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+ \$ h. Q% T0 d3 ^( M; M “中国人购买科研仪器的热潮,不知救活了多少外国公司!”* Q* ^" ^; `5 T
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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。
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, Z1 k' @$ w# C4 b2 X3 i 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:- h9 X( F- a5 [. i
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先付23万元人工费,他们再去准备液氦。
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9 N! s1 c, Z! y3 |8 P b 换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。" s# G1 F9 [& P$ g' B( K
! |8 G( S1 e+ [3 R& ] 由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。
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' e+ B7 y9 k' Q/ @# D* N 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。3 O* J4 y; c6 z! ]! |
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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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; r$ Q" H2 m. N& t/ i 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。
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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。# z. i( B- \) h1 [# _; W( t
4 m8 C3 q, B. g 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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7 \! E! B4 l& _7 p, x1 T 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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# a: n! q" ]- G( \ 而这,还只是冰山一角。* T2 d. q! V; i0 M/ X: c8 N
/ p2 Q7 {; C6 T3 F2 h: l% q0 @ 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。* b+ ^( F1 H6 ], x$ X! k4 y
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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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7 r% J: `( @4 @. Q% X. P$ ?5 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。
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& O( B9 p7 g+ ?* c3 L: Z 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。$ b+ X" m% {: n5 J0 g
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被拿捏的远不止实验室。8 p) X/ |8 l( x6 U/ |+ Z5 ?
& t+ U! C: P& @ 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。" g$ P" w( }# _+ T1 Q
; ` ^1 I0 i- S D6 X, N& z 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。; V, d! H/ R% {- g, `; c
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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。" |* w- ?) A3 Q4 N
. X9 P# n$ Z+ g* |/ @ 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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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。$ b3 K$ J: Q, H1 k' P! k$ \
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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。. F' P1 @ k5 v5 G
, d' q( `3 y' C, p. U- V& q: l( A 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。3 C8 s/ [$ A7 ]. j) i
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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。
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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。: f0 b% l O, U+ P7 Q7 _
# _0 n3 O4 t" E8 \# }, b 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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2 I9 b8 P7 n4 Z# T6 } 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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; I4 }& \5 g. b# h0 B- a* q 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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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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5 V) t, F5 w+ J5 Y 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%。2 U0 Y. `9 Q& y1 l0 S) \
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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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9 X) i3 L" u5 G6 ]4 b 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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9 ~( l. }0 h/ ]& t9 }7 w* n$ d$ ` 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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& g0 h$ s2 z9 \+ [8 } 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。; X& z/ k# F) F" j0 \/ C
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( y* o8 U. u, w4 Y3 _( C 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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) z0 C$ b* R0 v1 { 电子显微镜,简称电镜,是人类观察微观世界的眼睛。) G3 O9 Q9 a$ k# N! \8 q
% q" F2 J2 A) {+ t. \ 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。- v$ h: e, E; B
% u0 ^& v' f, m) i. w. \0 I0 \# h6 M/ U 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。. U9 R, Q: a6 g
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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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0 f8 }$ Z' h3 O) Q& f, ` B 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。 O- e$ d6 g+ D) Q% A$ a0 S$ P
' b5 @. _' K- y, \& \. c 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。2 Y/ v( H9 c& ^, i- A4 W% ?
1 V+ h5 R$ Z+ r, u& ~$ F3 S% j O, { 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。
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: J1 i" _2 g1 p 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 j' d( c" {0 H- r
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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。" M+ J( _4 b% t- o+ s
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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。# ?- v! _3 I2 K; V% Y
6 [- N( p( v; O7 d$ V9 ` 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。! a) P9 X8 Z% i, c' S. U. 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。
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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。8 v9 W. b% s9 `- 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。. F1 t$ u* S, t4 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。% f x% u8 l' @1 w
# Y7 x/ {4 _# r6 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。0 ?8 _1 C$ \6 s' Z
" G+ q% D* R# G# J( d! D1 Z3 O1 h, 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。8 `: N7 l! Y8 C5 o% J
' R( y5 K1 N& h* r9 M! 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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毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。
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: ]7 {' ?* n I+ X: ?; ]; L. e 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。# q' k0 H, A$ h4 \. {- P
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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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. ~) J0 ?# b6 P3 X 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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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:9 e5 R9 j- z1 J: b5 g
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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。
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, y6 H1 [7 t5 P5 Y- S: r 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。- h0 n3 o2 L3 h, a/ U! A3 ?" z
5 r: U G) s5 B6 {3 {, H 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。% z+ {- j: S3 h, H9 M! u" R
3 O/ g, r7 Z. E6 Z% j2 G. ]( L Q 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。# u; W* B9 ?0 E, p7 f
# K: ], i' L( \7 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。' s+ I2 }! _9 {
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6 b! `) H r3 s; ]+ g; o- _ 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。”$ r7 U0 J% V9 V ~% l' S/ w0 T
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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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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。# f3 F* n6 E' E9 w6 Y
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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。
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2 ?: J" A) K9 L. m% S. ` 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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. l7 A3 r- a, V) v. C 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 x U) C; ?1 q6 R/ |* I
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文 | 张静波, x! e, }+ H6 k- C7 O
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