制造业观察①：高端光学显微成像技术 探秘微观世界的“慧眼” | 高瓴 Insight
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显微镜产品属于光电行业下游，自诞生至今有超过400年的历史，发展进入成熟期，主要应用于生命科学、精密检测及教学科研领域。显微镜按照研究对象和研究方式又可分为偏光显微镜、荧光显微镜、立体显微镜、投影显微镜、倒置显微镜、相衬显微镜、暗视场显微镜等。偏显微镜按照显微原理可分为光学显微镜和电子显微镜。
光学显微镜历史悠久，市场发展成熟稳定，是显微镜市场的重要组成部分，2020年光学显微镜占比全球显微镜市场规模在40%-44%。2020年受新冠疫情影响，教学及工业类显微镜市场需求明显下降，2021年随疫情形势的缓解显微镜市场需求逐步恢复。
显微镜制造产业上游主要由光学玻璃、光学塑料、光学元器件与电子元器件等配件构成，产业中游主要包括光学显微镜、电子显微镜和生物显微镜等各类显微镜，产业下游为现代显微镜的多种应用领域，涵盖生物科学、医疗制药、化工材料分析及教学科研等方面。在显微镜制造行业上游领域，世界光学元器件产业主要集中在德国、日本、韩国、中国大陆和中国台湾地区，其中德国、日本占据着光学元器件行业的制高点，中国也逐步成为世界光学元器件的生产基地。
显微镜制造行业产业链
据Grand View Research预计，2015-2026年全球光学显微镜市场有望从24亿美元增长至61亿美元，年均复合增速为8.85%。2015-2026年中国光学显微镜市场有望从15亿美元增长至46亿美元，年均复合增速为10.72%。全球光学显微镜市场份额较为集中，世界高端显微镜产业主要布局在德国和日本，徕卡、蔡司、奥林巴斯、尼康“四大家”等国际厂商合计占据50%以上的全球光学显微镜市场份额，引领光学显微镜高端化趋势。
中国市场系统显微镜、共聚焦扫描、超分辨显微镜等高端显微镜产品以进口为主，部分公司已具备生产高端光学显微镜的能力，但与国际厂商相比仍有差距。中低端市场竞争者较多、产品差异化小、市场集中度较低。多数国内企业产品销售范围较广，在境内、境外均有布局。
中国高端光学显微镜市场依赖进口产品，国产光学显微镜存在高端化及国产替代化的市场空间。根据相关部门统计，2016-2019年间采购的200万元以上的科学仪器中，质谱仪、X射线类仪器、光学色谱仪、光学显微镜等国产设备比例不足1.5%，而国产高端光学显微镜采购为0。从竞争格局上看，“四大家”主导中国光学显微镜高端市场，供给中国大部分的三甲医院。据Grand View Research统计2020年在共聚焦显微镜中国市场，徕卡（26.74%）、蔡司（26.25%）、奥林巴斯（22.08%），尼康（12.12%）合计占据87.18%的市场份额，高端光学显微镜领域存在国产布局的缺口。
随着中国不断出台各项政策支持科学仪器的发展，对科学仪器、医疗健康、生命科学研究的政策引导和加大投入，国内企业精密制造能力不断提高，国产光学显微镜或将向“四大家”高端市场渗透，国产中高端显微科学仪器有望迎来发展机遇。
高端精密仪器的发展受国家政策支持
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由于光学元件组件和光学显微镜一般具有单价加工、工序复杂、精细度高等特点，因此在加工过程中对加工工艺的技术要求较高。同时，光学显微镜的加工涉及的流程较为复杂，在制作过程中应满足产品的加工精度要求。
随着显微镜在教学、生命科学、纳米技术以及半导体技术等领域的渗透，促使显微仪器向高精度、自动化、可视化、智能化趋势发展。其主要技术趋势包括：
一是光学显微镜与CCD、软件信息、人工智能等技术的结合应用有望推动光学显微镜的技术升级，未来随着科研、医疗、工业等领域的进步有望增加对光学显微镜的需求。
二是光学显微成像技术作为生命科学研究中必不可少的共性关键技术，其革新一直是生物医学领域发展的重要驱动力。以超分辨显微镜，单分子成像与追踪，以及多光子非线性显微成像为代表的技术革新，为生命科学发展带来了新的契机。
三是就元器件生产厂商而言，中国光学材料及元器件市场的蓬勃发展受益于车载、智能手持设备、运动摄影等市场对光学元件的需求，新型应用领域反向促进元器件的技术发展。
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