一、行业相关概述
自动化实验室是现代科学研究中不可或缺的重要设施，集成了先进的技术和设备，能够帮助科研人员进行高效、精确的实验工作。
根据观研报告网发布的《中国实验室自动化行业发展趋势分析与投资前景研究报告（2024-2031年）》显示，实验室自动化是指利用现代技术和设备来自动化实验室的各种操作和流程，解放人力、简化实验流程、智能设计实验、降低人为误差，以及提高实验通量、速度、准确性和可重复性等，包括样品处理、仪器操作、数据采集和分析等方面。
实验室自动化的实现需要依靠各种自动化设备和软件，如自动进样器、液体处理系统、机器人系统、温度控制系统、自动化分析仪器、数据处理软件等。这些设备和软件可以协同工作，完成实验室中的各种任务，从而实现实验室的自动化。
二、行业发展现状
1、核心技术来源于工业自动化，技术路线主要有五大方面
实验室自动化是在工业自动化的基础上发展起来的，其核心技术来源于工业自动化。总体来看，实验室自动化的底层技术路线主要包括传感器与机器视觉、自动化实验设备的集成、机器人/机械臂技术、PLC或PCB技术与流程控制、数据处理与人工智能等五大方面，具体如下：
资料来源：公开资料整理，观研天下整理
工业自动化于 20 世纪 60 年代就已发展出现代综合自动化工厂的雏形，在制造工业中出现了许多自动生产线。工业自动化在工厂实现高效、精准、智能和安全生产方面扮演着重要的角色，可以说是实现这些目标的重要前提和保证。近年我国工业自动化市场在制造业转型升级的大背景下呈现出强劲的发展势头。数据显示，2023年我国工业自动化市场规模达3115亿元，较2022年同比增长约11%。预计2024年我国工业自动化市场规模将增至3531亿元。
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2、行业快速发展，且正朝着集成化、智能化、模块化方向发展
实验室自动化行业是随着科技的发展而兴起的一门新兴行业。近年得益于技术进步、市场需求、政策支持等驱动因素，我国实验室自动化行业的快速发展。数据显示，2019年中国自动化研发实验室行业市场规模23.07亿元，2023年中国自动化研发实验室行业市场规模82.29亿元。
资料来源：公开资料整理，观研天下整理
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与此同时，随着技术的不断进步，实验室自动化系统正朝着集成化、智能化、模块化和网络化的方向发展。但目前也有诸多因素制约其发展，主要包括投资回报率不足、产品难以满足需求、需求非标准化、市场教育不够充分等。
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3、大部分实验室处在单一设备阶段，仅医院检验科达到3.0阶段
根据自动化的程度和规模，实验室自动化可分为四个阶段，分别是单一设备形式的自动化、工作站形式的自动化、流水线形式的自动化和智能化形式的自动化。但这四个阶段并非纯粹的全面替代演进关系，而是根据成本需求、通量需求，研究和临床需求的客户情况，匹配不同产品形式。总体而言，实验室自动化整体是从辅助人到替代人的方向发展，最终理想是达到无人值守的“黑灯实验室”。
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目前国内实验室自动化应用程度最高的是医院检验科，已经处在3.0的流水线阶段，以生化免疫流水线为主，达到采血后上样、前处理、检测、结果报告和后续样品存储等全检验过程自动化，极大程度地简化了工作流程，加强了质量管理，降低了人为误差和生物污染率。
其他大部分实验室仍处在单一设备阶段，只有药企、疾控中心、合成生物学公司等场景的少数实验室实现了工作站形式的自动化。对于大多数普通实验室来说，前端的样品处理方面，自动化程度相对而言依然非常低，需要消耗大量的人工，以及不可避免许多重复性繁琐性的工作。
三、行业下游应用领域情况
实验室自动化技术的应用领域非常广泛，主要包括生物医药、化学分析、材料科学、环境检测等领域。在上述领域，自动化实验室已成为推动创新、加速科研成果转化的重要工具。通过减少人为误差、缩短研发周期、优化资源配置，自动化研发实验室正不断助力各行业实现高质量发展。
实验室自动化技术应用领域情况
| 应用领域 | 具体应用情况 |
| 生物医药 | 在生物医药研究中，实验室自动化技术被广泛应用于基因测序、药物筛选等环节，大大提高了研究效率。 |
| 化学分析 | 在化学分析中，实验室自动化技术可以自动完成样品的采集、处理和分析，提高了分析的准确性和重复性。 |
| 材料科学 | 在材料科学研究中，实验室自动化技术可以用于材料的合成、表征和性能测试，为新材料的开发提供了有力支持。 |
| 环境检测 | 在环境监测中，实验室自动化技术可以自动完成水、气、土壤等样品的采集和分析，为环境保护提供了科学依据。 |
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目前生物医药是我国实验室自动化最主要应用领域，且是相对比较成熟领域。生物药是指利用生物技术生产生物药品、基因工程药物和疫苗的制剂生产活动。当下生物药行业已经在我国发挥了越来越重要的作用，一方面，我国生物药行业产值已经很大，行业发展与居民的健康水平息息相关;另一方面，生物药行业作为高科技行业，在预防和应对公共卫生突发情况、预防重大突发疾病乃至国家安全层面等，都具有重要的作用。
近年来在科技与经济的快速发展下，加之政策的鼓励与支持，我国生物药行业规模快速增长。尤其是新冠肺炎疫情暴发以来，药物产品市场需求迅速提升，随着政府高度重视、企业加大投入、科技不断取得新突破，病毒检测、疫苗与药物开发、防护设备与设施更是出现井喷式增长，使得我国生物医药国内外市场需求均持续增加。数据显示，2019-2023年我国生物医药行业市场规模3.29万亿元增长到4.39万亿元。
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四、行业竞争情况
我国实验室自动化设备市场以外资品牌为主，进口四大家罗氏、雅培、西门子、贝克曼占据了70%以上的中国市场，占据三甲医院的高端市场。而国内企业市场份额不到30%。在此背景下可见，我国实验室自动化拥有广阔的国产替代空间。
目前我国实验室自动化行业的竞争格局呈现出多元化趋势。一方面，国际知名企业在技术研发、市场布局等方面占据优势地位；另一方面，随着国内企业技术实力的不断提升，越来越多的国内企业开始进入这一领域，形成了与国际企业竞争的局面。但我国实验室自动化厂商大部分在 2016-2020 年成立，目前产品初具雏形，仍需要足够的时间继续打磨产品，在运行稳定性、功能完备性、系统开放性等实际的交付和使用体验上与沉淀了几十年的进口厂商仍有一定差距。
从产业链条和商业模式来看，目前实验室自动化厂商可大致分为产品商、系统集成商和细分场景应用商。对于产品商而言，核心竞争力是性价比；对于系统集成商来说，则需要比拼核心设备的掌握能力和数量；细分场景应用商则要比拼客户群体数量。目前国内自动化领域主要的创业公司大多属于系统集成商模式。
实验室自动化产业链厂商情况
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实验室自动化产业链 |
代表公司 |
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进口厂商 |
国产厂商 |
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上游 |
关键零部件 |
岛津、英腾、博世、霍尼韦尔 |
鼎智科技、绿的谐波、鸣志电器、汇川技术 |
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仪器设备 |
赛默飞、岛津、安捷伦、罗氏 |
聚光科技、皖仪科技、禾信仪器、莱伯泰科 |
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中游：标准化产品 |
工作站 |
Hamilton、Tecan、Beckman、PerkinElmer |
奥美泰克、耐优生物、中析 |
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机器人/机械臂 |
Brooks、电装、史陶比尔 |
慧灵机器人、遨博机器人、节卡机器人 |
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医疗检验流水线 |
罗氏、西门子、Beckman、雅培 |
新产业、安图生物、迈瑞医疗 |
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中游：系统集成商 |
生命科学自动化多场景综合解决方案 |
赛默飞、Biosero、PerkinElmer、Beckman |
汇像科技、奔曜科技、晶泰科技、镁伽科技、海尔生物医疗、玄刃科技 |
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中游：细分场景解决方案 |
核酸分析、蛋白分析的样品前处理自动化 |
llumina、10xGenomics、BD Biosciences |
华大智造、诺和致源、墨卓生物、谱育科技 |
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生物样本自动化低温存储 |
赛默飞、SPT Labtech |
基点生物、艾尔温、原能生物 |
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细胞培养自动化 |
康宁、RORZE-ReMed |
曼森生物、英诺维尔、礼达先导、华龛生物 |
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微流控芯片高通量筛选 |
Berkeley Lights、 Gingko Bioworks、Amyris、Transcriptics |
天木生物、墨卓生物 |
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自动化软件 |
赛默飞、PerkinElmer、Biosero |
青软智控、明度智慧 |
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资料来源：DeepTech，观研天下整理(WW)