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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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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。0 A; _+ @" {# ]" ?* j* g2 K
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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:) ~: E9 B" H4 I, k$ S K
, d8 k5 P E% F 先付23万元人工费,他们再去准备液氦。
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0 G# f3 d% T9 h& i% M2 \/ x 换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。) Z2 R# H+ G! h9 n
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由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。+ K8 M9 \$ u. _) M' p# Q
' o0 t$ d* J, {! g* A+ i& U 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。; b3 F2 x- r% l4 f! W
) s! ? U6 j* W9 L& E0 P 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。0 P% R) K2 {" U: }* Y* F& V
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但这种局面,已经存在很多年。/ J* b' Y% t( _
9 r/ |0 b( M9 q 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。$ l' W$ I( ]. c y
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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。
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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。$ t w9 W' F$ J+ I+ Z
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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。 m2 {) p7 h4 z# s. y
; P* y |" a- ` 而这,还只是冰山一角。5 g2 H+ F h5 D2 |4 y& ~2 s. L
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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。
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- {. s& _- a0 @1 \: _# e4 Y 稍微低端一点的扫描电镜,国产份额也不到10%。. I+ D9 u: B( F2 m8 i2 f
) d1 O% ^- V2 i+ V$ D; Q4 n& p 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。' b( `7 I* }, h8 H2 P+ W0 R
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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。
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被拿捏的远不止实验室。; c8 o+ Z- p- `3 _6 u5 W4 E
& ^% [5 J. E/ I 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。8 |1 Z" o* d0 D/ H$ l8 ]
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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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U* o6 W+ B3 B& ^7 R* N s 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。( u( Z% h9 h/ p4 g! K
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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。- W: f2 _( g6 P+ t
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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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“中国光学之父”王大珩曾说过:仪器是认识世界的工具。$ ]" N0 m* {* ^# [5 B7 m
* x$ T8 l K2 e4 L$ ` 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。9 z$ q \8 `5 _6 G9 N" x3 e
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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。# ^& {* Z* h9 r- x$ }3 H4 |
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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。8 R: U0 y+ S6 \5 {7 U/ t1 b
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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。, W8 [/ s+ l! Z& h
6 B2 v* d% f! t$ g Z 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。: D. S" a4 l6 d/ N1 O6 O+ p
* {/ P9 _" @3 Y, H e 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。/ h" X" c c; K
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科技水平的提升,最终受益的是千行百业。6 O: s0 ?" f6 P( I
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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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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。! |( ?4 X6 c6 U1 s& J6 L# W
; w+ n/ ?1 G0 F$ y, K 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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' V3 s% }9 S3 F* f 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。
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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。0 s8 |# Z# T. G3 G
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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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但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。+ `+ p# y) j$ u
. c; Q+ J, j# y2 p" _' J 电子显微镜,简称电镜,是人类观察微观世界的眼睛。6 H& K# m' \2 }8 E( [
$ |4 L7 T; G. o; ^ 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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$ e5 v6 h( V) V& D3 F6 w. v 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。% h. F, {% a( s& [# n {4 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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, r. K( q, v+ B, p5 w) s 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。4 e* U1 V& H* p
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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。/ D: H k4 [9 y$ q8 ^* Z! ]
0 V; Y- M! k8 N" M8 p 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 h9 i5 ]) X+ J- H. K. S
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此时,距离德国Paul教授申请专利,不到十年。- I% @3 W9 V8 \6 }
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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。6 Z& y) h# g( P+ f! G$ k" p
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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。0 ~- K0 F( d* V
. Z' J- j+ h9 Z* ^) F$ F4 w R 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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% Q0 V% ]- D, o, E5 M# X& o/ }) w 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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" r. H. q, h. m2 F- P, Z p# D 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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0 I5 z( y0 U1 |" ^/ Q# V 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。. d0 u: Z$ @ H6 K8 `' V. I
# x% h& ]! h0 c3 p! w7 N( C 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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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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+ S% x% y$ s6 A* p& R2 d; s 这样的营收,放到中国房地产行业,只能排在30名开外。2 V) [9 i5 ~( K$ J+ \% ~/ Q7 ]
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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。% Z' f: \" `3 M i1 F% \- B
& p4 r+ `4 P5 m% s* C3 q/ ^2 t 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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. Z" t/ }; z9 x9 C/ f 毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。5 }, E2 A2 k# [) x4 r
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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。
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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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- x. ^% X% `; J 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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9 C; r1 Y1 x0 Q( Z 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。" ^4 h" g. G- K2 O7 o; m6 J
" P- P7 }2 n' e/ c3 ]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。+ \6 T( A5 ^" X5 Z1 F
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& z. H3 v" w* Y$ D' k3 X" s$ m/ ] 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。
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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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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。) T9 r( ]+ O1 p( e
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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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5 b+ K; Q* V+ Q, d% j9 ^* J) H 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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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。”
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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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% c4 I$ h! q- W# P, q 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。& S+ f9 R- o v9 B2 l+ c4 Q" T0 x
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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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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。' S# Z) f- d; \0 Z$ P2 W
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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?0 f) o9 u8 T! D
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文 | 张静波, y# T, V6 n/ f* |, f
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