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6 C5 I, h" @7 @ “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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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:' k3 v4 P a5 n/ O; _" n! e' f
2 ?+ W0 }# f; w% @- t; G. P9 Y8 S 先付23万元人工费,他们再去准备液氦。$ c% e' G$ |, a+ Z
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换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。! s1 H, ]" |- ?% r" S
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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。
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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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2 k9 R) v& w0 _( `2 T: Y3 Z 但这种局面,已经存在很多年。
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- j) f$ Z: h4 } Y) ^- F3 o: K 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。
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7 K: A3 V& h1 k1 H 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。& v* o) c+ M0 C) H' O
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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。0 ?8 C8 O6 _+ [$ m# O F
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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。& ~- j$ e* G/ L# y& c# o2 x
4 a- V9 e6 |) }0 P8 U2 _ 而这,还只是冰山一角。
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% r; Y4 H* V+ a 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。 }$ s& M0 j* O. b" F/ |* Z! g
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稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。& ^7 j* w1 p9 x; _, k; h
# N5 F0 ~; d5 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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: U |2 S; C$ L$ d 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。" |! s& G% ?% V0 Y9 @& [9 {
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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。# i3 l! X4 Y& y3 F: P' B
, X8 L6 u% B/ _2 s3 i Y' O 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。( B7 s: R5 b2 ]+ V2 b
, A) p: Z- i( L, t5 @0 n3 e 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。2 `0 c0 ~ k0 q) E, s9 k
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2 s; S1 S3 P, ~! \6 t 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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& x: ~, c3 ? }5 m; ~ “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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8 l, M- k5 \' e 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。. |6 A+ y0 i0 y. ]% q
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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。$ B; z# w' v: w& {/ [
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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。
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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。
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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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x* V- G; E8 R J. O5 v/ B 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。' a. k! C: j, z
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科技水平的提升,最终受益的是千行百业。* I2 Q- q# Y: a7 u" Q0 X) [
4 d# r9 a( E$ }0 }8 c1 o5 q) P 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。# w" x; d" e h0 s
! \( V) v/ M8 ` c _: v 如今,大到国家安全,小到食品、药物、环境……60%以上的行业,都依赖质谱仪进行监测和检测。
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美国商务部早在上世纪90年代就指出:仪器仪表只占工业总产值的4%,但它对国民经济的影响超过60%。+ b" l$ ?( b4 k
0 ?2 d! d4 i$ H% j( t 而就是如此重要的一个产业,我们却长期依赖进口,并因此处处受制于人。
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2010年,华大基因从全球基因测序领域龙头企业——因美纳(Illumina)手中购入128台基因测序仪,一举成为全球最大的基因测序机构。 `+ W0 \) M/ @; b A3 A( |& ?5 c
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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。
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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。
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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。$ L* d/ H, _$ @( x
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但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。+ u) f% v& N/ i: A4 A
3 R( `1 J$ \/ ^+ Q+ r, a- w8 d% d# r 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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1 \6 O7 F; h- s+ {( }: O/ L 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。
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1 S/ r! z& O' S 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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/ q& e0 u* E: o3 p( { 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。3 m0 H( R, Q: b
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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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1 A( _1 h7 V; \2 s) W 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。1 p+ I% \ |. h# T
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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。+ V* ^3 z9 X1 T- e
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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。; x; W; o" p+ K5 d7 t
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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。- u6 q6 Y- ~2 \7 q
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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。4 p% [0 b) R; M; P8 _$ E
6 q7 i- _2 W2 ?0 P1 L1 l 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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6 O( b( S2 E) N/ C 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。( y4 w+ I# o3 a
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5 O4 f, B5 I+ W- ]% P7 m$ ^4 n$ ?
. Q0 Z$ R) ]7 c 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。9 I4 I. w2 x n' L# m R7 i6 @
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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。
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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。6 ~1 G# m# Z' l8 [+ X( V0 ?
8 T5 V6 {, v9 }2 A. P% 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。# t( \" [" _& G6 i4 f
( s! }& Q0 x- M$ m+ d: P 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。2 d; k' f9 d: R: F7 j- |9 l
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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。. C1 T/ [+ @1 D3 i
1 c8 P9 {) a. N 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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. T/ P; f, `% t. R; ?5 ~8 p6 N 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。! N# s6 _" \( s( L' _, m/ F; }7 W
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毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。2 b) \+ L0 E+ c3 z
2 \' f/ e& }, s i 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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“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。) w3 x8 }2 y! T' M* w& b3 C& f4 E
7 Y3 a0 j" p. ~2 K* N 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。
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9 u& g" H# |# q2 P3 i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:
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% Y. r' q y7 Z/ {+ y1 C 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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" y1 z) d0 T" ]# _( l 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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0 e$ E( \1 ^! i7 g 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。 _0 Q. g4 h# e, ~9 l# j! D9 q9 Z6 d
6 W# g" j: V" a& M( f9 a) M! L 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。9 T( ~# N: N1 \. e- H7 _
$ W. x7 k9 I; f* G) S9 A% H 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。”
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奥巴马的兴奋,来自美国在全球科学仪器上的霸主地位。3 E4 j, |0 y, `9 K
4 l" A) O) [0 d3 Y n" e 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。
( y" T5 C! m$ h* H1 P' r
: \2 y3 y; X$ R* d2 J! M 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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+ o+ F9 c) n" O, `9 w 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 H5 M7 [$ A' F7 p 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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文 | 张静波
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