科學(xué)儀器被稱為科學(xué)家的“眼睛”和高端制造業(yè)皇冠上“最耀眼的明珠”，在很大程度上能用來衡量一個國家的科研和工業(yè)發(fā)展水平。然而，科學(xué)儀器和科學(xué)試劑的種類紛繁復(fù)雜，不同門類之間既有一定的關(guān)聯(lián)，也存在難以逾越的技術(shù)鴻溝。這導(dǎo)致國內(nèi)的科學(xué)儀器和科學(xué)產(chǎn)業(yè)在低端領(lǐng)域魚龍混雜、競爭激烈；在高端領(lǐng)域，只有少量實(shí)現(xiàn)自主突破、大部分依賴進(jìn)口；整體呈現(xiàn)出小眾、分散的狀態(tài)。不久前，上海市科委發(fā)布《上海市促進(jìn)科學(xué)儀器和科研試劑創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2025-2027年）》，在國內(nèi)科學(xué)儀器和科學(xué)試劑產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域引發(fā)了不小的轟動。這個經(jīng)歷了深入調(diào)研之后發(fā)布的3年行動方案，能否結(jié)合上海自身優(yōu)勢帶來產(chǎn)業(yè)蝶變？

如果說芯片是被大眾所熟悉的中國被“卡脖子”的產(chǎn)業(yè)，那么不為老百姓關(guān)注的科學(xué)儀器和科學(xué)試劑可能就是第三位被“卡脖子”領(lǐng)域。根據(jù)《2022 年中國科學(xué)儀器行業(yè)全景圖譜》，科學(xué)儀器已經(jīng)成為我國第三大進(jìn)口產(chǎn)品，僅次于石油和電子元器件，其中大部分是以色譜、質(zhì)譜、光譜為代表的技術(shù)難度高、系統(tǒng)復(fù)雜的高端產(chǎn)品。

《上海市促進(jìn)科學(xué)儀器和科研試劑創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2025-2027年）》提出，要“堅持以產(chǎn)品為牽引，強(qiáng)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)”，到2027年“形成5個以上達(dá)到國際領(lǐng)先水平的科學(xué)儀器、10個以上達(dá)到國際領(lǐng)先水平的科研試劑”。發(fā)力中高端領(lǐng)域，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈自主可控和國產(chǎn)替代能級，上海科學(xué)儀器和科學(xué)試劑產(chǎn)業(yè)將如何實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新？

從輕蔑的“仿制不出來”到連聲稱贊“very good”，科學(xué)儀器自主創(chuàng)新繞不開的“打磨”之路

工欲善其事，必先利其器。在上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理倪晨杰的眼中，科學(xué)儀器是名副其實(shí)的高端制造業(yè)皇冠上的“明珠”，擁有“學(xué)霸級”的技術(shù)門檻。

“做難而正確的事”是融入屹堯儀器血脈中的信仰。自2000年成立至今，屹堯儀器已深耕微波消解技術(shù)和樣品前處理領(lǐng)域20余年?！霸缭谏鲜兰o(jì)80年代，美國就已經(jīng)發(fā)明了第一臺微波消解儀，用來為質(zhì)譜檢測分解樣品。而我國在21世紀(jì)初才開始進(jìn)入這個領(lǐng)域，已經(jīng)落后了整整20年?！比绾巫汾s這20年差距？倪晨杰坦言，首先是從模仿做起，“當(dāng)年我們?nèi)ネ鈬鴧⒄?，看到展出的樣機(jī)，想了解下具體數(shù)據(jù)，沒想到國外企業(yè)負(fù)責(zé)人很大方地將信息給了我們。他們很輕蔑地說，給你們數(shù)據(jù)，中國也仿制不出來?！?

果然，即使有了仿制對象，但要真正做出來卻面臨著難以想象的困難。屹堯儀器在2002年推出的第一款微波消解儀只是形似，各種小問題不斷，根本不能推向市場。科學(xué)儀器的自主創(chuàng)新之路沒有捷徑可走，只有一步一步“打磨”技術(shù)和設(shè)計。

從2000年啟程，一直到2015年，在長達(dá)15年的苦苦追趕之后，屹堯儀器的微波消解儀才逐漸在技術(shù)成熟度上趕上了歐美同類產(chǎn)品。這其實(shí)也得益于科學(xué)儀器行業(yè)的技術(shù)升級特色：不像是日新月異的軟件迭代，也不似芯片的摩爾效應(yīng)，科學(xué)儀器需要有新技術(shù)的變革型突破，才會帶來產(chǎn)品升級，因此產(chǎn)品更新速度慢，也給了后來者“可乘之機(jī)”。

當(dāng)中國產(chǎn)品趕上國外之后，難道只有價格競爭之路可走？屹堯儀器給出的答案是瞄準(zhǔn)產(chǎn)品痛點(diǎn)，引入創(chuàng)新技術(shù)。面對傳統(tǒng)微波消解技術(shù)處理能力有限，難以滿足大批量檢測的痛點(diǎn)，屹堯儀器將自動化技術(shù)引入了微波消解儀?！皬默F(xiàn)在來看，我們當(dāng)時做出這個決策，200%低估了難度。”倪晨杰感慨說，屹堯儀器一直以來幾乎全部依靠自有資金投入，因此當(dāng)項目遇到遲遲難以破解的困難時，幾度面臨下馬的危機(jī)。

“當(dāng)時我們投資了廈門那邊的一家企業(yè)，進(jìn)行自動化設(shè)計，但其中一個技術(shù)點(diǎn)遲遲難以突破，導(dǎo)致整個研發(fā)進(jìn)度嚴(yán)重滯后，資金幾乎用光了?！蹦叱拷芑貞浧甬?dāng)時的場景，依然心存余悸，“所幸的是，項目負(fù)責(zé)人在機(jī)場候機(jī)時，突發(fā)靈感，這才挽救了項目。”也正是有了新突破，屹堯儀器的自動化微波消解儀一舉在技術(shù)上走到了國外同類企業(yè)的前面，“我們的儀器去德國慕尼黑參展時，一位最早從事該領(lǐng)域的企業(yè)負(fù)責(zé)人已經(jīng)80多歲了，看到自動化微波消解儀時卻非常興奮，不僅連聲說‘very good（很棒）’，還主動來我們企業(yè)參觀。”

2023年，屹堯科技推出了P3超能微波機(jī)器人，從加液、消解、開關(guān)蓋、震蕩混勻到定容均能夠通過機(jī)械臂來完成，單次連續(xù)全自動消解樣品數(shù)量可達(dá)96個，實(shí)現(xiàn)了從“小通量半自動”到“大通量全自動”的技術(shù)跨越?！斑@個產(chǎn)品我們已經(jīng)更新到了第三代，國外在2022年推出的同類產(chǎn)品僅僅只達(dá)到我們第一代產(chǎn)品的水準(zhǔn)?！蹦叱拷艹錆M驕傲。

企業(yè)牽頭啃“硬骨頭”，政府布局引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)邁向中高端

都說科研是一場漫漫長跑，對于技術(shù)門檻極高的科學(xué)儀器與試劑領(lǐng)域來說更是如此。一個結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新、一個零部件的打磨，都注定了每個儀器與試劑的誕生都是“千軍萬馬過獨(dú)木橋”?！皩W(xué)霸級的門檻，學(xué)渣級的營收”又給科學(xué)儀器與科學(xué)試劑帶來了持續(xù)創(chuàng)新動力不足、容易“小富即安”的行業(yè)特色。“我們在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，上海是國內(nèi)擁有科學(xué)儀器門類最為齊全的地區(qū)之一，尤其是在中高端科學(xué)儀器領(lǐng)域已經(jīng)形成了一定的優(yōu)勢，在諸如光譜、質(zhì)譜、色譜等精密分析儀器領(lǐng)域處于第一梯隊。

在科學(xué)試劑領(lǐng)域，國內(nèi)十大龍頭企業(yè)有4家在上海，展現(xiàn)出很強(qiáng)的積聚效應(yīng)?！笔锌莆萍蓟A(chǔ)設(shè)施與平臺建設(shè)處張露璐說，“3年行動方案要助力上?？茖W(xué)儀器和科學(xué)試劑企業(yè)突破卡脖子環(huán)節(jié)，走向行業(yè)中高端領(lǐng)域。

上海將通過大力度的科研項目支撐，以有創(chuàng)新情懷企業(yè)牽頭，做出真正能應(yīng)用于市場的商品，將這些企業(yè)培育成細(xì)分市場的科技領(lǐng)軍企業(yè)。”

在屹堯儀器的等離子質(zhì)譜儀器裝配廠房里，倪晨杰打開了一臺儀器的漂亮外殼，指著里面一段包裹嚴(yán)實(shí)的金屬箱子說：“別看這個裝置其貌不揚(yáng)，但這個裝置里的四極桿，需要超高精度加工技術(shù)，全球范圍內(nèi)只有屈指可數(shù)幾家公司可以加工生產(chǎn)?！彼臉O桿又細(xì)又長，通電之后就會在空間中產(chǎn)生電場，從而引導(dǎo)等離子在其中穿行。而細(xì)微的彎曲和變形都會導(dǎo)致電場發(fā)生變化，因此四極桿之間的平行度偏差不能超過1微米。進(jìn)軍質(zhì)譜領(lǐng)域，倪晨杰坦言這其中有“賭”的成分。

從等離子質(zhì)譜儀到液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，屹堯科技越挫越勇。無數(shù)排燒壞的元器件只為試出超高穩(wěn)定性的射頻電源；無數(shù)個苦苦奮斗的日夜只為修正雙曲面四極桿之間甚至肉眼無法分辨的平行度偏差……反復(fù)失敗，又重新爬起，“類似這樣核心零部件的技術(shù)卡點(diǎn)，我們數(shù)不清經(jīng)歷了多少個?！苯?jīng)過不斷的打磨與嘗試，由屹堯自主創(chuàng)新的雙曲面四極桿已經(jīng)能夠達(dá)到預(yù)期70%的性能，并且還在持續(xù)改進(jìn)當(dāng)中。

“目前來說，我們受限于人的部件還有很多，但像四極桿這樣的關(guān)鍵零部件，就像汽車的發(fā)動機(jī)一樣，如果能夠攻克，起碼我們就不被‘卡脖子’了?！闭劶拔磥?，倪晨杰依舊滿腔熱血，“工程上的問題，只要花時間，就一定能解決。我們還是想試試，啃啃這個‘硬骨頭’。”這也讓倪晨杰對3年行動方案充滿期待：“這次行動方案的發(fā)布讓我們看到了一個信號：不在意經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而是要真正將核心技術(shù)掌握在自己手上。在方案里，將高端科學(xué)儀器核心關(guān)鍵技術(shù)，都明確列出來了，同時加大資金支持力度，這給了科學(xué)儀器企業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新的堅定底氣?！?

可以預(yù)見，隨著3年行動計劃的實(shí)施，上海將有一批富有創(chuàng)新精神、掌握了一定核心技術(shù)的科學(xué)儀器和科學(xué)試劑企業(yè)，勇敢地闖入中高端領(lǐng)域，一步一個腳印，突破“卡脖子”困境。

來源：上?？萍紙笊?

作者：孫亦真 耿挺 殷倩

編輯：藍(lán)悅