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“中国人购买科研仪器的热潮,不知救活了多少外国公司!”
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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 R( v( g$ d- Y) ^ 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:- q: P2 z8 r7 r7 [9 w/ ]6 \
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先付23万元人工费,他们再去准备液氦。
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$ {& j! ^; \( D. _ 换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。
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由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。
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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。8 K H" b3 H" ]
* I% I# U6 G9 U4 j6 j6 S 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。& ?$ I5 B2 @- k/ ]; T6 {
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但这种局面,已经存在很多年。
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) o- B( V5 x# z' Z' Y- R0 Q# ] 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。9 F8 f5 K1 k5 o7 v8 o
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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。
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, ^3 B {* L9 w) m 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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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。
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而这,还只是冰山一角。' W$ w) i9 a* ]( \3 I1 z
9 c$ ]! p- M \. h! F5 | 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。3 j( e/ p# `" u3 p5 Q( @4 {4 Q3 H
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稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。
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. V2 Z7 U, K' g/ { 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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* _$ B1 [/ C; S% C5 b9 N 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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被拿捏的远不止实验室。
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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。 B4 X. D) {& K
/ X( S1 ^7 ?1 V% A 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。
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4 H1 m2 o3 Z7 V& D! \" B1 a: c0 P( W+ x 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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6 \ @; V' s) W' I* a 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。
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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。# W6 \, a; E( h& @& A0 v! S' k
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“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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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。1 N u' I* t: v' y( J" L- O/ @
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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。% n: H m% t- N) W6 O6 S, p
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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。9 Z3 I' d6 x/ n2 k: p5 q& H
. W# {& R6 D& Z2 p( l 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。
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4 x% l5 j7 Z) [6 H 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。
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; S5 T. I4 {- s' [2 }& ]$ `" ? 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。% [4 U: f. E+ j
9 i# u4 D4 @3 M 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。, {, q3 O/ E$ F+ _
$ A( v: X/ z; G$ U# T) c+ g 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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0 ?' C' a) i9 r% B/ n+ ` 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%。# e/ [' X5 r( @5 x! Z7 w
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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。% J) {6 f' d' B" X1 O/ U5 @
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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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: C1 b/ W* b* w' f2 ` 但紧接着,Illumina开始涨价。华大基因没办法,只好走上自研之路。; D2 s2 T8 u" _ z' c* V2 _
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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。" {7 ?6 n* ]+ @( I
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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。8 V: F+ q. G+ d: g$ J
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30 L2 a( `, I, `3 z- d7 P
' Q" m; L3 L) `9 | 但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。0 x( F" k0 q0 L' k
. O2 W3 E7 ^. Y 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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7 g& m( d& B5 ? 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。! C5 c' i& Y% r+ N& O
, m, }. t. b+ t) i; Z) g 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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( ^- o { Q' T9 @& ? 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。1 `. N m) }& U7 ~
! [. d$ y7 P" K+ ^: @ 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。0 E4 J- s S! D; Z: `% q
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. s5 {7 H! @ s D* W+ {& l. A- f 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。* J8 h3 B! {# p# p* ?
2 A. x( z* c4 `. g 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。+ b* Y. }% P# m
* o/ u5 R K/ n1 f* K$ { 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。2 s% K. Y; |1 \' V7 c
) O6 v; C% J( }: O- p B 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。
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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。 l7 j V% d; J* j* }7 `3 z/ f4 j
, J# g# C" v) h7 u# X6 X 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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, L! r/ Y: U) e 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。7 s$ H e# k- N9 G8 y3 r/ M3 V4 ^
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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。
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: @, @* m/ J' A" D) @% f$ e7 q1 m L 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。& w* l+ s6 _ z5 m5 l
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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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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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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。6 ~7 l' {3 i2 e, F5 B( f6 _
9 `2 Q' T* l6 g' X& l 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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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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. R$ |* H0 y& X% U: b' l8 J! c, B 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。7 s2 R$ p9 c2 X: _
; [) r3 f/ P+ a2 z v 毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。
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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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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。
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H9 Y! I$ }' j3 q “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。
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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。+ I# J; n9 o- I3 ]6 G$ L
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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 [' M, A0 m. o# z& R4 c7 ~- `$ Q) Z
# s& ?. l0 a5 y9 Y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。2 p" F7 m" [# \' c$ R- E
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7 u" C' {0 V! |1 D 2009年,北京大学曾做过一个调研,结论是:! x& t2 ^7 H- e3 \0 j
! Y' ^# D- y: K7 r4 g 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。4 i' R' @4 S! u* c
$ f3 ^. Q* C! Q. s: q0 f 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。$ O' a: ]5 ]1 a5 n, O
( {; g" e- k7 B* V- m6 A 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。, l8 s7 g" }! f* ^" t
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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。
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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。”7 g4 O5 x! l3 z! j6 b2 ^1 U
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+ T4 j' F( h/ @. ~/ ` 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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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。7 d! T, G; v) D0 G
; n# A( e1 K* ^' ?! c$ y) {$ ` 然而,过去四十年,我们在这个关键领域,却输在了起跑线。- ]7 }; a6 Z4 P8 P; M9 c& S
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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。
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5 [- d+ ?3 k7 q3 }, v. q 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?
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/ Z: T+ |4 Z1 v# ^; W! l$ k( w 文 | 张静波
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