《電子技術(shù)應(yīng)用》
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這個(gè)堪比芯片的關(guān)鍵行業(yè),二十年來(lái)不進(jìn)反退,全中國(guó)沒(méi)有一家能打的

2021-01-20
來(lái)源:大半導(dǎo)體
關(guān)鍵詞: 科研儀器

  “中國(guó)人購(gòu)買(mǎi)科研儀器的熱潮,,不知救活了多少外國(guó)公司!”

  科技部原副部長(zhǎng)的一句話(huà),,道盡了中國(guó)科技界的無(wú)奈,。但科研儀器不能自主的后果才剛開(kāi)始顯現(xiàn)。

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  2018年,,北大核磁共振中心一臺(tái)機(jī)器出了故障,。當(dāng)校方向國(guó)外廠(chǎng)商求助時(shí),對(duì)方卻甩臉子說(shuō):

  先付23萬(wàn)元人工費(fèi),,他們?cè)偃?zhǔn)備液氦,。

  換句話(huà)說(shuō),如果沒(méi)成功,這幾十萬(wàn)就白花了,。

  堂堂中國(guó)最高學(xué)府,,何時(shí)受過(guò)這種氣?該中心憤而終止了雙方合作,。

  此事在當(dāng)時(shí)驚動(dòng)了國(guó)內(nèi)數(shù)十位教授,。但這種掙扎注定是徒勞的,因?yàn)閲?guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有廠(chǎng)家能生產(chǎn)這種叫核磁共振儀的東西,。

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  中國(guó)人到海外搶奶粉,、搶馬桶蓋,路人皆知,,科研儀器受制于人,,很多人還頭一次聽(tīng)說(shuō)。

  但這種局面,,已經(jīng)存在很多年,。

  早在2010年,中國(guó)就取代美國(guó),,成為全球制造業(yè)第一大國(guó),。但十年來(lái),中國(guó)對(duì)國(guó)外高端儀器的依賴(lài)不但沒(méi)減少,,反而在上升,。

  數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)每年進(jìn)口近千億美元儀器設(shè)備,,僅次于石油和半導(dǎo)體,。其中,90%的高端儀器被國(guó)外公司壟斷,。

  以核磁共振儀為例,,全世界只有德國(guó)布魯克等少數(shù)幾家公司能提供。

  就是這家年?duì)I收只有20億美元的德國(guó)公司,,獨(dú)占中國(guó)80%以上的市場(chǎng),,把北大拿捏得死死的。

  而這,,還只是冰山一角,。

  冷凍電鏡,是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要工具,,全世界只有美國(guó)FEI,、日本電子、日立能生產(chǎn),。國(guó)內(nèi)連山寨版都造不出來(lái),。

  稍微低端一點(diǎn)的掃描電鏡,,國(guó)產(chǎn)份額也不到10%。

  質(zhì)譜儀用于測(cè)量微觀(guān)粒子的質(zhì)量,,目前基本依賴(lài)進(jìn)口,。高端的液質(zhì)聯(lián)用技術(shù),則完全來(lái)自美國(guó)安捷倫,、賽默飛等廠(chǎng)商,。

  因?yàn)閲?guó)內(nèi)不能生產(chǎn),中國(guó)每年上萬(wàn)億的科研固定資產(chǎn)投資,,60%用于進(jìn)口設(shè)備,。

  被拿捏的遠(yuǎn)不止實(shí)驗(yàn)室。

  在關(guān)乎14億人健康的醫(yī)院里,,包括CT,、核磁共振儀、大型X光機(jī),,幾乎被GE,、飛利浦和西門(mén)子(俗稱(chēng)GPS)三家壟斷。

  幾年前,,人民日?qǐng)?bào)記者曾走訪(fǎng)上百家企業(yè),,發(fā)現(xiàn)那里的生產(chǎn)線(xiàn)和研發(fā)中心,幾乎淪為“洋裝備”的盛宴,。

  中國(guó)制造在西方的商場(chǎng)里,,德日制造在中國(guó)的工廠(chǎng)里,美國(guó)制造在中國(guó)的實(shí)驗(yàn)室里,。

  這樣的調(diào)侃,,多少令人尷尬。但真正讓人后脊發(fā)涼的是:國(guó)外很小一個(gè)隱形冠軍不供貨,,就能讓中國(guó)科研停擺,,讓中國(guó)萬(wàn)億產(chǎn)業(yè)癱瘓!

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  你以為這事只跟實(shí)驗(yàn)室有關(guān),?其實(shí),,它與我們每個(gè)人的生活息息相關(guān)。

  “中國(guó)光學(xué)之父”王大珩曾說(shuō)過(guò):儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具,。

  1609年,,伽利略用自制望遠(yuǎn)鏡,第一次看到了月球環(huán)形山,,開(kāi)啟了近代天文學(xué)。上世紀(jì)60年代,,掃描電鏡的發(fā)明,,讓人類(lèi)對(duì)微觀(guān)世界的觀(guān)察,,提升至分子水平。

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  400年來(lái),,人類(lèi)就是在科學(xué)儀器的不斷改進(jìn)中,,發(fā)展出現(xiàn)代科技文明。

  20世紀(jì)以來(lái),,60%以上的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,,使用自己設(shè)計(jì)的儀器,發(fā)現(xiàn)了別人沒(méi)發(fā)現(xiàn)的東西,。

  科學(xué)儀器對(duì)科研水平的提升,,最好的例證之一來(lái)自清華大學(xué)。

  2013年之前,,清華大學(xué)的生命科學(xué)在全球還沒(méi)多大影響力,。那之后,施一公團(tuán)隊(duì)采購(gòu)了一批當(dāng)時(shí)還不怎么流行的冷凍電鏡,,建成世界上最大的冷凍電鏡中心,。

  緊接著,清華仿佛開(kāi)掛一般,,頻頻在《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》三大權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上發(fā)文,。

  科技水平的提升,最終受益的是千行百業(yè),。

  質(zhì)譜儀最早是科學(xué)家用來(lái)測(cè)定原子和分子質(zhì)量的,。上世紀(jì)60年代,美國(guó)宇航局用它來(lái)檢測(cè)太空中的有機(jī)物,。

  如今,,大到國(guó)家安全,小到食品,、藥物,、環(huán)境……60%以上的行業(yè),都依賴(lài)質(zhì)譜儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè),。

  美國(guó)商務(wù)部早在上世紀(jì)90年代就指出:儀器儀表只占工業(yè)總產(chǎn)值的4%,,但它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響超過(guò)60%。

  而就是如此重要的一個(gè)產(chǎn)業(yè),,我們卻長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口,,并因此處處受制于人。

  2010年,,華大基因從全球基因測(cè)序領(lǐng)域龍頭企業(yè)——因美納(Illumina)手中購(gòu)入128臺(tái)基因測(cè)序儀,,一舉成為全球最大的基因測(cè)序機(jī)構(gòu)。

  但緊接著,,Illumina開(kāi)始漲價(jià),。華大基因沒(méi)辦法,,只好走上自研之路。

  清華雖然建成全球最大的冷凍電鏡中心,,但設(shè)備全部從美國(guó)FEI進(jìn)口,。為了將價(jià)格砍到3000萬(wàn)元/臺(tái),施一公曾花兩周時(shí)間,,與對(duì)方討價(jià)還價(jià),。

  在被GPS設(shè)備壟斷的大醫(yī)院,一次PET-CT掃描,,動(dòng)輒上萬(wàn)元,,老百姓苦不堪言。

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  但實(shí)際上,,在許多高端儀器領(lǐng)域,,我們一開(kāi)始并不落后。

  電子顯微鏡,,簡(jiǎn)稱(chēng)電鏡,,是人類(lèi)觀(guān)察微觀(guān)世界的眼睛。

  按結(jié)構(gòu)和用途,,電鏡又分為掃描電鏡,、透射電鏡等。前者看納米級(jí)世界,,后者看原子級(jí)尺度圖像,。

  我國(guó)早在上世紀(jì)50年代,就開(kāi)始研制電鏡,,距離世界上第一臺(tái)透射電鏡的誕生不到30年,。

  1958年,從德國(guó)留學(xué)歸來(lái)的黃蘭友和長(zhǎng)春光機(jī)所的王大珩,,聯(lián)合研制出我國(guó)第一臺(tái)透射電鏡,。

  到70年代末,我國(guó)研制的透射電鏡,,已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,。為此,還發(fā)行過(guò)紀(jì)念郵票,。

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  用途更廣泛的質(zhì)譜儀,,我們同樣在上世紀(jì)50年代,就開(kāi)始研制,。

  1959年,,北京分析儀器廠(chǎng)在前蘇聯(lián)援建下,開(kāi)始生產(chǎn)質(zhì)譜計(jì),,共生產(chǎn)數(shù)十臺(tái),。60年代,,南京工學(xué)院研制出四極質(zhì)譜探漏儀,。

  此時(shí),,距離德國(guó)Paul教授申請(qǐng)專(zhuān)利,不到十年,。

  然而,,接下來(lái)的發(fā)展令人大跌眼鏡。動(dòng)蕩十年不曾停歇的中國(guó)儀器行業(yè),,卻在改革開(kāi)放的市場(chǎng)化浪潮中土崩瓦解,。

  由于國(guó)企改制,許多歷史悠久的國(guó)營(yíng)企業(yè)被私有化,。民企雖然體制靈活,,但力量單薄。

  舊的科研體系被打破,,新的體系還沒(méi)建立起來(lái),。就在這個(gè)空窗期,兇猛的外資巨頭殺了進(jìn)來(lái),。

  在造不如買(mǎi)的影響下,,國(guó)內(nèi)開(kāi)始全面引進(jìn)技術(shù)。很多儀器廠(chǎng)被外資收購(gòu),,隊(duì)伍也散了,。

  與此同時(shí),同樣起步于50年代的日本儀器行業(yè),,因?yàn)橐恢眻?jiān)持自主發(fā)展,,孕育出日本電子、島津,、日立等行業(yè)巨頭,。

  

  ▲日立生產(chǎn)的透射電鏡

  最終的結(jié)果就是:今天,當(dāng)美,、日,、德等國(guó)的高端儀器橫行中國(guó)時(shí),國(guó)內(nèi)再也找不到一家能夠生產(chǎn)透射電鏡的企業(yè),。

  雖然2011年以后,,國(guó)家設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)基金,民企也開(kāi)始初露鋒芒,,但這樣的追趕,,來(lái)得太遲了。

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  科學(xué)儀器是一個(gè)研發(fā)周期長(zhǎng),、技術(shù)壁壘極高的行業(yè),。

  比如,,給北大甩臉子的德國(guó)布魯克,其創(chuàng)始人岡瑟·勞金本來(lái)就是研究核磁共振的先驅(qū),。另一巨頭瓦里安,,則誕生在斯坦福工業(yè)園內(nèi)。

  剛學(xué)會(huì)走的中國(guó)民企,,哪見(jiàn)過(guò)這樣的學(xué)霸級(jí)創(chuàng)業(yè)者,?更要命的是,這個(gè)行業(yè)雖然重要,,但規(guī)模實(shí)在太小,。

  小到什么程度呢?當(dāng)今世界最大的科學(xué)儀器公司——美國(guó)賽默飛,,2019年的儀器營(yíng)收僅63億美元,。

  這樣的營(yíng)收,放到中國(guó)房地產(chǎn)行業(yè),,只能排在30名開(kāi)外,。

  就這,賽默飛已占到全球科學(xué)儀器行業(yè)TOP 20總營(yíng)收的1/4,。排名第二的日本島津,,儀器年?duì)I收只有21億美元。

  學(xué)霸級(jí)的技術(shù)門(mén)檻,,學(xué)渣級(jí)的營(yíng)收,,這樣的行業(yè),對(duì)于剛解決溫飽的中國(guó)企業(yè)而言,,基本上沒(méi)啥吸引力,。能堅(jiān)持下來(lái)的,大多靠情懷,。

  畢竟,,開(kāi)個(gè)飯店、建個(gè)網(wǎng)站,,都可能比這更賺錢(qián),。

  而就在國(guó)內(nèi)企業(yè)一窩蜂搞房地產(chǎn)、搞互聯(lián)網(wǎng)時(shí),,全球科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一場(chǎng)劇變,。

  頭號(hào)種子賽默飛,自2006年以來(lái)共發(fā)起200多次并購(gòu),。2016年,,更是斥資42億美元收購(gòu)了冷凍電鏡廠(chǎng)商FEI。

  “并購(gòu)之王”丹納赫,自1986年上市以來(lái),,累計(jì)收購(gòu)600多家公司,,其中就包括大名鼎鼎的徠卡。

  一拆一并之下,,國(guó)內(nèi)儀器公司與海外巨頭的實(shí)力差距,,愈發(fā)懸殊。

  截至目前,,中國(guó)一共有1000多家科學(xué)儀器廠(chǎng),,大部分產(chǎn)值低于1000萬(wàn)元。

  而據(jù)美國(guó)化學(xué)會(huì)的數(shù)據(jù),,2018年全球科學(xué)儀器行業(yè)TOP 20,美國(guó)8家,,歐洲7家,,日本5家,沒(méi)有一家中國(guó)企業(yè),。

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  2009年,,北京大學(xué)曾做過(guò)一個(gè)調(diào)研,結(jié)論是:

  過(guò)去20年,,我國(guó)科學(xué)儀器與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,,差距不是縮小了,而是逐步拉大,。

  好在國(guó)家已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題,,科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金(NSFC)設(shè)立重大專(zhuān)項(xiàng),加碼投入,。不少儀器公司也在崛起,。

  2006年,北京東西分析儀器有限公司自主研發(fā)出第一臺(tái)質(zhì)譜儀,,吹響中國(guó)科學(xué)儀器邁向高端的沖鋒號(hào),。

  被Illumina卡脖子的華大基因,也知恥后勇,,通過(guò)自研和收購(gòu)海外技術(shù),,躋身全球三家可量產(chǎn)臨床級(jí)別基因測(cè)序儀的公司之一。

  上海聯(lián)影醫(yī)療更是推出中國(guó)首臺(tái)超高場(chǎng)動(dòng)物磁共振系統(tǒng),,打破GPS長(zhǎng)達(dá)30年的壟斷,。

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  2011年,美國(guó)前總統(tǒng)奧巴馬在英特爾參觀(guān)TEM實(shí)驗(yàn)室時(shí),,用FEI的透射電鏡看到了單個(gè)原子,,并興奮地表示:“他們讓我對(duì)美國(guó)的未來(lái)感到樂(lè)觀(guān)。”

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  奧巴馬的興奮,,來(lái)自美國(guó)在全球科學(xué)儀器上的霸主地位,。

  人類(lèi)過(guò)去400年的歷史,一再向我們證明:誰(shuí)掌握了最先進(jìn)的科學(xué)儀器,,誰(shuí)就掌握了科技發(fā)展的主動(dòng)權(quán),。

  然而,過(guò)去四十年,,我們?cè)谶@個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,,卻輸在了起跑線(xiàn)。

  這種切膚之痛,,在科技產(chǎn)業(yè)奮力追趕,、試圖打破發(fā)達(dá)國(guó)家圍追堵截的今天,尤其劇烈,??萍紤?zhàn)就要打響,我們卻連手中的槍?zhuān)际菍?duì)手造的,。

  中興,、華為事件,只是芯片禁售,、斷供,,便已經(jīng)讓我們被動(dòng)不已。將來(lái)有一天,,如果科學(xué)儀器也被斷供,,誰(shuí)來(lái)托起中國(guó)科技的明天?

  


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