科技的發(fā)展離不開科學儀器，越是高端科技，越離不開與之匹配的高端儀器作為科研的支撐。
正解局（ID：zhengjieclub）出品
一說起卡脖子，很多人想到芯片。
改革開放四十多年，我國仍然擺脫不了對少數(shù)品類產(chǎn)品進口的高度依賴，排名前三的是芯片、石油——以及不為大多數(shù)人了解的科學儀器。
我國90%的高端科學儀器要進口，被國外公司壟斷。
如何才能破解“卡脖子”？
1、國外壟斷
科學儀器被稱作科學家“窺視世界原始信息數(shù)據(jù)源頭的眼睛”。
據(jù)統(tǒng)計，到2017年，諾貝爾獎自然科學獲獎項目中，因發(fā)明科學儀器而直接獲獎的項目占11%。72%的物理學獎、81%的化學獎、95%的生理學或醫(yī)學獎都是借助尖端科學儀器來完成的。
想做出點別人做不出來的研究，手里也得有別人沒有的家伙式兒。
以現(xiàn)代物理研究為例，約有1/4的諾貝爾物理學獎獲得者的工作與儀器研制有關。
在當代科學研究中，誰擁有先進的儀器，誰就掌握了探索和發(fā)展的主動權。
從這個角度講，我國在科學儀器領域所掌握的主動權實在太少了。
據(jù)統(tǒng)計，去年中國研究與試驗發(fā)展經(jīng)費支出為2.79萬億元。其中四分之一的投入是儀器設備采購費用，占科研固定資產(chǎn)投資的近6成。
然而，在如此龐大的市場規(guī)模下，國產(chǎn)科學儀器能搶到市場份額的卻屈指可數(shù)。
科學儀器采購數(shù)據(jù)
目前，中國約73％的分析測試儀器需要進口，某些高檔精密儀器的進口比例更高，個別特種專用儀器則完全依賴進口。例如國內(nèi)的電子顯微鏡市場，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“國貨”占比率，則更是只有可憐的0.99%、1.19%、1.32%。
毫不夸張地說，在高端科研儀器上，卡脖子的情況更加嚴峻！
2018年，北大核磁共振中心一臺布魯克核磁共振儀出了故障。
校方向儀器生產(chǎn)方的國外廠商發(fā)出售后要求，得到的回復卻是，先付23萬元人工費，然后才去做修理準備。
換句話說，即使沒能修好，這筆錢也不會退還。
北大核磁中心一臺950兆赫的核磁共振儀正在工作
聽到這種無理要求，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
可強硬的態(tài)度解決不了實際的無奈，以至于集齊了國內(nèi)該領域多名工程師之合力，卻依然無法修好這臺儀器。
現(xiàn)實很骨感，國內(nèi)幾乎沒有廠家能生產(chǎn)這種叫核磁共振儀的東西，連關鍵零部件也不行。
由于我國的高端科學儀器過于依賴進口，在關鍵項目尤其是重大項目的研發(fā)中，很容易在關鍵設備和部件上被“卡脖子”，類似北大這樣被“勒索”的情況屢見不鮮。
2、國產(chǎn)差在哪里？
在大眾心目中屬于“高精尖”的科研領域里，恐怕每個人都得承認，國產(chǎn)儀器確實跟國際水平有一定差距。
首先是技術鴻溝。
國產(chǎn)品牌在技術上與國外品牌的差距仍然很大，并且短時期內(nèi)難以趕超。
發(fā)達國家在高端儀器領域有幾百年的技術積淀，社會對創(chuàng)新的激勵機制也更加合理，這方面的建設絕非一朝一夕。
同其他技術領域一樣，高端科研儀器不僅受制于制造這個單一因素的影響，而且受制于研發(fā)、知識產(chǎn)權保護、生產(chǎn)、市場流通、應用、技術創(chuàng)新等方方面面因素的影響。
比如用于分析物質(zhì)結構和材料微結構的X射線衍射儀，應用廣泛，目前世界范圍內(nèi)的供應商主要有日本的Rigaku Corporation、荷蘭的PANalytical B.V.和德國的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。
相對來說，國產(chǎn)產(chǎn)品不僅在儀器本身的技術方面稍有落后，在軟件和附件方面的差異尤其巨大。
某網(wǎng)友對國產(chǎn)X射線衍射儀的評論
其次，國產(chǎn)儀器的零部件不過關。
很多儀器在關鍵部件上采用進口零件，一些無關緊要的部件則用國產(chǎn)替代，但這兩者的落差有點大。
曾經(jīng)有網(wǎng)友就調(diào)侃過，他們單位買過的一臺國產(chǎn)的凱氏定氮儀，一個按鈕開關，一按下去就按不上來了，感覺開關配件就像是地攤市場上買的，質(zhì)量非常不好，經(jīng)常是用不了多久，隔三差五就出問題。
而國外進口的儀器，品牌聲譽更好。
配件用的都是知名廠商的產(chǎn)品，雖然價格貴了不少，但穩(wěn)定性高、重復性好，最主要是省去很多麻煩。
第三，國產(chǎn)儀器的配套和周邊建設很不到位。
買科學儀器跟買手機一樣，也需要重視產(chǎn)品的生態(tài)圈，這有點像是iPhone和Apple Store的關系。
國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聯(lián)。
這些都能保證科研工作能在一個標準框架下更加簡便地進行。
經(jīng)過很長時間的共生，國外品牌間配合的“默契程度”很高，此時突然插進一個國產(chǎn)儀器，自然匹配度不高。
第四，科學研究的用戶圈在國外，限制了國產(chǎn)儀器的普及。
不可否認，科學研究的重心仍然在歐美等發(fā)達國家，國外的科研工作者使用的是國外的儀器。
當實驗有問題的時候，很多人喜歡上網(wǎng)發(fā)布問題，尋求解答。
用國外儀器的話，大概率會有前人碰見過一樣的問題，有些甚至能直接找到相關的期刊論文，直接提供解決方案。
如果用國產(chǎn)儀器，同樣的狀況恐怕就只能去問廠家的技術支持了。
國外一篇關于核磁檢測的論文，實驗使用瓦里安和布魯克品牌的儀器
第五，科學研究本身具有試錯成本超高的特性。
有很多實驗室，在做關鍵研究時，會要求使用進口儀器和進口試劑。
理由很簡單，如果最好的儀器和試劑，實驗都做不出來，說明是想法不對，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，那么當實驗做不出來的時候，到底原因是什么呢？真的是想法不對嗎？
恐怕就沒人能說準了。
所以，與其花時間糾結后果，還不如一開始就從根本上用大家都認可的儀器設備來得省心。
有鑒于此，國內(nèi)的科學家只要錢足夠，大都更愿意掏錢買進口設備，留給國產(chǎn)科研儀器的預算很低，進一步減少了國產(chǎn)科研儀器的“出場”機會。
惡性循環(huán)由此產(chǎn)生。
3、如何破解
歷史地看，國產(chǎn)科學儀器的落后有一定的歷史原因。
上世紀90年代之前，科學儀器被簡單地視作科技發(fā)展的配角，很長時間內(nèi)不被重視，以至于國家儀器儀表局都被撤銷。
這是我國科學儀器發(fā)展的一個低潮期，科學儀器相關的技術發(fā)展也隨之停滯下來。
國內(nèi)的科學儀器發(fā)展失去了寶貴的10年，出現(xiàn)斷代，落后于國外產(chǎn)品。
而此時又恰逢中國科技發(fā)展的繁榮期，學者們目力所及的都是國外儀器，嚴重影響到國人對國產(chǎn)科學儀器的認知，國外品牌在品牌認知方面對于國產(chǎn)品牌具有降維打擊的優(yōu)勢。
這種固有的偏見，需要國產(chǎn)儀器品牌在技術追趕的同時慢慢改變。
國產(chǎn)儀器品牌想要扭轉劣勢，必須認清事實，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)品想被市場接受，被客戶信任，光靠技術可不行，得實實在在做到“用戶至上”，做到為用戶提供比國際大牌更誠摯的服務才行。
2019年11月，清華大學某實驗室在使用進口儀器時出現(xiàn)故障。若返回原廠維修，耗時長，花費大，于是實驗室嘗試聯(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)布了中國首臺商用脈沖式電子順磁共振（EPR）波譜儀，且具有自主研發(fā)實力和專業(yè)的服務支持體系。
在得知清華大學的情況后，這家企業(yè)馬上安排工程師前往，僅用了4個工作日，就徹底解決了用戶的問題，比返回原廠維修，節(jié)約了近一個月的時間。
國內(nèi)首臺“脈沖式電子順磁共振波譜儀”發(fā)布
反觀國外儀器品牌，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年底的一份實名的滿意度調(diào)查顯示，188名國內(nèi)用戶，對售后服務滿意的不到5%，過半不滿意；對售后部門負責人的滿意度僅有1%，超過七成不滿意。
在售后服務的具體問題中，最不滿意的前三項分別是：零部件價格昂貴，售后漲幅大漲速快，售后維修響應慢。
對手的短板，就是國產(chǎn)突圍的方向！
第二，扎穩(wěn)中端市場，蠶食高端市場。
國內(nèi)企業(yè)在科研儀器技術上的差距誠然存在，但經(jīng)過近20年的發(fā)展，在國家政策大力支持的背景下，國內(nèi)企業(yè)不斷進行技術沉淀和積累。
在中高端市場內(nèi)，國內(nèi)外科學儀器的技術差距越來越小，部分國產(chǎn)產(chǎn)品達到國際先進水平。
目前，在高端科學儀器領域，國內(nèi)企業(yè)也在積極扭轉劣勢。
雙光子成像技術是研究活體特別是腦神經(jīng)運動最合適的成像技術之一，對應的顯微鏡在國內(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，其核心技術是可佩戴的微型化雙光子熒光顯微鏡，重量僅有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程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動清晰穩(wěn)定的圖像，相關成果在國際知名學術期刊發(fā)表。
程和平院士和陳良怡教授在Nature Methods上發(fā)表的論文
研究團隊成立了超維景公司，產(chǎn)品成型并已小批量出貨，國內(nèi)產(chǎn)品銷售額過億，國際產(chǎn)品銷售額也超千萬，已達成國際合作的有德國馬普神經(jīng)所、德國波恩大學、德國馬普鳥類研究所、美國紐約大學、美國馬普神經(jīng)所等國際知名研究機構。
以醫(yī)用核磁共振成像儀來說，低端的0.5T以下的市場，因為市場很小，進口品牌在2015年前后就已經(jīng)完全退出國內(nèi)市場；中端的1.5T市場占國內(nèi)市場占比的六成，國產(chǎn)品牌已經(jīng)占有半壁江山，年發(fā)貨量超百臺的國產(chǎn)品牌有上海聯(lián)影和蘇州朗潤；3.0T的高端和7.0T的超高端產(chǎn)品市場中，聯(lián)影也已分得一杯羹。
去年，聯(lián)影醫(yī)療的高場核磁共振研發(fā)項目還榮獲2020年度國家科學技術進步一等獎。
不過，還是應該意識到，醫(yī)用核磁共振成像儀雖然能做很多臨床醫(yī)學研究，但終歸還是偏應用的儀器，并不代表核磁共振成像技術的最前沿。
第三，把握科學儀器發(fā)展的未來與趨勢。
歷史地看，科學儀器的發(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。
科學儀器已進入“智能儀器”的階段。
儀器已經(jīng)不僅是簡單的硬件實體，而是儀器和處理器的結合。
現(xiàn)在的很多高端儀器上已經(jīng)搭載了功能強大的工作站，將數(shù)據(jù)實時輸出，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一步消除人為因素造成的誤差，讓實驗結果更準確更可靠，科學研究也更專業(yè)。
功能強大的便攜化科學儀器讓科學實驗的開展不再囿于實驗室內(nèi)，而是到現(xiàn)場觀察、試驗、記錄，以及處理數(shù)據(jù)。
便攜式檢測是案件辦理中急需的儀器分析技術，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了國內(nèi)市場，還中標了公安部的采購。
在長期的使用中，國產(chǎn)儀器的成熟性和穩(wěn)定性得到了國家相關部門的支持和認可，為打破進口儀器壟斷提供了堅實的基礎。
科學技術是第一生產(chǎn)力。
科技的發(fā)展離不開科學儀器，越是高端科技，越離不開與之匹配的高端儀器作為科研的支撐。
發(fā)展國產(chǎn)高端科研儀器，不僅是在撬開卡我們脖子的那只手，更是給我國高科技的未來發(fā)展，打下堅實的基礎。
希望國產(chǎn)科研儀器早日成長，成為國內(nèi)科研的基石。
