2019年,美國對華為的芯片斷供讓整個中國科技產業(yè)為之一震,一夜之間,人們意識到,原來那些看似普通的半導體元件,竟能成為扼住企業(yè)咽喉的致命武器。
在芯片之外,還有一個更為隱蔽的領域長期被忽視,那就是高端科學儀器,尤其是質譜儀,它不像芯片那樣頻繁出現(xiàn)在公眾視野,卻在科研、醫(yī)療、工業(yè)等領域扮演著無可替代的角色。
更令人擔憂的是,這個領域幾乎完全被歐美巨頭壟斷,一旦西方突然斷供,影響的遠不止一兩家企業(yè),而是整個國家的科研進程、產業(yè)運轉乃至公共安全。
那么我國研制出自己的質譜儀了嗎,后果真的有那么嚴重嗎?
質譜儀
質譜儀的工作原理并不復雜,它可以通過測量分子的質量來識別物質的成分,簡單來說,就像是一臺能夠“稱量”單個分子的精密天平。
但正是這種能力,讓它成為了現(xiàn)代科學研究的核心工具之一,在醫(yī)學領域,質譜儀的作用尤為突出。
例如癌癥的早期診斷往往依賴于對血液中特定蛋白質的檢測,而這些蛋白質的濃度極低,只有高精度質譜儀才能準確捕捉。
質譜儀
同樣在新冠疫苗研發(fā)過程中,科學家們需要借助質譜儀分析病毒蛋白的結構,以此設計出有效的疫苗成分。
工業(yè)生產的質量控制同樣離不開質譜儀,半導體制造過程中,芯片的純度直接決定性能,而質譜儀則是檢測雜質的關鍵設備。
新能源電池的材料研發(fā)、食品中的農藥殘留檢測、甚至考古中的年代測定,都需要依賴它的精準分析。
據統(tǒng)計,過去一百年里的諾貝爾化學獎研究成果中,超過80%都直接或間接依賴于高端科學儀器的支持,可以說,沒有質譜儀,現(xiàn)代科技的許多突破根本無從談起。
盡管質譜儀如此重要,但全球市場幾乎被少數幾家歐美企業(yè)壟斷,為何是這種情況?
質譜儀
美國的賽默飛世爾、安捷倫,日本的島津,德國的布魯克,這些巨頭占據了全球90%以上的市場份額,中國每年進口的科學儀器總額超過千億美元,其中質譜儀占了相當大的一部分。
更嚴峻的是,這種依賴不僅僅是購買設備那么簡單,高端質譜儀的價格往往高達數千萬元,而后續(xù)的維護費用同樣驚人。
許多進口設備設置了嚴格的權限鎖,一旦出現(xiàn)故障,必須由原廠工程師維修,而每次服務的費用可能高達數十萬元,更極端的情況下,某些設備甚至會遠程鎖定,禁止用戶自行檢修。
質譜儀進口
數據安全同樣令人擔憂,部分進口質譜儀要求將檢測數據上傳至廠商的云端服務器進行分析,這意味著敏感的研究成果或工業(yè)數據可能在不經意間流出境外。
對于醫(yī)藥研發(fā)或國防相關領域來說,這種風險幾乎是不可接受的,相比之下,國產質譜儀的處境顯得尤為尷尬。
雖然近年來國內企業(yè)已經能夠生產中低端設備,但在精度、穩(wěn)定性和可靠性上仍與進口產品存在明顯差距。
質譜儀
科研機構和工業(yè)企業(yè)往往寧愿支付高昂的進口費用,也不敢冒險使用國產設備,因為一次失敗的分析可能導致整個實驗前功盡棄。
假設某天西方國家突然對中國實施質譜儀禁運,后果會如何?
如果西方國家對我們進行“斷供”,首先受到沖擊的將是科研領域,生物醫(yī)藥、材料科學、環(huán)境研究等學科的實驗數據采集將陷入停滯,許多正在進行的研究項目可能被迫中斷。
不僅會影響學術進展,更會直接拖慢新藥研發(fā)、新能源技術突破等關鍵領域的步伐。
工業(yè)生產的損失同樣難以估量,半導體工廠依賴質譜儀檢測硅片的純度,一旦設備停擺,整條生產線可能面臨癱瘓。
質譜儀
藥品生產企業(yè)的質量控制環(huán)節(jié)也會受到影響,甚至可能引發(fā)藥品安全問題。
更深遠的影響在于國家戰(zhàn)略層面,科學儀器的自主可控程度,直接關系到一個國家的技術主權,如果長期依賴進口,不僅意味著產業(yè)受制于人,更可能在未來的國際競爭中陷入被動。
改變現(xiàn)狀并非沒有可能,但需要多管齊下的努力,質譜儀的核心部件包括離子源、質量分析器和檢測器等,每一項都需要極高的工藝水平。
質譜儀
國內已有一些科研團隊在這些領域取得進展,例如某些國產設備在小分子檢測方面已經接近國際水平,但要想真正實現(xiàn)高端替代,仍需持續(xù)投入和長期積累。
政策支持同樣不可或缺,韓國在半導體設備領域的成功經驗表明,政府通過稅收優(yōu)惠、研發(fā)補貼等方式扶持本土企業(yè),能夠有效加速技術突破。
中國同樣可以借鑒這一模式,同時通過政府采購為國產設備提供市場空間,產學研協(xié)作是另一條可行路徑。
質譜儀
高校和研究所專注于基礎研究,企業(yè)負責工程化轉化,而醫(yī)療機構和工業(yè)企業(yè)則提供實際應用場景,這種協(xié)同創(chuàng)新模式已經在核磁共振儀等領域取得成效,質譜儀完全可以復制類似的經驗。
人才問題也不容忽視,科學儀器行業(yè)需要既懂物理化學,又熟悉工程制造的復合型人才,目前國內相關專業(yè)的教育資源仍然有限,加強學科交叉培養(yǎng)勢在必行。
圖片來自網絡
歷史已經證明,關鍵核心技術靠買是買不來的,芯片斷供的教訓猶在眼前,質譜儀領域的依賴同樣潛藏著巨大風險。
值得欣慰的是,近年來國內已經有一些企業(yè)開始在這一領域嶄露頭角,雖然前路依然漫長,但只要堅持投入、摒棄急功近利的心態(tài),中國科學儀器的自主可控完全有可能實現(xiàn)。
說到底,質譜儀不僅是一臺設備,更是國家科技實力的體現(xiàn),只有真正掌握這些“隱形命脈”,才能在未來的競爭中立于不敗之地。
信息來源:澎湃新聞2021-07-06 近九成科學儀器靠進口,“國貨”真的輸了嗎?
儀器信息網 2024-08-24 國際巨頭占近90%市場份額,國產質譜儀如何“突圍”?< br />< br />
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