1 我們依舊很落后—卡脖子的卡脖子行業
改革開放四十多年來,我國的大部分科技產品已經逐步實現了自主研發與生產,但部分品類還高度依賴進口,排名前三的分別是芯片、石油、科學儀器。
改革開放初期,由于產業鏈基礎薄弱,中國的科學儀器采用了大飛機類似的發展思路,造不如買,導致至今我國絕大部分高端科學儀器未能自主生產,90%的高端科學儀器需要進口。
從國產自給率的角度來看,高端科學儀器卡脖子的情況比半導體芯片更加嚴峻,已經到了不解決就威脅國家產業安全和發展的現狀。
一旦離開國外的高端科學儀器供給,國內很多產業例如芯片,高端電動車,比如高端核電站等,都面臨無工具可用的尷尬局面。
諾獎 19:1
日本和中國獲諾獎人數對比:19:1。未來5年,差距大概率還會加大。
日本諾貝爾獎獲得者,指獲獎時或獲獎前持有日本國籍的諾貝爾獎得主。21世紀以來,日本已有19人在物理、化學等領域獲諾獎,平均一年一個,居亞洲首位。除歐美諸國之外,日本是獲獎人數最多的國家,和以色列囊括了亞洲幾乎所有諾貝爾獎得主。
中國大陸只有屠呦呦一人。
在歷年的諾貝爾自然科學獲獎項目中,72%的物理學獎、81%的化學獎、95%的生理學或醫學獎都是借助尖端科學儀器來完成的,其中因發明科學儀器而直接獲獎的項目占11%,可以說科學儀器是人類科技進步的重要發動機,具有十分深遠的科學、經濟和社會價值。
2 沒有先進的科學儀器,不過是二流國家
高端科學儀器是什么?
“科學儀器”指的是科學技術上用于檢查、測量、分析、計算被測對象物理量、生物量、化學量之類性質的裝置。高端科學儀器有“五高”,分別是科技含量高、制作技術高、工藝水平高、精密程度高和性能指標高,也意味著價格高,利潤高,門檻高。
高端科學儀器的重要性主要體現在兩個方面:是高端制造業精密質控的工具;也是科技人員進行基礎研究、先進技術開發、應用開發的基礎工具。
兩院院士王大珩曾這樣總結高端儀器儀表的作用:“它們是科學研究的先行官、工業生產的倍增器、軍事上的戰斗力、生活上的物化法官。”
高端科學儀器自身也是一個高科技產業,它能夠支撐和帶動國民經濟的發展,提升大量相關產業的核心競爭力。
上世紀九十年代,美國商業部國家標準局就曾發布專門的評估報告,明確指出高端儀器工業對美國國民經濟總產值的影響非常大。在美國,高端儀器工業總產值只占工業總產值的4%左右,但它對國民經濟的影響達到了66%。
以色列幾十年把巴勒斯坦按在地上摩擦,不是簡單依靠GDP,而是科技創新。當年大清也曾世界GDP第一,依舊被列強欺辱,就因科技落后。科技創新對于社會進步和提升國家競爭力是不可替代的。沒有高端科學儀器,就沒有先進的科技,也就沒有先進生產力,就要被一直卡脖子。如果中國要在科技領域實現全球領先,在高端科學儀器領域不超越,就不可能完成這個歷史任務。
3 中外差距—“遙遙領先”的不是我們
目前,中國已成為全球最大的生產加工基地。中國經濟總量僅次于美國,2022年中國GDP是美國的70%,是日本的3倍。但中國科學儀器的市場規模并不能與經濟總量相匹配。美國在全球科學儀器市場的占比為36%,中國占比僅為12%,日本約為11%(2022年數據,2023年新數據大概率是日本依舊領先中國)。
2022年全球Top20的儀器廠家之中,美國有11家,日本,德國各3家,瑞士2家,英國1家,沒有一家企業出自中國,而在前十家名單之中,有6家企業來自美國。
國內國外對比 截至2023年5月
國內科學儀器公司市場、市值跟國際差距巨大,與中國經濟總量十分不匹配。
我國高端科學儀器嚴重依賴進口的現狀
2016-2019 年間,中科院下屬研究所采購的200萬以上的科學儀器中,國產質譜儀、X 射線類儀器、光學色譜儀、光學顯微鏡比例不足 1.5%,其中,光學顯微鏡國產采購率為0。類似核磁共振波譜儀、液質聯用儀、X射線衍射儀的“國貨”占比率,僅為0.99%、1.19%、1.32%。
在高端科學儀器領域,進口品牌對我們是“遙遙領先”!中國任重道遠。
4 前途路漫漫--國產科學儀器發展五大難點
第一難題:研發難
科學儀器特點:技術復雜、集成度高,研發難度大。目前市場銷售的大部分科學儀器都是幾十年的積累、沉淀研發出來。由于國內的產業基礎比較薄弱,目前國內大部分企業只能進行簡單地仿制,在中低端產品實現替換,很難形成真正的創新,超越進口品牌難度較大。
第二難題:供應鏈難
國際巨頭經過幾十年的發展,在高端科學儀器領域已經建立了非常成熟的供應鏈體系,核心器件基本都來自國外,而國內科學儀器企業由于采購規模、限購等問題,難以獲得優質的零部件供應,滿足“小批量、多品種、高精度、性價比高”的要求。
為了徹底解決供應鏈問題,國產廠商開始自建零部件工廠,看似低效,實則符合中國科學儀器公司的發展之路。
第三難題:產品穩定難
量是質的保證,產品的可靠性和穩定性除了需要構建優秀的研發設計能力、嚴格的質量管控體系、成熟的供應鏈體系外,還需要企業具備工匠精神,將客戶使用發現問題進行持續地改進,持續完善,客戶使用越多,產品改進就越快,穩定性也就提升越快。
第四難題:應用支持難
高端科學儀器往往被用于前沿的技術研究,涉及大量應用方法學的開發,國外公司由于進入行業比較早,已經積累了豐富的應用案例,能更快地滿足科研人員的需求。而國內企業一方面需要持續提升儀器的穩定性和可靠性,同時還需要不斷提升對應用需求的支持,在資源有限的情況下,難以兼顧。
第五難題:體系融入難
以分析儀器的軟件為例,液相、液質三重四極桿質譜SCIEX、waters和Agilent等公司的軟件是經過美國FDA的許可的,而國內的科學儀器產品在融合國外認證體系方面還有漫長的路要走,如果不能成功進行融合,國產的科學儀器無法進入制藥等高利潤行業,難以建立市場和品牌優勢。
科學儀器行業的發展,不是一朝一夕的事,唯有踏踏實實,才不會曇花一現。
5 數百年機遇--和平反超在眼前
當今世界各地戰爭不斷,誰科學儀器行業領先,科技創新發展得好,誰就能實力超群,誰就更可能成為世界第一。從這個角度而言,科學儀器行業水平也是國家戰略安全及和平的重要保證。
縱觀全球科學儀器發展史,在日本經濟“失去的二十年”里,日本的科學儀器行業卻增長了五倍,這是美國對日本多次發動貿易戰的背景下的取得的成果,非常值得我們深思、借鑒和學習。
目前,國內新生人口數量持續下滑,美國對我國發動貿易戰,情況與當時的日本十分相似。大力發展科學儀器行業,助力發展國內科研和制造能力,提升軟實力和硬實力,才是大國復興的必由之路。
當我們依賴華為的時候,華為依賴誰?沒有先進的科學儀器,華為也造不出遙遙領先的產品。
如果中華民族要實現偉大復興,吾輩必須得抓住難得的歷史機遇,突破高端科學儀器的技術創新:
第一,市場機遇。
日本的經驗告訴我們:量是質的保證,只要有市場需求的支撐,產業就會有重大的發展機會。我們國產科學儀器不僅要扎根國內,更要瞄向全球,充分利用國產替代的歷史機遇,同時也要積極拓展海外市場。既要穩扎穩打地做基礎市場,也要穩中求進拓展中端市場,更要志在高遠逐步滲透高端市場。
第二,人才機遇。
人才是高端科學儀器產業發展的基礎。國外頂級科研機構以及科學儀器龍頭企業中擁有大量華人科學家。由于貿易摩擦的加劇,大量掌握先進技術和管理經驗的海外人才逐漸回國創業就業,強有力地推動了國產科學儀器的發展。
第三,產業升級機遇。
參考歐美日大概100年的科學儀器發展歷史,創新是科學儀器這顆皇冠上明珠的最大特點!一方面,近些年科學儀器的傳統檢測技術已經越來越成熟,我們與發達國家的技術差距正在在逐步縮小,另一方面,科技創新正在進入AI時代,科學儀器產品開始朝智能化、高通量化、微型化等方向發展,在這些領域,中國的科學儀器公司與國外企業都處于探索期,差距并不顯著,完全可以彎道超車。
大國的復興之路,本質是科技領先的過程,曾經老祖宗用土變瓷器,而點石成金的科學儀器行業,才是大國崛起最關鍵的行業之一。市場有了,人才有了,恰逢AI人類重大科技創新機遇,中國科學儀器行業能不能逆勢翻盤,就看我們了。
6 總結:科學儀器是大國復興必經之路
科學技術是第一生產力。
科學儀器是第一生產力的關鍵抓手。
科學儀器行業是卡脖子的卡脖子行業。
科技的發展離不開科學儀器,越是高端科技,越離不開與之匹配的高端儀器作為支撐。
發展國產高端科研儀器,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展,打下堅實的基礎,成為高端產業的護城河。
大國復興之路,沒有一步是平坦的。科學儀器行業就是我們國家科技創新的護城河。唯有科學儀器行業做得越好,科技創新的底座才會扎實,我們才能走得越快,走得越穩,走得越高效率,老百姓才有可能過上更幸福生活。
領先才是硬道理,從模仿到超越。
最后,希望國產高端科學儀器加快創新,持續成長,真正成為國內科研的基石,成為科技立國的根本,成為國家安全的護城河!
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