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【转】科研仪器领域20年来不进反退,谁能托起中国科技的明天?

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发表于 2021-3-31 23:15:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
原文地址:https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_10936997
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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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# R' G1 m4 |9 `2 P) Q2 t: s" p- B      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:
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( D1 N" d1 \$ }4 G  先付23万元人工费,他们再去准备液氦。
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, z8 N- D- o( ^: H  换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。% m* v+ o7 k9 E6 s

: Y& L& ~% [* U  由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。$ e. b. N5 u# v7 R: z* M+ k/ S
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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。- r/ \# a/ @( X$ {$ ]/ E  G9 C

+ A0 v: A: ^& i) O* }1 r: Z  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。8 d' U8 Y9 V4 c- I' o
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  但这种局面,已经存在很多年。  }$ r4 M  Z! g# g9 ~

. {5 N' M9 ?/ q5 j5 W; l  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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$ M/ p6 p4 b$ X  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。; d* K" u1 G3 y* t6 z, \6 i. 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。6 {$ @. }# m$ D! |
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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。. Y0 n; o6 K; E% L8 @
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  而这,还只是冰山一角。
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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。1 H4 N/ n* s; J

# _% b" ~1 {; T  稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。3 R3 |# N7 ?2 B2 |) {* V/ u
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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。
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& {" C4 l" R! r1 f% D" _0 [  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。/ {' n- \# l7 Y. D# ~  q- o

2 h( }  x2 a2 l; Z* G7 @  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。) X# x, _% D: j3 L7 o
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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。& o" l% V& b8 W; G. r( Q9 G4 q' s5 L

* S  J6 T+ k5 E- L7 d  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。; E; P3 U2 ]! q' Y; h2 c/ w6 ^5 Y
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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。$ d: K0 A+ [  y
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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。6 w0 L" Y0 l: w" W$ ~. C% U
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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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) _0 {: `% r9 `' W* U0 V      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。' H$ d* K8 \4 A; M0 ^; W

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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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/ [2 u! |! B6 g- l" `  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。/ j( @& c- N: A( ^9 o! L
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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。) Z' u$ @; ^$ I3 D. o- ^

  D2 s' X6 X$ {; N  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。& U0 c8 e( B* f4 ~' N

: L4 w- k3 e* }, S  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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' E9 S1 c$ U9 ^  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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5 d5 F( R, H( }& G- 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。6 b# s7 p/ E2 S, o  Z) b5 Z
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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%。
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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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. Z; n8 \" m: M8 U6 D# z8 X) L+ a  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。3 |7 m8 a  p, g

2 r0 M) x) {2 B+ g" H. `$ P  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。( z0 P( t6 M! p0 D
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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$ u$ q% D" v, O; I2 }2 n/ ?
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+ Z: G  j% a. c4 A, n  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。: i$ f9 j. R, ?7 N
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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。
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  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。3 _3 K8 j7 ^. g* a
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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。+ X( i3 _4 W# Z

8 K! c2 f4 @! A. N      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。' v3 M: \1 i) [1 E+ o5 k
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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。4 t0 u6 W7 v3 o! r- _1 H/ f

/ u3 q" D8 R3 {$ e  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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  此时,距离德国Paul教授申请专利,不到十年。
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+ U8 N1 w# w: Z7 K9 J  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。
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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。
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, R/ T- O- y$ y  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。8 R$ p1 z; ?  s7 A" |4 G" X% g
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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。' G6 e" Q& S% h, B
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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。* H7 r9 L1 g5 k
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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。7 l  X& @1 B! T
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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。% a7 [( S. C; `, \6 m; Q0 n
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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。( E5 ], O% W" `7 \" u3 O: j4 E

6 M, G- x+ m7 }  F7 C  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。  i: h0 P1 U: ]% W0 z

8 B" r" h, a/ C3 {1 \( x. I5 l  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。, @! U0 B. C$ K0 j: ^9 F; G3 [

; H+ A% k$ D- K# }4 o6 p3 D7 C& M  这样的营收,放到中国房地产行业,只能排在30名开外。' o  h& s- P$ N

3 j" q9 X! k. S  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。
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  U# k8 R9 M' m0 ]- p  毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。
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5 F- h9 d/ u7 n% W0 L4 W* K  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。$ u) ?0 V' _: u" L* F! B6 S: ^  L
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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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8 e2 N) Y; D+ t: r- i( c) k# \  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。# U1 z7 A) A  }
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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。. e# |- v0 `* E0 B+ y/ O

* w% B2 b  `, ^9 ], y5 d$ C9 ^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。3 p% Q& V( l" \. r: h

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  2009年,北京大学曾做过一个调研,结论是:
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, G- a6 T5 e/ l- V* [1 ?( H6 I! f  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。2 R: e* U7 B1 v4 d4 C
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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。; W( Z0 U5 m# q6 Z3 M$ q

8 e$ m  o- {3 D3 r) k7 |  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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) Q) ~* b' |$ A! v/ n8 |. J/ e  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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  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。4 k* A' m, e+ R0 j/ d, E9 C
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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 c0 V; J4 o- j( j: v
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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。
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9 @% y& L1 K4 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。' j2 f5 m- P# F, ?' L+ u: J) |4 M

+ ]7 S* K" |) E8 g- ]- k  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。1 |+ E5 i/ W0 t- D7 ^
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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?5 h! ~9 {0 v, A0 h' t2 z: Z
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  文 | 张静波: M8 m" H+ L; {* U' C0 k
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发表于 2021-8-28 08:24:53 | 显示全部楼层

' C1 B% d# ]  m9 K! \9 {4 q# D1 N在当今这个发展迅速的时代,关于核磁共振的发展型号以及升级种类越来越多,越来越强。像西门子这种核磁界的翘楚品牌等都是属于外国生产的品牌等。我国厂家主要是中或中下等产品,所以无论是如何科研升级都需要我国人的支持和理解,在今天我通过核磁医疗的论坛中发现一个很厉害的专利项目,是去年左右完善推广的属于(上海中长江)公司研发的核磁共振通讯设备,专利是在机器开机状态下也能通话,是以往的产品都不可以的,据我调查现在国内知名厂家已在对接合作,这是一款外国技术也没支持出的产品,有兴趣的可以去了解,过几天我也需要出差做个详细调查,我认为这是核磁医疗配套的一个进步,起码做到世界领先的一个专利!8 O& @
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