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& E! y$ G1 |5 v, r/ x “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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6 Q1 q: z! w* X: L I 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。8 ^/ G9 _8 a0 j( d! b+ Y J; w3 Q
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" e) h6 L: M" P0 F 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:8 R& I3 w, A( @- E" y
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先付23万元人工费,他们再去准备液氦。
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换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。; _- e k+ n& k- Y3 c
5 b3 O2 k0 M% f; x& ]. Y 由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。3 D; B$ z# o# d- s0 s% e3 p2 J
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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。; f! T9 b: H+ M
1 J S! j2 X# C 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。+ l; @/ |- v; y- s2 r1 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 n6 e4 x! H& f2 i$ G
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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。
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6 a. H' Q0 w/ v4 [4 w* C( v 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。. a L; U" ?5 \* W! ~2 p
% Y3 v/ j: }$ q! H6 ]3 S- L# [, P4 ^' ? 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。0 b. v9 W% e% H: \7 \0 F7 o8 u- D
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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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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。" R' ^6 s* [- ]" _4 \
9 S. X6 q5 x: _' m: q/ s0 P+ H 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。0 t8 r; x4 I0 A+ w$ o$ l
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被拿捏的远不止实验室。: T0 h! {0 }' L- t# p7 I% y
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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。! r3 P! V% U% w+ Z8 M
. {: q0 l) N4 D0 p6 v 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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0 H% N1 Q) A% `3 W 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。6 w% j$ r5 p2 g- S$ ^( {) N/ B
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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。, S# g6 F, R" |+ Z/ b
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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。* C6 M. v9 z1 X3 T
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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。. c9 l, F: n" i! D8 e
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& d6 U5 e) L& v* z( m# c 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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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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, B8 }. ?8 \7 B# b z" X& F 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。3 ~: Z' C4 ^- e F# H
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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。7 b+ h4 G* U% k P% Y* c/ T& [
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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。
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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。( i+ E8 W+ G" A k
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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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. F* ?( r1 l A% A- ] 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%。* f' q- V; O9 D2 U! X9 ?
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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。: v$ `0 k/ D& d3 `9 z" G. l
2 b9 D6 {# w2 S0 ?" T$ p. \ 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。( R( M% R2 y' m; R* d
( g& @: p$ \: P$ Y" 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。
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( P, V9 a! w! F: @, K 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。9 X7 M: v& Q* B: x0 }+ T
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* F* t6 s( y1 R/ q 但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。
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电子显微镜,简称电镜,是人类观察微观世界的眼睛。6 l9 {4 I1 T d( G' }
, T6 A$ h9 `% ~$ [ 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。$ o! t& C2 r, @% Z
; K) k- a+ }) n 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。% ~& k1 E+ u1 C$ W
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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。8 g$ l6 w4 A% u# j
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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。
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" B' Y) I C! `( x% C R- a7 e2 ? 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。5 E1 J% }# r# `; O, n4 @
6 T. N$ r& |8 M5 [" G" C 此时,距离德国Paul教授申请专利,不到十年。1 P- Z. W- m$ B9 W/ P
5 {9 F( B7 N) h5 K) w7 r3 ? 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。0 o0 e+ V9 N+ M) j& d
" G: n0 ]. [' [1 t) j 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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/ P; B& u% n3 R, } c 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。: F' d5 D* O1 k0 A: l* H, k# r
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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。7 [3 l$ L8 [8 m; j- u
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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。, x4 p+ F/ [ `+ E9 Q; Q
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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。
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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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' O( @# N) t) L1 Q9 s 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。; n2 t5 P. B+ w# K; r9 t
( |' d' B2 }! r2 }. o; J 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。
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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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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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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。" Y6 T+ t- f Z: ^- f# J6 c% p8 R
, ]) T; Z3 G& w$ @( q/ T 毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。
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2 F0 G/ Q7 O% ] N0 t% J 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。; y, J+ r. c. V9 O
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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。
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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。
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( A' D5 o: F# e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:- t# G. r, Z* r' [: S
# A& z/ `$ F/ W; `; W 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。% C0 }$ f/ }9 U8 n5 j
7 O: v" f( y0 F- h 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。* F9 q* D3 q- ?' v
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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。" ]+ s9 ~; C, e1 D# T( T9 U5 _
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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。”
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- @( D0 \# s" B7 z3 o2 ` 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" f* ?: M) H 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。' E3 [4 r; K1 l+ ~4 T3 \3 F
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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。' E6 Y4 ~% A4 r$ N: E) U" \' N
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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。8 ~: c, S( y) w6 t5 I3 o1 i* T' q8 _
. b: w, d( [- ^: J9 F% N 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?! W7 }. Q: X/ z9 G5 l2 ~
2 H, x1 F% @! I" j, S& Y4 v. q2 r+ P/ }$ r 文 | 张静波2 \0 F! e$ K: z9 u( W
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