在华为、中芯国际等公司经历了一系列关于半导体生产技术的事件后,我们现在充分认识到光刻机设备在半导体芯片生产中的核心重要性。特别是中芯国际,在被美国列入实体名单后,将来将无法购买ASML极紫外光刻机EUV。这也意味着中芯国际要发展7nm下半导体先进制程之路被完全锁定。
一台EUV锁定中国先进制程发展之路
但事实上,比中芯国际更糟糕的是,中国现在需要的高端仪器设备几乎完全依赖国外进口,从科研到新技术研发,再到工业制造和医疗保健。如果这些仪器设备在国外停止销售,中国的科技之路很容易被锁定。
这绝不是危言耸听,因为现在无论是科学研究、技术研发还是工业生产,都完全离不开先进仪器设备的辅助。这就是为什么2017年诺贝尔化学奖授予冷冻电子显微镜技术的三位创始人。这是因为随着冷冻电子显微镜技术的推广,在生命科学领域发现了大量重大研究成果。然而,在高端先进仪器设备的自主研发领域,中国仍然面临着几乎空白的困境。
在科学研究仪器领域,如果你进入国内著名大学或研究机构的实验室,你会发现几乎所有的高端仪器,如高分辨率质谱仪,大多数生命科学仪器,如磁共振成像仪,超分辨率荧光成像仪,以及上述冷冻透射电子显微镜,都依赖进口。此外,几乎所有常用的气相、色谱、光谱等测量仪器都是从国外进口的,只有一些没有技术含量的设备,如摇床、水浴罐、离心机等,才能看到国产的。
然而,进口外国仪器的价格相当高。以冷冻电子显微镜为例。2020年上半年,由于疫情的影响,与2019年同期的8套相比,电子显微镜采购项目减少到3套,但采购成本已达1.3亿元,一套冷冻电子显微镜的平均价格为4000万元。然而,中国的冷冻电子显微镜市场几乎被美国科技仪器巨头赛默飞世尔所占据(ThermoFisher)垄断。其他高端科研仪器也是如此,几乎都被国外科技仪器巨头垄断。
四千万套冷冻电镜
不仅仅是科研仪器。用于工业生产和新技术开发的高端仪器设备也需要从国外进口。我们都知道,如果你想生产公差精度为0.1mm的产品,你的测量仪器的精度应该高于0.1mm。因此,如果你想生产一些纯度高、精度高的产品,生产中使用的测量仪器的精度会更高,这些精度测量仪器只能进口。例如,菲美特的露点仪和氧分离器。
再比如,如果你接触过通信产品信产品,你应该听说过罗德·施瓦茨和安捷伦。可以说,如果你想在通信产品领域进行研发和生产测试,你不能绕过这两种通信仪器。这种通信仪器需要数十万甚至数百万,需要购买大量的机器来满足生产和研发的需要。
罗德施瓦茨的CMW500个整齐的模块
在医疗诊断仪器设备领域,对国外的依赖程度更加严重,如核磁共振光谱仪。截至2018年,中国核磁共振光谱仪的市场所有权约为1800台,美国瓦里安(Varian)日本电子占有约300台,日本电子占有约300台(JEOL)50台,武汉中科牛津波谱50台,剩下的1400台基本都是德国布鲁克(Bruker)可以说,公司的生产基本上被国外设备垄断。此外,还有图像CT,X线正电子发射断层扫描仪等,也被国外垄断。
从这些可以看出,如果高端仪器的销售在国外停止,我们的科研工作就无法开展,新技术的研发只能停滞不前,甚至医疗卫生系统也可能倒退。换句话说,没有这些高端仪器设备,我们的科技发展道路将被锁定。因此,我们现在面临的一个主要问题是如何打破这种局面,摆脱科学研究和发展的困境(会有后续文章,请关注小编,请期待)