复合增长率为10.96%。从投入强度看，我国研发投入占 GDP 比重从 2012 年的 1.91%持续提高到 2024 年的 2.7%，已处于发展中国家前列。

科学仪器行业是现代工业的重要支撑，科学仪器的创新、制造和应用水平反映了一个国家的科学技术和工业发展的实力。科学仪器的发展和创新是催生科技创新的重要要素，各行业的研究成果均离不开先进的科学仪器，或与新仪器的采用或功能发展直接相关。近年来，我国企业研发部门、高校、科研院所等各类科研机构数量和规模的快速增长，以及研发经费的持续大规模投入，显著地促进了对各类科学仪器的需求。

根据思瀚咨询统计，2023 年我国科学仪器行业市场规模为 3,549.10亿元，占研发总投入的比重超过 10%。未来，随着基础研究的持续深入与研发经费持续增长，预计将带动相关科学仪器的需求快速增长，为科学仪器市场提供更为广阔的发展空间。

与此同时，虽然近年来我国对国产仪器仪表给予了大量政策支持，过往被外资垄断的局面已逐渐被打破，国产科学仪器在部分细分领域竞争力有所提升。但总体而言，国产仪器仅在低端产品领域占据一定份额，但在高端仪器领域，受限于技术积累、人才储备以及高强度研发投入等因素，国产仪器与进口仪器在技术先进性、产品质量等方面仍存在一定差距，高端市场仍主要被外资厂商占据。

另外，美国等发达国家将科学仪器产业定位为高端制造业、高保密行业和战略性产业，对科研仪器的整机、零部件执行严格的出口管制，不仅影响着我国科研仪器的贸易、采购、运行、研发和使用，进而制约我国在科学研究、工业制造、军事发展等方面的深度和水平。对此，国家大力鼓励科研仪器设备的研制与国产化，以尽早实现这一关键领域的自主可控。

（2）真空科学仪器设备产业发展情况

①国家重大科技基础设施

国家重大科技基础设施又称大科学装置，是推动科技创新、开展基础科学研究、突破关键核心技术的重要手段，在我国的科技布局中扮演重要角色，为我国诸多重大成果的突破和建设科技强国提供强有力的支撑，是国家科技发展水平，尤其是基础研究发展水平的重要标志，也是国家综合国力的体现。我国从上世纪 80 年代启动重大科技基础设施建设，1990 年建成运行的北京正负电子对撞机工程，是我国重大科技基础设施建设的重要开端。

20 世纪 90 年代，兰州重离子加速器、合肥同步辐射装置等设施相继建成，重大科技基础设施建设开始向多学科领域扩展。截至 2023 年底，我国已经布局建设 77 个国家重大科技基础设施，其中的 35 个已建成运行，部分设施已经迈入全球第一方阵。“十一五”之后，我国形成了按“五年计划”推进重大科技基础设施建设的局面，设施建设加速发展，设施建设和开放共享水平大幅提升，科研产出能力不断提高。

2013 年，国务院颁布《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030 年）》，提出通过健全管理制度、保障资金投入、强化开放共享、协同推进预研、加强人才培养、促进国际合作等多种保障措施，到 2030 年基本建成布局完整、技术先进、运行高效、支撑有力的重大科技基础设施体系。“十二五”期间我国启动建设了 15 项设施，“十三五”期间启动建设了高能同步辐射光源、硬 X 射线自由电子激光装置等 9项设施。根据规划，“十四五”期间，我国拟新建高能同步辐射光源、硬 X 射线自由电子激光装置、强流重离子加速器装置等大科学装置约 20 项，我国大科学装置建设迎来实现历史性跨越的快速发展期。

②真空镀膜设备

国内真空科研薄膜仪器设备经过数十年的发展，门类现已较为齐全，主要分为 PVD 和 CVD，其中 PVD 主要包括热蒸发沉积、溅射沉积、离子镀和分子束外延等，化学气相沉积可分为等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、金属有机化合物化学气相沉积技术（MOCVD）、激光化学气相沉积（LCVD）等。

科研用真空镀膜设备广泛应用于电子、机械、光学、能源等学科，在基础科学发现、技术创新等方面具有巨大的市场需求。PVD 技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐饰、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层。

CVD 技术应用于耐磨耐热耐腐蚀材料、宇航工业的特殊复合材料、原子反应堆材料及生物医用材料等领域，而且被广泛应用于制备与合成各种粉体材料、块体材料、新晶体材料、陶瓷纤维及金刚石薄膜等。在作为大规模集成电路技术需要的铁电材料、绝缘材料、磁性材料、光电子材料的薄膜制备技术方面不可或缺。

2、真空科学仪器设备行业的技术水平及特点

（1）设备创新性强，需要较强的技术实现能力

由于部分前沿科研领域具有未知性，科研人员对研究目标的实现路径尚不清晰。为了满足科研人员科研工作的创新性，面向科研领域真空科学仪器设备多数都无法参照现有的仪器设备，需要提供商与科研人员共同协作，结合科研项目的特殊需求，从设计、结构、加工、安装等环节，从工作方式、研究方法等维度进行创新性开发，最终实现科研设备的从无到有，从有到优。

以分子束外延设备为例，超高真空环境是分子束外延生长的基础，其要求生长室需常年维持在 10-9Pa，无法参考其他薄膜制备仪器的开发经验，需要全新研发并配备所需的真空泵，将所有进入系统的部件进行烘烤除气，才能实现超高真空环境。

中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司承担的重大科技基础设施项目，多是国内首个或国内最大的科研工程，仪器设备创新性较强，需要供应商具有较强的创新能力和技术水平，并且在研发中进行相应的技术突破。供应商需要经过长时间的技术沉淀与丰富的开发经验积累，才能快速响应不同科研领域的用户需求，研制出符合前沿科学实验条件的仪器设备。

（2）科研对产品指标要求高，需要满足极端实验条件

针对于科研工作的探索性，科研人员对于科研设备的要求与生产设备的要求不同，需要高指标的科研设备，满足极端实验条件，以保证科研工作的正常进行，探索前沿科技。中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司的真空科学仪器设备为实现科研人员的极端实验假设，部分产品对技术指标的实现能力要求远高于生产型设备。例如部分实验的高温指标要求达到 2,300℃，低温指标达到零下 180℃，而通常的试验指标只需要高温温度 1,800℃，低温温度零下 150℃；

通常实验所需的极限真空度达到 6.6×10-6Pa，但部分前沿实验要求真空极限指标达到 10-7Pa 或者 10-8Pa。以同步辐射光源为例，波荡器、单色器、BPM 等部件都涉及到光的调节、检测等关键功能，运动的精度和分辨率将影响光的品质，所有系统工程上要求各部件达到微米级甚至纳米级的分辨率和运动精度，产品指标要求较高。

（3）科研用真空设备个性化需求较强，产品类型较多

科学研究一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知，它具有探索性、创造性、多样性和独特性，因此科研仪器设备定制化程度高，个性化需求较强。为满足前沿科学研究各个方向的不同需求，科研仪器设备也多种多样，如磁控溅射的技术方案就多达上百种组合，来满足科研人员探索的不同内容需求。

因此真空科学仪器设备根据制备样品的不同、工作方式方法的不同，产品类型较多。真空科学仪器设备供应商一方面需归纳总结产品的共性部分，形成通用部件来适应需求多样化的科研市场，另一方面提升自身的定制化供应能力来满足科研人员的个性化需求。

3、真空科学仪器设备市场竞争格局

在真空科学仪器设备领域，主要竞争对手为美国行业领先企业 Veeco、KJLC、中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司。

Veeco成立于 1989 年，总部位于美国，纳斯达克上市公司（股票代码：VECO.O）。Veeco 是半导体工艺设备制造商，主要市场包含半导体、光电、通信与数据存储、传感器科学与电力等，主要产品包括激光加工系统、光刻系统、离子束系统、金属有机化学气相沉积系统、湿法处理系统、分子束外延技术、原子层沉积系统、物理气相沉积系统、切割和研磨系统、气体及气相传送系统等。2024 财年 Veeco 科学仪器设备收入为 0.74 亿美金。

KJLC成立于 1954 年，总部位于美国。KJLC 是真空设备供应商，服务市场包括 LED、光学、超高压/同步加速器、电子、耐磨和装饰涂料以及研发。主要产品包括薄膜沉积系统、检漏仪、真空阀、真空运用材料等。

中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司成立于2001年4月18日，以高真空、超高真空、超洁净真空技术为基础，主要研发生产各类薄膜材料制备设备、纳米材料制备设备、真空冶金设备、单晶炉、太阳能光伏设备、集成电路装备、大科学工程装备、无油真空获得（干式真空泵）及系统集成。

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