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【转】科研仪器领域20年来不进反退,谁能托起中国科技的明天?

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发表于 2021-3-31 23:15:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
原文地址:https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_10936997
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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!”% S5 Z* H* q; t  s7 ^, B* C
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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。6 [& V, d2 p, |+ W2 A

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! S7 B4 T+ n- Z1 x* [, Z  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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) o" p' Q$ v% J3 g" Z* E( D  换句话说,如果没成功,这几十万就白花了。
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# G/ q' `, g9 v& o  由于受不过这种气,该中心愤而终止了双方合作。/ ~& g( R2 K$ F, e! H0 m
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  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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5 O, r2 Q7 @, x3 S; |  U+ g+ _' C; [  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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" J, N0 A  k. p3 Y; {% S5 ~* c  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。, @& n* z* g" U* H, Y: `

6 {% q6 x: f4 ]( R* f' K# c% t  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。% u& O7 A- W/ v$ k$ `8 n# Y# ]5 R

4 q+ S. m) _8 R8 w& @5 H  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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8 d7 J' _( y. E0 k3 v  而这,还只是冰山一角。# ]2 z4 q+ y+ y* U7 F

& ^8 f. ^* R9 B% q  J" I& m0 i( b  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。9 G! _8 b5 W* {0 C) _2 `
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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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  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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( @& U) t3 ?; ^3 \) L7 d; s( g" l1 W  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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$ k7 n* E2 K+ s, o( q  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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1 T. ^, d5 {& q) ~9 F  [1 F$ X) l  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。4 Q) m9 \- I, t: Y! i
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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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" |  `! S; A4 p  j2 Q0 ~0 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。
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) s3 L4 `# C9 \) X# @: W, S" m) E  “中国光学之父”王大珩曾说过:仪器是认识世界的工具。. X8 b3 {* I* l+ V
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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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7 [/ d! ^- P1 z& z; o/ _  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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4 l! }# L/ C9 a) E2 ^4 o1 _  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。
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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。. e( F$ B1 x3 C+ @  L& q5 X9 f
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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。; c- t! ^) g* w

; ]8 X  F) {+ T! [8 l  ^  科技水平的提升,最终受益的是千行百业。
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8 E; y' m' k. F9 L& P, @6 [( @  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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! g& \' P) @  ]  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 u4 F5 L2 R+ P  J0 r
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  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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2 u' X: M% p; L4 i  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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: ]( M) G4 i8 ?" v8 S( q: 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。! K! c8 V$ L3 M0 }- c
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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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% T- z: X6 V5 y& c+ ^8 Y  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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! R* c' d  G' j1 \  但实际上,在许多高端仪器领域,我们一开始并不落后。: q0 k2 u; J6 C  a% _

$ l1 Q, c9 \9 j0 v  电子显微镜,简称电镜,是人类观察微观世界的眼睛。1 [. z+ Q* d  e" E" N/ D

; r' X+ ^. n) n  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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5 J0 B, _, ?. 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。
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8 Q' F# K0 n* @; `  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。# l$ v& O: \) u2 _
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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。& k! K% G/ S3 Q% N8 c7 l2 O
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" O8 ^* k7 Y6 C; r  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。# _% n1 N) B1 U6 _5 G6 {

, l! }- e$ Q. `; ~. g  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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3 I. e7 L) K8 S* u5 q) a$ t$ C  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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  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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  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。  Z8 i2 t' ^, j) P3 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。7 m' v, ]) M* M; K' o) C
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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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# ^5 P: n7 d0 v( j! A' W0 y2 V" W  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。& @# J1 {1 Y. ~' X
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! F2 \( C. i0 E1 X# r. `+ T2 R  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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$ i* @3 h/ S/ {  U# Q4 S  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。5 {; S8 H7 a+ t2 U( A
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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。6 k4 K! ?- t5 ~  _

7 o* |$ X. `0 r" _$ ~  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。; ~  D& B9 {; d3 X7 q

  u5 [+ |$ B& d/ x- M( k& w  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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! U1 {9 Q5 z1 f5 o4 |& Y  毕竟,开个饭店、建个网站,都可能比这更赚钱。  X6 {) `" y8 Y( c* k2 q' o, z9 e

3 b7 N) E7 e% c& k. O0 ]. Q  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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/ ~9 Y7 {' ~3 n3 q* T  “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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  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。# v' x' V0 z: h4 n! R8 @; g" |

9 _, }, W, x$ ?* A9 j# g: \  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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2 T+ h$ v; m' 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。
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% ^4 k4 J. d( V% _8 E  2009年,北京大学曾做过一个调研,结论是:1 M% K9 P2 X* v3 L: Q, B

  F6 ~6 b( v. B8 f( v. x; ^1 T  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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! H* H8 ^' x5 y5 f/ ?: s  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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% E$ @0 [6 o7 K' I6 C( ^/ C; 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。# l9 e# w% n' y8 P( h+ }( z, z6 {
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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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  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。”9 F9 K# E  V& A- O" K; P
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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。+ \* ~; |" x+ V& B! l( [" ^- A  n" r
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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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% H2 z* e% i. s4 O% s" ]; Z! j  然而,过去四十年,我们在这个关键领域,却输在了起跑线。- J! ~  N# Y, u  I

1 O! ~. T, K- B% C8 j" A  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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, p& `6 h' ?; `. C. W; I  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?6 v1 E: z3 l6 C+ n! W: i

& J0 x% Y9 w- H  V  文 | 张静波
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发表于 2021-8-28 08:24:53 | 显示全部楼层

! M. h6 [% x! p+ t$ A0 M在当今这个发展迅速的时代,关于核磁共振的发展型号以及升级种类越来越多,越来越强。像西门子这种核磁界的翘楚品牌等都是属于外国生产的品牌等。我国厂家主要是中或中下等产品,所以无论是如何科研升级都需要我国人的支持和理解,在今天我通过核磁医疗的论坛中发现一个很厉害的专利项目,是去年左右完善推广的属于(上海中长江)公司研发的核磁共振通讯设备,专利是在机器开机状态下也能通话,是以往的产品都不可以的,据我调查现在国内知名厂家已在对接合作,这是一款外国技术也没支持出的产品,有兴趣的可以去了解,过几天我也需要出差做个详细调查,我认为这是核磁医疗配套的一个进步,起码做到世界领先的一个专利!8 O& @
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