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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!”' l6 i- N; q4 u7 P+ j% X$ Q( Q
$ R8 I: E) m: d% v+ | 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 g6 T; ~$ D5 k
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* \0 r. B3 c/ t 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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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。0 y9 J! v; I& |; I
9 X0 h" f( K1 e ~/ t, T# e 由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。* @$ `% ^* r) _' W3 W* U, }
& B* |1 }* Q5 \8 _" w# j 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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! }6 ?/ z2 J& r. h L$ n- d 但这种局面,已经存在很多年。: f1 O% I f, d/ n
, a6 R o& K6 z 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。+ T1 T" \( }6 c% S; i; c
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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。# k- M- x% Q) m' @
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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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& Z( U! w; j/ w8 W+ y: T7 D 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。3 n& A1 m: Q% R2 t
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而这,还只是冰山一角。1 g6 X! x8 Z0 D
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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。3 b3 O( o, l$ \
9 D& b# ?, X$ a& _* [ 稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。
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* e( |! g; e; g- ?) e 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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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。 X# u3 t1 n" Q8 L
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被拿捏的远不止实验室。0 s1 D- [9 a* P: `
3 {$ }$ Q; }+ F3 w, _1 O 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。9 ~7 T& r. P/ g! ?" V
" B9 B1 ?- @8 `) w- N+ x: y. z 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。5 [* l8 y" `$ y9 L1 x- r1 A* f
% ]9 @. c- \: @8 G& f" @ 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。* J, ^8 g- u) d; Z2 c; j
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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。
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+ H8 ^) H( j Q7 C W “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。) B) b& J4 h E7 s. i6 g
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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。6 ^& U8 a# G( y5 \3 J
% L k! O }, ` g5 G" w0 G 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。4 V: b2 \" v5 T& h
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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。9 b+ X; C v0 l
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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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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。
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" r# h6 I% J( e5 w0 x0 x 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。+ w+ ^3 H+ y$ Y( `4 P% [; o# k
( S8 d& N$ K" _+ l& w& Q; l8 X 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。- `. b, I/ j5 p/ z" j& @
( ?2 e; S# _7 A6 q7 ~7 I) s 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。 L5 @9 r' s1 y7 p0 T
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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。
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. |; q6 h" Z- u3 @: E* a/ N5 D 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。
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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。3 @, x3 ^% Q* K
& z( O* h2 N3 q: x* j4 e 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。) c5 D6 s! Z8 {( Z' `
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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。
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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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# r8 _ a4 B8 L6 o% w& 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。
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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。7 H4 ?- i( V+ Y5 N4 O( W
$ R9 O5 a2 x' U$ T( F9 t4 M 此时,距离德国Paul教授申请专利,不到十年。3 \+ e4 Z3 R! }$ R' P. V, ~( I
4 R+ @( s- |, v( S, ?8 B7 y# ` 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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* S& z1 L0 s* ~ N( C 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。8 i. q6 O: I" u1 u
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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。
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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。9 I6 i; x# s+ Z9 T5 q: F
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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。) Y1 D( n6 t* X3 i3 ~
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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。! v/ a5 H& D4 w+ Q$ P' f/ l b
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! o' Z7 L& |. ^0 _5 X 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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# s0 [5 y5 s. c) w1 R- T 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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$ P+ `& _3 b$ h- z9 t 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。
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9 a" B9 {- R% `) T 这样的营收,放到中国房地产行业,只能排在30名开外。. B8 d! W! A2 o. J: [, U6 l
$ D5 I* R! y: u/ t% d& c 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。) t: a# q. @* o* X$ w
$ h$ J( x) Z3 w4 v. d$ e 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。2 ]" M7 h3 M# T2 }$ q
' }/ F, Y$ q N 毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。0 k, e1 O* A t
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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。; R6 b: f. R* E; s' Y6 [
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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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% w. d4 r% n. @7 w9 M “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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% Q3 Q/ I1 A+ N* ^8 Q6 { 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。5 n2 E8 j* S* q3 q8 O2 G
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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。7 q1 n5 P; t% b# \1 C8 n6 p
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2009年,北京大学曾做过一个调研,结论是:
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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。. G. M+ G$ T% f; Z0 Q8 O& N5 J
( A; ^+ h% G7 O* q Q 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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3 [/ a9 C2 p+ v$ n" l# ?1 P7 R 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。
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) ^1 B/ f$ d/ v5 r {- }6 k; p 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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4 s) l* F- F' \' S# @4 L+ \' s 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。”/ C8 H" ?" u7 \2 Z: {* u4 {
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( O6 I& r6 Y* Q+ Y
$ j6 I( p6 z2 K' i( v 奥巴马的兴奋,来自美国在全球科学仪器上的霸主地位。- h# _3 w" m9 ]0 k! |5 \5 }
1 l& O B8 o$ C" v" V 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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5 [, s |$ A$ y8 n 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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$ Y' o' e- j$ z# f7 T& l! 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。2 \% _. P( Q& v2 l8 y, G0 o
9 P" T0 Z5 c# ?+ a 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?7 o' O: c- ^7 I0 h
a& B4 u" s* H/ q0 a* @# | 文 | 张静波
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