高端科研仪器国产化值得期待

锋利的工具能做好工作。现代科学技术发展的实践表明，科学研究仪器是科学研究不可缺少的工具和手段。谁在科学研究仪器上取得了第一个突破，谁就往往在科学研究上拥有第一优势。

近年来，我国科研仪器国产化取得积极进展，但由于历史积累不足等多种原因，高端科研仪器依赖进口的状况并没有得到根本改善。在建设世界科技强国的过程中，如何实现科研仪器尤其是高端科研仪器的国产化，已经成为一个不可回避的重要问题。

中国高端科研仪器的自主研发现状如何？在高端科研仪器的本地化过程中，我们还面临哪些困难，未来该如何发展？从今天开始，本期将发布一系列关于“关注高端科研仪器国产化”的报道。请注意这些问题。

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如果你想成为一个强大的科研国家，你必须首先成为一个强大的仪器国家。

几天前，人类历史上第一张黑洞的“正面照片”发布了，引起了全世界的广泛关注。这张“照片”是由来自世界各地30多个研究所的科学家通过一个由分布在世界不同地区的8个射电望远镜阵列组成的虚拟望远镜网络拍摄的。

黑洞“照片”的成功拍摄离不开射电望远镜的使用。现代科学技术发展的实践表明，重大科学研究成果的取得往往以科学仪器和技术手段的突破为先导。科学仪器的进步在一定程度上代表了科学前沿的方向，也是推动科技创新的重要支撑。

据不完全统计，诺贝尔自然科学奖中68.4%的物理学奖、74.6%的化学奖和90%的生理学或医学奖成果是通过各种先进的科学仪器完成的，或者与新仪器方法或功能的发展直接相关。

中国科学院电气工程研究所的研究员肖立业告诉记者:“随着人类对自然的理解发展到更微观的时空尺度、更大的宇宙时空尺度和更极端的物理条件，传统的科学研究方法不再完全适用。特别是在实验研究领域，没有高端的科研仪器，很难做出重大的原创性和创新性的科研成果。”

高端科研仪器的发展也提高了科技创新的效率。中国科学院科技战略咨询研究所副所长张峰举了一个例子:“在人类基因组计划开始时，估计至少需要15年才能完成测序。随着大规模测序方法，特别是毛细管电泳测序仪的发展，时间缩短了2-3年。”

此外，高端科研仪器的创新、制造和应用水平也是一个国家科技实力和产业实力的重要标志，在支持创新活动乃至经济社会发展中发挥着越来越大的作用。

虽然我国在仪器技术研究和产品开发方面取得了很大进展，但在高端科研仪器领域，除了核磁共振谱仪、高分辨率质谱仪等大型分析仪器，还有大部分生命科学仪器如磁共振成像仪、超分辨率荧光成像仪、冷冻透射电子显微镜等。仍然大量进口。

在国际上，全球科研仪器市场基本上由少数几个国家的大企业主导。在美国化学学会下属机构化学与工程新闻发布的2018全球仪器公司前20名中，8家是美国公司，7家来自欧洲，5家位于日本。

中国电子科技集团第41研究所首席科学家年富顺表示:“对高端科研仪器进口的依赖已经成为制约中国自主创新能力提高的重要因素。”

中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员杨说:“如果我们不能用硬实力发展自己的高端科研仪器，我们不仅要花很多钱去买，而且很容易被别人控制。”

“如果你想成为一个科研力量，你必须首先成为一个仪器力量。大力发展具有自主知识产权的高端科研仪器，是中国科技发展的重要组成部分张峰认为。

中国仪器技术研究和产品开发取得初步成果。

高端科研仪器依赖进口的问题受到相关部门的高度重视。早在1998年，中国国家自然科学基金就设立了科学仪器基础研究专项。2011年，国家自然科学基金委员会和科技部分别成立并管理“国家重大科学研究仪器设备开发项目”和“国家重大科学仪器设备开发项目”。一个负责原始仪器研究，另一个负责工程和产业化。据了解，2011年至2018年，国家自然科学基金资助*有关部门推荐的53个重大科研仪器项目，资助金额超过1000万元，批准资助金额38.14亿元。国家科研工作者资助了466个重大科研仪器项目，资助金额1000万元以下，资助金额32.03亿元。两类项目总投资超过70亿元。

在这些科研项目的支持下，中国的仪器技术研究和产品开发取得了初步成果。以科技部“重大科学仪器设备发展重点项目”为例。“十二五”科学仪器项目共安排了208个项目。目前，它们已经全面进入验收阶段。部分成果已达到批量生产能力，并已推广应用。“十三五”期间，安排了142个科学仪器项目。目前，它们正处于关键技术研究和工程原型开发阶段。

年富顺告诉记者，未来几年，中国的科学仪器预计将进入一个重要的推广应用阶段，这将缓解中国对国外高端科学仪器的依赖。

依托中国科学院武汉物理数学研究所的技术，武汉中科牛津光谱技术有限公司成立。研制生产的整个核磁共振谱仪系统已成功投放市场。首席执行官贾伟说:“我们已经在中国和国外成功销售了70多台核磁共振光谱仪。”

贾伟表示:“在国内核磁共振波谱仪市场长期被外国企业主导的背景下，70多台设备取得了较好的销售业绩。”。这部分是由于中国科学院武汉物理与数学研究所在核磁共振谱仪领域的长期技术积累，部分是由于国家科学仪器发展计划的大力支持

2007年，中国科学院武汉物理与数学研究所开始承担国家重大科学仪器开发项目，并获得了6000多万元的财政支持，用于核磁共振主机研发和工程。经过多年的研究，该研究所于2014年成功开发了一个完整的原型。之后，该研究所成立了一家公司，将技术转让给该公司，用于产业化和促进市场应用。

“最重要的是，一些在核磁场中的老前辈敢于成为‘第一个吃螃蟹的人’”，贾伟说。“在使用过程中，他们发现我们的仪器还不错，而且售后维护也更方便，所以他们开始帮助我们不断地推荐它们，慢慢地口碑就产生了。现在，许多国内用户开始了解我们，产品也获得了一定的知名度。”

然而，也应该注意到，像牛津这样的企业在中国并不多。中国科学院化学研究所研究员徐健表示，在大多数高端科研仪器中，由于基础薄弱，对进口的依赖状况并未改善，研发和生产仍落后于国际先进水平。

国内高端科研仪器研发需要克服障碍

是什么让高端科研仪器在国内止步不前？

受访者指出，高端科研仪器的发展往往取决于基础研究的进展，而前期基础研究的缺乏是阻碍国内高端科研仪器发展的重要因素。例如，获得诺贝尔奖的聚合酶链式反应技术(一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术)促进了聚合酶链式反应仪器的发展，并显著提高了研究效率。

与国外相比，中国对高端科研仪器的总体投资还不够高。从关键部件的创新和开发到第一个原型的建造，到最终的大规模生产，高端科学研究仪器不仅需要巨大的投资，而且需要很长的时间。由于高端科研仪器开发周期长、难度大、人力物力投入大、投资风险高，科研人员往往更愿意购买国外先进仪器，开发仪器的热情不高张峰说，“从事仪器开发的中小企业往往很难获得风险投资基金的青睐。”

许建表示，高端科研仪器市场由大型外国企业主导，留给国内企业的份额很小，投资回报也很低。自然，一些中小企业不愿意做这项业务。中国科学院大连化学物理研究所的研究员付强对此有着深刻的理解:“我们曾经开发了一项技术，并与一家仪器企业合作实现了工程化。生产了四五套并投入使用。然而，该公司后来发现，市场并不大，所以它不愿意在很大的努力继续下去。”

还有一个问题是“掏空”一些已经成功开发的国内工具。年富顺说:“作为设备的‘心脏’，关键部件直接决定了设备的技术含量。目前，我国大多数仪器使用的关键核心元件，如*处理器、光电倍增管、各种探测器和传感器等。，仍然需要导入。”

受访者认为，关键部件和基础软件的国产化能力不足，降低了仪器制造商的利润率，限制了国内仪器制造商的技术水平，市场接受度低，影响了行业的发展和壮大。这反过来又减少了关键零部件的采购量，使得产业链难以形成良性发展。

从需求方面来看，国内高端科研仪器实际推广应用时，往往很难获得用户的信任。一方面，与国外成熟的仪器相比，国内一些仪器在性能指标、稳定性和可靠性方面存在差距；另一方面，一些研究者受到研究习惯的影响。例如，他们经常选择国外品牌的仪器来保持实验数据与现有文献的一致性。

张峰说:“国内高端科研仪器需要更多的‘容错’和‘试错’机会。如果国内研发单位没有收到反馈，就很难继续改进和完善它们。”

正如科学研究需要长期积累一样，高端科学研究仪器的本地化也需要一个过程，不可能“一口就变胖”。“国外高端科研仪器也在多年的应用中不断成熟和完善。”被调查者认为，只要国家继续加大支持力度，有关各方携手解决问题，持续努力，高端科研仪器的本地化是值得期待的。