加大支持力度，跨越研發(fā)應用障礙

高端科研儀器國產(chǎn)化值得期待

工欲善其事，必先利其器。現(xiàn)代科技發(fā)展實踐表明，科研儀器是科學研究不可或缺的工具和手段，誰在科研儀器上率先突破，誰就往往能占據(jù)科學研究的先發(fā)優(yōu)勢。

近年來，我國的科研儀器在國產(chǎn)化上已取得積極進展，但由于歷史積累不足等多方面原因，高端科研儀器依賴進口的局面尚未得到根本改觀。在建設世界科技強國的征程中，科研儀器特別是高端科研儀器如何盡快實現(xiàn)國產(chǎn)化，已成為一個不容回避的重要問題。

當前我國高端科研儀器自主研發(fā)的現(xiàn)狀如何？在高端科研儀器國產(chǎn)化進程中還面臨哪些困難，今后的路子應該怎么走？從今天起本版刊發(fā)“關(guān)注高端科研儀器國產(chǎn)化”系列報道，圍繞這些問題進行探討，敬請關(guān)注。

　　——編 者

要想成為科研強國，必須首先成為儀器強國

日前，人類歷史上首張黑洞“正面照”發(fā)布，在全世界引起廣泛關(guān)注。這張“照片”是由來自全球30多個研究所的科學家們通過分布在全球不同地區(qū)的8個射電望遠鏡陣列組成的一個虛擬望遠鏡網(wǎng)絡拍攝到的。

黑洞“照片”的成功拍攝，離不開射電望遠鏡的使用。現(xiàn)代科技發(fā)展實踐表明，重大科學研究成果的取得，往往是以科學儀器和技術(shù)手段上的突破為先導；科學儀器的進展一定程度上代表著科學前沿的方向，也是推動科技創(chuàng)新的重要支撐。

據(jù)不完全統(tǒng)計，諾貝爾自然科學類獎項中，68.4%的物理學獎、74.6%的化學獎和90%的生理學或醫(yī)學獎成果借助各種先進的科學儀器完成，或直接與新儀器方法或功能的發(fā)展相關(guān)。

中國科學院電工研究所研究員肖立業(yè)告訴記者：“隨著人類對自然的認識向更加微觀的時空尺度、更大的宇宙時空尺度和更加極端的物理條件方向發(fā)展，傳統(tǒng)的科研手段已經(jīng)不能完全勝任。特別是在偏實驗性的研究領(lǐng)域，沒有高端科研儀器，要想做出重大原始創(chuàng)新科研成果很困難。”

高端科研儀器的研發(fā)也提升了科技創(chuàng)新的效率。中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院副院長張鳳舉例說：“在人類基因組計劃開始之初，曾預計完成測序至少需要15年。隨著大規(guī)模測序手段特別是毛細管電泳測序儀的發(fā)展，使得時間縮短了2—3年。”

此外，高端科研儀器的創(chuàng)新、制造和應用水平，也是一個國家科技實力和工業(yè)實力的重要標志，對于支撐創(chuàng)新活動乃至經(jīng)濟社會發(fā)展都有較大的作用。

雖然我國的儀器技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)工作已取得較大進展，然而在高端科研儀器領(lǐng)域，除核磁共振波譜儀外，常用的高分辨質(zhì)譜儀等大型分析儀器、大部分的生命科學儀器如磁共振成像儀、超分辨熒光成像儀、冷凍透射電鏡等還大量依靠進口。

在國際上，全球科研儀器市場也基本由少數(shù)幾個國家的大型企業(yè)主導。美國化學會旗下《化學與工程新聞》雜志公布的2018年度全球儀器公司TOP20排位榜中，有8家是美國公司，7家來自歐洲，5家公司位于日本。

中國電子科技集團第41研究所首席科學家年夫順說：“高端科研儀器依賴進口已成為制約我國自主創(chuàng)新能力提升的一個重要因素?！?/span>

中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員楊學明認為：“如果儀器研發(fā)硬實力上不去，我們就無法發(fā)展自己的高端科研儀器，不僅要花費大量的資金購買，而且容易受制于人?！?/span>

“要想成為科研強國，必須首先成為儀器強國。大力發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端科研儀器，是我國科技發(fā)展的重要一環(huán)?！睆堷P認為。

我國儀器技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)已初見成效

高端科研儀器依賴進口的問題已得到有關(guān)部門的高度重視。早在1998年，國家自然科學基金委就設立了科學儀器基礎研究專項。2011年，“國家重大科研儀器設備研制專項”和“國家重大科學儀器設備開發(fā)專項”設立，分別由國家自然科學基金委和科技部管理，一個負責原創(chuàng)性的儀器研究，一個負責工程化和產(chǎn)業(yè)化。據(jù)了解，2011至2018年，國家自然科學基金委資助來自中央有關(guān)部門推薦、經(jīng)費體量在1000萬元以上的重大科研儀器項目53項，批準資助金額38.14億元；資助全國科研工作者自由申請、經(jīng)費體量在1000萬元以下的重大科研儀器項目466項，批準資助金額32.03億元；兩類項目合計資助經(jīng)費超過70億元。

在這些科研計劃的支持下，我國儀器技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)已初見成效。以科技部“重大科學儀器設備開發(fā)重點專項”為例，“十二五”科學儀器專項共安排項目208個，目前已全面進入驗收階段，有些成果已具備批量生產(chǎn)能力，得到了推廣應用?！笆濉逼陂g，科學儀器專項共安排項目142個，目前正處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程化樣機研制階段。

年夫順告訴記者，預計未來幾年，我國科學儀器成果將進入重要的推廣應用階段，將緩解我國對國外高端科研儀器的依賴。

依托中國科學院武漢物理與數(shù)學研究所技術(shù)成立的武漢中科牛津波譜技術(shù)有限公司，所研制生產(chǎn)的核磁共振波譜儀系統(tǒng)整機已成功推向市場。公司CEO魏嘉說：“我們在國內(nèi)已經(jīng)成功賣出了70多臺核磁共振波譜儀，在國外也賣出了一些?！?/span>

“在國內(nèi)核磁共振波譜儀市場長期被國外企業(yè)主導的背景下，70多臺已經(jīng)算是相當不錯的銷售成績”，魏嘉說，“這一方面得益于中科院武漢物理與數(shù)學研究所長期在核磁共振波譜儀領(lǐng)域里的技術(shù)積累，另一方面則受惠于國家科學儀器研制計劃的大力支持?！?/span>

2007年，中國科學院武漢物理與數(shù)學研究所開始承擔國家重大科學儀器研制項目，先后獲得6000多萬元的資金支持，用于核磁共振主機研發(fā)及工程化。經(jīng)過多年攻關(guān)，該所于2014年成功研制出完整的原型樣機。之后，該所又成立了公司，將技術(shù)轉(zhuǎn)移，由公司進行產(chǎn)業(yè)化及市場應用的推廣。

“最重要的是一些核磁界的老前輩敢于做‘第一個吃螃蟹的人’”，魏嘉說，“在使用過程中，他們發(fā)現(xiàn)我們的儀器也不差，而且售后維修更方便，于是開始幫我們不斷地推薦，慢慢口碑就有了。現(xiàn)在很多國內(nèi)用戶開始了解我們，產(chǎn)品有了一定的知名度?！?/span>

不過也應看到，像中科牛津那樣的企業(yè)還不夠多。中國科學院化學研究所研究員徐堅說，在多數(shù)高端科研儀器領(lǐng)域，由于基礎薄弱，依賴進口的局面仍沒有得到改善，研發(fā)和生產(chǎn)與國際先進水平相比還有一定差距。

國產(chǎn)高端科研儀器研發(fā)還需跨越障礙

究竟是什么卡住了高端科研儀器國產(chǎn)化的脖子？

受訪者指出，高端科研儀器的開發(fā)往往要依托基礎研究上的進步，而前期基礎研究不足，是阻礙國產(chǎn)高端科研儀器研發(fā)的重要因素。比如，獲得諾貝爾獎的PCR技術(shù)（一種用于放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術(shù)）就推動了PCR儀的開發(fā)，顯著提升了研究效率。

同國外相比，我國對高端科研儀器的整體投資強度還不夠高。從創(chuàng)意、關(guān)鍵部件開發(fā)到搭建第一臺樣機，再到最終批量生產(chǎn)，高端科研儀器不僅需要巨額投資，還需要很長的時間周期?！坝捎诟叨丝蒲袃x器研制周期長、難度大、投入人力物力多、投資風險高，科研人員往往更愿意購買國外的先進儀器，研發(fā)儀器的積極性不高?！?張鳳說，“從事儀器研制的中小企業(yè)往往很難獲得風險投資基金的青睞?！?/span>

徐堅說，高端科研儀器市場被國外大企業(yè)主導，留給國內(nèi)企業(yè)的份額本身就已很小，投入大收益小，一些中小企業(yè)自然不愿意做這生意。中科院大連化學物理研究所研究員傅強對此深有體會：“我們曾經(jīng)發(fā)展出一項技術(shù)，還與一家儀器企業(yè)合作，實現(xiàn)了工程化，生產(chǎn)出四五套，也投入使用了。但是后來這家企業(yè)發(fā)現(xiàn)市場不大，就不愿意投入很大的力量繼續(xù)做下去。”

已經(jīng)研制成功的國產(chǎn)儀器，也多少存在著“空心化”問題。年夫順說：“關(guān)鍵部件作為儀器設備的‘心臟’，直接決定了儀器的技術(shù)含量。目前我國大多數(shù)儀器產(chǎn)品所用關(guān)鍵核心器部件，如CPU、光電倍增管、各種探測器和傳感器等，還需要依靠進口?！?/span>

受訪者認為，關(guān)鍵部件和基礎軟件國產(chǎn)能力不足，導致儀器整機廠家的利潤空間被壓縮，使國產(chǎn)儀器整機技術(shù)水平受限，市場認可度不高，影響了行業(yè)的發(fā)展壯大；這種情況反過來又壓減了關(guān)鍵器部件的采購數(shù)量，難以形成產(chǎn)業(yè)鏈上的良性發(fā)展。

從需求側(cè)來看，國產(chǎn)高端科研儀器在實際推廣和應用時，往往較難獲得用戶的信任。一方面，與國外成熟儀器相比，一些國產(chǎn)儀器在性能指標和穩(wěn)定性、可靠性上存在差距；另一方面，一些科研人員受到研究習慣影響，如出于保持與已有文獻一致的實驗數(shù)據(jù)等考慮，往往會選擇國外品牌型號的儀器。

張鳳說：“國產(chǎn)高端科研儀器需要被給予更多‘容錯’‘試錯’的機會，如果國產(chǎn)儀器研發(fā)生產(chǎn)的單位得不到反饋，很難繼續(xù)改進和完善?！?/span>

就像科學研究需要長期積累一樣，高端科研儀器的國產(chǎn)化也需要一個過程，不可能“一口吃成胖子”?！皣獾母叨丝蒲袃x器也是在多年的應用中不斷成熟和完善起來的?！笔茉L者認為，只要國家繼續(xù)加大支持力度，有關(guān)各方攜手攻堅、持續(xù)努力，高端科研儀器國產(chǎn)化值得期待。