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1、叫硼文目录目录2方法论3全球及中国手套箱行业概览41、手套箱定义及分类42、标准化手套箱基本构造分析53、手套箱工作原理分析74、手套箱技术标准分析75、全球及中国手套箱历史沿革86、全球及中国手套箱行业发展现状分析97、中国手套箱行业竞争格局分析1()8、手套箱行业商业模式分析119、中国手套箱行业相关政策分析1210、中国手套箱行业进入壁垒分析1211、中国手套箱行业驱动因素1312、中国手套箱行业发展趋势分析1413、中国手套箱行业不利因素及风险因素分析15方法论研究方法沙利文于1961年在纽约成立,是一家独立的国际咨询公司,在全球设立45个办公室,拥有超过2,OOO名咨询顾问。通过丰富
2、的行业经验和科学的研究方法,我们己经为全球1.oOO强公司、新兴崛起的公司和投资机构提供可靠的咨询服务。作为沙利文全球的重要一员,沙利文中国团队在战略管理咨询、融资行业顾问、市场行业研究等方面均奠定了良好的基础。在市场行业研究方面,沙利文布局中国市场,深入研究10大行业,54个垂直行业的市场变化,已经积累了近50万行业研究样本,完成近10,000多个独立的研究咨询项目。沙利文依托中国活跃的经济环境,从工业设备行业、信息科技行业,新能源行业等领域着手,研究内容覆盖整个行业的发展周期,伴随着行业中企业的创立,发展,扩张,到企业走向上市及上市后的成熟期,沙利文的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业
3、模式,企业的商业模式和运营模式,以专业的视野解读行业的沿革。,沙利文融合传统与新型的研究方法,采用自主研发的算法,结合行业交叉的大数据,以多元化的调研方法,挖掘定量数据背后的逻辑,分析定性内容背后的观点,客观和真实地阐述行业的现状,前瞻性地预测行业未来的发展趋势,在沙利文的每一份研究报告中,完整地呈现行业的过去,现在和未来。,沙利文秉承匠心研究,砥砺前行的宗旨,从战略的角度分析行也,从执行的层面阅读行业,为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。,弗若斯特沙利文本次研究于2024年2月完成。全球及中国手套箱行业概览1、手套箱定义及分类手套箱(Glovebox)是一种密封箱室类设备,主要应
4、用于保护水氧敏感材料免受外部环境干扰,或保护操作人员免受实验和工业生产过程的侵害。手套箱行业伴随高端制造对生产环境要求的提升而逐步发展,在科研机构部门、高校院所实验室、创新型企业研发部门、高端制造生产环节中手套箱是必不可少的关键环节的保护性设备。当前,手套箱行业已向高度集成化、智能化方向发展。(1)惰性气氛手套箱惰性气氛手套箱创造无水、无氧或无尘无菌的惰性气氛环境,保护对水、氧敏感材料免受外部环境的影响。惰性气氛手套箱广泛应用于处理水氧敏感材料在惰性气氛中的科研实验及高端制造领域。科研实验中,惰性气氛手套箱可保护对水氧敏感的材料,确保实验结果的精确度并降低安全风险。高端制造领域中,惰性气氛手套
5、箱对于安全生产和保证产品质量至关重要。例如,电子产业对微米级的微粒具有高度的敏感性,因为这些微粒可能会引发金属层之间的短路,从而导致无法进行生产或者产生次品,降低产品良率。手套箱有效控制微粒达到微米级以下,保证产品质量;在锂电池生产中,中段电芯装配环节需要借助手套箱严格控制氧含量、湿度、粉尘等,避免水分子、氧气或粉尘对电池性能产生影响。(2)防护手套箱防护手套箱用于处理有毒、放射性等物质,避免操作人员直接接触有毒有害物质,并防止对人体造成辐射。防护手套箱箱内维持负压环境,微小泄露发生时,避免有害物质向外溢出,最大限度减少危险材料泄露风险。此外,这类手套箱通常在排气口处配备高效空气过滤器(Hig
6、hEfficiencyParticulateAirFilter,HEPA),以避免有害性物质的排放。防护类手套箱在核材料研究、同位素制药、危险化学品处理等领域被广泛应用。其中,惰性气氛手套箱属于传统设备,惰性气氛保护智能装备及放化级密封箱室智能装备属于智能化高端装备。在惰性气氛环境下,智能化高端设备的特点为,1.动力系统不能置入手套箱内,其需要通过磁流体、磁力耦合等方式进行动力传递;2.操作箱内空间小、要求被集成设备精小紧致;3.需要能够实现快速拆装。因此惰性气氛保护智能装备及放化级密封箱室智能装备与传统人工智能设备存在本质差异。资料来源:弗若斯特沙利文分析FO1OtVBIIVA沙蒯文手套箱分
7、类(按使用用途分类)a商生情性、体偎好的情观下.供无木,/JI出无公无环境晌适/M施设备可应用于冬什工:艰.5,*fr1rftttti.UR内控、皂中誉观等.网于防b加旃息而备期41.1OVBB9rA*沙利文标准化手套箱基本构造1.ED打黑明不轿钢工物系Tf林股手套浅芯冷化桅,例网7具分析仪露点分析住P1.C*k*M压力去大过波仓(内置滑动礼才)-小过渡仓电技框、油*过速2SA型泵脚踏开关资料来源:弗若斯特沙利文分析基于下游应用生产需要,手套箱厂商需要在标准手套箱基础上,调整手套箱结构尺寸、增添零部件和设备,以及扩充功能,以适应不同的行业需求。(1)控制系统控制系统主要由控制模块、显示屏、压差
8、传感器、密闭阀执行器、变频器、照明、报警模块、开关、电源等组成。可进行正负压控制、密闭阀开关、照明等控制,并可实时记录手套箱内压力、水氧值等参数。手套箱的压差采用自动控制方式,通过实时采集的箱体压力与外界的相对压差进行抽补气控制。可在手套箱箱体结构失效的情况下,迅速进行抽补气操作,有效降低内外泄露的风险。报警系统可对手套箱压差等进行声光报警。(2)气体净化系统气体净化系统包括两种吸附材料分子筛和铜触媒。分子筛吸收水分,铜触媒和氧气反应,从而将水、氧从惰性气氛中去除。由于分子筛和铜触媒的填充量有限,净化系统在一定时间后将会吸附饱和,此时可以启动自动再生程序。通过改变真空度、加热和气体流转等连续程
9、序,分子筛含水量将下降,氧化的铜触媒将被还原成原始状态,从而恢复气体净化系统的净化能力。三气体净化系统工作原理资料来源:弗若斯特沙利文分析工作过收:0?*2CuZCuOiie:CUOCuHWIH触媒喂曼如还原道福3、手套箱工作原理分析手套箱除水除氧的工作原理基于气体净化系统的闭路循环净化过程。在此过程中,手套箱内的工作气体经由管道和循环风机进行密闭循环,并受到P1.C的控制与监测。当工作气体通过净化系统时,净化系统中的分子筛和铜触媒分别吸附水分和氧气。伴随循环次数的增加,手套箱内的工作气体中的水氧含量逐渐减少,最终达到小于IPPm的目标。当净化柱吸附饱和时,操作员可对其进行再生以重复使用。闭路
10、循环净化过程确保了手套箱内的气氛保持干燥和无氧,创造了符合实验或生产要求的惰性气氛环境。手套箱工作原理示意图资料来源:弗若斯特沙利文分析4、手套箱技术标准分析评价手套箱构建完全密封惰性气氛环境工作成果的指标主要是泄露率和水氧含量,泄露率直接影响到箱内的惰性气氛中的水氧含量。作为基础性的工作平台,手rV。vBIIva*沙蒯文套箱对操作人员完成无水无氧特殊要求的实验和生产提供有力保障。(1)泄露率泄露率是衡量手套箱密封性能的关键指标之一,直接决定手套箱能否建立所需要的密闭环境。泄露率是指在特定压力下,单位时间内气体泄露入/出手套箱的速度,通常以每小时泄露多少个箱体体积,即Vol/h来描述。手套箱行
11、业内泄漏率的分级主要参照中国核工业总公司发布的EJ/T1096-1999密封箱室密封性分级及其检验方法。该标准规定,对于具有受控惰性气氛的密封箱室(一级密封箱室),小时泄露率应不大于5x10-4Vol/h0当前,手套箱行业普遍采用该一级密封箱室检测标准,即泄露率应不大于5x10-4Vol/h作为行业标准。EJ/T10961999泄露率标准等级及测试方法卜时(VoMi)wIW1io4204,110.941.Ji3101.10资料来源:弗若斯特沙利文分析2)水氧含量水氧含量除受泄露率影响外,还受到净化系统的净化效果等因素影响。净化效果取决于净化柱的结构、净化材料、气体流量、净化柱的加热温度、净化程
12、序等。5、全球及中国手套箱历史沿革全球手套箱行业发展历史可归纳为探索期、成长期和发展期三个阶段。探索期:二战时期,出于对放射性军用材料研究的需要,诞生了早期手套箱产品。早期的手套箱产品主要原理为在箱内不断充入惰性气体以提供惰性环境,尽管可以满足科学研究的基本需求,但存在水氧含量不稳定、使用成本较高等问题,在一定程度上限制了实验结果的准确性和可参考性,因此该阶段手套箱并未实现大规模应用。成长期:该阶段手套箱科研人员对手套箱整体进行改进,手套箱性能大幅改进。德国工程师HeHmUtRMster和GerhardHinriChS发明由“手套箱箱体、过渡仓、手套、气体净化系统”构成的手套箱,现代化手套箱设
13、备初具雏形。另外,Aranki等人提出用透明乙烯基透明材料作为手套箱视窗,使得手套箱的视野扩大,方便操作人员精细化实验与生产。发展期:伴随科学技术发展,手套箱应用领域进一步扩大,在新材料、核技术、生物医药、锂电池、太阳能电池、特殊焊接、3D打印等行业被广泛应用。展望未来,随着科学技术的进一步发展,生产和实验对环境的要求将愈发苛刻,手套箱将会逐步应用于更多高端领域。中国手套箱行业相对欧美国家起步较晚,初期手套箱行业存在技术标准不统一、零部件不成熟、成本昂贵等问题,但受益于中国经济快速增长及新能源变革FOVOVBIVA沙JfiU文红利,当前中国手套箱行业已成熟,市场呈快速增长趋势。中国手套箱制造技
14、术与世界先进水平已基本同步,并在高性能复杂大型手套箱制造上己达国际先进水平。作为重要的基础性的工作平台,中国手套箱市场受锂电、光伏等行业的发展迅速扩大,在上述下游行业新投产线建设为手套箱带来了可观增量的同时,下游行业自动化升级亦带动手套箱智能装备的采购需求。纵观手套箱发展历史,手套箱经历了结构上由简单到复杂;应用领域从仅限于核工业到通用科研及高端制造;生产过程由标准化定制化高端智能装备演进。手套箱历史沿革M93MNVAiX20MM4B1972年20*C0*堂!后20#M0|20化70年在20tMM02000M10At*f角0立*jlW*内“一-.f*Mal*.为加工闵.fnMM*r人叱月T匕Q
15、ANWf,曰*.彳)句人tM*rtrrt4*.比一挈NnfltfTW*Wftat*M,-W*t*er*么0大中小全去”逋封*4*202205西案“识产收舄+-M11声夏勺能能04,、示度吁劭.建连一*,能:逾乐见工厂船*支十条.双0提升户立处基练电能化水午.*人安咫+小公上做手化*康号动.将I1.lrttait虎a3港动办202112中华人艮433114工全国人艮优最大殳彳5会注4*检.全*袅学技义秫乏尹夏&Ir设备可以为3折:日.咐更句尺分率帆配,住丑人才.*.f*e,推动M竽仪昌.4AttMi,斛窣工包用”按为息资方专开或釜事.侵Wmw暴4精化款皋+三J.*M)2021.12工色方他先,、
16、Xrtt*s,破号八口门i!2O25*.也MX上*1迨亚殳M大分支或蒙手化向雄化,*女皆干企*如夕住用曾也化;剑25*.观槌以上配速受企幺上伪工款手化同绛化,重疗生今十今幺,本实观4r(C.SffrtR,9jM-tt*20210国&花优化依嘴位募攻叁来0中央药税、於包所.金业吴牝化Wt*201807Xfl*.国立州净4什H智能亳透林后的精点,!足JB内太小,!*,建士,工品小乐”.关健德廿如应用导三臭标泊JB家“ttka柳字做,.*at,称快ti*1.AAftZ.Qit津准的夫/与其雷.*化,也*ia妙壮:SFl次状与合作,怪叶格;时制逢史*集体支谆%冏,资料来源:弗若斯特沙利文分析10、中国
17、手套箱行j三分析(1)技术壁垒叫硼文-手套箱行业属于技术密集型行业,产品的研发和生产涉及多个现代科学和专业技术领域,包括材料化学技术、信息学及机械设计制造技术、流体力学、真空技术、人工智能识别等,此外还涉及各个下游应用领域的专业知识,研究门槛和技术壁垒较高。手套箱下游客户在进行科研及工业生产活动时,对手套箱产品的性能及安全性有较高要求,手套箱行业内公司如果没有长期的技术积累和沉淀,难以适应客户对产品设计的技术要求和质量要求。行业参与者必须具备强大的创新研发实力来完成硬件、软件及集成系统的开发,从而在技术层面持续保持领先并扩大竞争优势。另外,手套箱下游应用需求分散且多样,定制化产品要求手套箱生产
18、商对下游应用拥有深刻理解,目前中国仅有少数企业具备智能化定制能力。对于新进入行业的企业,在短时间内难以迅速掌握相应的产品技术和生产经验,通过模仿不仅难以开拓高端客户市场,亦难以保持持续的盈利与发展。(2)制造壁垒非标手套箱设备的运营、管理难度较大,严重限制了其规模化生产。手套箱行业由于有50%以上的定制设备,属于典型的非标设备制造行业。事实上,非标设备的大规模制造是所有非标行业的困境。非标设备的大规模制造问题成为手套箱企业发展的瓶颈,因此先解决非标设备大规模制造问题的企业将获得发展先机。(3)人才壁垒手套箱行业的研发及生产涉及多个学科领域,伴随各项前沿技术和行业的加速融合,行业内技术迭代速度不
19、断加快。此外,手套箱在各个下游领域逐步实现广度和深度应用,下游客户需求不断变化等因素均对产品的寿命、性能、安全性、稳定性提出了更高要求。因此,行业内参与者需要不断吸收具备复合型专业知识、丰富实践经验和高层次跨学科技术人才,打造高端技术团队,紧跟行业技术的发展趋势和下游客户需求变化,不断进行研发创新。(4)品牌壁垒手套箱需具备很强的可靠性、安全性、稳定性、技术先进性,终端客户对实验结果和环境控制的精准度要求较高,出于谨慎性考虑倾向于选择在市场中已经具备品质保障和品牌知名度的手套箱厂家,并且倾向于与优质供应商建立长期合作关系。此外,由于手套箱具有高度的定制化特征,导致相关产品后续的维护和升级改造对
20、原供应商具有较强依赖性。行业内的优势企业凭借稳定的产品品质、长期积累的市场口碑和品牌形象维护和巩固了良好的客户关系,而新进入者需要更多的时间和投入才能打造具有一定竞争力的品牌。11、中国手套箱行业驱动因素(1)科学研究备受重视,新兴技术对实验环境的要求越来越高国家和企业高度重视科学研究,全社会研究与试验发展经费投入突破3万亿元大关。国家和企业均充分认识到科学研究的重要性,大力进行研发投入,对技术创新、产业升级、创新生态系统的建设具有重要意义。中国全社会研究与试验发展(R&D)经费投入规模由2013年的1.18万亿元增长至2022年的3.08万亿元,年JfiU均复合增长率达11.2%。从总量上看
21、,当前中国研发经费支出规模已位居全球第二,仅次于美国。中国全社会研究与试验发展(R&D)经费投入规模CAGR2012201M172(W2f1.+S111%119%资料来源:国家统计局,弗若斯特沙利文分析(2)消费升级及人工成本上升促使对工业自动化需求日趋强烈中国经济蓬勃发展带来终端消费者对产品的需求多样化和定制化程度不断提升,生产环节、工艺难度和制造水平都在相应增加,制造业厂商对产品质量、效率、精度以及成本的要求越来越高,传统人工操作的误差及安全性风险导致制造业厂商对智能化生产需求强烈。同时,伴随中国人口红利持续减弱,制造工业面临巨大人工成本压力,倒逼部分制造业企业进行产业升级并采用智能化程度
22、更高的智能装备,这些无疑将增加设备制造业对工业智能化产品的需求。(3)伴随中国工业结构调整期下的产业升级趋势,手套箱市场的发展受益于工业细分领域的结构调整、装备升级、技术升级等需求的提升中国政府关于推进产业结构优化升级的部署始于2010年,以实现由主要依靠规模增长的传统工业化道路向主要依靠技术进步和可持续发展的新型工业化道路转变为主要目标,工业智能化向纵深发展将成为必然。产业结构调整包括产业结构合理化和高端化转变,在后工业时代,高技术产业和服务业日益成为国民经济发展的主导部门,工业由低端向高端发展成为必然趋势。12、中国手套箱行业发展趋势分析(1)向系统解决方案供应商和运营维护服务商迈进手套箱
23、高端智能化装备能够实现智能化生产及实时在线监测,现在下游客户重心侧重于系统层面的整体应用,而非仅限于传统手套箱本身的性能指标。智能化装备运行的可靠稳定性备受关注,系统应用技术的开发也日益得到重视。总体而言,中国手套箱系统解决方案市场处于快速发展阶段,未来亦存在广阔的发展空间。叫Il文另一方面,手套箱厂商之间的竞争日益激烈,竞争形式由产品层面逐步扩展到产品的全生命周期层面。作为手套箱产品的延伸,运维服务为客户提供综合解决方案,不仅可提升客户忠诚度,还可提高单位客户资源的产值,在存量市场空间开辟了稳定的收入来源。(2)高度集成、自动化智能化发展为必然趋势从传统手套箱向手套箱智能装备方向发展是必然趋
24、势。传统手套箱指单纯的手套箱或在传统手套箱基础上进行适当修改的手套箱,其功能没有实质性的改变,其用途为提供纯粹的气氛保护性的操作空间。由于工业和科研应用的需要,对手套箱的技术和功能要求越来越多,各种功能性组件或设备被集成到手套箱成为非常流行的做法。随着大规模生产的需要,人工智能、高度自动化和信息化被以手套箱为平台的高端制造行业广泛采用,因此,高端智能装备将成为手套箱的主要市场。(3)下游行业技术迭代,促进手套箱向更高的要求发展以固态锂电池行业为例,在固态锂电池的生产过程中,部分关键工序如金属锂片制负极,由于金属锂极易受水氧影响,而影响负极的性能,因此,整个生产流程需在极高要求的水氧环境中进行(
25、水小于OlPPm)。在核工业后处理工序中,核废料含有大量金属杯同位素,某些同位素极毒,且具有非常强的放射性,如微量泄露到空气中会造成极其严重的环境污染,同时对生产实验人员也会造成致命的身体损伤,因此超低泄露率成为该领域手套箱准入要求。传统的一级密封箱室的泄露率(VIO-4)已经不能完全满足处理该类材料的要求,超低泄露率(VlO-6)才可以满足该领域的应用要求。13、中国手套箱行业不利因素及风险因素分析(1)下游行业产能过剩带来供给出清的风险手套箱在锂电池和化合物太阳能电池等下游领域具有广泛的应用前景。近年受中国政府政策鼓励和市场需求的扩大影响,带来较为可观的固定资产投入,新增需求带动资本向上游
26、手套箱行业涌入。但随着部分下游行业产能逐步释放,一旦出现产能过剩,可能导致供给出清,手套箱行业或将产生价格下降和销售减少的风险。(2)上游原材料价格波动的风险上游原材料价格的变动可能会带来一定的风险。手套箱原材料中,丁基橡胶手套的国产化率较低,因此手套箱制造商主要依赖进口来满足原材料需求。对进口原材料的依赖可能使供应链更容易受到国际贸易、国际政治不稳定性的干扰,国际原材料市场价格波动可能会导致原材料成本的波动。(3)研发失败的风险现在的手套箱行业属于典型的非标定制、高度集成的智能化装备行业,保持高水平的研发投入以实现技术不断推陈出新是行业内企业竞争的关键所在。新产rOtVOVBBIVA*沙JfiU文品的研发具备周期长、资本投入大、研发难度高等特点。如果行业内企业未能准确把握行业技术发展趋势、重大研发项目未能如期取得突破、关键研发岗位出现大量人才流失、核心技术泄密等情况,可能导致部分研发项目失败的风险。