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4 Q& x0 E6 O8 g2 ] ?3 s+ l4 @ “中国人购买科研仪器的热潮,不知救活了多少外国公司!”9 E& V0 r$ u2 G" u
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科技部原副部长的一句话,道出了中国科技界的无奈。但科研仪器不能自主的后果才刚开始显现。
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6 z- ~7 ~7 E0 m6 L L( | 2018年,北大核磁共振中心一台机器出了故障。当校方向国外厂商求助时,对方却甩脸子说:
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6 ^8 a2 o1 ^4 L# {! M. m3 H! R8 p6 x- L 先付23万元人工费,他们再去准备液氦。6 ^9 O8 I* f: p% ]
% T m: j6 M* M( o G! y9 _ 换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。
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3 d0 v# N3 E* ]% o0 J, b 由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。" a7 Y* @: `' D% d$ q' l8 Y9 u
/ u$ G. `2 `: N" y 此事在当时惊动了国内数十位教授。但这种抗争注定是徒劳的,因为国内几乎没有厂家能生产这种叫核磁共振仪的东西。
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4 V: ~; ?- g: E/ O 中国人到海外抢奶粉、抢马桶盖,众所周知,科研仪器受制于人,很多人还头一次听说。
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但这种局面,已经存在很多年。
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早在2010年,中国就取代美国,成为全球制造业第一大国。但十年来,中国对国外高端仪器的依赖不但没减少,反而在上升。3 A0 d: d5 B- M' K
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数据显示,我国每年进口近千亿美元仪器设备,仅次于石油和半导体。其中,90%的高端仪器被国外公司垄断。8 M/ a7 G( g# E0 {- x) k6 @' Z. I
5 C. k* B0 S4 C( T3 d 以核磁共振仪为例,全世界只有德国布鲁克等少数几家公司能提供。
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; w" I O* q$ a6 K! g0 d' U 就是这家年营收只有20亿美元的德国公司,独占中国80%以上的市场。- P# e, y+ r% X2 G
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而这,还只是冰山一角。0 I; a9 d$ ~& ?/ k
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冷冻电镜,是研究蛋白质结构的重要工具,全世界只有美国FEI、日本电子、日立能生产。国内连山寨版都造不出来。
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0 q# M0 e) J4 D) ~; w8 _ 稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。
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3 [0 [" {+ b# A- u* p, w% {: | 质谱仪用于测量微观粒子的质量,目前基本依赖进口。高端的液质联用技术,则完全来自美国安捷伦、赛默飞等厂商。
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, j1 O# r* e# D1 b& f( `6 c 因为国内不能生产,中国每年上万亿的科研固定资产投资,60%用于进口设备。
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# R' @& R+ u8 B2 b) @. N7 R) s$ C% D 被拿捏的远不止实验室。$ E, ~1 b5 l5 h1 X0 ]. ^) U# U
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在关乎14亿人健康的医院里,包括CT、核磁共振仪、大型X光机,几乎被GE、飞利浦和西门子(俗称GPS)三家垄断。
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几年前,人民日报记者曾走访上百家企业,发现那里的生产线和研发中心,几乎沦为“洋装备”的盛宴。* P' ?/ C2 E, h d$ E2 ]
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中国制造在西方的商场里,德日制造在中国的工厂里,美国制造在中国的实验室里。
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/ Q; W- p: Z( ^( U 这样的调侃,多少会有些令人尴尬。但真正让人后脊发凉的是:国外很小一个隐形冠军不供货,就可能让中国科研停摆,让中国万亿产业陷入困境。3 T! c/ @6 Y7 t4 K+ B0 M# ~# c
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你以为这事只跟实验室有关?其实,它与我们每个人的生活息息相关。
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, k; Z5 T3 A. g. z6 | “中国光学之父”王大珩曾说过:仪器是认识世界的工具。
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6 k( O9 d. `7 F6 h( s 1609年,伽利略用自制望远镜,第一次看到了月球环形山,开启了近代天文学。上世纪60年代,扫描电镜的发明,让人类对微观世界的观察,提升至分子水平。
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400年来,人类就是在科学仪器的不断改进中,发展出现代科技文明。
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( N V% W# j( P; r9 r) A; l. T d 20世纪以来,60%以上的诺贝尔奖获得者,使用自己设计的仪器,发现了别人没发现的东西。3 ~7 i9 s; S: s" G/ O/ r# p5 W2 N/ b- i
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科学仪器对科研水平的提升,最好的例证之一来自清华大学。; ^9 N5 m: Y( y' ^; r
1 n, _5 K& _, G, z) a. r! J+ R, F2 S 2013年之前,清华大学的生命科学在全球还没多大影响力。那之后,施一公团队采购了一批当时还不怎么流行的冷冻电镜,建成世界上最大的冷冻电镜中心。: h. b) } @; \3 v% i
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紧接着,清华仿佛开挂一般,频频在《细胞》《自然》《科学》三大权威学术期刊上发文。: q! T( v( |1 o2 h
^2 p* e8 {9 S/ ` 科技水平的提升,最终受益的是千行百业。
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质谱仪最早是科学家用来测定原子和分子质量的。上世纪60年代,美国宇航局用它来检测太空中的有机物。
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如今,大到国家安全,小到食品、药物、环境……60%以上的行业,都依赖质谱仪进行监测和检测。
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美国商务部早在上世纪90年代就指出:仪器仪表只占工业总产值的4%,但它对国民经济的影响超过60%。! o* B/ {# ?5 E- W: ~5 g' c
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而就是如此重要的一个产业,我们却长期依赖进口,并因此处处受制于人。
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2010年,华大基因从全球基因测序领域龙头企业——因美纳(Illumina)手中购入128台基因测序仪,一举成为全球最大的基因测序机构。
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但紧接着,Illumina开始涨价。华大基因没办法,只好走上自研之路。2 X) ]5 ]) {4 h
: H7 @) L# a) @* U% d, B 清华虽然建成全球最大的冷冻电镜中心,但设备全部从美国FEI进口。为了将价格砍到3000万元/台,施一公曾花两周时间,与对方讨价还价。8 U6 x9 T8 k' p1 ~$ u0 f
2 H! | ~( v5 X" [% E" G 在被GPS设备垄断的大医院,一次PET-CT扫描,动辄上万元,老百姓苦不堪言。
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3 o7 d# W" l1 u3 V$ M: f 但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。& c$ B" u& Q$ B! D9 q7 O
O$ G* o1 i' s4 R$ A 电子显微镜,简称电镜,是人类观察微观世界的眼睛。
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按结构和用途,电镜又分为扫描电镜、透射电镜等。前者看纳米级世界,后者看原子级尺度图像。) b% B/ y$ T, K! {3 y
& z7 r5 i8 s; V; ^ 我国早在上世纪50年代,就开始研制电镜,距离世界上第一台透射电镜的诞生不到30年。
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1958年,从德国留学归来的黄兰友和长春光机所的王大珩,联合研制出我国第一台透射电镜。9 O7 \7 O8 I7 A; q5 c i
/ G3 Y& j4 ^ J 到70年代末,我国研制的透射电镜,已达到国际先进水平。为此,还发行过纪念邮票。
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3 s. o9 K7 k( ^, ^4 Y2 A 用途更广泛的质谱仪,我们同样在上世纪50年代,就开始研制。7 j+ X% ^2 @ O; t; K
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1959年,北京分析仪器厂在前苏联援建下,开始生产质谱计,共生产数十台。60年代,南京工学院研制出四极质谱探漏仪。
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2 C7 K9 b# r) y1 g/ d- ` 此时,距离德国Paul教授申请专利,不到十年。
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然而,接下来的发展令人大跌眼镜。动荡十年不曾停歇的中国仪器行业,却在改革开放的市场化浪潮中土崩瓦解。# Z; T& u$ b3 q: d0 h4 V
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由于国企改制,许多历史悠久的国营企业被私有化。民企虽然体制灵活,但力量单薄。9 U9 J l* U. s, J8 N, F
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旧的科研体系被打破,新的体系还没建立起来。就在这个空窗期,凶猛的外资巨头杀了进来。
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在造不如买的影响下,国内开始全面引进技术。很多仪器厂被外资收购,队伍也散了。
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与此同时,同样起步于50年代的日本仪器行业,因为一直坚持自主发展,孕育出日本电子、岛津、日立等行业巨头。$ D( ]9 H) d8 p0 }5 v b) ^5 E
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最终的结果就是:今天,当美、日、德等国的高端仪器横行中国时,国内再也找不到一家能够生产透射电镜的企业。% f5 ~' O6 U5 n0 F3 j! {9 G5 |
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虽然2011年以后,国家设立专项基金,民企也开始初露锋芒,但这样的追赶,可能来得有些迟了。9 J6 C D+ ?( [$ E7 M% d
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科学仪器是一个研发周期长、技术壁垒极高的行业。
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5 z% ]! T2 V4 D9 D* M# W/ K 比如,上面提到的德国布鲁克,其创始人冈瑟·劳金本来就是研究核磁共振的先驱。另一巨头瓦里安,则诞生在斯坦福工业园内。
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刚发展起来的中国民企,哪见过这样的学霸级创业者?更要命的是,这个行业虽然重要,但规模实在太小。
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3 Z* ^+ A5 t, _+ @8 _& d 小到什么程度呢?当今世界最大的科学仪器公司——美国赛默飞,2019年的仪器营收仅63亿美元。2 u1 r8 z+ Q9 _7 F- G! Y* Q
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这样的营收,放到中国房地产行业,只能排在30名开外。
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6 s- Y, N& s2 h5 w, `5 P/ ` 就这,赛默飞已占到全球科学仪器行业TOP 20总营收的1/4。排名第二的日本岛津仪器,年营收只有21亿美元。
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% N7 N* V$ J( a% @# [! C 学霸级的技术门槛,学渣级的营收,这样的行业,对于刚解决温饱的中国企业而言,基本上没啥吸引力。能坚持下来的,大多靠情怀。
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9 G( y5 b2 P" C4 b* n 毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。* A8 w# x0 g& O3 s* J
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而就在国内企业一窝蜂搞房地产、搞互联网时,全球科学仪器产业经历了一场剧变。
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& L0 n6 i8 [, z4 h& p 头号种子赛默飞,自2006年以来共发起200多次并购。2016年,更是斥资42亿美元收购了冷冻电镜厂商FEI。( L, @: q/ s/ d$ `5 r& i8 w
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“并购之王”丹纳赫,自1986年上市以来,累计收购600多家公司,其中就包括大名鼎鼎的徕卡。$ q) J) ~' K' D3 g& k: K
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一拆一并之下,国内仪器公司与海外巨头的实力差距,愈发悬殊。
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截至目前,中国一共有1000多家科学仪器厂,大部分产值低于1000万元。8 I1 M3 M. b' e3 b3 ^0 [
, N7 r# o% ]* \2 Z% k. [而据美国化学会的数据,2018年全球科学仪器行业TOP 20,美国8家,欧洲7家,日本5家,没有一家中国企业。
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2009年,北京大学曾做过一个调研,结论是:/ \1 ?& ^! v* c$ o: q1 j5 I
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过去20年,我国科学仪器与发达国家相比,差距不是缩小了,而是逐步拉大。
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好在国家已经意识到这个问题,科技部和国家自然科学基金(NSFC)设立重大专项,加码投入。不少仪器公司也在崛起。
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2006年,北京东西分析仪器有限公司自主研发出第一台质谱仪,吹响中国科学仪器迈向高端的冲锋号。
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被Illumina卡脖子的华大基因,也知耻后勇,通过自研和收购海外技术,跻身全球三家可量产临床级别基因测序仪的公司之一。
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+ t1 V% D; S2 I8 v" R- Z 上海联影医疗更是推出中国首台超高场动物磁共振系统,打破GPS长达30年的垄断。) P* {1 D. v) A% b
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2011年,美国前总统奥巴马在英特尔参观TEM实验室时,用FEI的透射电镜看到了单个原子,并兴奋地表示:“他们让我对美国的未来感到乐观。”0 S2 r6 K. a( r% _# s: B+ ]
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# k, _. {+ w' `7 [# r 奥巴马的兴奋,来自美国在全球科学仪器上的霸主地位。
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+ R+ c: D4 j/ X' B# Z1 e% t 人类过去400年的历史,一再向我们证明:谁掌握了最先进的科学仪器,谁就掌握了科技发展的主动权。
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然而,过去四十年,我们在这个关键领域,却输在了起跑线。
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这种切肤之痛,在科技产业奋力追赶、试图打破发达国家围追堵截的今天,尤其剧烈。5 R0 b- }/ F$ v5 h6 s _
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中兴、华为事件,只是芯片禁售、断供,便已经让我们陷入被动。将来有一天,如果科学仪器也被断供,谁来托起中国科技的明天?4 g, o( E. `5 U. t% F7 @
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文 | 张静波
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