科技的發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)儀器，越是高端科技，越離不開(kāi)與之匹配的高端儀器作為科研的支撐。

正解局（ID：zhengjieclub）出品

一說(shuō)起卡脖子，很多人想到芯片。

改革開(kāi)放四十多年，我國(guó)仍然擺脫不了對(duì)少數(shù)品類產(chǎn)品進(jìn)口的高度依賴，排名前三的是芯片、石油——以及不為大多數(shù)人了解的科學(xué)儀器。

我國(guó)90%的高端科學(xué)儀器要進(jìn)口，被國(guó)外公司壟斷。

如何才能破解“卡脖子”？

1、國(guó)外壟斷

科學(xué)儀器被稱作科學(xué)家“窺視世界原始信息數(shù)據(jù)源頭的眼睛”。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2017年，諾貝爾獎(jiǎng)自然科學(xué)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中，因發(fā)明科學(xué)儀器而直接獲獎(jiǎng)的項(xiàng)目占11%。72%的物理學(xué)獎(jiǎng)、81%的化學(xué)獎(jiǎng)、95%的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)都是借助尖端科學(xué)儀器來(lái)完成的。

想做出點(diǎn)別人做不出來(lái)的研究，手里也得有別人沒(méi)有的家伙式兒。

以現(xiàn)代物理研究為例，約有1/4的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者的工作與儀器研制有關(guān)。

在當(dāng)代科學(xué)研究中，誰(shuí)擁有先進(jìn)的儀器，誰(shuí)就掌握了探索和發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

從這個(gè)角度講，我國(guó)在科學(xué)儀器領(lǐng)域所掌握的主動(dòng)權(quán)實(shí)在太少了。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，去年中國(guó)研究與試驗(yàn)發(fā)展經(jīng)費(fèi)支出為2.79萬(wàn)億元。其中四分之一的投入是儀器設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用，占科研固定資產(chǎn)投資的近6成。

然而，在如此龐大的市場(chǎng)規(guī)模下，國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器能搶到市場(chǎng)份額的卻屈指可數(shù)。

科學(xué)儀器采購(gòu)數(shù)據(jù)

目前，中國(guó)約73％的分析測(cè)試儀器需要進(jìn)口，某些高檔精密儀器的進(jìn)口比例更高，個(gè)別特種專用儀器則完全依賴進(jìn)口。例如國(guó)內(nèi)的電子顯微鏡市場(chǎng)，就有99%的份額被全球五家公司瓜分。

類似核磁共振波譜儀、液質(zhì)聯(lián)用儀、X射線衍射儀的“國(guó)貨”占比率，則更是只有可憐的0.99%、1.19%、1.32%。

毫不夸張地說(shuō)，在高端科研儀器上，卡脖子的情況更加嚴(yán)峻！

2018年，北大核磁共振中心一臺(tái)布魯克核磁共振儀出了故障。

校方向儀器生產(chǎn)方的國(guó)外廠商發(fā)出售后要求，得到的回復(fù)卻是，先付23萬(wàn)元人工費(fèi)，然后才去做修理準(zhǔn)備。

換句話說(shuō)，即使沒(méi)能修好，這筆錢(qián)也不會(huì)退還。

北大核磁中心一臺(tái)950兆赫的核磁共振儀正在工作

聽(tīng)到這種無(wú)理要求，北大核磁共振中心憤而終止合作。

北大核磁共振中心的聲明

可強(qiáng)硬的態(tài)度解決不了實(shí)際的無(wú)奈，以至于集齊了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域多名工程師之合力，卻依然無(wú)法修好這臺(tái)儀器。

現(xiàn)實(shí)很骨感，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有廠家能生產(chǎn)這種叫核磁共振儀的東西，連關(guān)鍵零部件也不行。

由于我國(guó)的高端科學(xué)儀器過(guò)于依賴進(jìn)口，在關(guān)鍵項(xiàng)目尤其是重大項(xiàng)目的研發(fā)中，很容易在關(guān)鍵設(shè)備和部件上被“卡脖子”，類似北大這樣被“勒索”的情況屢見(jiàn)不鮮。

2、國(guó)產(chǎn)差在哪里？

在大眾心目中屬于“高精尖”的科研領(lǐng)域里，恐怕每個(gè)人都得承認(rèn)，國(guó)產(chǎn)儀器確實(shí)跟國(guó)際水平有一定差距。

首先是技術(shù)鴻溝。

國(guó)產(chǎn)品牌在技術(shù)上與國(guó)外品牌的差距仍然很大，并且短時(shí)期內(nèi)難以趕超。

發(fā)達(dá)國(guó)家在高端儀器領(lǐng)域有幾百年的技術(shù)積淀，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新的激勵(lì)機(jī)制也更加合理，這方面的建設(shè)絕非一朝一夕。

同其他技術(shù)領(lǐng)域一樣，高端科研儀器不僅受制于制造這個(gè)單一因素的影響，而且受制于研發(fā)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、生產(chǎn)、市場(chǎng)流通、應(yīng)用、技術(shù)創(chuàng)新等方方面面因素的影響。

比如用于分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)和材料微結(jié)構(gòu)的X射線衍射儀，應(yīng)用廣泛，目前世界范圍內(nèi)的供應(yīng)商主要有日本的Rigaku Corporation、荷蘭的PANalytical B.V.和德國(guó)的Bruker等公司，儀器本身和附件的精密度和多功能性很高，軟件的智能化程度也不錯(cuò)。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品不僅在儀器本身的技術(shù)方面稍有落后，在軟件和附件方面的差異尤其巨大。

某網(wǎng)友對(duì)國(guó)產(chǎn)X射線衍射儀的評(píng)論

其次，國(guó)產(chǎn)儀器的零部件不過(guò)關(guān)。

很多儀器在關(guān)鍵部件上采用進(jìn)口零件，一些無(wú)關(guān)緊要的部件則用國(guó)產(chǎn)替代，但這兩者的落差有點(diǎn)大。

曾經(jīng)有網(wǎng)友就調(diào)侃過(guò)，他們單位買(mǎi)過(guò)的一臺(tái)國(guó)產(chǎn)的凱氏定氮儀，一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，一按下去就按不上來(lái)了，感覺(jué)開(kāi)關(guān)配件就像是地?cái)偸袌?chǎng)上買(mǎi)的，質(zhì)量非常不好，經(jīng)常是用不了多久，隔三差五就出問(wèn)題。

而國(guó)外進(jìn)口的儀器，品牌聲譽(yù)更好。

配件用的都是知名廠商的產(chǎn)品，雖然價(jià)格貴了不少，但穩(wěn)定性高、重復(fù)性好，最主要是省去很多麻煩。

第三，國(guó)產(chǎn)儀器的配套和周邊建設(shè)很不到位。

買(mǎi)科學(xué)儀器跟買(mǎi)手機(jī)一樣，也需要重視產(chǎn)品的生態(tài)圈，這有點(diǎn)像是iPhone和Apple Store的關(guān)系。

國(guó)外的知名儀器廠家的產(chǎn)品，并非單一的存在，而是與有很多子公司生產(chǎn)配套的配件和耗材有關(guān)聯(lián)。

這些都能保證科研工作能在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框架下更加簡(jiǎn)便地進(jìn)行。

經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的共生，國(guó)外品牌間配合的“默契程度”很高，此時(shí)突然插進(jìn)一個(gè)國(guó)產(chǎn)儀器，自然匹配度不高。

第四，科學(xué)研究的用戶圈在國(guó)外，限制了國(guó)產(chǎn)儀器的普及。

不可否認(rèn)，科學(xué)研究的重心仍然在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)外的科研工作者使用的是國(guó)外的儀器。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)有問(wèn)題的時(shí)候，很多人喜歡上網(wǎng)發(fā)布問(wèn)題，尋求解答。

用國(guó)外儀器的話，大概率會(huì)有前人碰見(jiàn)過(guò)一樣的問(wèn)題，有些甚至能直接找到相關(guān)的期刊論文，直接提供解決方案。

如果用國(guó)產(chǎn)儀器，同樣的狀況恐怕就只能去問(wèn)廠家的技術(shù)支持了。

國(guó)外一篇關(guān)于核磁檢測(cè)的論文，實(shí)驗(yàn)使用瓦里安和布魯克品牌的儀器

第五，科學(xué)研究本身具有試錯(cuò)成本超高的特性。

有很多實(shí)驗(yàn)室，在做關(guān)鍵研究時(shí)，會(huì)要求使用進(jìn)口儀器和進(jìn)口試劑。

理由很簡(jiǎn)單，如果最好的儀器和試劑，實(shí)驗(yàn)都做不出來(lái)，說(shuō)明是想法不對(duì)，那就直接不用繼續(xù)嘗試了。

反之，如果不用最好的儀器和試劑，那么當(dāng)實(shí)驗(yàn)做不出來(lái)的時(shí)候，到底原因是什么呢？真的是想法不對(duì)嗎？

恐怕就沒(méi)人能說(shuō)準(zhǔn)了。

所以，與其花時(shí)間糾結(jié)后果，還不如一開(kāi)始就從根本上用大家都認(rèn)可的儀器設(shè)備來(lái)得省心。

有鑒于此，國(guó)內(nèi)的科學(xué)家只要錢(qián)足夠，大都更愿意掏錢(qián)買(mǎi)進(jìn)口設(shè)備，留給國(guó)產(chǎn)科研儀器的預(yù)算很低，進(jìn)一步減少了國(guó)產(chǎn)科研儀器的“出場(chǎng)”機(jī)會(huì)。

惡性循環(huán)由此產(chǎn)生。

3、如何破解

歷史地看，國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器的落后有一定的歷史原因。

上世紀(jì)90年代之前，科學(xué)儀器被簡(jiǎn)單地視作科技發(fā)展的配角，很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不被重視，以至于國(guó)家儀器儀表局都被撤銷。

這是我國(guó)科學(xué)儀器發(fā)展的一個(gè)低潮期，科學(xué)儀器相關(guān)的技術(shù)發(fā)展也隨之停滯下來(lái)。

國(guó)內(nèi)的科學(xué)儀器發(fā)展失去了寶貴的10年，出現(xiàn)斷代，落后于國(guó)外產(chǎn)品。

而此時(shí)又恰逢中國(guó)科技發(fā)展的繁榮期，學(xué)者們目力所及的都是國(guó)外儀器，嚴(yán)重影響到國(guó)人對(duì)國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器的認(rèn)知，國(guó)外品牌在品牌認(rèn)知方面對(duì)于國(guó)產(chǎn)品牌具有降維打擊的優(yōu)勢(shì)。

這種固有的偏見(jiàn)，需要國(guó)產(chǎn)儀器品牌在技術(shù)追趕的同時(shí)慢慢改變。

國(guó)產(chǎn)儀器品牌想要扭轉(zhuǎn)劣勢(shì)，必須認(rèn)清事實(shí)，知恥而后勇。

第一，滿足客戶的需求，才有突圍的可能。

全面地看，產(chǎn)品想被市場(chǎng)接受，被客戶信任，光靠技術(shù)可不行，得實(shí)實(shí)在在做到“用戶至上”，做到為用戶提供比國(guó)際大牌更誠(chéng)摯的服務(wù)才行。

2019年11月，清華大學(xué)某實(shí)驗(yàn)室在使用進(jìn)口儀器時(shí)出現(xiàn)故障。若返回原廠維修，耗時(shí)長(zhǎng)，花費(fèi)大，于是實(shí)驗(yàn)室嘗試聯(lián)系了一家生產(chǎn)同類型儀器的企業(yè)。

這家企業(yè)早在此一年前，就發(fā)布了中國(guó)首臺(tái)商用脈沖式電子順磁共振（EPR）波譜儀，且具有自主研發(fā)實(shí)力和專業(yè)的服務(wù)支持體系。

在得知清華大學(xué)的情況后，這家企業(yè)馬上安排工程師前往，僅用了4個(gè)工作日，就徹底解決了用戶的問(wèn)題，比返回原廠維修，節(jié)約了近一個(gè)月的時(shí)間。

國(guó)內(nèi)首臺(tái)“脈沖式電子順磁共振波譜儀”發(fā)布

反觀國(guó)外儀器品牌，憑借壟斷地位，常常店大欺客。

以前文中跟北大鬧掰的布魯克為例，2018年底的一份實(shí)名的滿意度調(diào)查顯示，188名國(guó)內(nèi)用戶，對(duì)售后服務(wù)滿意的不到5%，過(guò)半不滿意；對(duì)售后部門(mén)負(fù)責(zé)人的滿意度僅有1%，超過(guò)七成不滿意。

在售后服務(wù)的具體問(wèn)題中，最不滿意的前三項(xiàng)分別是：零部件價(jià)格昂貴，售后漲幅大漲速快，售后維修響應(yīng)慢。

對(duì)手的短板，就是國(guó)產(chǎn)突圍的方向！

第二，扎穩(wěn)中端市場(chǎng)，蠶食高端市場(chǎng)。

國(guó)內(nèi)企業(yè)在科研儀器技術(shù)上的差距誠(chéng)然存在，但經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，在國(guó)家政策大力支持的背景下，國(guó)內(nèi)企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)沉淀和積累。

在中高端市場(chǎng)內(nèi)，國(guó)內(nèi)外科學(xué)儀器的技術(shù)差距越來(lái)越小，部分國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

目前，在高端科學(xué)儀器領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)也在積極扭轉(zhuǎn)劣勢(shì)。

雙光子成像技術(shù)是研究活體特別是腦神經(jīng)運(yùn)動(dòng)最合適的成像技術(shù)之一，對(duì)應(yīng)的顯微鏡在國(guó)內(nèi)一度空白。

2017年，北大程和平院士和陳良怡教授牽頭研發(fā)出微型化雙光子活體成像技術(shù)，其核心技術(shù)是可佩戴的微型化雙光子熒光顯微鏡，重量?jī)H有2.2g。

使用這部重量最輕的雙光子顯微鏡，他們首次獲得小鼠自由行為過(guò)程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)清晰穩(wěn)定的圖像，相關(guān)成果在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表。

程和平院士和陳良怡教授在Nature Methods上發(fā)表的論文

研究團(tuán)隊(duì)成立了超維景公司，產(chǎn)品成型并已小批量出貨，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品銷售額過(guò)億，國(guó)際產(chǎn)品銷售額也超千萬(wàn)，已達(dá)成國(guó)際合作的有德國(guó)馬普神經(jīng)所、德國(guó)波恩大學(xué)、德國(guó)馬普鳥(niǎo)類研究所、美國(guó)紐約大學(xué)、美國(guó)馬普神經(jīng)所等國(guó)際知名研究機(jī)構(gòu)。

以醫(yī)用核磁共振成像儀來(lái)說(shuō)，低端的0.5T以下的市場(chǎng)，因?yàn)槭袌?chǎng)很小，進(jìn)口品牌在2015年前后就已經(jīng)完全退出國(guó)內(nèi)市場(chǎng)；中端的1.5T市場(chǎng)占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比的六成，國(guó)產(chǎn)品牌已經(jīng)占有半壁江山，年發(fā)貨量超百臺(tái)的國(guó)產(chǎn)品牌有上海聯(lián)影和蘇州朗潤(rùn)；3.0T的高端和7.0T的超高端產(chǎn)品市場(chǎng)中，聯(lián)影也已分得一杯羹。

去年，聯(lián)影醫(yī)療的高場(chǎng)核磁共振研發(fā)項(xiàng)目還榮獲2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

不過(guò)，還是應(yīng)該意識(shí)到，醫(yī)用核磁共振成像儀雖然能做很多臨床醫(yī)學(xué)研究，但終歸還是偏應(yīng)用的儀器，并不代表核磁共振成像技術(shù)的最前沿。

第三，把握科學(xué)儀器發(fā)展的未來(lái)與趨勢(shì)。

歷史地看，科學(xué)儀器的發(fā)展也有自身的規(guī)律和潮流，產(chǎn)品智能化、專業(yè)化、便攜化是儀器行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

科學(xué)儀器已進(jìn)入“智能儀器”的階段。

儀器已經(jīng)不僅是簡(jiǎn)單的硬件實(shí)體，而是儀器和處理器的結(jié)合。

現(xiàn)在的很多高端儀器上已經(jīng)搭載了功能強(qiáng)大的工作站，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出，還可用多種方式處理，大大提高了科研的效率。

智能化的儀器可以進(jìn)一步消除人為因素造成的誤差，讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確更可靠，科學(xué)研究也更專業(yè)。

功能強(qiáng)大的便攜化科學(xué)儀器讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展不再囿于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，而是到現(xiàn)場(chǎng)觀察、試驗(yàn)、記錄，以及處理數(shù)據(jù)。

便攜式檢測(cè)是案件辦理中急需的儀器分析技術(shù)，聚光科技自主研發(fā)生產(chǎn)的便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀十多年前就打開(kāi)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，還中標(biāo)了公安部的采購(gòu)。

在長(zhǎng)期的使用中，國(guó)產(chǎn)儀器的成熟性和穩(wěn)定性得到了國(guó)家相關(guān)部門(mén)的支持和認(rèn)可，為打破進(jìn)口儀器壟斷提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。

科技的發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)儀器，越是高端科技，越離不開(kāi)與之匹配的高端儀器作為科研的支撐。

發(fā)展國(guó)產(chǎn)高端科研儀器，不僅是在撬開(kāi)卡我們脖子的那只手，更是給我國(guó)高科技的未來(lái)發(fā)展，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

希望國(guó)產(chǎn)科研儀器早日成長(zhǎng)，成為國(guó)內(nèi)科研的基石。