虛弱的儀器：制造業(yè)的薄弱地帶

華為的緊急備戰(zhàn)讓很多產(chǎn)業(yè)人士產(chǎn)生了強(qiáng)烈的危機(jī)意識(shí)。那么，除了半導(dǎo)體設(shè)備，在裝備制造業(yè)領(lǐng)域還有哪些領(lǐng)域中國(guó)仍然受制于人，甚至是嚴(yán)重受制？

分析實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域幾乎空白

最近查閱資料，在一本雜志上看到2008年分析儀器行業(yè)的國(guó)際排名，數(shù)字來(lái)自國(guó)際戰(zhàn)略方向公司sdi出版的權(quán)威刊物《儀器市場(chǎng)展望ibo》。一眼看下去，在top40的名單中，尚無(wú)一家中國(guó)企業(yè)。

表1 2008年世界分析儀器銷(xiāo)售收入排行榜前40位廠商

分 組

排 名

廠 商 名 稱(chēng)

國(guó) 家

15億美元以上

1thermo fisher（賽默飛世爾科技）

美 國(guó)

2danaher（丹納赫）

美 國(guó)

3applied biosystems（應(yīng)用生物系統(tǒng)）

美 國(guó)

4agilent technologies （安捷倫科技）

美 國(guó)

5vwr international

美 國(guó)

10~15億美元

6waters

美 國(guó)

7shimadzu （島津）

日 本

8perkinelmer （珀金埃爾默）

美 國(guó)

9becton dickinson

美 國(guó)

7.5~10億美元

10varian（瓦里安）

美 國(guó)

11invitrogen（英杰生命技術(shù)）

美 國(guó)

12ge healthcare biosience（通用電氣醫(yī)療生物科學(xué)）

美 國(guó)

13mettler-toledo（梅特勒－托利多）

瑞 士

14smiths detection（史密斯檢測(cè)）

美 國(guó)

15jeol（日本電子株式會(huì)社）

日 本

16sartorius（賽多利斯）

德 國(guó)

17hitachi high technologies（日立高新技術(shù)）

日 本

18olympus（奧林巴斯）

德 國(guó)

19sigma-aldrich（西格瑪－奧德里奇）

美 國(guó)

20ametek（阿美特克）

美 國(guó)

5~7.5億美 元

21

millipore（密理博）

美 國(guó)

22

qiagen

德 國(guó)

23

roche（羅氏）

瑞 士

24

bio-rad（伯樂(lè)）

美 國(guó)

25

spectris plc（思百吉）

英 國(guó)

26

beckman coulter（貝特曼庫(kù)爾特）

美 國(guó)

27

ge sensing（通用電氣傳感與測(cè)量）

美 國(guó)

28

bruker biosciences（布魯克生物科技）

德 國(guó)

29

nikon（尼康）

日 本

4~5億美 元

30

bruker biospin（布魯克拜厄斯賓）

德 國(guó)

31

carl zeiss（卡爾蔡司）

德 國(guó)

32

teledyne technologies（泰萊達(dá)技術(shù)）

美 國(guó)

33eppendorf（艾本德）

德 國(guó)

3.5~4億美 元

34

affymetrix（昂飛）

美 國(guó)

35

roper（羅珀）

美 國(guó)

36

iiiumina

美 國(guó)

37

tecan（帝肯）

瑞 士

38

renishaw plc （雷尼紹）

英 國(guó)

39

horiba（日本崛場(chǎng)制作所）

日 本

40ge homeland protection（通用電氣國(guó)土安防）

美 國(guó)

圖1：top40 儀表商（2008）

（數(shù)據(jù)來(lái)源：sdi、上海科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所）

在top40的名單中，美國(guó)廠商占據(jù)了半數(shù)以上，上榜企業(yè)達(dá)到22家，而且銷(xiāo)售收入在15億美元以上的5位廠商，均是來(lái)自美國(guó)，包括賽默飛世爾、丹納赫和安捷倫。

德國(guó)7家，日本5家，英國(guó)和瑞士各3家。沒(méi)有一家中國(guó)企業(yè)。2008-2010年，是一個(gè)很有意義的時(shí)間段，中國(guó)裝備制造業(yè)規(guī)模成功地實(shí)現(xiàn)超越。2009年，中國(guó)裝備制造的規(guī)模超過(guò)美國(guó)，成為世界第一；第二年，中國(guó)制造業(yè)規(guī)模超過(guò)美國(guó)成為世界第一。

然而儀表行業(yè)，卻走向了一個(gè)相反的方向。

冰凍三尺非一日之寒

分析試驗(yàn)儀器屬于裝備制造業(yè)中儀器儀表行業(yè)的的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，在制造業(yè)中的占比更是微乎其微。但如果拿起放大鏡仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)在這一細(xì)分領(lǐng)域中國(guó)制造的陣地是一片空白，實(shí)力是如此的薄弱。

2017年美國(guó)知名雜志c&en公布了全球儀器公司的名單，排在前幾名的仍然安捷倫、丹納赫、島津等熟悉的名稱(chēng)，仍然沒(méi)有中國(guó)企業(yè)。

換成其他一些咨詢公司和研究機(jī)構(gòu)的結(jié)果，排名也是大同小異。統(tǒng)計(jì)口徑和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或者有所區(qū)別，但這些數(shù)據(jù)中也可以看出一個(gè)直觀的結(jié)論：十年之后，中國(guó)在試驗(yàn)儀器領(lǐng)域還是沒(méi)有領(lǐng)先企業(yè)，制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)這個(gè)行業(yè)仍然具有絕對(duì)控制力。

圖2：儀表商top20（2017）（數(shù)據(jù)來(lái)源：c&en）

儀器儀表是先進(jìn)制造的急先鋒

如果說(shuō)機(jī)床和光刻機(jī)是用于生產(chǎn)的裝備，那么儀器儀表則是用于產(chǎn)品研發(fā)的測(cè)量裝備。要想生產(chǎn)出尖端的產(chǎn)品，離不開(kāi)最尖端的儀器。越高端的產(chǎn)業(yè)，對(duì)于分析儀器的需求越強(qiáng)烈。這個(gè)產(chǎn)業(yè)對(duì)制造業(yè)的影響支撐作用，絕對(duì)不是從產(chǎn)業(yè)規(guī)?？梢钥闯鰜?lái)的。要想加工出納米級(jí)零部件，就需要有更高納米級(jí)尺度的測(cè)量?jī)x器。正如通過(guò)直尺可以測(cè)量一條直線的長(zhǎng)度一樣，通過(guò)精密的儀器則可以“測(cè)量”中國(guó)制造創(chuàng)新的進(jìn)度和生產(chǎn)的精度。

儀器儀表不是大行業(yè)，但它的戰(zhàn)略性不能簡(jiǎn)單用生產(chǎn)規(guī)模來(lái)衡量。20世紀(jì)90年代初，美國(guó)商業(yè)部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局評(píng)估儀器儀表對(duì)美國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的影響作用時(shí)就指出，美國(guó)的儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值雖然只占據(jù)了其工業(yè)總產(chǎn)值的4%，但它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響超過(guò)了60%。中國(guó)光學(xué)和儀器儀表及計(jì)量科教事業(yè)的奠基人之一、兩院院士王大珩曾經(jīng)指出，儀器儀表行業(yè)看似“配角”實(shí)為“核心”。他曾經(jīng)多次指出測(cè)量技術(shù)是信息技術(shù)的重要組成部分，是信息技術(shù)的源頭。他強(qiáng)調(diào)，“儀器儀表是工業(yè)生產(chǎn)的‘倍增器’，科學(xué)研究的‘先行官’，軍事上的‘戰(zhàn)斗力’和社會(huì)生活中的‘物化法官’?！薄皟x器儀表產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展‘卡脖子’的產(chǎn)業(yè)?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，而現(xiàn)代儀器設(shè)備則是第一生產(chǎn)力的三大要素之一。”

隨著這幾年對(duì)先進(jìn)制造業(yè)調(diào)研的深入，筆者最認(rèn)同的是王老這句話，“事實(shí)上，儀器與機(jī)器有很大差異。機(jī)器是改造世界的工具，以認(rèn)識(shí)世界為基礎(chǔ)；而儀器的發(fā)展是建立在認(rèn)識(shí)世界的基礎(chǔ)之上的。正確的概念應(yīng)當(dāng)是：儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具，機(jī)器是改造世界的工具。儀器是認(rèn)識(shí)未知世界的科學(xué)工具，也是控制生產(chǎn)過(guò)程的工具?！边@幾年筆者在調(diào)研中最直觀的感覺(jué)就是隨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)速度加快，各行各業(yè)對(duì)于高端儀器的需求隨之增加，這種現(xiàn)象在金融危機(jī)后尤為明顯。2010-2015年，筆者走訪了國(guó)內(nèi)航空航天、汽車(chē)、電子通訊、船舶、機(jī)械制造等六個(gè)行業(yè)，龍頭企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)裝備的進(jìn)口中，高端儀器儀表占比出現(xiàn)明顯加大的趨勢(shì)。

儀器儀表行業(yè)甚至可以影響到我們國(guó)家制造業(yè)的綜合實(shí)力，這里做一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)算。如果一個(gè)國(guó)家的制造水平直接體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一個(gè)方面是終端產(chǎn)品的輸出水平上，中國(guó)在這方面已經(jīng)做到了全球第一，而且占比正在不斷加大，制造業(yè)規(guī)模占全球總量已經(jīng)超過(guò)25%，這個(gè)方面可以打90%分；第二個(gè)方面，體現(xiàn)在制造產(chǎn)品能力的輸出，這反映在裝備產(chǎn)品的輸出上，我國(guó)已經(jīng)成為全球第一大裝備生產(chǎn)大國(guó)，也是全球第一大機(jī)電產(chǎn)品出口國(guó)，得分假設(shè)是90%；第三個(gè)方面體現(xiàn)在我們創(chuàng)新能力的輸出，其中很重要一個(gè)方面就是我們支撐創(chuàng)新的工具上的輸出，而先進(jìn)儀器行業(yè)則是其中很重要的組成，假設(shè)這個(gè)方面我們的得分是20%。

這個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算，三個(gè)方面是乘數(shù)關(guān)系，而非簡(jiǎn)單的加總，90%*90%*20%=0.162，來(lái)看美國(guó)，假設(shè)它的三個(gè)指標(biāo)數(shù)值分別是80%、80%、80%，結(jié)果是0.512，綜合能力仍然是我們的三倍以上。其實(shí)從我們終端產(chǎn)品的分布也可見(jiàn)一斑，有朋友指出，中國(guó)制造在西方的商場(chǎng)里，德日制造在中國(guó)的工廠里，美國(guó)制造在中國(guó)的實(shí)驗(yàn)室里。

先進(jìn)制造業(yè)中應(yīng)用的空白

人民日?qǐng)?bào)2017年7月3日的文章《制造業(yè)升級(jí)莫成 “洋裝備”盛宴》中，一針見(jiàn)血指出國(guó)內(nèi)對(duì)國(guó)外先進(jìn)研發(fā)裝備的依賴，并給出案例。2017年5月落成的吉利研發(fā)中心，幾乎全部采用了進(jìn)口裝備：最高時(shí)速270公里的75寸聲學(xué)轉(zhuǎn)轂來(lái)自德國(guó)馬哈；聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室平板吸音材料來(lái)自德國(guó)朗德；電磁兼容實(shí)驗(yàn)室材料來(lái)自日本理研；底盤(pán)開(kāi)發(fā)設(shè)備來(lái)自英國(guó)k&c。而最核心的、耗資5億元建設(shè)的動(dòng)力總成試驗(yàn)中心，19套發(fā)動(dòng)機(jī)性能臺(tái)架，全部來(lái)自?shī)W地利avl公司；其它73套試驗(yàn)臺(tái)架，核心零部件也全部進(jìn)口。“62億元的規(guī)劃投資，已經(jīng)完成投資50多億元，除去少量的廠房、配套投資，大頭都花在了試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)備上，而進(jìn)口設(shè)備更是占了90%以上?！奔?chē)集團(tuán)副總裁如是說(shuō)。這也是沒(méi)有辦法，吉利曾經(jīng)采購(gòu)過(guò)國(guó)產(chǎn)的震動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)架，但精度和可靠性與進(jìn)口設(shè)備差距太大。而一旦最初的數(shù)據(jù)采集錯(cuò)了，整個(gè)研發(fā)流程中就會(huì)一錯(cuò)再錯(cuò)。這是企業(yè)不能承受之重，重金采購(gòu)國(guó)際設(shè)備是唯一的選擇。

不只是吉利公司，國(guó)內(nèi)各行業(yè)的龍頭企業(yè)在選擇研發(fā)裝備時(shí)都會(huì)優(yōu)先考慮國(guó)外品牌，而儀器設(shè)備正是研發(fā)裝備的重要構(gòu)成。在一些政府機(jī)構(gòu)的研究報(bào)告也反復(fù)提到，高端儀器的進(jìn)口占比超過(guò)90%，一些領(lǐng)域更是100%依賴進(jìn)口。石化行業(yè)也是如此，有不少朋友向筆者指出，在其工作領(lǐng)域，隨處可見(jiàn)“洋裝備”。隨便哪個(gè)煉化或化工廠走走就可以發(fā)現(xiàn)，真正的自動(dòng)化儀表幾乎全是外資品牌：艾默生、西門(mén)子、e＋h，abb、費(fèi)希爾、橫河等。20年前是這樣，10年前是這樣，現(xiàn)在依舊是這樣。

大學(xué)實(shí)驗(yàn)室情況同樣也是以進(jìn)口裝備居多。顯微鏡是徠卡、離心機(jī)是鉑金埃爾默和beckman、氣質(zhì)聯(lián)用是安捷倫、掃描電鏡是日立、移液槍是eppendorf等。國(guó)產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備還是很少。

數(shù)據(jù)上的反映更加直觀。近十年儀器儀表領(lǐng)域各類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)口均出現(xiàn)了成倍增長(zhǎng)。以分析儀器產(chǎn)品為例，2006年全國(guó)進(jìn)口分析儀器15.4億美元，但2017年進(jìn)口數(shù)據(jù)變成了68.2億美元，增長(zhǎng)了343%。電子測(cè)量?jī)x器2006年進(jìn)口35.5億美元，2017年則增長(zhǎng)到59.8億美元，增長(zhǎng)了68.2%。如果把整個(gè)市場(chǎng)分為低端、中端、高端三個(gè)層次，則進(jìn)口產(chǎn)品幾乎全是中高端產(chǎn)品，高端市場(chǎng)占比超過(guò)90%，中端市場(chǎng)占比超過(guò)70%。

圖3：儀器儀表各行業(yè)進(jìn)口數(shù)據(jù)（單位：億美元）

2009年，北京大學(xué)、國(guó)家納米科學(xué)中心和國(guó)家科學(xué)圖書(shū)館在國(guó)家自然科學(xué)基金委的專(zhuān)項(xiàng)課題支持下，對(duì)國(guó)內(nèi)科學(xué)儀器研發(fā)現(xiàn)狀做了系統(tǒng)調(diào)研。長(zhǎng)達(dá)100多頁(yè)的調(diào)研報(bào)告表明這樣一個(gè)結(jié)果：目前我國(guó)的科學(xué)儀器研究和制造，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距不是縮小了，而是逐漸拉大，對(duì)國(guó)外儀器依賴度逐年增高。

這其中，分析儀器長(zhǎng)期是進(jìn)口依賴的“重災(zāi)區(qū)”。曾經(jīng)有文章指出，光譜、色譜和生化分析儀器等高端應(yīng)用市場(chǎng)更是基本看不到國(guó)產(chǎn)品牌的身影，無(wú)論是政府質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、科研院所、甚至國(guó)家級(jí)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或分析測(cè)試中心，或是第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室，幾乎清一色都是agilent、布魯克、賽默飛世爾、島津、日立、mettler-toledo等進(jìn)口品牌。最近筆者調(diào)研的幾家生物制藥領(lǐng)域的頂尖實(shí)驗(yàn)室，完全看不到國(guó)內(nèi)品牌的身影。

小記

儀器儀表行業(yè)同樣是中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)依賴的重災(zāi)區(qū)，在這個(gè)領(lǐng)域里嚴(yán)重受制于人，在貿(mào)易戰(zhàn)中也容易受到打擊。雖然這是一個(gè)小行業(yè)，但卻很大程度上決定了制造創(chuàng)新的精度和速度。如果說(shuō)對(duì)手限制生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)口是打擊中國(guó)制造的當(dāng)下，那么限制先進(jìn)儀器的進(jìn)口，則會(huì)毀及中國(guó)制造的產(chǎn)業(yè)未來(lái)。這一點(diǎn)不可不防。

來(lái)源：知識(shí)自動(dòng)化

作者：陳?。簷C(jī)械工業(yè)信息研究院，智能制造發(fā)展研究所副所長(zhǎng)

原標(biāo)題：《虛弱的儀器：制造業(yè)的薄弱地帶》