科研儀器國產(chǎn)化替代這事兒，真的一點(diǎn)也不比造芯片的難度小。

權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，中國每年要向全球出口接近600萬輛汽車，已是名副其實(shí)的汽車工業(yè)賽道里的老大。

可是，作為全球第二大科學(xué)儀器市場，卻又不得不面臨著高端儀器國產(chǎn)化率不足20%的困境。作為對(duì)比，僅僅在2023年，中國科學(xué)儀器進(jìn)口規(guī)模高達(dá)169.8億美元，而出口規(guī)模僅為42.7億美元，到2024 年，中國從美國進(jìn)口精密儀器金額還是有120億美元之多。

看起來，汽車與科研儀器呈現(xiàn)出的差距是如此巨大。

這背后，其實(shí)是國產(chǎn)科研儀器長期以來的不容易。發(fā)生在近期的事是，6月28日，博眾精工旗下的蘇州博眾儀器科技有限公司舉行了一場國產(chǎn)首臺(tái)商用200kV場發(fā)射透射電子顯微鏡（TEM）發(fā)布會(huì)。

都知道科學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)儀器，大多數(shù)人不清楚的是，這場發(fā)布會(huì)對(duì)國產(chǎn)科研儀器的突破進(jìn)步有多大。

“經(jīng)過五年的技術(shù)攻關(guān)與反復(fù)錘煉，從整機(jī)產(chǎn)品到每一個(gè)關(guān)鍵零部件，博眾儀器已把全鏈條核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中?！辈┍娋た偨?jīng)理說道。

這話藏著不少科研人員長期以來的無奈，發(fā)生實(shí)驗(yàn)室里價(jià)值千萬的進(jìn)口質(zhì)譜儀突發(fā)故障，博士生李明盯著屏幕上停滯的數(shù)據(jù)曲線苦笑，”美國工程師說要三周才能來維修，我的實(shí)驗(yàn)，等不起啊?！?/p>

說得直白一點(diǎn)，我們實(shí)驗(yàn)室里的科研儀器，離不開外國人的設(shè)備。問題是，這東西怎么就成了國產(chǎn)化必須邁上的坎兒？中國打贏科研實(shí)驗(yàn)儀器攻堅(jiān)戰(zhàn)又還有多久？

科研實(shí)驗(yàn)里為何也藏有“卡脖子”問題？

科學(xué)世界里面的“瓜”，終究吃到了實(shí)驗(yàn)室里，往往一場看似不起眼的實(shí)驗(yàn)過程，牽涉的便是關(guān)乎國運(yùn)的技術(shù)博弈。

俗話說外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。在外行人心里，實(shí)驗(yàn)室里滿目琳瑯的瓶瓶罐罐和配套器件既普通又神秘，普通，是因?yàn)橄啾裙I(yè)精密模具而言，實(shí)驗(yàn)室里的儀器給人的感覺是簡簡單單；而說它神秘，在于大眾并不知曉，科研儀器尤其是高端實(shí)驗(yàn)設(shè)備，里面藏著無數(shù)鮮為人知的科學(xué)難題。

不妨還是以博眾為例子，作為中國首臺(tái)200kV場發(fā)射商用透射電子顯微鏡，通俗地理解，自然是用于科研研究觀察分析的。不過，也就是這枚能觀測原子結(jié)構(gòu)的科學(xué)慧眼”，自2018年被列入35項(xiàng)卡脖子”技術(shù)清單以來，其國產(chǎn)化率長期趨近于零，市場被日立、蔡司等國際巨頭牢牢壟斷。

作為高端科研儀器的代表性產(chǎn)品，據(jù)了解，BZ-F200 透射電鏡主要圍繞集成電路、材料研發(fā)以及前沿科學(xué)領(lǐng)域，適用于晶格尺度的結(jié)構(gòu)解析、微區(qū)結(jié)構(gòu)表征和納米尺度形貌分析、界面表征以及成分判斷等研究，是一個(gè)國家進(jìn)行科學(xué)研究少不了的玩意兒。

這么多專業(yè)詞匯聽起來是不是很復(fù)雜？的確，越是復(fù)雜和價(jià)值巨大的設(shè)備如果都不能實(shí)現(xiàn)自主可控，那研究成果的自主創(chuàng)新顯得多少有點(diǎn)沒有說服力。

那高端透射電鏡儀器有多難？

此前，高端透射電鏡產(chǎn)業(yè)長期被國外儀器公司壟斷，核心零部件受到國外技術(shù)封鎖。尤其是熱場電子槍、超高穩(wěn)定度電源、熱場電子源、精密加工鏡筒、納米級(jí)測角臺(tái)等核心零部件的自主生產(chǎn)，都是國產(chǎn)廠家?guī)缀跻郧岸紱]干過的事，并且干了也還得經(jīng)得住在實(shí)驗(yàn)室里的長期驗(yàn)證。

把上面每一個(gè)技術(shù)、生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)拆開來看，都是萬里長征。在博眾負(fù)責(zé)人看來，“這條透射電鏡領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)的路途是異常曲折的，沒有人才、沒有技術(shù)、沒有供應(yīng)鏈，缺乏客戶與資金，困難重重下團(tuán)隊(duì)也曾迷茫。是解決國家‘卡脖子’技術(shù)的堅(jiān)定信念，讓團(tuán)隊(duì)走到了今天。”

講到這里，就不難理解，一臺(tái)幫助科學(xué)家進(jìn)行研究觀察的鏡像設(shè)備竟然如此不容易。

但是，透射電鏡的困境只是數(shù)十年來我國科研實(shí)驗(yàn)儀器被卡脖子的一個(gè)小小縮影，放大來看，走進(jìn)任何一間高端實(shí)驗(yàn)室，目之所及盡是西方的隱形”科技?jí)艛唷?/p>

比如，用于科研測量分析的電子天平的核心電磁力傳感器，長期依賴瑞士梅特勒的專利:又比如，質(zhì)譜儀中四極桿質(zhì)量分析器的加工精度需達(dá)到微米級(jí)，我國在此領(lǐng)域長期缺乏基礎(chǔ)；高效液相色譜儀的高壓泵系統(tǒng)被安捷倫、島津把控著90%份額............

這些還只是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的具體產(chǎn)品，而在設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)都需要耗材領(lǐng)域，國產(chǎn)化依然道路且長，舉個(gè)簡單的例子，一克層析填料的成本堪比黃金，而生物科研試劑的國產(chǎn)化率僅10%，賽默飛、BioRad等美國企業(yè)占據(jù)90%市場；有的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)室里不起眼的一次性塑料培養(yǎng)皿，其醫(yī)用級(jí)高分子材料進(jìn)口依賴度竟高達(dá)85%...

例子自然無法一一列舉，反映的共同問題是，科研實(shí)驗(yàn)儀器涉及尖端精密機(jī)械、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域。而回過頭來看，諸如質(zhì)譜、色譜等高端領(lǐng)域，國產(chǎn)設(shè)備份額直到2024年才艱難突破17% 大關(guān)。

新華社曾有這么一篇報(bào)道，說的是一位醫(yī)藥研究博士的直觀感受?！皩?shí)驗(yàn)室里除了冰箱是國產(chǎn)的，其他基本是進(jìn)口的，比如常用的質(zhì)譜儀、核磁共振儀等，幾乎都是美國、德國牌子?！?/p>

甚至?xí)锌蒲腥苏{(diào)侃，我們的論文產(chǎn)出全球第一，但用來發(fā)現(xiàn)真理的‘眼睛’和‘尺子’卻都是借來的?！?/strong>這些背景下，中國需要有一批挑戰(zhàn)困難，迎難而上的企業(yè)。

第一批吃螃蟹者的突圍者

好在，魯迅先生說過：“我們從古以來就有埋頭苦干的人，有拼命硬干的人，有為民請命的人，有舍身求法的人——這就是中國的脊梁?！?/p>

在科研實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域，也沒有過不去的坎兒，國內(nèi)一些企業(yè)嘗試挑戰(zhàn)解決卡脖子難題，并且已有一批代表性產(chǎn)品。

剛在今年5月登陸資本市場的漢邦科技要算一個(gè)。因?yàn)樵谶@家色譜企業(yè)登陸科創(chuàng)板時(shí)，手中就握著39.2%的國產(chǎn)生產(chǎn)級(jí)液相色譜市場占有率，其動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜柱已裝入恒瑞醫(yī)藥、正大天晴等藥企的生產(chǎn)線，甚至出口德國、印度。

但別以為漢邦的突圍就是輕輕松松，至少始于二十年來的破釜沉舟。

當(dāng)創(chuàng)始人張曉東在2005年研制出首臺(tái)國產(chǎn)動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜柱時(shí)，大多外企工程師給的評(píng)價(jià)是，”中國人能仿制外殼，但永遠(yuǎn)做不出核心填料?！?strong>如今，漢邦的微球基質(zhì)鍵合技術(shù)已獲得53項(xiàng)專利，耗材交貨周期比國際巨頭縮短80%。

漢邦是如何做到的？長話短說，科學(xué)研究里面沒有捷徑，老老實(shí)實(shí)坐冷板凳搞研究，幾十年如一日，有技術(shù)突破了就有奔頭，底氣也正是這么來的，幸運(yùn)的是，類似漢邦的企業(yè)不少。

比如，質(zhì)譜儀與色譜儀方面，聚光科技旗下的譜育科技成功推出三重四極桿ICP-MS/MS，截至2024年，全國高校擁有的1241臺(tái)四極桿質(zhì)譜儀，既是進(jìn)口設(shè)備的展示廳”，也成了國產(chǎn)設(shè)備的試煉場”，該儀器在半導(dǎo)體超痕量雜質(zhì)分析方面表現(xiàn)出色，打破了國外廠商的長期壟斷。

外界并不知曉，這家公司與高校聯(lián)合開發(fā)這臺(tái)測量儀器，其原型機(jī)也曾在實(shí)驗(yàn)室沉睡十年，直到企業(yè)注入工程化能力才實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

同時(shí)，禾信儀器也在積極研發(fā)高端三重四級(jí)桿質(zhì)譜，預(yù)計(jì)在5年內(nèi)突破關(guān)鍵技術(shù)，在美國占據(jù)60%市場份額的大背景下，中國企業(yè)至少有了第一步。

再比如，光譜儀與電子顯微鏡領(lǐng)域，國產(chǎn)廠家同樣開始給力，其中，天瑞儀器的X熒光光譜儀已成功列為國家新產(chǎn)品，而鋼研納克的直讀光譜儀在國內(nèi)市場的占有率更是日漸超過了30%。

雖然電子顯微鏡方面，冷凍透射電鏡、掃描電鏡等設(shè)備的進(jìn)口率高達(dá)90%以上，美國FEI（現(xiàn)屬賽默飛世爾）和賽默飛世爾一直處于壟斷地位。不過，國儀量子的電子順磁共振波譜儀、電子顯微鏡等產(chǎn)品還是成功進(jìn)入中國科學(xué)院、清華大學(xué)等高端機(jī)構(gòu)。

電子天平產(chǎn)品上，“過去客戶開口就問有沒有國際品牌的同類產(chǎn)品，現(xiàn)在會(huì)認(rèn)真比較我們的技術(shù)參數(shù)。”天美科學(xué)儀器的企業(yè)銷售相關(guān)負(fù)責(zé)人展示著比亞迪的驗(yàn)收報(bào)告表示，“他們在電池檢測線上用了我們的天平水分儀等產(chǎn)品，替代進(jìn)口產(chǎn)品，成本節(jié)省了60%?！?/p>

諸多現(xiàn)象指向一個(gè)結(jié)論，市場和使用者開始越來越接受國產(chǎn)產(chǎn)品。

中國科研儀器的萬里長征

為什么越來越多的國產(chǎn)科研儀器開始脫穎而出？

進(jìn)一步仔細(xì)研究上述這些企業(yè)案例不難發(fā)現(xiàn)，“國產(chǎn)細(xì)分工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)步、企業(yè)長期堅(jiān)持的自主研發(fā)與投入、聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界伙伴與高校合力攻關(guān)”，構(gòu)成了中國科研實(shí)驗(yàn)儀器產(chǎn)品國產(chǎn)化替代和突圍的土壤。

需求同樣影響商業(yè)驅(qū)動(dòng)，這是市場經(jīng)濟(jì)亙古不變的原理，在此前美國公布的《商業(yè)管制清單》中 ，就有42% 條款涉及科學(xué)儀器，中國高端精密儀器國產(chǎn)化率不足 1.5%，但反過來說，替代空間巨大。

政策層面，國家曾出臺(tái)《關(guān)于促進(jìn)儀器行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出首臺(tái)套補(bǔ)貼覆蓋掃描電鏡、透射電鏡等關(guān)鍵設(shè)備，采購補(bǔ)貼最高達(dá)設(shè)備價(jià)格的1/3；設(shè)備更新計(jì)劃推動(dòng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年均預(yù)算6000萬元，市場規(guī)模超180億元。

不難理解，學(xué)術(shù)界與科研界過去一直“迷信”西方的高尖端品牌和成果，當(dāng)中國企業(yè)開始追趕時(shí)，市場滲透是自然而然的事。

“幾乎沒人會(huì)拒絕性能、價(jià)格、精密度都還不錯(cuò)的國產(chǎn)品牌“這是一位科研助理的心聲。可見，酒香不怕巷子深，好產(chǎn)品總能有買家，企業(yè)底子深，國產(chǎn)科研儀器產(chǎn)品不愁沒銷路。

不過，成績不代表一路順風(fēng)，回過頭來看現(xiàn)實(shí)，國產(chǎn)科研儀器產(chǎn)品的突圍還只是走了萬里長城第一步。

目前，國家層面指出，“閑置浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重、專業(yè)化服務(wù)能力不足、開放共享水平不高”等依然科研儀器共享領(lǐng)域的難題。研究儀器的和生產(chǎn)儀器的以及使用儀器的往往無法耦合到一塊，換句話說，科研成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)學(xué)研的融合度還不夠，

還有品質(zhì)方面也有改進(jìn)空間，比如，三重四極桿質(zhì)譜儀的射頻電源穩(wěn)定性差距導(dǎo)致檢測靈敏度比進(jìn)口設(shè)備低1個(gè)數(shù)量級(jí)；超高效液相色譜儀的泵壓波動(dòng)幅度仍是安捷倫產(chǎn)品的2.3倍。一位實(shí)驗(yàn)室主任坦言：國產(chǎn)設(shè)備能用，但連續(xù)開機(jī)200小時(shí)后的數(shù)據(jù)漂移仍讓人不敢賭上論文成果?！?/p>

畢竟，一個(gè)普通的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，要從樣機(jī)到商用設(shè)備，往往要有數(shù)千小時(shí)的連續(xù)性和穩(wěn)定性測試，打個(gè)比方，國產(chǎn)透射電鏡雖然發(fā)布，但想進(jìn)入復(fù)旦、交大的頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室，還需通過很長時(shí)間的可靠性驗(yàn)證。

那么，如果給實(shí)驗(yàn)儀器的攻堅(jiān)戰(zhàn)定個(gè)時(shí)間表，國產(chǎn)替代的品牌從能用”到好用”還要多久？

值得注意的是，華創(chuàng)證券在2025年4月的研報(bào)中預(yù)判，國產(chǎn)訂單放量拐點(diǎn)將在今明兩年出現(xiàn)。其依據(jù)是三重利好疊加，比如說，關(guān)稅壓力倒逼替代加速（進(jìn)口成本上升40% 以上）、政策強(qiáng)制要求公立機(jī)構(gòu)國產(chǎn)采購比例50%、業(yè)內(nèi)企業(yè)評(píng)論研發(fā)費(fèi)用率突破10%的臨界點(diǎn)，加之客戶使用體驗(yàn)也會(huì)倒逼整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈提升質(zhì)量。

還有包括上海在內(nèi)這些地方城市也在布局，其中規(guī)劃到2027年前后建成科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)集群，國產(chǎn)化率提升至35%，站在行業(yè)視角，有機(jī)構(gòu)預(yù)測到2030年市場整體規(guī)?？赏黄?萬億元，高端產(chǎn)品國產(chǎn)化率超35%。

我們在最后試圖給出中國科研實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)現(xiàn)大部分完全自主可控的結(jié)論，一個(gè)是技術(shù)的可控，目前代表性企業(yè)已有成就，產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度還待加強(qiáng)；另外一方面，產(chǎn)品與市場是兩回事，贏得客戶認(rèn)可還有一段路走。

但從長遠(yuǎn)看，國產(chǎn)科研儀器曙光已現(xiàn)，外部復(fù)雜環(huán)境也封不住中國工程師的想象力在精密與粗糙的夾縫中，在時(shí)間與耐心的淬煉里，一點(diǎn)一點(diǎn)鑿穿封鎖，國產(chǎn)品牌可以磨出自己的刻度。

····· End ·····

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