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 其需求为何不断上升？

1. 故障成本高昂：在制药、特种化学品和半导体等行业，单个批次的故障就可能造成数百万美元的材料浪费和生产时间损失。传统的实验室测试只能在批次完成后才能发现问题。过程光谱分析技术使操作员能够检测到与标准工艺的偏差从而能够立即采取纠正措施，在批次损坏之前挽救它。
2. 驱动效率与盈利：通过提供连续数据，过程光谱分析技术使企业能够以惊人的精度优化其工艺流程。它可以精确定位化学反应完成的确切时刻，避免因过度加工而造成的能源和原材料浪费。更快的分析速度可以缩短周期时间，提高产量，并最终提高盈利能力。
3. 监管压力和质量要求：政府机构，尤其是美国食品药品监督管理局 (FDA) 及其制定的过程分析技术 (PAT) 框架，正大力鼓励制造商从一开始就将质量融入产品之中，而不是在产品最终阶段进行测试。过程光谱分析是实施 PAT 的基石技术，因为它能够提供监管机构目前期望的实时监控和理解。

影响过程光谱市场的两个最突出的趋势是什么？

• 高光谱成像在在线过程控制中的应用正在获得发展势头

 高光谱系统超越了传统的单点测量，将数字成像与光谱技术相结合，实时创建产品的详细化学图谱。在制药和食品加工等行业，这项技术对于验证混合均匀性、评估涂层一致性以及检测移动生产线上的异物至关重要，能够更全面地了解产品质量。

• 小型化和便携性的快速进步

制造商正在利用微机电系统 (MEMS) 等技术开发功能强大、手持式且紧凑的光谱仪。这些设备将分析从实验室直接转移到生产车间或现场。操作员可以获取原材料或在制品批次的即时、可操作数据，从而提高灵活性并减少对集中式实验室的依赖。重点是打造坚固耐用、用户友好的仪器，使分析能力在整个运营过程中普及。

目前哪两个机会看起来有利可图？ 

• 先进的生物制药制造创造了前所未有的分析需求

生物制剂、细胞疗法和基因疗法的爆炸式增长是推动过程光谱市场需求的主要驱动力。对复杂的细胞培养和发酵过程进行严格的实时控制，使得在线光谱技术不可或缺。投资规模巨大；礼来公司将投资25亿美元在德国新建一座配备先进过程分析技术（PAT）的生产基地，预计将于2025年竣工。同样，富士胶片Diosynth Biotechnologies公司也将投资16亿美元扩建其细胞培养设施，并计划于2025年开始运营。另一个例子是默克公司将于2024年斥资6.5亿美元新建一座生物制剂生产基地，以及龙沙公司投资5亿瑞士法郎新建一座哺乳动物生产基地。

这些投资体现在主要供应商强劲的财务业绩上。赛多利斯实验室产品与服务部门预计2024年的销售收入约为23亿欧元。同样，丹纳赫生物技术部门报告2024年的收入约为72亿美元，而赛默飞世尔生物生产集团的收入超过60亿美元。需求渠道强劲；美国食品药品监督管理局（FDA）的生物医学与生物技术研究中心（CBER）预计到2025年每年将收到超过200个新的细胞和基因治疗申请。政府支持，例如NIIMBL在2024年价值超过2.5亿美元的项目组合，进一步推动了创新。直接的经济效益显而易见，一家大型生物制药公司报告称，通过实施由过程光谱驱动的连续生产，到2024年将节省超过5000万美元。

• 半导体和电动汽车电池生产需要严格的过程控制

半导体和电动汽车电池行业的需求正在为过程光谱市场创造另一个强大的增长引擎。在这些行业中，微小的杂质可能导致灾难性的故障，因此实时化学监测至关重要。资本支出的规模之大令人震惊。台积电2025年的计划支出预计在350亿美元至390亿美元之间。英特尔已承诺投资200亿美元在俄亥俄州新建两家芯片工厂，计划于2025年投产。三星2024年半导体部门的资本支出约为48万亿韩元，约合360亿美元。全球范围内，2024年将有29家新的半导体制造工厂开工建设。

供应链投资浪潮凸显了过程光谱市场对分析工具的需求。环球晶圆公司正在德克萨斯州投资50亿美元建设一座新的硅晶圆工厂，预计将于2025年投入运营。美国《芯片与科学法案》等政府激励措施提供了近530亿美元的资金，正在加速该工厂的建设。关键设备供应商正在从中获益；科磊公司公布2024财年营收为96亿美元，而应用材料公司的过程诊断与控制部门营收超过25亿美元。电动汽车电池制造业也同步蓬勃发展，例如投资32亿美元的Stellantis-Samsung SDI超级工厂以及SK On斥资51亿美元在美国建厂，为市场带来了广阔的新领域。

细分分析

分子光谱引领技术进步竞赛

分子光谱技术占据48%的市场份额，凭借其深厚的分析深度，在过程光谱市场中占据着当之无愧的技术领先地位。它能够提供精准、无损的分子洞察，这是其关键优势。科学界对此的关注显而易见，仅在2024年，就有超过1200篇研究论文发表，超过200场会议致力于探讨其发展。学术界和产业界的关注得到了大量资金的支持，其中包括预计2025年核磁共振（NMR）研究将获得5000万美元的投资。这种增长也具有现实意义，例如，用于光谱数据分析的云平台采用率将增长40%，从而简化了复杂的工作流程。太赫兹光谱技术正在向新的前沿领域拓展，预计2025年将出现15个新的商业应用，这凸显了一个充满活力且不断发展的领域。

该技术的广泛应用证明了其在确保过程光谱市场众多领域的产品完整性方面已得到证实的价值。例如，预计到2025年，亚洲食品安全实验室将安装300台新仪器，这反映出全球对分子技术在质量保证方面的日益依赖。此外，随着2024年发布的4项新监管指南强制使用分子光谱，分子光谱正从一种首选方法转变为一项必备标准。这些监管支持，加上2024年至少5个重要的产学研合作项目，确保了其持续的主导地位，并被整合到下一代过程控制系统中。

• 2024 年的一项调查显示，65% 的化学品生产商打算增加在拉曼光谱技术上的支出。
• 2022 年欧洲医药产值将达到 3740 亿美元，这是应用分子分析的一个关键潜在驱动力。
• 分子光谱的多功能性使其能够分析从简单化学物质到复杂生物分子的所有物质。

制药业是过程光谱市场的驱动力

制药行业占据了35%的市场份额，这直接得益于FDA等机构制定的严格、不容妥协的质量标准。过程分析技术 (PAT) 的采用是主要催化剂，各公司报告称，到2024年，生产周期将缩短15%。随着光谱学从质量检查转变为核心制造工具，这一效率提升意义重大。FDA将于2024年5月推出START计划，这将进一步加速此类先进技术的整合。投资正流向更智能的系统，预计2025年用于药物研发的人工智能驱动光谱分析的投资将达到1亿美元，这表明过程光谱学市场正向预测性和自动化质量控制转变。

其财务和运营效益令人瞩目，使采用成为竞争的必要条件。例如，使用在线光谱仪使批次故障率降低了20%，一家公司报告称，到2024年节省了超过200万美元。截至2025年，新系统的投资回收期仅为18个月，其经济效益显而易见。该行业的基础设施也在不断调整，到2024年，过程分析技术（PAT）专业合同制造组织的数量将增长10%，过程分析化学家的职位空缺将超过1500个。随着该行业继续朝着2025年50条连续生产线的目标迈进，对嵌入式实时光谱仪的依赖只会越来越深。

• 到 2024 年，药品生产中使用光谱的在线质量检查站数量将从 5 个增加到 8 个。
• 连续制造依靠数十个集成光谱传感器的有效运作。
• 原材料验证是一项关键应用，可以在生产开始之前防止代价高昂的错误。

过程光谱市场中的硬件细分优势

硬件组件占据 80% 的市场份额，巩固了其作为市场引擎的地位。这种主导地位不仅体现在产量上，更体现在必要性上；每项分析都需要物理仪器。2024 年，安捷伦将推出三款新型光谱仪，布鲁克也将在 2025 年投资 2000 万美元进行研发，这凸显了该领域的持续创新。增强型硬件，例如数据采集速度翻倍的新型 FTIR 系统，使行业能够做出更快、更明智的决策。这些仪器的使用寿命也延长至 12 年，为巨额初始投资带来了更高的回报。整个生态系统，从预计 2025 年新增的 10,000 份维护合同，到 2024 年超过 3,000 个硬件培训项目报名人数，都围绕着这些关键资产的物理安装和运行展开。

这种有形设备构成了整个过程光谱市场的基础。制造业产出与质量控制仪器需求之间的直接关联意味着对硬件的需求依然强劲且至关重要。2024年，微型硬件的专利申请超过150项，拉曼探头等关键部件的平均成本降低了5%，该领域也正朝着更便捷和便携的方向发展。这些进步对于将实时监控能力从传统的实验室环境扩展到工厂车间至关重要，进一步巩固了硬件不可或缺的地位。

• 预计到 2024 年，北美制药厂将集成 500 个新的过程控制系统。
• 2025年专用光谱仪的平均交付周期将保持稳定在6至8周。
• 2024年，全球专用光谱硬件组件供应商总数将超过150家。

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区域分析 

北美大力投资工业和科技，稳步前进

北美在过程光谱市场的主导地位得益于对高科技制造业的巨额资本投资。美国《芯片与科学法案》是其基石，该法案释放了近530亿美元的资金，用于加速国内半导体生产。英特尔承诺斥资200亿美元在俄亥俄州新建两家工厂，计划于2025年投产，这直接推动了这一进程。生物制药行业是另一个主要驱动力，美国食品药品监督管理局（FDA）的生物技术与生物研究中心（CBER）预计，到2025年，每年将有超过200个新的细胞和基因治疗应用。这推动了礼来公司宣布将于2024年在印第安纳州投资25亿美元新建生产基地等项目的发展。

为进一步巩固领先地位，该地区持续对先进领域进行投资，为过程光谱市场的增长增添动力。到 2024 年，NIIMBL 的生物制药制造项目组合价值将超过 2.5 亿美元。美国化学理事会指出，计划在新化工设施上投资超过 2000 亿美元。在能源领域，埃克森美孚宣布 2024 年美国项目的资本支出计划在 230 亿至 250 亿美元之间。加拿大战略创新基金还为 2024 年的先进制造项目拨款超过 20 亿加元。主要供应商正在扩张，赛默飞世尔科技计划在 2024 年将资本支出定为 32 亿美元。新建的价值 32 亿美元的 Stellantis-Samsung SDI 电池超级工厂进一步体现了工业界对先进过程控制的广泛承诺。

亚太地区半导体和生物制药行业蓬勃发展

在技​​术和生命科学领域巨额投资的推动下，亚太地区过程光谱市场正在迅速缩小差距。韩国的半导体产业是关键引擎，三星 2024 年的资本支出将达到约 48 万亿韩元，约合 360 亿美元。中国的国家半导体“大基金”也对此进行了补充，该基金在 2024 年筹集了第三只基金，价值超过 400 亿美元。在日本，台积电的第一家晶圆厂于 2024 年开始运营，总投资超过 86 亿美元。电池制造业也蓬勃发展，SK On 承诺投资 51 亿美元用于新工厂，旭化成计划投资 1000 亿日元用于电池隔膜设施。印度政府正在通过其 100 亿美元的先进制造业计划和一项支出 1500 亿印度卢比的制药激励计划来推动增长。生物制药扩张十分广泛，药明生物计划 2024 年资本支出超过 80 亿元人民币。

欧洲调动战略资本，实现技术主权和绿色转型

欧洲正通过旨在实现技术独立和先进制造的战略投资，巩固其在全球过程光谱市场的地位。《欧洲芯片法案》预计将动员超过430亿欧元，刺激半导体行业增长。德国是欧洲半导体产业的中心枢纽，吸引了礼来公司25亿美元投资建设新的生物制剂基地，以及Northvolt公司45亿欧元投资建设电池超级工厂。 

化工行业依然是其支柱产业，巴斯夫计划在2024年至2028年期间投入248亿欧元资本支出。瑞士的制药巨头也在扩张：龙沙集团投资5亿瑞士法郎新建哺乳动物工厂，而罗氏公司2024年的资本支出约为30亿瑞士法郎。法国正利用赛诺菲投资10亿欧元新建的工厂来提升其生物制剂产能。爱尔兰持续吸引着大型项目，例如辉瑞斥资12亿欧元扩建其都柏林工厂，这表明该地区正在大力推动高价值制造业的发展。

八大战略收购和投资重塑过程光谱市场的竞争格局

1. 布鲁克收购 Tornado Spectral Systems：为了增强其过程分析技术组合，布鲁克于 2024 年 1 月收购了高性能拉曼仪器制造商。
2. 赛默飞世尔科技完成对 Olink 的收购：赛默飞世尔科技于 2024 年 2 月完成了对 Olink Holding AB 的 31 亿美元收购，大大扩展了其在蛋白质组学和生命科学领域的能力，这是光谱学需求的主要驱动力。
3. Metrohm AG 收购 B&W Tek 的光谱业务：在一次重大整合中，Metrohm 于 2024 年初从 B&W Tek 收购了光谱解决方案业务，整合了其拉曼、LIBS 和 NIR 仪器产品组合。
4. 安捷伦收购 Aizon： 2024 年初，安捷伦完成对人工智能软件公司 Aizon 的收购，以增强其在生物制药制造和过程控制方面的产品服务。
5. 布鲁克收购 Chemspeed Technologies：布鲁克于 2024 年 1 月完成对 Chemspeed Technologies 的收购，扩大了其实验室自动化产品范围，旨在将自动化实验室解决方案与其在过程光谱市场的分析仪器相结合。
6. 凯雷收购 Antylia Scientific 的多数股权： 2024 年 2 月，全球投资公司凯雷收购了实验室仪器领导者 Cole-Parmer 的母公司 Antylia Scientific 的多数股权，影响了整个分析仪器供应链。
7. 日立高科技收购 Specim： 2024 年初，日立高科技美国公司收购了领先的高光谱成像解决方案制造商 Specim，以加强其在工业分选、食品加工和生命科学领域的地位。
8. KKR 投资 Avantor 实验室产品业务： KKR 于 2024 年初签署了一项最终协议，收购 Avantor 实验室产品业务的多数股权，创建一家新的独立公司，并表明投资者对科学仪器领域的强烈信心。

过程光谱市场中的顶级公司

• ABB
• 安捷伦科技公司
• 布鲁克
• 步琪
• 丹纳赫
• 自由/开源软件
• 堀场
• Endress+Hauser集团服务股份公司
• 赛多利斯公司
• 岛津制作所
• 赛默飞世尔科技公司
• 横河电机株式会社
• 其他杰出球员

市场细分概述

按组件

• 软件
• 硬件

按技术

• 质谱
• 原子光谱学
• 分子光谱学
  • 近红外光谱
  • 傅立叶变换红外光谱
  • 拉曼
  • 核磁共振
  • 其他的

按申请

• 化学
• 聚合物
• 水和废水管理
• 纸浆与造纸
• 石油和天然气
• 金属与采矿
• 药品
• 食品和农业
• 其他的

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  • 巴西
  • 南美洲其他地区