科學儀器被稱為科學家的“眼睛”和高端制造業(yè)皇冠上“最耀眼的明珠”,在很大程度上能用來衡量一個國家的科研和工業(yè)發(fā)展水平。然而,科學儀器和科學試劑的種類紛繁復雜,不同門類之間既有一定的關聯(lián),也存在難以逾越的技術鴻溝。這導致國內的科學儀器和科學產(chǎn)業(yè)在低端領域魚龍混雜、競爭激烈;在高端領域,只有少量實現(xiàn)自主突破、大部分依賴進口;整體呈現(xiàn)出小眾、分散的狀態(tài)。不久前,上海市科委發(fā)布《上海市促進科學儀器和科研試劑創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2025-2027年)》,在國內科學儀器和科學試劑產(chǎn)業(yè)領域引發(fā)了不小的轟動。這個經(jīng)歷了深入調研之后發(fā)布的3年行動方案,能否結合上海自身優(yōu)勢帶來產(chǎn)業(yè)蝶變?
如果說芯片是被大眾所熟悉的中國被“卡脖子”的產(chǎn)業(yè),那么不為老百姓關注的科學儀器和科學試劑可能就是第三位被“卡脖子”領域。根據(jù)《2022 年中國科學儀器行業(yè)全景圖譜》,科學儀器已經(jīng)成為我國第三大進口產(chǎn)品,僅次于石油和電子元器件,其中大部分是以色譜、質譜、光譜為代表的技術難度高、系統(tǒng)復雜的高端產(chǎn)品。
《上海市促進科學儀器和科研試劑創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2025-2027年)》提出,要“堅持以產(chǎn)品為牽引,強化關鍵核心技術攻關”,到2027年“形成5個以上達到國際領先水平的科學儀器、10個以上達到國際領先水平的科研試劑”。發(fā)力中高端領域,強化產(chǎn)業(yè)鏈自主可控和國產(chǎn)替代能級,上??茖W儀器和科學試劑產(chǎn)業(yè)將如何實現(xiàn)自主創(chuàng)新?
從輕蔑的“仿制不出來”到連聲稱贊“very good”,科學儀器自主創(chuàng)新繞不開的“打磨”之路
工欲善其事,必先利其器。在上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理倪晨杰的眼中,科學儀器是名副其實的高端制造業(yè)皇冠上的“明珠”,擁有“學霸級”的技術門檻。
“做難而正確的事”是融入屹堯儀器血脈中的信仰。自2000年成立至今,屹堯儀器已深耕微波消解技術和樣品前處理領域20余年?!霸缭谏鲜兰o80年代,美國就已經(jīng)發(fā)明了第一臺微波消解儀,用來為質譜檢測分解樣品。而我國在21世紀初才開始進入這個領域,已經(jīng)落后了整整20年。”如何追趕這20年差距?倪晨杰坦言,首先是從模仿做起,“當年我們去外國參展,看到展出的樣機,想了解下具體數(shù)據(jù),沒想到國外企業(yè)負責人很大方地將信息給了我們。他們很輕蔑地說,給你們數(shù)據(jù),中國也仿制不出來?!?
果然,即使有了仿制對象,但要真正做出來卻面臨著難以想象的困難。屹堯儀器在2002年推出的第一款微波消解儀只是形似,各種小問題不斷,根本不能推向市場。科學儀器的自主創(chuàng)新之路沒有捷徑可走,只有一步一步“打磨”技術和設計。
從2000年啟程,一直到2015年,在長達15年的苦苦追趕之后,屹堯儀器的微波消解儀才逐漸在技術成熟度上趕上了歐美同類產(chǎn)品。這其實也得益于科學儀器行業(yè)的技術升級特色:不像是日新月異的軟件迭代,也不似芯片的摩爾效應,科學儀器需要有新技術的變革型突破,才會帶來產(chǎn)品升級,因此產(chǎn)品更新速度慢,也給了后來者“可乘之機”。
當中國產(chǎn)品趕上國外之后,難道只有價格競爭之路可走?屹堯儀器給出的答案是瞄準產(chǎn)品痛點,引入創(chuàng)新技術。面對傳統(tǒng)微波消解技術處理能力有限,難以滿足大批量檢測的痛點,屹堯儀器將自動化技術引入了微波消解儀?!皬默F(xiàn)在來看,我們當時做出這個決策,200%低估了難度?!蹦叱拷芨锌f,屹堯儀器一直以來幾乎全部依靠自有資金投入,因此當項目遇到遲遲難以破解的困難時,幾度面臨下馬的危機。
“當時我們投資了廈門那邊的一家企業(yè),進行自動化設計,但其中一個技術點遲遲難以突破,導致整個研發(fā)進度嚴重滯后,資金幾乎用光了?!蹦叱拷芑貞浧甬敃r的場景,依然心存余悸,“所幸的是,項目負責人在機場候機時,突發(fā)靈感,這才挽救了項目。”也正是有了新突破,屹堯儀器的自動化微波消解儀一舉在技術上走到了國外同類企業(yè)的前面,“我們的儀器去德國慕尼黑參展時,一位最早從事該領域的企業(yè)負責人已經(jīng)80多歲了,看到自動化微波消解儀時卻非常興奮,不僅連聲說‘very good(很棒)’,還主動來我們企業(yè)參觀?!?
2023年,屹堯科技推出了P3超能微波機器人,從加液、消解、開關蓋、震蕩混勻到定容均能夠通過機械臂來完成,單次連續(xù)全自動消解樣品數(shù)量可達96個,實現(xiàn)了從“小通量半自動”到“大通量全自動”的技術跨越?!斑@個產(chǎn)品我們已經(jīng)更新到了第三代,國外在2022年推出的同類產(chǎn)品僅僅只達到我們第一代產(chǎn)品的水準?!蹦叱拷艹錆M驕傲。