“走進國內實驗室看看，高端科學儀器有多少是進口的？比例非常高。”近日舉行的一個科技創新工作會議上，上海市政協常委、中科院上海微系統與信息技術研究所研究員李昕欣指出了我國這塊科技短板。科學儀器是科研人員的重要工具，位于科技創新鏈的源頭。在建設世界科技強國進程中，這個領域不能受制于人。
近年來，美國《化學與工程》雜志發布的全球科學儀器公司年度20強榜單上，沒有一家中國企業。高端科學儀器為何難見“中國制造”？“十四五”時期，上海可否加快發展儀器產業？記者采訪了三位科技專家。
儀器創新需要科研方法創新
科學儀器可分為分析儀器、光學儀器、生命科學儀器等多個類別，這幾類儀器的高端產品市場，主要被美國、歐洲、日本企業占領。“科學儀器做得好的國家，才稱得上是科技強國，”李昕欣說，因為儀器是科研工具，也是科研方法創新的產物。比如讓三位歐美科學家獲得諾貝爾化學獎的冷凍電鏡，就是一種成像方法創新的重要成果。“在科研方法上善于創新，并把它們轉化為科學儀器，這是在科技創新鏈源頭的策源能力。我國如果沒有科學儀器創新，在很多前沿科技領域就無法處于‘領跑’地位。”
上海華之光譜儀器有限公司技術顧問陳建鋼的觀點，與李昕欣不謀而合。這位在分析儀器行業工作40多年的“老兵”，在科技部和上海市科委支持下，和同行合作研制出了我國首臺“高性能交直流塞曼原子吸收光譜儀”。在他看來，國內儀器企業和歐美企業的一大差距，體現在對上位機的認識上。上位機是向儀器其他模塊發出操控指令的計算機，其軟件系統能固化科學家探索出的科研方法，成為儀器功能實現的主體。國內很多企業不夠重視上位機開發，使儀器軟件的功能局限于顯示和記錄。而歐美企業為了占據中國市場，積極與中國高校和科研院所合作，建立聯合實驗室，甚至免費將儀器提供給實驗室使用。科學儀器的上位機采集到實驗大數據后，歐美企業將數據背后的科研方法提煉出來，對軟件系統進行升級，讓產品擁有了用戶黏性。
國產交直流塞曼原子吸收光譜儀問世。資料照片
由此可見，科學家與儀器企業的合作至關重要。一方面，政府、高校和科研院所要鼓勵科學家在科研方法上勇于創新，并把創新成果轉化為儀器原型，而不能只滿足于發表論文；另一方面，要推動儀器企業與科學家合作，充分利用實驗室的大數據開發上位機軟件，實現儀器的功能創新。“上海要培育科學儀器的創新策源能力，”李昕欣說，“儀器能用于各行各業，所以這種策源能力可以增強我國的科技綜合實力。”
探索新型舉國體制追趕外企
技術和工藝上被拉開差距，也是高端科學儀器難見“中國制造”的原因之一。上海科學院上海儀器儀表研究所所長、中國儀器儀表學會理事滕華強和陳建鋼都表示，新中國成立后，通過工業布局，逐步建立了門類較齊全的儀器儀表工業體系，在科學儀器領域逐步縮小了與發達國家的差距。市場經濟興起后，原有體系被打碎了，新體系又尚未建成，民營企業無法在高投入、高風險的科學儀器領域與外資企業競爭，導致我國與發達國家的差距反而拉大了。
“上世紀80年代，是上海分析儀器行業的鼎盛時期，那時我在上海第三分析儀器廠工作。”陳建鋼回憶道，“我們廠研制的分析儀器在北京展會上亮相后，銷售進口產品的香港代理商說，內地企業這么發展下去，他們就要失業了。”可惜的是，上海儀器儀表工業體系在市場化和產業結構調整過程中沒有發展壯大，一批國有企業“關停并轉”，人才隊伍打散流失。
滕華強分析說，儀器儀表是一個多領域技術融合的行業，技術門檻高、投資風險大，很難用短期經濟效益驅動，所以需要探索市場經濟條件下的新型舉國體制，加強政府的頂層設計和政策引導。近年來，科技部設立了“重大科學儀器設備開發”重點專項，上海市科委也立項支持儀器研發。“十四五”時期，上海可發揮市儀器儀表學會等社團和科研服務平臺的作用，通過調研選出若干需要技術攻關的重點領域，支持產學研合作研發；同時，可參照國家和地方出臺的促進集成電路產業和軟件產業發展的政策，對儀器企業給予財稅、人才、市場應用等方面扶持。
承擔過財政科技項目的陳建鋼認為，儀器研發項目的布局應重視傳感器、檢測器等儀器關鍵元器件的國產化，不能只支持整機開發。研發項目的驗收應重視生產工藝成果，不能只看圖紙和樣機。“在儀器產品開發過程中，研究階段估計只占30%左右，工藝試驗階段占到70%左右。要讓更多的‘中國制造’進入市場，必須加強工藝技術開發和這方面人才的培養。”在市場應用方面，他建議政府關注行業壁壘問題，推動食品、醫療等行業的儀器國產化替代進程。
“風口”期可建立儀器產業園
2020年《財富》世界500強榜單上，賽默飛世爾科技公司排名498位。在李昕欣看來，這是一個重要信號，因為這家美國企業上榜，是科學儀器企業首次躋身世界500強。“儀器行業的營收比很多行業低，又因為技術門檻高，過去國內資本市場不感興趣。不過近年來，使用科學儀器的科技企業越來越多，儀器用戶不再局限于高校和科研院所，所以這個行業的投資前景越來越被看好。”
賽默飛移動方艙核酸檢測實驗室在進博會上亮相。新華社發
這一市場變化給國內儀器企業發展帶來了“風口”。李昕欣認為，上海有國內一流的機械、光學、材料、軟件等多學科基礎，“十四五”時期有條件加快發展儀器產業，催生多種國產高端科學儀器。“可以在自貿區臨港新片區或張江高新區建立一個科學儀器產業園，引進、集聚一批企業和人才，并引導科學家通過科研方法創新與企業深入合作。”
“什么是高端？”陳建鋼對高端科學儀器提出了自己的看法：政府和企業不能只看重儀器性能指標的高精尖，還要借鑒歐美企業的發展戰略，以市場需求為導向開發產品。“我發現本土企業與外資企業有一個很大差別，本土企業在產品開發上往往采取跟隨策略，而外企最關注的是中國政策動向，根據新政策來預測哪些市場會增長。比如幾年前，它們預測土壤污染分析儀器的需求量會增加，就加強了這方面的研發投入。”由此可見，研發緊貼市場需求，有望提高常用儀器的國產化率。在此基礎上，本土企業才有更多的資金投入高精尖科學儀器研發。
向美歐日企業發起挑戰，上海高端科學儀器取得一定突破
摘要：在科學儀器研發方面，上海有條件、有基礎、有需求，應該勇挑重擔，參與國際競爭。
上海科學儀器的發展現狀如何？解放日報·上觀新聞記者昨天從市科委獲悉，在科學儀器專項的支持下，上海企業、高校和科研院所在中高端科學儀器產品研發方面取得了一定突破。國內首臺雙向凝膠等電聚焦電泳儀、首臺交直流塞曼原子吸收光譜儀、首臺高效微流電色譜儀已在滬問世，工業在線質譜儀、高效逆流色譜儀、高效薄層色譜儀等產品的國內市場占有率排名第一。
目前，全球科學儀器研發和生產高地主要有三個：一是美國，主要企業有賽默飛、丹納赫、安捷倫等；二是歐洲，主要企業有蔡司、梅特勒—托利多、艾本德等；三是日本，主要企業有島津、日立高新、日本電子等。
我國分析儀器行業起步于上世紀50年代，全國多地出現了北京分析儀器廠、上海分析儀器廠、江蘇電分析儀器廠、川儀九廠、佛山分析儀器廠、沈陽分析儀器廠等近40家國有企業，但大多數因改制和市場化因素逐漸消失。
在科技部、國家自然科學基金委、財政部以及地方科技部門的支持下，我國科學儀器產業近年來有較大發展，建設了以上海為龍頭的長三角科學儀器產業群，以北京、天津為中心的渤海灣科學儀器產業帶，以長春、大連為基礎的東北科學儀器產業化基地等。其中，長三角是國內最具活力的科學儀器研發和產業區域，研發人才相對集聚，產業布局結構合理，資本推動比較充裕。
近年來，上海自主研發的一批中高端儀器產品走出了國門。如上海光譜儀器有限公司研制的中高端光譜儀器，已批量出口到德國、澳大利亞等發達國家，并出口到泰國、伊朗等“一帶一路”沿線20多個國家和地區，為深海探測、能源開發、地礦分析等提供了關鍵技術支撐。由上海通微分析技術有限公司研制的毛細管電色譜儀器，出口到美國，服務于高端的蛋白質分析、基因組學、代謝組學等生命科學前沿研究。由上海天美科學儀器有限公司研制的移動式“P3實驗室”科學儀器，出口到印度，用于現場應急分析。
我國首臺交直流塞曼原子吸收光譜儀在上海問世。張馳 攝
在科學儀器的質譜領域，上海充分發揮研發、制造與應用等優勢，形成了國內首個工業質譜產業化基地，已應用于生物制藥、石油化工等產業。在色譜領域，上海研制生產的逆流色譜、毛細管電色譜、全電子壓力控制氣相色譜、超高壓液相色譜形成了規模化產業，填補多項技術空白，向國外企業發起挑戰。在光譜領域，上海研制的符合國際質量標準的中高檔原子吸收光譜儀批量出口到歐洲、美洲和亞太地區，結束了原子吸收儀只進口、沒出口的歷史。在電化學領域，上海研制生產的儀器設備占全國銷量市場的60%以上，在線水質監測儀、化學需氧量測定儀、水質重金屬測定儀等儀器在環境保護領域發揮了重要作用。
除企業外，在國家和市科委項目的支持下，上海高校和科研院所也培育形成了一批高水平的儀器研發團隊，如復旦大學、華東理工大學、華東師范大學、上海理工大學、上海交通大學、中科院上海微系統研究所、中科院上海硅酸鹽研究所、上海市疾病預防控制中心、上海市食品藥品檢驗所、上海市計量技術研究院等。此外，由清華啟迪控股牽頭成立的上海分析技術產業研究院，通過建設綜合性專業化平臺，積極引入“人才+項目”高端研發團隊，打造分析技術產業集群，為本市科學儀器發展提供了技術支持與產業服務保障，為國產科學儀器的創新發展提供了新模式。
市科委相關負責人表示，當前，我國科技正處在“跟跑”向“并跑”乃至“領跑”轉變的關鍵時期，科學儀器是科技創新的基石和利器，可以說沒有科學儀器的“并跑”和“領跑”，就不可能改變科技創新長期處于“跟跑”的局面。“在科學儀器研發方面，上海有條件、有基礎、有需求，應該勇挑重擔，參與國際競爭，在部分領域改變長期受制于人的局面。”
