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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!”! ^1 m& T. |" B6 z4 X
/ p' O9 G3 q6 W: d0 y; T3 }( R 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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8 E( z* g% e* ?# ]+ t1 {4 O x 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:. k2 q9 L/ O3 g, p" q2 c$ O
* k9 i, r5 v+ ?5 W# y \+ Y* O$ }( F 先付23万元人工费,他们再去准备液氦。8 Z8 b$ {( |1 T" X. f/ d
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换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。 G$ S7 S6 J' P+ B- D
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由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。3 o9 x. g4 v, F
# e0 R) K1 X' C/ Z5 I8 X- { 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。1 q7 N h+ H3 e
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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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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。; \# K$ }5 n. n- M9 Q, y/ Z1 j
! h, C0 {+ d: y g4 B; b 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。" i) U& F( P) o+ N, l! p
6 b0 m7 M9 e8 ~) S E 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。0 x4 K) V, d* p0 j' [) G
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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。# q4 }- m8 q# p# \% c, M
# e. h. \% B; k5 W4 B2 K2 Q0 X 稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。
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, S, h% _6 k; A0 ?9 Y4 k 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。# ]' T1 h; t/ v
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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。9 L' t1 k' [; D. ?
8 U& v6 I% r+ Y( N$ U 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。
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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。3 h6 b( d/ n7 w9 m2 l; r
e9 j9 r: _& c' {: 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。: B$ a Q( o, |. Q6 {5 _1 L. V/ y! {* x1 V
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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。
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1 ~: r& p4 V: g$ h, } 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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“中国光学之父”王大珩曾说过:仪器是认识世界的工具。, d. x$ A$ m+ l6 w
5 u9 @. j$ Y' O, b" ?5 o 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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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。% ]. }6 G9 b/ E+ d+ |8 p& g
2 y4 ^0 O2 W# X, |7 T! @ 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。! s: x# Q! P$ Q, U% e& O, A
4 {2 W* t* s' w+ U4 y% X5 d- ] Y 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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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。' l7 V# |* T1 A" m J: ?7 O/ h7 h+ I
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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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. m0 J* a. }7 }: d' N 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。+ d' ~ J+ c3 M) n
) h0 @% @ c1 |, L 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。9 J* L8 n7 H. s! f6 D
3 w$ e% d5 {1 J6 Q 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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6 t3 @( d, D. o& Q8 a$ B 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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6 U- o$ k+ r% E- B0 A 但紧接着,Illumina开始涨价。华大基因没办法,只好走上自研之路。( D8 `% `) V* ]
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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。
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6 I* k( H {0 N1 B 但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。! A* m! q; J; ~
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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。
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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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8 g: G3 A7 R* P, h: Y 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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, I% ?+ _; l9 b% S3 |, {$ U 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。0 i, d) x# d/ u# r% Y
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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。* S# W$ O; m7 ~
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& A$ [ ]4 @) n& h* t0 ?) e( K 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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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。+ U S. H8 m- g/ g: t7 w
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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。/ ^5 P; M. j) [; k/ M
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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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' z1 n; V: M w8 \% z7 D- ] A 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。. i/ E+ A& f+ n4 U, \2 x- @7 w; o
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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。7 V7 U6 I) t5 J# \# A3 s; R# h) B
. r7 L1 ~: m! J9 d 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。
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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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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。0 A: `/ T* {" \* i" e7 o
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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。# v. Y# j8 O0 R( L2 c
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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) m6 N% d# \% ?' K& H 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。' }/ o+ ]# I% G6 I+ l* k; H0 }
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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。1 H- o. Z/ n H; N2 l
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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。3 H: _3 v: Q; Y
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毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。# l/ ]0 N2 \5 T# L) x$ Z! f
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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。& u- ]2 ~0 B* T+ g y6 w l: [
; H) K2 E! q" {0 D0 K2 I# [ 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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v P% f2 P; o. R/ N1 [+ r* I, J “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。/ b8 E: x6 v5 Z9 T4 `' @
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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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: Z2 _8 Y0 _% @+ v+ U 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。& \6 o7 M! M0 s: l! w3 L
+ k0 u% u1 j7 D7 O1 P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。( a9 q$ j! N' q/ r6 E( ~0 s3 S
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: q4 W5 R0 B& Q' I/ i 2009年,北京大学曾做过一个调研,结论是:7 E) X0 ^% h! s+ @% h
/ L0 o, k% C5 L/ a; O 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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6 V6 Y6 h/ ~- j+ P 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。: v5 a9 P' F4 Z9 m2 e
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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。. S* s0 o; s" D
* {7 e/ K6 I/ y. p; X: z! L 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。" J3 Z% H9 r) m; o( A7 r, K
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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。”. m' j0 Z) v7 v8 ?
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$ i2 ~8 ]$ L: O* r2 v 奥巴马的兴奋,来自美国在全球科学仪器上的霸主地位。' [6 L7 j& J) ?0 w
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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。
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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。( @& h( T- q' o& {% t
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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。2 T9 p U) C& J8 C; a4 {# a6 ?
( _+ K1 D6 ]4 P8 X 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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