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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!”8 {1 l/ j# q9 n6 q8 w& o/ h2 t/ i
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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。/ e" ~5 @7 K/ b9 `; A5 P! Q
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" q" D6 ]& v2 r( b- \ 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。4 Z: T: i4 l% f g" ^
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换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。7 b3 J, Q- t% ]2 _3 R8 T7 l
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由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。4 b s( C* P' T' S# j* l- t
7 o7 j! ^# L3 X( k 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。; ?7 p! E% `# `5 c# a
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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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# j3 a: ^# P: D+ Q 但这种局面,已经存在很多年。
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; f/ @& w2 F+ F* a5 S1 ^1 s8 u8 | 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。" q. e/ c- A# W1 Z. X, p
5 A9 C1 m& Q' Z, v+ r 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。
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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。; r" x Z: u; \( I4 ]
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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。 S% r) ]1 V& d+ a& Z
. A4 N4 v* n; Q 而这,还只是冰山一角。
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! W- G @. E+ H' ` 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。
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6 B( Y7 u5 R% G8 l$ C/ N 稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。
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$ g5 W6 j$ ]) A, D9 s* Q 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。6 y `# ?+ j( c: \9 C0 M& x
8 m) z; L' X. u 被拿捏的远不止实验室。
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# e2 c7 H; n( i! k 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。1 c! @/ [; L- h
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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。
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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。
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* X" I) O; W+ a0 S( p! E# g0 n# Y 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。/ ^: m/ a# i2 Y3 R2 _1 ?
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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 Z: G! W- y% I9 Z( ~
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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。
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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。7 R* l! D+ H: ?8 z6 }0 H$ j% T1 z
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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。5 f9 ?2 z6 f. ]1 m# L" G& I, \/ Q$ Y
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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。$ r1 a; @; O* Z: b" q! q N
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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。9 _; Z: h, [% J6 E$ Y( F( T# @ r4 T. X
3 s% b: \; b8 Y; D; Q; ? 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。- R8 A0 A9 `' o1 }+ B) D* p! v, y
4 c' `9 p6 ~& U3 |% Y3 j1 T 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。) q' H& H1 I% e e3 m
) F; W$ m* o9 G8 N 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%。. z1 b9 u U3 U9 K5 _. E& h1 Q! }
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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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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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' y7 j# ^4 F2 ]6 W3 x8 @ 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。: E/ I2 D# v! ~. F& Z" k8 i# r. a
0 i! ~/ \0 e% Q3 S 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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$ ^9 A& J) H% V4 r m: h1 \/ ~; k 但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。4 U( g2 o2 i/ f1 |
4 x4 j% B7 C5 T1 ?4 [% h+ Z 电子显微镜,简称电镜,是人类观察微观世界的眼睛。5 j5 @ v6 k A: I( x; ]
2 n1 \+ H3 |: o$ Q0 _4 S2 I) V 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。( I. t1 W2 E0 ~5 l6 E1 h
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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。
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6 o$ N2 M# _6 ?% b 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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v4 N2 F2 T) ]& v2 j 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。7 D/ k! K* ~ `
# j1 E7 S ]9 q 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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6 T: s& [1 j( T' ^8 |4 t4 J 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 o( T) ^9 K& } z
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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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/ q; b8 A: V' A1 M$ 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。, U5 H; L6 g# U7 u: U' I
& b* B! U1 m! N4 e 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。
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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- \7 A i6 f- J- X
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% I/ v1 u* U ~2 q+ C 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。, Q A3 q8 i5 j, J
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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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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。+ v! @9 ^( `+ O9 q% ?
1 E% a( p+ d v0 a 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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( i9 b4 }. I& u4 t 毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。( C( ?. F+ F% Z5 w
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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。* l+ i2 x- h- c4 O
1 i! B4 p# X' T0 d 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。; ^3 o( q5 C6 [1 ]. @7 b
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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。3 S* r: X, E3 F" \1 u
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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。
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2009年,北京大学曾做过一个调研,结论是:+ j* g! m+ a# G u/ p% b0 p
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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。3 j# n& `: V7 G5 |* {; ^
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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。
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, n; O2 k6 T+ J% K 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。: P7 L2 w$ m8 q* W$ P( |
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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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0 B k: D! j0 Z8 e" V 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。”% s& R5 A: h3 I' m. d# h% a
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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。) [& J- s+ y* Y2 ^. e
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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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) x9 U g7 X; v 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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% i0 I0 X! B( R- z ]$ _9 j; l 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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; t4 _: z0 b, o 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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5 e, l3 I( {" P, X. i( M2 c6 n* ~ 文 | 张静波, j% v m, z) ?6 K. s% t
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