科学仪器被称为科学家的“眼睛”和高端制造业皇冠上“最耀眼的明珠”，在很大程度上能用来衡量一个国家的科研和工业发展水平。然而，科学仪器和科学试剂的种类纷繁复杂，不同门类之间既有一定的关联，也存在难以逾越的技术鸿沟。这导致国内的科学仪器和科学产业在低端领域鱼龙混杂、竞争激烈；在高端领域，只有少量实现自主突破、大部分依赖进口；整体呈现出小众、分散的状态。不久前，上海市科委发布《上海市促进科学仪器和科研试剂创新发展行动方案（2025-2027年）》，在国内科学仪器和科学试剂产业领域引发了不小的轰动。这个经历了深入调研之后发布的3年行动方案，能否结合上海自身优势带来产业蝶变？

 

　　如果说芯片是被大众所熟悉的中国被“卡脖子”的产业，那么不为老百姓关注的科学仪器和科学试剂可能就是第三位被“卡脖子”领域。根据《2022年中国科学仪器行业全景图谱》，科学仪器已经成为我国第三大进口产品，仅次于石油和电子元器件，其中大部分是以色谱、质谱、光谱为代表的技术难度高、系统复杂的高端产品。

 

　　《上海市促进科学仪器和科研试剂创新发展行动方案（2025-2027年）》提出，要“坚持以产品为牵引，强化关键核心技术攻关”，到2027年“形成5个以上达到国际领先水平的科学仪器、10个以上达到国际领先水平的科研试剂”。发力中高端领域，强化产业链自主可控和国产替代能级，上海科学仪器和科学试剂产业将如何实现自主创新？

 

　　从轻蔑的“仿制不出来”到连声称赞“very good”，科学仪器自主创新绕不开的“打磨”之路

 

　　工欲善其事，必先利其器。在上海屹尧仪器科技发展有限公司总经理倪晨杰的眼中，科学仪器是名副其实的高端制造业皇冠上的“明珠”，拥有“学霸级”的技术门槛。“做难而正确的事”是融入屹尧仪器血脉中的信仰。自2000年成立至今，屹尧仪器已深耕微波消解技术和样品前处理领域20余年。“早在上世纪80年代，美国就已经发明了第一台微波消解仪，用来为质谱检测分解样品。而我国在21世纪初才开始进入这个领域，已经落后了整整20年。”如何追赶这20年差距？倪晨杰坦言，首先是从模仿做起，“当年我们去外国参展，看到展出的样机，想了解下具体数据，没想到国外企业负责人很大方地将信息给了我们。他们很轻蔑地说，给你们数据，中国也仿制不出来。”

 

 

　　果然，即使有了仿制对象，但要真正做出来却面临着难以想象的困难。屹尧仪器在2002年推出的第一款微波消解仪只是形似，各种小问题不断，根本不能推向市场。科学仪器的自主创新之路没有捷径可走，只有一步一步“打磨”技术和设计。

 

　　从2000年启程，一直到2015年，在长达15年的苦苦追赶之后，屹尧仪器的微波消解仪才逐渐在技术成熟度上赶上了欧美同类产品。这其实也得益于科学仪器行业的技术升级特色：不像是日新月异的软件迭代，也不似芯片的摩尔效应，科学仪器需要有新技术的变革型突破，才会带来产品升级，因此产品更新速度慢，也给了后来者“可乘之机”。

 

　　当中国产品赶上国外之后，难道只有价格竞争之路可走？屹尧仪器给出的答案是瞄准产品痛点，引入创新技术。面对传统微波消解技术处理能力有限，难以满足大批量检测的痛点，屹尧仪器将自动化技术引入了微波消解仪。“从现在来看，我们当时做出这个决策，200%低估了难度。”倪晨杰感慨说，屹尧仪器一直以来几乎全部依靠自有资金投入，因此当项目遇到迟迟难以破解的困难时，几度面临下马的危机。

 

　　“当时我们投资了厦门那边的一家企业，进行自动化设计，但其中一个技术点迟迟难以突破，导致整个研发进度严重滞后，资金几乎用光了。”倪晨杰回忆起当时的场景，依然心存余悸，“所幸的是，项目负责人在机场候机时，突发灵感，这才挽救了项目。”也正是有了新突破，屹尧仪器的自动化微波消解仪一举在技术上走到了国外同类企业的前面，“我们的仪器去德国慕尼黑参展时，一位最早从事该领域的企业负责人已经80多岁了，看到自动化微波消解仪时却非常兴奋，不仅连声说‘very good（很棒）’，还主动来我们企业参观。”

 

　　2023年，屹尧科技推出了P3超能微波机器人，从加液、消解、开关盖、震荡混匀到定容均能够通过机械臂来完成，单次连续全自动消解样品数量可达96个，实现了从“小通量半自动”到“大通量全自动”的技术跨越。“这个产品我们已经更新到了第三代，国外在2022年推出的同类产品仅仅只达到我们第一代产品的水准。”倪晨杰充满骄傲。

 

 

　　企业牵头啃“硬骨头”，政府布局引导产业迈向中高端

 

　　都说科研是一场漫漫长跑，对于技术门槛极高的科学仪器与试剂领域来说更是如此。一个结构的创新、一个零部件的打磨，都注定了每个仪器与试剂的诞生都是“千军万马过独木桥”。“学霸级的门槛，学渣级的营收”又给科学仪器与科学试剂带来了持续创新动力不足、容易“小富即安”的行业特色。“我们在调研中发现，上海是国内拥有科学仪器门类最为齐全的地区之一，尤其是在中高端科学仪器领域已经形成了一定的优势，在诸如光谱、质谱、色谱等精密分析仪器领域处于第一梯队。

 

 

　　在科学试剂领域，国内十大龙头企业有4家在上海，展现出很强的积聚效应。”市科委科技基础设施与平台建设处张露璐说，“3年行动方案要助力上海科学仪器和科学试剂企业突破卡脖子环节，走向行业中高端领域。

 

　　上海将通过大力度的科研项目支撑，以有创新情怀企业牵头，做出真正能应用于市场的商品，将这些企业培育成细分市场的科技领军企业。”在屹尧仪器的等离子质谱仪器装配厂房里，倪晨杰打开了一台仪器的漂亮外壳，指着里面一段包裹严实的金属箱子说：“别看这个装置其貌不扬，但这个装置里的四极杆，需要超高精度加工技术，全球范围内只有屈指可数几家公司可以加工生产。”四极杆又细又长，通电之后就会在空间中产生电场，从而引导等离子在其中穿行。而细微的弯曲和变形都会导致电场发生变化，因此四极杆之间的平行度偏差不能超过1微米。进军质谱领域，倪晨杰坦言这其中有“赌”的成分。

 

　　从等离子质谱仪到液相色谱-质谱联用仪，屹尧科技越挫越勇。无数排烧坏的元器件只为试出超高稳定性的射频电源；无数个苦苦奋斗的日夜只为修正双曲面四极杆之间甚至肉眼无法分辨的平行度偏差……反复失败，又重新爬起，“类似这样核心零部件的技术卡点，我们数不清经历了多少个。”经过不断的打磨与尝试，由屹尧自主创新的双曲面四极杆已经能够达到预期70%的性能，并且还在持续改进当中。“目前来说，我们受限于人的部件还有很多，但像四极杆这样的关键零部件，就像汽车的发动机一样，如果能够攻克，起码我们就不被‘卡脖子’了。”谈及未来，倪晨杰依旧满腔热血，“工程上的问题，只要花时间，就一定能解决。我们还是想试试，啃啃这个‘硬骨头’。”这也让倪晨杰对3年行动方案充满期待：“这次行动方案的发布让我们看到了一个信号：不在意经济指标，而是要真正将核心技术掌握在自己手上。在方案里，将高端科学仪器核心关键技术，都明确列出来了，同时加大资金支持力度，这给了科学仪器企业进行创新的坚定底气。”

 

　　可以预见，随着3年行动计划的实施，上海将有一批富有创新精神、掌握了一定核心技术的科学仪器和科学试剂企业，勇敢地闯入中高端领域，一步一个脚印，突破“卡脖子”困境。