·幾個(gè)核心難題：底座技術(shù)薄弱，關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口；可靠性、穩(wěn)定性和一致性不足，難以從“單臺(tái)樣機(jī)”走向“批量生產(chǎn)”；缺乏耐心資本和長期主義的考核機(jī)制，導(dǎo)致創(chuàng)新人才匱乏，企業(yè)難以在長周期、高投入的賽道上持續(xù)發(fā)展。

科學(xué)儀器是現(xiàn)代科學(xué)的“眼睛”和工業(yè)制造的“標(biāo)尺”。從觀測遙遠(yuǎn)星系的射電望遠(yuǎn)鏡，到解析生命奧秘的質(zhì)譜儀，人類認(rèn)知邊界的每一次拓展，都離不開實(shí)驗(yàn)工具的革命性進(jìn)步。面對高端儀器長期被國外壟斷、關(guān)鍵技術(shù)亟待突破的現(xiàn)實(shí)，中國的科學(xué)家和企業(yè)家正試圖走出一條自主創(chuàng)新的道路。

9月25日，在上海舉行的2025浦江創(chuàng)新論壇之“前沿與自主——高端科學(xué)儀器技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”專題論壇上，來自學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的頂尖專家與創(chuàng)新者齊聚一堂，共同探討如何構(gòu)建自主的科學(xué)儀器研發(fā)體系。論壇上舉行了“上?？茖W(xué)儀器創(chuàng)新港”揭牌儀式與2025全國顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽“科學(xué)儀器”錦標(biāo)賽獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的頒獎(jiǎng)儀式。

“前沿與自主——高端科學(xué)儀器技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”論壇現(xiàn)場。圖片由主辦方提供

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)變革的原動(dòng)力

科學(xué)儀器的發(fā)展史，幾乎就是一部科技革命史。中國科學(xué)院院士楊學(xué)明在演講中強(qiáng)調(diào)，人類對世界的認(rèn)識(shí)最初依賴感官，但感官是有限的，“實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，是推動(dòng)科學(xué)革命非常重要的作用”。從顯微鏡到光譜儀，再到他自己團(tuán)隊(duì)研制的、用于研究化學(xué)反應(yīng)微觀過程的交叉分子束科學(xué)儀器，正是這些不斷精進(jìn)的工具，讓人類得以窺見肉眼無法企及的微觀世界，推動(dòng)化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)入“量子時(shí)代”。

“要做重要的高水平的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，必須要有創(chuàng)新的或者最先進(jìn)的科學(xué)儀器，”楊學(xué)明指出。諾貝爾獎(jiǎng)的歷史也反復(fù)印證了這一點(diǎn)，超過70%的物理學(xué)獎(jiǎng)、80%的化學(xué)獎(jiǎng)和95%的生理學(xué)獎(jiǎng)，都建立在最尖端的科學(xué)儀器所帶來的發(fā)現(xiàn)之上。儀器不僅是工具，更是科學(xué)思想的延伸和知識(shí)發(fā)現(xiàn)的引擎。

如果說學(xué)術(shù)界將儀器視為探索未知的“矛”，那么產(chǎn)業(yè)界則將其視為響應(yīng)市場、驅(qū)動(dòng)變革的“盾”。安捷倫科技高級(jí)副總裁張建苗指出，前沿產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長，直接定義了對科學(xué)儀器的新需求。例如，在生物制藥領(lǐng)域，隨著抗體藥物偶聯(lián)物、細(xì)胞與基因治療等新興療法的興起，對藥品質(zhì)量控制和生產(chǎn)過程分析（PAT）提出了更高要求，需要更靈敏、更自動(dòng)化的分析儀器。

在新能源賽道，鋰電池的安全性、能量密度和循環(huán)壽命是核心關(guān)切，這催生了對電池材料微觀結(jié)構(gòu)、電化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行原位、實(shí)時(shí)表征的精密儀器需求。而在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，芯片制程進(jìn)入納米尺度，對晶圓的缺陷檢測、薄膜厚度測量等環(huán)節(jié)的儀器精度要求已達(dá)到原子級(jí)別。

企業(yè)必須通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新、智能化的解決方案以及與本土產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合，來應(yīng)對這些變化?！拔覀兎e極構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化生態(tài)，通過數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化把核心產(chǎn)品、軟件、服務(wù)串聯(lián)起來，”張建苗說。儀器產(chǎn)業(yè)不僅是硬件的比拼，更是圍繞應(yīng)用場景構(gòu)建的完整解決方案和生態(tài)系統(tǒng)的競爭。

自主之路：構(gòu)建“多鏈融合”的創(chuàng)新生態(tài)

盡管需求明確、意義重大，但國產(chǎn)高端儀器的自主之路依然挑戰(zhàn)重重。與會(huì)專家和受訪者普遍提到幾個(gè)核心難題：底座技術(shù)薄弱，關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口；可靠性、穩(wěn)定性和一致性不足，難以從“單臺(tái)樣機(jī)”走向“批量生產(chǎn)”；缺乏耐心資本和長期主義的考核機(jī)制，導(dǎo)致創(chuàng)新人才匱乏，企業(yè)難以在長周期、高投入的賽道上持續(xù)發(fā)展。

“科學(xué)儀器生產(chǎn)批量小，產(chǎn)業(yè)很難快速壯大，必須有系統(tǒng)化的決策?！鄙虾？茖W(xué)院院長孫真榮在采訪中表示，針對這些痛點(diǎn)，上海正試圖構(gòu)建一個(gè)全新的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。本次論壇上揭牌的“上海科學(xué)儀器創(chuàng)新港”便是這一思路的體現(xiàn)。

孫真榮將其概括為“多鏈融合”的生態(tài)：將技術(shù)鏈、資本鏈、人才鏈和產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，同時(shí)聯(lián)動(dòng)政府、科研院所、產(chǎn)業(yè)資本和終端用戶等多方主體。其具體路徑是打造一個(gè)集“高能級(jí)創(chuàng)新研發(fā)功能平臺(tái)、高水平顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽、高韌性技術(shù)與零部件供應(yīng)鏈、高效能產(chǎn)業(yè)并購與創(chuàng)投基金矩陣、高質(zhì)量標(biāo)桿孵化器與概念驗(yàn)證中心、高活力創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)園區(qū)”于一體的“六個(gè)一”體系。

這一體系的目標(biāo)，是從源頭解決儀器研發(fā)的共性技術(shù)難題，發(fā)掘和篩選有潛力的團(tuán)隊(duì)，利用資本加速其成長，并圍繞其構(gòu)建完善的供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)集群。孫真榮將其定位為產(chǎn)業(yè)的“賦能者和加速器”，希望通過系統(tǒng)性的生態(tài)建設(shè)，為國產(chǎn)儀器突破瓶頸提供一片適宜生長的“土壤”。

孫真榮提到，發(fā)展路徑上必須務(wù)實(shí)。“并購是條捷徑。我們不排斥利用資本的力量，去并購國外一些掌握了核心技術(shù)和市場渠道的中小企業(yè)，這是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的正常路徑，可以幫助我們快速補(bǔ)上短板，節(jié)省大量時(shí)間和試錯(cuò)成本?！彼f。

實(shí)踐中的創(chuàng)新：從逆向工程到原理顛覆

理論和戰(zhàn)略最終需要落到實(shí)踐中。從本次顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽的獲獎(jiǎng)企業(yè)身上，可以窺見當(dāng)前國產(chǎn)儀器創(chuàng)新的幾種典型路徑。

一種是務(wù)實(shí)的“逆向+迭代”模式。蘇州華萃儀器有限公司總經(jīng)理汪曉平告訴澎湃科技，在研發(fā)之初，對標(biāo)國外成熟產(chǎn)品進(jìn)行逆向工程，是規(guī)避技術(shù)和市場風(fēng)險(xiǎn)的有效路徑。“人家的產(chǎn)品已經(jīng)定義好了，我們把這部分完全逆向，可以減少很多研發(fā)的投入?！钡@只是第一步。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)會(huì)根據(jù)國內(nèi)前沿用戶的“天馬行空”的需求進(jìn)行再創(chuàng)新?！耙钥蛻粜枨鬄閷?dǎo)向，”汪曉平總結(jié)道，這是從追趕走向超越的關(guān)鍵。

另一種是“融合+應(yīng)用”的創(chuàng)新。上海宸安生物技術(shù)有限公司將經(jīng)典的流式細(xì)胞技術(shù)與質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出新一代的單細(xì)胞流式質(zhì)譜系統(tǒng)。這并非顛覆某一單項(xiàng)技術(shù)，而是通過技術(shù)融合，為臨床診斷這一具體場景提供了成本更低、效率更高的解決方案?！皩τ谂R床來講，最直觀的體現(xiàn)就是成本下降和時(shí)間下降，”公司管理合伙人馬楚翹表示。這種創(chuàng)新更側(cè)重于對應(yīng)用場景的深刻理解和系統(tǒng)集成能力的提升。

更進(jìn)一步的，則是從底層原理上實(shí)現(xiàn)顛覆。北京金鋼科技通過一種全新的磁編碼圖案設(shè)計(jì)，顛覆了傳統(tǒng)編碼器的測量原理，其研發(fā)的角度傳感器相比國外主流產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了“尺寸小六七倍，分辨率更高，價(jià)格是它的1/5甚至1/10”。這種“既小又精性價(jià)比”的優(yōu)勢，使其在人形機(jī)器人、半導(dǎo)體、醫(yī)療等新興領(lǐng)域迅速打開局面。這種源自基礎(chǔ)原理的創(chuàng)新，雖然風(fēng)險(xiǎn)更高，耗時(shí)更長（團(tuán)隊(duì)深耕近10年），但一旦成功，便具備了定義市場的潛力。

從務(wù)實(shí)的追趕迭代，到場景驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用融合，再到高風(fēng)險(xiǎn)高回報(bào)的原理突破，中國科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新者們正在各自的“無人區(qū)”中艱難探索。這條道路需要科學(xué)家的專注、企業(yè)家的堅(jiān)守、投資者的耐心以及一個(gè)能夠容錯(cuò)和協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài)。