科学服务行业研究

科学服务行业研究一、行业概览：科学服务行业是各行各业研发的关键科学服务行业，主要是指为下游从事科学研究和生产质量控制的企业、高校和研究机构，提供科学服务技术解决方案的服务性行业。下游客户涉及行业广泛，包括医药生物、新材料、节能环保、食品日化、分析检测、智能制造、化工化学等多个领域。科学服务行业对于下游研发机构提升研发效率、落地研究成果具有明显的推动作用，是保障各行各业研发成功的关键，对经济发展起到举足轻重的作用。1.1应用广泛，科研工作中必不可少的关键环节科学服务行业界定模糊，海外发展较早，通常将服务于科学研究的企业所在的行业统称为科学服务行业。行业内企业提供的产品和服务一般包括科研试剂、高端耗材、实验仪器、智能设备、科研信息化、特种化学品及相关专业技术集成服务，是服务于下游科技创新的核心行业。从下游应用来看，科学服务产品应用行业极广。科学服务产品围绕实验室展开，是科研机构、高校、政府研发、企业研发必不可少的关键环节。化学试剂可以提供化学实验、生物实验、金属、催化剂、新材料等各方面实验的原材料，而实验分析仪器可以实现定量分析、物性测试、生命科学测试、光学性质分析、行业监测、测量及在线控制等精准分析手段，广泛应用于生命科学、环境科学、新材料、新能源等多个领域。从技术壁垒来看，科学服务是典型的技术密集型产业。实验室用品及仪器往往涉及化学、物理、生物、机械电子、计算机技术、自动化智能化等多领域核心技术，这些高精尖技术的发展带动了实验室用品发展，也铸就了行业的高壁垒。从客户需求来看，下游主要为科研工作人员，需求分散且多样，专业化、一体化的服务商更受欢迎。科研工作人员更注重产品质量，需求变化快（跟随科研前沿），产品需求种类多，但单个客户贡献价值量小，个体间需求差异大，因此非常考验科学服务商的产业链一体化配套能力，及产品、供应链、技术、运营、销售渠道管理等各方面配合能力。1.2产品种类众多，技术与服务并重科学服务行业主要围绕下游实验室场景展开，其中化学试剂、实验分析仪器及设备是用量较大的两个分支，是科研成果的主要信息来源。化学试剂又称化学药品、化学品，简称试剂，是指具有一定纯度标准的各种单质和化合物（或混合物），是实验室科学研究中进行化验分析的重要试剂。按照产品特性、品类和应用等因素，主要分为高端试剂和通用试剂两大类。高端试剂包括各类合成砌块、材料单体、生物标记物、高纯金属、特种催化剂、标准对照品、色谱试剂、生物试剂等，具有品种多、用量小、品质高、价格贵、获取难度大等特点。通用试剂主要包括各类酸、碱、盐、有机制剂、常规溶剂、无机化合物等，是各类应用领域的常规基础科研试剂。实验分析仪器及耗材是科研实验中用到的基础装备，是研发人员的“工具库”，产品主要包括通用称量仪器、分析检测仪器和生物仪器等。通用称量仪器包括搅拌、分散乳化、天平、水平仪、氮吹仪、紫外分析仪、低温贮存等，分析检测仪器包括光谱、色谱、质谱仪、水质分析、气体检测仪器等，生物仪器主要是跟生命科学相关的PCR/基因扩增仪、酶标仪、集菌仪、生物安全柜等。从全球应用领域来看，色谱、质谱、光谱、表面科学、生命科学等高端仪器占比较高，其中色谱仪、质谱仪、光谱仪合计占比37%，是最重要的产品分支。此外，实验耗材也是科学研究、新产品开发、诊断检测等相关活动所必需的实验用品，是实验仪器的补充，具有种类繁多、更新变化快、单件价值低、消耗频繁等特点。耗材产品主要包括细胞培养皿、灭菌袋、PCR板、固相萃取柱、液相色谱柱、气相色谱柱、滴定管等。由于科学服务行业产品种类和服务类型众多，科研客户需求独特，我们认为行业内企业脱颖而出的因素主要有：

1）产品技术，试剂和仪器的核心技术是基础；

2）覆盖的产品数量多样，不断加强自主品牌产品的深度和广度，满足客户广泛需求；3）配套的产业链一体化能力，从试剂到仪器到耗材，再到实验室整体建设，提供一体化解决方案；

4）购物平台电商化，内部运营和客户服务全流程打通；

5）拥有完善的仓储物流和售后服务体系。产品力及SKU数量，加上配套的产业链和仓储物流销售，是行业内企业脱颖而出的关键。国内厂商在逐步从试剂、特种化学品、仪器、耗材等生产制造企业、贸易企业向综合型服务企业转变。综合类厂商更符合下游科研人员的需求，其侧重于提供全方位服务，充分结合自主品牌产品优势，代理部分第三方品牌丰富产品体系，并拥有成熟的销售渠道和仓储物流系统，为客户提供方便、快捷、稳定的一体化科学服务解决方案。二、行业空间：需求旺盛叠加国产替代2.1研发支出增加是行业发展的原动力，行业空间广阔科学服务行业作为科技创新的核心，受益于政府、企业和科研机构的研发费用稳定增长而增长。全球范围来看，世界科技竞争日趋激烈，科学和工程研究、商业化应用及智力成果转化愈加重要，促使全球研发费近年来始终保持稳定增长，有望支撑全球科学服务市场规模维持稳定增长的趋势。科学服务在欧美等发达国家已比较成熟，国内整体起步较晚，高端仪器和试剂方面均有所差距。但近年来国家政策持续加大对科技型企业自主创新的扶持，中国科学研究支出（R&D研发经费）保持了快速增长，带动了国内科学服务行业的发展。而从研发强度对比和技术差距来看，中国研发支出有进一步提升空间，未来有望支撑相关实验室用品稳步发展。2021年国内研究和试验发展经费（R&D）支出达到2.79万亿，同比+14.2%，近几年均保持双位数以上增长。按照活动主体来分，企业端研发投入占比最大为76.60%，高校及政府下属科研机构等占比21.70%，企业端及政府高校科研投入持续增长，带动科学服务行业进一步扩容。从国内科学服务市场空间来看，由于处于发展初期界定较为模糊，还未有第三方机构做相关的统计。从实验分析仪器和科研试剂及耗材两个领域来看，已对应千亿级市场空间，行业空间广阔。2.1.1科研试剂及耗材：“科学的眼睛”，需求空间大科研试剂及耗材作为实验室试验和研发进程中必不可少的消耗品，需求稳定增长。中国科研试剂行业仍处于发展初期，在国家政策支持下，国产试剂数量从2006年仅有的3000种左右跃升至2015年的3万多种。近年来，随着国产厂商不断实现技术突破，乘着下游行业强劲发展和国家政策的东风，预计国内科学服务行业在未来很长一段时间内将继续保持快速增长的态势。根据国家科技基础平台中心资助项目“高校院所实验试剂需求分析与管理研究”基金项目（2018年）调研发现，科研试剂及实验耗材支出约占政府隶属研究机构、高校等科研机构R&D经费支出的20-25%左右。以20%占比保守估计，2020年中国政府、高校等科研机构中科研试剂及耗材的规模达到1058亿元。而政府、高校等科研机构仅占整体研发投入的25%不到，企业才是研发经费支出的大头，加上企业端投入的科研试剂及实验耗材，对应市场空间将会更大。以药企为例，科研试剂及耗材贯彻药物发现、药物筛选及优化、临床前试验、临床试验、商业化生产等整个药物研发及生产流程，对试验成果及药品质量起着举足轻重的作用。从创新药企业的研发投入来看，占比最多的是临床试验费即付给CRO企业的费用（28%），自身研发投入中有11%左右的生物试剂、化学试剂、试验耗材等材料支出。从CRO端来看，营业成本中除人工占一半外，材料支出费用占比第二大，并贯穿至药品生产环节，仍占据主要的支出。而从诊断试剂来看，其成本的60-80%都是包括诊断酶、抗原和抗体在内的生物试剂原料。科研试剂及耗材种类众多，核心围绕化学品及生物品，随着下游科研投入的增加，需求不断提升。以生命科学领域常用的生物试剂为例，国内市场规模从2016年的82亿元增长到2020年的159亿元，复合增速18%，保持快速增长。根据Frost&Sullivan预测，随着企业研发支出增长和对生物药的积极探索开发，未来预计生物试剂市场仍有望维持快速增长。2.1.2科学仪器及设备：研发的基石，需求高端化科学仪器是信息的源头，是现代科学与工业研发的基石。科学仪器包括实验室分析仪器、物性测量仪器、诊断仪器、检测仪器等，其中实验分析仪器及设备是科学仪器的重要组成部分，实验仪器的高端化水平往往代表了整个国家的创新能力和科学技术发展水平。根据美国商务部90年代的数据显示，仪器仪表行业产值只占工业总产值的4%，但对国民经济影响达66%，其重要性不言而喻。根据SDI发布的全球实验室分析仪器市场规模数据，2015-2020年全球实验分析仪器市场规模不断增长，2019年达到656亿美元。从全球区域分布来看，近年来（2015-2020）年中国是全球实验室分析仪器市场增长最快的地区，2019年国内市场规模占全球比重达到15%，约为100亿美元，2015-2020年复合增速达6.8%。折算成人民币，国内实验室分析仪器市场达到700亿元左右，而实验室分析仪器仅为科学仪器的一个分支，对应整个科学仪器市场将会更大。综合来看，科研试剂及耗材方面市场规模保守来看已经近1500亿，加上实验室分析仪器市场700亿，国内科学服务行业市场空间已超过2000亿，空间广阔。2.2外资长期垄断国内市场，国产企业初露锋芒从全球市场来看，科学服务行业已基本成熟，市场竞争格局相对稳定，行业集中度较高，诞生了一批世界级科研仪器、试剂、耗材及信息化建设一体化实验室综合服务商。国际巨头赛默飞世尔、丹纳赫、默克、安捷伦、岛津等，依靠雄厚的资金实力、强大的研发能力、齐全的产品线以及全球的经营网络，占据了主要市场份额。从国内市场来看，科学服务行业主要被海外巨头所占据，本土企业处于份额不断提升的态势中，但仍是外资企业垄断的竞争格局。2.2.1科研试剂进口依赖性强根据国家科技基础条件平台中心资助项目“高校院所实验试剂需求分析与管理”基金项目调研发现，在国内科研试剂市场，国产试剂销售规模比例约为10%，仍有90%左右的市场为外资企业所占据。科研试剂工艺技术复杂，国产厂商在制造的关键技术上仍与海外巨头存在差距。比如控制科研试剂杂质方面，海外控制杂质指标已到达ppt水平，国内尚处于ppm~ppb的水平。科研试剂品种门类繁多，海外巨头如默克可以提供30多万种科研试剂产品，而国内试剂市场流通品种约10万种，国内企业具有自主生产能力的试剂品种更为有限。目前国内科研试剂龙头阿拉丁

可以提供超过3.5万种科研试剂，但与海外巨头相比仍有较大差距。此外，国内整体行业参与者众多，竞争激烈，但企业规模普遍较小，集中于低端产品竞争，高端产品进口依赖度高。以生物试剂为例，国内市场格局分散，海外公司占据头部市场。生物试剂主要分为核酸类试剂、蛋白类试剂、细胞类试剂，2019年国内市场规模分别对应69亿元、40亿元、27亿元。核酸类试剂方面，2020年国内市占率排名前四的分别为赛默飞、凯杰、Takara和BioRad，均为海外知名企业，CR4位41.1%，国产厂商诺唯赞排名第5，市占率仅为4%。重组蛋白类试剂方面，2019年美企R&D和PeproTech市占率分别为20%、16%，占据行业第一第二，其次是三家国产公司，义翘神州、百普赛斯、近岸生物，分别只有5%、4%、2%，行业格局整体较为分散，集中度有待进一步提升。2.2.2科学仪器及设备技术壁垒高，国产破局在即科学仪器设备，即科学研究的“器”，是科学研究和科学创新的基础条件。科学仪器及设备壁垒极高，据统计，至2017年底诺贝尔奖自然科学获奖项目中，72%的物理学奖、81%的化学奖、95%的生理学或医学奖都是借助尖端科学仪器完成，而且因发明科学仪器直接获奖的项目占到11%。中国计量科学研究院化学所所长今年6月份曾公开指出，目前中国约73%的分析测试仪器需要进口，高端精密仪器领域中进口比例更高，一些特种专用仪器则完全依赖进口，此外，国产科学仪器中具有完全自主知识产权的产品屈指可数。目前科学仪器市场仍被赛默飞、安捷伦、岛津、布鲁克等海外巨头垄断，仪器研发的关键技术仍被海外“卡脖子”。根据相关部门统计，2016-19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。以质谱仪市场为例，目前全球质谱仪市场主要被欧美日本等发达国家占据，行业集中度高。全球市占率排名靠前的厂商主要是SCIEX（丹纳赫旗下品牌）、安捷伦、赛默飞等，而国内质谱仪对外依赖度大，80%左右仍来自于进口，竞争格局与全球类似。2020年中国质谱仪进口金额为15.27亿美元，占整个国内市场规模80%左右，按照质谱仪均价15万美元（100万人民币左右计算），对应10000台进口质谱仪可供国产替代，发展潜力巨大。2.3国家政策支持自主可控，国产替代迎来契机随着中美战略竞争日益加剧，国家持续加强对核心高端技术的自主可控。科学服务行业是高端技术发展的基石，同时又具备极强的技术壁垒，国内科技发展的需求及自主可控需求，推动行业加快发展。国家相继出台了一系列鼓励政策，促进行业快速发展。2021年12月28日，工信部联合国家卫健委、发改委、科技部、财政部等10部门联合发布“十四五”医疗装备产业发展规划，规划提到“攻关荧光共聚焦显微镜、气相液氮储存装置、超声生物显微镜、程序降温仪、冷冻电镜、生命科学研究成像仪等仪器设备，提升临床研究、科学研究装备供给能力”。2021年12月24日，全国人大常委会修订通过了中华人民共和国科学技术进步法，法案明确提出在功能、质量等指标满足采购需求的条件下，政府采购应当购买国产仪器，且对于首次投放市场的国产仪器，政府采购应当率先购买，不得以商业业绩为由予以限制。国家创新驱动发展战略纲要提到“2020年要将研究与试验发展（R&D）经费支出占国内生产总值比重提升到2.5%，2030年R&D经费支出占国内生产总值比重达到2.8%”。2021年，财政部联合工信部发布政府采购进口产品审核指导的标准（2021年版）的通知，明确对部分光学仪器、分析仪器、试验仪器、测量仪器等的国产比例做出了指导，促进科研仪器国产替代转型。此外，全球疫情肆虐下国产厂商快速复工复产，加快了国产替代进程，也让下游客户看到了国产产品的产品力、性价比和及时优质的配套服务能力。在科研仪器和试剂耗材等领域，国内也涌现了一批优质的企业，如研发、生产、销售一体化的科研试剂制造商阿拉丁，科研试剂、特种化学品、科研仪器及实验室建设一体化综合服务商泰坦科技，国内领先的质谱仪等科研仪器制造商莱伯泰科等。国产科学服务企业在进口替代中展现出一定的优势，近年来呈现快速增长趋势。（1）产品力及技术实力不断提升科研试剂领域，阿拉丁的部分产品指标达到甚至超过了国际先进企业Sigma-Aldrich（默克旗下高端科研试剂品牌），例如在结核病细菌学等广泛应用的荧光探针试剂金胺O，目前Sigma仅能提供纯度最高约为85%的金胺O产品，而阿拉丁通过技术创新研发了一种能够在温和条件下制备金胺O的工艺方法，最高能够得到纯度95%以上的试剂产品。此外，阿拉丁不断扩充产品种类，由2017年的2.2万种增加到2020年的3.3万种，公司2020年报中也提到，未来3年，公司将紧密结合市场发展方向，依靠自主创新、技术研发，以内生性增长为主要驱动力，力争开发出3万个以上新品种，满足国内科研活动需求。科学仪器领域，莱伯泰科

2021年5月份推出首台电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)LabMS3000，目前已在要求最高的半导体领域有所突破，且同国内外主流厂商ICP-MS相比，产品技术指标均处于行业前列。（2）性价比优势及快速发货等产业链优势由于人工及相关原材料等成本优势，国内科学服务厂商往往可以提供更具性价比优势的产品。如国产电感耦合等离子质谱仪普遍比进口产品便宜10-20%，其他单价低的仪器可能便宜更多。再比如国产试剂普遍比进口试剂更具性价比。另外，由于科学服务产品对储存要求较高，尤其是化学试剂和生物试剂等，国产企业通过自建专业化、智能化的仓储物流管理体系，在仓储、配送等方面合理规划，提升周转效率同时保证下游客户充足的货源。以N-N二甲基甲酰胺为例，国内厂商如泰坦科技普遍储备现货，国外厂商大多数备货不足，距离优势下，下游客户更倾向于随时随地获取所需产品。阿拉丁为提高供货及时性，备有库存商品超过160万瓶，从客户下单到收货仅需3天左右，为客户提供超市级购物体验，实现F2C（工厂直达客户）服务，这是海外龙头无法比拟的。（3）“互联网+”下国产科学服务电商平台崛起由于科学服务下游需求分散且多样，为提升效率，海外龙头普遍采用“科学服务+互联网”的模式，提供更方便、快捷、稳定的科学服务，尤其在试剂行业，品种数量庞大、规格型号复杂、运输储存要求较高。中国科学服务行业电商平台使用起步较晚，但发展迅速，根据试剂信息网统计，以阿拉丁为首的部分国内科研试剂电商平台排名处于稳步提升阶段，其中阿拉丁排名数据与Sigma、赛默飞等已经相差较小，国产销售平台已然崛起。三、他山之石：从海外巨头复盘看国产企业如何突围海外发达国家经济与科技发展较早，科学服务行业更为成熟，但在2006年以前行业集中度低，行业内企业仅在科研试剂、实验耗材或者仪器设备中的某一领域从事业务。随着近十年来，行业开启跨国公司垄断、收购和比拼，诞生了一批一站式服务的科学服务龙头企业。以赛默飞、默克、安捷伦、丹纳赫等为主，国际龙头几乎垄断了全球科学服务高端产品，占据市场主导地位。从股价来看，科学服务巨头股价走势均显著超过纳斯达克指数和标普500涨幅，赛默飞、丹纳赫、梅特勒等近二十年内股价翻了40-50倍，默克、岛津、铂金埃尔默等股价也翻了10倍。行业空间大且技术壁垒够高，国内也有望产生大型一体化科学服务龙头企业。近十年海外科学服务行业集中度不断提升，离不开龙头公司的兼并收购，科学服务的行业性质决定了越大越强的格局。如赛默飞、默克、丹纳赫均通过不断地合并收购，横跨科研试剂、实验耗材及仪器设备等多个领域，SKU多达几十万种，并通过集团经营形成合力，竞争优势越来越强。海外龙头的崛起利器主要有强大的研发能力、响亮的品牌知名度、齐全的试剂品种、布局全球的销售经营网络和雄厚的资金能力，每一个利器都可以构筑起强大的护城河。我们主要复盘赛默飞的发展看国产企业如何借力突围。赛默飞世尔成立于1956年，前身是热电公司。2006年美国两大家族企业热电公司（ThermoElectron）和飞世尔科技公司（FisherScientific）在私募资本推动下合并成赛默飞世尔科技

（ThermoFisherScientific），飞世尔的科研试剂和科研耗材与热电的仪器设备强强联合，从此形成了科研试剂、实验耗材及仪器设备一站式的科学服务龙头，奠定了长牛的基础。目前赛默飞已成长为科学服务领域的全球领导者，主要提供分析仪器及设备、科研试剂和耗材的研发、生产、分析、销售等一体化服务，年收入超过300亿美元，市值超过2000亿美元。（1）致力于高质量的创新，自研+并购赛默飞通过不断增强研发投入和并购，在质谱分析、色谱分析、电镜成像、生物科学、下一代测序技术、免疫诊断等方面保持全球技术领先。公司不断加强自研投入，研发支出占比近10年维持在4%左右，2020年研发支出已达到11.81亿美金，塑造强大的自我造血能力。公司的发展历史几乎围绕并购展开，近50年间进行了将近300次并购，赛默飞不断优化调整业务结构，寻找新的业务增长点。公司股价的几个转折点与公司并购密切关联。1998年，公司开始战略重组，剥离非核心资产，将分析仪器作为未来核心领域发展，公司步入正轨。2006年公司蛇吞象并购了当时全球最大的实验室设备与服务供应商飞世尔公司，整合进入科学服务领域。热电的仪器硬件占有优势，飞世尔的软件、耗材及服务领域占优势，两者高效率整合，奠定了坚实的基础。2013年，公司收购了当时基因测序领域市占率第二的公司LifeTechnologies(生命科学公司)，进入了高速发展的生命科学领域，业绩进入稳定增长期，而疫情的爆发加速了业绩增长。公司近10年营业收入复合增速12%。2021年，赛默飞进行了历史上最大金额的收购，以174亿美元加上35亿美元净债务的高价收购了PPD公司，顺利跻身CRO行业top5。（2）强大的产品力和完善的产品布局目前赛默飞世尔形成了生命科学、实验室产品和服务、专业诊断、分析仪器四大板块业务，培育了包括ThermoScientific、AppliedBiosystems、Invitrogen、FisherScientific、UnityLabServices等在内的众多细分品牌，产品种类达几十万种，产品体系庞大。从收入结构来看，实验室与服务业务是公司成立以来收入贡献最大的板块，主要包括实验室耗材和化学品、设备和自动化技术等，收购的CRO公司并入此部门，补强了在生物制药行业的生产和服务产品，将使得赛默飞世尔能够提供全面的临床服务。生命科学板块是第二大收入来源，受COVID-19影响2021年三季报营收占比已超过实验室与服务业务，成为第一大板块，主要包括生物科学、遗传科学、临床下一代测序NGS和相关生物产品生产，也是公司成长最快的业务板块。科学服务下游行业广泛，但公司主要锚定增长潜力更大的生物制药和医疗健康领域。从公司下游客户可以看出，制药与生物技术客户和诊断与医疗保健客户占比超过70%（2021年三季报）。另外值得一提的是，公司2021年三季报显示，耗材收入占比超过50%，是最大的收入来源。耗材与试剂具备高频度、需求持续等特点，行业增速可观，随着科研投入与人均医疗支出增加，耗材与试剂需求持续增长。2018年全球生命科学试验耗材市场规模达到337亿美元，预计2016-23年CAGR为13%，中国市场增速更快，预计2016-23年CAGR为20%。（3）全球化的销售服务网络，以客户为导向提供定制化的价值创造服务公司在全球拥有广泛的客户，具有全球化的销售服务网络。赛默飞通过直销、专业客服人员、电子商务平台、第三方经销等多种方式销售产品和服务，还可以为客户提供产品标准化和供应链管理等服务，充分满足客户需求。从区域收入贡献来看，北美和欧洲是稳定盘，2021年三季报显示北美和欧洲收入占比分别在50%和25%左右。新兴市场是公司目前积极主动开拓的区域，2019年中国地区营收在亚太地区占比已过半，2014-2019年复合增速（17.6%）超过欧美等发达国家地区。从赛默飞世尔的复盘中我们可以看到强大的产品力和有效的并购，持续给公司带来成长动能。国内公司面对快速成长的中国科学服务市场，正处于技术和品牌不断成熟的过程中，我们认为具备以下特质的公司有望脱颖而出：

1）具备标签产品，该产品具有强大的技术壁垒；

2）产品种类足够多，实验室场景复杂，下游客户更喜欢一揽子服务提供商；

3）具备配套的仓储物流等服务设施，提供更好的客户体验；

4）内生持续加大研发投入，外延并购，不断打开成长天花板。四、重点公司分析4.1

莱伯泰科公司专注于实验分析仪器领域近20年，2021年5月份成功推出首台电感耦合等离子质谱仪ICPMS，促使公司进入新的发展阶段。公司前期在实验前处理仪器领域形成了全产品布局，是国内前处理领域的绝对龙头；而元素质谱ICP-MS的上市，充分证明了公司在分析测试仪器领域的技术实力。质谱仪属于高端精密仪器，技术壁垒极高，可以将物质最基本的元素进行定量和定性分析，在环保、食品安全、半导体、医疗检测等领域广泛应用。公司在质谱领域的长期发展可期，一方面公司新款ICP-MS已在要求最高的半导体检测领域有所突破，技术水平得到验证；另一方面，质谱仪与公司前处理业务形成协同，为下游客户提供全流程实验分析解决方案。4.2

东富龙公司是国内综合性制药装备服务商，为全球制药企业