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同時研發的創新成果,國外產業化獲巨額利潤,國內卻只能艱難中追趕

作者 耿挺 首發於上海科技報

在一個相同的起步點上, 一項相同的原始創新成果, 在中美兩國的科技成果轉化道路上走出了截然不同的結果:一個引領產業發展方向, 用領先技術帶來了巨額利潤;一個缺少慧眼識珠的企業, 錯過了先發制人的優勢。

在中科院上海矽酸鹽所舉辦的第1屆醫用超聲材料和器件產業發展創新論壇上, 一塊小小的弛豫鐵電PMNT單晶體引起了專家、企業家的熱烈討論, 也折射出我國科技界與產業界的尷尬與困惑。 在當下創新與轉型的號角聲中, 這些尷尬與困惑能否得到破解,

值得關注。

同時起步

做過B超、彩超檢查的人, 都有過被醫生用一個探頭在身體上來回掃描的經歷。 當探頭掃過身體, 超聲儀器上就能顯示出體內各種器官的圖像。 這其中的奧秘就在位於探頭部位的一塊壓電材料:它能將電信號轉化為聲波, 隨後將聲波發射到身體內部。 當聲波碰到器官等障礙物後就會反彈回來形成回波。 壓電材料接收到回波, 並將其轉化為電信號, 最終變成圖像。

壓電材料的好壞直接決定了圖像的清晰度和準確度, 也就決定了這台超聲醫療診斷設備的品質好壞。 在醫用超聲設備產業, 一個探頭的價格占了整個設備的一半, 而壓電材料更被稱為產業瓶頸和技術明珠。

一直以來, 陶瓷材料佔據著壓電材料的霸主地位。

然而, 自從被公認為鐵電材料領域50年來“一次激動人心的突破”的弛豫鐵電單晶PMNT材料誕生之後, 醫用超聲設備產業就開始夢想著用PMNT單晶替代陶瓷材料, 以獲得清晰度更高、準確性更好, 能夠幫助醫生更準確診斷病情的單晶B超機。

在PMNT單晶製備領域, 中科院上海矽酸鹽所走在了世界前列。 以羅豪甦研究員為首的一批科研人員, 在國際上率先突破了助熔劑生長PMNT單晶的限制, 在國際上率先採用Bridgman方法製備大尺寸高品質的PMNT單晶。 這是在1997年。

同一時期, 正在美國伊利諾州立大學的韓芃棣創辦了H.C. Materials公司。 他曾經在上海矽酸鹽所工作過4年, 於1987年赴美。 在中國科學家的製備方法啟發下, 韓芃棣開始集中研發PMNT單晶製備, 並在1997年成功製備出幾毫米的PMNT單晶。

在地球的兩端, 一項原始創新成果都獲得了成功, 也給高端醫用超聲產業帶來了第一縷技術的陽光。 這也是後來羅豪甦和韓芃棣被業內稱為全球製備PMNT單晶體最頂尖的兩位科學家的原因。 接下來,

就看誰能率先完成科技成果產業化, 從而摘下這顆產業明珠了。

不同結果

在科技成果轉化的道路上, 羅豪甦和韓芃棣遭遇了截然不同的命運。

“我把PMNT單晶帶到了當時國內最大的B超生產公司, 但對方給我的答覆是:國外還沒有做, 我們做風險太大。 ”回憶起當時的場景, 羅豪甦不由得長歎一聲, 充滿了遺憾和失望。 後來, 國內又有幾家公司拿了PMNT單晶去做試驗, 但最後都是不了了之。

就在中國企業慧眼不識珠的幾年之後, 羅豪甦的實驗室得到了GE、東芝、飛利浦、西門子等公司尋求合作的要求。 在飛利浦, 羅豪甦看到了一直牽掛在心的PMNT單晶探頭高清彩超。 有一個畫面讓羅豪甦至今不能忘懷——在彩超顯示幕上, 心臟裡血液隨著心臟的跳動, 從心房沖過瓣膜進入心室。 在過去陶瓷探頭下, 醫生們是絕對看不到如此精細的畫面。 羅豪甦明白, 國外公司已經實現PMNT單晶的成果轉化。 而這家公司就是韓芃棣的H.C. Materials公司。

“我的成功得益於美國推動小微企業創新創業的‘小企業創新研究資助計畫(SBIR計畫)’和‘小企業技術轉移資助計畫(STTR計畫)’。 ”韓芃棣說。1997年,他成功製備出PMNT單晶,1998年就獲得了SBIR計畫20萬美元的第一階段無償資助。依靠這筆資金,韓芃棣完善了製備技術。隨後,SBIR計畫第二階段100萬美元,使得他開始將PMNT單晶從實驗室搬到工廠,測試工業化生產的技術。2002年,飛利浦找到只有7個人的H.C. Materials公司,在經過一番評估之後,下定決心生產採用PMNT單晶探頭的醫用高端超聲設備,從而打開了該領域產業升級的步伐。而H.C. Materials公司成了飛利浦的供應商,也成為該產業鏈的幾乎是唯一的上游企業。

在飛利浦之後,GE也開始進入這一市場,並向韓芃棣採購PMNT單晶。到2012年,H.C. Materials公司僅僅提供給飛利浦的單晶就產生了750萬美元的收益。2013年,H.C. Materials公司被另一家美國公司收購,其2014年PMNT單晶產值已經達到1800萬美元,佔據了世界市場70%份額。

如今,PMNT單晶探頭只占全球每年生產約100萬個探頭總量的6.5%,但價值卻佔據了總產值的近8成,成為典型的高附加值高科技產品。無論是飛利浦、GE還是西門子,都把PMNT單晶探頭看作是產業的未來,認為將完全取代傳統的陶瓷材料。僅僅這一系列新產品每年分別給飛利浦和GE帶來10億美元和30億美元的收益,而這一數字還將會持續增長。

奮起直追

“想一想中國那麼多台陶瓷材料B超升級成PMNT單晶材料B超,將會帶來多麼巨大的市場價值。”韓芃棣透露,一個目前最高端的PMNT單晶探頭價格高達5萬美元,因此就連韓國的三星都正在搶入這一產業。“在PMNT單晶領域,我們國家有技術、有市場,為什麼不幹起來?”論壇上,韓芃棣激動地問道。

然而,問題的關鍵在於如何打通產業鏈。在PMNT單晶製備技術上,羅豪甦帶領的科研團隊已經獲得了11項國家發明專利,並能夠製備出3英寸、4英寸的晶體,這與美國的水準不相上下。但只有這一個環節達到高水準是遠遠不夠的。從晶體到探頭,再到系統和整機,需要各個產業環節有企業接力。值得高興的是,在論壇上,每個環節都有國內企業參加,並顯示出蓄勢待發的態勢。

在探頭研製上,位於張江的上海愛聲生物醫療科技有限公司總經理袁建人非常有心得。他之前創辦的上海APEX電子科技有限公司主營陶瓷材料探頭生產,並在2010年被飛利浦收購。如今,在剛剛創辦一年的新公司裡,袁建人正致力於研製PMNT單晶探頭。

在整機生產領域,來自深圳的邁瑞、開立、理邦等公司也正在從中低端的黑白B超向高端的彩超進軍。“以前是整機拖了探頭後腿,現在是探頭拖了整機後腿。”一位企業負責人說,“國內醫用超聲設備產業使用PMNT單晶替代陶瓷材料正當時。”

對此,韓芃棣建議,位於產業鏈各個環節的科研機構和企業各司其職,形成合力,打造中國高端醫用超聲設備產業。羅豪甦提出,依託上海嘉定醫用超聲材料和器件產業技術創新戰略聯盟,建立鐵電材料和器件產業研究院、產業基地,啟動投入5000萬元,在二三年內實現科技成果轉化,實現產值10億元人民幣。

“無論是上海建設科創中心的提出,還是《促進科技成果轉化法》的修訂,都給了我們很大信心。”羅豪甦說,“我希望醫用超聲設備公司、科研院所和大學、投融資企業加強合作,抓住這一產業轉型升級的良機,在合適的政策鼓勵下,加速發展我國醫療裝備產業。”

(本文寫於2015年)

”韓芃棣說。1997年,他成功製備出PMNT單晶,1998年就獲得了SBIR計畫20萬美元的第一階段無償資助。依靠這筆資金,韓芃棣完善了製備技術。隨後,SBIR計畫第二階段100萬美元,使得他開始將PMNT單晶從實驗室搬到工廠,測試工業化生產的技術。2002年,飛利浦找到只有7個人的H.C. Materials公司,在經過一番評估之後,下定決心生產採用PMNT單晶探頭的醫用高端超聲設備,從而打開了該領域產業升級的步伐。而H.C. Materials公司成了飛利浦的供應商,也成為該產業鏈的幾乎是唯一的上游企業。

在飛利浦之後,GE也開始進入這一市場,並向韓芃棣採購PMNT單晶。到2012年,H.C. Materials公司僅僅提供給飛利浦的單晶就產生了750萬美元的收益。2013年,H.C. Materials公司被另一家美國公司收購,其2014年PMNT單晶產值已經達到1800萬美元,佔據了世界市場70%份額。

如今,PMNT單晶探頭只占全球每年生產約100萬個探頭總量的6.5%,但價值卻佔據了總產值的近8成,成為典型的高附加值高科技產品。無論是飛利浦、GE還是西門子,都把PMNT單晶探頭看作是產業的未來,認為將完全取代傳統的陶瓷材料。僅僅這一系列新產品每年分別給飛利浦和GE帶來10億美元和30億美元的收益,而這一數字還將會持續增長。

奮起直追

“想一想中國那麼多台陶瓷材料B超升級成PMNT單晶材料B超,將會帶來多麼巨大的市場價值。”韓芃棣透露,一個目前最高端的PMNT單晶探頭價格高達5萬美元,因此就連韓國的三星都正在搶入這一產業。“在PMNT單晶領域,我們國家有技術、有市場,為什麼不幹起來?”論壇上,韓芃棣激動地問道。

然而,問題的關鍵在於如何打通產業鏈。在PMNT單晶製備技術上,羅豪甦帶領的科研團隊已經獲得了11項國家發明專利,並能夠製備出3英寸、4英寸的晶體,這與美國的水準不相上下。但只有這一個環節達到高水準是遠遠不夠的。從晶體到探頭,再到系統和整機,需要各個產業環節有企業接力。值得高興的是,在論壇上,每個環節都有國內企業參加,並顯示出蓄勢待發的態勢。

在探頭研製上,位於張江的上海愛聲生物醫療科技有限公司總經理袁建人非常有心得。他之前創辦的上海APEX電子科技有限公司主營陶瓷材料探頭生產,並在2010年被飛利浦收購。如今,在剛剛創辦一年的新公司裡,袁建人正致力於研製PMNT單晶探頭。

在整機生產領域,來自深圳的邁瑞、開立、理邦等公司也正在從中低端的黑白B超向高端的彩超進軍。“以前是整機拖了探頭後腿,現在是探頭拖了整機後腿。”一位企業負責人說,“國內醫用超聲設備產業使用PMNT單晶替代陶瓷材料正當時。”

對此,韓芃棣建議,位於產業鏈各個環節的科研機構和企業各司其職,形成合力,打造中國高端醫用超聲設備產業。羅豪甦提出,依託上海嘉定醫用超聲材料和器件產業技術創新戰略聯盟,建立鐵電材料和器件產業研究院、產業基地,啟動投入5000萬元,在二三年內實現科技成果轉化,實現產值10億元人民幣。

“無論是上海建設科創中心的提出,還是《促進科技成果轉化法》的修訂,都給了我們很大信心。”羅豪甦說,“我希望醫用超聲設備公司、科研院所和大學、投融資企業加強合作,抓住這一產業轉型升級的良機,在合適的政策鼓勵下,加速發展我國醫療裝備產業。”

(本文寫於2015年)

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