2021年5月，习近平总书记在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上指出：“要从国家急迫需要和长远需求出发，在石油天然气、基础原材料、高端芯片、工业软件、农作物种子、科学试验用仪器设备、化学制剂等方面关键核心技术上全力攻坚，加快突破一批药品、医疗器械、医用设备、疫苗等领域关键核心技术。”讲话中强调的关键核心技术均与精密仪器和装备有着千丝万缕的联系，或高度依赖，或直接归属。

鉴于精密仪器与装备的不可替代作用，各国均把精密仪器与装备作为重要战略行业予以重视和支持。美国、日本和欧洲各国分别制定了“主要科学仪器设备计划”“先进测量和分析技术与仪器研发计划”“重大仪器创新计划”等诸多相关策略^{[1, 2]}，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标》中也明确要求“加强高端科研仪器设备研发制造”。

1 我国精密仪器与装备的发展现状

在党中央、国务院的正确领导下，在几代科技工作者的不懈努力下，我国精密仪器与装备事业发生了翻天覆地的变化。从2010年开始，我国装备制造总产值已超过美国成为全球第一，在超算、高铁、核电、大飞机、航母等众多领域取得重大突破，已经成为名副其实的仪器装备生产大国。然而，我国还远远不是仪器装备强国，尤其高端领域中广泛应用的精密仪器与装备，与国外相比还有很大的差距。

1.1 面向世界科技前沿

在科技前沿探索方面，我国多数高端精密科学仪器依赖进口，难以支撑重大原创性成果产出。

据海关统计，2019年中国仪器仪表进出口总额分别为519.93亿美元和338.38亿美元，逆差高达181.55亿美元。且中国出口的科学仪器以中低端为主，其中具有完全自主知识产权的产品更是屈指可数。

2016—2019年，国家发展和改革委员会采购的200万元人民币以上的科学仪器中，质谱仪、X射线类仪器、光学色谱仪等设备的国产占比不足1.50%，其中国产光学显微镜的占比是0。

科学技术部重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台^①上的共享仪器盘点数据显示：超分辨显微成像系统国产占比仅为7%；共聚焦显微镜近1 500套，估算总价值近40亿元人民币，其中仅1台为国产；高内涵细胞成像分析系统100% 被进口垄断。

① https://nrii.org.cn.

1.2 面向经济主战场

在高端制造业方面，大量核心技术受制于人，“空心化”问题日益显现，受到广泛重视。

以半导体行业为例：2020年中国进口集成电路5 435亿块，同比增长22.1%；进口总额2.42万亿元人民币，同比增长14.6%。相比之下，2020年中国石油原油进口总额约为1.22万亿元人民币，这意味着国内芯片进口规模达到了石油的近2倍。

而作为半导体制造的核心装备，目前广泛应用的深紫外（DUV）光刻机被荷兰阿斯麦（ASML）、日本佳能（Canon）、日本尼康（Nikon）等公司垄断，而在最先进的极紫外（EUV）光刻机方面目前只有ASML公司能够提供商用产品，工艺制程达到了5 nm。国内光刻机唯一实现量产的制造商上海微电子装备（集团）股份有限公司，目前与ASML差距巨大，所生产的光刻机，性能最好的工艺也才达到90 nm的制程。以光刻机为代表的系列精密装备牢牢扼住了我国大规模集成电路制造技术的咽喉，使我国集成电路制造工艺落后于国外2—3代。

1.3 面向国家重大需求

在国防安全方面，多数精密国防仪器装备与世界先进水平存在代差，无法有效捍卫国家利益和安全。

在空中，美国战斗机牢牢占据世界战斗机第一梯队，而我国的歼-20战机虽已列装，但其“心脏病”——航空发动机问题仍未“医好”。以工作寿命为例，我国虽然已经逐步摆脱了“一次性发动机”的窘状，但是与国际先进水平的“一万小时”指标相比仍然相距甚远，而限制寿命提升的主要因素就是检测仪器和加工装备。

在海上，弹射器是航空母舰的关键装备，与起飞重量、出动效率等直接相关。美国在役的11艘航空母舰早已应用了蒸汽弹射器，后续还将进一步更新换代，而我国列装的航空母舰仍采用滑跃甲板起飞。

在天上，美国的全球定位系统（GPS）于1994年即已全面建成，而我国北斗卫星导航系统2020年才刚刚开始覆盖全球；美国KH-12侦察卫星以世界最高分辨率监视全球30多年，而我国仍在紧追猛赶。

1.4 面向人民生命健康

在医疗健康方面，国内医疗仪器装备行业普遍存在低端产能过剩、高端依赖进口的现象，由此带来的经济效应已经影响到了人民的日常生活，成为“看病贵”的主要原因之一。

中国是全球医疗器械的重要生产基地，产品占全球医疗器械约14% 市场份额，但集中在中低端领域。我国医疗器械行业集中度低，生产企业上万家，规模普遍较小，与行业国际巨头相比仍具备较大的成长空间；然而，我国医疗器械企业的研发投入不足，严重制约了自主创新，导致在市场上竞争力较弱。

在高端医疗器械领域，美国美敦力公司、美国强生公司、荷兰飞利浦公司、美国通用电气（GE）医疗系统有限公司、德国费森尤斯集团公司、德国西门子公司六大行业巨头在医疗器械细分领域的布局几乎涵盖了体外诊断、心脏病相关、影像诊断和骨科矫形灯等所有高端医疗器械领域^[3]。

2 我国精密仪器与装备发展面临的核心问题 2.1 与精密仪器和装备相关的研究基础薄弱

精密仪器与装备系统性能的提升，一方面来源于方法、理念的创新，另一方面则来源于材料、器件、加工工艺等领域的技术进步。这些精密仪器与装备的发展基础大多属于基础或应用基础研究，被排挤在“高大上”之外。此类研究普遍具有周期长、见效慢等特点，受多种因素影响，在过去常被忽略，并未获得足够的重视^[4]。

（1）基础与应用基础研究的经费投入长期处于较低水平。 2020年全国科技经费投入统计公报显示，我国基础研究和应用研究占总研发投入的比重分别为6.0% 和11.3%；而发达国家基础和应用基础研究的投入比例远高于我国，如美国2019年的相应比例分别为16.4% 和19.9%。

（2）科研人员缺乏投身精密仪器与装备相关基础研究的热情。我国在材料、器件、加工工艺等领域与国外技术差距大，技术进步需要的积累时间长，因而很难快速产出具有较高显示度的重大成果和经济效益。同时，该领域大多不是当前国际研究热点。在现有的以论文、科研项目为主体的科研绩效评价体系下，科研人员出于自身发展考虑，往往选择跟在国际热点后面“缝缝补补”，开展“短、平、快”的项目研究，盲目追求所谓的“高大上”。

（3）与精密仪器与装备相关的基础研究中，各领域的发展极不均衡。为了突显前沿性，在项目的遴选过程中往往追求“世界领先”，对国内真正紧缺的研究方向重视不足。特别是在目前尚未禁运的部分高性能材料、核心元器件、仪器领域，其相关的研发项目很难获得支持。然而，随着国际形势的不断变化，这些领域被“卡脖子”的风险也在不断增大，一旦链条中断，后果将极为严重。

2.2 未能形成研发合力

我国一直在积极推动高端精密仪器与装备的自主研制，在相关领域已经具备了一定的基础与优势，在精密仪器与装备领域的研发力量也并不匮乏。2020年全国规模以上仪器仪表制造企业多达5 000余家；开设仪器类专业的高校多达200余所，其中包括清华大学、北京航空航天大学、天津大学、哈尔滨工业大学、东南大学等“双一流”高校；各大国立科研机构也有众多仪器装备相关研究单元。以中国科学院为例，其院内2020年科研经费10亿元以上的22家单位中，涉及精密仪器与装备研发的院所占比即达2/3以上。

但是，精密仪器与装备研发是一个多学科知识高度交叉和各种高新技术高度密集的先进领域，涉及光、机、电、算、软等多个学科。从原理的创新，到技术突破，再到产业化应用，不仅需要长期的积累，也需要对各方资源的有效整合与利用。目前，国内的大学、科研院所、企业间未能真正形成研发合力，相互之间的良性竞争少、无序竞争多，合作共赢少、“各自为战”多，高端专注少、低端重复多。国内对于重点攻关方向缺少顶层谋划和认识，更多的局限于自身的研究领域。对于已经达成共识的攻关方向，如某些国家重大专项，虽然集结了国内的优势力量，但是大部分精力耗费在了资源分配而不是早出成果上。

另外，发展精密仪器与装备是系统性工程，非“一城一地”之力所能及，需要广泛挖掘、利用各地区的自身基础与优势，有机协调与集成，高效推进领域发展。而目前，国内各地区之间，尤其是经济发达地区与欠发达地区之间的联动还很欠缺。

2.3 需求牵引力匮乏

国内科研单位和团队在完善科研条件时往往首选购买进口仪器装备。每次国内重大专项的启动，都意味着国外仪器装备供应商又一场“饕餮盛宴”的启幕。企业购置制造装备时，宁可改变自身工艺流程去迎合国外既有产品，也不愿与国内相关单位合作进行自主开发。国内仪器装备的研发、制造单位长期缺少真正的市场需求，更谈不上需求牵引、伴随市场发展来制定和实施自身的发展战略。

科研和产业人员对国产仪器装备的购买和使用意愿不高，这是多种因素共同导致的结果。国产仪器装备起步晚，且大多停留在低价值、低精度领域，缺少行业背书、标准化验证和效果评估。使用国产仪器装备进行研究，不仅影响效率，而且存在研究成果不被国际学术界认可的风险。这导致国产仪器装备在客观上水平存在差距的同时，主观上也给科研人员留下了先入为主的负面印象。

另外，我国大量行业标准在制定过程中参考了国外的相关标准，所使用的测试测量仪器装备也均为进口。并且，根据相关政策，科研机构采购符合要求的进口科学仪器可以直接免税，而采购国产仪器装备时则需要执行繁琐的退税手续。这些现象又进一步削弱了国产仪器装备的优势，打击了科研机构采购国产仪器装备的积极性。

用户对于国产仪器装备的信任需要通过实践逐步建立，但是仪器装备产业的高端化发展需要长期的技术积累，更需要研发部门与用户的反复迭代。如果仪器装备市场始终被掌握先发优势的国外企业牢牢把住，国产仪器装备则很难获得用户实际应用情况的反馈，这将形成恶性循环，使国产仪器装备进一步失去竞争力。

3 对策建议 3.1 营造良好创新生态，特别是基础与应用基础研究生态，步步为营、久久为功

精密仪器与装备涉及领域范围广泛，研发基础薄弱，无法在短期内通过运动式突击实现，必须做好长期坚持的准备，需要从经费支持、资源配置、评价体系等方面系统优化。

（1）优化资助体系。引导科研人员积极投身基础与应用基础研究。加大支持力度，在国家科研计划投入中，逐步提高基础与应用基础研究投入比例；同时，通过税收减免等优惠政策，引导、鼓励企业增强基础研究投入。在国立科研机构中，根据不同基础研究的性质，逐步提高稳定支持事业经费总量；整合经费投入渠道，统筹规划科研项目、人才计划、条件保障类经费，避免科研人员多头申报；简化基础类研究管理流程，提高科研单位和科研人员研究自主权。

（2）平衡资源配置。在追求世界基础科技前沿的同时，进一步提升对核心基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺、产业技术基础等国内“短板”基础领域的研究投入，制定具有战略眼光、面向2035年乃至2050年的全方位、长周期科技发展规划。

（3）完善科研评价体系。摒弃传统仅仅依靠论文和项目数量、资金额度的简单量化评价体系，转而结合创新性、前沿性、实效性及未来发展潜力等因素综合判断；同时，结合基础研究回报周期长的特点，适当延长基础性科研人员的考核评价周期，减轻考核压力；强化绩效工资的激励作用，通过成果转化奖励等方式增加科研人员收入。

3.2 优化组织形式，集中力量实现突破

通过合理的顶层战略布局，实现优势互补、形成合力，在最短时间内、用最小的资源投入实现精密仪器与装备的快速发展，大幅提升解决重大科学问题能力、关键核心技术创新能力和服务经济社会发展能力。

（1）组建稳定的“大国家队”。充分体现国家战略科技力量的使命与担当，以政府主导，选取能够代表国内精密仪器与装备领域最高水平的科技力量直接“挂帅”，由“主帅”进行“沙场点将”，遴选领域内优势单位直接入队。同时，联合国内“政产学研金服用”各方优势力量，快速组建精密仪器与装备全国重点实验室等“大国家队”，统筹组织集智攻关，持久高效地解决国家战略急需。

（2）精准遴选攻关方向。解决问题的前提是准确识别问题，精密仪器和装备与国家“四个面向”高度相关，涵盖全产业链条，分支领域众多，问题纷繁复杂。“大国家队”要始终从国家意志出发，准确定位共性关键问题及关键核心问题，坚持“有所为，有所不为”，在关键领域避免国内“内卷”，做到“刀刃向外”。

（3）整体优化战略布局。统筹考虑全国各地的优势基础，以及科技与经济的融合发展情况，使发达地区与欠发达地区联动起来。例如：南方多个省份经济发展优势显著，东北地区经济方面虽然仍在努力摆脱困境，但是工业制造基础雄厚，技术升级需求迫切。基于国家对东北振兴的战略需求，建议在东北设置新的全国重点实验室、大科学装置、重大专项等，整合、集聚精密仪器与装备领域优势创新资源，构建国家综合性科学中心。同时，积极从经济发达地区挖掘需求，设立研产合作“桥头堡”，使精密仪器与装备国家科学中心形成“基地+据点”的发展网络。既为产业转型升级提供基础性内生动力，也对地方经济发展发挥不可替代的“强心剂”作用。

3.3 多管齐下，打通国产仪器装备研发与应用的良性循环

自上而下制定支持国产仪器设备推广的系列政策，并保证其顺利落地实施；通过税收优惠、定向补助等多种方式，鼓励科研人员购置高端国产仪器设备。

（1）引导科研人员以满足实际需求为目标采购仪器设备，而不是片面追求国外品牌仪器，造成资源浪费。事实上，在一些领域，国产仪器装备在技术上已不落后于，甚至领先于世界水平，且更符合我国科研人员操作习惯，以及在价格和售后服务上具有绝对优势。例如，2019年11月，清华大学分析测试中心磁共振实验室使用的某国外品牌电子顺磁共振波谱仪出现故障，若返回原厂维修需耗费1个月以上的时间；而在联系国内相关仪器厂商后，仅4个工作日即完成了检查、维修和测试。

（2）对于确有硬性不足、必须购置进口仪器装备的情况，要跟踪、调研，掌握国内外的具体差距所在。基于调研结果，准确挖掘用户痛点，对于需求最急迫的仪器装备展开集中攻关，满足国内仪器装备“刚需”，并探索完成基于国产仪器装备的真正“国产”行业标准，从根源上打破进口仪器装备的垄断势头。

（3）通过实际的应用和体验，重新客观看待国产仪器装备的优、缺点，并给予其足够的耐心和时间来改进和完善。全面打通供给侧到需求端的链条，加强企业与高校、科研院所间关于仪器设备成果的技术对接，通过自主研发、委托研发、成果转移等多种方式努力提升产品核心性能，准确挖掘客户的痛点和需求，通过不断迭代来迅速提升产品质量。

4 结语

“自力更生是中华民族自立于世界民族之林的奋斗基点，自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。”面对世界百年未有之大变局，中国科学院作为国家战略科技力量的主力军，在“十四五”时期的重要使命定位和目标任务，就是要让我国摆脱精密仪器与装备领域核心技术受制于人的不利局面，支撑我国精密仪器与装备的高水平自立自强。这既是我们心系的“国家事”，也是我们应担的“国家责”。

在这个我国从制造业大国向制造业强国转变的关键历史时期，完全有理由相信，在党中央、国务院的正确领导下，在广大科研工作者的共同努力下，我们一定可以实现精密仪器与装备的跨越式发展，“无愧今天的使命担当，不负明天的伟大梦想”！