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瞭望|國產科研儀器加速突圍

加快實現科研儀器從原型機到產業(yè)化,需要從完善生產工藝、落實好首臺(套)政策、克服路徑依賴三方面發(fā)力

文 |《瞭望》新聞周刊記者 郭方達

望遠鏡拉開了人類探索星空的序幕,顯微鏡則將微觀世界呈現眼前……在科技發(fā)展的歷史長河中,科研儀器是探索世界、驗證猜想的重要工具。當前科學研究正向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進,科研成果與尖端科研儀器更加密不可分。

尖端科研儀器研發(fā)周期長、技術壁壘高,我國科研儀器自主研發(fā)相對滯后,正進行艱難的突圍之戰(zhàn)。這一過程中,我國已經積累了一批關鍵核心技術,在一些領域具備研發(fā)具有自主知識產權的科研儀器設備的能力,當前亟需加快實現從原型機到產業(yè)化的進程。受訪專家建議,科研儀器研制企業(yè)要以高精度、高性能、高可靠等指標為追求,不斷完善元件生產工藝、控制成本。此外,相關部門還需落實好首臺(套)政策,為國產科研儀器提供市場驗證機會,共同推動科研儀器更新迭代、自主可控。

科研成果何以“借手”完成

“實驗室里除了冰箱是國產的,其他基本是進口的,比如常用的質譜儀、核磁共振儀等,幾乎都是美國、德國牌子?!币晃粡氖箩t(yī)藥研究的博士生告訴記者。

記者采訪了解到,目前我國高校院所使用進口儀器的情況較為普遍。例如在電子顯微鏡、質譜類儀器等領域,國產化率僅有個位數。高端科研儀器從歐美日等發(fā)達國家進口較多,特別是賽默飛、安捷倫等美國品牌,占據我國高端科研儀器領域較大市場份額。

儀器信息網統計數據顯示,截至2024上半年,全球上市儀器公司營收排行前十的公司中,九家來自美國。

不少受訪者表達了對科研儀器受制于人的擔憂。有專家表示,美國限制高科技產品出口,科研儀器中色譜儀、質譜儀、掃描電鏡、三坐標儀等多個品類均被加征5%到25%不等的關稅。南開大學化學學院教授、分析科學研究中心主任劉定斌等專家表示,考慮到中美兩國未來博弈態(tài)勢,這種情況有可能加劇,需加快推進科研儀器的自主研發(fā)。

記者采訪了解到,在科研儀器一些新賽道上,部分國產廠商逐漸嶄露頭角。如天津三英精密儀器股份有限公司在國內率先研發(fā)完成X射線三維顯微鏡產品?!坝肅T技術做精密結構分析,國內外研究基本同步,我們感受不到明顯壓力?!逼髽I(yè)董事長須穎說。森特爾(天津)光電儀器開發(fā)有限公司副總經理楊海龍也表示,公司在程控電源領域已經做到國內領先,其性能和功能已經可以與進口產品相媲美。

推動從原型機到產業(yè)化三大發(fā)力點

受訪專家認為,伴隨科技競爭愈演愈烈,科研儀器的重要性更加凸顯,科研儀器自主可控是科技自立自強的必要路徑。加快實現科研儀器從原型機到產業(yè)化,需要從完善生產工藝、落實好首臺(套)政策、克服路徑依賴三方面發(fā)力。

首先需要完善生產工藝??蒲袃x器產業(yè)鏈條上的元器件研制、生產企業(yè),應以高精度、高性能、高可靠等指標為發(fā)展目標。在元件供應體系中,任何一項沒有達到標準,都可能對整個產品造成巨大影響。一些國產科研裝備難以兼顧精準度與穩(wěn)定性,說明相關產業(yè)鏈上企業(yè)的生產工藝還需完善。

“一些產品在實驗室階段,原型機指標參數很好,甚至好于國外同類產品,可無法在產品階段復現?!表毞f說,“即便能復現實驗室階段的性能參數,也可能無法支持穩(wěn)定運行?!?

例如在化學分析、生物醫(yī)藥等領域廣泛使用的色譜分析儀,對精準度和穩(wěn)定性要求極高。某型號國產色譜分析儀在分析復雜有機化合物時,初期檢測結果的精準度與進口設備相近,但連續(xù)運行數小時后,保留時間、峰面積等關鍵數據開始出現波動。根源是該儀器的溫控系統元件質量參差不齊,部分溫度傳感器的精度無法穩(wěn)定維持在規(guī)定范圍內,導致柱溫波動,影響樣品分離效果,最終造成檢測數據不穩(wěn)定。

須穎等受訪專家認為,從原型機到產業(yè)化,要深入研究元件供應體系,提升生產工藝,把控元件質量,保障儀器的高精度、高性能和高可靠性。此外,原型機在研發(fā)階段可以“不計成本”,但產業(yè)化必須考慮成本效益,需優(yōu)化生產流程,在保證儀器性能的前提下合理選用材料和零部件,提高與國外同類產品的競爭力。

其次,為推動科研儀器迭代升級,需要充分的市場驗證并進行問題反饋,為擴大用戶量,相關部門應積極落實首臺(套)政策,確保真金白銀惠及研發(fā)機構及企業(yè),提高企業(yè)積極性。

楊海龍表示,尖端科研儀器研發(fā)費用高,企業(yè)需要足夠資金回報。為使用戶改變使用慣性,給國產廠商更大市場空間,他建議,循序漸進加大國內高校院所對于國產科研儀器的采購指標,落實好首臺(套)政策。

再者,應打破對國外儀器設備的路徑依賴,加速國產儀器產業(yè)化進程?!扒岸螘r間去拜訪國內幾所知名高校,他們實驗室里用的電源很多是德國品牌?!睏詈}堈f,高校實驗室如果購買國內尖端科研儀器,為確保儀器的穩(wěn)定性、可靠性,采購手續(xù)更加復雜,這會影響甚至降低對國產儀器的購買意向。有受訪博士生表示,導師在海外求學時就使用國外儀器,回國后帶組也會傾向于采購此前使用順手的儀器,學生也易形成對國外儀器設備路徑依賴。

掌握科研工具自主權

近年來,我國為推進科研儀器自主研發(fā)進程,先后設立了科學儀器基礎研究專項、國家重大科研儀器設備研制專項、國家重大科學儀器設備開發(fā)專項等基金項目,取得一定進展。業(yè)內專家認為,新一輪科技革命和產業(yè)變革交織的背景下,國產替代的腳步還需進一步加速。

營造公平競爭市場環(huán)境,發(fā)揮民營企業(yè)主動性。須穎表示,民營企業(yè)靈活度高,反應快,能較快調動市場資源組織團隊攻關。目前在國家組織的科研項目當中,民營企業(yè)參與難度較高。“建議在國家重大項目中,適當向符合資質、通過技術評審的民營企業(yè)傾斜,幫助企業(yè)跨過技術研發(fā)到市場的鴻溝?!?

建立差異化人才評價機制和長周期支持機制。有高校學者表示,科研儀器研發(fā)是一個長期而復雜的過程,涉及理論提出、仿真模擬、三維建模到機械組裝等多個環(huán)節(jié),相較其他研究領域,經費消耗大、成果產出慢、論文影響力低,科研人才主動性不強。建議在破除“四唯”、容錯構建等方面探索更加多元化的機制,激勵更多年輕研究者投身其中。

既重使用也重維護,提高維修維護人員技術水平。完成國產科研儀器采購后,由于科研儀器維保領域專業(yè)人才及知識缺乏,也可能制約儀器發(fā)揮效能。例如有高校院所購入先進的基因測序儀后,因缺乏定期維護,外部灰塵污染影響儀器散熱,內部液路系統或光學檢測系統殘留反應試劑或積累灰塵、污漬,影響儀器的正常使用和檢測數據的準確性。且儀器故障后,因缺少維修資金,長時間擱置造成資源浪費。受訪科研工作者建議,應改變科研儀器“重購置、輕管理,重使用、輕維修”的思維,加強維修維護管理責任與意識,加大儀器維修維護資金投入,培養(yǎng)一批在儀器維保、定制服務等領域的專業(yè)化團隊,進一步擴充人才基石。

加大尖端科研儀器共享力度,釋放既有儀器潛能。國務院曾發(fā)布《關于國家重大科研基礎設施和大型科研儀器向社會開放的意見》,旨在破解閑置浪費現象嚴重、專業(yè)化服務能力不足、開放共享水平不高等科研儀器共享領域的難題。受訪專家認為,可以進一步敞開共享大門,充分打通高校院所與市場企業(yè)之間的壁壘,通過聯盟、第三方公司等渠道,釋放閑置科研儀器資源。■


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