李天柱， 高皓天， 王亞東

(遼寧科技大學 工商管理學院， 遼寧 鞍山 114051)

科學儀器是人類觀察新現(xiàn)象、獲取新數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)新機理、揭示新規(guī)律的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。對于大多數(shù)學科而言，科學儀器的水平在相當程度上左右了學科發(fā)展的主動權(quán)和制高權(quán)。在諾貝爾自然科學類成果中，物理學獎的68.4%、化學獎的74.6%和生理學或醫(yī)學獎的90%是借助各種先進的科學儀器完成，或直接與新儀器方法或功能的發(fā)展相關(guān)[1]。同時，科學儀器在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用極為廣泛，在國民經(jīng)濟中同時具有很強的前向關(guān)聯(lián)性和后向關(guān)聯(lián)性，為其他產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供關(guān)鍵支撐。不夸張地說，科學儀器產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力強弱，對科學、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、社會，乃至國家安全等具有全方位的重大意義。

1998年國家自然科學基金委員會設(shè)立了科學儀器基礎(chǔ)研究?？铐椖?，標志著中國將發(fā)展科學儀器置于戰(zhàn)略地位。2011年，分別由國家自然科學基金委和科技部管理的“國家重大科研儀器設(shè)備研制專項”和“國家重大科學儀器設(shè)備開發(fā)專項”設(shè)立，形成了高端科學儀器從原創(chuàng)性研究到工程化和產(chǎn)業(yè)化的政策主線。2020年3月，科技部等五部門印發(fā)《加強“從0到1”基礎(chǔ)研究工作方案》，《方案》明確提出大力支持高端科學儀器的自主研發(fā)與創(chuàng)新。在國家自然科學基金委、科技部等的推動下，中國的科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了長足的進步，但與發(fā)達國家的差距仍然非常明顯，特別是高端科學儀器的自主化程度很低。以分析檢測儀器為例，近年來中國產(chǎn)品的銷售額僅占全球銷售額的0.3%，且絕大部分為中低檔產(chǎn)品，高端儀器裝備主要依靠進口，生物醫(yī)學儀器對進口的依賴程度更為嚴重，高端醫(yī)療儀器則基本被國外壟斷[2]。雖然科學界、產(chǎn)業(yè)界和政府對中國科學儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度關(guān)注，但相關(guān)研究主要聚焦在科學儀器(平臺)共享、重大科研儀器項目管理、國外科學儀器資助政策的總結(jié)比較等方面，對科學儀器產(chǎn)業(yè)本身的創(chuàng)新規(guī)律卻缺乏專門的研究。

本文認為，中國科學儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)該特別關(guān)注兩個方面：一是“高端”，因為中國在科學儀器的源頭創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)上的能力相對薄弱，只有大力發(fā)展高端科學儀器才能帶動整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，打破國外壟斷，改變被“卡脖子”的不利狀態(tài)；二是“創(chuàng)新”，此處所說的創(chuàng)新是指經(jīng)濟學意義上的創(chuàng)新，而并非習慣上理解的“科學儀器創(chuàng)制”，其核心是科學儀器最新研制成果的商業(yè)化，只有這樣才能集聚各方資源，促進整個行業(yè)形成良性發(fā)展的有利態(tài)勢?；谏鲜隹紤]，本文在對高端科學儀器進行理論界定的基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納高端科學儀器創(chuàng)新的特性，進而針對現(xiàn)階段中國科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出若干思路建議。

1 高端科學儀器

科學儀器是指科學技術(shù)上用于檢查、測量、控制、分析、計算和顯示被測對象的物理量、化學量、工程量和生物量等性質(zhì)的器具或裝置[3]。在現(xiàn)代漢語中，“高端”一詞是指“等級、檔次、價位等在同類中較高的”。高端科學儀器就是指在科學儀器中那些等級、檔次明顯為高的儀器(及元器件)，當然其價值也是極高的。高端科學儀器的“高端”可以歸納為“五高”，分別是科學含量高、制造技術(shù)高、工藝水平高、精密程度高、性能指標高。與高端科學儀器在內(nèi)涵上最為接近的是先進科學儀器。先進科學儀器是指原理上先進、技術(shù)上創(chuàng)新且用以研究國際前沿科學問題的中型科學儀器設(shè)備[4]，因此先進科學儀器在其產(chǎn)生之初無疑屬于高端科學儀器。但高端科學儀器的范疇要大于先進科學儀器，很多通用型、普及型的科學儀器如果具備了“五高”的特點，同樣屬于高端科學儀器，如ABI(Applied Biosystems)公司制造的PCR儀。同時，先進科學儀器應(yīng)該是一個動態(tài)的概念，隨著技術(shù)的擴散，很多先進科學儀器可能會成為常規(guī)、普及的儀器，但其中的等級、檔次較高的仍然留在高端科學儀器的范疇。

重大科研儀器和大科學裝置是另外兩個需要與高端科學儀器進行區(qū)分的概念。根據(jù)國家自然科學基金委員會的規(guī)定，重大科研儀器是面向科學前沿和國家需求，對促進科學發(fā)展、探索自然規(guī)律和開拓研究領(lǐng)域具有重要作用的原創(chuàng)性科研儀器與核心部件。重大科研儀器通常是系統(tǒng)集成的結(jié)果，其中創(chuàng)造性組合了已有的科學儀器，也會有針對性的研制若干先進科學儀器，因此和高端科學儀器的概念之間存在交叉重合的部分。如國家重大科研儀器研制項目“單細胞時空分辨分子動態(tài)分析系統(tǒng)”，就涉及單細胞電化學測量、單細胞光譜成像、單細胞質(zhì)譜成像等模塊的研制、各模塊功能的耦合和優(yōu)化以及系統(tǒng)的總裝。大科學裝置(中國常稱為“國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”)是指為了提升探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、實現(xiàn)科技變革的能力，由國家統(tǒng)籌布局，依托高水平創(chuàng)新主體建設(shè)，面向社會開放共享的大型復雜科學研究裝置或系統(tǒng)，是長期為高水平研究活動提供服務(wù)、具有較大國際影響力的國家公共基礎(chǔ)設(shè)施[5]。雖然大科學裝置的運行離不開科學儀器的支撐，但顯然與高端科學儀器并無必然的聯(lián)系。

高端科學儀器的創(chuàng)新需要引起高度的重視，主要是因為：其一，高端科學儀器是基礎(chǔ)研究、應(yīng)用開發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)、生活消費、社會監(jiān)管、國防安全等活動不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是重大科研儀器、大科學裝置中不可或缺的組成部分，這是普通的科學儀器無法替代的。如果說科技創(chuàng)新在經(jīng)濟社會中發(fā)揮著基礎(chǔ)的作用，高端科學儀器則是“基礎(chǔ)的基礎(chǔ)”，這也造成高端科學儀器經(jīng)常成為國外對中國“卡脖子”的重點領(lǐng)域；其二，科學儀器本身是一個大的產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有一定的比重，高端科學儀器創(chuàng)新將帶動整個科學儀器產(chǎn)業(yè)的核心競爭力得到提升，培育出龍頭企業(yè)。例如，全球科學儀器產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導者賽默飛(Thermo Fisher Scientific)，歷經(jīng)百余年的持續(xù)創(chuàng)新已經(jīng)成長為年營業(yè)收入超過200億美元、員工總數(shù)超過65 000人的大型跨國公司，名列2020年福布斯全球企業(yè)榜第184位?？茖W儀器的門類非常龐大，包括分析儀器、物理性能測試儀器、計量儀器、天文儀器、海洋儀器、地球探測儀器、大氣探測儀器、電子測量儀器、醫(yī)學診斷儀器、核儀器、特種檢測儀器等11大類，每個大類下又包括很多小類和不同型號的具體產(chǎn)品。當前，由于納米技術(shù)、精密機械、生命科學、新材料等成果的推動，科學儀器產(chǎn)業(yè)在發(fā)生深刻的變化，高端科學儀器的創(chuàng)新應(yīng)該主要集中在如下重點領(lǐng)域：

1)細微結(jié)構(gòu)解析儀器，如透射電子顯微鏡、樣片分析儀、表面分析儀等。

2)細微加工儀器，如光刻曝光和繪圖儀器、膜加工和蝕刻類儀器、表面處理儀器等。

3)分子-物質(zhì)合成儀器，如核磁共振儀、質(zhì)譜儀、色譜儀、分光儀等。

4)基礎(chǔ)研究科學儀器，如量子光電設(shè)施、超級計算機和其他尖端測量儀器等。

2 高端科學儀器的創(chuàng)新特性

高端科學儀器屬于高端制造業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，這個產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新活動除了遵循技術(shù)創(chuàng)新的一般規(guī)律和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的特點，還具有自身的鮮明特性。基于對現(xiàn)實案例的廣泛觀察，并與其他高技術(shù)產(chǎn)業(yè)進行對比，將高端科學儀器創(chuàng)新的特性歸納為如下6個方面。

2.1 與科學發(fā)展之間存在緊密共生關(guān)系

高端科學儀器創(chuàng)新與科學發(fā)展之間的關(guān)系，既不是一般意義上的“科學是技術(shù)的理論指導，技術(shù)是科學的實際運用[6]”的線性關(guān)系，也不是生物技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)內(nèi)科學與技術(shù)一體化、科學與商業(yè)深度融合所形成的“科學商業(yè)”現(xiàn)象[7]，而是緊密互利的共生關(guān)系?？茖W儀器創(chuàng)新的直接動力來自前沿科學探索對于觀測和測量能力的需要，在絕大多數(shù)科學領(lǐng)域中，沒有先進的科學儀器幾乎不可能獲得突破性、變革性的成果。同時，高端科學儀器創(chuàng)新又大大加速了科學的發(fā)展，當代科學的重大突破幾乎都是直接或間接得益于科學儀器的進步(理論物理學除外)。以質(zhì)譜儀為例，1912年Thomson為了研究陰極射線的組成物而將電場與磁場平行放置，使離子束偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上造成硫酸鋅感光，以便進行觀察，這就是最初的簡易質(zhì)譜儀，Thomson也因此發(fā)現(xiàn)了電子。1919年Aston為了研究陽極射線中的異常分支對Thomson質(zhì)譜儀進行了改進，研制出第一臺精密精質(zhì)譜儀，Aston因此測定出50多種同位素、制作了第一張同位素表。1935年Marttauch和Herzog提出離子束能量和方向的雙聚焦理論，并研制出雙聚焦質(zhì)譜儀。上述事件僅是質(zhì)譜儀發(fā)展歷程中的早期事件，隨著理論研究和科研應(yīng)用的高速迭代，陸續(xù)產(chǎn)生了單聚焦磁質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀、回旋共振質(zhì)譜儀、電噴霧質(zhì)譜儀等更先進的儀器，與質(zhì)譜儀(技術(shù))的研制和應(yīng)用相關(guān)的科學成果中獲得諾貝爾獎的達到11項。顯而易見，高端科學儀器創(chuàng)新與當代科學發(fā)展這二者之間具有相當顯著的互為因果、互相依賴、互相影響、不可分離的共生關(guān)系，這就決定了高端科學儀器的初始創(chuàng)制工作通常是在科學家群體中完成的，并在科學研究中經(jīng)過探索性應(yīng)用才會進入更大的商業(yè)領(lǐng)域。雖然“創(chuàng)制”并非真正意義上的“創(chuàng)新”，但卻是高端科學儀器創(chuàng)新的源頭。

2.2 研發(fā)過程具有強烈的異質(zhì)集成性

高端科學儀器是科學、技術(shù)、生產(chǎn)和制造工藝等異質(zhì)性知識的復雜系統(tǒng)集成，研發(fā)這類產(chǎn)品需要前沿科學理論作為指導，也離不開光學、機械、真空、電子、精密加工、材料、化學以及軟件等眾多技術(shù)領(lǐng)域的共同支撐，所涉及的技術(shù)知識和工藝方法還具有高度的緘默性和復雜性，需要長期的摸索和積累。同時，高端科學儀器研發(fā)所依據(jù)的科學理論通常會不斷發(fā)展，所運用的技術(shù)、工藝也經(jīng)常處于動態(tài)變化的過程中，創(chuàng)新主體在所需要的知識和能力方面往往也是不完備的，從而使高端科學儀器研發(fā)面臨高度的復雜性、不確定性和風險性，也使得高端科學儀器很難通過反向工程進行模仿。例如，目前基因測序儀的原理主要基于Sanger發(fā)明的雙脫氧鏈末端終止法或Gilbert發(fā)明的化學降解法(兩種方法均獲得了諾貝爾獎)，所運用的技術(shù)涉及生化、光、電、半導體、機械、控制、大數(shù)據(jù)等諸多領(lǐng)域，對于各種元器件(尤其是光學器件)的制造工藝有極高的要求。但高端科學儀器研發(fā)的異質(zhì)集成特性也為創(chuàng)新者提供了機會，相關(guān)的科學理論、技術(shù)知識、工藝方法等任意領(lǐng)域的進步，都可能大幅提高儀器的性能。以質(zhì)譜儀為例，1960年后在探測器、加速器、光譜學、電磁學等一系列科學技術(shù)的推動下，產(chǎn)生了離子共振質(zhì)譜、電噴霧離子源、離子阱等新方法和新技術(shù)，持續(xù)激勵了質(zhì)譜儀的創(chuàng)新。

2.3 性能改進依靠高頻迭代

高端科學儀器的性能改進是在實際應(yīng)用中通過高頻迭代過程實現(xiàn)的，這種高頻迭代是創(chuàng)新的必然規(guī)律，無法規(guī)避。高端科學儀器的初始性能就要求達到相當高的水平，否則無法滿足特定科研課題的需要，因此高端科學儀器的初次迭代就是在較高層次上開始的。進入商業(yè)領(lǐng)域之后，高端科學儀器的應(yīng)用迭代頻率會大幅提高，這是由于科學研究、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域?qū)τ^測、測量等能力的追求是無止境的，而高端科學儀器又是滿足這些要求的前置條件。以基因測序儀為例，雖然其應(yīng)用僅有數(shù)十年而已，在總體上卻已經(jīng)形成代際發(fā)展的特征，依次為強調(diào)高準確性的第一代基因測序儀、強調(diào)高通量的第二代基因測序儀、強調(diào)長讀長的第三代基因測序儀，和強調(diào)低成本的第四代基因測序儀。由于產(chǎn)品性能的高頻迭代可以持續(xù)強化競爭優(yōu)勢，這就敦促致力于高端科學儀器創(chuàng)新的企業(yè)在其內(nèi)部更加重視產(chǎn)品的性能迭代。以色譜儀為例，20世紀80年代高效液相色譜儀成為主流，相關(guān)企業(yè)大量推出創(chuàng)新產(chǎn)品，產(chǎn)品的迭代更新非常迅速，島津公司在不到十年中就推出了十代高效液相色譜儀產(chǎn)品。

2.4 市場采納具有突出的馬太效應(yīng)

用戶在選擇高端科學儀器時，關(guān)注的主要是性能而非性價比，以滿足對于更高的測量、觀測能力的不懈追求，那些得到用戶青睞的產(chǎn)品往往來自技術(shù)領(lǐng)先、性能出眾，并且在行業(yè)中處于領(lǐng)導地位的品牌，而不是性價比最高的產(chǎn)品。由此帶來的連鎖反應(yīng)是，處于領(lǐng)先地位的科學儀器品牌和產(chǎn)品更容易獲得在實際應(yīng)用中迭代改進的機會，這又會進一步提高這些品牌產(chǎn)品的技術(shù)和性能，強化在行業(yè)中的領(lǐng)導地位和影響力，使高端科學儀器在市場采納方面形成強者恒強的馬太效應(yīng)。以四極桿氣相色譜-質(zhì)譜儀(GC-MS)為例，1981年Finnigan公司開發(fā)出全球第一臺商品化三重四極桿質(zhì)譜儀，此后一直引領(lǐng)GC-MS的前沿，成為大學、科研機構(gòu)、企業(yè)優(yōu)先采購的對象。1990年Finnigan加入賽默飛公司，產(chǎn)品創(chuàng)新進一步加速，1999年引入直型預四極桿設(shè)計推出Trace系列GC-MS、2002年推出當時靈敏度最高的GCMS-DSQ、2006年推出配備DuraBrite離子源和DynaMax XR檢測系統(tǒng)的DSQII、2007年推出三重四極桿的TSQ Quantum系列、2010年推出ISQ系列單四極桿GC-MS、2012年推出全球首臺真空鎖設(shè)計的TSQ8000、2018年推出ISQ7000系列單四極桿GC-MS和TSQ9000三重四極桿GC-MS。Finnigan(賽默飛)推出的每款GC-MS產(chǎn)品都得到用戶的青睞和市場的熱烈反應(yīng)，這也為公司提供了對產(chǎn)品進行持續(xù)改進的機會，以不斷強化在GC-MS領(lǐng)域的領(lǐng)導地位。

2.5 價值創(chuàng)造倚重服務(wù)化運作

高端科學儀器由于價值高昂，本身就能為創(chuàng)新者帶來巨大的經(jīng)濟利潤，如Illumina公司推出的基因測序儀Hiseq X ten，單臺售價超過1 000萬美元。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新者還可以通過與儀器相關(guān)的服務(wù)化運作獲得更大的價值。在相對狹義的服務(wù)化范圍內(nèi)，創(chuàng)新者通過出售與儀器相配套的耗材(如基因測序儀的試劑)、零配件、維修服務(wù)、軟件服務(wù)等獲得收益，這些服務(wù)的價值同樣非常高昂，而且創(chuàng)新者可以長期從中攫取價值。此外，由于國際巨頭壟斷了高端科學儀器的市場供應(yīng)，這些企業(yè)有可能通過逐步提高服務(wù)價格、設(shè)置霸王條款等方式獲得更高的利潤。僅以核磁共振儀為例，部分國外企業(yè)的維修維護類收入超過了其在我國大陸銷售總收入的30%，且逐年增長[8]。在更為廣義的服務(wù)化范圍內(nèi)，創(chuàng)新者可以利用自身在高端科學儀器上的優(yōu)勢能力與其他創(chuàng)新主體開展縱向或橫向的合作，獲得更大規(guī)模的價值。Illumina公司近年來就利用其在基因測序產(chǎn)業(yè)鏈上游(基因測序儀)的霸主地位，全力向中下游服務(wù)市場延伸，如2016年與梅奧醫(yī)院共同開拓基因異常的檢測服務(wù)、2017年聯(lián)合飛利浦為腫瘤學提供整合基因組學服務(wù)、2018年1月與我國金域醫(yī)學共同開發(fā)新型的腫瘤學和遺傳病檢測應(yīng)用、2018年2月與Harvard Pilgrim合作開展新一代無創(chuàng)產(chǎn)前檢測服務(wù)、2018年3月與中國中源協(xié)和聯(lián)合開發(fā)首款亞洲人群數(shù)據(jù)芯片ASA基因檢測產(chǎn)品，等等。

2.6 創(chuàng)新擴散主要面對團簇型市場

高端科學儀器廣泛應(yīng)用于科學、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、社會、安全等不同領(lǐng)域，但卻主要是在團簇型市場中實現(xiàn)創(chuàng)新擴散的，這經(jīng)常使創(chuàng)新者陷入左右為難的窘境。科學儀器具有多重屬性，它既是工具，也是科學探索和認識世界的手段。僅就工具屬性而言，科學儀器是測量工具，在某些情況下還可以是生產(chǎn)工具，例如掃描隧道顯微鏡是觀察分子原子的測量工具，也是操縱分子原子的生產(chǎn)工具。因此當一項高端科學儀器創(chuàng)新發(fā)生以后，具有在諸多不同領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用推廣的潛能，意味著高端科學儀器的創(chuàng)新擴散能力應(yīng)該是很強的。但是，高端科學儀器主要面對專業(yè)性市場而非大眾市場，這樣的市場呈團簇型并且規(guī)模相對穩(wěn)定，每個市場的需求量往往很有限(雖然產(chǎn)品和服務(wù)的價值很高)，個別高端科學儀器在特定市場內(nèi)的全球需求量甚至僅有十幾臺或幾十臺而已，如超級計算機。高端科學儀器創(chuàng)新主要在團簇型市場中擴散的特性意味著，創(chuàng)新者可能無法運用規(guī)模經(jīng)濟來抵消創(chuàng)新成本，但高端科學儀器性能改進的高頻迭代特性和市場采納的馬太效應(yīng)特性又決定了，創(chuàng)新者必須要持續(xù)進行高強度的研發(fā)投入，保持高速的創(chuàng)新節(jié)奏。這種令創(chuàng)新者左右為難的特性對于經(jīng)過長期積累已經(jīng)確定了行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢的創(chuàng)新者而言，是阻擋競爭對手、避免被模仿的壁壘，但對于試圖實現(xiàn)創(chuàng)新追趕的后來者而言，卻進一步加大了創(chuàng)新的不確定性和風險性，必須經(jīng)過嚴密的戰(zhàn)略設(shè)計才有可能突破這種障礙。

3 高端科學儀器的發(fā)展思路

中國在高端科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面與發(fā)達國家存在較大的差距，而作為科研大國、工業(yè)大國和消費大國，中國擁有龐大的科學儀器市場，尤其是對高端科學儀器需求強烈，這就決定了中國必須將發(fā)展高端科學儀器產(chǎn)業(yè)置于重要的戰(zhàn)略地位。基于前述理論歸納，結(jié)合中國的實際國情，為加速中國高端科學儀器產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展可以采用如下思路。

3.1 鼓勵“中國首創(chuàng)”

在漢語語境下，“首創(chuàng)”是指最先創(chuàng)造、創(chuàng)始的意思，強調(diào)“中國首創(chuàng)”是促進高端科學儀器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的基本要求。由中國最先創(chuàng)造或改進的科學儀器不僅能夠打破外國壟斷，更能在市場采納中占據(jù)先機，獲得應(yīng)用迭代的初始條件，進而為借助馬太效應(yīng)實現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新和市場擴散奠定基礎(chǔ)。由于高端科學儀器創(chuàng)新的初始動力通常源于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和科學家群體，是為了解決特定科學問題而創(chuàng)制出新型儀器或?qū)ΜF(xiàn)有的儀器做出原創(chuàng)性改進，因此，“中國首創(chuàng)”的重點是鼓勵科學家投身于高端科學儀器研制并為其提供有力的支持，國家自然科學基金委、科技部等設(shè)立的國家重大專項被證明為行之有效的手段。未來需要進一步擴大支持力度和支持范圍，應(yīng)該特別重視鼓勵以企業(yè)為主體、由產(chǎn)業(yè)科學家主持的高端科學儀器創(chuàng)制工作。實際上，企業(yè)歷來是高端科學儀器創(chuàng)新的重要力量，掃描隧道顯微鏡等重大科學儀器就是由IBM等注重基礎(chǔ)研究的企業(yè)的科學家所研發(fā)的。

3.2 引導“科學-商業(yè)”接力創(chuàng)新

接力創(chuàng)新是指由能力顯著異質(zhì)、優(yōu)勢明顯互補的不同主體分別承擔創(chuàng)新鏈上不同環(huán)節(jié)的任務(wù)，以“接力”方式依次完成一項創(chuàng)新從構(gòu)思、研發(fā)、生產(chǎn)到商業(yè)應(yīng)用等活動，最終實現(xiàn)創(chuàng)新價值的過程[9]。接力創(chuàng)新適合成為指導中國高端科學儀器創(chuàng)新的重要理論依據(jù)。綜觀主要高端科學儀器產(chǎn)品的發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)這些科學儀器最初都是在科學環(huán)境下產(chǎn)生的，但后期則進入到商業(yè)環(huán)境下，由企業(yè)對其進一步完善并實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化，質(zhì)譜儀就是典型例證。中國必須將引導從科學到商業(yè)的接力創(chuàng)新過程作為促進高端科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要思路，鼓勵承擔科學儀器創(chuàng)制項目的科學家團隊，通過合適的方式與企業(yè)之間形成接力合作的組織模式，科學家團隊負責完成初始的創(chuàng)制工作并提供后續(xù)的指導，而企業(yè)在科學家工作的基礎(chǔ)上負責進一步完成商業(yè)化，雙方可行的接力方式包括技術(shù)轉(zhuǎn)讓、授權(quán)許可、市場合作開發(fā)、科學家自主創(chuàng)新等。為了對“科學-商業(yè)”的接力創(chuàng)新提供強有力的引導，國家自然科學基金委等項目發(fā)布部門甚至可以在申報要求中規(guī)定，申請者需要預先給出接力創(chuàng)新的候選伙伴和預計的接力合作方式，以防止高端科學儀器的創(chuàng)制成果成為“睡美人”。

3.3 支持應(yīng)用迭代

應(yīng)用迭代在高端科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有關(guān)鍵意義，這不僅是由于應(yīng)用迭代是性能改進的必經(jīng)道路，也是由于應(yīng)用迭代與打開市場需求、實現(xiàn)市場采納之間存在緊密的互動關(guān)系。由于中國在高端科學儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面還處于追趕的階段，相關(guān)創(chuàng)新產(chǎn)品獲得市場采納的障礙是現(xiàn)實存在的，加之高端科學儀器的創(chuàng)新擴散主要在團簇型市場之中進行，因此在實際應(yīng)用中實現(xiàn)高頻迭代的難度是現(xiàn)實存在的。建議中國在不違反WTO規(guī)則的前提下，針對中國首創(chuàng)的科學儀器在研發(fā)和商業(yè)化等方面給予適當?shù)难a貼，從而增強國產(chǎn)科學儀器的市場競爭力。補貼的強度應(yīng)該超過高端裝備制造業(yè)、生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、芯片等新興產(chǎn)業(yè)，因為沒有高端科學儀器產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，上述新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將受制于人。同時，在政府采購、企業(yè)采購、大學和科研機構(gòu)采購等方面也應(yīng)該規(guī)定，在技術(shù)水平相當?shù)那闆r下優(yōu)先采購國產(chǎn)品牌和產(chǎn)品，并根據(jù)采購額給予一定比例的補貼或獎勵等。

3.4 重視跨國技術(shù)并購

高端科學儀器創(chuàng)新所涉及的知識中，很多都是需要經(jīng)過長期摸索和積累才能獲得的緘默性知識，并且往往被發(fā)達國家企業(yè)嚴密保護起來。中國企業(yè)實施高端科學儀器創(chuàng)新無法跨越緘默性知識的積累過程，除了在“中國首創(chuàng)”的科學儀器中可能具有先發(fā)優(yōu)勢之外，在絕大多數(shù)科學儀器領(lǐng)域中國企業(yè)要實現(xiàn)創(chuàng)新追趕，都必須著力解決技術(shù)能力積累的難題。跨國技術(shù)并購是中國企業(yè)獲得緘默性知識的重要手段。由于國外企業(yè)在高端科學儀器創(chuàng)新中也無法脫離本文歸納的創(chuàng)新特性，同樣面臨高度的不確定性和風險性，一些國外企業(yè)可能在高端科學儀器研發(fā)方面具有很強的技術(shù)能力，但由于商業(yè)化策略等因素的影響，創(chuàng)新失敗的也不在少數(shù)。我國企業(yè)可以選擇其中技術(shù)先進、能力互補的企業(yè)，通過技術(shù)并購獲得目標企業(yè)的緘默性知識，快速跨越技術(shù)能力積累過程。在這方面，中國已經(jīng)有典型案例可供參考，華大基因就是通過并購美國CG公司獲得了新一代基因測序儀的技術(shù)能力，很快開發(fā)出臨床應(yīng)用型測序儀BGISEQ-500等創(chuàng)新性的產(chǎn)品和服務(wù)，打破了Illumina公司在基因測序儀領(lǐng)域的壟斷和威脅[9]。在華大并購CG的過程中，Illumina公司和美國媒體甚至宣傳將CG賣給華大等于同泄露了“可口可樂秘方”，這也從側(cè)面反映了通過國際并購獲得高端科學儀器技術(shù)能力的價值所在。

3.5 挖掘服務(wù)化創(chuàng)新機會

如前所述，服務(wù)在高端科學儀器的價值創(chuàng)造中占有重要地位，中國的很多企業(yè)可能暫時還無法在高端科學儀器的研發(fā)環(huán)節(jié)媲美國外企業(yè)，在短期內(nèi)也難以完成創(chuàng)新所需的緘默性知識和技術(shù)能力的積累過程，但在高端科學儀器的服務(wù)化運作環(huán)節(jié)卻有很多可以利用的機會。作為價值高昂的產(chǎn)品，高端科學儀器對零部件供應(yīng)、維修保養(yǎng)、附屬設(shè)施、試劑耗材、配套軟件等不僅需求很大，而且這些需求是長期存在的。中國企業(yè)可以從這些相關(guān)的服務(wù)環(huán)節(jié)入手，發(fā)現(xiàn)通過服務(wù)化創(chuàng)新進入高端科學儀器領(lǐng)域的機會，甚至深耕高端科學儀器的專業(yè)化配套服務(wù)，不僅可以獲得相應(yīng)的創(chuàng)新收益，還可以在此過程中積累技術(shù)能力，實現(xiàn)從下游到上游的逆向創(chuàng)新。當前，很多國外的科學儀器企業(yè)在服務(wù)環(huán)節(jié)設(shè)置霸王條款，阻止中國企業(yè)進入高端科學儀器的服務(wù)領(lǐng)域，中國應(yīng)該利用市場規(guī)模大、需求旺盛的話語權(quán)，在國際貿(mào)易中打破國外企業(yè)針對高端科學儀器服務(wù)所設(shè)置的不合理條款，為中國企業(yè)開展相應(yīng)的服務(wù)化創(chuàng)新開辟空間。

3.6 加強高等教育改革

除了前述針對具體創(chuàng)新過程的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路外，中國還應(yīng)該重視加強高等教育改革，提高在教學科研過程中學生自己動手制作和改進實驗儀器能力，尤其是對于研究生而言，這不僅是在培養(yǎng)最基本的科學素養(yǎng)，也是在為整個高端科學儀器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新培養(yǎng)人才，還可能直接促進高端科學儀器的“中國首創(chuàng)”。根據(jù)調(diào)研訪談，發(fā)現(xiàn)在生物、化學、材料、機械等高度依賴科學儀器的實驗學科中，學生動手設(shè)計實驗、根據(jù)實驗需要制作或改進科學儀器的能力偏弱，絕大多數(shù)學生(包括老師)都是簡單地運用國外的先進儀器開展實驗，這既不利于原創(chuàng)性前沿科學突破的產(chǎn)生，也不利于高端科學儀器的自主創(chuàng)新。在科學研究和科學儀器發(fā)展中做出大量杰出成就的卡文迪許實驗室，就規(guī)定學生必須親手制作實驗用的儀器，不能使用現(xiàn)成的儀器。因為卡文迪許實驗室的第三任主任、質(zhì)譜儀的發(fā)明者和電子的發(fā)現(xiàn)者Thomson堅定地認為，學生不應(yīng)該只是實驗的觀察者，更應(yīng)該是實驗的創(chuàng)造者。