国产替代·自动化·高端化·AI+ | 从优秀新品评选看仪器技术四大趋势

科学仪器是现代科学技术的“眼睛”，也是高端制造业不可或缺的测量利器。从历史发展进程上看，许多重大科学研究成果的突破，通常以科学仪器和方法创新为先导。展望未来，随着科学研究、技术开发向物质极端尺度推进，科学仪器发挥的作用将更为关键。正因如此，科学仪器的技术走向与产业格局变化，始终是业界高度关注的核心议题。

自2006年起，仪器信息网发起了“3i奖-优秀新品”评选活动，旨在全面、公正、客观地展现国内外科学仪器新产品的创新性，并激励仪器制造商持续推出贴合用户需求的新品。该评选每年吸引近300家国内外仪器厂商申报约700台新产品，经300余位专家评审，最终约15台新品斩获年度“优秀新品奖”，获奖比例仅约2%。历经二十年发展，该奖项已成为中国科学仪器行业最具权威性的奖项之一，其评选结果也在一定程度上折射出仪器技术的发展脉络与趋势走向。

基于“3i奖-优秀新品”评选活动的严谨、权威的评审流程与庞大的产品样本，评审专家们清晰洞察到近年仪器技术的四大核心发展趋势：

趋势一：国产替代加速，高端突围正当时

近几年的新品评选中，最引人注目的变化之一便是国产仪器的全面崛起。专家表示，国内分析仪器发展非常迅速，品牌之多也让人眼花缭乱。在检测领域的大部分场景下，国产仪器已经可以在中低端替代进口仪器。正如专家所言：“中国国产分析仪器的春天已经到来”。这一判断并非空穴来风，而是基于大量新品在性能指标、稳定性与用户体验上的切实进步。

更为可喜的是，高端仪器的国产化替代正成为显著趋势。专家表示，非常欣喜看到国产仪器的蓬勃发展，而且不仅是集成创新，更有原理创新，越来越多拥有独立知识产权的国产仪器进入高端仪器领域，并且在某些领域实现了从“跟跑”到“并跑”的关键转变。在光谱仪器方面，多款优秀新品以高度自动化的操作平台、智能化的实验辅助系统以及稳定的长期运行能力等特点，展现了我国在光学设计、精密控制、系统集成等方面的综合技术实力，也为未来在更广泛的科学研究前沿实现自主可控的仪器创新积累了宝贵经验。在光学显微成像领域，国产高端仪器也正接近和赶超国际品牌和领先技术。在细胞分析、分选设备方面，国产产品现已涵盖常规的流式检测与分选，同时也出现了全光谱流式、空气激发分选等前沿技术，基本上国外有的国内都能实现替代。

不过，面对当前形势，专家也深切寄语：一方面，希望国内分析仪器厂商抓住当前采购政策红利，借这一波东风扎扎实实练好内功，不断突破技术垄断，提升产品质量和应用范围，争取在较短的时间内完成中高端对进口仪器的追赶。但专家也犀利指出，如果只是想赚一波快钱，那么很快会被中国式内卷所淘汰。另一方面，专家建议国内仪器厂商在贴近实际应用上多做文章，结合国内的实际应用需求，在仪器辅助功能和自动化、信息化等方面进行提升，使产品可以更容易占领特定市场。专家强调，这方面工作可做的有很多。

趋势二：自动化与智能化成为最显著发展潮流

专家们不约而同地观察到了近年仪器技术的另一个深刻变化：自动化、智能化、便捷化与专用化的全面跃升，以及面向本土应用的持续深耕。这一趋势的核心驱动力在于，仪器正从单一设备向整体解决方案演进。正如专家所指出的：“与其它仪器联用或与前处理结合实现自动化分析”，这一趋势使仪器技术朝着“更便捷化、更智能化、适用范围更广”的方向发展。

专家特别强调了自动化与智能化带来的核心价值——“使用户更容易上手，不需要长期练习、积累经验也能获取较好的数据”。以

扫描电镜

为例，虽然该技术趋于成熟，很难有革命性的技术创新，但在自动化、易用性、一体化等方面实现了系统创新，使得用户能较轻松地进行微观形貌、成分与相分析。此外，样品处理设备在自动化方面的提升更为显著，极大降低了上手门槛。这些鲜活的案例充分印证了，仪器正逐步摆脱对“老手经验”的重度依赖，走向普适与便捷。

此外，仪器研发呈现出“专用化”与“工业化深耕”的双重发力。一方面，“针对特定场景的专用新仪器研发”日益活跃，仪器不再是万金油，而是更懂特定场景的痛点与需求；另一方面，仪器技术正“向‘稳定可靠、易于维护、广泛适用’的工业化应用深耕”。尤为值得一提的是，在这一深耕过程中，国产仪器找到了破局之道——专家敏锐地指出：“在跟踪先进技术路线的基础上，结合本土应用需求形成差异化特色，缩小了与国际先进水平的差距。”这种基于本土需求的技术创新与改进，正是近年来新品评选中令人瞩目的亮点。

趋势三：高端化发展纵深推进，重塑行业创新格局

近几年的新品评选中，专家们敏锐地捕捉到了仪器技术向高端化发展的强烈信号，“可见我们国家对高端技术发展的重视以及企业嗅觉的灵敏度。”与国产替代侧重“从无到有”的追赶不同，高端化趋势更侧重“从有到精”的纵深突破，代表着仪器技术向极限性能与前沿应用的持续攀登。

在生命科学领域，光学成像设备正经历从“看细节”走向“看动态、看深层、看功能”的范式转变。专家指出，这一转变受物理技术改进、计算能力突破、终端顾客研究趋势变化和采购政策变化的多重影响。“其中，计算能力突破是过去五到十年最大的革新”，以无标记成像和荧光光场成像为代表的计算光学成为研发主流。不过专家也客观指出，目前大视场三维样品计算难度大、算力成本偏高，暂时无法实现低成本的快速计算。

在地质领域，向高端化发展同样体现在对极限性能与特殊场景的突破上。专家指出急需更高灵敏度的分析仪器，因为现用仪器对溴、氯、碲、铼、汞、贵金属等元素的检出限仍无法满足小于地壳丰度的要求；同时，针对野外勘查周期短、需快速决策的痛点，急需突破“适合野外现场使用的高灵敏的多元素分析仪器”，以弥补现有便携式光谱仪灵敏度较低或有局限性的短板。

宏观环境正重塑高端仪器的需求结构与技术路线。2024年以来，全球采购经费紧缩趋于务实降本；而在中国，国产化战略与专项经费形成强力驱动，推动国产仪器设备快速突破，核心部件自主化率持续提升，并形成差异化技术路线。

趋势四：AI+ 大势所趋，将重塑科研与检测范式

AI与科研、仪器、检测结合，专家们一致认为这是不可逆转的大势所趋。随着人工智能技术的快速发展，AI将改变科研、仪器、检测范式，最终实现信息收集、仪器检测、数据分析的自动化智能化，不仅大大提升效率，而且能够推动技术发展革新。正如专家所强调的，作为分析工作者必须积极学习和掌握AI技术，否则将在新一轮技术变革中处于被动。

如今，在专业分析层面，AI的应用已初见成效。如，生命科学领域目前使用其进行图像分割和辅助分析，使用Noise2Void、Transformer、U-Net等基于自训练的可验证模型进行信噪比改善，使用Cellpose、StarDist等深度学习模型完成细胞、组织结构与三维体数据的精准分割，等等。

与此同时，专家们直言，在某些领域，目前AI多用于文献管理以及帮助优化实验参数等辅助处理文本工作。而且由于没有专门经费支持和很好的切入点，部分用户目前还没用到AI。甚至有专家指出，“目前国内分析仪器的技术水平还没到AI的门口”。现在分析仪器在应用中，首先是要解决信息化和自动化的问题。在保证准确度要求以及合规的前提下，加强分析仪器设备和实验室信息管理系统（LIMS）的信息交互以及前处理、仪器检测的自动化，才是国内分析仪器面临的主要攻坚方向。这方面的工作不但要和检测机构、检测领域要求紧密结合，还要和检测的监管部门的要求和发展方向相契合，例如市场监管总局日前发布的《检验检测智慧监管能力提升攻坚行动方案》，仪器厂商就可以找到提升的空间和方向，配合监管要求研发生产出更受欢迎的产品。

展望未来，以后的仪器中肯定会加入AI+功能，比如常规实验一键调取实验参数直接开始实验，或者开始预扫描模式后，根据各项参数指标实时动态自我优化参数，对使用人员来说更加简单便捷高效。但专家也指出，AI的优势在于大幅提升效率、拓展性能边界、提高标准化水平、驱动新科学发现，劣势则集中在可解释性不足、存在伪信号风险、泛化受限、数据依赖与标准缺失等方面。因此，结合程度的关键，是在智能性与物理真实、可验证、可追溯之间取得平衡。唯有如此，AI才能真正成为仪器技术发展的可靠引擎，而非华而不实的噱头。

纵观2025年度“3i奖-优秀新品”评选所呈现的四大趋势——国产替代加速、自动化与智能化深化、高端化纵深推进、AI+重塑范式——可以清晰地看到，中国科学仪器行业正处于一个承前启后的关键节点。国产仪器从“跟跑”走向“并跑”，自动化与智能化让仪器从“专家专属”走向“普惠易用”，高端化突破推动技术从“够用”走向“卓越”，AI+则预示着从“人驱动机器”走向“机器赋能于人”的范式变革。这四大趋势并非孤立演进，而是相互交织、彼此促进——国产替代为高端化提供市场基础，自动化为AI+铺设数据通路，高端化为国产替代指明方向，AI+则为所有趋势注入加速动力。可以预见，在政策引导、市场需求与技术突破的多重驱动下，中国科学仪器行业将迎来更加波澜壮阔的发展新篇章。

附录：“3i奖-优秀新品（2025年度）”获奖名单（排名不分先后）

关于仪器及检测3i奖

仪器及检测3i奖，又名3i奖（创新innovative、互动interactive、整合integrative），是由信立方旗下网站：仪器信息网和我要测网联合举办的科学仪器及检验检测行业类奖项，是随着行业的发展需求，应运而生。从旗下第一个奖项优秀新品奖于2006年创办，3i奖为记录行业发展路上的熠熠星光，截至目前，已设置有12个常设奖项。

3i奖作为行业公益奖项，始终秉承着“公正、公平、公开 ”的原则，依托信立方长期合作的业内权威专家和数千万用户进行评审，遴选出代表技术发展趋势的创新产品、表彰科学仪器及检测行业表现卓越的企业、企业家和具有特殊贡献的研发人物等，弘扬正能量，促进行业高速发展。

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