根據《2024-2029年中國電子顯微鏡行業深度調研及投資機會分析報告》分析,掃描電鏡,全稱掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,簡稱SEM),是一種利用電子束掃描樣品表面來產生圖像的顯微鏡。
掃描電鏡的工作原理主要基于電子光學技術。具體來說,由電子槍發射出來的電子束,在加速電壓的作用下,經過電子透鏡聚焦后,形成一個極細的電子束,這個電子束在樣品表面按順序逐行進行掃描,從而激發樣品產生各種物理信號,如二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子等。這些物理信號的強度隨樣品表面特征而變,它們分別被相應的收集器接受,經過放大器按順序、成比例地放大后,送到顯像管成像,最終形成看到的樣品表面圖像。
掃描電鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)作為一種高精度檢測技術和儀器制造技術,近年來在全球范圍內取得了顯著的發展。
隨著電子技術和圖像處理技術的快速發展,掃描電鏡的分辨率不斷提高,成像效果更加清晰,這使得掃描電鏡在科研和產業應用中具有更大的競爭優勢。例如,高分辨率SEM的出現使得微觀結構和表面形貌的分析更加精細,而能譜儀SEM(EDS)的應用則使得元素組成分析成為可能,進一步拓展了掃描電鏡的應用范圍。
此外,自動化、三維圖像技術的發展也為掃描電鏡行業注入了新的活力。這些技術的引入不僅提高了掃描電鏡的操作便捷性,還顯著提升了數據處理的效率和智能化程度。例如,結合人工智能和大數據技術,掃描電鏡的數據分析能力得到了顯著提升,為科研和工業生產提供了更加精準和高效的支持。
掃描電鏡在多個領域均有廣泛應用,主要包括材料科學、生物醫學、工業制造等。在材料科學領域,掃描電鏡被用于觀察和分析材料的微觀結構和表面形貌,為新材料的研究和開發提供了重要支持。在生物醫學領域,掃描電鏡則用于觀察細胞結構、病原體等生物樣本的細微結構,推動了生命科學和醫學研究的進步。在工業制造領域,掃描電鏡則用于質量檢測、故障分析等方面,為產品的可靠性和安全性提供了有力保障。
具體而言,在材料、化工領域,掃描電鏡的應用最為廣泛,占據了較大的市場份額。而在生物、醫學領域,隨著生命科學研究的不斷深入和醫療技術的不斷發展,掃描電鏡的應用也在不斷增加。此外,在儀器儀表、教學科研等領域,掃描電鏡也發揮著重要作用。
掃描電鏡技術是一項涉及電子顯微成像的高精度檢測技術,也是一項儀器制造技術,是國際領先的高科技制造技術之一。隨著信息技術的深入應用,自動化、三維圖像技術的發展,也推動了另一波的全新的發展機會,為發展掃描電鏡行業注入了新的活力。
根據智研咨詢公布的相關數據顯示,2021-2023年期間,全球掃描電鏡行業市場規模呈現出持續增長態勢,截至2023年底,全球掃描電鏡行業市場規模增長至為128.6億元,同比2022年期間增長了11.1%。
根據中研普華產業研究院調研數據顯示,2021-2023年期間,全球掃描電鏡產業總體產能規模情況在資本推動下,呈現出持續增長態勢,產能規模由2021年的4042臺增長至為2023年的4730臺。
圖表:2021-2023年全球掃描電鏡產業總體產能規模
數據來源:智研咨詢,企業公開資料,中研普華產業研究院整理
根據調研數據顯示,2023年期間,全球掃描電鏡行業生產區域分布情況中,北美地區占比最高,達26%。其次為歐洲地區,占比達24%,亞洲地區占比為22%,占比排名位列第三名。
圖表:2023年期間,全球掃描電鏡行業生產區域分布情況
數據來源:網絡公開資料整理
高端產品國產化:在政策支持和技術創新的推動下,我國掃描電鏡行業將加速高端產品的國產化進程。國內企業將加大研發投入,提升技術實力,逐步打破國外企業在高端市場的壟斷地位。
多樣化產品線:針對不同領域和不同需求,掃描電鏡產品將向多樣化方向發展。除了傳統的場發射掃描電鏡外,還將涌現出更多類型的產品,如便攜式掃描電鏡、激光掃描電鏡等。
環保和節能:隨著環保意識的提高,掃描電鏡產品將更加注重環保和節能設計。低能耗、低噪音、易回收的產品將更受市場歡迎。
(一)應用行業
中國掃描電鏡(SEM)行業的應用范圍廣泛,涵蓋了多個重要領域。根據現有資料,其主要應用領域包括紡織、化工、印染、儀器儀表、材料分析、教學科研等。在這些領域中,掃描電鏡以其高分辨率、大景深、成像直觀、立體感強以及寬放大倍數范圍等特點,成為微觀形貌表征和分析的重要工具。
具體來說,材料分析和化學領域是掃描電鏡應用的最大市場,特別是在材料科學、納米技術、地質油氣勘探等領域。此外,隨著生物、醫學領域的快速發展,掃描電鏡在生命科學、醫學診斷、藥物研發等方面的應用也日益增長。教學和研究領域同樣對掃描電鏡有較高需求,尤其是在高校和科研機構中。
(二)應用趨勢
多領域應用擴展:掃描電鏡的應用將繼續向更多領域擴展,如新能源、環保、航空航天等。隨著這些領域對微觀結構分析需求的增加,掃描電鏡的市場需求也將持續增長。
技術升級與國產化:隨著國內技術的不斷進步,國產掃描電鏡的性能指標與國際先進技術的差距正在大幅減小。未來,國產掃描電鏡有望在更多領域實現國產替代,降低對外依賴。
智能化與自動化:掃描電鏡的智能化和自動化水平將不斷提高,包括調試自動化、成像高速化、檢測原位化等。這將大大提升工作效率,降低操作難度,推動掃描電鏡在更多應用場景中的普及。
定制化服務:隨著客戶需求的多樣化,掃描電鏡制造商將提供更加個性化的定制服務,以滿足不同行業和用戶的特定需求。
(三)在半導體、電池、材料、生物醫學的應用情況及趨勢分析
半導體行業:掃描電鏡在半導體行業的應用主要集中在芯片制造、封裝測試等環節。隨著半導體技術的不斷發展,對微觀結構分析的要求越來越高,掃描電鏡將發揮更加重要的作用。未來,隨著國產掃描電鏡技術的提升,有望在半導體行業實現更多國產替代。
電池行業:在電池行業,掃描電鏡主要用于分析電池材料的微觀結構和性能。隨著新能源汽車和儲能技術的快速發展,電池行業對高性能電池材料的需求不斷增加,掃描電鏡將在這一領域發揮更大的作用。
材料科學:在材料科學領域,掃描電鏡是不可或缺的分析工具。無論是金屬材料、無機非金屬材料還是高分子材料,掃描電鏡都能提供精確的微觀形貌表征和性能分析。隨著材料科學的不斷進步和新型材料的不斷涌現,掃描電鏡的應用將更加廣泛。
生物醫學:在生物醫學領域,掃描電鏡被廣泛應用于細胞、組織、生物大分子等微觀結構的觀察和分析。隨著生物醫學技術的不斷發展,掃描電鏡在疾病診斷、藥物研發、組織工程等方面的應用將更加深入。
(四)國家政策趨勢及影響
近年來,中國政府對科學儀器行業給予了高度重視和支持,出臺了多項政策以推動科學儀器的“高端化”、“國產化”與“自主可控”。這些政策對掃描電鏡行業的發展產生了深遠影響。
財政支持:政府通過財政貼息、專項資金等方式對科學儀器行業進行支持,降低了企業和科研機構的設備購置成本,刺激了市場需求。
政策引導:政府通過制定相關政策引導企業和科研機構加強自主研發和創新,推動國產掃描電鏡技術的提升和國產替代的加速。
市場需求增長:隨著下游產業的快速發展和科研投入的不斷增加,掃描電鏡的市場需求將持續增長。特別是在生物、醫學、新材料等領域,掃描電鏡的應用前景廣闊。